基于云平台的民航业信息系统运维自动化研究

摘要：民航业信息系统在现代社会中扮演着至关重要的角色，支持机场运营、飞行安全、航班管理等核心功能。然而，这些系统的运维和管理常常面临挑战，包括复杂的配置、监控和故障排除，为应对这些挑战，民航业开始探索基于云平台的自动化解决方案。本文以云平台为核心，针对民航业信息系统运维自动化方式展开研究，以期在进一步提高民航信息系统运维效率的同时，减少故障和人为错误的发生。

关键词：云平台；民航业；信息系统；运维自动化

引言

民航信息系统的运维和管理一直是一个具有挑战性的任务，这些系统通常包括大量的硬件、软件和网络组件，需要定期维护、监控和故障排除，以确保其高可用性和稳定性。传统的手动运维方法在应对复杂性和规模上面临很大的困难，容易出现人为错误和延误，需要寻求更智能、更自动化的解决方案。因此，基于云平台的民航信息系统运维自动化成了一个备受关注的研究领域，平台具体架构如图1所示。通过利用云计算技术和自动化工具，民航业可以实现更高效的系统运维，降低成本，提高飞行安全和服务质量。本文旨在探索如何充分发挥云平台的优势，为民航信息系统的运维提供更智能、更自动化的解决方案，满足日益增长的航空运输需求。

1. 民航业信息系统运维存在的问题

1.1 运维管理复杂性较高

民航信息系统通常包括多个子系统，如机场管理系统、航空公司系统、航班调度系统等，这些系统之间存在复杂的相互依赖关系，涉及不同的硬件和软件组件，管理和维护这些系统需要全面了解其架构和功能。民航信息系统涉及大量数据，包括乘客信息、航班计划、机组信息等，这些数据需要进行有效的管理和备份，确保其完整性和可用性。不同的子系统和应用程序需要共享数据，因此，数据一致性至关重要，运维团队必须确保数据在各个系统之间的同步性和一致性，这离不开复杂的数据管理和同步机制。

1.2 运维管理安全风险较多

民航信息系统通常需要连接到互联网，以便与不同的航空公司、机场和相关合作伙伴进行数据交换，使得系统容易受到网络攻击，如DDOS攻击、恶意软件传播和数据泄露等。运维团队必须采取有效的网络安全措施，包括防火墙、入侵检测系统和加密技术，保护信息系统的安全。民航信息系统涉及大量敏感数据，如乘客的个人信息、信用卡数据和飞行计划，保护这些数据的隐私和确保合规性成为关键问题，运维团队必须遵守数据隐私法规。民航信息系统通常依赖于多个供应商提供硬件和软件组件，增加了供应链风险，供应商可能面临安全漏洞或数据泄露的风险。

1.3 运维管理性能和可用性较低

许多民航信息系统缺乏足够的实时监控和性能分析工具，在追踪系统的运行状况时，无法及时发现和解决性能问题与故障，缺乏全面的监控系统，会使问题扩大，影响系统的可用性和性能。系统无法合理负载均衡机制，导致某些部分过度负载，而其他部分处于空闲状态，系统缺乏弹性和冗余性，也会使其容易受到单点故障的影响。由于民航信息系统的运维团队缺乏足够的经验维护和更新系统，系统无法得到及时优化，容易影响系统的可用性和性能。

2. 基于云平台的民航业信息系统运维自动化方式

2.1 自动化监控与警报

运维团队应在云平台上部署专业的监控工具，如Zabbix、Nagios、Prometheus等，监测各种系统资源和性能参数，这些工具能够定期轮询服务器、数据库、网络设备等，获取关键性能数据，包括CPU利用率、内存使用率、磁盘空间、网络流量等。通过这些数据，可以帮助管理员和运维团队更好地了解系统的运行状况，及时发现和解决潜在的问题，提高系统的稳定性和可靠性。一旦警报触发，自动化通知系统会发送通知给相关责任人员，如运维工程师或系统管理员，通知可以通过电子邮件、短信、即时消息等方式发送。运维团队接收到通知后，立即采取相应的措施，如远程登录服务器、扩展资源、重启服务等，解决问题。监控工具可以自动记录监测数据，并将其存储在数据库中，这些历史数据对于分析系统性能趋势和问题根本原因非常有用，自动化分析工具可以定期扫描历史数据，检测异常和趋势，进一步帮助运维团队预测问题并采取预防措施[1]。

