基于云計算構建電力監(jiān)控數(shù)據(jù)中心運維體系

黃偉雄

（廣州地鐵集團有限公司，廣東廣州 510330）

0 引言

目前，國家電網(wǎng)公司在其總部、各省市分公司的改組優(yōu)化中都已構筑起了由數(shù)據(jù)中心、企業(yè)門戶、應用集成、數(shù)據(jù)交換等一體化的企業(yè)級信息集成平臺。從電力信息化處理系統(tǒng)本身出發(fā)來看，電力數(shù)據(jù)中心是一個非常重要的組成部分，其運行效率的高低和運行結果的好壞對整個電力系統(tǒng)的運行效率產(chǎn)生直接影響。促進電力數(shù)據(jù)中心的建立和不斷完善，不僅能有效促進已有電力系統(tǒng)在生產(chǎn)調度、資源分配、系統(tǒng)運行和維護方面的改變，更能實現(xiàn)管理的升級。

1 電力數(shù)據(jù)中心架構

21 世紀以來，我國數(shù)據(jù)大集中的信息化建設規(guī)模在不斷擴大，其普及程度也越來越高，對于所有的社會行業(yè)來說，建設和完善數(shù)據(jù)中心是目前社會最主要的研究點和關注點，不僅數(shù)據(jù)的集中和統(tǒng)一，不僅能實現(xiàn)對電力企業(yè)的管理，并在最大程度上促進電力市場環(huán)境之下從發(fā)電、輸電到供電再到檢修等多層次多方面的基本管理與安全生產(chǎn)。與此同時，不僅數(shù)據(jù)中心的建立和完善，也能有效促進各項基礎數(shù)據(jù)的綜合利用水平與數(shù)據(jù)共享率的提升，幫助管理層及決策層深入分析企業(yè)的各項數(shù)據(jù)并及時處理，為企業(yè)的應用提供最基本的保障和較為可靠的服務，幫助企業(yè)提高電力系統(tǒng)整體的管理能力和水平。

相比于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，基于云計算平臺的電力數(shù)據(jù)中心是以云計算平臺為基礎搭建起來的新型數(shù)據(jù)中心，其中采用的都是全新的、蘊含較多科學技術的智能挖掘分析和虛擬化技術以及大數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)。但是，在開始設計新的運維體系之前，必須對基于云計算的電力數(shù)據(jù)中心需要面向怎樣的運維對象進行明確及其需要滿足的相關要求。

2 運維對象提取及需求

2.1 運維對象

（1）基礎設施。網(wǎng)絡、存儲、電力、環(huán)境調節(jié)、服務器、安全等設備共同組成了數(shù)據(jù)中心的硬件資源，其能為系統(tǒng)的計算、儲存、通信提供硬件實施平臺。要想確保系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定，就必須對這些設備進行合理的維護和使用。

（2）數(shù)據(jù)與系統(tǒng)。操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、應用程序、虛擬機等都是其中包括的軟件資源，而業(yè)務數(shù)據(jù)、系統(tǒng)運行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、日志、配置文件等都屬于數(shù)據(jù)的范疇。因為這些都屬于系統(tǒng)組成中的重要部件，屬于電力數(shù)據(jù)中心重要的邏輯載體，能促進系統(tǒng)內各項功能性需求的很好實現(xiàn)，因此，運維方式的合理程度能很好地保障系統(tǒng)整體功能的實效性與靈活性。

（3）管理工具。報表平臺、工作流管理平臺以及基礎設施設備的監(jiān)控軟件等都屬于管理工具，它們能很好地幫助管理主體對數(shù)據(jù)中心內部各運行主體和對象的有效管控，促進管理程度向可視化發(fā)展的同時，提高數(shù)據(jù)中心的實用性和可靠性。

（4）環(huán)境設施。即電力、網(wǎng)絡、環(huán)境等各項確保數(shù)據(jù)中心管理設備運轉正常的資源。環(huán)境設施出現(xiàn)故障或問題，很可能使系統(tǒng)停運甚至崩潰，而某些依托于此項設施也會隨即停止運轉。

（5）工作人員。包含管理、技術、運維、廠商等所有與數(shù)據(jù)中心運行有關的人員。他們是管理對象，也是管理主體，對人員進行合理的安排和管理，能為系統(tǒng)提供最大程度的穩(wěn)定服務，促進系統(tǒng)的正常運行。

