基于ITIL驅動的可用性服務等級協議研究

陳穎聰 陳智明 丘美景

（廣東電網有限責任公司梅州供電局，廣東梅州514542）

0 引言

在當前互聯網運行環境下，任何以算法結構設施和軟件應用程序為運行基礎的公司，皆需要保證在用戶和客戶對網絡有操作請求時其相關系統和應用程序是可用的。但是在過去的幾年里，系統常被設置為僅可以在規定運行時間內對請求做出應答；也就是說操作請求倘若發生在規定運行時間以外，其相關用戶和客戶的請求便無法被受理，繼而無法進行有效操作。然而，由于地域的不同，一個城市或國家所設定的有效運行應答時間可能在另一個城市或國家的某項時間段內為無效應答時間。

因此，在不同的市場區域內，用戶和客戶對系統供應的要求一直在增加，此外，對計算可用性以及正常運行時間的需求也在不斷上升。而且由于世界各地的主要Web站點皆為全天候可用，同時沒有任何停機時間限制，所以現有的需求已經迫使互聯網公司自己尋求提升，繼而適應更大的發展空間。

對于國外IT公司來說，這些關于系統和應用程序可用性的需求與以往并沒有什么不同。

在過去的10年中，國外IT公司在網絡工程可用性維護、系統過程支持和團隊力量方面進行了越來越多的投資，以此來滿足和管理在其投資組合中每個應用程序所定義的SLA（服務等級協議）。而且從2008年開始，國外IT公司便開始通過對網絡系統中的實踐、工具、過程、工程、通信和組織方法進行優化來提高整體協議的可用性，同時研究發現，其針對協議的相關工作已經超過了現有的SLA[1]。當然，依據目前掌握的互聯網技術，其中的部分優化已然可以有效實現。基于以上分析，在本文中，將對國外IT公司所提出的優化過程中關于可用性SLA的研究作出詳細介紹。

當前國外IT公司所使用的網絡操作環境主要包括面向公眾的基于Web的應用程序和內部使用的ERP（企業資源計劃）系統。同時在整體業務運行過程中，網絡服務供應商主要對網絡運行環境進行服務管理，IT公司則從終端客戶的角度負責對系統的開發以及運營進行可用性檢測。

本文主要介紹的SLA便是以該類服務分工框架為運行基礎，從而為系統提供可被用戶和客戶接受的正常運行時間以及問題響應時間，繼而直接使客戶受益。而且該協議還可通過隔離故障干擾來幫助研究人員提升技術開發進度，從而滿足網絡發展需要，并使得用戶以及客戶的操作得到最有效的保障。

本文的其余部分組織如下：第1節對可用性的背景進行簡單敘述；第2節對國外IT公司所提出的可用性SLA（服務等級協議）進行簡要說明；第3節對可用性SLA（服務等級協議）中的DevOps轉換進行分析闡述；第4節對國外IT公司的運營經驗進行簡單說明，并由此對本文所介紹的SLA具有的部分特點進行驗證；最后在第5節對全文進行總結。

1 可用性背景

在互聯網運算過程中，有一些與IT系統和應用服務的一致交付相關聯的核心術語。例如，“可用性”被定義為在計劃運行中窗口或調度區間的正常運行時間百分比；而“驅動可用性”則是對系統及其支持操作過程可靠性的定義說明，當然其可以進一步分解為組合應用程序或組件的可靠性。

為了對其中一些術語進行具體說明，我們提出了一些基本的定義。根據以上所述，“可用性”被正式定義為計劃操作窗口內正常運行時間的百分比，其計算方法[2]如下：

由公式（1）可知，互聯網系統操作的計劃時間以及其相關窗口內實現的停機時間對于可用性的計算非常重要。但是由于影響可用性的一個關鍵因素是程序及其相關組件的可靠性，因此將“可靠性”正式定義為給定時間段[3]內程序無故障運行的概率，表達公式如下：

在開發可用性SLA時，傳統方法是先構建一個正常運行時間目標，然后將其通過運算得到的結果作為計劃操作窗口總數的百分比。但大多數系統并不能實現100%正常運行時間，因為有些組件最終會產生運行誤差，除非每個組件都具有高可用性和冗余故障轉移功能，而具備這種功能的設計經常出現在航天器、航空航天系統以及其他生命關鍵系統[4]上。基于此，大多數互聯網系統通常需要考慮的是可用性占正常運行時間的百分比。

