康卿彬，張衛(wèi)同，賈舵，郭嘉淞

（66389部隊(duì)）

1 引言

通信網(wǎng)絡(luò)作為現(xiàn)代社會(huì)的傳導(dǎo)神經(jīng)，其高效運(yùn)維和穩(wěn)定運(yùn)行是社會(huì)各領(lǐng)域正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證。深入研究通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的信息化、智能化技術(shù)，尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在通信設(shè)備設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行方面的應(yīng)用，對(duì)機(jī)房設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、統(tǒng)一管理和穩(wěn)定可靠運(yùn)行有重要意義。

2 現(xiàn)有信息通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維模式及弊端

當(dāng)前，各類傳輸和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)管軟件（包括集中網(wǎng)管）關(guān)注的焦點(diǎn)主要集中在系統(tǒng)內(nèi)部的業(yè)務(wù)配置和狀態(tài)監(jiān)管等方面，對(duì)機(jī)房整體的維護(hù)操作及優(yōu)化改善關(guān)注較少。缺乏能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)整合、可視化監(jiān)管等功能的統(tǒng)一的運(yùn)維可視化系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的易用性、人機(jī)交互的友好性等方面有待進(jìn)一步提升，主要存在如下問(wèn)題。

1）缺乏監(jiān)控全景視圖

監(jiān)控展示缺乏從具體業(yè)務(wù)到信息通信基礎(chǔ)設(shè)施的全景視圖，各管理層級(jí)對(duì)整體業(yè)務(wù)鏈和相關(guān)設(shè)備的完整分析，能夠看到的監(jiān)控對(duì)象和內(nèi)容有限，對(duì)系統(tǒng)整體的分析掌握不夠全面。

2）缺乏業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)分析

各個(gè)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，在某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，不能快速判斷故障根源，無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的可視化監(jiān)控分析和管理，從而導(dǎo)致故障點(diǎn)所影響的相關(guān)系統(tǒng)無(wú)法精確定位。

3）缺乏資產(chǎn)全面管控

系統(tǒng)層與物理層監(jiān)控不能很好關(guān)聯(lián)，當(dāng)某一層出現(xiàn)故障報(bào)警時(shí)，既不能快速定位其影響的相關(guān)系統(tǒng)又不能直觀判斷故障硬件設(shè)備。

3 構(gòu)建可視化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理系統(tǒng)的主要需求

3.1 整體環(huán)境可視化

需要將機(jī)房的結(jié)構(gòu)布局、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，通過(guò)3D建模與各通信監(jiān)控管理系統(tǒng)集成，構(gòu)建可視化平臺(tái)，系統(tǒng)展示通信設(shè)備參數(shù)狀態(tài)等信息，同時(shí)，有機(jī)融合機(jī)房電力、安防等動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，展示空調(diào)、UPS、煙感等設(shè)備的監(jiān)控告警信息。從而實(shí)現(xiàn)樓層級(jí)到端口級(jí)的多層級(jí)瀏覽和操作。

3.2 布局管控靈活化

系統(tǒng)平臺(tái)需要支持多種場(chǎng)景資源按需求靈活自由添加，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)多中心遠(yuǎn)程管理。需要提供其他可視化工具建立的模型通過(guò)接口導(dǎo)入，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維人員區(qū)分權(quán)限對(duì)系統(tǒng)模型庫(kù)進(jìn)行管理。所有設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過(guò)支持多種協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)接口在系統(tǒng)中加以推送并立體顯示。

3.3 業(yè)務(wù)處理直觀化

設(shè)備的定位、配置信息以及鏈路和端口狀態(tài)，包括異常情況都需要在系統(tǒng)中直觀展示。對(duì)機(jī)房的環(huán)境、安防、網(wǎng)管和應(yīng)用監(jiān)控，系統(tǒng)提供統(tǒng)一的監(jiān)控管理以及歷史數(shù)據(jù)報(bào)表統(tǒng)計(jì)與分析，也可將所有設(shè)備的告警信息異常情況集中展示，同時(shí)保存歷史數(shù)據(jù)記錄。系統(tǒng)應(yīng)該通過(guò)提示、報(bào)錯(cuò)等方式對(duì)設(shè)備的上架/下架、遷出/遷入、維修、盤(pán)點(diǎn)等日常運(yùn)維機(jī)制進(jìn)行規(guī)范。

4 構(gòu)建可視化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理系統(tǒng)的基本思考

結(jié)合需求分析，構(gòu)建一個(gè)基于虛擬3D技術(shù)的可視化管理系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)機(jī)房可視化、信息通信架構(gòu)可視化，并預(yù)留第三方系統(tǒng)集成接口。

