阮前 劉虹 滕濱 張晨

【摘要】? ? 中國移動IT云是中國移動內(nèi)部私有云，承載著中國移動集團(tuán)內(nèi)各單位業(yè)務(wù)系統(tǒng)，是中國移動智慧中臺的底座，目前已形成“一云多中心”格局，已建設(shè)十幾萬臺服務(wù)器規(guī)模。中國移動IT云數(shù)據(jù)中心數(shù)智化運(yùn)維是通過集成三維可視化、3D建模和視頻監(jiān)控等技術(shù)，將數(shù)據(jù)中心機(jī)房的三維高精度模型、設(shè)備屬性、設(shè)備實(shí)時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)運(yùn)維數(shù)據(jù)融合，結(jié)合AI圖像識別、機(jī)器人巡檢和AR智能運(yùn)維能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的遠(yuǎn)程控制管理，提高數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的智能化與精細(xì)化管理。本文從實(shí)際出發(fā)，探討了數(shù)據(jù)中心數(shù)智化運(yùn)維管理模式，通過“3D可視、監(jiān)控大屏、AI能力、AR協(xié)助”等方面的實(shí)踐與模式創(chuàng)新，有效提高數(shù)據(jù)中心精益運(yùn)維管理水平，具有較高的推廣價值。

【關(guān)鍵詞】? ? 數(shù)據(jù)中心? ? 數(shù)字孿生? ? 可視化? ? 智能運(yùn)維

引言：

隨著中國移動IT云規(guī)模不斷擴(kuò)大，各區(qū)域中心資源池陸續(xù)建成投產(chǎn)，總部與各省公司兩級協(xié)同運(yùn)維管理機(jī)制建立并落地實(shí)施，各地數(shù)據(jù)中心機(jī)房與設(shè)備量持續(xù)增加，協(xié)同工作要求越來越高，對安全性、可用性和運(yùn)維管理的要求也是越來越高，使得各地數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理工作變得越來越重要。同時，隨著數(shù)據(jù)中心機(jī)房智能化建設(shè)，各地數(shù)據(jù)中心缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，機(jī)房管理成本高、難度大、流程不統(tǒng)一等諸多問題與挑戰(zhàn)，具體表現(xiàn)在以下方面：

（一）數(shù)據(jù)中心機(jī)房局址分散、遠(yuǎn)程協(xié)作困難等問題日益凸顯，運(yùn)維人員難以宏觀、快速掌控機(jī)房機(jī)柜容量情況，借助設(shè)計圖紙無法保證與實(shí)際數(shù)據(jù)相一致，現(xiàn)場勘察則需要耗費(fèi)大量時間成本、效率低下，設(shè)備上架前期如何實(shí)現(xiàn)快速及準(zhǔn)確的定位各種問題將是亟需解決的難題。

（二）IT云資源池設(shè)備數(shù)量龐大，且種類繁多，沿用傳統(tǒng)人工方式進(jìn)行如此大規(guī)模資產(chǎn)盤點(diǎn)，不僅人力成本高，且存在人為差錯、難以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，日常巡檢過程也難以及時掌握設(shè)備變化，進(jìn)而影響運(yùn)維工作的開展。

（三）傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心安防手段只能做到“可見但不可管”，臨時訪客進(jìn)入機(jī)房需要自有人員隨行監(jiān)管，在數(shù)據(jù)中心規(guī)模以幾何基數(shù)增長的當(dāng)下，人工維護(hù)方式已經(jīng)無法適應(yīng)快速迭代的業(yè)務(wù)需求。

現(xiàn)階段數(shù)據(jù)中心運(yùn)維能力大部分集中于傳統(tǒng)動力環(huán)境管理或操作系統(tǒng)層以上管理，對于機(jī)房物理環(huán)境和機(jī)房人員的管理手段仍然是空白。為打造中國移動精品IT云，夯實(shí)智慧中臺底座，助力中國移動智慧中臺能力建設(shè)發(fā)展，賦能公司數(shù)智化轉(zhuǎn)型，中國移動信息技術(shù)中心依托5G、AR、數(shù)字孿生、人工智能等關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)中心數(shù)智化運(yùn)維能力，提升大規(guī)模、多局址數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一管理，提高IT云資源池維護(hù)質(zhì)量和效率，為各級運(yùn)營運(yùn)維人員提供集資產(chǎn)、告警、性能、監(jiān)控等數(shù)據(jù)為一體的自動化、可視化、智能化數(shù)據(jù)中心精細(xì)管理能力支撐。

