王昕 景旭 楊會(huì)君

[摘? ? 要] 隨著高校信息化的發(fā)展，教學(xué)、科研等軟硬件資源平臺(tái)的增加，加劇了資源浪費(fèi)和用戶需求的矛盾。以O(shè)penStack為代表的開(kāi)源云平臺(tái)引入雖解決了信息資源管理和按需分配問(wèn)題，但運(yùn)維服務(wù)效率和運(yùn)維成本面臨巨大的挑戰(zhàn)。文章立足于高效率、低成本的云平臺(tái)管理理念，通過(guò)借鑒ITIL思想，以O(shè)penStack為開(kāi)源云框架，以底層的平臺(tái)、軟硬件資源為對(duì)象，提出了基于流程的、層次化高校云運(yùn)維模式。通過(guò)基于ITIL改造傳統(tǒng)的云運(yùn)維業(yè)務(wù)流程，提高服務(wù)效率、節(jié)約資源、促進(jìn)運(yùn)維過(guò)程規(guī)范化，最終為IT服務(wù)水平的量化提供客觀、科學(xué)的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。

[關(guān)鍵詞] 開(kāi)源云平臺(tái);運(yùn)維;OpenStack;ITIL

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 11. 076

[中圖分類號(hào)] G647? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? A? ? ? [文章編號(hào)]? 1673 - 0194（2019）11- 0176- 02

1? ? ? 引? ? 言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展和信息時(shí)代的來(lái)臨，為了提升教學(xué)水平、科研能力，學(xué)校投入大量資金用于教學(xué)科研平臺(tái)建設(shè)，由于缺乏高效、科學(xué)的管理模式，存在平臺(tái)可擴(kuò)展性差、資源分配缺乏彈性、無(wú)法按需進(jìn)行部署等問(wèn)題，導(dǎo)致現(xiàn)有資源利用率低，無(wú)法滿足用戶需求。

以O(shè)penStack[1]為代表的開(kāi)源云平臺(tái)解決了計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等硬件資源的共享性問(wèn)題，通過(guò)引入分布式計(jì)算和虛擬化技術(shù)使得用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地、按需使用、按需付費(fèi)、節(jié)約了用戶使用成本;同時(shí)虛擬化技術(shù)的引入使得管理層次增加、管理過(guò)程復(fù)雜、極大增加了日常運(yùn)維的難度。ITIL（Information Technology Infrastructure Library，信息基礎(chǔ)架構(gòu)庫(kù)）[2]運(yùn)維實(shí)踐理論的提出，被證明可用于企業(yè)管理中，并起到優(yōu)化企業(yè)IT管理流程、提高內(nèi)外部客戶的滿意度、提升IT服務(wù)水平，幫助降低IT服務(wù)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[3]。

本文立足于為高校師生提供更好的技術(shù)和服務(wù)，將ITIL流程化思想和OpenStack引入高校教學(xué)、科研平臺(tái)管理，實(shí)現(xiàn)高校傳統(tǒng)的“以IT技術(shù)為中心 ”，“被動(dòng)式”[4]的運(yùn)維模式向“以客戶和服務(wù)為中心”，“主動(dòng)式”[5]的現(xiàn)代運(yùn)維模式轉(zhuǎn)化，有效提高服務(wù)管理效率，降低高校的日常運(yùn)維復(fù)雜性和總成本。

2? ? ? 基于ITIL的層次化運(yùn)維模型

鑒于傳統(tǒng)的、以技術(shù)為中心的被動(dòng)式運(yùn)維管理模式對(duì)IT部門(mén)的日常運(yùn)維提出的巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)作為IT服務(wù)管理的最佳實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)，大量的成功案例表明實(shí)施ITIL可以將IT部門(mén)的運(yùn)營(yíng)效率提高25%～30%[6]，為了解決OpenStack開(kāi)源云平臺(tái)造成的系統(tǒng)層次多、運(yùn)維復(fù)雜等問(wèn)題，切實(shí)改善運(yùn)維效果，本文以ITIL流程框架為主導(dǎo)，以O(shè)penStack開(kāi)源云平臺(tái)中的軟硬件資源作為管理對(duì)象，提出了基于ITIL流程化的、層次化的高校云運(yùn)維管理模型， 模型自下而上設(shè)計(jì)了云資源管理平臺(tái)層、運(yùn)維平臺(tái)層和用戶服務(wù)層三部分。用戶服務(wù)層接受來(lái)自外部用戶的服務(wù)請(qǐng)求并將其請(qǐng)求以流程化的方式傳遞給運(yùn)維層進(jìn)行處理，并向外部用戶反饋處理結(jié)果。運(yùn)維平臺(tái)層通過(guò)調(diào)用OpenStack云管理平臺(tái)接口為用戶請(qǐng)求提供資源分配服務(wù)，同時(shí)為服務(wù)層提供故障申報(bào)、故障解決等一系列流程化管理功能和最終結(jié)果反饋接口，在整個(gè)模型中起承上啟下的作用。云資源管理平臺(tái)層直接對(duì)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)等資源進(jìn)行管理，接收運(yùn)維平臺(tái)層提出的各種資源服務(wù)請(qǐng)求，為上層的運(yùn)維模塊屏蔽了底層軟硬件資源細(xì)節(jié)。

