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第一章
1.1论文研究的背景及意义
1.1.1论文研究的背景
随着时代的发展,电子信息技术﹑计算机和网络技术得到不断的发展和成熟,国家政府机关、企事业单位以及各大公司在信息化建设道路上的步伐也在不断加快。这些公司在享受信息化发展所带来的机遇的同时,也必须承受信息时代所存在的巨大风险。由于业务范围的不断发展,新业务不断涌现,各大公司对信息化管理系统的网络建设提出了新的要求,而初期建成的网络大多没有将不同安全级别和类型的业务进行分开管理,也没有考虑网络服务的质量,更没有考虑网管系统和安全系统的问题。
随着计算机软件系统的飞速发展以及信息化成熟度的提高,各行各业的软件基础架构建设都已经上升到一定的规模,初期的网络已不能满足企业日益增长的业务需求,一方面表现在,受管理成本和技术的限制,网络结构很不完整,网络中存在单点故障的隐患。另一方面由于网络结构的复杂,线路类型繁多,IP网段增多,静态和动态路由混乱,这些都不利于维护,网络中存在安全隐患。面对信息网络环境下所出现的问题和故障,许多运行维护人员处在了十分被动的地位,他们很难找到故障的根源,也很难找出故障存在的规律,只能通过一般的维护措施处理临时出现的故障问题。
近年来,随着企业的发展,业务系统的不断上线、更新,对软件系统业务的保障要求就越来越高,网络风险也在不断增加,企业的管理者们已经意识到,网络管理系统和安全系统是企业信息网络基础架构的重要部分。然而,现有的网络安全软件无法保证将网络故障问题控制在早期发生的阶段,企业经常因为信息系统的软硬件故障没有及时得到妥善处理,承受着巨大的经济损失,甚至造成更大的灾难性的后果。
因此,为了解决以上问题,从实际应用角度出发,在现有网络结构的基础上,建设基于网络维护和安全管理的计算机运维辅助系统对系统进行监督﹑维护和管理,为运维人员提供每次系统故障的发生时的各种信息,记录不同的故障类型、故障要点,分析故障发生的原因,并且将系统故障进行分类,以帮助尽快的找到解决方案,从而保证计算机软件系统安全、稳定地运行,已经成为迫切需要解决的问题。
1.1.2论文研究的意义
本文将以某证券公司为例,通过对公司网络结构的优化,软硬件的监控和管理,建立一个完整的、安全的、具有一定扩展能力的结构清晰并且业务相对独立的统一式、集中式的计算机云为辅助管理体系,实现完整的信息系统运行管理功能,对信息系统采取有效的监控、分析、诊断和优化管理,使管理者能够准确、及时地掌握整个系统的运行状况,实现具有集中式、实时性、智能化的监控管理。在进行安全设备配备和网络结构优化管理的过程中,针对重点系统、重要位置实施重点保护,采取主动防御与被动防御相结合的手段,构造出具有多层次防护的安全体系,并与运维系统进行有机结合,实现整个信息系统的高效、稳定、安全运行。将运维人员以及业务管理人员组织起来,构成统一的计算机技术服务体系,从而提高各级人员的工作效率和技术水平,增强运维部门的服务能力。总而言之,在将技术手段和管理流程进行有效结合的基础上,建设完整的计算机运维辅助体系,调整并优化系统网络结构,利用计算机信息技术实现实时管理,构建高效、可靠的信息系统,对确保信息管理系统安全、稳定地运行起着十分重要的保障作用。
本课题的主要目的是在研究运维辅助系统的基础上,采用一种新的技术即:云计算技术,开发基于该技术之上的一种运维辅助系统,该系统可以分布式的处理,实现故障类型分类﹑故障要点﹑故障模块得初步分析在各应用主机上,同时将分析结果传输到同意的处理终端上,在该终端实现最终的分析处理和解决方案设计工作。
1.2国内外研究概况、水平和发展趋势
1.2.1国外研究现状
目前国外在运维监控领域,已经开发出一些比较成熟并且功能强大的软件产品,比如IBM公司开发的Tivoli智能管理软件[1]。它是IBM公司为了帮助本企业增强全方位的网络安全运营策略管理而设计开发的一系列软件系统,不仅能对网络提供强大的安全监控功能,还可以对服务器和数据库进行全方位的统一监控管理,在全球的金融等行业中有着相当普遍的应用。还有HP公司开发设计的Open View管理解决方案也是一个庞大的安全管理系统软件[2],它能够帮助控制IT业务和电信资源,包括业务管理、应用管理、服务管理、基础构架管理和生命周期管理等几个主要方面,同样能够对客户机、服务器、数据库和网络设备等方面进行监控管理,并且能够提供相应的报警功能。Openview实现了网络运作从被动到主动的过程,使运维部门及时了解到系统当前的真实状况,能够主动进行控制,而且Openview预防式的管理工具—临界值设定与趋势分析报表,可以让运维部门更具预防性的采取措施。这些安全管理软件均可以在功能上满足比较全面的网络系统监控需求。
