引言
空管通導裝置保障部門的日常運維工作，維護物件眾多，既要監控伺服器、交換機、路由器等硬體裝置的狀態，也要保障計算機作業系統、資料庫、系統程序等軟體及執行環境的正常，同時還要承擔各種型別、不同協議的埠、線纜及傳輸線路的維護職責。總體看來，一線運維工作呈現範圍廣、層次多、物件雜的特點。梳理我們的運維現狀，一線值班人員，主要從以下幾個方面提取運維所需的必要資訊，系統監控軟體、網管軟體或者文字型、表格化的維護資料（大多數為紙質資料），而這些資料通常是離散的，缺乏整體性和邏輯關聯性，導致值班員往往需要花費大量的時間在資訊提取和整合上，造成運維效率低下，故障排查耗時較長等問題。
近年來，在我局通導部的牽頭組織下，各執行科室都在推行CNS圖示化（空管通訊導航監視運維資料的圖形化展示）工作。受益於該項工作的啟發，同時結合上述維護工作中的痛點與難點，本文提出一種將日常運維資料圖示化的方法，藉助VisualNet這一圖形化的資源管理開發平臺，設計並搭建一套圖示化運維繫統，以期提升一線運維工作效率。
一、需求調研與技術路線選擇
（一）需求調研及應用場景分析
梳理日常運維工作，從提升運維效率，減少一線人員提取資訊、和分析判斷的時間成本角度出發，圖示化運維繫統的功能需求和應用場景如下。
1．層次結構清晰
梳理我們的維護物件，無論是資訊化系統、語音交換系統，還是傳輸骨幹網路、接入網路，都具有層次化的標準模型，因此運維工作往往也呈現層次化的特點。例如，當一個系統一部分終端同時故障時，我們往往需要關注骨幹傳輸線路或者網路匯聚層；而當個別終端故障時，我們又需要將注意力下沉到個別線路、埠或者軟體程式上面。圖示化運維繫統，必須要具備在系統、網路各個層次之間“自由縮放、來回切換”的能力，既可以把控整體，也需要關注細節。
2．強關聯性與強邏輯性
在進行故障定位或者原因分析時，我們往往需要關注這樣的問題：這個埠的下連裝置是什麼？這個程式影響的系統功能有哪些？現階段，往往需要值班人員在提取到關鍵資訊後，根據經驗進行判斷，但在時間緊、壓力大的情況下，難免出現失誤。圖示化運維繫統，則要將這些相互關聯的資訊、前因後果的思維邏輯提前錄入系統，一步步“指引”值班員進行故障排奩，用程式判斷替代人工思考，降低差錯機率，提升運維效率。
3．文字資料與影象資料整合
目前運維資料主要分為文字資料和影象資料，但兩者相互割裂，各自獨立，很難匹配使用。比如，在系統拓撲圖上，往往只能體現裝置之間的連線情況，很難把裝置序列號、固定資產編號等更多的資訊展示出來；而從資產管理的角度看，對於軟硬體的表格化梳理，又很難體現各資產物件間的連線與關係。圖示化運維繫統，需要將兩者有機結合，實現文字資料與圖形物件的“匹配索引”，同時又對兩種資料格式有明確的面和劃分，方便資料錄入和管理。
4．便於資訊、提取與分析
目前紙質檔的維護資料，在資訊提取、查詢上均存在弊端；而電子檔的維護資料，也僅僅能夠做到查詢的便捷，但在任針對資料資訊的分析和利用上，仍然受到許多限制。示化運維繫統，不僅需要實現資料資訊的查詢與定位，也應具備資料分類、資料過濾、統計分析、報表輸出等功能。
（二）技術路線選擇
基於述需求分析，筆者進行了大量的調研和嘗試，最終選擇VisualNet這一款軟體作為開發工具，來搭建本文的圖示化運維繫統。相比於Visio、網管軟體等設計方案，使用VisualNet何其獨有的優勢。相比於Visio製圖，VisualNet在資料資訊展現、資料查詢定他的功能更勝一籌；相比於各系統的網管、監控軟體，VisualNet在系統可移植性、個性化定製、資料關聯邏輯性方面更有優勢。