3? ? ? 運(yùn)維流程設(shè)計(jì)

鑒于傳統(tǒng)運(yùn)維模式存在環(huán)節(jié)繁雜、故障重復(fù)遞交率高、資源管理分散、處理周期長(zhǎng)等問(wèn)題，本文用流程化的思想對(duì)其進(jìn)行改造，通過(guò)設(shè)計(jì)自上而下、逐步細(xì)化的業(yè)務(wù)分解流和自下而上、逐步解決的任務(wù)反饋流，優(yōu)化高校云平臺(tái)運(yùn)維流程。此外，考慮到業(yè)務(wù)部門(mén)缺乏專業(yè)IT知識(shí)，對(duì)故障細(xì)節(jié)描述不清晰，影響后續(xù)服務(wù)臺(tái)故障分類的科學(xué)性和指派的準(zhǔn)確性增加了現(xiàn)場(chǎng)工程師流程。

在正向分解流中，模型在服務(wù)臺(tái)之上增設(shè)了現(xiàn)場(chǎng)工程師環(huán)節(jié)，即通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工程師對(duì)故障進(jìn)行初步判斷和處理，不僅可以縮短響應(yīng)時(shí)間，也為服務(wù)臺(tái)提供故障的初步分類;其次服務(wù)臺(tái)作為故障申報(bào)、資源申請(qǐng)的唯一入口，負(fù)責(zé)故障和資源的記錄、分類并按流程將業(yè)務(wù)指派給相應(yīng)的運(yùn)維人員進(jìn)行處理;最后由OpenStack平臺(tái)調(diào)用相應(yīng)的軟硬件資源。在逆向的反饋流中，OpenStack根據(jù)服務(wù)請(qǐng)求調(diào)用底層的軟、硬件資源，進(jìn)行計(jì)算、處理、封裝，反饋給上層的運(yùn)維人員;其次運(yùn)維人員根據(jù)云平臺(tái)層提供的服務(wù)，在運(yùn)維層實(shí)施資源分配與故障處理等流程，處理結(jié)果上報(bào)給平臺(tái)與外部用戶的唯一接口——服務(wù)臺(tái);服務(wù)臺(tái)將處理結(jié)果反饋給外部用戶和業(yè)務(wù)部門(mén)。

本設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)除了在不同層之間運(yùn)用流程化思想，運(yùn)維層內(nèi)部如事件管理、問(wèn)題管理、變更管理、發(fā)布管理、日志管理和案例庫(kù)維護(hù)等功能也運(yùn)用了流程化思想。

3.1? ?事件管理

本文的事件是指引起IT服務(wù)中斷或服務(wù)質(zhì)量下降的活動(dòng)。服務(wù)臺(tái)接收現(xiàn)場(chǎng)工程師上報(bào)的事件后，首先進(jìn)行記錄，然后根據(jù)故障類型和嚴(yán)重程度進(jìn)行分類，以便指派給不同的運(yùn)維工程師處理，處理完畢后關(guān)閉事件，同時(shí)將處理過(guò)程記錄形成工作日志，最終將事件處理過(guò)程中形成的典型案例整理成運(yùn)維案例庫(kù)。此外通過(guò)對(duì)事件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將無(wú)法解決的事件升級(jí)為問(wèn)題管理。

3.2? ?問(wèn)題管理

問(wèn)題來(lái)源于事件統(tǒng)計(jì)分析中的高頻事件和事件升級(jí)，是運(yùn)維工程師經(jīng)過(guò)多次循環(huán)、反復(fù)討論確定解決方案，上報(bào)并通過(guò)專家組評(píng)審，最終形成問(wèn)題。故問(wèn)題管理模塊主要通過(guò)問(wèn)題來(lái)源、記錄、指派、方案制定、評(píng)審和實(shí)施等多個(gè)環(huán)節(jié)，解決嚴(yán)重影響業(yè)務(wù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障。并最終將問(wèn)題管理、解決流程和案例分別形成知識(shí)，記錄到工作日志和運(yùn)維案例庫(kù)。然而如果關(guān)系到影響整個(gè)IT基礎(chǔ)設(shè)施重構(gòu)的問(wèn)題，則將問(wèn)題升級(jí)并進(jìn)入變更流程。