圖1 是云平臺基礎上電力數(shù)據(jù)中心運維體系的組成框架。

圖1 云平臺基礎上電力數(shù)據(jù)中心運維體系的框架

2.2 運維需求

按照相關標準和要求，平臺基礎上的電力數(shù)據(jù)中心首先需要具備較高的可用性，實現(xiàn)對設備故障的提前預測和及時預警，并能在故障情況下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時轉移和設備替換；其次需要具備一定的可擴展性及可移植性；最后需要管理多種基礎設施和設備，幫助網(wǎng)絡設備有效提升其自身的穩(wěn)定性和安全性。對分布式存儲系統(tǒng)而言，也需要滿足同樣的需求。

3 自動運維體系

3.1 硬件資源虛擬化

在建設電力數(shù)據(jù)中心的過程中，甚至建設工程開始之前，就需要完成硬件設施設備的虛擬化。當然，建立健全硬件設施設備的運維對象與運維信息，并以深度學習算法為基礎，可以在最大程度上實現(xiàn)系統(tǒng)對硬件設備、數(shù)據(jù)中心自檢測、監(jiān)控等各項數(shù)據(jù)功能的自動采集，同時對設備的狀態(tài)和各項數(shù)據(jù)信息進行自動分析，從而對設備的運行效率和運行狀態(tài)進行有效判斷。

3.2 軟件資源模塊化

加強對資源的調節(jié)和有效監(jiān)控，不僅能減少軟件崩潰的概率，還能為系統(tǒng)提供更可靠的服務。一般而言，建立軟件運維對象并不斷促進軟件的升級和模塊化，將運維對象的接口接入到模塊之中，是數(shù)據(jù)中心最基礎的作用，且也能實現(xiàn)對軟件輸出結果的有效和實時監(jiān)控，然后再以國家標準和設計要求為基礎分析得到的結果，也能有效判斷輸出結果的最終狀態(tài)和準確性。除此之外，還需要對軟件本身的運行狀態(tài)與性能進行一定程度的分析，并不斷監(jiān)控。只有通過采集處理器和系統(tǒng)內存各自的占用率并進行系統(tǒng)分析，才能以此對軟件運行的可靠程度進行準確判斷。

3.3 數(shù)據(jù)資源對象化

電力數(shù)據(jù)中心具有紛繁復雜、種類多樣的信息數(shù)據(jù)，而每一種數(shù)據(jù)對象的存儲格式又存在一定的差異，所以，針對不同的數(shù)據(jù)資源，數(shù)據(jù)監(jiān)測的標準、要求也有不同的地方。如果電力數(shù)據(jù)中心的運維需要按照相關的標準和要求執(zhí)行時，企業(yè)的管理層就需要將各種數(shù)據(jù)資源當成管理對象來進行適當?shù)墓芾砗蛯Υ?，并以不同的?shù)據(jù)要求和實際情況為基礎，借助閾值、校驗等方式對數(shù)據(jù)的可靠性進行判斷。如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤，需要對相應的設備進行控制并完成數(shù)據(jù)的重新上傳，而且企業(yè)需要對每一份數(shù)據(jù)進行備份，以應對遭遇突發(fā)狀況時系統(tǒng)內數(shù)據(jù)的快速恢復，如果出現(xiàn)某些數(shù)據(jù)丟失的情況，便可以及時從備份數(shù)據(jù)中尋找并補充。

3.4 構建配置資源池

從某種程度上來說，電力數(shù)據(jù)中心的運維體系不僅能實現(xiàn)所有配置信息的有效融合，還能將其集合成一個完整的配置資源池，其能對新加入進來的設備進行自動檢測與分析，并在判斷設備類型的基礎上對設備進行合理選擇，調動或調整某些配置程序，從而實現(xiàn)對設備的最大利用和重新自動配置。積極對各種配置相適應的模型進行建立和不斷完善，并進行統(tǒng)一管理和實時更新，借助設備種類將其索引至不同配置程序的存儲地址。當然，也可以通過上層的管理平臺實現(xiàn)配置信息的收發(fā)，有條件的情況下還可以幫助完成配置的儲存和更改。

4 結語

綜上所述，通過研究分析電力數(shù)據(jù)中心的自動運維體系，借助深度學習的算法對各項數(shù)據(jù)資源、各類軟硬件設備進行實時的監(jiān)控，并幫助數(shù)據(jù)中心內部的管控平臺處理、下發(fā)各項管理指令給數(shù)據(jù)，與此同時，將運維對象在橫縱方向上進行相互連接，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)共享和資源動態(tài)分配。這樣不僅能實現(xiàn)自動管理資源的目標，也能在很大程度上滿足電力數(shù)據(jù)中心高效運維的目的和需求。