VisualNet軟體架構採用C／S+B／S模式，其中VisualNet客戶端（C端）負責系統設計和管理，瀏覽器端（B端）透過遠端登入伺服器端（S端）的方式實現瀏覽和查詢。這樣的系統架構，將系統管理者和系統使用者嚴格區分，充分保證了系統資料的安全性和權成性。
二、圖示化運維繫統的設計實施
由於VisualNet是一個圖形資源管理的二次開發平臺，因此要搭建個實用的圖示化運維繫統，滿足一線執行科室的各項需求，需要清晰的專案規劃，並進行大量的前期準備和定製開發工作。圖示化運維繫統的設計實施工作，主要有圖層規劃、欄位定義、資料蒐集、相簿編制、圖紙繪製、資料錄入等六個步驟，下文將進行詳細闡釋。
（一）圖層規劃
圖層規劃實際上需要體現運維工作的邏輯思維層次，本文設計的圖示化運維繫統，可以分為“硬體邏輯”和“軟體邏輯”2種。
“硬體邏輯”的圖層規劃，主要目的是實現對系統硬體、裝置連線、傳輸路由、線路走向的管理與分析。以某地區空管局AIMS系統（AviationInformationManagementSystem，航班資訊自動化管理系統）為例，該系統是一個以某地區空管局局本部A為核心節點，輻射至B、C、D二個空管分局的乙太網系統。該系統拓撲範圍廣、裝置數量多、路由走向複雜、使用者分佈廣泛，要想短時間內定位系統故障點和影響範圍，就必須做好層次規劃。本文設計的圖示化運維繫統，共規劃共六個圖，分別是地區、樓宇、機房、機櫃、裝置、埠，這樣，系統內每一臺裝置都具有了唯一的地理座標，同時圖層細化到埠級，使得每一條線纜、路由的端到端都能夠確定，便於查詢分析，如圖1所示。
圖1 AIMS系統硬體邏輯圖層規劃示意圖
“軟體邏輯”的圖層規劃，主要目的是實現對系統後臺服務狀態、客戶端功能實現、資料流向、故障影響範、故障原因排查的管理與分析，實際上就是編制系統軟體層面的故障樹，並將其透過圖形化的方式加以呈現。以某機場CDM系統（CollaborativeDecisionMaking，航班放行協同決策系統）為例，該系統後臺程式、服務多達90餘個，分佈在10臺伺服器，各程式之間依賴關係、資料互動都較為複雜，往往系統一個功能異常，是由多種原因導致的。鑑於CDM系統對於航班正點的重要性，該系統對於不正常服務的容錯時間較短．要求維護人員能夠迅速定位、排查、解決故障。本文設計的圖示化運維繫統，定義了故障本質原因一故障直接原因故障現象故障表象的故障樹邏輯，由此規劃出四個邏輯圖層與之對應：後臺程式執行環境——-後臺程式——-系統功能、資料流客戶端面。圖層規劃完成後，將運維中的真實故障資訊引入該故障樹，一方面進行多次“從因到果”、“由果及因”的邏輯推演和驗，另一方面透過真實資料豐富故障樹的節點與分支，如圖2 所示。
圖2 CDM系統軟體邏輯圖層規劃示意圖
（二）欄位定義
完成層規劃後，另一項重要的工作就是進行圖形物件的屬性欄位定義。定義性欄位，目的在於將圖形物件所涵蓋的資訊結構化、標準化，便於系統資料資訊的分類、查詢和統計。在本文設計的圖示化運維繫統中，結合日常運維資料的分析需求，主要針對硬體、軟體、線纜三類圖形物件的屬性欄位進行了詳細設計。
針對硬體類，定義了安裝時間、安裝位置、所屬系統、裝置類別、裝置型號、生產廠商、序列號、固定資產編號等屬性欄位。
針對軟體型別，定義了所屬伺服器IP地址、佔用埠號、軟體模組名稱、後臺服務名稱、軟體主要功能、軟體平臺種類、軟體版本等性欄位。
針對線纜類，定義了線纜類別、線纜編號、線纜起點、線纜終點、承載業務、運營單位等屬性欄位。
（三）資料蒐集
完成上述兩個步驟後，系統規劃設計工作基本完成，接下來需要進行實施前的必要準備工作。為了讓圖示化運維繫統更為貼合實際，讓使用者更有代入感和臨場感，需事先蒐集一些圖片資料，作為每一個圖層的背景，並在此背景圖上擺放相應的圖形物件。本文設計的圖示化運維繫統，事先蒐集了2D地圖、建築物照片、樓層平面圖、機房佈局圖、系統監控介面、系統客戶端介面等影象資料。
