數據中心自動化運維管理及平臺建設分析

摘要：在企業規模逐漸擴大，業務數據量逐年上升的背景下，對于各個單位數據中心的運維管理工作有了更為嚴格的要求，需要在保證數據庫高效穩定運行的基礎之上，盡可能優化數據庫服務性能。本文便結合筆者對數據中心自動化運維管理平臺的設計經驗，以某地區數據中心自動化運維管理平臺為例，從實際功能需求入手，簡要分析其設計方案，進而達到加強數據中心管理效能的目的。

關鍵詞：數據中心；自動化運維管理平臺；功能需求；設計方案

目前各單位數據中心集群管理的自動化水平較低，管理方式較為落后，甚至部分企業還采用手動運維的維護模式，其維護管理質量均處于一個較低水平。由此可見，各單位對于數據中心自動化運維管理的需求極為迫切，具有良好自動化水平的運維管理平臺有助于管理人員對數據中心的管理流程不斷優化，提高數據中心的業務保障能力，進而實現全天候無人值守的管理理念。

一、數據中心自動化運維管理平臺功能需求

（一）基本原則

基于Web應用的特點，數據中心自動化運維管理平臺應當符合下述構建原則。一是可靠性原則。該管理平臺應當首先遵循可靠性原則，確保相關監控軟件、設備的反饋數據真實準確。并在對數據中心進行自動化維護管理過程中通過校驗以及數據提取確定監控所獲取數據的準確性，確保監控數據能夠為自動運維管理平臺運行提供數據支持。二是安全性原則。多數數據中心所存儲的數據均是企業、單位的核心數據，與企業、單位的核心業務存在直接聯系，其重要性不言而喻。因此，自動化運維管理平臺應當提高對監測數據安全性的重視程度，必要時刻需要對管理人員的口令進行驗證，以此保證數據中心的數據安全[1]。三是規范性原則。數據中心的運維管理工作較為復雜，包括但不限于數據庫擴容、同步處理數據等。因此該運維管理平臺需要在企業、單位原有運維模式的基礎上對與數據中心運維相關的工作進行規范化，進而實現自動化、規范化運維。四是對接性原則。對接性指的是管理人員與管理平臺之間、管理平臺與其他同類平臺的對接能力。該管理平臺需要在特定條件下切換至數據庫的管理端，對相應設置、功能進行修改。五是高性能原則。基于Web本身，數據中心在龐大數據流的影響下，很容易出現業務響應遲緩的現象。因此，運維管理平臺必須具備高性能，確保能夠及時完成業務響應，對于數據的存儲以及監測結果的數據反饋必須在2s以內。除此之外，運維管理平臺在日常運行過程中，其處理器最大占用率應當在50%以下，為特殊情況下的超頻運行做準備，最后對于內容部署、IP訪問、業務執行等功能響應時長應當在1.5s以內。

（二）功能需求

1.腳本需求

在開發自動化腳本時，應當從下列幾方面入手[2]。一是對數據庫表層空間的監控功能。此部分功能需要在表空間生成SQL以及Shell等腳本，利用此兩種腳本對數據庫中的空閑信息、掛載空間進行監控。并執行Check-Oracle-DB.SQL程序，對當前增長值與可用空間信息進行監控。二是實現自動化添加數據文件。能夠在每日收集表空間數據任務完成后創建日志，并在對應的腳本中對相應管理人員進行授權，進而達到確定系統部署的目的。三是數據庫登錄授權。為保證數據中心的安全性，應當在數據庫的登錄過程中對用戶的IP、基本信息進行查詢，自動判斷其是否處于合法網段。

2.管理業務需求

數據中心運維中的業務需求具體如下。一是權限管理。管理人員可以在此層面對相關賬號進行賦權，設定該賬號在數據中心的權限以及時間長度，權限內容包括但不限于增加數據、修改數據、刪除數據等。二是IP管理。此部分指的是對數據中心的訪問IP進行管理，在設定IP過程中需要對客戶端的IP等級以及具體IP進行設定，確定IP的訪問等級。管理人員需要在管理端對IP等級、內容進行調整、修改。三是自動部署。該管理平臺需要在腳本內容的基礎上對數據庫目標進行確定，并按照預先設定的部署要素進行執行，及時向管理人員反饋執行結果。四是后臺管理。該管理平臺需要實現遠程管理功能，在確定權限后，具有權限的賬號能夠對該權限組下所連接的信息進行修改。

3.監控業務需求

監控業務需求較為簡單，只需要對數據中心的表空間與存儲過程進行監控維護，具體如下。一是對表空間進行維護。此部分功能指的是以數據庫所存儲的表單信息、名稱以及文件名為基礎，對數據中心表空間的大小、空間、各項參數、空閑空間、空間占比進行監控，并對數據表的運行狀態進行監測。二是對存儲過程進行監控。此部分功能同樣需要以數據庫運行為基礎，對其存儲過程的名稱、大小進行監控。若出現錯誤代號以及時間，需要對具體描述進行記錄。

二、數據中心自動化運維管理平臺設計方案

為說明數據中心自動化運維管理平臺的建設策略，本文以本市某三甲醫院的信息化建設項目為例進行說明。下文便對該項目中自動化運維管理平臺的整體架構、功能架構、腳本設計、管理業務設計、監控業務設計進行詳細闡述[3]。

