数据中心运行可视化平台综合项目关键技术专项方案v.doc

数据中心运行可视化平台
技术方案

北京优锘科技
-08-13
目 录
第1章 项目背景 3
第2章 建设内容 4
2.1地理位置可视化 4
2.2数据中心可视化 4
2.3IT架构可视化 5
第3章 建设目标 5
第4章 处理方案 6
4.1 地理位置可视化 6
4.1.1 位置分布可视化 6
4.1.2 分级浏览可视化 7
4.1.3 场景浏览可视化 7
4.1.4 网点配置可视化 7
4.2 数据中心可视化 8
4.2.1 环境可视化 8
4.2.2 资产可视化 9
4.2.3 配线可视化 10
4.2.4 容量可视化 11
4.2.5 监控可视化 11
4.2.6 演示可视化 12
4.3 IT架构可视化 13
4.3.1 业务交易可视化 13
4.3.2 应用关系可视化 13
4.3.3 系统架构可视化 14
4.3.4 应用组件可视化 14
4.3.5 基础设施可视化 15
4.3.6 监控数据可视化 15
4.4 第三方系统集成 16

第1章 项目背景
伴随业务飞速发展，IT规模也越来越庞大而复杂，为保障IT系统正常运行，针对各类管理对象已完成了监控系统基础建设，关注各类管理对象数据采集、异常报警，并取得了良好监控效果。在建设过程中，比较缺乏从统一可视化角度，整合监控数据，构建整合可视化操作平台。现在监控系统操作方法和使用界面在易用性、友好性方面有待深入提升，充足发挥监控平台对日常工作支撑作用。存在以下问题：
l 监控展示缺乏从业务到IT端到端全景视图，各个技术团体只能看到管理范围内监控对象和内容，缺乏对关联业务和所依靠基础设施关联分析和可视化管理能力，对系统整体了解存在一定偏差。
l 应用系统监控缺乏全景视角，各个系统采取独立监控方法，无法从应用端到端管理角度，实现跨系统监控分析和可视化管理，在出现应用系统运行出现故障时，无法快速定位到发生故障根源应用系统，同时，在一个应用系统监控报警时，无法判定其所影响关联应用系统。
l 应用层监控和系统层监控整合程度较低，当应用系统出现故障时，无法快速定位是应用本身问题，还是所支撑IT组件问题。同时，在系统层面出现故障时，无法直观评定其所影响应用系统范围。
l 系统层监控和物理层监控脱节，当系统层出现故障时，无法定位其所依靠基础设施和硬件设备。同时，当物理设备出现故障时，无法判定其所影响系统平台范围。
所以，在统一可视化监控平台建设过程中，会着力从“平台整合，组织结合，用户友好”角度出发，借鉴优异数据中心可视化监控管理理念，结合实际情况，引入业界领先前端工具平台，构建直观易用、功效完备、体系统一新一代可视化监控平台。
第2章 建设内容
2.1地理位置可视化
实现谷歌 Earth式地球立体全景展示，以直观互动3D可视化交互技术，悬浮方法显示多个数据中心节点3D机房管理场景，并可点击场景效果图进入该数据中心或节点3D虚拟仿真管理场景。
支持谷歌 Earth式层级化递进地进行全球级浏览、国家级浏览、省区级浏览和城市级浏览。
结合各数据中心真实地理位置数据和静态管理信息，地理位置可视化平台会以节点方法正确、直观地展现和管理跨地域各个数据中心节点。
支持以点击方法进入对应数据中心3D管理场景，查看浏览机房3D虚拟环境。
2.2数据中心可视化
以3D形式展现数据中心建筑机房布局、基础设施设备及IT设备设备，可和IT监控管理系统集成，实现3D场景中IT设备状态、性能及告警信息，可和机房动环系统(包含：环境监控、电力监控)、楼宇自控、安防监控（包含门禁监控、视频监控)、消防监控集成，展示冷冻机、空调、UPS、PDU、视频摄像头、温湿度探头、烟感等设备监控告警信息。具体建设内容以下：