但在國外IT公司運行維護過程中，每個應用程序所用SLA的確定不僅需考慮可用性程度，而且還需要考慮包括產品方向、目標用戶群體、相關設計維護以及經濟學在內的許多因素。基于以上分析，在本文中將對國外IT公司所提的基于ITIL驅動的可用性服務等級協議進行介紹，并提供關于SLA目標本身的相關細節。我們相信此服務等級協議是合理的，并且可以在不同的網絡環境中使用。

2 可用性服務等級協議

可用性的高低一直是服務等級協議合理性的關鍵衡量指標，但是由于以往設置利用的SLA通常致力于提供系統和應用程序的可用性框架，所以其對于可用性的關注并不是太高，因為只要相關協議具有可用性，則其便可以對所包括的系統程序進行操作服務。然而，隨著當下互聯網用戶的激增以及相關技術產品開發對服務管理平臺穩定性的要求提高，以往一直使用的SLA不再能夠滿足用戶以及客戶的需求?；诖?，國外IT公司研究提出了一些包括ITIL驅動在內的新的產品技術。

分析發現，ITIL驅動[5]作為一種以互聯網關鍵信息技術為操作基礎的驅動技術，其可以對服務等級協議進行即時監測以及管理。在本節中，將分別從包括架構設計、監測報警以及發布管理在內的三個方面對所提出的基于ITIL驅動的可用性服務等級協議進行分析介紹。

首先對此服務等級協議的架構設計進行說明。為了滿足用戶以及客戶的不同需求，國外IT公司在該協議的每個體系結構層上使用了冗余服務器[6]，此服務器可以對一定級別的數據進行復制以及同步，因此該協議下幾乎所有的系統架構都具有較高的可用性以及容錯能力。而且為了保證現有可用性的穩定性，該協議通過使用Oracle的RAC（有效應用程序集群）等效技術來使系統架構具有實時故障轉移能力。

除此之外，國外IT公司還開發了一些應用程序，這些應用程序可以在網絡系統出現錯誤分析時提供智能管理。例如，如果主消息傳遞路徑出現故障，則應用程序可以自動在連接可用時對操作請求進行排隊重試，從而防止關鍵客戶事務信息丟失。這種設計對于高可用性的獲得是至關重要的。而且這些應用程序還可以將對設計方法的改進反饋到體系結構中，從而可以對未來可能出現的故障進行分析解決。

其次，對協議執行過程中的監測報警進行簡要敘述。在整體操作體系結構中，每個系統、應用程序以及組件皆有相對應的監視和警報級別，從而保證給定SLA運行環境的安全性。例如，國外IT公司將自定義日志和警報機制內置到應用程序以及系統結構層中，以此為監視工具的即時應答提供自定義覆蓋[7]。此外，國外IT公司還將應用程序組合構建在公共代碼庫上，從而使得該數據庫在協議執行遇到故障時可及時分析相關應用程序頁面的行為、性能，繼而對所遇異常情況進行報警處理。

最后對SLA下的發布管理進行簡單說明。發布管理主要構建在SLA的體系結構和監視領域之上，其可對生產環境中的具體變更進行部署。但是只有當數據集被有效發布及定義，協議結構層才會在生產環境中對這些集合或發布進行調度、測試以及生產執行。當然在這個過程中需要對存儲配置、防火墻規則供應進行審查，從而保證數據集的質量以及服務管理的流暢性[5]。由于整個生產發布過程所用的數據集皆為高質量的，所以其可以有效保證計劃內SLA的可用性。

3 DevOps轉換

在ITIL驅動框架中，安全性是一個一直被廣泛關注的關鍵性問題，因為其將直接決定所提協議是否可以有效運行。經過多年的研究，國外IT公司所定義的InfoSec程序已經可以滿足所提協議對于安全性的需求，研究人員只需要將此程序擴展到統一的業務單元[8]，繼而將其合并到DevOps轉換方法中即可?；诖?，本文將對基于ITIL驅動的可用性服務等級協議中的DevOps轉換進行簡要分析介紹，并由此說明DevOps轉換在所提協議發展過程中的重要性。

