研究生信息平台中运维系统的设计与实现
《研究生管理系统的设计与实现》范文
《研究生管理系统的设计与实现》篇一一、引言随着高等教育的发展，研究生教育已成为我国高等教育的重要组成部分。
为了更好地管理研究生信息，提高管理效率，实现研究生教育的科学化、信息化、系统化，本文介绍了一款研究生管理系统的设计与实现。
二、系统概述研究生管理系统是一款基于Web的信息化管理系统，旨在为高校研究生管理部门提供一套完整的、高效的研究生管理解决方案。
系统主要包括学生信息管理、课程管理、导师管理、学籍管理、成绩管理、毕业管理等功能模块。
三、系统设计1. 系统架构设计本系统采用B/S架构，即浏览器/服务器架构。
用户通过浏览器访问系统，服务器负责处理用户的请求并返回相应的数据。
系统架构设计包括数据层、业务逻辑层和表示层。
2. 数据库设计数据库是系统的核心，负责存储和管理系统的各种数据。
数据库设计需要考虑到数据的完整性、安全性和可扩展性。
本系统采用关系型数据库，包括学生信息表、课程信息表、导师信息表、学籍信息表、成绩信息表等。
3. 功能模块设计系统功能模块设计主要包括学生信息管理、课程管理、导师管理、学籍管理、成绩管理、毕业管理等。
每个模块都有其特定的功能和操作，以满足研究生管理的需求。
四、系统实现1. 开发环境本系统采用Java语言开发，使用Spring框架和MySQL数据库。
开发环境包括JDK、Tomcat服务器、MySQL数据库等。
2. 具体实现（1）学生信息管理：包括学生信息的录入、修改、删除、查询等功能。
通过系统，管理员可以方便地管理学生的基本信息、成绩信息、学籍信息等。
（2）课程管理：包括课程的录入、修改、删除、查询等功能。
管理员可以添加新的课程，修改课程的名称、学分、任课教师等信息。
（3）导师管理：包括导师信息的录入、修改、删除等功能。
管理员可以添加新的导师，修改导师的姓名、职称、研究方向等信息。
（4）其他功能模块的实现：其他功能模块的实现类似，都需要根据具体的业务需求进行设计和开发。
五、系统测试与优化在系统开发完成后，需要进行系统测试，以确保系统的稳定性和可靠性。
运维管理系统方案
运维管理系统方案近年来，随着信息技术的不断发展，企业的运维工作变得越来越复杂。
为了提高运维工作的效率和质量，许多企业开始引入运维管理系统。
本文将探讨运维管理系统的概念、优势以及如何选择和实施运维管理系统方案。
一、概述运维管理系统是一种集成化的软件工具，旨在帮助企业更好地管理和监控其IT基础设施。
这些基础设施包括服务器、网络设备、数据库等。
通过使用运维管理系统，企业可以实现对其IT环境的全面监控、故障排除、性能优化以及维护计划的制定等功能。
二、优势1. 提高效率：运维管理系统能够自动化许多繁琐的运维任务，减少人工操作，提高效率。
例如，它可以自动监测服务器的健康状况，并在出现故障或性能下降时发送预警信息，使运维人员能够快速响应并解决问题，而不是等到用户发生故障时才察觉。
2. 降低成本：有效的运维管理系统可以减少人力资源的投入，并降低因人为错误导致的故障率。
此外，通过提供实时数据和分析报告，该系统帮助企业进行容量规划，避免过度投资或因资源不足而导致业务中断。
3. 提升可靠性：运维管理系统可以监控和维护企业的IT基础设施，及时发现和处理潜在问题，有效防止系统故障和业务中断。
此外，它可以提供历史数据和趋势分析，帮助企业预测潜在问题，并采取相应措施，从而提高系统的可靠性和稳定性。
三、选择运维管理系统方案的要点当选择运维管理系统方案时，有几个关键要点需要考虑。
1. 功能和适应性：根据企业的需求和规模，选择具备适当功能和可扩展性的方案。
例如，一些企业可能需要能够监控复杂网络架构和多个数据中心的系统，而另一些企业可能只需要简单的系统监控和故障排除。
2. 用户界面和易用性：一个直观、易于使用的用户界面对于提高工作效率至关重要。
应该选择一个界面友好、操作简单的运维管理系统，以减少培训成本和提高用户满意度。
3. 数据安全和隐私：选择一个能够保护企业敏感数据和隐私的运维管理系统。
这涉及到数据加密、访问控制和安全审计等方面的考量。
运维管理系统方案
运维管理系统方案运维管理系统采用B/S构架，运维管理人员随时随地可以对服务器进行管理、配置及故障处理。
它是将部署在同一个局域网内的所有服务器统一管理，服务器之间的信息通讯、指令发送、运维管理都通过python来实现。
监控服务器端负责采集、统计和分析数据，在数据出现异常时发送报警信息到管理员的email、手机中，并将错误日志存储到数据库中。
运维管理系统主要通过LAMP服务器、python编程、snmp和shell编程来实现。
在被监控端安装python服务，并在被监控服务器上部署python程序和shell脚本用于接受监控服务器端指令、信息采集并发送会监控服务器端。
监控服务器端部署python程序和LAMP服务器，用于发送指令、接受数据信息、存储数据、统计数据以及异常报警。
运行状态：对服务器的CPU、内存、硬盘等硬件信息进行监控；服务状态：对服务器上运行的服务进行监控；防火墙配置：对服务器上的防火墙配置进行监控；智能报警模块智能报警是在监控系统监测到异常情况时，自动发送警报信息给相关人员，以便及时处理故障。
智能报警主要包括：邮件报警：通过邮件发送警报信息；短信报警：通过短信发送警报信息；电话报警：通过电话自动语音报警；微信报警：通过微信发送警报信息；智能分析模块智能分析通过对监控数据的分析，提供对服务器性能、业务数据、故障信息等方面的分析报告，为企业提供运维决策支持。
智能分析主要包括：服务器性能分析：对服务器的CPU、内存、硬盘等硬件信息进行分析；业务数据分析：对业务数据进行分析，提供数据报表；故障信息分析：对故障信息进行分析，提供故障报表；资源利用率分析：对服务器资源的利用率进行分析，提供资源利用率报表。
IT运维管理系统的设计与实现论文
摘要随着企业信息化建设的不断深入发展，信息系统越来越复杂，业务对信息系统的依赖程度也越来越紧密，信息系统的任何波动，都会直接影响到业务的正常开展。
内蒙古电力（集团）有限责任公司经过近10年的信息系统建设，网络已覆盖了所有供电企业及主要生产单位；以财务、营销、生产、办公自动化为代表的各项应用全面展开并不断深化，信息系统已成为日常管理工作必不可少的有利工具。
与信息系统建设的较高水平相比，存在着I T运维管理较弱的问题，因此需要建立完善而成熟的I T运维管理系统，提升信息部门的服务质量和人员素质，提高部门的运维水平。
I TI L作为目前国际I T服务管理领域的“最佳实践”，能够被用来实施和改进各种与I T相关的服务和解决方案；它以流程为导向,以客户为中心，切实符合实际的业务需求。
采用I TI L的指导方针和原则构建高效能的I T运维管理系统，完成覆盖内蒙古电力公司各级相关单位的集中、统一的信息、通信专业管理系统的开发和建设工作。
本文概述了I T运维管理系统的设计与实现，包括建设思路、流程设计、技术特点、功能等。
系统实施包括资产管理、服务台管理、工单管理、变更管理、缺陷管理、运行管理、巡检管理、知识库管理等模块。
本次系统建设为I T运维管理提供全面的业务功能支持，增进资源利用率、提升竞争力、消除重复劳动、提供可证明的绩效指标。
实现运维管理业务的分层管理，满足操作层、管理层、决策层的业务需求；通过集成化作业、标准化作业、流程化作业提高生产管理效率。
关键词：I T运维管理；ITIL；流程；服务台AbstractAs enterprise information construction is deeply developed, information system becomes more and more complicated. Business depends more on the information system, so any changes of information system can directly affect normal business development. After nearly ten years’ information system construction, the network of Inner Mongolia Power (Group) Co., Ltd. has covered all power supply enterprises and major production units; with all sorts of applications, represented by finance, marketing, production and office automation, being overall developed and increasingly deepened, information system has been one of indispensable and beneficial instruments for daily management. Compared with information system construction at a higher level, there is a problem of weak IT operation management. Therefore, it demands to establish a sound and mature IT operation management system, enhance service quality and personnel quality of information department, and raise operation level of the department.As the “Best Practice” of International IT service management field at present, ITIL can be utilized to implement and improve a variety of IT relevant services and resolutions; driven by the process, it centers in customers, feasibly meeting practical business needs. Guidelines and principles of ITIL are adopted to set up IT operation management system with high efficiency, develop and establish a centralized and unified information or communications professional management system, covering all levels of relevant units of Inner Mongolia Power (Group) Co., Ltd.This article outlines design and implementation of IT operation management system, including ideas of construction, process design, technological features, functions, and etc. System implementation consists of asset management, service desk management, work order management, replacement management, defect management, execution management, inspection management, knowledge management and other modules. For IT operation management, the system construction this time offers overall business function supports, increases resource utilization rate, enhances competitiveness, eliminates duplicated labors and supplies demonstrable performance indicators. Layer management is actualized in operation management business, to satisfy business needs of operation layer, management layer, and decision-making layer; by means of integrated operations, standardized operations and streamline operations, efficiency of production management is improved.Keywords: IT Operation Management；ITIL；Process；Service Desk华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《I T运维管理系统的设计与实现》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。
