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PMS2.0系統(tǒng)健康度模型及對策分析
2018智能電網(wǎng)增刊
劉逸逸1,孫家駿2,石 磊3,秦 峰3
1. 國網(wǎng)上海市電力公司信息通信公司,上海 200122;2. 國網(wǎng)上海市電力公司市南供電公司,上海 200122; 3. 上海安言信息技術(shù)有限公司,上海 200050
摘要: 針對復雜計算環(huán)境下運維監(jiān)控需求,提出業(yè)務系統(tǒng)健康度模型,該模型建立業(yè)務系統(tǒng)從微觀層面(多元化的、細粒度的監(jiān)測指標)到宏觀層面的“健康度”評測方法體系和過程,為企業(yè)穩(wěn)定健康的業(yè)務服務提供有效的運維保障方法。并針對PMS2.0系統(tǒng)進行了實踐。
中圖分類號: TM73
文獻標識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2018.S1.034
Abstract:
Key words :

0  引言

    國家電網(wǎng)公司設備(資產(chǎn))運維精益管理系統(tǒng)(Power Production Management System 2.0, PMS2.0)是“三集五大”體系建設中的“大檢修”體系內(nèi)容, 支撐運維檢修全過程精益化管理和電網(wǎng)資產(chǎn)的全壽命周期管理, 覆蓋國網(wǎng)公司運維檢修業(yè)務, 貫穿生產(chǎn)管理全過程, 更大范圍地實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和業(yè)務融合。

    PMS2.0 為總部、省公司二級部署, 總部、省公司和地市(縣)公司三級應用部署在省公司的應用, 同時支撐省公司、省檢修公司和地市(縣)公司的運檢業(yè)務,并在地市公司部署電網(wǎng)資源數(shù)據(jù)代理服務, 以提高地市公司電網(wǎng)資源應用效率和可靠性,部署在國網(wǎng)公司總部應用, 與省公司進行縱向貫通, 支撐國網(wǎng)范圍內(nèi)的總部上層應用。

    作為運檢業(yè)務條線最重要的生產(chǎn)管理系統(tǒng),如何保障系統(tǒng)健康穩(wěn)定運行成為信息通信部門的一項重要工作,信息系統(tǒng)運維是一項系統(tǒng)工程,探索系統(tǒng)健康運行方法,量化系統(tǒng)健康水平對系統(tǒng)運維具有重要積極意義。

1  系統(tǒng)健康度衡量辦法    

    圖1為PMS2.0物理部署視圖:

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    從圖1我們可以分析出PMS2.0系統(tǒng)由應用服務器集群、數(shù)據(jù)庫集群以及外圍的ISC、BPM平臺組成。這些服務通過網(wǎng)絡交換機、負載均衡器、磁盤陣列連接起來,形成一套龐大的系統(tǒng)。

    按照從整體到局部,從宏觀到微觀的分析方法,PMS2.0系統(tǒng)的健康情況取決于應用服務器、數(shù)據(jù)庫、ISC、BPM以及基礎設施的健康情況。這些應用服務、數(shù)據(jù)庫服務和基礎設施的健康情況可以通過觀察其關(guān)鍵性能、可靠性指標得到,比如數(shù)據(jù)庫服務器的CPU利用率、表空間大小,應用服務器(WebLogic)的JVM可用內(nèi)存大小、線程數(shù)、JDBC連接池可用連接等。

    服務的健康情況對于系統(tǒng)整體健康影響程度不一樣,比如PMS2.0應用服務器通過負載均衡器提供給最終用戶訪問,當一臺應用服務器出現(xiàn)故障,F(xiàn)5負載均衡器將后續(xù)請求轉(zhuǎn)發(fā)給其他健康的應用服務器,而如果一臺生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障,由于兩臺生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫組成RAC集群,用戶仍然可以查詢操作業(yè)務數(shù)據(jù),但由于只有一臺數(shù)據(jù)庫提供服務,系統(tǒng)健康受到較大影響。

    同樣地,服務的不同指標對服務的健康度影響大小也存在差異,例如Oracle數(shù)據(jù)庫實例處于停止狀態(tài)的影響遠遠大于表空間利用率大于90%對系統(tǒng)健康的影響。