從2015年開始，國外的IT公司便開始深入研究DevOps轉換對于互聯網技術開發以及可用性SLA運行的意義。研究發現，DevOps轉換的關鍵作用之一是可以實現協議結構框架構建以及部署的自動化，而這將涵蓋互聯網服務器的代碼庫以及數據庫[9]。這一作用也將通過SLA部署時間的改變而顯現，例如DevOps轉換使得某些地區的協議部署時間從幾小時下降到幾分鐘，這一特點將為互聯網技術產品開發提供開發規劃和操作方面的重要選項和敏捷性。

而且DevOps轉換對于互聯網一般性業務職能的執行也有顯著的好處，例如其也可以將安全操作框架融入到具體的操作工作流程中，從而滿足用戶和客戶的需求[10]。當然，以上過程要想有效實現，首先需要將IT服務目錄轉化為DevOps轉換模型中的流程，繼而圍繞用戶支持數據集實現計劃內的SLA。換言之，協議內所涉及的部署時間以及操作工作流程等因素要想實現優化從而滿足需求，首先需要在DevOps轉換模型中進行重新塑造。

DevOps轉換的應用為研究人員在解決IT系統開發以及協議構建所遇問題方面提供了一個嶄新的視角；不僅如此，該轉換方法對于當下所提的SLA可用性的提升有著關鍵性的作用；而且可以幫助研究人員在過程、技術和通信的廣泛領域中對更多的目標進行定義。

4 運營經驗

基于上述對DevOps轉換的介紹，可以推斷認為該轉換方法的嵌入將使得本文所提協議具有較高的可用性以及廣泛的適用性。在本節中，將通過介紹國外IT公司的相關運營經驗來驗證該推斷是正確的。

國外IT公司對于該項目的研究是從2008年開始的，其最初的研究重點是對發布管理、變更管理以及事件管理進行構建，在此過程中，我們對相關流程以及工具進行了調整及定義。但是由于不同地域互聯網用戶的激增以及用戶對操作需求的提升，其現有的協議可用性已然不能夠滿足網絡系統的運行需要。因此，研究人員在2009年對系統行為和支持操作進行了量化控制，從而建立了足夠的人員覆蓋計劃[11]。

但是研究人員在可用性提升方面仍面臨著一個關鍵挑戰，即缺乏對未知結構流程的了解。因此在對應用程序及運行環境進行服務管理時，系統往往需要對其進行反復分析，從而了解未知結構流程的目的以及定義。雖然這樣可以保證運行應答的穩定性，但是其本身的不足直接導致管理過程繁瑣以及反應時間太長，當然這也為研究人員開發新技術提供了方向。

隨著技術的發展，國外IT公司的研究人員通過利用實時可用性指示板[12]來對可行性報告以及安全性進行顯示，由此便可以對已定義SLA的生產結果進行可行性反饋。只是該過程同樣面臨著挑戰，即問題管理以及能力規劃的不穩定運行，雖然以往針對該現象已經提出了許多方案，但其仍然不能滿足IT系統以及SLA可用性的需要。

DevOps轉換的提出則為以上所述問題的解決帶來了希望，因為該轉換方法中所用的轉換工具以及流程可以將IT系統中包括開發、運營支持和維護在內的所有應用程序以及組件聯系在一起，且可以將未知流程轉化成為現有掌握的流程來進行分析，從而有效縮短了分析應答時間，同時DevOps轉換也可以通過定義最佳的類方法來對SLA可用性進行維護，而且由于其可以確保所有用戶以及客戶的充分參與，所以該轉換方法的嵌入將會使得本文所提協議具有較高的可用性以及廣泛的適用性。換言之，本節開頭的推斷是正確的。

5 結語

本文主要對國外IT公司所提的基于ITIL驅動的可用性服務等級協議進行了分析介紹，該協議可以對數據事件進行穩定有效的管理轉換，從而有效解決了用戶和客戶在操作請求方面所遇到的問題；同時對服務等級協議內所用的DevOps轉換進行了簡單的介紹，并證明了DevOps轉換對于可用性服務等級協議的重要性；最后通過對運營經驗的介紹驗證了基于ITIL驅動的可行性服務等級協議具有較高的可用性以及廣泛的適用性。