一、可視化運(yùn)維平臺建設(shè)

數(shù)據(jù)中心可視化能力，通過3D可視化能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)備的可視化納管。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、三維可視化技術(shù)，對機(jī)房靜態(tài)信息、動態(tài)信息在數(shù)據(jù)中心可視化平臺上進(jìn)行物聯(lián)感知操控和全要素數(shù)字化表達(dá)，有效解決了機(jī)房局址分散、遠(yuǎn)程協(xié)作困難和海量數(shù)據(jù)管理凌亂等問題，實(shí)現(xiàn)全景態(tài)勢感知、業(yè)務(wù)分級告警、問題及時定位。

可視化運(yùn)維平臺統(tǒng)一集成現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心動環(huán)、視頻監(jiān)控、資源配置、告警、性能數(shù)據(jù)，通過3D技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于三維空間對數(shù)據(jù)中心、機(jī)柜和各類設(shè)備的管理功能，實(shí)現(xiàn)所有資產(chǎn)對象的管理及相關(guān)監(jiān)控信息整合展示，讓相關(guān)管理人員清晰直觀的掌握IT運(yùn)營中的有效信息，實(shí)現(xiàn)透明化與可視化的管理，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心環(huán)境、設(shè)備和管理信息的一體化與可視化管理能力。

可視化平臺平臺還專門打造從一級IT云-數(shù)據(jù)中心-機(jī)房三級主題精益管理大屏，以Cloud Native 12 factor作為頂層設(shè)計準(zhǔn)則，使用標(biāo)準(zhǔn)化流程自動配置開發(fā)，和操作系統(tǒng)之間盡可能的劃清界限，具備強(qiáng)大的可移植性。精益管理大屏非常適合部署在現(xiàn)代云計算平臺或可使用虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，從而在服務(wù)器和系統(tǒng)管理方面節(jié)省資源，將開發(fā)環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境的差異降至最低，可以在工具、架構(gòu)和開發(fā)流程不發(fā)生明顯變化的前提下快速實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。

二、機(jī)房智能化管理場景應(yīng)用

依托數(shù)據(jù)中心可視化運(yùn)維平臺，實(shí)時對接全量性能、告警等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，隨時監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，通過軟件模型實(shí)時更新，保證模擬數(shù)據(jù)和真實(shí)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)一致，實(shí)現(xiàn)機(jī)房設(shè)備真實(shí)運(yùn)行情況的實(shí)時監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控的一體化、精細(xì)化管理，然后通過監(jiān)控模塊，設(shè)定監(jiān)控屬性預(yù)警閾值和告警等級，實(shí)現(xiàn)不同等級的告警展示，顯示詳細(xì)的預(yù)警信息;通過位置，實(shí)現(xiàn)視角定位，實(shí)現(xiàn)告警可視化管理與定位。

（一）智能監(jiān)控：以業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的可讀、可識、可展示為基礎(chǔ)，配以專業(yè)可視化美學(xué)效果設(shè)計，提升大屏整體美感;業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可視化展示方面，通過多種可視化展現(xiàn)形式，支持視頻、音頻流接入等進(jìn)行數(shù)據(jù)有效完善展示。

（二）自動巡檢：通過智能機(jī)器人規(guī)劃路線自動行走，按設(shè)計場景進(jìn)行自動巡檢，完成溫度、濕度和告警等數(shù)據(jù)的收集，將采集圖像與上次采集圖像進(jìn)行比對，判斷相同U位是否增加、缺少或者更換設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備異常檢測。通過紅外攝像頭采集機(jī)柜設(shè)備溫度狀態(tài)，對于溫度異常位置發(fā)出告警，填補(bǔ)機(jī)房動環(huán)監(jiān)控死角。