信息系统运行维护设计方案
信息系统运行维护设计方案.docx.故障级别P1级故障P2级故障[次型故障]P3级故障P4级故障[重点故障][简单故障][支持型故障]关键网络系影响或限制了统显现故障，部分业务的正故障级别定义个别工作站安装新设备或者点不能正常修改非关键配置，影响或限制常运行。
工作，其余部且对用户业务不整体业务运分仍可正常构成任何影响。
行。
运行。
驻点人员驻点人员驻点人员驻点人员到达现场时限对于XX：P1P4级别故障均由运维工程师现场进行处理。
故障确诊时限（不超过）30分钟1小时30分钟2小时30小时2小时30小时3小时运行恢复时限（不超过）第三节服务方式建议服务方式：1、服务时间的即时性由于驻点运维工程师就在服务单位驻点服务，因此一旦显现问题可以即时跟进解决，保证了对故障问题的快速跟进及即时处理。
2、驻点服务及设备、系统的结合由于驻点运维工程师长期和维护设备打交道，而且建立了一套实在的设备资料库，因此对于每台设备出故障的原因都很熟悉，保证了对故障的快速处理本领。
3、驻点服务合作由于驻点运维工程师长期和相关负责员以及管理人员接触，对个人的使用习惯以及沟通方式都能相对的了解，也确保了能快速、有效的完成工作。
4、驻点运维工程师的使用及管理驻点运维工程师在现场除了完成自身职能内的事以外，还可以帮助完成甲方指定的其它工作。
第四节运维服务内容1.防备性维护服务昆明XX科技有限公司防备维护服务的目标是：提高系统的牢靠性；削减更换零件所造成的成本损失；削减系统停机时间；零部件/备件的库存管理更佳。
服务范围包含：XX全部关键信息点设备。
维护内容包含：这些关键信息点设备的运行情形、灰尘情况、运行环境情况、运行本领指标、机械部件磨损情况、折旧参数、负载情况与趋势。
运行维护项目启动以后，昆明XX科技有限公司运行维护项目经理会依据XX 实际的网络、设备和业务情况（在前期用户系统情况调研登记过程中已经准备好这些数据）订立仔细的《防备性维护计划》，而且提交XX相关负责人进行审批。
研究生教育管理信息系统建设方案
研究生教育管理信息系统建设方案研究生教育管理信息系统建设方案一、引言随着信息技术的快速发展，教育管理面临着诸多挑战与机遇。
尤其在研究生教育领域，如何实现信息高效管理、增强教育质量、提升管理效率，已成为当前研究生教育管理的核心问题。
为此，本文提出一种研究生教育管理信息系统的建设方案，旨在解决现有问题，提高研究生教育的管理水平。
二、建设目标本方案的建设目标是通过开发一套高效、稳定、安全、易用的研究生教育管理信息系统，实现对研究生教育全流程的管理，包括学生信息管理、教学管理、科研管理、日常事务管理等。
同时，该系统应具备可扩展性和灵活性，以满足未来研究生教育的不断发展。
三、系统设计1、功能设计：系统应包含以下主要功能模块：学生信息管理、教学管理、科研管理、日常事务管理、系统管理等。
各模块应具备详细的功能划分，如学生信息管理应包括学生基本信息维护、学生成绩管理、学生奖惩管理等。
2、技术实现：系统采用B/S架构，使用Java语言开发，数据库选用MySQL。
前端使用HTML、CSS、JavaScript等前端技术，实现良好的用户交互体验。
3、安全性设计：系统应采取严格的安全性措施，包括数据加密、用户权限控制、访问控制等，确保系统数据的安全可靠。
四、实施步骤1、系统规划：明确系统建设目标，制定系统建设时间表，分配人员任务。
2、系统设计：进行详细的技术设计和功能设计，制定详细的技术实施方案。
3、系统开发：根据系统设计和技术实施方案进行系统开发，实现各项功能。
4、系统测试：对开发完成的系统进行全面测试，确保系统的稳定性和安全性。
5、系统上线：将系统部署到生产环境，正式投入使用。
五、总结研究生教育管理信息系统的建设是一项长期且复杂的工程，需要充分考虑研究生教育的特点和管理需求。
通过该系统的实施，可以大大提高研究生教育的信息化水平，提高管理效率，降低管理成本，为研究生教育的健康发展提供有力支持。
在未来的发展过程中，该系统应不断优化和升级，以满足日益增长的研究生教育管理的需求。
《研究生管理系统的设计与实现》范文
《研究生管理系统的设计与实现》篇一一、引言随着高等教育的发展，研究生教育管理已成为高校管理的重要部分。
为了提高研究生管理的效率和质量，满足高校日益增长的管理需求，研究生管理系统的设计与实现显得尤为重要。
本文将详细阐述研究生管理系统的设计思路、实现方法及系统特点。
二、系统设计背景与目标研究生管理系统旨在解决传统人工管理方式效率低下、信息共享困难等问题，通过实现信息化的管理方式，提高研究生管理的效率和准确性。
系统设计背景基于高校研究生管理的实际需求，目标在于构建一个集招生录取、学籍管理、课程管理、导师管理、毕业管理等模块于一体的综合管理系统。
三、系统设计（一）系统架构设计研究生管理系统采用B/S架构，以Web浏览器为客户端，服务器端负责数据处理和业务逻辑处理。
系统架构包括表示层、业务逻辑层和数据访问层，各层之间相互独立，便于系统的维护和扩展。
（二）模块设计1. 招生录取模块：负责研究生招生信息的发布、报名、初试、复试等流程的管理。
2. 学籍管理模块：负责研究生的学籍信息、成绩管理、学籍异动等管理。
3. 课程管理模块：负责研究生课程设置、教学计划、课程安排等管理。
4. 导师管理模块：负责导师信息管理、学生与导师的匹配等。
5. 毕业管理模块：负责毕业论文审核、毕业资格审查、学位授予等管理。
（三）数据库设计数据库是研究生管理系统的核心部分，采用关系型数据库进行数据存储。
数据库设计需充分考虑数据的完整性、安全性和可扩展性。
设计包括用户表、研究生信息表、课程表、导师表等，各表之间通过主键和外键进行关联。
四、系统实现（一）技术选型系统采用Java语言进行开发，后端采用Spring框架，前端采用HTML5+CSS3+JavaScript技术，数据库采用MySQL。
（二）功能实现根据系统设计，逐步实现各模块的功能。
如招生录取模块，实现报名信息的录入、查询和修改，以及初试、复试等流程的管理。
学籍管理模块实现学籍信息的录入、成绩录入与查询、学籍异动管理等。
面向高性能计算环境的微服务运维平台设计与实现
收稿日期：２０２０⁃０１⁃１０；修回日期：２０２０⁃０４⁃０２㊀㊀基金项目：国家重点研发计划资助项目（２０１８ＹＦＢ０２０４００１）；中科院信息化专项课题资助项目（ＸＸＨ１３５０３⁃０４）作者简介：张鼎超（１９９４⁃），男，山东济南人，硕士研究生，主要研究方向为高性能计算㊁可视化与网格技术（ｚｈａｎｇｄｉｎｇｃｈａｏ＠ｃｎｉｃ．ｃｎ）；王小宁（１９８１⁃），女，四川资阳人，副研究员，博士，主要研究方向为网格技术㊁云服务与分布式系统㊁高性能计算环境软件与技术；肖海力（１９７８⁃），男，湖北天门人，研究员，硕士，主要研究方向为网格技术㊁分布式系统；卢莎莎（１９８５⁃），女，河北饶阳人，工程师，硕士，主要研究方向为网格计算㊁持续交付；和荣（１９８８⁃），女，山东新泰人，工程师，硕士，主要研究方向为网格计算；迟学斌（１９６３⁃），男，吉林梅河口人，研究员，博士，主要研究方向为高性能计算㊁并行计算．面向高性能计算环境的微服务运维平台设计与实现∗张鼎超１，２，王小宁１，肖海力１，卢莎莎１，和㊀荣１，迟学斌１，２（１．中国科学院计算机网络信息中心，北京１００１９０；２．中国科学院大学，北京１０００４９）摘㊀要：国家高性能计算环境为提高应用服务的持续交付能力逐步引进微服务架构㊂针对国家高性能计算环境由传统单体架构向微服务架构转变引入的新的运维问题，设计并实现了面向高性能计算环境的微服务运维平台，拟面向开发运维人员，降低开发难度，提升运维效率㊂重点研究并实现了微服务运维平台中的服务部署及管理㊁服务运行监控和服务弹性伸缩特色功能，通过应用化封装技术对服务部署及管理过程进行封装，同时设计用户权限管理机制，利用ＥＦＫ和Ｐｒｏｍｅｔｈｅｕｓ分别完善高性能计算环境的日志收集功能和监控告警功能，通过ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＰｏｄＡｕｔｏｓｃａｌｅｒ资源对象实现基于ＣＰＵ㊁内存等核心指标以及ＱＰＳ等自定义指标的服务规模弹性伸缩技术㊂测试结果表明，微服务运维平台可以实现高性能计算环境中以项目为划分依据的一键式服务部署㊁更新㊁删除等操作，提供交互性更好的可视化运行监控方案，应对流量高峰场景，增强应用服务可靠性㊂关键词：高性能计算环境；微服务；运维平台；容器编排；弹性伸缩０㊀引言国家高性能计算环境，即中国国家网格（ＣｈｉｎａＮａｔｉｏｎａｌＧｒｉｄ，ＣＮＧｒｉｄ），起源于国家 ８６３ 计划，在国家科技计划持续支持下其资源聚合能力得到了快速发展㊂目前，国家高性能计算环境的聚合计算资源超过２６０ＰＦＬＯＰＳ，总存储资源超过２００ＰＢ㊂国家高性能计算环境基于科学计算中间件（ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｃｏｍｐｕｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳＣＥ）提供计算服务，主要包括作业服务㊁资源服务以及数据服务，有效地支撑了生物医药应用社区㊁工业产品创新设计社区㊁新药创制社区㊁教育平台的建设，实现服务多样化和专业化，降低高性能计算应用成本，提升高性能计算应用的服务水平，方便用户进行科学计算与研究㊂随着计算资源的持续接入聚合㊁用户数量的不断上升㊁作业量的不断加大，应用服务的持续交付需求也逐渐增强，高性能计算环境的各类服务以及多种应用社区都开始从传统应用架构向结构更加灵活的微服务架构转变㊂微服务是一些小而自治服务的统称㊂相较于传统的单体架构和面向服务架构，应用微服务化具有技术异构性㊁易于扩展㊁简化部署㊁与组织结构相匹配以及对可替代性优化等明显的优势［１］㊂微服务架构的蓬勃发展离不开底层容器技术的支持，容器是一种轻量级㊁自包含的软件打包技术，利用容器技术可以实现应用程序的简化部署㊂微服务和容器技术的盛行推动着高性能计算环境中的系统服务和社区服务从单体架构向微服务架构形式转变㊂单体应用按业务领域被拆分为众多细粒度的服务，应用程序的部署迁移变得更加便捷，与此同时也因为容器数量的骤增，服务的管理控制㊁运行维护也越来越困难㊂Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ［２，３］作为Ｇｏｏｇｌｅ公司开源的一款容器编排引擎，是一个完备的分布式系统支撑平台，其针对容器服务提供了自动化的部署回滚机制，具有透明的服务注册和服务发现能力㊁灵活的服务扩缩容特性㊁可配置的负载均衡机制以及强大的故障诊断和修复机制㊂Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ和微服务架构相辅相成，促进了高性能计算环境的微服务架构实践落地㊂Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ主要通过命令行客户端或者开源社区提供的Ｋｕ⁃ｂｅｒｎｅｔｅｓｄａｓｈｂｏａｒｄ提供容器编排管理的服务，使用者需要熟悉容器领域的相关专业知识㊁Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ的应用架构，以及该生态环境中庞大复杂的各类工具与插件，不仅需要很高的学习成本㊁复杂的操作技巧，而且难以满足用户对于微服务架构高效便捷的期望㊂为解决上述问题，本文构建了一个面向高性能计算环境的微服务运维平台㊂该微服务运维平台在业务层面上对服务部署和服务管理进行了进一步封装，屏蔽了Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ和容器领域的相关概念，促使开发运维人员更专注于微服务应用自身，通过可视化的交互界面可以实现面向项目的应用服务一键部署和管理，同时集成了日志检索和监控告警技术，并为微服务配置了全面的自动扩缩容功能，使得微服务可以根据ＣＰＵ㊁内存以及用户自定义指标进行自动规模调整㊂该微服务运维平台可以同时运维管控高性能计算环境的系统服务和社区服务，达到降低技术门槛㊁提高运维效率㊁增强用户体验㊁提升应用服务可靠性的目的㊂１㊀相关工作目前学术界和工业界都在微服务架构的实践落地方面作出了重要的探索和贡献，尤其是众多企业各自给出了功能完善的微服务架构的落地方案㊂微服务是一种从面向服务的体系结构中脱颖而出的体系结构方法，其提倡自我管理和轻量级用于提高软件的敏捷性㊁可伸缩性和自治性㊂Ｊａｍｓｈｉｄｉ等人［４］从技术和体系结构的角度研究了微服务的发展历程，并总结了微服务架构未来在服务模块化和重构㊁服务粒度㊁前端整合㊁资源监控管理以及服务故障恢复等方面将要遭遇的挑战㊂ＤｅｖＯｐｓ是一种旨在减少系统更改和将更改转移到生产环境过程中时间的实践㊂任何实现这些目标的技术都被视为ＤｅｖＯｐｓ实践㊂持续交付（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｅｌｉｖｅｒｙ，ＣＤ）是ＤｅｖＯｐｓ的一种做法，通过自动化机制将软件按需部署到任何环境㊂随着可部署服务数量的增加，ＣＤ成为微服务架构的重要组成部分㊂Ｂａｌａｌａｉｅ等人［５］通过商业移动后端的体系结构重构和服务迁移解释了ＤｅｖＯｐｓ在消除开发团队与运营团队之间协调关系障碍㊁平稳进行微服务架构迁移过程中的重要作用㊂Ｍａｒｉｅ⁃Ｍａｇｄｅｌａｉｎｅ等人［６］提出了一个可视化微服务编排框架，该框架提供了一种了解微服务在不同层㊁生命周期和抽象级别的内部行为的方法㊂Ｍａｙｅｒ等人［７］提供了一个用于微服务监控和管理的仪表盘，支持集成服务的运行时信息和其他信息源，以提供有关微服务和微服务开发的静态信息㊂企业级分布式应用服务（ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｅｒ⁃ｖｉｃｅ，ＥＤＡＳ）［８］是阿里云开发的一款应用托管㊁容器托管和微服务管理的ＰａａＳ平台，其提供了应用程序开发㊁部署㊁监控㊁运维一系列全栈式解决方案，简化了微服务向云上迁移的过程㊂ＥＤＡＳ是一个多样的应用托管平台，用户可以根据具体的需求选择使用ＥＣＳ集群㊁基于容器服务的Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ集群或者是ＥＤＡＳＳｅｒｖｅｒｌｅｓｓ来对应用进行部署管控，不必去关心底层的基础设施㊂同时ＥＤＡＳ支持丰富的微服务框架，开发人员可以针对原生的Ｄｕｂｂｏ㊁ＨＳＦ或是ＳｐｒｉｎｇＣｌｏｕｄ框架对应用进行开发运维，并交于ＥＤＡＳ管理㊂微服务引擎（ｃｌｏｕｄｓｅｒｖｉｃｅｄｎｇｉｎｅ，ＣＳＥ）［９］是华为云开发的一款用于企业应用微服务化的解决方案，提供高性能微服务框架和一站式服务注册㊁服务治理㊁动态配置和分布式事务管理控制台，帮助用户实现微服务应用的快速开发和高可用运维㊂ＣＳＥ提供了Ｊａｖａ㊁Ｇｏ㊁．ＮＥＴ㊁Ｎｏｄｅ．ｊｓ㊁ＰＨＰ等多语言微服务解决方案，支持开源核心框架ＳｅｒｖｉｃｅＣｏｍｂ，同时基于开源框架ＳｐｒｉｎｇＣｌｏｕｄ和ＳｅｒｖｉｃｅＭｅｓｈ开发的应用可以零业务代码修改，直接对接ＣＳＥ运行环境㊂作为华为核心业务ＣｌｏｕｄＮａｔｉｖｅ转型基础底座，ＣＳＥ经过了华为终端业务亿级用户考验，因此十分稳定可靠㊂京东云微服务平台（ＪＤＣｌｏｕｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｓｅｒｖｉｃｅｆｒａｍｅｗｏｒｋ，ＪＤＳＦ）［１０］是一种托管应用的服务治理框架，其围绕微服务实践落地流程提供了服务部署㊁注册㊁调用㊁日志和监控等生命周期管理功能，同时支持丰富的调用堆栈分析，在宏观上可以为用户提供全㊃０９１㊃计算机应用研究２０２０年㊀面的服务关系图谱，微观上给出了微服务间的调用链关系㊂ＪＤＳＦ目前支持ＳｐｒｉｎｇＣｌｏｕｄ㊁Ｄｕｂｂｏ等应用类型，同时兼容Ｇｏ㊁ＤｏｔＮｅｔ㊁Ｐｙｔｈｏｎ等语言的各种开发框架㊂２㊀面向高性能计算环境的微服务运维平台架构本文提出的微服务运维平台主要面向高性能计算环境中的运维开发人员，由以下三部分技术构成：ａ）服务部署及管理技术，用于微服务部署㊁检索和治理等操作，简化运维人员操作复杂度㊂ｂ）服务运行监控技术，用于服务的日志检索和监控告警功能，便于用户追溯定位异常告警㊂ｃ）服务弹性伸缩技术，用于微服务根据其核心指标或者自定义指标自动扩缩容，提高微服务应用的可靠性，增强资源利用率㊂技术之间交互过程如下：开发人员访问可视化ｄａｓｈｂｏａｒｄ，通过服务部署及管理模块将服务以项目为单位部署于微服务运维平台，服务弹性伸缩模块由部署及管理模块获取服务静态信息，同时借助服务运行监控模块采集服务相关指标动态控制服务规模㊂整个运维平台以ｄｏｃｋｅｒ容器的形式运行在Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ集群中提供服务，由Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ负责运维平台的服务发现㊁滚动升级和故障恢复等管理控制㊂微服务运维平台的详细架构如图１所示㊂２．１㊀服务部署及管理技术服务部署及管理技术主要提供以下功能：服务部署㊁服务检索㊁配置更新㊁应用更新和服务删除㊂原生Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ作为一个功能完备的容器编排引擎，可以支持丰富的应用类型及灵活的功能配置，被广泛应用于各种应用的架构转型实践中，与此同时，数量庞大的专业概念㊁复杂多变的配置设置也大大增加了用户的使用难度㊂面向高性能计算环境的微服务运维平台旨在降低技术门槛和学习成本，简化开发人员的设计流程，提高运维人员的运维效率㊂针对高性能计算环境中系统㊁社区等应用服务的特点，服务部署及管理技术在保持应用功能完备的基础上定制化封装了ＫｕｂｅｒｎｅｔｅｓＡＰＩ，屏蔽了ｓｅｒｖｉｃｅ㊁ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ㊁ｃｏｎｆｉｇＭａｐ和ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｏｄａｕｔｏｓｃａｌｅｒ（ＨＰＡ）等专业术语，取而代之的则是项目服务㊁配置文件和服务数目贴近应用服务的概念，很大程度上降低了开发运维人员的学习成本㊂服务概念对应关系如图２所示㊂图３展示了服务部署的流程，通过定制封装原生ＫｕｂｅｒｎｅｔｅｓＡＰＩ，用户只需关注应用程序㊁参数以及配置文件即可实现高性能计算环境中微服务的一键部署及管理㊂主要定制化实现如下：ａ）身份认证和参数检查㊂目前高性能计算环境中的应用主要为系统服务和社区服务，对于不同的服务项目有相应的开发运维团队进行运行维护，该技术基于Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ的ｎａｍｅｓｐａｃｅ构建了身份认证功能，设置用户对于不同项目的管理使用权限，增加不同项目应用之间的隔离性；补充了参数检查环节，对用户输入的应用参数进行合法性检查，提高微服务部署成功率㊂ｂ）ｄｏｃｋｅｒｉｍａｇｅ定制优化㊂针对高性能计算环境中应用持续交付和配置更新的需求特点，本文搭建了具有漏洞安全扫描功能的本地镜像仓库，极大地提高了容器镜像的安全性以及镜像的传输速度；在构建应用容器镜像过程中，配置应用热更新设置，达到配置文件同步更新的目的；同时以动态可扩展形式构建镜像封装方案，在目前支持Ｔｏｍｃａｔ㊁ＭｙＳＱＬ和ＳｐｒｉｎｇＢｏｏｔ应用的基础上，用户可以灵活集成其他应用类型㊂ｃ）ｃｏｎｆｉｇＭａｐ定制优化㊂原生Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ提供了ｃｏｎｆｉｇＭａｐ资源对象管理配置数据，既可以用来保存单个属性，也可以用来保存配置文件，用户通过环境变量或者挂载卷的形式使用，简化了配置文件的更新操作；ｃｏｎｆｉｇＭａｐ同时存在一些固化的弊端，其以挂载卷的形式管理配置文件时，配置文件在容器内是以只读文件系统的形式存在，对于高性能计算环境中的应用服务，并没有加载配置文件的对应权限，导致应用部署失败㊂该技术针对于此弊端对ｃｏｎｆｉｇ⁃Ｍａｐ挂载机制进行优化，通过设置软链接避免文件权限的问题，完善配置文件的热更新㊂ｄ）通过官方提供的客户端库，封装定制原生Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ检索功能，丰富微服务检索信息；通过上传配置文件，自动更新ｃｏｎｆｉｇ⁃Ｍａｐ，同步更新微服务中配置文件；通过上传应用程序包，自动更新容器镜像，同步更新微服务应用；一键式删除微服务应用对应的ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ㊁ｓｅｒｖｉｃｅ以及配置文件管理工具ｃｏｎｆｉｇＭａｐ，避免复杂重复操作㊂２．２㊀服务运行监控技术服务运行监控技术主要提供以下功能：ａ）灵活的日志收集检索功能㊂微服务运维平台采用开源日志收集解决方案Ｅｌａｓｔｉｃｓｅａｒｃｈ㊁Ｆｌｕｅｎｔｄ和Ｋｉｂａｎａ（ＥＦＫ）对高性能计算环境中服务日志进行收集㊁检索和展示㊂Ｅｌａｓｔｉｃｓｅａｒｃｈ是一个实时的㊁分布式的可扩展搜索和分析引擎，在ＡｐａｃｈｅＬｕｃｅｎｅ基础上构建而成，因此在全文搜索方面表现十分出色，同时数据分布在不同的分片中，允许复制进行冗余备份；Ｆｌｕｅｎｔｄ是一款用于统一日志层的开源数据采集器，允许用户在将日志数据索引到Ｅｌａｓｔｉｃｓｅａｒｃｈ之前，对日志数据进行过滤和转换，添加服务元信息等标签，提高数据检索的便捷性；Ｋｉｂａｎａ是一款功能强大的数据可视化和管理工具，允许用户通过Ｗｅｂ界面检索浏览Ｅｌａｓｔｉｃｓｅａｒｃｈ日志数据，同时可以提供实时的直方图㊁折线图和饼状图㊂本文提供的基于ＥＦＫ的日志收集架构如图４所示㊂具体技术实现如下：在Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ集群中通过ＤａｅｍｏｎＳｅｔ资源对象部署Ｆｌｕｅｎｔｄ应用，收集每个服务器节点内部存储的容器日志，对日志数据添加项目名称㊁服务名称等标签，通过制定传输规则将日志存储在全文搜索引擎Ｅｌａｓｔｉｃｓｅａｒｃｈ中，并配有分布式持久化存储冗余备份，同时将可视化工具Ｋｉｂａｎａ集成于微服务运维平台可视化界面中用于日志检索㊂ｂ）完善的运行监控告警功能㊂该运维平台集成了开源监控系统Ｐｒｏｍｅｔｈｅｕｓ，其最初是在ＳｏｕｎｄＣｌｏｕｄ上构建的开源系统监控和告警工具包，于２０１６年加入ＣｌｏｕｄＮａｔｉｖｅＣｏｍｐｕｔｉｎｇＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ成为继Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ之后的第二个托管项目㊂Ｐｒｏｍｅｔｈｅｕｓ监控方案适用于监控收集时间序列数据，通过ｅｘｐｏｒｔｅｒ插件和Ｋｕｂｅ⁃ｓｔａｔｅ⁃ｍｅｔｒｉｃｓ工具采集资源对象的状态指标，在对多维数据收集和查询的方面具有独特的优势㊂基于Ｐｒｏｍｅｔｈｅｕｓ的监控告警架构如图５所示㊂具体技术实现如下：利用Ｐｒｏｍｅｔｈｅｕｓ监控Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ集群节点以及部署服务的ＣＰＵ㊁内存㊁网络等核心指标，针对高性能计算环境㊃１９１㊃㊀第３７卷增刊张鼎超，等：面向高性能计算环境的微服务运维平台设计与实现㊀㊀㊀中微服务特点，设计监控指标和规则采集用户自定义指标；在Ｐｒｏｍｅ⁃ｔｈｅｕｓｓｅｒｖｅｒ中制定报警规则，并借助ａｌｅｒｔＭａｎａｇｅｒ管理告警信息，灵活地选择诸如电子邮件㊁钉钉等工具进行消息提示；将可视化工具Ｇｒａｆａｎａ集成到微服务运维平台中用于提升用户的交互体验㊂２．