肖飛　龍清

摘 要：目前檢察機關的信息化建設進入快車道，各級檢察機關基本上都已經(jīng)完成了基礎網(wǎng)絡的建設，并在其之上建立了大量的應用系統(tǒng)。隨著檢察機關統(tǒng)一業(yè)務運營系統(tǒng)的上線，所有的辦案流程都在網(wǎng)上流轉，應用系統(tǒng)的穩(wěn)定性越來越重要，對檢察機關的網(wǎng)絡與應用的實時監(jiān)控和故障排查成為研究的重點。本文提出檢察機關建立省級集中信息網(wǎng)絡及應用智能動態(tài)監(jiān)測平臺的總體思路，并詳述其中的技術難點關聯(lián)分析算法如何實現(xiàn)。

關鍵詞：智能監(jiān)測；數(shù)據(jù)建模；關聯(lián)分析；預警式服務

中圖分類號：TP312 文獻標識碼：A

1 引 言

21世紀以來，信息化技術的飛速革新為科技發(fā)展提供了巨大的助推力，尤其是在最近一個十年，web2.0和互聯(lián)網(wǎng)思維深入人心，計算機和網(wǎng)絡不但成為了人們不可缺少的手段，更加深刻的改變了人類生產(chǎn)生活的方式[1]。如何在劇烈的社會變革中保持先進的生產(chǎn)力，利用信息化的手段提升戰(zhàn)斗力，是檢察機關面臨的巨大挑戰(zhàn)。最近五年來，檢察機關的信息化建設進入快車道，網(wǎng)絡建設和系統(tǒng)建設相較于上一個十年取得了巨大的成就，尤其是檢察機關的統(tǒng)一業(yè)務應用系統(tǒng)在全國檢察機關全面鋪開上線后[2]，該系統(tǒng)成為檢察機關最核心的業(yè)務應用系統(tǒng)，承載了檢察機關所有的辦案業(yè)務。該系統(tǒng)上線之后，實現(xiàn)了信息跨區(qū)域共享，提高了辦案效率、規(guī)范了執(zhí)法行為、強化了內(nèi)部監(jiān)督制約，為檢察權的依法正確行使提供了有效的信息化支撐和機制保障。但是由于全國檢察機關信息化建設工作建設晚、底子薄、資金有限，對應用系統(tǒng)的監(jiān)控、保障、維護具有相當大的難度。本文提出了檢察機關建立省級集中信息網(wǎng)絡及應用智能動態(tài)監(jiān)測平臺的總體思路，并詳述了其中的技術難點——關聯(lián)分析算法如何實現(xiàn)。

1.1 基本情況

目前，各級檢察機關已建成覆蓋從最高檢到全部基層檢察院的檢察系統(tǒng)專線網(wǎng)絡，各級檢察院都將本院的局域網(wǎng)接入專線網(wǎng)上，并建立了大量多種多樣的應用系統(tǒng)，如電子郵件、內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)站、網(wǎng)上辦公、網(wǎng)上辦案等。由于檢察院信息化平臺架構比較早，業(yè)務系統(tǒng)比較分散、數(shù)據(jù)和管理應用較復雜，對檢察業(yè)務的連續(xù)性存在潛在威脅、管理復雜、相應速度滯后等問題。2014年，檢察系統(tǒng)統(tǒng)一業(yè)務軟件正式運行后，大部分的檢察業(yè)務均需網(wǎng)上辦理，這就對網(wǎng)絡的穩(wěn)定性提出了很高的要求。因此，對網(wǎng)絡實施不間斷的智能監(jiān)控，實時監(jiān)測網(wǎng)絡上各類設備的運行狀態(tài)，對可能影響網(wǎng)絡穩(wěn)定的隱患提早發(fā)現(xiàn)、提早解決變得尤為重要。

隨著檢察機關各類應用軟件不斷增加，也迫切的需要對正在運行的業(yè)務系統(tǒng)進行實時監(jiān)管，一旦發(fā)現(xiàn)問題，主動報警，方便管理人員在第一時間發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