4.1 機(jī)房可視化

通過(guò)3D立體形式構(gòu)建展現(xiàn)機(jī)房所在建筑布局、設(shè)備端口及鏈路等要素，實(shí)現(xiàn)設(shè)備、鏈路以及各種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的可視化管理。以機(jī)柜為單位對(duì)各機(jī)柜的容量、動(dòng)力和配線等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和展示，并集成綜合網(wǎng)管和日志監(jiān)控等系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備性能、故障告警的實(shí)時(shí)監(jiān)控[1]。

4.1.1 環(huán)境可視化

依據(jù)建筑設(shè)計(jì)圖和機(jī)房布局，通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，將樓層結(jié)構(gòu)、信通機(jī)房以及附屬的各類設(shè)施設(shè)備等整體建模立體仿真，構(gòu)設(shè)具有直觀場(chǎng)景展示的可視化系統(tǒng)，同時(shí)提供與實(shí)際相符的可視化運(yùn)維管理環(huán)境和友好訪問(wèn)界面。包括：樓層結(jié)構(gòu)、機(jī)房結(jié)構(gòu)等建筑3D可視化；機(jī)柜級(jí)設(shè)備3D可視化、機(jī)架式服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等機(jī)柜內(nèi)設(shè)備3D可視化；設(shè)備面板和端口以及各種強(qiáng)弱電線纜等的3D可視化。

4.1.2 資產(chǎn)可視化

采取多種形式將設(shè)備的配置信息導(dǎo)入可視化系統(tǒng)，相關(guān)設(shè)備和配置信息可以相互反向查詢，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)配置可視化。一是系統(tǒng)支持在3D環(huán)境中通過(guò)操作人機(jī)交互設(shè)備完成對(duì)設(shè)備或端口配置信息的查詢與管理。二是通過(guò)在查詢模塊中輸入機(jī)柜或設(shè)備的模糊查詢條件，系統(tǒng)對(duì)相關(guān)機(jī)柜或設(shè)備拉單列表實(shí)現(xiàn)其搜索和定位。設(shè)備的模糊查詢條件設(shè)置包括所有資產(chǎn)的信息屬性類別。三是當(dāng)設(shè)備因?yàn)榫S護(hù)升級(jí)等原因調(diào)整布局位置發(fā)生變化時(shí)，在系統(tǒng)中自動(dòng)變更設(shè)備物理位置實(shí)現(xiàn)設(shè)備的位置跟蹤。

4.1.3 配線可視化

通過(guò)配置管理數(shù)據(jù)庫(kù)等方式將設(shè)備的所有連接信息導(dǎo)入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備端口和鏈路信息的可視化交互反向查詢。可查看包括設(shè)備端口和配線連接信息在內(nèi)的所有設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)鏈路，同時(shí)可視化系統(tǒng)支持線路拖拽配置等維護(hù)操作，能夠直觀展現(xiàn)配線架和設(shè)備端口占用情況并實(shí)現(xiàn)信息查詢，包括配線布線等全鏈路的查詢和展示，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備端口物理連接和系統(tǒng)鏈路管理。

4.1.4 監(jiān)控可視化

機(jī)房中的網(wǎng)管、主機(jī)、動(dòng)力和容量等多個(gè)監(jiān)控子系統(tǒng)同步運(yùn)行，互相依存，確保機(jī)房的各項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。但是各監(jiān)控子系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，在某一故障發(fā)生時(shí)操作維護(hù)較繁雜，不利于數(shù)據(jù)綜合處理分析。統(tǒng)一的可視化管理平臺(tái)中，各類監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以柱狀圖、折線圖或圖表等形式通過(guò)圖層疊加的方式對(duì)多個(gè)監(jiān)控子系統(tǒng)整合集成顯示，實(shí)時(shí)展示所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，有效綜合各方面的告警情況加以分析處理，極大提升了排障效率。

4.2 信息通信架構(gòu)可視化

在層次模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)應(yīng)用全景視圖，生成各應(yīng)用系統(tǒng)和信息通信設(shè)備間的邏輯管理視圖，可以直觀顯示信息通信組件與設(shè)備的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系以及信息通信組件配置信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而形成一個(gè)交互式動(dòng)態(tài)監(jiān)控的信息通信邏輯宇宙。

4.2.1 業(yè)務(wù)交互可視化

通過(guò)分析業(yè)務(wù)交互流程，整理應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的信息服務(wù)提供路徑，以及維持應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)模塊接口，生成應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)的交互全景圖，識(shí)別在全景圖中不同路徑上的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，分析各系統(tǒng)間的關(guān)系以及相互影響，形成框架，進(jìn)而繪制成最上層的業(yè)務(wù)交互邏輯關(guān)系視圖。