３㊀服务弹性伸缩技术高性能计算环境中服务以系统服务和社区服务为主，形式主要为网站和ＡＰＩ服务等在线任务类型，其对ＣＰＵ㊁内存㊁网络Ｉ／Ｏ等常规资源消耗较大㊂服务弹性伸缩技术主要针对上述情况用于高性能计算环境中微服务的自动规模控制㊂微服务可以依据自身的ＣＰＵ㊁内存等核心指标或者ＱＰＳ等自定义指标进行规模的弹性伸缩，可以有效缓解流量突发带来的访问压力，应对业务高峰场景㊂该技术基于Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ的ＨＰＡ资源对象实现，ＨＰＡ通过周期性的查询机制监控其指定的服务核心资源指标和用户自定义指标负载，根据当前指标和期望指标采用式（１）计算微服务的缩放比例㊂ｄＲ＝ｃｅｉｌ［ｃＲˑ（（ｃＭＶ／ｄＭＶ））］（１）其中：ｄＲ㊁ｃＲ㊁ｃＭＶ㊁ｄＭＲ分别表示期望服务数㊁当前服务数㊁当前指标和期望指标；ｃｅｉｌ表示向上取整函数㊂ＨＰＡ的工作模式如图６所示㊂服务弹性伸缩技术的实现流程如下：ＨＰＡ通过部署的ｍｅｔｒｉｃｓｓｅｒｖｅｒ监控微服务的ＣＰＵ㊁内存等核心指标，同时针对高性能计算环境中微服务多为在线任务的特点构建Ｐｒｏｍｅｔｈｅｕｓ⁃ａｄａｐｔｅｒ并制定指标转换和计算规则，将Ｐｒｏｍｅｔｈｅｕｓ采集的用户自定义指标转换为其可以识别的指标，通过多指标监控可以实现灵活的微服务弹性伸缩效果㊂３㊀性能测试３．１㊀测试环境为了验证面向高性能计算环境的微服务运维平台在封装服务部署和管理流程，屏蔽容器和Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ相关领域专业概念带来的简便性和易用性效果，同时对构建的微服务运维平台进行弹性伸缩测试，本文搭建了一个单ｍａｓｔｅｒ节点的Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ集群，将微服务运维平台以ｄｏｃｋｅｒ容器的形式部署到Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ集群中，用户可以通过可视化的前端界面与微服务运维平台交互㊂集群配置如表１所示㊂表１㊀Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ集群服务器配置节点类型ＣＰＵ数内核数内存／ＧＢｍａｓｔｅｒ２４８ｎｏｄｅ１１２４ｎｏｄｅ２１２４ｎｏｄｅ３１２４㊀㊀本文采用开发人员实现的国家高性能计算环境中ｐｏｒｔａｌ接口服务对微服务运维平台中有关服务部署及管理㊁服务运行监控以及服务弹性伸缩技术相关功能进行性能测试，同时利用Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ原生命令行客户端ｋｕｂｅｌｅｔ进行对应功能实现以对比效果㊂访问微服务运维平台可视化界面，通过客户端上传ｐｏｒｔａｌ应用ｗａｒ包和配置文件，同时指定部署服务的项目名称㊁服务名称㊁部署数目等基本信息，一键生成可动态更新配置文件的微服务应用，测试得从上传文件到服务部署完成过程中消耗时间平均为６７ｓ，其中主要为上传文件包消耗的时间，大大降低了高性能计算环境中服务部署的时间成本㊂服务部署及管理技术可视化效果如图７所示㊂访问微服务运维平台可视化界面，通过服务运行监控技术可以利用服务名称㊁项目名称㊁时间等关键字检索高性能计算环境中微服务的日志信息，同时查看部署微服务的ＣＰＵ㊁内存㊁网络等监控信息㊂本文使用Ａｐａｃｈｅ组织开发的压力测试工具ＡｐａｃｈｅＢｅｎｃｈｍａｒｋ对部署的ｐｏｒｔａｌ接口服务进行压力测试，验证微服务运维平台中服务弹性伸缩技术功能性能㊂测试过程采用并发数为１００，压力测试总次数为１０００００次的访问请求，接口服务伸缩指标设置为ＣＰＵ，限额为资源请求的８０％，通过微服务运维平台的服务运行监控技术采集服务的负载信息和伸缩信息，测试结果如图８所示㊂从图中可以看出，微服务可以根据弹性伸缩算法应对压力测试，合理调整微服务规模㊂４㊀结束语本文针对高性能计算环境中应用服务的架构转型，为了满足提高开发运维效率㊁增强持续交付能力㊁增加应用服务稳定性以及降低学习成本的需求，基于Ｋｕｂｅｒｎｅｔｅｓ构建了面向高性能计算环境的微服务运维平台，根据系统服务和社区服务类型特点定制了服务部署及管理技术㊁服务运行监控技术和服务弹性伸缩技术㊂经测试，该微服务运维平台功能与高性能计算环境应用服务需求相契合，降低了操作复杂度，同时保证了应用服务的持续稳定性㊂但弹性伸缩技术是在保证集群节点资源充足的情况下实现服务的横向扩展，在后续过程中将针对集群资源的纵向扩展加以设计实现，以更加契合高性能计算环境的服务需求㊂参考文献：［１］ＮｅｗｍａｎＳ．微服务设计［Ｍ］．崔力强，张骏，译．北京：人民邮电出版社，２０１６：３⁃７．［２］ＢｕｒｎｓＢ，ＧｒａｎｔＢ，ＯｐｐｅｎｈｅｉｍｅｒＤ，ｅｔａｌ．Ｂｏｒｇ，Ｏｍｅｇａ，ａｎｄＫｕｂｅｒ⁃ｎｅｔｅｓ［Ｊ］．Ｑｕｅｕｅ，２０１６，１４（１）：７０⁃９３．［３］ＢｅｒｎｓｔｅｉｎＤ．Ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓａｎｄｃｌｏｕｄ：ｆｒｏｍＬＸＣｔｏＤｏｃｋｅｒｔｏＫｕｂｅｒｎｅｔｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＣｌｏｕｄＣｏｍｐｕｔｉｎｇ，２０１４，１（３）：８１⁃８４．［４］ＪａｍｓｈｉｄｉＰ，ＰａｈｌＣ，ＭｅｎｄｏｎｃａＮＣ，ｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏｓｅｒｖｉｃｅｓ：ｔｈｅｊｏｕｒｎｅｙｓｏｆａｒａｎｄｃｈａｌｌｅｎｇｅｓａｈｅａｄ［Ｊ］．ＩＥＥＥＳｏｆｔｗａｒｅ，２０１８，３５（３）：２４⁃３５．［５］ＢａｌａｌａｉｅＡ，ＨｅｙｄａｒｎｏｏｒｉＡ，ＪａｍｓｈｉｄｉＰ．Ｍｉｃｒｏｓｅｒｖｉｃｅｓａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｅｎ⁃ａｂｌｅｓＤｅｖＯｐｓ：ｍｉｇｒａｔｉｏｎｔｏａｃｌｏｕｄ⁃ｎａｔｉｖｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ［Ｊ］．ＩＥＥＥＳｏｆｔ⁃ｗａｒｅ，２０１６，３３（３）：４２⁃５２．［６］Ｍａｒｉｅ⁃ＭａｇｄｅｌａｉｎｅＮ，ＡｈｍｅｄＴ，Ａｓｔｒｕｃ⁃ＡｍａｔｏＧ．Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｏｆａｎｏｂｓｅｒｖａｂｉｌｉｔｙｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒｃｌｏｕｄｎａｔｉｖｅｍｉｃｒｏｓｅｒｖｉｃｅｓ［Ｃ］／／ＰｒｏｃｏｆＩＦＩＰ／ＩＥＥＥＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＮｅｔｗｏｒｋａｎｄＳｅｒｖｉｃｅＭａｎａｇｅ⁃ｍｅｎｔ．Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪ：ＩＥＥＥＰｒｅｓｓ，２０１９：７２２⁃７２４．［７］ＭａｙｅｒＢ，ＷｅｉｎｒｅｉｃｈＲ．Ａｄａｓｈｂｏａｒｄｆｏｒｍｉｃｒｏｓｅｒｖｉｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔ［Ｃ］／／ＰｒｏｃｏｆＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＳｏｆｔｗａｒｅＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＷｏｒｋｓｈｏｐｓ．Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪ：ＩＥＥＥＰｒｅｓｓ，２０１７：６６⁃６９．［８］ＡｌｉｂａｂａＣｌｏｕｄ．ＥＤＡＳ［ＥＢ／ＯＬ］．［２０１９⁃１１⁃１２］．ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ａｌｉｙｕｎ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｅｄａｓ？ｓｐｍ＝５１７６．２２４２００．１００．１９１．７ｄ７３６ｅｄ６ｓＲｓＱＵｍ．［９］ＨｕａｗｅｉＣｌｏｕｄ．ＣＳＥ［ＥＢ／ＯＬ］．［２０１９⁃１１⁃１２］．ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｈｕａｗｅｉ⁃ｃｌｏｕｄ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｃｓｅ．ｈｔｍｌ．［１０］ＪｉｎｇｄｏｎｇＣｌｏｕｄ．ＪＤＳＦ［ＥＢ／ＯＬ］．［２０１９⁃１１⁃１２］．ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｊｄ⁃ｃｌｏｕｄ．ｃｏｍ／ｃｎ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｊｄ⁃ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ⁃ｓｅｒｖｉｃｅ⁃ｆｒａｍｅｗｏｒｋ．㊃２９１㊃计算机应用研究２０２０年㊀。
智能运维系统的设计与实现
智能运维系统的设计与实现智能运维系统（Intelligent operation and maintenance system）是一种通过人工智能技术和大数据分析技术来完成设备运行状态的监控、故障诊断、预测和自动化维护的系统。
由于其具有高效、精准、快捷、安全等优点，越来越受到企业和组织的青睐。
本文将分别从系统设计和实现两个方面探讨智能运维系统的设计和构建。
系统设计智能运维系统主要由数据采集、数据处理、数据分析和决策支持四个部分组成。
数据采集数据采集作为智能运维系统中最基础的部分，负责收集设备的各类运行数据，如温度、湿度、压力、流量等，并实时监测设备的运行状态和异常信息。
因此，数据采集应具有高效、精准、快捷、安全等优势。
在选择数据采集设备时，应考虑其数据传输带宽、运行稳定性、数据精度等因素。
数据处理数据处理是将采集到的海量数据进行筛选，清除错误信息，归纳整理等必要的操作。
数据处理方案应尽可能避免数据交叉和数据漏洞等问题，同时提高数据的准确性。
常见的数据处理技术包括ETL（Extract, Transform, Load）和Hadoop大数据处理平台等。
数据分析数据分析是智能运维系统中最核心的部分，它通过数据挖掘、机器学习等技术，实现对设备运行状态的预测、监测、诊断、优化等功能。
数据分析要求针对每个设备的不同特征和属性建立合理的模型，以确保分析结果的准确性和实用性。
决策支持决策支持是智能运维系统的最终目的，它通过基于监测数据分析的结果，提供设备运维的决策支持系统，使运维工程师能够更快速的定位设备故障，及时制定相应的维护方案和决策。
实现智能运维系统的实现通常需要从以下几个方面进行：设备的网络接入设备的网络接入包括有线和无线两种方式。
有线接入方式常见的有串口、以太网接口等，而无线接入方式常见的有WiFi、蓝牙、ZigBee等。