2.3IT架构可视化
以3D形式展现IT架构端到端视图，包含业务、应用、软件、服务器之间关联关系及应用和主机监控告警信息。可实现和3D数据中心物理环境无缝衔接，定位到设备所在机房。
功效范围：业务交易可视化、应用关系可视化、应用架构可视化、应用组件可视化、基础设施可视化、监控数据可视化。
集成范围：CMDB、网管监控、主机监控和应用监控等。

第3章 建设目标
针对数据中心日常运维管理，本项目能够充足利用最新计算机图形技术，基于3D虚拟现实最好表现形式建立IT管理可视化平台。可视化平台是统一IT管理系统数据展现平台，也是关键信息交互和获取界面，更是IT运维管理走向可视化管理关键基础。
本项目经过3D技术实现对数据中心真实展现，能够实现基于三维环境对数据中心、机柜和各类设备管理功效，构建数据中心环境、设备和管理信息可视化平台，集成现有数据中心环境监控系统、网络监控系统和主机监控系统，实现全部资产对象管理及相关监控信息整合展示，让相关管理人员清楚直观掌握IT运行中有效信息，实现透明化和可视化管理。可视化管理能让IT资产配置信息和运行情况愈加直观，使复杂IT信息变得易于表示、了解和传输，从而消除IT运行过程中不一样角色之间认知偏差和监管盲区，实现管理透明化，更进而有效提升资产管理和监控管理效率，真正实现一个立体式、可视化新一代数据中心运行管理系统。
第4章 处理方案
能够充足利用最新计算机图形技术，以3D虚拟仿真最好形式实现对数据中心真实展现，能够实现基于3D环境对机房运行情况进行实时监控，同时能够支持充足针对机房、机柜和各类设备管理功效，真正实现一个立体式、可视化新一代机房运行管理平台，充足满足端到端IT架构展现需求，本期项目将实现以下内容：
4.1 地理位置可视化
本项目关键实现谷歌 Earth式地球立体全景展示，依据真实经纬度信息展示多个数据中心节点地理位置分布，并结合直观互动3D可视化交互技术，经过点击“数据中心机房场景效果图”进入该机房3D虚拟仿真管理场景。
4.1.1 位置分布可视化
实现谷歌 Earth式地球立体全景展示，以直观互动3D可视化交互技术，依据真实经纬度信息展示多个数据中心节点地理位置分布。
Ø 实现谷歌 Earth式地球立体全景展示，以直观互动3D可视化交互技术，层次化递进地各层级网点机构位置信息
4.1.2 分级浏览可视化
以直观互动3D场景浏览技术，层次化递进地实现全球级浏览、国家级浏览、省区级浏览和城市级浏览，逐层以图标方法或数据板方法展现各层级范围内节点。
Ø 在全球地图立体全景展示，浏览国家级相关网点机构信息
Ø 在中国地图立体全景展示， 浏览省区级相关网点机构信息
Ø 在省级地图立体全景展示，浏览本省内各地市级网点机构信息
4.1.3 场景浏览可视化
实现谷歌 Earth式地球立体全景展示，以直观互动3D可视化交互技术，展示目前场景范围内节点，并能够节点方法、悬浮方法等显示各节点关键信息，并支持以点击方法进入各节点对应管理界面或3D管理场景
Ø 多中心虚拟仿真：实现uEarth地理信息机构网点和物理环境三维虚拟场景互连互通功效。在谷歌 Earth式立体地球背景上，悬浮出现多数据中心节点场景效果图，并可点击场景效果图进入该数据中心或节点3D虚拟仿真管理场景。
4.1.4 网点配置可视化
多中心地理位置管理实现多个应用机构物理场景在谷歌 Earth式地球立体地理信息地图上位置信息摆点配置及节点对应数据中心关联配置。