3.3? ?變更與發(fā)布管理

本文將系統(tǒng)整體升級(jí)或業(yè)務(wù)規(guī)模拓展等關(guān)系到系統(tǒng)重構(gòu)的問(wèn)題升級(jí)為變更管理，同時(shí)遞交專家組進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)和影響等綜合評(píng)估，進(jìn)一步制定詳細(xì)的變更方案提交評(píng)審，通過(guò)的方案將通過(guò)遞交請(qǐng)求進(jìn)入下一個(gè)模塊——發(fā)布管理。在發(fā)布流程中，首先由專家組綜合上一環(huán)節(jié)的請(qǐng)求制定資源發(fā)布方案，同時(shí)為確保系統(tǒng)有足夠的資源承擔(dān)業(yè)務(wù)需求，在發(fā)布前增加資源審核環(huán)節(jié)，只有審核通過(guò)后才能發(fā)布具體實(shí)施內(nèi)容，并進(jìn)一步組織相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)和測(cè)試，改善了傳統(tǒng)的變更管理通過(guò)方案評(píng)審后直接進(jìn)入發(fā)布流程帶來(lái)的資源不確定性，從而將基礎(chǔ)設(shè)施改變?cè)斐傻臉I(yè)務(wù)系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行損失降到最低。

3.4? ?資源管理

隨著高校資源規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的運(yùn)維方式對(duì)資源的可擴(kuò)展性和容錯(cuò)性管理不夠靈活，資源彼此孤立，不能共享，突發(fā)性故障和即時(shí)性負(fù)載均衡缺乏靈活性等問(wèn)題日益突出。本文基于流程化思想，以O(shè)penStack作為底層基礎(chǔ)設(shè)施管理的服務(wù)平臺(tái)，利用分布式架構(gòu)和虛擬化技術(shù)將計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等硬件資源以資源池形式進(jìn)行管理，以虛擬機(jī)的方式按需對(duì)外提供服務(wù)，極大地提高了資源分配的靈活性。

4? ? ? 運(yùn)維角色設(shè)計(jì)

隨著教學(xué)、科研等業(yè)務(wù)平臺(tái)的增多，對(duì)運(yùn)維人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)、知識(shí)背景等提出新的要求，為提高運(yùn)維人員工作效率、加強(qiáng)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)成員的融合度，探索專業(yè)化的問(wèn)題解決策略，本文根據(jù)運(yùn)維模型對(duì)專業(yè)技能的要求設(shè)計(jì)了如下三種角色。

4.1? ?現(xiàn)場(chǎng)工程師

IT服務(wù)實(shí)踐中存在大量的一般性和小型故障，由于用戶缺乏IT專業(yè)知識(shí)，導(dǎo)致故障描述模糊，影響運(yùn)維效率，模型在服務(wù)臺(tái)之前增設(shè)現(xiàn)場(chǎng)工程師角色作為用戶和運(yùn)維平臺(tái)層之間的過(guò)濾器?，F(xiàn)場(chǎng)工程師主要對(duì)業(yè)務(wù)部門(mén)申報(bào)的故障進(jìn)行初步判斷和處理，及時(shí)解決用戶申報(bào)的一般故障，只將無(wú)法解決的故障提交給服務(wù)臺(tái)。

4.2? ?運(yùn)維工程師

信息化技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致業(yè)務(wù)功能越來(lái)越強(qiáng)大，架構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，同時(shí)由于基于OpenStack基礎(chǔ)設(shè)施云的分布式和虛擬化特性，導(dǎo)致故障處理和系統(tǒng)升級(jí)需要不同領(lǐng)域的技術(shù)人員協(xié)同處理。故本文在運(yùn)維層中設(shè)計(jì)了系統(tǒng)工程師、網(wǎng)絡(luò)工程師、存儲(chǔ)工程師、云平臺(tái)管理工程師等運(yùn)維工程師角色，為后續(xù)的問(wèn)題管理、變更管理等流程提供強(qiáng)大的技術(shù)力量。

4.3? ?專家組

變更和發(fā)布作為運(yùn)維具體方案落地的重要流程，只有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格論證、評(píng)審才能得以具體實(shí)施。模型設(shè)計(jì)了由運(yùn)維工程師和企業(yè)工程師組成的專家組，負(fù)責(zé)故障的處理、變更、發(fā)布等方案的論證、評(píng)審與實(shí)施，從而確保因基礎(chǔ)設(shè)施改變、整體升級(jí)、系統(tǒng)重構(gòu)等重大決策不合理造成的損失降到最低。

5? ? ? 結(jié)? ? 論

本文以新工科背景下，解決高校教學(xué)、科研及軟硬件資源的多態(tài)性和復(fù)雜性為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于ITIL的流程化、層次化的運(yùn)維模型。通過(guò)層次化管理模式，改變傳統(tǒng)的“重建設(shè)、輕運(yùn)維”，“重技術(shù)、輕管理”的管理模式;通過(guò)自上而下、逐步細(xì)化的模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)維管理與業(yè)務(wù)部門(mén)的有效銜接，改善了“被動(dòng)救火式”的人工運(yùn)維現(xiàn)狀;通過(guò)設(shè)計(jì)前饋的業(yè)務(wù)流和反饋的任務(wù)流，有效提高了故障的解決效率，增加了客戶的滿意度;通過(guò)引入ITIL流程化框架，解決了運(yùn)維成本居高不下的現(xiàn)象。為促進(jìn)新工科模式下產(chǎn)教研融合，促進(jìn)運(yùn)維方式的規(guī)范化、流程化提供理論依據(jù)和實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)。

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