（四）相簿編制
為了保證系統圖像現的一致性與美觀性，需先進行模具相簿的編制工作。可在網上搜集VisualNet釋出的外部圖示庫，或透過Visio繪圖轉換後生成；同時，將前面定義好的屬性欄位，嵌入各個模具的欄位列表中，為後續將要進行的資料錄入工作打下基礎，如圖3所示。
圖3 圖示化運維繫統摸具相簿及屬性欄位定義
（五）圖紙繪製
根據圖層規劃，按照由總到分、由廣及深的順序進行圖紙繪製。首先完成圖層的繪製，緊接著在各個圖層上進行圖形物件的定位擺放，最後完成每個物件之間的邏輯連線。圖紙繪製的基礎工作完成後，可進一步對圖紙進行美化、校對後發發布，釋出後可透過Web方式訪問。
（六）資料錄入
完成圖紙繪製後，最後進行圖形物件的資料錄入工作。匯出VisualNet生成的數報表模板，並根據此模板對現有的電子檔維護資料進行調整，匹配相應欄位名稱和型別後，將數批次錄入報表模板中，再執行數匯入操作，即可以較高的效率完成整張圖紙所有圖形物件的資料錄入工作。
三、圖示化運維繫統的功能實現
本文設計的圖化運維繫統主要有兩個子系統：其一是基於“硬體邏輯”圖層規劃設計，輔助AIMS系統裝置、網路運維的子系統；其二是基於‘軟體邏輯”圖層規劃設計，輔助CDM系統程式、功能運維的系統。篇幅所限，本節}主要闡述AIMS圖示化運維子系統實現的關鍵功能。
（一）網路結構分層圖示化
AIMS圖示化運維子系統，可實現不同層次網路結構的圖示化呈現。如圖4所示，可實現AIMS系統機場四地骨幹傳輸網路、機房內部裝置網際網路絡、伺服器、儲存陣列、光纖交換機詳細埠連線等不同層次網路結構的圖示化。
圖4 圖示化運維繫統層次化展示功能實現
（二）圖形物件資料報表
除了網路結構的分層圖示化，AIMS圖示化運維子系統另外一個關鍵功能就是實現資料的整合，能夠將圖形物件及其蘊含的資訊，透過資料報表的形式展示出來，如圖5所示，系統根據每個圖層上的圖形物件及其屬性欄位資料，自動生成資料報表，從而實現裝置、線路資產管理。
圖5 圖示化運維繫統資料報表功能實現
（三）資料查詢和圖形定位
在資料報表的基礎上，可實現資料的模糊、精確查詢，以及圖形物件與報表資料的匹配定位功能，如圖6所示。例如，筆者希望查詢序列號為“13D18YP”的儲存陣列的相關資料，只需在查詢定位搜尋框中輸入相應條件或邏輯表示式，即可完成相應物件的搜尋關聯，同時將該物件定位到圖紙上。
圖6 圖示化運維繫統資料查詢和圖形定位功能實現
（四）鏈路拓撲及鏈路路由分析
AIMS圖形化運維子系統，還可以實現鏈路的拓撲分析或路由分析，如圖7所示。其中，鏈路拓撲分析針對裝置，可檢視該裝置所有埠的下連裝置，並自動形成拓撲圖，看藉助此功能判斷故障或停機影響範圍；而鏈路路由分析，則是針對兩個圖形物件之間的線路分析，可檢視兩個節點裝置之的可達路由，同時形成路由報表，可藉助此功能進行故障定排、冗餘路由分析等工作。
圖7 圖示化運維繫統鏈路拓撲、鏈路路由分析功能實現
四、結語
針對現階段通導一線運維工作中的難點問題，本文設計了一套圖示化運維繫統，將傳統文字型、表格化的維護資料透過圖示化的方式呈現，同時體現出各物件間內在的關聯性和邏輯性，從一定程度上提升了日常運維工作效率。然而，本文所討論的圖示化運維繫統，從某種意義上講，還停留“靜態”層，僅僅能夠實現對於靜態資料的查詢、分析和管理，還無法實現與系統、裝置執行狀態的動態聯動。在現有工作的基礎上，嘗試其與各硬體裝置、軟體序的狀態採集模組相對接，讓現有的圖形物件“動起來”，能夠實時反應各軟硬體執行狀態的變化情況，實現系統狀態監控和圖示化運維的有機結合與聯動，是後續的研究方向之一。
作者：蘇力思 （民航西南空管局 ）
民航空管系統通訊導航監視論文大賽技術論文獎