當(dāng)業(yè)務(wù)交互出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，業(yè)務(wù)交互視圖能夠直觀展現(xiàn)系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)調(diào)用路徑以及故障應(yīng)用系統(tǒng)模塊，能夠跨系統(tǒng)、跨模塊，自下而上的定位或圈定潛在影響范圍和業(yè)務(wù)交互類型。視圖不但可以通過(guò)平臺(tái)人工編輯，也支持后臺(tái)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)生成，既可以展示整個(gè)系統(tǒng)全景，又能根據(jù)實(shí)際需要，選擇單個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)展示，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化業(yè)務(wù)交互視圖，簡(jiǎn)單拖拽即可實(shí)現(xiàn)視圖對(duì)象、布局和樣式的更新[2]。

4.2.2 系統(tǒng)架構(gòu)可視化

可視化系統(tǒng)在構(gòu)設(shè)跨系統(tǒng)應(yīng)用監(jiān)控全景圖的同時(shí)，可以基于應(yīng)用系統(tǒng)本身的邏輯技術(shù)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行解構(gòu)，梳理其應(yīng)用組件及組件間的依存關(guān)系，實(shí)現(xiàn)組件間的相互關(guān)系以及數(shù)據(jù)交互的可視化，可以針對(duì)一個(gè)或幾個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)分析[3]。

解析重要應(yīng)用系統(tǒng)的組件、模塊等信息，通過(guò)分析系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，生成能夠描述應(yīng)用系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)、模塊劃分、運(yùn)行架構(gòu)等的應(yīng)用架構(gòu)視圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵應(yīng)用的可視化、精準(zhǔn)化管理。以應(yīng)用為單位，自頂向下梳理應(yīng)用系統(tǒng)所依賴的各級(jí)信息通信組件，以及組件間的邏輯關(guān)系，生成通信組件可視化管理視圖。視圖可以直觀呈現(xiàn)組件與其所影響的應(yīng)用系統(tǒng)的線性關(guān)系?；趹?yīng)用系統(tǒng)的部署架構(gòu)，并依照負(fù)載均衡擴(kuò)展機(jī)制，完成軟件和系統(tǒng)平臺(tái)的立體建模[4]。

4.2.3 基礎(chǔ)設(shè)施可視化

系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)設(shè)是以機(jī)房設(shè)施和各類信息通信設(shè)備為底層基礎(chǔ)的。需要從物理和邏輯兩個(gè)層面對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行建模，可視化系統(tǒng)對(duì)相關(guān)設(shè)備的類別和位置信息如實(shí)描述，與機(jī)房消防、動(dòng)力等基礎(chǔ)環(huán)境要素共同構(gòu)成機(jī)房管理全方位三維立體視圖，生成系統(tǒng)物理模型。在邏輯關(guān)系層面，按照邏輯分類生成數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)等不同類型的資源池，根據(jù)資源分配的需要，構(gòu)成與上層系統(tǒng)平臺(tái)的依賴影響關(guān)系，從而生成可用性分析和容量規(guī)劃的基礎(chǔ)，搭建邏輯組件與物理設(shè)備之間的橋梁，通過(guò)邏輯組件直觀定位其所依賴的物理設(shè)備信息和環(huán)境信息等。

4.2.4 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可視化

從各應(yīng)用系統(tǒng)中劃分出運(yùn)維分析的系統(tǒng)邊界，解析應(yīng)用系統(tǒng)的相關(guān)支撐組件以及它支持的第三方接口。最終輻射到設(shè)備、系統(tǒng)平臺(tái)等信息通信基礎(chǔ)架構(gòu)，形成以應(yīng)用組件為分析對(duì)象的FTA(FaultTree‐Analysis)分析樹(shù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，形成連續(xù)傳導(dǎo)，最終確定的故障定位路徑。

主要針對(duì)告警事件、監(jiān)控指標(biāo)進(jìn)行可視化定制，保存監(jiān)控歷史數(shù)據(jù)供性能曲線圖等統(tǒng)計(jì)類形式展現(xiàn)以及歷史告警事件的查詢?？梢暬到y(tǒng)有效集成網(wǎng)管系統(tǒng)、各類監(jiān)控系統(tǒng)，有效集中展示各系統(tǒng)的告警事件[5]，改變各種數(shù)據(jù)系統(tǒng)相互獨(dú)立、缺乏關(guān)聯(lián)分析的困境，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息界面，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控信息可視化集成展示。