國家電網(wǎng)山西省電力公司 李 遠(yuǎn)

與傳統(tǒng)運維相比，云計算中心智能運維無論是在數(shù)據(jù)量還是在處理速度上都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)運維。在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代背景下，智能運維能夠有效推動云計算的自動化和智能化發(fā)展[1]。但由于當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域研究起步較晚，因此支持云計算中心智能運維的系統(tǒng)在實際應(yīng)用中并不完善，存在著諸多的問題，如系統(tǒng)運行成本高、無法為用戶提供滿意度更高的服務(wù)、無法實現(xiàn)對云計算環(huán)境中數(shù)據(jù)的安全保護(hù)等問題。云計算中心智能運維的主要業(yè)務(wù)，是針對采集到的海量數(shù)據(jù)通過多種技術(shù)手段對其進(jìn)行深度分析[2]。利用優(yōu)質(zhì)的運維系統(tǒng)能夠?qū)⒃朴嬎阒行牡母黝惢A(chǔ)設(shè)施、資源等進(jìn)行整合，以此為云計算環(huán)境提供了網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)和存儲等條件。

1 云計算中心智能運維系統(tǒng)硬件應(yīng)用

1.1 云計算中心數(shù)據(jù)采集器選型

確保最原始的數(shù)據(jù)信息能夠準(zhǔn)確獲取并存儲到系統(tǒng)的本地數(shù)據(jù)庫中，組件需要從系統(tǒng)的硬件或軟件設(shè)備當(dāng)中采集到原始數(shù)據(jù)[3]。以大數(shù)據(jù)云計算中心智能運維系統(tǒng)的需求為根據(jù)，對云計算中心數(shù)據(jù)采集其進(jìn)行選型，本文選用SCS502-EN562-22型號的數(shù)據(jù)采集傳輸儀作為本文系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器。該型號數(shù)據(jù)采集器的接口眾多，并且僅適合云計算中心運行環(huán)境當(dāng)中的各類以期設(shè)備的通訊協(xié)議；設(shè)備支持GPRS/4G/5G/Ethernet 等多種方式的通信傳輸功能；該型號數(shù)據(jù)采集器原廠生產(chǎn)還支持云計算環(huán)境特有的HJ 5556-425通信協(xié)議。圖1為云計算中心數(shù)據(jù)采集器在系統(tǒng)當(dāng)中的連接示意圖。

圖1 計算中心數(shù)據(jù)采集器連接示意圖

利用SCS502-EN562-22型號數(shù)據(jù)采集器上豐富的接口對接云計算環(huán)境前端的各類傳感器，能夠通過上述多種不同方式的通信將數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)器當(dāng)中，并為云計算中心指揮決策提供更具價值的數(shù)據(jù)支持條件，進(jìn)一步提升本文基于大數(shù)據(jù)的云計算中心智能運維系統(tǒng)在線監(jiān)測預(yù)警能力，保證云計算環(huán)境中海量數(shù)據(jù)的安全。

1.2 云計算中心數(shù)據(jù)存儲器選型

上述數(shù)據(jù)采集器的選擇為本文系統(tǒng)提供了對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的條件，為滿足本文系統(tǒng)對海量數(shù)據(jù)的存儲需要，對存儲器進(jìn)行選型。結(jié)合海量數(shù)據(jù)存儲需要，本文選擇6ES7215-56-78型號的數(shù)據(jù)存儲器作為本文海量數(shù)據(jù)的存儲硬件條件[4]。該型號數(shù)據(jù)存儲器的輸出功率為32kHz、工作電壓為22V、工作溫度范圍為-25℃～55℃、接收數(shù)據(jù)流量的帶寬為7500bps、供電方式為DC+8～22V 電源供電。6ES7215-56-78型號數(shù)據(jù)存儲器為雙路CAN 總線數(shù)據(jù)存儲器，該存儲器中集成了2～4路標(biāo)號CAN總線接口，使CAN 總線和本文其他硬件結(jié)構(gòu)連接，可完成對云計算中心數(shù)據(jù)的實時存儲。為保證云計算中心數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)姆€(wěn)定性，在對本文系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝時，預(yù)留出6路模擬數(shù)據(jù)傳輸路徑和2路通用輸入/輸出口，以此滿足在不同調(diào)度條件下云計算中心環(huán)境的數(shù)據(jù)輸入和輸出需要。為6ES7215-56-78型號數(shù)據(jù)存儲器配備IP60等級的安全防護(hù)模塊，為云計算中心中的數(shù)據(jù)提供更加可靠的安全運維條件。

2 云計算中心智能運維系統(tǒng)軟件應(yīng)用

2.1 基于大數(shù)據(jù)的云計算中心數(shù)據(jù)存儲技術(shù)設(shè)計方案

在云計算的發(fā)展中誕生了云存儲，通過云計算中心智能運維的基礎(chǔ)功能來對海量的大數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，結(jié)合上述文本系統(tǒng)的硬件條件，通過可行的存儲技術(shù)設(shè)計方案將云存儲應(yīng)用于集群、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。云存儲技術(shù)的應(yīng)用不需要硬件設(shè)備，大幅度增加了網(wǎng)絡(luò)信息存儲安全性能，在提升存儲效率的同時，也減少了用戶對硬件設(shè)施的維護(hù)措施過程中成本投入。本文的存儲數(shù)據(jù)庫以DM7為本文系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲在此類型數(shù)據(jù)庫中匯總的結(jié)構(gòu)較為松散，因此可完成對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)三種不同的結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行存儲。

