動環(huán)集中運維管理平臺應(yīng)用探析

任 帥

（中國移動通信集團(tuán)有限公司，北京 100033）

1 需求分析

中國移動現(xiàn)有45+4個數(shù)據(jù)中心、近千棟核心機(jī)樓以及逾50萬個存量基站。面對如此龐大的動環(huán)基礎(chǔ)設(shè)施，急需構(gòu)建業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的動環(huán)設(shè)施支撐手段能力，實現(xiàn)全網(wǎng)動環(huán)設(shè)施資源及能力的集中化、精細(xì)化、智能化的可視、可管、可控。

1.1 手段現(xiàn)狀

現(xiàn)網(wǎng)動環(huán)管理能力較弱，各省僅靠OMC系統(tǒng)進(jìn)行基本管理，只能實現(xiàn)告警監(jiān)控、負(fù)載率統(tǒng)計、資產(chǎn)管理等簡單功能。從現(xiàn)網(wǎng)調(diào)研分析和統(tǒng)計結(jié)果看，當(dāng)前動環(huán)設(shè)施運維管理面臨諸多挑戰(zhàn)，主要包括以下3個方面。

（1）缺少集中化監(jiān)控管理平臺。日常維護(hù)管理工作及指標(biāo)考核數(shù)據(jù)收集大部分依賴郵件及EOMS系統(tǒng)。

（2）監(jiān)控覆蓋面不足，監(jiān)控與管理不夠緊密?；A(chǔ)設(shè)施監(jiān)控較弱，對能效、資產(chǎn)、容量管理缺失抓手，對運維與運營等管理維度指標(biāo)缺少關(guān)注。

（3）智能化程度不高。目前，監(jiān)控主要是實現(xiàn)動環(huán)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集，在歷史數(shù)據(jù)分析、故障根因分析等方面智能化程度不高。

針對上述挑戰(zhàn)，深層次分析其中原因主要包括以下4個方面。

（1）不同廠家FSU和SC互聯(lián)互通問題。中國移動現(xiàn)網(wǎng)已建成的動環(huán)監(jiān)控涉及的廠家眾多，新建設(shè)備和老系統(tǒng)接口協(xié)議不一致，對接存在困難。

（2）各省動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)架構(gòu)不統(tǒng)一。現(xiàn)網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控架構(gòu)從2～4層不等，組網(wǎng)復(fù)雜，亟需推動省級SC架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，實現(xiàn)省級架構(gòu)的扁平化和集中化。

（3）精細(xì)化運維管理手段不足。機(jī)樓基礎(chǔ)運維不到位、動環(huán)設(shè)施超負(fù)荷運行、帶病入網(wǎng)、性能劣化等問題，缺乏管理規(guī)范、預(yù)案和管控手段。

（4）系統(tǒng)接入困難、耦合性高。傳統(tǒng)動環(huán)廠家在系統(tǒng)對接設(shè)置壁壘，導(dǎo)致數(shù)據(jù)接入、云端協(xié)同、系統(tǒng)建設(shè)難以有效執(zhí)行。

所以，為補(bǔ)齊短板，實現(xiàn)業(yè)界領(lǐng)先的動環(huán)運維能力，參照行業(yè)標(biāo)桿經(jīng)驗，打造總部一級動環(huán)設(shè)施運維管理平臺，實現(xiàn)對全網(wǎng)動環(huán)設(shè)施運行情況管控，如圖1所示。

圖1 動環(huán)基礎(chǔ)設(shè)施DIKW模型分析圖

1.2 建設(shè)原則

動環(huán)集中運維管理平臺建設(shè)需要圍繞易用性、可擴(kuò)展性、接口開放性、可維護(hù)性、穩(wěn)定性、先進(jìn)性等原則進(jìn)行建設(shè)。

1.2.1 易部署原則

充分利用現(xiàn)有資源進(jìn)行建設(shè)，既可與機(jī)房主設(shè)備同步建設(shè)，也可對已有機(jī)房進(jìn)行補(bǔ)充建設(shè)。可根據(jù)現(xiàn)場的傳輸資源進(jìn)行組網(wǎng)，包括IP資源、無線、物聯(lián)網(wǎng)等。

1.2.2 可擴(kuò)展原則

平臺接入規(guī)模與系統(tǒng)處理能力滿足項目需求，支持平滑升級與彈性擴(kuò)容能力，以滿足業(yè)務(wù)和管理發(fā)展需要。

1.2.3 接口開放原則

提供多種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，如B接口、C接口、D接口等。也可提供定制化數(shù)據(jù)接口，以實現(xiàn)與第三方監(jiān)控系統(tǒng)或其他管理系統(tǒng)的對接。