Ø 地理位置分布配置：在谷歌 Earth式地球立体地理信息地图上，对用户两地三中心所在地理位置分布摆放配置。
4.2 数据中心可视化
以3D形式展现数据中心机房所在建筑、机房布局、设备及网络链路，实现3D场景中设备及网络链路可视化管理。实现以机柜为单位数据中心机房容量管理，对于机柜空间、电力和承重等容量信息进行统计和展现，并和主机监控、网管监控和日志监控系统集成，实现对设备性能、告警实时监控。
4.2.1 环境可视化
将现在数据中心机房物理环境做虚拟仿真，从机房到机柜、机柜内IT设备及数据中心机房各类基础设施。
l 依据建筑图纸和机房实际布署情况建立完整楼层、机房、设备布署情况及动力环境等隶属设施直观3D展示场景。为数据中心机房基础设备管理提供和实际情况相一致3D可视化管理环境和统一用户访问界面。
l 系统全部展示效果要求全3D方法，包含：
n 建筑3D可视化：建筑外观，楼层结构，机房结构和内部装修；
n 机柜级设备3D可视化：机房内部全部机柜级IT及配套设备，如独立小型机，独立存放设备，供配电设备，空调设备，UPS，监控设备等；
n 机柜内设备3D可视化：机柜内各类IT设备，如机架式服务器，存放，网络设备，安全设备等；
n 设备和线缆3D可视化：关键设备前后面板并独立表现其端口；机房内部网络线缆（基础、端口跳线）和供电线路。
l 3D模型要求：
n 机房3D模型：展现机房楼层结构布局和经典特征；
n 设备3D模型：经过模型能够明确识别设备品牌和型号，支持数据中心机房机房已经有设备前后面板展现。
4.2.2 资产可视化
可采取Excel导入方法，将各个机柜及机柜内设备基础配置信息纳入可视化平台，经过任何物理可见设备就可查找到相关配置信息，经过任何一条配置信息也能够查找到相关设备，完成资产配置可视化。
l 信息查询：支持在3D可视化环境中经过鼠标点击操作实现对设备台帐信息直观查询。
l 机柜搜索、定位:经过输入机柜模糊查询条件检索机柜，系统在目前视图范围内列出符合条件机柜名列表。依据用户选择机柜进行定位，未被选择机柜以虚化表示。机柜模糊查询条件包含此机柜全部资产信息属性名称。
l 设备搜索、定位：经过输入设备模糊查询条件，系统在目前视图范围内列出符合条件设备ID列表，并依据选择设备进行设备定位，未被选择设备以虚化表示。设备模糊查询条件包含此设备全部资产信息属性名称。
l 设备位置跟踪：当上架设备物理位置发生改变时，在3D场景中自动变更设备物理位置。
l 设备信息管理：支持基于现场实际机柜布局和已经有设备台账数据自动生成机房3D场景。在相关场景中，机柜间位置关系、设备在机柜中位置和实际中布局一致。
l 设备端口管理：以3D可视环境中直观展现实现配线架，和设备前后面板、端口占用情况直观展现和信息查询。
4.2.3 配线可视化
可采取自管理或集成其它CMDB或资源管理系统方法，将各个机柜内设备连接信息信息纳入可视化平台，经过任何物理可见设备就能够查找到相关链路信息，经过任何一条链路信息也能够查找到相关设备端口信息，完成链路配置可视化。
l 按设备连接查看： 查看一个设备全部对外网络连接，包含经过每一个中间设备每一个端口信息。
l 按线路连接查看： 查看一条网络链路全部跳线信息，包含经过每一个中间设备每一个端口信息。
l 线路维护可视化：支持在3D可视化环境中手工拖拽进行网络管线维护操作。
l 设备端口管理：以3D可视环境中直观展现实现配线架和设备前后面板和端口占用情况直观展现和信息查询。
l 设备链路管理：以3D可视环境中管理设备之间物理连接关系。包含：跳线查询和展示、基础布线查询和展示、链路查询和展示。