1.2.2国内研究现状
我国的在运维辅助管理方面起步较晚,目前国内的运维辅助管理软件主要是倾向于对网络设施的运行维护进行辅助管理,管理的内容主要包括:网络设备、系统应用、机房设备、终端等,而且这些系统的应用情况都不尽如人意,原因主要是运行维护辅助管理的理念形成需要逐步成熟的过程;受到与运行维护相关的信息技术发展制约;现有运维相关的产品有各自的侧重或局限性。
许多公司也已经开发设计了很多支持计算机网络等各种监控的软件系统,例如新利Eagle Eye信息平台保障系统等[4],与IR公司开发的PROGNOSSI系统十分相似,都是在功能上对网络和计算机的监控比较多,涉及到具体的文件系统的监控时却比较薄弱,因此很难满足具体运营业务的需求。目前深圳的联通公司已经通过PROGNOSIS系统监控软件实现了对大部分信息管理系统中各级主要对象的监控管理,其主要的监控内容包括[5]:
1.对系统进程进行的监控:监控主要的系统进程当前是否存在,当检测其不存在时提供必要的报警功能。
2.对CPU的使用率进行监控:监控CPU的使用率是否超出了规定的数值。
3.对主要文件系统进行监控:监控的主要指标是规定文件系统的使用率;规定目录下积压的文件数是否超出了规定值。
4.对指定的网络设备进行监控:监控的主要对象是华为、CICCSO网络等服务设备。
总体上来说,国外的产品相对比较成熟,功能也比较全面,但是国外产品都具有非常庞大的系统,价格更是非常昂贵,系统部署和实施的过程也十分复杂,施工的时间比较长,再加上对中文语言环境的支持较薄弱,并不适合国内的市场环境。相对来说国内的一些产品价格相对较低,系统功能比较简单,随着企业对业务的要求越来越复杂,业务量也在日益增多,国内的这些安全管理软件薄弱的功能己经越来越不能满足其业务的需求量,尤其是在日志等文件系统和客户端主机的非系统级的指标等方面,需要能够提供全面且灵活的安全监控系统已显得刻不容缓,因此国内在这块市场上还有较大的空缺。
本文认为可以尝试把信息监控和策略分析结合起来,由全方位的信息监控提供数据,通过知识库的沉淀和智能化的策略分析,寻找系统中各类故障发生的规律,找到容易引发故障的事件节点,同时对此进行针对性的整改和完善,达到降低故障率的目的。
1.2.3发展趋势
国内对于计算机系统的运行维护辅助管理的软件都比较少,即使市面上存在管理软件也只是关注的表面的故障管理,尽管起到了一定的作用,也取得了很大的进展,但是对于深层次的故障问题挖掘与预测却没有涉及到。由于计算机运维辅助系统主要针对的客户是国内各大证券公司(券商),需要管理的系统涉及面广、数据量非常庞大、客户数量也很多,一旦出现故障很可能造成无法挽回的巨大损失,同时各家券商的业务处理工作都十分复杂,业务的种类比较多,随时都可能会出现新的业务需求,对系统灵活性求也很高,因此整个系统的设计开发工作应向着以下方向发展:
1.故障点的采集问题[6]
运维故障的采集有两种途径:一是从系统故障处进行信息采集获得,通过手工录入,二是通过对计算机系统常用故障问题进行建知识库,方便计算机系统出现故障时进行查询用。当出现运维故障任务时,系统会把相关的信息在知识库中进行检索,并把结果显示在故障解决方法列表中,供运行维护人员参考。
2.故障分类问题
计算机系统故障主要是由于设计或开发人员在编写程序时存在的BUG,或者是由于计算机系统与电脑的兼容性问题,但是如何对这些故障进行分类便是本课题中所应考虑的问题,也是为了方便计算机系统出现故障时能够及时找到解决问题的办法,运维人员参考解决方案后进行自行处理,减少由于计算机系统故障造成的损失。
3.智能分析问题[7]
随着智能分析技术的广泛应用,运行维护辅助管理方面对智能化分析的问题也引起了广泛的重视。将智能化分析技术直接应用于计算机系统运行维护辅助领域还存在着两方面的问题:其一是智能分析的资源有限(故障点、故障源等);其二是分析策略问题。为适应这些需求,目前的数据挖掘技术可以满足此项需求。