1.2 相關系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

信息網(wǎng)絡智能監(jiān)測系統(tǒng)是進行網(wǎng)絡監(jiān)測和管理最有效的手段，該類系統(tǒng)主要有兩大類別，一是設備廠商針對各自設備開發(fā)的智能監(jiān)測管理系統(tǒng)，如Cisco、3Com、華為、銳捷等；二是第三方開發(fā)的IT運維智能管理系統(tǒng)，如HP、ENOC、東華網(wǎng)智、ServiceWise IT服務管理軟件等。這兩類系統(tǒng)在一定程度上解決了網(wǎng)絡上各類設備監(jiān)測和管理問題，但不足之處也很明顯的，設備廠商的智能監(jiān)測管理系統(tǒng)只支持單一公司產(chǎn)品，不支持其他公司的產(chǎn)品，擴展性不夠，功能性也比較單一。第三方運維的檢測系統(tǒng)雖然對第三方產(chǎn)品進行支持，但一般是著重于解決某一方面的問題，如有的注重于對客戶端軟件的管理，有的注重于對各類服務器性能的監(jiān)測，有的則著重對網(wǎng)絡帶寬及網(wǎng)絡設備的監(jiān)測。以上這些系統(tǒng)在運營商或企業(yè)平臺中有一定程度的應用，但由于檢察專網(wǎng)屬于保密網(wǎng)絡，同時還應符合國家保密局對于保密網(wǎng)絡的網(wǎng)絡智能監(jiān)測系統(tǒng)的要求。因此這些系統(tǒng)不能滿足檢察機關全方位監(jiān)控解決方案的需要。

要實現(xiàn)對檢察機關的信息網(wǎng)絡進行全方位的智能監(jiān)控、做到統(tǒng)一管理、調(diào)度，就必須對檢察專線網(wǎng)的現(xiàn)狀進行全面分析，嘗試將各類產(chǎn)品進行整合，互相開放接口程序，使之形成統(tǒng)一、有效的監(jiān)管平臺。

1.3 檢察機關運維存在的弊端

從自身角度來說，檢察機關的網(wǎng)絡運維存在以下弊端：

1.運維力量偏弱，尤其是在基層院，往往一人身兼數(shù)職；

2.應用系統(tǒng)多且雜，沒有有效的監(jiān)控手段；

3.運維人員比較雜，響應慢，運維機制不完善；

4.人員、設備調(diào)度不及時，工作保障不及時。

為解決以上問題，有必要以省級為單位調(diào)研檢察機關專線網(wǎng)的現(xiàn)狀，全面、系統(tǒng)地對檢察機關專線網(wǎng)管理與維護遇到的難題提出解決方案。

1.4 研究目標

本論文研究的總體目標是建立檢察機關的信息網(wǎng)絡智能監(jiān)測系統(tǒng)，可在大屏幕界面和終端上實時觀測服務器運行狀態(tài)、應用程序運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)保障情況，實現(xiàn)網(wǎng)絡上的各類設備及其應用集中監(jiān)測、報警、應急處置和遠程處理，保障人員統(tǒng)一調(diào)度，提高網(wǎng)絡、應用和數(shù)據(jù)運行的穩(wěn)定性，變被動響應式的管理為主動預警式的管理。

依托該系統(tǒng)，集中監(jiān)控和發(fā)現(xiàn)故障，同時整合該省各級檢察院的IT運維人員，對所有的運維人員進行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，建立健全統(tǒng)一的運維、應急處理機制，為下級院的IT運維人員提供堅實的技術支撐，解決目前各級院運維力量薄弱、相應速度慢、排除故障不及時的頑癥。

2 總體架構

2.1 總體模塊架構

我們設計的檢察機關智能動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)總體架構圖如圖1所示。圖中，信息系統(tǒng)智能動態(tài)監(jiān)測平臺分為監(jiān)控中心、運維中心、應急中心、和指揮調(diào)度中心四個大的功能模塊。各類服務器、網(wǎng)絡設備、應用系統(tǒng)、視頻設備通過南向接口總線監(jiān)控中心接入告警數(shù)據(jù)和性能數(shù)據(jù)，在監(jiān)控中心進行匯總，根據(jù)預先設置的IT資源信息進行關聯(lián)分析。分析后產(chǎn)生的故障數(shù)據(jù)通過運維中心觸發(fā)綜合作業(yè)計劃或單項作業(yè)計劃，產(chǎn)生作業(yè)計劃調(diào)度數(shù)據(jù)。在應急中心中依據(jù)業(yè)務影響的級別程度觸發(fā)各類應急響應預案，產(chǎn)生應急調(diào)度數(shù)據(jù)。各類調(diào)度數(shù)據(jù)通過指揮調(diào)度中心生成任務工單，下發(fā)給IT運維人員進行調(diào)度操作，并進行自動短信通知或郵件通知。當調(diào)度需要其他業(yè)務系統(tǒng)流程配合時，通過北向接口總線上傳到其他業(yè)務系統(tǒng)接口中，在相關業(yè)務系統(tǒng)中完成調(diào)度并回饋閉環(huán)數(shù)據(jù)給指揮調(diào)度中心。該平臺應當有完善的檢察機關IT運維人員管理機制和運維保障機制作為支撐，并建立系統(tǒng)自身的安全策略，將相關的故障處理流程存入知識庫中，提供給IT運維人員查閱使用。endprint