    綜合以上因素,我們可以推導出系統(tǒng)健康度模型,在下一章節(jié)詳細闡述。

2  系統(tǒng)健康度模型

    指標項(M):是指度量服務運行情況、反映服務各方面水平的值,一般服務具有多個指標項。本文中指標項用字母M來表示。例如對Weblogic應用服務,活動會話數(shù)、JVM堆內(nèi)存使用比率、總線程數(shù)、空閑線程數(shù)、掛起等待線程數(shù)都是其指標項。目前IT服務指標采集和監(jiān)控手段非常多,并且不同服務、設備指標采集監(jiān)控也不盡一樣,但已經(jīng)非常成熟了。

    指標項狀態(tài)(MS):指表示指標項的正?;蛘弋惓顟B(tài),根據(jù)指標項的具體內(nèi)容,將指標項的值定義在不同的區(qū)間用以反映指標項的正?;蛘弋惓!@缈梢远xWebLogic的JVM堆內(nèi)存使用比率大于等于95%時,該指標狀態(tài)為異常,反之則為正常。本文中指標項狀態(tài)用MS表示,分為正常和異常兩種情況,正常用0表示,異常用1表示。   

    指標權(quán)重(MW):指標權(quán)重反映指標對服務的影響程度,權(quán)重越大則指標對服務影響越大,權(quán)重越小則影響越小。本文中指標權(quán)重用MW表示,MW的值為從0到1的有理數(shù)(包括0和1)。

    指標項健康度(MH):指標項健康度反映指標項的健康情況,它受到指標項狀態(tài)和指標權(quán)重的影響,當指標項狀態(tài)為0時,指標項健康度為1,當指標項狀態(tài)為1時,指標權(quán)重越大則指標越不健康,本文中指標項健康度用MH表示。指標項健康度的計算公式如下:

    lyy-gs1.gif

    假設JVM堆內(nèi)存使用比率的健康權(quán)重為 MW = 0.7, JVM堆內(nèi)存使用比率超過95%時,狀態(tài)值MS=1(異常),則CPU利用率的健康度MH=1-1×0.7=0.3,也就是30%的健康度。

    服務健康度(SH):服務的健康度取決于健康度最低的指標項,即服務健康度由該服務所有的指標項健康度決定,本文用符號SH表示服務健康度。一個系統(tǒng)可用比作一個由多塊木板組成的木桶,系統(tǒng)的瓶頸和健康程度用木桶效應闡述:當盛水量(業(yè)務訪問量)越來越多,木桶的盛水高度(系統(tǒng)瓶頸和健康度)取決于其中最短的那塊木板。也就是說服務的健康度取決于指標項健康度最低的指標。因此我們得到服務健康度的計算公式如下:

    lyy-gs2.gif

    服務權(quán)重(SW):服務權(quán)重反映服務對業(yè)務系統(tǒng)運行的影響程度,服務權(quán)重越大說明服務對業(yè)務系統(tǒng)的影響程度越大,反之越小,本文中用SW表示服務權(quán)重。SW的值為從0到1的有理數(shù)(包括0和1)。

    例如,在PMS2.0系統(tǒng)中,兩臺數(shù)據(jù)庫服務器組成的RAC共享存儲損壞對業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)生的影響是致命的,因此可以設定數(shù)據(jù)庫服務器的服務權(quán)重SW=1(即100%);

    服務影響度(FD) :服務影響度是指服務的健康度對業(yè)務系統(tǒng)造成的影響,服務的服務影響度值越大,說明服務對業(yè)務的健康度影響越大,反之則影響越小。本文中用FD表示服務影響度,具體描述如下:

    lyy-gs3.gif

    SH為服務健康度,SW為服務權(quán)重。           

    例如,在PMS2.0系統(tǒng)中,假設應用服務器的健康度SH=0 (即0%健康),應用服務器的服務權(quán)重為SW=1(即100%,表示應用服務器宕機對PMS2.0系統(tǒng)的影響是嚴重的), 則可以得出應用服務器的服務影響度FD=(1- 0)×100%=1。