4.2.4 容量可视化
将数据中心机房机房机柜剩下空间、机房各个区域承重情况、电力负荷等以图景形式展现，方便数据中心机房应用运维人员快速掌握机房情况。支持对机房容量可视化管理，包含机位、U位、承重和功耗等，对相关容量数据需要按图形进行可视化展现，并能进行容量统计，包含总容量和已用容量。
l 空间统计及查询：在3D可视化环境中支持对机房中全部机柜连续可用空间分布查询，统计结果能够在3D环境中以柱状图方法直观表现。
l 功率统计可视化：在3D可视化环境中支持机房机柜额定功率分布统计，能依据不一样颜色区分相关机柜功率大小；支持对机房机柜功率分布图可视化渲染展现。
l 承重统计可视化：在3D可视化环境中支持对机房承重分布情况统计，能够以柱状图方法直观展现数据中心机房机房中每个机柜承重状态，方便管理员实时了解机房布局并进行有效调整。
4.2.5 监控可视化
数据中心机房现有多个监控子系统，包含网管监控、主机监控和日志监控等。全部监控系统协同运行，相互补充，共同监控着数据中心机房各项指标，为数据中心机房全天候安全运行保驾护航。不过各个监控子系统之间相互独立，在发生故障时无法有效综合各方面告警情况，帮助故障分析处理，大大降低故障排除效率，所以需要一个统一监控平台对多个监控子系统进行良好整合集成。各类监控数据能够用图层方法进行叠加显示。
l 和网管监控系统、主机监控系统进行集成展示：方便在可视化平台上实时展示设备告警信息，能查看设备CPU、内存等使用信息。
n 设备性能监控信息展示：经过3D视图展示设备监控到性能数据信息；
n 设备告警监控信息展示：要求机房全部告警信息在机房3D展示界面上实时展示。
l 和日志监控系统集成展示：能在设备上实时展示设备日志信息。
n 设备日志信息监控展示：经过3D视图展示设备监控到日志数据信息；
n 日志告警监控展示：要求机房全部告警信息在机房3D展示界面上实时展示。
4.2.6 演示可视化
在物理环境仿真再现基础上，提供灵活强大可视化展示功效，能够实现数据中心机房基础设施多样化展示需求，如逻辑关系表示、模拟故障、PPT整合及自动巡检及演示路线定制等。
l 自定义动画：系统要提供很易用动画制作功效，用户能够自定义生成流畅生动演示动画，可用于数据中心机房介绍、巡检路线示意和应急预案展示等日常运 维工作。
l 交互式演示汇报：系统要支持用户将多段动画嵌入PPT演示文档中，实现PPT和三维仿真场景双向互动，以丰富生动手段实现最好演示汇报效果。
l 扩展能力：要求支持未来IT逻辑系统及应用架构三维展示等。
4.3 IT架构可视化
在应用全景图（IT逻辑宇宙）基础上，经过层次模型，提供自应用系统至IT基础设施交互式端到端IT管理视图，直观展示组件配置信息和关联关系、IT组件和基础设施映射关系，生成基础设施定位视图，并经过和监控数据基础，形成整个动态监控IT逻辑宇宙。
4.3.1 业务交易可视化
以业务交易流为根本，梳理应用系统对外IT服务提供渠道，和支撑应用系统业务运转后台接口系统，形成应用系统业务交易全景图（IT逻辑宇宙），识别在全景图（IT逻辑宇宙）中各条线关键业务系统，形成系统间影响分析框架，绘制成最上层IT逻辑宇宙。
4.3.2 应用关系可视化
业务关系视图能够直观反应应用系统模块间，和跨应用系统交易调用路径，清楚区分交易上游应用和下游应用。当交易出现问题时，能够自上游至下游，跨系统、跨模块定位故障应用和影响范围。当应用系统或模块运行出现问题时，能够自下游至上游清楚圈定潜在影响范围和业务交易类型。