1.2.4 可維護(hù)性原則

平臺架構(gòu)需考慮運維體系變化對業(yè)務(wù)的影響，可快速適應(yīng)運維體系變化的要求，最大限度減少運維人員運維工作量。

1.2.5 穩(wěn)定性原則

平臺系統(tǒng)架構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性，單一節(jié)點或者設(shè)備故障不影響系統(tǒng)運行，具有高可用性、穩(wěn)定性特點。

1.2.6 先進(jìn)性原則

平臺應(yīng)能滿足公司發(fā)布的關(guān)于動環(huán)系統(tǒng)的所有技術(shù)規(guī)范和要求，系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)在業(yè)界具有領(lǐng)先水平，滿足系統(tǒng)長期建設(shè)、演進(jìn)和發(fā)展的需要，以最大限度的保護(hù)用戶投資。

1.3 設(shè)計需求

根據(jù)需求調(diào)研、場景類型分析、建設(shè)原則，可歸納出動環(huán)集中運維管理平臺的基本設(shè)計要求。

（1）系統(tǒng)架構(gòu)需采用業(yè)界靈活、先進(jìn)的架構(gòu)，具備可擴(kuò)展性和高可用性特點；

（2）數(shù)據(jù)接入支持南北向接口（如標(biāo)準(zhǔn)B接口、標(biāo)準(zhǔn)C接口、能耗接口、故障接口等），可實現(xiàn)邊云協(xié)同、無障礙互聯(lián)互通；

（3）圍繞“監(jiān)”“管”“控”目標(biāo)，實現(xiàn)動環(huán)基礎(chǔ)設(shè)施全網(wǎng)集中監(jiān)控及運營，實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一視圖；

（4）系統(tǒng)從5大域（設(shè)施、人員、管理、手段、流程）、8個方面（可視化、運維管理、資源管理、安全保障、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)接入、深度應(yīng)用、支撐工具）構(gòu)建需求能力。

2 總體架構(gòu)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本文提出的動環(huán)集中運維管理平臺采用Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)，支持Docker容器化部署，具備滾動升級、彈性擴(kuò)容、高可用特性。按照數(shù)據(jù)流向維度可將平臺分為接入層、存儲層、能力層、業(yè)務(wù)層和展示層?？傮w架構(gòu)如圖2所示。

（1）接入層：負(fù)責(zé)設(shè)備接入（動力設(shè)備、環(huán)境設(shè)備、門禁設(shè)備、視頻設(shè)備等）及第三方系統(tǒng)接入（冷源系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等）；

（2）存儲層：負(fù)責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)緩存、存儲及相關(guān)中間件功能；

（3）能力層：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的清洗、應(yīng)用使能，為業(yè)務(wù)層提供相應(yīng)的能力；

（4）業(yè)務(wù)層：負(fù)責(zé)不同業(yè)務(wù)的邏輯處理，為展示層提供相應(yīng)的接口服務(wù)；

（5）展示層：負(fù)責(zé)提供平臺門戶，多渠道、多方式展示系統(tǒng)業(yè)務(wù)。

2.2 功能架構(gòu)

動環(huán)集中運維管理平臺主要針對核心機(jī)樓、數(shù)據(jù)中心（含八大區(qū)數(shù)據(jù)中心）、匯聚機(jī)房、基站等動環(huán)設(shè)施納入集中管理，圍繞5大管理域（設(shè)施、人員、管理、手段、流程）構(gòu)建“邊-管-云”，從系統(tǒng)接入、支撐工具、系統(tǒng)管理、運維管理、資源管理、安全保障、深度應(yīng)用、可視化、方面出發(fā)，實現(xiàn)“物聯(lián)、數(shù)聯(lián)、智聯(lián)”三位一體的新型動環(huán)智慧運維新模式，推動全網(wǎng)集中動環(huán)運維管理能力建設(shè)，全面提升全網(wǎng)動環(huán)運維能力。平臺主要功能架構(gòu)如圖3所示。

3 功能介紹

圖2 動環(huán)集中運維管理平臺系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖3 動環(huán)集中運維管理平臺功能架構(gòu)圖

動環(huán)集中運維管理平臺經(jīng)過前期的需求調(diào)研與設(shè)計研發(fā)，經(jīng)系統(tǒng)測試后正式上線運行，已構(gòu)建集中化動環(huán)設(shè)備及業(yè)務(wù)容量管理、能耗管理、資源管理、供電拓?fù)涞目梢暬尸F(xiàn)等功能。

3.1 容量管理

該功能模塊從供電、空間、制冷、承重等多維度出發(fā)，通過持續(xù)記錄容量消耗量和分析增長模式，使動環(huán)集中運維管理人員能夠更加快速準(zhǔn)確地掌控各機(jī)樓電源、空調(diào)設(shè)備的負(fù)載率情況，更高效管理各項關(guān)鍵資源，同時針對各機(jī)樓容量預(yù)警，實現(xiàn)工單督辦、掛牌通報等功能[1]。