    系統(tǒng)健康度(H) :通過PMS2.0物理拓撲圖我們可以得知,PMS2.0系統(tǒng)由多個應用服務器、數(shù)據(jù)庫和外圍相關(guān)平臺組成,系統(tǒng)的健康度由系統(tǒng)所包含的服務健康度所決定,根據(jù)木桶效應,系統(tǒng)的健康度取決于系統(tǒng)中所包含服務的最大服務影響度,也就是說最不健康的服務(服務影響度最大)決定了系統(tǒng)的健康度。本文中以H表示系統(tǒng)健康度,其計算公式如下:

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    FD為服務影響度。

    通過以上推導我們得到了系統(tǒng)健康度模型,從而可以量化系統(tǒng)健康水平。

3  健康度模型驗證

    在系統(tǒng)健康度模型定義基礎上,我們可以知道系統(tǒng)健康度計算過程:

    (1)識別出組成系統(tǒng)的服務,定義服務權(quán)重;

    (2)分析出影響這些服務健康的指標項、定義指標項權(quán)重、定義決定指標項狀態(tài)的項閾值;

    (3)通過監(jiān)控系統(tǒng)或者服務自帶的指標監(jiān)測工具得到指標項狀態(tài),根據(jù)第式(1)計算出指標項健康度;

    (4)根據(jù)式(2)計算出各個服務的健康度;

    (5)根據(jù)式(3)計算出各個服務的影響度;

    (6)根據(jù)式(4)計算出系統(tǒng)健康度。

    根據(jù)這個計算過程,并參考PMS2.0物理架構(gòu)圖,我們可以模擬出PMS2.0某個時刻的健康度,為了能更直觀地顯示系統(tǒng)健康度計算過程,對組成服務以及服務指標做了簡化,如表1所示。

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    通過表1中的計算,可以看到當Oracle數(shù)據(jù)庫1的磁盤利用率以及WebLogic1、WebLogic2的CPU利用率出現(xiàn)異常情況時,PMS2.0的健康度只有28%,系統(tǒng)運維人員必須立刻進行處理,否則將會系統(tǒng)用戶造成巨大影響。

4  對策分析

    可視化的能力代表了運維的能力,可視化的程度越高,運維的能力越高。根據(jù)以上對健康度模型的分析,應構(gòu)建各配置項關(guān)聯(lián)關(guān)系,定義影響因子模型,在監(jiān)控系統(tǒng)中呈現(xiàn)PMS2.0系統(tǒng)的業(yè)務視圖,可實現(xiàn)對業(yè)務系統(tǒng)運維態(tài)勢的可視化展現(xiàn)及故障原因分析定位。

    在具體運維層面上,應深入貫徹國網(wǎng)公司和省公司的精益化、扁平化的管理理念,借鑒國際上的相關(guān)理論體系,通過標準的信息服務支撐系統(tǒng)。 實現(xiàn)統(tǒng)一運維入口、統(tǒng)一運維規(guī)范和流程,通過有效的問題、故障閉環(huán)管理機制,責任分工明確,具體到人,使出現(xiàn)故障時能夠快速響應,有效排除。

5  結(jié)束語

    本文以國家電網(wǎng)PMS2.0系統(tǒng)為基礎,構(gòu)建了一種系統(tǒng)健康度模型,并給出了驗證實現(xiàn)的計算過程,針對PMS2.0健康度模型還給出了具體的對策分析,為將來結(jié)合電力系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng),構(gòu)建實際的PMS2.0健康度監(jiān)控系統(tǒng)提供了理論和實踐依據(jù),通過健康度監(jiān)控系統(tǒng)可以更有效地保障系統(tǒng)健康運行。本文提出的健康度模型也適用于電力其他業(yè)務應用系統(tǒng)。

參考文獻

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作者信息:

劉逸逸1,孫家駿2,石  磊3,秦  峰3

(1. 國網(wǎng)上海市電力公司信息通信公司,上海 200122;2. 國網(wǎng)上海市電力公司市南供電公司,上海 200122;

3. 上海安言信息技術(shù)有限公司,上海 200050)

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