数据采集设备的数据采集可以通过传感器、物联网网关、芯片等方式实现。
传感器主要负责采集设备的实时运行数据，而物联网网关则负责将采集到的数据进行处理和转发。
智能运维系统设计与实现
智能运维系统设计与实现从传统的设备管理、系统安全到自动化管理与云计算时代的到来，企业网络已经不再是纯粹的设备集合和通讯装置，更多的是应用、数据以及业务。
而在如此复杂的现实应用环境下，网络优化变得愈发复杂，而单纯靠人力管理已经难以满足需求。
如何实现自动化智能技术的运维优化，成为当前企业必须面临的实际问题。
因此，本文将从智能运维系统设计与实现两方面进行探讨。
一、智能运维系统设计除日常监测、管理、运维外，如何让智能运维系统更加有效地提高自身的可用性和可靠性，使其能够在运行过程中尽可能自我保护和恢复，是设计智能运维系统时需要考虑的重点问题。
1.设计策略针对智能运维系统，设计时应重点采用高可用性、容灾性等策略，为它的可靠性提供更大的保障。
同时，还可使用公共云、混合云等解决方案，结合硬件和软件的优化，提高系统的性能和可扩展性。
在硬件方面，可选用大型互联网数据中心所采用的高性能、低能耗服务器和存储设备等硬件平台；在软件方面，可选择使用具有高并发、高安全性、高可扩展性、严格遵循标准的运维管理软件。
这些策略将对智能运维系统的设计起到早期优化的效果。
2.备份及监控在设计智能运维系统时，必须要对数据的备份及监控进行考虑，采取适当的容错策略来处理数据在传输、存储过程中可能会申生的故障。
此外，针对常见的备份失效问题，也要运用到多副本技术进行备份；同时，还需使用详细的监控和管理手段，确保关键业务数据和系统运行的可用性和高效性。
如此，才能使企业网络实现预防和重建的即时模式，让网络运维管理更加简单、高效。
3.自动化运维在当前多样化、智能化、协作化的应用环境中，自动化运维是趋势，也是企业运维部门必须重点关注和实现的目标。
其主要的实现方式是利用先进的技术搭建自动化管理平台，将各种管理模块集合到一起，形成一套全自动管理体系，能够减轻人力投入，提升系统效率。
二、智能运维系统实现运维人员如何利用已经设计好的智能运维系统确保网络设备的稳定性，优化网络运行效率，实现自动化管理，这是智能运维系统实现中需要解决的问题。
《内蒙古大学计算机学院研究生管理系统的设计与实现》范文
《内蒙古大学计算机学院研究生管理系统的设计与实现》篇一一、引言随着计算机科学与技术的迅猛发展，高校研究生管理已经从传统的纸质档案逐渐过渡到电子化管理。
作为中国内陆地区的佼佼者，内蒙古大学在计算机科学与技术领域一直处于领先地位。
为了更好地服务研究生，提高管理效率，内蒙古大学计算机学院决定开发一套研究生管理系统。
本文将详细介绍该系统的设计与实现过程。
二、系统需求分析（一）用户需求1. 学生端：需提供信息录入、课程管理、选课退课、成绩查询、考试报名等功能。
2. 教师端：需提供学生信息查看、成绩录入、选课排课、教材管理等功能。
3. 管理员端：需提供用户权限管理、系统设置、数据统计与分析等功能。
（二）功能需求1. 基础功能：包括用户登录、信息录入、查询等。
2. 高级功能：包括选课排课、成绩管理、数据分析等。
3. 系统安全：保障数据安全，防止非法访问。
三、系统设计（一）系统架构设计本系统采用B/S架构，使用Java语言开发，采用MVC设计模式，实现前后端分离。
数据库采用MySQL，保证数据的安全性和稳定性。
（二）数据库设计根据用户需求和功能需求，设计数据库表结构，包括用户表、课程表、成绩表、选课表等。
同时，为了保证数据的安全性，对敏感数据进行加密处理。
（三）系统界面设计系统界面采用简洁明了的风格，方便用户操作。
根据不同用户角色，设计不同的操作界面和功能模块。
四、系统实现（一）基础功能实现1. 用户登录：通过用户名和密码进行登录，验证用户身份。
2. 信息录入：通过表单方式录入学生、教师等基本信息。
3. 查询功能：根据关键词进行信息查询，如学生查询课程、成绩等。
（二）高级功能实现1. 选课排课：根据学生选课情况，自动排课并通知学生上课时间、地点。
2. 成绩管理：教师可录入、查看、修改学生成绩，学生可查询成绩。
3. 数据分析：根据系统数据，进行数据统计与分析，为学院决策提供支持。
（三）系统安全实现1. 数据加密：对敏感数据进行加密处理，保证数据传输和存储的安全性。
研究生管理系统的设计与实现
研究生管理系统的设计与实现作者：杨静静王迪安永乾顾正涛来源：《科教导刊》2018年第12期摘要随着研究生培养模式由学校管理向学院管理的转变，以及研究生培养管理方式的改变，研发适应面向研究生学院管理的信息系统成为必要。
该系统面向研究生院级管理工作的需要和特点探讨了研究生管理系统的设计原则，提出了研究生与导师双选及培养方案等网络管理系统的具体解决方案，同时对系统环节、关键技术作了说明，并简要概述该系统所具有的特性。
采用B/S结构开发了面向院级的研究生信息管理系统，应用PHP语言在mySQL数据库上实现了研究生管理系统，能够为院级研究生培养的全过程提供服务，有效保障了当前研究生管理模式转变。
关键词研究生管理系统设计原则 PHP mySQL中图分类号：G643 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2018.04.007Design and Implementation of Postgraduate Management SystemYANG Jingjing， WANG Di， AN Yongqian， GU Zhengtao（Software School， University of Science and Technology Liaoning， Anshan， Liaoning 114051）Abstract With the transformation of the graduate training model from the school management to the college management， as well as the change in management methods for graduate student training， it becomes necessary to adapt the R&D information system for graduate school management. The system explores the design principles of postgraduate management system for the needs and characteristics of postgraduate management work， and proposes specific solutions for network management systems such as graduate students and tutors' double-selection and training programs. At the same time， the system links and key technologies are explained. And briefly outline the features that the system has. The B/S structure was used to develop a postgraduate-level graduate information management system. The PHP language was used to implement the postgraduate management system on the mySQL database. The postgraduate management system was able to provide services for the whole process of training graduate students and effectively ensured the transformation of the current postgraduate management model.Keywords postgraduate management system； design principle； PHP； mySQL近年来随着研究生招生规模的不断扩大、校园网络信息化速度的加快。
智能运维系统的设计与实现研究
智能运维系统的设计与实现研究随着科技的不断发展，各种信息技术也在不断地升级和更新。
从以前的人工操作到现在的自动化运维，智能化已经成为了时代的趋势。
所以在企业信息化建设中，智能运维系统已经成为必不可少的一部分。
本文将探讨智能运维系统的设计与实现。
一、智能运维系统的概念智能运维系统是指通过先进的技术手段来搜集、分析和处理网络设备的信息，从而提高网络的可用性和可靠性，减少人工干预，降低运维成本的系统。
智能运维系统具有自我学习、自我调节、自我管理等优点，能够实现对网络设备的自动化管理。
二、智能运维系统的架构智能运维系统的架构分为三层，分别是数据层、服务层和应用层。
数据层：主要用于存储网络设备的各种信息和数据，包括设备参数、设备状态、设备告警等。
服务层：主要包括采集器、分析器和决策器。
采集器：用于采集网络设备的信息和数据，并将其发送到分析器进行分析。
分析器：用于分析采集器收集的数据，并提供相应的分析报告和诊断结果。
决策器：根据分析器提供的数据和报告，进行相应的决策处理，包括告警、修复、维护等。
应用层：主要用于实现系统的各种功能和服务，包括运维监控、性能分析、故障诊断、数据可视化等。
三、智能运维系统的应用场景智能运维系统可以应用于各种信息化建设中，包括IT设备管理、网络设备管理、数据中心管理、应用系统管理等。
其主要应用场景包括：1. IT设备管理：包括电脑、服务器、路由器、交换机、防火墙等IT设备的管理与维护。
2. 网络设备管理：包括网络拓扑的管理与优化、网络设备的配置与管理、网络性能分析等。
3. 数据中心管理：包括数据中心的物理布局、设备管理、服务器管理、应用服务管理等。
4. 应用系统管理：包括各种应用系统的部署、配置、优化和管理等。
四、智能运维系统的实现技术智能运维系统的实现需要用到一系列技术和工具，包括网络管理协议、数据采集技术、分析算法、人工智能技术、数据可视化技术等。
1. 网络管理协议：主要包括SNMP、NetFlow、Syslog等协议，用于采集网络设备的信息。
网络运维与安全管理系统的设计与实现
网络运维与安全管理系统的设计与实现在当今数字化时代，网络已成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分。
随着云计算、大数据和物联网等技术的不断普及，网络的规模和复杂度也越来越庞大，网络系统的稳定性和安全性也面临着前所未有的挑战。
因此，网络运维和安全管理系统成为了企业和组织必备的技术之一。
网络运维和安全管理系统的概念网络运维是指针对企业或机构的计算机网络，进行日常运营和维护的过程。
网络运维包括网络设备、服务器、存储设备、网络协议、安全防护等方面。
网络运维管理可以提高网络系统的效率、稳定性和安全性，降低运维成本，保证网络服务的稳定运行。
安全管理系统是指为保障网络安全而设计的系统，可以帮助企业或组织识别、评估和管理网络安全风险，预防和控制网络安全事故的发生，保障网络和信息安全。
网络运维和安全管理系统的设计与实现网络运维和安全管理系统的设计与实现需要考虑以下几个方面的问题：1.需求分析：了解企业或组织的实际需求和运维管理模式，确定网络运维和安全管理系统的功能和模块，以及系统应该具备的性能、可靠性和安全性等要求。
2.系统架构设计：根据需求分析结果，设计网络运维和安全管理系统的架构，包括前端可视化界面、后端数据库、中间件和调度器等组件的选择和配置。
3.系统开发和测试：根据系统设计方案，进行系统编程和测试，在开发和测试过程中需要保证代码质量和系统的稳定性和安全性。