（1）電力容量。實現(xiàn)核心機(jī)房變壓器、發(fā)電機(jī)組、開關(guān)電源系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、蓄電池的負(fù)載率分析，容量負(fù)荷預(yù)警；支持各省預(yù)警方案的自定義設(shè)置，能夠以設(shè)備為維度和以預(yù)警級別為維度進(jìn)行容量預(yù)警數(shù)量和占比分析，可按照月、季、年提供容量預(yù)警趨勢分析圖；提供設(shè)備性能預(yù)警的統(tǒng)計匯總、明細(xì)報表功能。

（2）空間容量。實現(xiàn)機(jī)房空間、配套空間、管線空間、機(jī)柜空間管理和U位管理（占用、剩余、最佳位置推薦）。

（3）制冷容量。根據(jù)機(jī)房不同區(qū)域制冷容量和現(xiàn)有帶載負(fù)荷情況，得出不同機(jī)柜、不同機(jī)房還可新增負(fù)荷量的情況。

（4）承重容量。根據(jù)地板承重和機(jī)柜電力配置，確定機(jī)柜擺放位置。機(jī)柜和設(shè)備的總重量不能超過地板總體承重要求，避免超重設(shè)備集中在某一區(qū)域。

通過容量管理，可支持從園區(qū)到機(jī)房的不同層級容量視圖，全面了解容量使用現(xiàn)狀；實時查看各機(jī)柜容量使用情況，快速查找設(shè)備上架的最佳機(jī)位，通過“UPS等重要設(shè)備的負(fù)載率紅色預(yù)警”等關(guān)鍵信息實時監(jiān)控，基于事前分析的預(yù)測性運維，實現(xiàn)全網(wǎng)機(jī)樓運行風(fēng)險的有效把控，如圖4所示。

3.2 拓?fù)涔芾?/h3>

該功能支持以2D、2.5D及3D可視化方式顯示空間拓?fù)洹⒃O(shè)備拓?fù)洹⒐╇娡負(fù)涔δ?。聚焦豐富的KPI指標(biāo)，包括資源、告警、性能、容量、能效、巡檢、溫度云圖等多種類型，實現(xiàn)運維狀態(tài)多維數(shù)據(jù)的全局可視化，如圖5所示[2]。

（1）空間拓?fù)?。可根?jù)布局圖，實現(xiàn)按照園區(qū)、機(jī)樓、樓層、機(jī)房、設(shè)備、機(jī)架等環(huán)境的可視化仿真，支持在拓?fù)鋱D上按空間資源分層定位設(shè)備以及查詢、顯示設(shè)備資源屬性。

（2）設(shè)備拓?fù)?。提供重要設(shè)備拓?fù)洌瑘D形化呈現(xiàn)設(shè)備關(guān)鍵運行參數(shù)指標(biāo)，支持快速查詢、顯示設(shè)備資源屬性和設(shè)備當(dāng)前運行狀態(tài)。

（3）供電拓?fù)洹９╇娡負(fù)浞譃?層——高壓配電層、低壓配電層、不間斷電源層、機(jī)房業(yè)務(wù)層；直觀呈現(xiàn)設(shè)備的路由關(guān)系（包括上游設(shè)備和下游設(shè)備），支持按照樓層、房間的端到端拓?fù)涑尸F(xiàn)，具備從高低壓配電系統(tǒng)、交直流配電系統(tǒng)到列頭柜的端到端供電拓?fù)淝闆r，實現(xiàn)全網(wǎng)核心機(jī)樓、數(shù)據(jù)中心的供電拓?fù)洹I(yè)務(wù)關(guān)系管理。

3.3 資源管理

圖4 動環(huán)集中運維管理平臺容量負(fù)載率分析圖

動環(huán)設(shè)備及業(yè)務(wù)資源管理，通過掌控設(shè)備在網(wǎng)情況、設(shè)備與業(yè)務(wù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)關(guān)系，基于設(shè)備和業(yè)務(wù)信息將應(yīng)急預(yù)案固化在管理系統(tǒng)，指導(dǎo)故障應(yīng)急處置。針對超期服役設(shè)備、老化劣化設(shè)備建立病歷表，全生命周期管控各類設(shè)備的在網(wǎng)狀態(tài)，并關(guān)聯(lián)日常運維 信息。