第一種數(shù)據(jù)以表格數(shù)據(jù)為例，通過掃描數(shù)據(jù)先得到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，再完成對相關(guān)信息內(nèi)容的填充；第二種數(shù)據(jù)以短視頻、音頻為例，通常是只填充數(shù)據(jù)而沒有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因為這類數(shù)據(jù)不便利用固定的結(jié)構(gòu)來表現(xiàn)；第三種數(shù)據(jù)以圖形、聲音文件為例，是指沒有規(guī)則或隱含規(guī)則的數(shù)據(jù)。利用DM7系統(tǒng)可實現(xiàn)大多數(shù)單表查詢，在本文系統(tǒng)的云計算中心環(huán)境具有搜索引擎的功能，能在運行的過程中快速搜索所需的數(shù)據(jù)資料。通過合理可行的存儲技術(shù)設(shè)計方案，在保證用戶數(shù)據(jù)的安全前提下節(jié)省成本，更好滿足用戶對數(shù)據(jù)存儲的要求。

2.2 設(shè)定云計算中心智能運維周期

將云計算中心智能運維看作是一個數(shù)據(jù)模型，對數(shù)據(jù)模型的相關(guān)變量進(jìn)行優(yōu)化，即為實現(xiàn)對其智能運維。通過本文上述設(shè)計的基于大數(shù)據(jù)的云計算中心數(shù)據(jù)存儲技術(shù)方案，為實現(xiàn)更加有效的運維，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行設(shè)定周期[5]。

周期設(shè)定如下：X 為系統(tǒng)中云計算中心整體壽命的維護(hù)周期，Ti為每個運維周期的間隔，i 為具體運維周期個數(shù)，取值為i=1,2,3…n。在周期為N-1的運維間隔中，云計算中心信息數(shù)據(jù)的可靠度高于可靠性閾值L，系統(tǒng)自動識別對云計算中心信息安全的隱患并及時維護(hù)；第N 次周期間隔中，若達(dá)到達(dá)到可靠度閾值L 則說明云計算中心出現(xiàn)問題，這就要對運維指標(biāo)采集程序和相關(guān)模塊進(jìn)行置換處理；如果云計算中心在運維存在失效問題，只需恢復(fù)存在問題的板塊，利用最小的維護(hù)方式來控制云計算中心運行可靠度在閾值范圍內(nèi)。

通過以上數(shù)據(jù)分析，得到云計算中心智能運維周期的計算公式為，式中，Ti表示為云計算中心運維時間間隔；hi(t)表示為云計算中心第i-1次和第i 次運維周期內(nèi)的失率；K(t)表示為云計算中心的運行時間。通過設(shè)定可行的運維周期，利用計算公式得到有效的運維指標(biāo)來提高用戶信息的安全性能，實現(xiàn)對海量大數(shù)據(jù)的有效存儲。

3 對比實驗

本文以某企業(yè)信息資源集成云管理平臺作為實驗環(huán)境，分別利用本文提出的運維系統(tǒng)和傳統(tǒng)運維對該云管理平臺進(jìn)行運行維護(hù)，以此驗證兩種運維系統(tǒng)的應(yīng)用效果。在該云管理平臺上對各類數(shù)據(jù)信息的調(diào)配需要大量的服務(wù)器運行支撐，在運維過程中也需更高頻率的監(jiān)控運行數(shù)據(jù)。云管理平臺的內(nèi)存為三星DDR4 64GB，操作系統(tǒng)為凝思rocky6.0.42.42和rocky6.0.80，CPU 是intel gold-5120V4中央處理器。首先向云管理平臺當(dāng)中添加1000個正常數(shù)據(jù)節(jié)點，再添加200個故障節(jié)點，分別利用兩種運維系統(tǒng)完成對云管理平臺的運行維護(hù)。將兩種系統(tǒng)恢復(fù)云管理平臺正常運行狀態(tài)所消耗的時間作為對比指標(biāo)完成對比實驗。將實驗結(jié)果進(jìn)行記錄，并繪制成如表1所示的實驗結(jié)果對比表。

表1 兩種運維系統(tǒng)實驗結(jié)果對比表

由表1可看出，本文系統(tǒng)恢復(fù)云管理平臺的正常運行狀態(tài)時消耗的時間明顯小于傳統(tǒng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)系統(tǒng)在運維過程中，其耗時會隨著數(shù)據(jù)節(jié)點的增加而增加。本文系統(tǒng)并不會受到數(shù)據(jù)節(jié)點增加的影響。因此，通過對比實驗證明，本文提出的運維系統(tǒng)在實際應(yīng)用中運維效率更高。