4.系统部署和运营：将开发和测试完成的系统部署到企业或组织的网络环境中，进行系统配置和运营，进行日常的运维和安全管理工作。
5.系统更新和维护：随着业务的发展和技术的更新换代，网络运维和安全管理系统需要不断进行更新和维护，以保证系统的高效、稳定和安全。
网络运维和安全管理系统的功能模块网络运维和安全管理系统的功能模块包括以下几个方面：1.设备管理：管理网络设备、服务器、存储设备等IT设备，进行设备运行状态、性能和故障的监控和管理，保证设备的正常运行。
2.网络管理：监控和管理网络拓扑结构、网络协议、网络流量、带宽利用率、QoS等方面，以保证网络的质量和稳定性。
浅谈信息化自动运维应用平台的设计与实现
2017年第8期 信息通信2017(总第 176 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS(Sum. N o 176)浅谈信息化自动运维应用平台的设计与实现漆振飞,何昱锋(云南电网有限责任公司信息中心，云南昆明650011)摘要：随着互联网的兴起，网络信息技术水平不断提高，逐渐被社会中的各行各业所应用，尤其是中小型企业。
因此，有关信息化自动运维应用平台的设计方面工作也逐渐被重视起来。
在我国的互联网研究开发过程中，对信息化平台的设 计工作的研究也放在了重要位置。
文章将对平台开发相关技术以及平台模块功能进行简要的分析，并且对于平台的基 本设计加以阐述。
关键词:信息化；自动运维;应用平台；设计与实现中图分类号:TP 311.52 文献标识码:A文章编号：1673-1131(2017)08-0098-02〇引言随着互联网的不断发展，对服务器架设运维方面的重视 程度也不断提高。
在以往传统的服务器运维模式已经逐渐不 能满足当今时代企业发展的需要，并且目前的企业运维呈现 出技术人员较少，资金投入力度小等问题。
为了企业能够尽 快改变当前的运维现状，使企业得到健康良好的发展,最行之 有效的方式就是实现服务器构建的自动化。
1平台开发相关技术能够被发送到前者服务器端当中[1]。
1.2 X M L 技术X M L 技术能够促进数据间的交互与操作，它在实际操作的过程中比H T M L 要简单得多，并且具有较大的可扩展性和结构性，是一种较规范的结构化信息的文本格式。
近年来, X M L 技术的优势与特长被逐渐的发掘出来，受到了社会生各 行各业的关注，并且得到广泛的应用。
2平台模块功能分析1.1 Java R M I 技术Java R M I 应用程序是以客户机与服务器模式为通信模型的，其中包括客户端和服务器两个单独的应用程序。
具体的 通信步骤是在服务器中，采用服务器程序创立多个可以被引用的对象，监听客户端的命令，随时准备被客户端的应用程序 发出的命令而被调用。
信息系统运维设计方案.doc
信息系统运维设计方案1 目录1运维服务内容(2)1.1服务目标(2)1.2信息资产统计服务(3)1.3网络、安全系统运维服务(3)1.4主机、存储系统运维服务(7)1.5数据库系统运维服务(10)1.6中间件运维服务(12)2运维服务流程(13)3服务管理制度规范(15)3.1服务时间(15)3.2行为规范(16)3.3现场服务支持规范(16)3.4问题记录规范(17)4应急服务响应措施(19)4.1应急基本流程(19)4.2预防措施(19)4.3突发事件应急策略(20)1服务内容1.1服务目标运行维护服务包括，信息系统相关的主机设备、操作系统、数据库和存储设备及其他信息系统的运行维护与安全防范服务，保证用户现有的信息系统的正常运行，降低整体管理成本，提高网络信息系统的整体服务水平。
同时根据日常维护的数据和记录，提供用户信息系统的整体建设规划和建议，更好的为用户的信息化发展提供有力的保障。
用户信息系统的组成主要可分为两类：硬件设备和软件系统。
硬件设备包括网络设备、安全设备、主机设备、存储设备等；软件设备可分为操作系统软件、典型应用软件（如：数据库软件、中间件软件等）、业务应用软件等。
通过运行维护服务的有效管理来提升用户信息系统的服务效率，协调各业务应用系统的内部运作，改善网络信息系统部门与业务部门的沟通，提高服务质量。
结合用户现有的环境、组织结构、IT资源和管理流程的特点，从流程、人员和技术三方面来规划用户的网络信息系统的结构。
将用户的运行目标、业务需求与IT 服务的相协调一致。
信息系统服务的目标是，对用户现有的信息系统基础资源进行监控和管理，及时掌握网络信息系统资源现状和配置信息，反映信息系统资源的可用性情况和健康状况，创建一个可知可控的IT环境，从而保证用户信息系统的各类业务应用系统的可靠、高效、持续、安全运行。
服务项目范围覆盖的信息系统资源以下方面的关键状态及参数指标：运行状态、故障情况配置信息可用性情况及健康状况性能指标统计运维数椐、提供信息系统管理和工作报告、归纳总结并提供用户想了解的数椐报告1.2信息资产统计服务此项服务为基本服务，包含在运行维护服务中，帮助我们对用户现有的信息资产情况进行了解，更好的提供系统的运行维护服务。
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第5期2017年9月华东师范大学学报(自然科学版）J o u r n a l o f E a s t C h i n a N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c ie n c e)N o. 5S e p t. 2017文章编号：1000-5641(2017)05-0225-11研究生信息平台中运维系统的设计与实现史兵、夏帆S宋树彬2,肖李敏2,董启文、周傲英、徐林昊3(1.华东师范大学数据科学与工程学院，上海200062; 2.华东师范大学研究生院，上海200062;3.印孚瑟斯技术中国有限公司，上海200135)摘要：现代软件系统大多采用基于日志收集与分析的运维模式，帮助系统管理人员确保业务系统的安全性与稳定性.本文首先讨论了现有基于日志分析的运维方案.接下来，基于开源的E L K框架，设计了华东师范大学研究生院信息平台中的运维子系统.通过实时交互可视化的数据分析方式，有效地解决了研究生院业务人员在系统使用中遇到的性能与负载监控，用户行为分析以及服务异常调试等方面的问题.最后针对不同类型的业务运维场景，给出了基于交互式仪表盘的运维服务实现.关键词：运维；日志；数据分析中图分类号：T P315文献标志码：A D O I:10.3969/j.is s n.1000-5641.2017.05.020Design and implementation of operation subsystem in graduatestudent management systemS H I B i n g1,X I A F a n1,S O N G S h u-b i n2,X I A O L i-m i n2,D O N G Q i-w e n1,Z H O U A o-y i n g1,X U L i n-h a o3(1. School of Data Science and Engineering,East China Normal University,Shanghai200062, China;2. Graduate School,East China Normal University,Shanghai200062, China;3. Infosys Technologies China Ltd.,Shanghai200135,China)A b s t r a c t:L o g c o lle c t io n a n d a n a ly s is b a s e d o p e r a t io n s c h e m e is v e r y i m p o r t a n t i n t h ed e s ig n o f m o d e r n s o f t w a r e s y s te m s, w h i c h h e lp s s y s te m a d m in is t r a t o r s t o e n h a n c e d a t as e c u r it y a n d s e r v ic e s t a b i li t y.F i r s t l y,t h i s p a p e r d is c u s s e s t h e e x is t in g o p e r a t io n a p p r o a c h e sb a s e d o n lo gc o lle c t io n a nd a n a ly s is. Se c o n d ly, w i t h t h e o p e n s o u rc e E L Kf r a m e w o r k,t h i sp a p e r g iv e s a d e t a ile d d e s ig n o f t h e o p e r a t io n s u b s y s t e m i n g r a d u a t e s t u d e n t i n f o r m a t io np l a t f o r m.T h e p r o p o s e d d e s ig n c a n e f f e c t iv e ly f u l f i l l t h e p r a c t i c a l r e q u ir e m e n t s o f t h eg r a d u a t e s c h o o l, lik e p e r f o r m a n c e a n d w o r k lo a d m o n i t o r in g,u s e r b e h a v io r t r a c k i n g a n de r r o r t r a c i n g,b y u s in g t h e r e a l-t i m e i n t e r a c t i v e d a t a a n a ly s is o n s y s t e m a n d a p p l ic a t io nlo g s. F i n a l l y,t h i s p a p e r d e m o n s t r a t e s t h e i n t e r a c t i v e d a s h b o a r d i m p le m e n t a t i o n o f o u ro p e r a t io n s u b s y s t e m u n d e r d if f e r e n t b u s in e s s s c e n a rio s.收稿日期：2017-05-01基金项目：国家重点研发计划(2016Y F B1000905);国家自然科学基金广东省联合重点项目(U1401256);国家自然科学基金(61672234, 61402177);华东师范大学信息化软课题 第一作者：史兵，男，硕士研究生，研究方向为数据科学技术应用.通信作者：夏帆，男，博士后，研究方向为社交媒体分析.E-m a il：fx ia@s e i.e c n u.e d u.c n.226华东师范大学学报(自然科学版)2017 年K e y w o r d s:o p e r a t io n a n d m a n a g e m e n t;lo g a n a ly s is;d a ta a n a ly s is〇引言华东师范大学(简称华东师大)现有的研究生院信息系统从2005年开始分三期历时6年 研发完成，具体包括招生、学籍、培养和学位四个子系统.从系统开发初期到2017年，研究 生在校人数增长明显，同时专业学位的种类也更加丰富，使得系统的业务量不断扩大.并且，当全部系统最终交付的时候，很多研究生管理制度已经发生了较大的变化，使得目前的研究 生院信息系统已经无法有效地对研究生信息进行管理，不能满足不断出现的新需求.另一方面，由于系统开发时间较早，使用的技术框架比较落后，存在系统响应速度慢，浏 览器兼容性差等问题.为了解决目前研究生院信息系统的不足之处，华东师大启动了新一代 信息平台的开发.