简介

空管设备保障部门的日常运维工作有很多维护对象。它不仅可以监控服务器、交换机、路由器等硬件设备的状态，还可以保护计算机操作系统、数据库和系统进程的软件和运行环境。同时还负责各种类型、不同协议的端口、电缆和传输线的维护。总体而言，一线运维工作具有范围广、层次多、对象复杂的特点。为梳理我们目前的运维状况，一线值班人员主要从以下几个方面提取运维所需的信息，系统监控软件、网管软件或文本化、表格化的维护数据（多为纸质数据） )，这些数据通常是离散的，缺乏完整性和逻辑相关性。因此，值班人员往往花费大量时间在信息提取和整合上，导致运维效率低，故障排查耗时长。

近年来，在我局通信引导司的领导下，各运行部门都在实施CNS图文展示（空管、导航、监控、运维数据的图文展示）。受益于这项工作的启发，结合上述维护工作中的痛点和难点，本文提出了一种将日常运维数据可视化的方法。借助这个图形化的资源管理开发平台，一套图形化的运维系统，以提高一线运维的效率。

一、需求调研与技术路线选择

(一)需求调研及应用场景分析

梳理日常运维工作，从提高运维效率、降低一线人员信息提取和分析判断的时间成本等角度，对运维的功能需求和应用场景进行梳理。图形化运维系统如下。

1。层次清晰

梳理我们的维护对象，无论是信息系统、语音交换系统，还是传输骨干网或接入网，都有一个层次化的标准模型，所以运维工作往往具有以下特点：一个层次结构。例如，当一个系统的某些终端同时出现故障时，我们往往需要关注骨干传输线或网络汇聚层；当个别终端出现故障时，我们需要注意个别线路、端口或软件程序。图形化运维系统必须具备在系统和网络的各个层次之间“自由伸缩和来回切换”的能力。既能把控整体，又能注重细节。

2。关联性强，逻辑性强

在进行故障定位或原因分析时，我们经常需要注意以下几个问题：这个端口所连接的设备是什么？该程序会影响哪些系统功能？在这个阶段，值班人员往往需要在提取关键信息之后，根据经验做出判断，但在时间紧、压力大的情况下，失误在所难免。在图形化运维系统中，将相互关联的信息和因果的思维逻辑提前录入系统，由值班人员一步步“引导”排查，改用程序判断人工思维，降低出错概率，提高运维效率。效率。

3。文本数据和图像数据集成

目前运维数据主要分为文本数据和图像数据，但两者相互分离，相互独立，难以匹配。例如，在系统拓扑图上，往往只能体现设备之间的连接关系，很难显示更多的设备序列号、固定资产编号等信息。从资产管理的角度来看，软硬件表很难反映各种资产对象之间的联系和关系。图形运维系统需要将两者有机结合，实现文本数据和图形对象的“匹配索引”，同时对两种数据格式有明确的方面和划分，便于数据录入和管理。

4。促进信息、提取和分析

目前纸质文件的维护数据在信息提取和查询方面存在不足；电子档案的维护数据只能方便地检索，但仍受制于对数据和信息的任何分析和利用。很多限制。可视化运维系统不仅要实现数据信息的查询和定位，还要具备数据分类、数据过滤、统计分析、报表输出等功能。

(二)技术路线选择

基于以上需求分析，笔者进行了大量的研究和尝试，最终选择了这款软件作为开发工具，构建了本文的图形化运维系统。与Visio、网管软件等设计方案相比，有其独特的优势。与Visio绘图相比，在数据信息展示和数据查询判断方面有更好的功能；与各种系统的网管监控软件相比，在系统便携性、个性化定制、数据关联逻辑等方面更具优势。 .

软件架构采用C/S+B/S模式，客户端（C端）负责系统设计和管理，浏览器端（B端）通过远程登录实现浏览和查询服务器端（S 端）。这样的系统架构严格区分了系统管理员和系统用户，充分保证了系统数据的安全性和权限。

二、图形化运维系统的设计与实现

由于是图形资源管理的二次开发平台，需要搭建实用的图形运维系统，满足一线运营部门的各种需求，需要明确的项目规划，以及大量前期工作准备和定制开发工作。图形化运维系统的设计与实现主要包括图层规划、字段定义、数据采集、库编译、绘图绘制、数据录入六个步骤，下面将详细讲解。

(一)分层规划

分层规划其实需要体现运维工作的逻辑思维水平。本文设计的图形化运维系统可分为“硬件逻辑”和“软件逻辑”两类。

“硬件逻辑”的层级规划主要是实现对系统硬件、设备连接、传输路径和线路方向的管理和分析。以某地区空管局的AIMS系统（自动飞行信息管理系统）为例。网络系统。系统拓扑范围广，设备数量多，路由方向复杂，用户分布广。要在短时间内定位系统故障点和影响范围，需要做好分层规划。本文设计的图形化运维系统共有六个平面图，包括区域、建筑物、机房、机柜、设备、端口。这样，系统中的每一个设备都有唯一的地理坐标，同时层被细化到端口级别，从而可以确定每条电缆和路由的端到端，便于查询分析，如图1所示。

图1 AIMS系统硬件逻辑层规划图

“软件逻辑”的层级规划，主要目的是实现对系统后台服务状态、客户端功能实现、数据流向、故障影响范围、故障原因排查等的管理和分析。其实就是编译系统软件层面的。故障树并以图形方式呈现。以机场CDM系统（航班放行协同决策系统）为例。系统中有90多个后台程序和服务，分布在10台服务器上。程序和数据交互之间的依赖关系比较复杂。功能异常可能由多种原因引起。鉴于CDM系统对航班正点的重要性，该系统对异常服务的容错时间较短。维护人员需要快速定位、排除故障并解决故障。本文设计的图形化运维系统定义了故障本质原因、故障直接原因、故障现象、故障出现的故障树逻辑。规划了四个逻辑层与之对应：后台程序运行环境---后台程序---系统功能、数据流客户端。分层规划完成后，将运维中的真实故障信息引入故障树。故障树的节点和分支如图2所示。