（三）資產(chǎn)盤點(diǎn)：通過智能機(jī)器人前端采集機(jī)柜設(shè)備圖像，通過AI圖像識別算法自動獲取設(shè)備U位、設(shè)備類型、品牌型號等信息，并與自動掃描設(shè)備二維碼標(biāo)簽獲取的資產(chǎn)信息進(jìn)行對比，判斷機(jī)架設(shè)備是否與系統(tǒng)庫存設(shè)備一致，以完成資產(chǎn)自動盤點(diǎn)檢查。

（四）智能安防：采用深度學(xué)習(xí)的人臉特征分析算法提取出人臉特征向量，進(jìn)行人臉識別;采用端到端的目標(biāo)檢測算法YOLO-v3結(jié)合機(jī)房實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)對機(jī)房內(nèi)目標(biāo)物品進(jìn)行檢測;使用Yolo算法檢測人員位置，并使用DeepSort算法勾畫人員運(yùn)動軌跡，從而判斷人員是否進(jìn)入敏感區(qū)域，當(dāng)進(jìn)入到敏感區(qū)域后則進(jìn)行告警，實(shí)現(xiàn)電子圍欄功能;使用openpose肢體識別庫對人體18個特征點(diǎn)進(jìn)行提取，將提取出的特征點(diǎn)送入ST-GCN算法中進(jìn)行動作識別，判斷人員行為是否為危險動作，當(dāng)發(fā)生危險動作則及時告警。

三、AR云智能運(yùn)維能力研究

傳統(tǒng)的設(shè)備巡檢模式下企業(yè)面臨高昂的人力資源成本和員工培訓(xùn)成本，原廠專家維護(hù)費(fèi)用以及相應(yīng)差旅成本高。基于AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)能力，輔助專家遠(yuǎn)程連接運(yùn)維現(xiàn)場，指導(dǎo)一線運(yùn)維人員解決問題。

遠(yuǎn)程專家可基于該AR智能遠(yuǎn)程巡檢平臺獲得故障現(xiàn)場視覺，通過比對現(xiàn)場和后端數(shù)據(jù)，在虛擬“故障機(jī)體”中精確標(biāo)注出需要更換的配件位置，發(fā)至AR現(xiàn)場與真實(shí)故障機(jī)體重合從而指導(dǎo)完成處理故障。降低了對現(xiàn)場人員的技能要求，提升廠區(qū)巡檢效率，節(jié)約了成本。

AR智能遠(yuǎn)程巡檢提供完整的巡檢方案，巡檢工作人員帶上專用AR眼鏡+語音錄入，AR掃到機(jī)器后會浮現(xiàn)操作欄，遠(yuǎn)程獲取巡檢任務(wù)、機(jī)柜信息、硬件信息等。現(xiàn)場巡檢工作人員可以運(yùn)用手勢，進(jìn)行現(xiàn)實(shí)與虛擬交互操作。采用語音設(shè)備，和后端技術(shù)專家進(jìn)行交流和獲得專家指導(dǎo)?；谝粢曨l的前后方溝通，后方遠(yuǎn)程專家還可以基于AR眼鏡與后臺系統(tǒng)的信息交互獲得故障現(xiàn)場視覺，還可以實(shí)現(xiàn)基于白板的圖像共享操作。運(yùn)維人員遇到技術(shù)問題時與后臺遠(yuǎn)程專家實(shí)時協(xié)助交互，同時低時延可以大幅提升工人佩戴眼鏡的舒適度，降低工人使用時的眩暈感。

中國移動IT云數(shù)據(jù)中心數(shù)智化運(yùn)維能力，經(jīng)過這幾年的探索與實(shí)踐，運(yùn)維能力不斷迭代完善，機(jī)房、設(shè)備、故障、性能、資源綜合管理能力逐漸體系化，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)維管理流程化、動環(huán)監(jiān)測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、維護(hù)作業(yè)工作自動化，借助AI實(shí)現(xiàn)機(jī)房的可管、可視和可控，達(dá)到精細(xì)化運(yùn)維，借助其運(yùn)用與推廣，強(qiáng)化運(yùn)維管理能力，支撐企業(yè)發(fā)展，是行業(yè)市場競爭的需要，更是企業(yè)自身發(fā)展的需要。

作者單位：阮前? ? 劉虹? ? 滕濱? ? 張晨? ? 中國移動通信集團(tuán)信息技術(shù)中心

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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