（一）整體架構設計

該運維管理平臺整體結構應當包括管理自動化、操作審計、監控自動化以及操作平臺等，具體如圖1。該管理平臺的自動化應當體現在配置管理、日常維護、信息發布等方面。用配置管理功能對企業、單位的現有IP進行分配，實現全過程自動化運維，從而達到提高運維工作效率的目的。運維工作的結果反饋需要發布在管理平臺中，以此為管理人員提供分析工作的數據依據。操作審計則是體現在審計日志以及級別授權方面。監控方面的自動化表現則是表現在集中監控以及自動巡檢方面，管理人員可以通過操作平臺對監控所反饋的數據進行集中處理，最大限度提高巡檢工作的工作效率。該系統內部所存在的作業、數據、管理、配置等功能則由各類操作平臺負責，以此完成對數據庫集群的規范化管控。除此之外，該系統還需要支持Oracle主流數據庫的運維。

（二）功能架構設計

該管理平臺是由兩大部分組成，分別為自動化腳本、自動化管理端組成，其中管理業務與監控業務均屬于自動化管理端。并在自動化腳本中設置表空間監控功能、增加刪除數據文件功能、登錄限制功能、授權功能等。其自動化管理功能則具體包括權限管理、自動部署管理、IP管理、后臺管理等。管理人員可以通過權限管理對相應賬號進行賦權，并在IP管理中設置增加用戶及訪問IP的功能。具體功能架構如圖2。

（三）運維腳本設計

該自動化管理平臺的核心功能便是對數據中心的表空間進行監控，當其整體利用率達到一定數值后，便可提出擴容申請。而人工監控的方法較為落后，所需時間較長，也很難對表空間以往的歷史變化進行記錄。因此，需要在其中加入自動監控腳本以及添加數據腳本，以此實現自動監控[4]。

監控腳本的具體流程如圖3。在自動添加數據腳本過程中，首先需要對數據庫設置定時任務調用，并明確存儲過程，其次對該文件進行判斷，判斷其是否需要添加數據，若結果為是則開始在數據庫表空間中添加相應數據文件，若結構為否則直接結束。在上述過程中，對任務的定時調用需要使用Shell腳本，通過調動SQL的形式實現此功能。在SQL腳本內，需要對Data視圖進行查詢來確定表空間的實際利用情況，并用Free-Space對剩余空間進行計算。進而估算出剩余表空間的可用天數，最后匯總成表格，發送至管理人員的郵箱中。由于該項目中數據庫類型為Oracle，若單純使用上述腳本對表空間進行查詢極有可能出現查詢結果為負數的情況，為防止此類情況出現，當查詢結果為負數時，則將其增長值強制賦予為1MB。

（四）管理業務設計

在該管理平臺的管理業務端設計了邏輯類、控制類、權限管理類、部署控制類、IP管理類、后臺管理類、權限數據類、用戶數據類、部署內容類、數據庫連接類，實現代碼如圖4。

權限管理控制是通過addAuthorization實現權限增加功能，通過modify實現權限修改功能，query實現權限查詢功能，view、del實現查看、刪除功能。若需要對數據進行重新獲取則需要利用getRetrieval代碼。

IP管理功能則是通過addAccessIP實現新增，modify實現IP修改，query實現對訪問IP的查詢，del實現對訪問IP的刪除。并利用add（modify、query、del）AccessUser對訪問用戶進行修改、查詢、刪除。

部署控制類則是利用add（modify、view、query、del、execute）DeploymentContent實現對部署內容的添加、修改、查看、查詢、刪除以及執行。

后臺管理類則是利用add（del、modify）Connection實現對數據庫的連接新增、連接刪除以及連接修改。

權限數據類型中則需要使用PricilegeBeans執行授權，并利用調用控制類代碼實現返回申請，確定授權的增加后調用邏輯類代碼為管理人員提供查看功能，上述增加授權的具體時序如圖5。

（五）監控業務設計

此部分業務同樣包括邏輯類與控制類。具體有存儲過程控制類、表空間控制類、存儲過程數據類、表空間數據類型。具體如圖6。

表空間查詢則需要使用控制類代碼，若存在準確的查詢要素則需要調用MonitoringService邏輯類代碼。當管理平臺接收到具體查詢條件后則調用TableSpaceBeans返回至數據庫表空間，并將查詢結果發送至運維管理人員進行接收。對于監控存儲空間控制類則需要使用到query（view、monitor）SroredProcedure實現對存儲過程的查詢、查看、監控功能。對于監控表空間控制類則需要使用到query（view、monitor）TableSpace實現表空間的查詢、查看、監控功能。運維管理人員對數據庫存儲情況進行查詢過程中，管理平臺接收到申請后則調用MonitoringRule（Service）、StoredProcedureBeans實現查詢、調用數據以及返回查詢結果功能。

三、結束語

綜上所述，基于筆者實際項目經驗，本文從數據中心自動化運維管理平臺的功能需求入手，將該管理平臺分為了腳本與管理業務兩大方面，在Web框架下說明了各項功能需求的具體設計方案及實現方法，相關人員可從上述管理業務、監控業務、腳本設計這三大方面入手建立數據中心運維管理平臺，從而實現對數據中心的自動化管理。

作者單位：許麗瑪 萬達信息股份有限公司

參" 考" 文" 獻

[1]李晶，劉莉莉. 數據中心自動化運維的建設方法思考[J]. 電子世界，2021（20）：208-209.

[2]張乾尊，劉鵬程，吳皓彥.打造運維中臺基座 賦能運維新動能——農業銀行數據中心運維自動化與智能化實踐[J]. 金融電子化，2021（04）：65-66.

[3]沈德仁，章昆，張翰文. 基于虛擬化技術的云數據中心構建及自動化運維管理探討[J]. 中國新通信，2021，23（07）：40-41.

[4]陳峰，李文彪. 關于商業銀行數據中心運維自動化建設和重構的最新思考[J]. 電子元器件與信息技術，2021，5（02）：199-200.

許麗瑪（1979.04.16-），女，漢族，上海，研究方向：數據中心自動化運維管理。