圖5 動環(huán)集中運維管理平臺供電拓?fù)鋱D

3.3.1 動環(huán)設(shè)備資源管理

提供FSU管理、不間斷電源系統(tǒng)管理、蓄電池管理、空調(diào)管理以及發(fā)電機(jī)管理，提供供電與業(yè)務(wù)關(guān)系管理，提供全網(wǎng)動環(huán)設(shè)備資源統(tǒng)計分析功能。動環(huán)資源統(tǒng)計包括機(jī)樓、區(qū)域、設(shè)備類型、設(shè)備子類、設(shè)備品牌以及設(shè)備數(shù)量等，可從多個維度進(jìn)行統(tǒng)計分析，并可查看設(shè)備詳細(xì)詳情。

3.3.2 設(shè)備超期服役管理

提供動環(huán)設(shè)備超期服役統(tǒng)計分析功能。支持按照省份維度和設(shè)備類型維度進(jìn)行統(tǒng)計分析，顯示設(shè)備超期服役數(shù)據(jù)、超期服役日期。老化劣化設(shè)備建立機(jī)歷卡，為采購后評估和預(yù)算決策提供科學(xué)依據(jù)。

3.3.3 健康度管理

支持核心機(jī)樓、站點機(jī)房健康度管理，包括直流不間斷系統(tǒng)、交流不間斷系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、市電可用度、系統(tǒng)監(jiān)控可用度，判斷機(jī)樓、站點機(jī)房的健康狀態(tài)，結(jié)合設(shè)備生命周期管理和健康度模型，設(shè)置相應(yīng)的巡檢維護(hù)計劃及預(yù)警功能。

3.4 能耗管理

該功能通過對各用電設(shè)備的分項用電量、總用電量進(jìn)行實時監(jiān)測獲取能耗數(shù)據(jù)，通過精細(xì)化統(tǒng)計和分析以及智能化管控，實現(xiàn)動環(huán)體系整體能耗水平的測評，便于運營者準(zhǔn)確和快速地掌握整體能耗狀況，如圖6所示。通過比較不同行業(yè)的能效水平，制定科學(xué)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，提供能耗指標(biāo)閾值管理和預(yù)警生成功能，同時實現(xiàn)節(jié)能減排。

圖6 動環(huán)集中運維管理平臺能耗分析圖

（1）提供動環(huán)體系各個節(jié)點的能耗總量視圖，直觀清晰了解機(jī)房/站點重要能耗指標(biāo)，幫助用戶梳理機(jī)房能耗數(shù)據(jù)。

（2）提供按時間段、按用電類型、按站點查詢用電量和總計，用柱狀圖、餅圖等方式展示能耗數(shù)據(jù)。

（3）提供區(qū)域、機(jī)樓、機(jī)房能耗趨勢曲線，通過趨勢曲線、環(huán)比、同比、PUE等指標(biāo)，幫助管理者找出用電差異并調(diào)整用電方式。

（4）通過對能耗數(shù)據(jù)的分析和運算，得出用電方式調(diào)整建議，對實際設(shè)備進(jìn)行智能控制操作，實現(xiàn)節(jié)能目的，并以表格、柱狀圖形式呈現(xiàn)節(jié)能措施前后機(jī)房用電量，評估節(jié)能效果。

3.5 告警管理

將現(xiàn)網(wǎng)電源、空調(diào)告警接入總部平臺，提供重要動環(huán)告警的統(tǒng)計結(jié)果呈現(xiàn)，可以查看告警清單，定時刷新。實現(xiàn)告警分類統(tǒng)計（分廠家、設(shè)備、級別、故障原因等維度），實現(xiàn)異常告警分析，提供超頻、超短、超長告警的統(tǒng)計報表?？梢园词》?、IDC園區(qū)、設(shè)備類型、告警類型等維度，進(jìn)行一定時間周期的趨勢分析、對比分析、排名分析。

建立關(guān)鍵告警知識庫，對各種類型站點設(shè)備告警。制定告警關(guān)聯(lián)規(guī)則或其他相應(yīng)手段，通過關(guān)聯(lián)規(guī)則標(biāo)識主次告警和衍生告警，對主告警進(jìn)行準(zhǔn)確的故障定位，提升故障處理效率。

4 結(jié)語

本文提出的“動環(huán)集中運維管理平臺”實現(xiàn)了全網(wǎng)動環(huán)設(shè)施容量和運行情況的集中監(jiān)控，集中收集全部集團(tuán)要求根據(jù)采集的全網(wǎng)動環(huán)數(shù)據(jù)，實時采集解析多維呈現(xiàn)，并能提供能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)一對比分析。根據(jù)上下層業(yè)務(wù)的資源關(guān)聯(lián)關(guān)系，輔助統(tǒng)一應(yīng)急指揮調(diào)度和關(guān)鍵問題的督辦等，對全面提升全網(wǎng)動環(huán)運維能力，有效支撐節(jié)能減排、降本增效，具有重大的價值與廣泛的應(yīng)用前景。