业务关系视图既能够经过在线编辑平台定义，也能够由数据驱动自动生成，依据运维管理需求，既能够显示大而全应用系统全景，又可依据管理范围和各类实际需求，选择关注部分应用系统，实现关键突出个性化应用系统交互视图，无需任何开发工作，简单拖拽即可实现视图对象、布局和样式更新。
4.3.3 系统架构可视化
在实现跨系统应用监控全景图同时，可视化监控系统可针对应用系统进行拆分解构，基于应用系统逻辑架构、技术架构和交易数据流设计，理清应用系统应用组件及关联关系，在应用系统内部，完成组建模块关联关系和交易流转步骤可视化，能够对聚焦一个或多个应用系统实现关键分析。
针对关键应用，分析应用系统所包含组件、模块等信息，经过实际管理数据，生成不一样类型应用架构视图，反应应用系统模块划分、逻辑架构、运行架构等，实现对关键应用精细化、可视化管理。
应用系统内部架构一样支持在线编辑和数据驱动自动生成两种模式，系统实施及维护人员只需专注于关联关系梳理，监控视图支持多个定制化展示方法，以满足不一样人员个性化管理习惯。
4.3.4 应用组件可视化
以应用为单位，自顶向下梳理应用系统所依靠各级IT组件，如中间件、数据库、服务器等，和各层IT组件之间依靠影响关系，生成IT组件可视化管理视图，当任意IT组件改变时，可视化直观展现其所影响应用系统。
基于应用系统布署架构，梳理和各个应用组件相关联软硬件配置信息，根据依靠关系分层组织应用实例依靠运行时环境和各级资源容器，并依据所采取高可用和负载均衡扩展机制组织各层IT组件集群，完成软件和系统平台层面立体模型构建，构建完整IT逻辑宇宙。
4.3.5 基础设施可视化
IT基础设施层由存放、网络、服务器、各类IT专用设备，和机房设施等管理对象组成，是上层系统平台（IT逻辑宇宙）基础。 IT基础设施建模分别从逻辑抽象和物理描述两个角度进行：在逻辑模型层面，各类基础实施分别形成多种类型资源容器或整合资源池，比如存放资源池，虚拟机计算资源池，网络接入资源池等，依据实际资源分配信息，组成和上层系统平台依靠影响关系，提供精细化可用性分析和容量计划基础；在物理模型层面，如实描述各类设备资产属性和物理布署信息，和机架、机房和风火水电等基础环境管理要素共同组成机房管理全方位立体视图。
构建IT逻辑组件和基础设施物理设备之间关联关系，经过IT逻辑组件能够直观定位其所依靠基础设施物理信息、相关环境信息和机房具体定位。
4.3.6 监控数据可视化
可视化IT监控面向业务和IT，从众多个应用系统中划分出应用系统运维分析系统边界，分析应用系统所支持外围接入渠道、上下游支撑应用，和应用系统系统组件。最终延伸到系统、设备及网络等IT基础架构，形成以应用组件为分析对象FTA（Fault Tree Analysis）分析树。当捕捉到系统事件后，形成自下向上，自右向左影响传导路径，和反向故障定位路径。
关键针对告警事件、监控指标进行可视化定制，保留监控历史数据供性能曲线图等统计类形式展现和历史告警事件查询。监控数据可视化将帮助数据中心机房整合分散监控工具，实现监控工具、监控数据价值最大化，真正改变监控数据孤岛现象，建立统一监控信息界面。
4.4 第三方系统集成
可视化管理平台经过和IT网管系统、IT主机监控系统等第三方系统进行有效集成，关键实现以下功效：
1、告警事件统一展现
能够以设备对象编号为唯一标识，有效整合IT网管系统、IT主机监控系统等第三方系统告警事件，为运维人员提供一个统一告警监控管理界面。
2、各系统监控数据统一集成展示
可视化管理平台需要以设备对象编号为唯一标识，把现有IT网管系统、IT主机监控系统等第三方系统监控信息，实现以设备对象为基础监控信息集成展示。