2.2 數(shù)據(jù)流圖架構

從監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流的角度來看，如圖2所示，該系統(tǒng)通過標準接口方式綜合采集設備層的各類告警、性能和網(wǎng)絡參數(shù)數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)一的接口層進行數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)轉換，在數(shù)據(jù)模型層轉化為標準的資源模型數(shù)據(jù)和動態(tài)告警、性能數(shù)據(jù)，并在關聯(lián)分析層自動進行數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)關聯(lián)，講動態(tài)數(shù)據(jù)與資源數(shù)據(jù)進行關聯(lián)，確定告警、性能數(shù)據(jù)可能影響到的業(yè)務資源，最后將分析結果提交給調(diào)度處理層進行業(yè)務影響判斷、故障處理和工單調(diào)度處理。

3 關鍵技術點

3.1 多種數(shù)據(jù)采集

目前，架設在檢察專線網(wǎng)上的設備有網(wǎng)絡設備、安全設備、服務器、存儲設備、視頻設備等，設備類型多種多樣、設備品牌型號均不一致。智能動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應該能監(jiān)測到各類設備的以下信息，以保證基本全面地獲取系統(tǒng)管理所需的數(shù)據(jù)。

1.網(wǎng)絡設備：設備告警信息、性能狀態(tài)信息（如CPU狀態(tài)信息、內(nèi)存狀態(tài)信息）、網(wǎng)絡拓撲信息、設備運行日志信息、設備所有者信息、路由信息、配置文件信息、鏈路管理信息、IP地址、接口狀態(tài)等；

2.服務器、存儲設備：設備告警信息、性能狀態(tài)信息（如CPU狀態(tài)信息、內(nèi)存狀態(tài)信息）、網(wǎng)絡拓撲信息、硬盤Smart信息、設備運行日志信息、IP地址、設備所有者信息等；

3.安全設備：設備告警信息、性能狀態(tài)信息（如CPU狀態(tài)信息、內(nèi)存狀態(tài)信息）、網(wǎng)絡拓撲信息、設備運行日志信息、設備所有者信息、配置文件信息、安全防護日志信息、IP地址、接口狀態(tài)等；

4.視頻設備：設備告警信息、性能狀態(tài)信息（如CPU狀態(tài)信息、內(nèi)存狀態(tài)信息）、網(wǎng)絡拓撲信息、設備運行日志信息、IP地址、設備所有者信息、接口狀態(tài)等。

5.系統(tǒng)應用：系統(tǒng)相關進程的正常運行情況、與外部接口的聯(lián)通情況、關鍵數(shù)據(jù)的存儲情況等。

3.2 多接口接入

智能動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)需要支持對以下各類接口方式接入方式。3.3 運維智能知識庫建立

知識庫就是對信息網(wǎng)絡及應用智能監(jiān)測系統(tǒng)中涉及到的軟硬件信息和知識進行收集和整理，按照一定的方法進行分類保存，并提供相應的檢索手段，同時通過建立的知識庫，將知識庫與事件監(jiān)控中心進行關聯(lián)，在發(fā)生事件時，可以為事件處理人員提供大量的相關信息，例如事件相關的配置信息、關聯(lián)業(yè)務，該事件的最佳處理方式等。這樣為事件處理人員提供決策支持信息，同時提供相應事件進行處理的標準流程，大大減少對事件進行處理所需要的事件。減少事件處理的出錯概率。通過對普遍性事件的標準流程處理過程可以采用事件預案處理方式實現(xiàn)信息網(wǎng)絡及應用智能監(jiān)測系統(tǒng)自動處理，提高事件處理的效率，減少事件處理人員的工作量和出錯概率。

3.4 運維流程調(diào)度

調(diào)度中心根據(jù)監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)的運行情況進行全面分析，在發(fā)生故障的情況下，根據(jù)故障的嚴重程度、緊急性要求向運維中心或應急中心發(fā)送指令，啟動運維流程或應急流程。