新的系统采用自主研发模式，与印孚瑟斯技术中国有限公司合作开发，旨在基于新的技术理念，满足新的业务需求，同时系统设计需要具有一定的灵活性以满足可能 出现的业务流变更.在新信息平台的第一期项目研发过程中，研发团队以学籍业务为切入点，目标为利用成熟的主流开源软件框架打造信息平台的基础设施，为后续业务子系统的开发 做充分的技术准备.与传统的管理信息系统不同，基于现代互联网公司采用的开发运维理念，项目研发团队 在下一代信息平台中引入了一个轻量级的运维子系统.主要原因如下：第一，伴随着大规模 分布式计算技术的迅猛成长(如大型数据中心和软件即服务)，基于日志采集和分析的运维框 架与技术逐步发展成熟被广泛地应用于如个性化推荐，计算广告以及反欺诈行为检测等 业务领域.第二，随着在校研究生人数的大幅增长以及管理业务向基于移动端的技术方向发 展，很多高校都在积极尝试如何将大数据技术中诸如服务动态水平扩展与用户行为分析[2]等 技术应用于下一代管理信息系统中，旨在为学生与教职工提供更好的个性化服务[3].第三，高校的信息办虽然使用了商业运维工具，但主要用于管理高校信息化所使用的集群资源，并 不针对某个特定的业务系统提供定制化的运维服务如监控研究生院信息系统的负载状况.第四，通过收集与分析不同维度和业务场景的日志信息，不仅可以实现性能与负载实时 监控，追踪用户访问服务的行为模式，发现服务异常并帮助研发团队快速准确地定位问题根 源，而且还可以基于不同业务场景下的日志分析结果来不断地优化业务系统的设计与实现，从而确保新信息平台能够有效地支持面向移动端的业务需求和系统持续运行的稳定性.本文主要贡献如下：第一，不同于传统的管理信息系统，在华东师大下一代研究生院信息系统的设计中引入 了基于日志采集与分析的运维理念和技术，不仅确保运维系统与业务系统之间的相互独立开发与部署，而且还能通过分析日志信息达到不断地优化系统设计与实现的长远目标.第二，基于开源的E L K框架，针对不同维度与业务场景的运维需求设计并实现了一种轻量级的运维子系统，通过定义日志抽取规则和交互可视化的仪表盘实现了信息平台所需的运维服务.第三，实践证明，通过运维子系统提供的各种数据分析指标，研究生院的系统管理人员 可以根据实际负载状况动态调整系统所需的各种资源，以及通过追踪用户访问行为并结合 业务需求，达到不断改进完善业务系统的目标.1相关工作第5期史兵，等：研究生信息平台中运维系统的设计与实现227日志收集与分析是运维系统中的重要组件之一，其中与日志处理的相关技术大体可以 分为三类：①操作系统的命令工具;②开源软件或框架;③商业产品.表1列举了不同类型日 志分析技术的特性对比.对于第一种日志分析方法，管理员需要通过终端登录远程服务器，随后执行查找统计命令或通过预先编写的脚本文件来对日志文件进行分析以完成特定运维 任务.例如，L i n u x管理员可能需要执行如下命令来查看“某个I P在指定的时间里访问了哪 些 U R L”：c a t ${a c c e s s J o g} |g r e p ${d a t e} |g re p ${i p} |a w k^p r i n t $7}J|s o r t |u n iq-c |s o r t-n r.表1日志分析技术对比T a b. 1 C o m p a r is o n o f lo g a n a l y t ic t e c h n o lo g y对比项分析技术命令行E L K框架F l u m e+K a f k a+H D F S S p lu n k搭建复杂度容易适中难适中使用复杂度难容易适中容易功能性较强较强较强强可视化数据仪表盘无较强无强硬件配置低低中等高是否付费免费免费免费付费使用操作系统命令来完成日志分析，基本上可以满足大部分运维需求.但是，这种方式对运 维人员的技术要求高，同时操作较为繁琐，并且经常需要运维人员以登录远程服务器的方式进行 操作，对系统的安全性会带来隐患，分析结果的展示也不直观.对于开源系统而言，一类工作关注于如何提供简单且容易集成的组件(如日志收集组件F l u m e和消息总线组件K a f k a),另一类工作则专注于如何构建完整的框架(如E L K框架).开源 日志处理组件大多由一些著名的互联网公司或创业公司开发，用于构建公司内部的运维系统.随 着开源软件的日益兴起，这些组件逐渐被贡献给开源社区，且大多围绕着H a d o o p生态系统.此 外，这些开源组件一般只针对日志收集与分析中的局部问题，如F l u m e仅解决了日志采集问题，并不关心如何分析日志与展示分析结果.开源日志框架(如E L K框架和S o lr+H u e)提供了完整的日志收集与分析的技术栈，文档齐 全且易于安装部署.很多互联网公司往往会选择此类开源框架，用于构建公司内部的运维系统. 例如，E L K主要由E la s t ic s e a r c h,L o g s t a s h和K i b a n a三个开源工具组成，其中L o g s t a s h用于 采集多种日志源并统一传入E l a s t ic s e a r c h进行索引存储，K i b a n a则根据实际需求提供定制化的 仪表盘来从E l a s t ic s e a r c h获取相关的日志分析统计数据.商业日志收集与分析产品(如S p lu n k)具备海量日志数据采集与分析能力，会包含几十甚至 上百种日志分析程序，提供类S Q L的日志查询语言以及丰富的报表展示工具.然而，这类商业 产品价格昂贵，仅会被一些业务复杂的互联网公司所采用(如I B M C l o u d a n t采用了 S p l u n k企业 云服务，以应对全球24x7的运维服务).2运维需求分析本节首先介绍研究生院信息平台的整体架构，然后讨论信息平台中的运维需求.2.1平台架构研究生院信息平台包括三个子系统：持续集成与发布子系统，业务子系统，以及运维子系 统.不同于传统的管理信息系统，研究生院信息平台之所以增加了持续集成与发布子系统和运维 子系统，是为了应对不断发生变化的业务需求.基于这个原因，研发团队采用了敏捷开发模式，228华东师范大学学报（自然科学版)2017 年进而采用了与敏捷开发相关的持续集成与发布子系统和运维子系统，从而确保项目开发可以按 照业务需求的变化进行相应的调整，并将这些设计与实现的调整通过持续集成与发布子系统体 现出来，实现新版本的快速部署上线.图1展示了研究生院信息平台中三个子系统之间的相互关 系.镜像文件业务子系统业务子系统容器引擎操作系统服务器数据库运维子系统日志收集M行为监控错误调试■性能监控图i研究生信息平台子系统关系F ig. 1 A r c h i t e c t u r e o f g r a d u a t e s t u d e n t m a n a g e m e n t s y s te m研究生院信息平台中的业务子系统采用了基于浏览器/服务器(B/S)的三层架构，即W e b 前端展示-后端业务逻辑-数据库.在系统研发中，W e b前端采用了谷歌A n g u l a r J S框架和 B o o t s t r a p风格样式，后端应用采用了 S p r in g B o o t框架来实现具体业务逻辑，而业务数据则存 储在关系模型中.在实际部署中，采用N g i n x服务器作为整个业务子系统的访问入口，处理访问请求的负载 均衡，并结合基于D o c k e r的应用部署模式，有效地实现了系统处理能力的水平扩展.具体而言，N g i n x首先会接受每个用户访问请求，并将该请求路由给当前工作负载最低的W e b前端服务器; W e b前端服务器分析并验证用户请求是否有效，然后调用业务逻辑的R E S T f u l接口；基于安全 性考虑，业务逻辑服务器会分析并再次验证从W e b前端发过来的请求，调用相应的业务逻辑并 将结果以J S O N格式返回给W e b前端；N g i n x最后把W e b前端的展示结果返回给用户.图2展 示了业务子系统的功能架构，其中各部分产生的日志由E L K框架中的b e a t s插件收集并转发到 运维子系统中进行处理，具体参见设计与实现部分.2.2运维需求在研究生院信息平台的使用过程中，需要从以下三方面提升整个系统的可靠性.(1)性能与负载监控由于在部署中采用了基于D o c k e r的虚拟化技术研究生院信息平台的运维管理人员不仅需要及时地了解物理服务器的各项性能指标(C P U,磁盘I/O和网络 I/O)，还需要监控D o c k e r、数据库以及应用逻辑的性能指标.对于物理服务器，D o c k e r容器和 数据库系统而言，只需要实时地采集这些系统提供的日志就可以获得监控所需的性能指标.然 而，对于应用逻辑而言，则存在两种获取性能指标的方式：①通过S p r in g B o o t提供的性能监控 A P I,在一些关键的业务逻辑中增加相应的性能测量代码;②通过采集负载均衡器的系统日志来 计算每个R E S T f u l接口的性能指标.第一种方法的优点在于性能测量准确，但却会降低应用逻 辑的处理效率(例如，C o u c h D B中的I O Q会因为增加性能测量代码而使得处理消息的吞吐率降 低约70%),以及增加开发工作量.与之相反，第二种方法虽然提供了简便的性能测量方法，但却 无法保证性能测量指标的精确性.研究生院信息平台采用了第二种方案，主要是因为信息平台第5期史兵，等：研究生信息平台中运维系统的设计与实现229的用户规模有限，无需非常精确的性能指标.图2业务子系统功能架构F ig. 2 A r c h i t e c t u r e o f b u s in e s s s u b s y s t e m通过实时地采集上述系统性能指标，运维管理人员不仅可以准确地把握当前系统的实际负载来解决实际出现的系统性能问题，而且还可以通过记录与分析历史运维问题来增加相应的解决预案(如通过增加D o c k e r应用)，达到未雨绸缪的运维目标.(2) 用户行为分析用户画像与行为分析是很多互联网应用的核心功能之一，旨在通过记 录与分析用户行为的模式去了解用户，通过推荐等手段来增加直接或间接的商业收益.不同于这些互联网应用中的用户行为分析，研究生院信息平台不需要在很细粒度上进行用户行为的追踪(如记录用户的鼠标在页面里划过了哪些组件以及停留时长等)，仅需要以页面访问为单位来进行行为分析即可(如用户在页面的停留时长和页面访问频次).另一方面，当某个用户在系统中执行了非法操作后，记录详细的用户访问请求可以确保数据安全方面的可追溯性.传统方式大多会建立相应的数据表并记录用户访问情况然而这增加了系统的开发维护成本和数据库的访问负载.基于负载均衡器记录的用户访问日志，不仅可以达到保存用户访问请求的目标，而且还有效地避免了上述问题.因此，在系统实现中，无需在W e b页面中植入获取用户行为的J a v a S c r ip t代码和增加用户访问记录的数据表，而是采集负载均衡器的用户请求日志，这有效地降低了系统功能开发与维护的门槛与成本.(3) 服务异常调试对于W e b前端与后端业务逻辑的实现而言，无法避免在实际使用过程 中出现一些异常(由软件开发中的缺陷导致).为了提升系统的可靠性，需要系统研发团队能够快速定位到问题的根源，并依据异常提示进行缺陷修复.然而，如何准确定位并理解问题的根源是一个极具挑战的难题.为了解决这个问题，要求开发团队要能设计好异常提示.在研究生院信息平台的实现中，通过采集负载均衡器的日志与应用日志，将访问请求的详细信息与异常信息进行匹配，确保了研发团队准确理解并快速定位问题根源.2.3技术挑战在设计研究生院信息平台的运维子系统时，主要面临以下三个技术挑战.(1)实现业务子系统与运维子系统的松耦合.业务子系统的功能通常会发生较为频繁的改230华东师范大学学报(自然科学版)2017 年变，而运维子系统也会根据运维需求而逐渐变化.如果两个子系统之间存在较高的耦合，业务子系统的频繁变更将会导致运维子系统也相应地不断变化，而运维子系统的较大升级将可能导致所有业务系统的升级.因此，新的运维子系统与业务子系统在代码和运行部署上应该尽可能地独立.(2) 降低运维子系统的引入导致的性能损失.