1.3研究的基本思路
1.3.1研究的主要内容
第一部分,基础理论分析。
分析了计算机运维辅助系统的相关技术C#.Net技术、C#语言的先进之处,、介绍了系统相关数据库Oracle和内存数据库的基本知识,数据挖掘技术的基本概念和方法。
第二部分,计算机运维辅助系统的研究。
对现有的运维辅助系统进行研究,并在此基础上利用智能化分析技术开发一个计算机运维辅助系统,实现运维故障任务的建立,故障分类,解决方案,智能辅助分析的功能。
第三部分,系统的总体设计。
对整个系统进行了总体设计,着重介绍系统的设计原则、系统体系架构、系统的开发平台设计以及开发流程。
第四部分,分析策略问题。
研究现有运维辅助系统中在运维辅助分析策略问题上所面临的问题,即:目前的运维辅助系统中不存在一种适合于运维辅助系统的高性能分析策略解决方案,提出一种新的分析策略。
第五部分,系统的详细设计。主要针对系统的监控管理、故障管理、智能策略分析三个子系统的功能菜单、客户端界面、服务端和通信机制进行了详细的设计,同时对系统当中比较有代表性的关键模块的数据库进行了详细的设计。
第六部分,系统的实现。对系统中的主要核心功能模块:监控管理、故障管理、智能策略分析子系统进行了详细的界面分析和设计实现。
第七部分,结论和展望。对本文所作的工作进行了概括总结,对下一步要解决的问题进行了分析。
1.3.2课题的实施方案
由于计算机运维辅助系统涉及到诸多方面的知识,因此需要从一开始就对整个计算机运维辅助系统进行详细的规划和设计,需要考虑整个系统的生命周期,从开始阶段到最后的实现。
(1)建模
整个计算机运维辅助系统的开发第一步和技术没有太大关系,主要是先考虑如何构建整个系统,因此涉及到如何设计计算机运维辅助系统,即建模。对整个计算机运维辅助系统的层次结构进行整体把握直接影响着下一步的系统开发,同时通过建模可以进一步的了解整个计算机运维辅助系统的运行原理。
(2)设计
在完成了系统建模的基础上,对业务上的需求进行深入分析,针对不同类型应用的业务需求,既要区别各自的特点进行针对性的处理,还需要能集中统一的进行监控和后步处理。
(3)开发
对整个计算机运维辅助系统的业务流程进行建模和设计以后,就开始针对计算机运维辅助系统所包含的每一个部分进行详细开发,在这个过程中除了要考虑到每一部分所应该具有的功能,还需要考虑到各个部分之间的接口和藕和性,以便于最后形成组合的应用程序,从而实现整个系统。
(4)部署
进行了建模和开发后,要将整个计算机运维辅助系统部署到计算机中去,这就要考虑到计算机的性能和运行环境,系统的每一个部分所应部署到合适的地方,同时还得满足整个系统的业务流程,并提供足够的灵活性,方便系统的更改。
(5)管理
系统部署好以后,一切都能正常运行,就需要对系统从信息和服务两个角度进行管理和监视。
1.3.2技术路线
本文首先对现行信息系统的结构、用户的业务流程、所需基本功能的分析,完成对目标运维辅助系统的需求分析;对系统的开发平台、体系结构、开发流程所用数据库和各功能模块进行详细的设计;根据详细设计完成后台各功能模块的开发;最后针对系统的主要功能模块进行前台UI设计与实现。
1-1 计算机运维辅助系统研究技术路线图
1.3.3研究方法
(1)理论与实际相结合的方法。将计算机运维辅助系统的分析部分与国内各企事业单位管理系统的实际需求相结合,得出具体的系统功能需求和结构需求,作为系统总体设计的主要依据。
(2)对比分析的方法。通过C/S模式和B/S模式优缺点的对比分析,选择适合计算机运维辅助系统的体系架构平台。
(3)定性分析与定量分析相结合的方法。通过协调性理论作为调节手段和控制职能,解决各子系统或各要素之间、系统各功能之间、结构之间的融合关系,应用定性分析与定量分析相结合的方法确定系统的协调度。
(4)循序渐进的设计方法。在计算机运维辅助系统的设计过程中,主要采用循序渐进的设计方法,首先对系统的总体架构进行分析和设计,然后根据系统功能需求进行系统的详细设计,不断完善系统的功能模块。
 
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