運維中心既可以接收調(diào)度中心的工作任務，也可以接收系統(tǒng)維護人員自發(fā)提起的工作任務。如果是其他機關部門個人進行故障報修，還需要先經(jīng)過故障等級評定才發(fā)起工作任務。對于提起的工單，如果是緊急或嚴重的故障處理，系統(tǒng)會提交給應急中心。應急中心有一套完整的應急預案，包括：故障通報機制，運維處理權限提升機制，從而有效的整合各種人員、設備、資金、資源，實現(xiàn)故障迅速排除。

對于普通的故障處理，運維中心要綜合調(diào)度運維人員、備用設備和管理軟件，對故障進行處理。故障處理完畢后，判斷處理結果是否需要升級上報，升級上報的任務如果不能徹底解決，將向調(diào)度中心報告。如果不需升級上報的任務或徹底處理完成的任務，將生成處理方案進行審批，并關閉事件工單。并將處理的信息同步到知識庫。

4 核心算法分析

從監(jiān)測的數(shù)據(jù)來看，各類網(wǎng)絡設備、操作系統(tǒng)、應用系統(tǒng)產(chǎn)生的告警數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)應當是相互關聯(lián)的。某個網(wǎng)絡節(jié)點、某臺服務器性能或某個應用系統(tǒng)故障有可能影響到的是同一個檢察業(yè)務。智能動態(tài)監(jiān)測平臺應當能夠根據(jù)預先建立的網(wǎng)絡拓撲結構和各個層級之間的依賴關系建立起關聯(lián)分析和故障根源性分析的手段，從某個告警或性能數(shù)據(jù)出發(fā)，層層溯源，尋找其影響的檢察業(yè)務，發(fā)出通知信息，提供給IT管理人員主動發(fā)現(xiàn)故障和解決故障，將業(yè)務中斷的影響時間縮短到最短，影響降低到最低。

以下給出了對資源關系進行抽象數(shù)據(jù)建模和進行關聯(lián)分析的基本算法思路。

4.1 支持關聯(lián)分析的全網(wǎng)資源數(shù)據(jù)建模

檢察機關網(wǎng)絡錯綜復雜，多個專業(yè)之間存在著承載和轉接的關系，各網(wǎng)絡設備、硬件設備和應用系統(tǒng)之間類型復雜，告警也相互影響。為支持告警關聯(lián)分析，必須針對全網(wǎng)進行跨資源數(shù)據(jù)建模，以模型進行關聯(lián)分析的支撐[3]。

圖3為全網(wǎng)資源數(shù)據(jù)模型，該模型力求屏蔽資源支撐網(wǎng)絡錯綜復雜的專業(yè)性差異，將各專業(yè)資源數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間的物理、邏緝關聯(lián)用簡潔明了的數(shù)據(jù)結構進行存儲，以之支撐告警和性能數(shù)據(jù)的關聯(lián)分析[4]。

從邏緝視角可將上述模型分為4個層次：應用、業(yè)務、鏈路、節(jié)點，其中的鏈路是廣義上的和跨軟硬件的，泛指所有的能夠承載業(yè)務的物理或者邏緝連接，節(jié)點同樣是廣義上和跨專業(yè)的，泛指所有能夠發(fā)生告警的端點[5]。

結合以上釋義來看圖4中關系，T_Customer為第一層的應用數(shù)據(jù)，記錄了所有應用數(shù)據(jù)；T_Service為第二層的業(yè)務數(shù)據(jù)，記錄了承載在檢察專線網(wǎng)上的所有業(yè)務；T_Path和T_Link為第三層，是支持關聯(lián)分析核心數(shù)據(jù)，記錄了廣義的鏈路信息，其中T_Path表專用于記錄所有的物理連接，例如從交換機到路由器之間的物理連接，網(wǎng)絡線路對服務器、存儲的承接關系等；T_Link記錄了所有的邏緝連接，如某幾臺存儲和服務器支撐起了統(tǒng)一業(yè)務軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)中包涵了檢察機關偵查、公訴等相關的業(yè)務；T_TermPoints為第四層邏緝數(shù)據(jù)，記錄所有的節(jié)點信息，無論該節(jié)點是物理鏈路的端口還是邏輯鏈路的端口，都記錄其中，與之相關的是T_Equipment，用來記錄節(jié)點所屬的網(wǎng)元信息，以及T_TermSubTerm，用于記錄各節(jié)點之間的父子關系。endprint