为了支撑运维子系统的运行，业务子系统中必 然需要植入相关代码，输入运维子系统所需要的数据.而如何植入相关统计代码，统计信息的种类以及输入输出信息的过程都将对业务子系统的性能产生影响.如前文所述，C o u c h D B由于在代码中植入了性能测试代码，导致I O Q处理消息的吞吐率降低约70%.因此，从系统性能的角度出发，新版运维子系统需要避免对业务子系统的性能造成显著影响.(3) 运维子系统的灵活可扩展.业务子系统的功能变更较为频繁，老系统需要升级改造，新 系统不断地构建部署.此外，运维业务本身的需求会不断地发生改变，从最基础的后台A P I运行状态监控，发展到主动地检测用户异常行为.因此，运维系统子系统需要具备一定的可扩展性，以便保证能够适应未来几年的需求变换.3设计与实现研究生院信息平台的运维子系统采用了开源E L K框架，主要包括三个原因：第一，不同于互联网公司的内部系统，由于研究生院信息平台的数据规模和用户访问量有限，因此信息平台仅需要一个轻量级的运维子系统；第二，E L K提供了端到端的日志采集与分析工具，易于安装部署且规模可控；第三，基于E L K框架进行运维业务的开发，只需要解决如何抽取日志信息与设计仪表盘这两个问题，使得开发人员可以更专注于如何实现运维业务需求.基于上述原因，本文采用了开源的E L K框架来搭建运维子系统[9].本节首先介绍E L K框架，然后分析了运维所需的统计信息，最后给出了日志抽取和仪表盘的设计与实现.3.1 E L K简介E L K 由E la s t ic s e a r c h,L o g s t a s h和 K i b a n a三个开源工具组成.E la s t ic s e a r c h是一种基于L u c e n e的分布式搜索分析引擎，主要负责存储并索引由L o g s t a s h提供的各种日志，并提供日志搜索接口；L o g s t a s h是一个日志收集处理框架，解析从多种日志源中采集的日志数据，然后发送给E l a s t ic s e a r c h完成日志数据的存储与索引.L o g s t a s h通过建立事件处理管道来解析日志，包括三个核心配置插件：输入(I n p u t s),输出(O u t p u t s)和过滤器(F i l t e r s).输入用于声明日志数据的输入来源，支持基于文件、端口或数据库等日志读取方式；过滤器用于处理日志数据，其中G r o k插件负责从非结构化日志数据中提取出结构化信息；输出将过滤器解析的数据发送给E la s t ic s e a r c h.K i b a n a则使用E l a s t ic s e a r c h提供的R E S T f u l接口来查询日志数据，通过不同类型的图表帮助用户构建数据仪表盘，达到可视化日志分析的目的.如果采用L o g s t a s h来解析并转发日志信息给E la s t ic s e a r c h,那么就需要将L o g s t a s h部署在每一台系统服务器上.由于L o g s t a s h在处理日志的过程中需要消耗大量内存，会显著地降低应用服务器的性能.因此，系统实现将日志发送与解析进行了分离：使用B e a t s完成日志采集与传输，而L o g s t a s h则用于日志解析.B e a t s在E L K框架中被安装在应用服务端作为代理采集并转发数据，E L K提供的 B e a t s组件主要包括：F i l e b e a t,M e t r i c b e a t和 P a c k e t b e a t.其中，F ile b e a t用于收集日志文件，M e t r i c b e a t用于采集系统信息，而P a c k e t b e a t则用于收集网络信息.3.2日志统计信息系统首先需要收集并统计与W e b访问相关的信息，包括访问量，访问I P,访问账号以及访问时间.通过统计前三类信息随时间变化的趋势可以让运维人员对系统有一个清晰的整体认识.第5期史兵，等：研究生信息平台中运维系统的设计与实现231此外，需要注意的是，访问I P和访问账号还可用于进行用户行为分析和记录与数据安全相关的 用户操作(例如，可根据访问情况随时间的变化曲线找出行为异常的账号，以及哪个用户在什么 时间通过哪个R E S T f u l接口进行数据更新或删除操作).其次，系统还需要统计每个请求访问的页面或后台服务，包括U R L地址，响应时间，返回状 态以及访问请求中的参数等信息.通过对这些信息的统计分析，运维人员可以了解哪些页面或后 台服务的访问过于频繁、响应时间过长或者访问请求返回的状态码不正常，进而与开发团队一 起有针对性地修正系统功能或优化系统性能.最后，为了监控负载均衡服务器，数据库服务器，W e b和应用服务器的资源消耗与负载状 况，系统还需要收集并统计系统日志，包括C P U使用情况，内存使用情况，进程使用情况等信息.基于以上讨论，表2给出了不同运维场景下需要统计的日志信息以及相应的日志来源.表2运维统计信息T a b. 2 S t a t i s t i c a l i n f o r m a t i o n o f o p e r a t io n a n d m a in t e n a n c e运维场景统计信息信息来源系统资源使用情况系统日志性能负载监控D o c k e r 容器资源使用情况系统日志应用响应时间N g i n x日志M y S Q L使用情况M y S Q L日志用户名，I P N g i n x日志用户行为分析访问地址N g i n x 日志请求返回的状态码N g i n x 日志访问时间N g i n x日志服务异常调试应用程序异常情况应用日志N g i n x异常情况N g i n x错误日志3.3日志抽取基于3.2节的统计信息，运维子系统需要从业务子系统中收集三类日志数据，而每种日志数 据都通过B e a t s组件转发给L o g s t a s h进行日志解析.由于系统的访问请求入口都通过N g i n x,因此我们可以很方便的从N g i n x日志中获取大部分运维系统所需统计分析的日志信息.此外，由于 N g i n x支持对日志格式的定制化操作，结合3.2节列举的统计日志数据项，表3给出了运维子系 统记录的N g i n x日志字段.表3中的日志信息通过F i l e b e a t发送给L o g s t a s h,L o g s t a s h随后对接收到的日志文件进 行解析，提取出运维所需存储的日志信息，以便于在E l a s t i c s e a r c h中进行查询和统计.对N g in x 日志文件的解析主要由L o g s t a s h中的G r o k插件完成，使用正则表达式对日志信息进行匹配和 抽取，G r o k插件提供了一些预定义的正则表达式可以直接使用.图3给出了运维系统实现的 N g i n x日志抽取规则，其中“％{W O R D:h t t p上o s t}”用于对请求地址字段的信息抽取，W O R D表 示G r o k中预定义的对字符进行匹配的正则表达式，h t t p上o s t表示对该字段的命名.对于N g in x 记录的错误日志，运维子系统同样使用F i l e b e a t将错误日志发送给L o g s t a s h,随后依据类似的 抽取规则提取出错误发生的时间，错误级别和错误详细信息等字段，并转发给E l a s t ic s e a r c h用 于存储与查询.业务子系统在运行期间时会将用户行为记录在应用日志中，由于业务子系统在D o c k e r容 器中部署运行，为了获取业务子系统产生的日志文件，我们将D o c k e r容器内的应用日志文件挂 载到服务器磁盘上.这样，运维子系统就可以直接使用F i l e b e a t将日志文件转发给L o g s t a s h来 完成日志解析与抽取.由于应用日志文件的抽取规则与对N g i n x日志的处理类似，这里就不再 进行详细的描述.232华东师范大学学报(自然科学版)2017 年表 3 N g in x访问日志字段Tab. 3 Nginx access log fields参数说明$http_host请求地址，即浏览器中输入的地址(I P或域名）$server_addr服务器地址$rem ote_addr客户端地址$tim e_local访问时间和时区S r e q u e s t请求的U R I和H T T P协议$request_body请求体S s ta tu s H T T P请求状态$body_bytes_sent发送给客户端文件内容大小$http_referer U R L跳转来源$http_user_agent用户终端浏览器等信息$request_tim e整个请求的总时间$upstream_response_tim e请求过程中，后台响应时间$upstream_addr后台实际地址，即真正提供服务的主机地址m a tch=>[“m essa g e”，M%{W O R D:h tt p_h o s t}%{U R I H O S T:s e r v e r_a d d r}%{I P:r e m o t e_a d d r}%{H T T P D A T E:t im e s ta m p}%{W O R D:h t t p_v e r b}%{U R I P A T H:b a s e r u l}(?:\?%{N O T S P A C E:r e q u e st}|)H T T P/%{N U M B E R:h ttp_v e r sio n}(?:|%{N O T S P A C E:r e q u e st})%{N U M B E R:s ta t u s}(?:%{N U M B E R:b o d y_b y te s_s e n t} |-)%{Q S:h ttp_referrer}%{Q S:h ttp_u se r_a g e n t} %{N U M B E R:re q u e s t_tim e:flo a t}(?:%{N U M B E R:u p stre a m_r e sp o n se_tim e:flo a t} |-)%{U R IH O S T:u p strea m_a d d r} %{U S E R N A M E r u se m a m e}5,图3 L o g s ta s h中的配置F ig.3 C o n f ig u r a tio n o f L o g s ta s h由于整个系统安装部署在L i n u x操作系统上，因此使用s y s l o g作为系统日志并由M e t-r i c b e a t完成日志收集(D o c k e r虚拟机的日志也通过M e t r i c b e a t进行收集).此外，M e t r i c b e a t提 供了预定义的仪表盘模板，以便于对所采集的系统日志进行统计展示.在系统实现中，我们直接 采用了 M e t r i c b e a t提供的仪表盘，并通过k i b a n a展示.3.4仪表盘设计运维子系统采用K i b a n a的仪表盘设计来完成日志分析结果的展示.在实现中，系统首先会 呈现给用户一个总览仪表盘(如图4所示)，主要包括六部分日志统计信息：①仪表盘目录，点击 每个目录项可以获取更具体的日志统计信息，如系统负载统计，D o c k e r容器运行状况，用户行为 统计等；②在某个时间段内的系统访问吞吐量(时间段可以由用户任意指定)；③在某个时间段内 访问系统服务最多的用户统计信息；④在某个时间段内访问系统服务最多的I P统计信息；⑤用 户访问情况的分时统计；⑥系统服务器资源使用情况的统计信息，如C P U,内存和硬盘的使用情 况等.通过上述总览仪表盘，运维人员每天都可以方便地了解研究生院信息平台各个功能模块的 访问情况以及服务器的负载状况.例如，如果运维人员发现用户访问量增长地很快且D o c k e r容 器的性能显著下降，则可以增加一定数量的D o c k e r容器并将应用服务逻辑部署在这些容器中，从而快速实现负载均衡.在性能监控部分，系统日志的展示可以由M e t r i c b e a t导入的仪表盘实现，除此之外最重要。