图2 CDM系统软件逻辑层规划示意图

(二)字段定义

在完成图层规划之后，另一个重要的工作就是定义图形对象的属性字段。定义字段的目的是对图形对象所覆盖的信息进行结构化和规范化，以便于对系统数据信息进行分类、查询和统计。在本文设计的图形化运维系统中，结合日常运维数据的分析需求，详细设计了硬件、软件和电缆三类图形对象的属性字段。

对于硬件类，定义了安装时间、安装位置、所属系统、设备类别、设备型号、制造商、序列号、固定资产编号等属性字段。

对于软件类型，定义了所属服务器的IP地址、占用的端口号、软件模块的名称、后台服务的名称、软件的主要功能、软件的类型软件平台和软件版本。

对于电缆类型，定义了电缆类型、电缆编号、电缆起点、电缆终点、承载业务、运营单元等属性字段。

(三)数据收集

完成以上两步后，系统规划设计工作基本完成，接下来就需要进行实施前的必要准备了。为了让图形化运维系统更加真实，给用户一种代入感和临场感，需要提前采集一些图片数据作为每一层的背景，并在背景图片上放置对应的图片。图形对象。本文设计的图形化运维系统预先采集了二维地图、建筑照片、平面图、机房布局、系统监控界面、系统客户端界面等图像数据。

(四)图库编译

为了保证系统镜像的一致性和美观性，需要先编译模具库。外部图标库可以在网上采集发布，也可以通过Visio绘图转换生成；同时，将之前定义的属性字段嵌入到各个模具的字段列表中，为后续的数据录入工作奠定基础，如图3所示。

图3 图形化运维系统工具库及属性字段定义

(五)图纸

根据图层规划，按照从全到点、从宽到深的顺序绘制图纸。先完成图层的绘制，然后在各个图层上定位放置图形对象，最后完成各个对象之间的逻辑连接。绘制图纸的基础工作完成后，可以对图纸进行进一步的美化、校对和发布，发布后可以通过网络访问。

(六)数据输入

绘制完成后，最后进行图形对象的数据录入。导出生成的数据报表模板，根据该模板调整已有的电子档案维护数据。匹配对应的字段名称和类型后，将数据批量输入到报表模板中，然后进行数据导入操作楼宇自控系统拓扑图，效率更高。完成整个图形中所有图形对象的数据录入。

三、图形化运维系统功能实现

本文设计的图形化运维系统主要有两个子系统：一个是基于“硬件逻辑”层规划设计的子系统，辅助AIMS系统设备和网络运维；另一种是基于“软件逻辑”层规划设计，辅助CDM系统程序和功能运维的系统。限于篇幅，本节主要介绍AIMS图形化运维子系统实现的关键功能。

(一)网络结构分层图形表示

AIMS图形化运维子系统，可实现不同层次网络结构的图形化呈现。如图4所示，AIMS系统可以实现AIMS系统四地骨干传输网、机房内部设备互联网络、服务器、存储等不同层次网络结构的图形化表示。阵列，以及光纤交换机的详细端口连接。

图4 图形化运维系统分层显示功能的实现

(二)图形对象数据报表

AIMS图形运维子系统除了网络结构的分层图形表示外，另一个关键功能是实现数据集成，可以将图形对象及其包含的信息以数据报表的形式展示出来，如图5所示，系统根据各层的图形对象及其属性字段数据自动生成数据报表，从而实现设备和线路资产管理。

图5 图形化运维系统数据报表功能实现

(三)数据查询与图形定位

在数据报表的基础上，可以实现数据的模糊精确查询，以及图形对象与报表数据的匹配定位功能，如图6所示。例如，如果作者希望查询序列号为“”的存储数组的相关数据，只需在查询定位搜索框中输入相应的条件或逻辑表达式即可完成对应对象的搜索关联，同时定位图纸上的对象。 .

图6 图形化运维系统数据查询及图形定位功能实现

(四)链路拓扑和链路路由分析

AIMS图形化运维子系统还可以实现链路拓扑分析或路由分析，如图7所示。其中，链路拓扑分析是针对一个设备的，可以查看该设备所有端口的连接设备，以及使用此功能自动形成拓扑图以查看故障或停机的范围；链路路由分析是针对两个图形对象的。可以通过两个节点之间的线路分析来查看两个节点设备之间的可达路由，同时可以形成路由报告，用于故障排查和冗余路由分析。

图7 图形化运维系统的链路拓扑和链路路由分析功能实现

四、结论

针对当前一线运维的难点，本文设计了一套图形化运维系统，将传统的文本化、表格化的维护数据以图形化的方式呈现，同时时间反映了对象之间的内在关联和逻辑，在一定程度上提高了日常运维的效率。但是本文所讨论的图形化运维系统，在某种意义上，还停留在“静态”层，只能实现静态数据的查询、分析和管理，无法实现系统的运行状态和设备。动态联动。在现有工作的基础上，尝试将其与各种硬件设备和软件序列的状态获取模块连接起来，使现有的图形对象可以“移动”，各个软硬件运行状态的变化可以实时反映，从而实现系统状态。监控与图形化运维的有机结合与联动是后续研究方向之一。