建立以上跨專業(yè)的模型之后，就可以將復雜的資源數(shù)據(jù)采用倒入或錄入的方式存入該統(tǒng)一模型之中，提供給關聯(lián)分析作為數(shù)據(jù)支撐。

4.2 基于資源模型的關聯(lián)分析算法

基于資源模型進行關聯(lián)分析算法的過程，目的是發(fā)現(xiàn)根源故障，排除衍生故障。該算法運行的過程就是通過資源模型將告警進行分組，并在組內(nèi)通過時間以及告警位置發(fā)現(xiàn)告警之間的關系[6]。

以下將各資源之間的物理關系稱為Path關系，各資源之間的邏緝關系稱為Link關系，所有發(fā)生告警的節(jié)點稱為TP，一組相關的節(jié)點稱為TPs，各節(jié)點之間的父子關系稱為SubTerm關系。具體的關聯(lián)分析算法運行步驟如下：

1.析告警信息，合理抽取關聯(lián)算法涉及的關鍵告警信息；

2.從該條告警數(shù)據(jù)的TP出發(fā)，參照SubTerm關系中記錄的節(jié)點父子關系，拓展出所有的父TP；

3.參照Link關系，拓展出一個Link中所有對應的A端TP和Z端TP；

4.參照Path關系，拓展出指定深度或者指定最大個數(shù)的TP。應該確保一個網(wǎng)元內(nèi)的與當前TP有Path關系的高層TP都能被拓展到。建議拓展深度為3；

5.以上三步拓展獲取的TP集合組成一個相關的TPs；

6.獲取該TPs在一個特定時間窗口上發(fā)生的所有告警Alarms，對TPs組進行裁減；

7.將TPs中每個TP與Service關系進行關聯(lián)，查看每個TP的告警影響到多少個Service，記為associateNum；

8.統(tǒng)計TPs組內(nèi)所有的TP的associateNum，選取其中最大的作為該組的根源告警。

以上步驟中，1.為預處理，2～5為抽取組合TPs，6～8為進行根源判斷。

算法中，基于資源模型對告警進行了分組，分組中加入了時間窗口的考慮，并對各告警的跨專業(yè)關聯(lián)進行了分析，分組完成后，基于告警影響的程度大小，判定了根源告警，抑制了衍生告警[7]。

4.3 告警處理流程描述

按照以上算法，告警在本系統(tǒng)中的處理基本流程如圖5所示。在預處理、數(shù)據(jù)清洗之后，進行告警分類組合、根源判斷、影響性判斷，最終形成結論推送給運維人員，幫助定位故障和處理故障[8]。

5 小 結

對于省級集中管理的單位來說，如何在網(wǎng)絡和應用系統(tǒng)飛速發(fā)展、不斷膨脹的信息化時代，對全網(wǎng)進行管理，是當前IT管理的重點和難點。本文提出了檢察機關建立省級集中信息網(wǎng)絡及應用智能動態(tài)監(jiān)測平臺的總體思路，并詳述了其中的技術難點——關聯(lián)分析算法如何實現(xiàn)。從經(jīng)濟效益來說，檢察機關省級集中的智能動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)以后，能夠有效的解決檢察機關運維力量不足、故障處理響應慢的弊端，集中調(diào)度全省IT運維人員，有利于節(jié)約運維方面的人力。而且，在預警式的故障監(jiān)管得以實現(xiàn)后，有利于檢察機關及時了解網(wǎng)絡設備和硬件設備的運行情況，發(fā)現(xiàn)性能瓶頸，有針對性的采購相關軟硬件，做到有的放矢，有利于節(jié)約IT運維成本。另外，該系統(tǒng)經(jīng)論證和實現(xiàn)后，具有在全國檢察機關及其它有類似的涉密網(wǎng)、非涉密網(wǎng)復雜網(wǎng)絡環(huán)境的省級單位進行推廣的價值。

黨的十八屆四中全會為我國司法改革制定了宏偉藍圖，檢察機關在司法改革的大潮中擔負著無比重要的攻堅戰(zhàn)任務，信息化的手段無疑將會是未來改革中強有力的助推器，如何利用信息化的手段支持檢察業(yè)務、保障司法改革，成為檢察機關信息化人員面臨的重要課題。本文提出的思路，能夠為檢察機關信息化提供進一步的保障和促進，具有積極意義。當然，對該思路還必要進行深入思考和反復論證，更有待于實務的檢驗和各級檢察機關不斷努力嘗試。

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