2.2 自动化配置管理

通过采用IAC工具，如Terraform、AWS Cloud Formation等，运维团队可以将基础设施的配置信息编写成代码，然后通过自动化工作流程部署和管理云资源，确保系统环境的一致性和可重复性，减少手动配置和设置的错误，提高系统的稳定性，基础设施工具在云资源部署和管理方面的优势如表1所示[2]。

运维团队应配置管理工具，如Ansible、Chef、Puppet等。允许运维团队定义和管理应用程序和服务器的配置，通过编写自动化脚本和规则，自动配置服务器、应用程序和服务，确保它们符合标准和规范，减少配置错误，提高系统的可维护性。通过容器编排平台，如Kubernetes、Docker Swarm等，自动管理和部署容器化应用程序，将应用程序打包成容器，然后使用容器编排工具来自动化部署、伸缩和管理容器实例，实现应用程序的高可用和弹性[3]。

2.3 自动化故障排除

运维团队应在云平台上集成专业的日志和事件监控工具，如ELK Stack（Elasticsearch、Logstash、Kibana）或Splunk，實时监测系统中的日志和事件，这些工具可以自动分析和报告异常情况，如错误信息、警告或系统事件，帮助运维团队快速定位问题，日志和事件监控工具在云平台上的优势如表2所示。

运维团队应运用自动化诊断工具，如Sensu、Nagios等，定期扫描系统的健康状态，识别异常情况，并自动触发故障排除工作流程，帮助运维团队快速定位问题的根本原因，减少排查故障的时间，建立自动化问题解决工作流程，并根据问题的类型和严重程度，制定相应的自动化故障排除方案，包括自动重启服务、恢复备份、调整资源配置等，根据事先定义的规则来执行。

2.4 自动化扩展与负载均衡

运维团队应利用云平台的弹性自动扩展功能，根据系统的负载情况，自动增加或减少计算资源，通过监测CPU利用率、内存使用率、网络流量等指标来触发自动扩展。当系统负载升高时，自动扩展可以自动启动新的虚拟机实例，处理更多的请求；当系统负载减轻时，自动收缩，停止不必要的实例，降低成本。运维团队还应配置负载均衡设备或服务，将流量均匀分发给多个服务器实例，确保系统的穩定性和可用性，负载均衡可以通过四层或七层负载均衡器来实现，如使用Nginx、HAP roxy、AWS ELB（Elastic Load Balancer）等，这些负载均衡器可以自动检测服务器的健康状态，将请求路由到健康的服务器上，分担负载和避免单点故障，负载均衡设备或服务在提高系统稳定性与可用性方面的优势如表3所示。

运维团队应使用容器化技术，如Docker，将应用程序和其依赖项打包为容器镜像，然后在云平台上部署和管理这些容器，从而实现快速部署、自动扩展和负载均衡，提高系统的弹性和稳定性。

2.5 自动化备份和恢复

运维团队应设置自动备份策略，定期备份整个信息系统的关键数据和配置文件，包括数据库、应用程序代码、配置文件等，备份频率可以根据实际需求进行调整，通常可以选择每日、每周或每月备份，这些备份数据存储在云存储服务中，如AWS S3、Azure Blob Storage等，确保数据的安全性和可靠性，定期自动备份策略配置文件的备份情况。另外，运维团队应采用增量备份技术，只备份发生更改的数据，减少备份的时间和存储空间，实施版本控制，恢复到不同时间点的系统状态，应对不同情况下的数据损坏或误操作，配置自动化监控系统，实时监测备份过程的状态和结果，如果备份过程出现错误或失败，监控系统可以自动触发警报，通知管理员采取相应的措施，及时发现并处理问题，确保备份的完整性和可用性。

结语

基于云平台的民航信息系统运维自动化是一个具有巨大潜力的领域，可以提高系统的可靠性和效率，减少运维过程中的人为失误和风险。通过选择适当的自动化工具和监控系统，民航业可以更好地应对复杂的运维挑战，提供更可靠的服务。未来，希望更多的民航信息系统采用这些先进技术，不断提高航空运输的安全性和效率。

参考文献：

[1]王添男，李新庆，徐晓庆，等.基于气象大数据云平台的自动化告警应用研究[J].宁夏工程技术，2021，20（4）：352-356.

[2]王莹，王顺新，谈龙兵.基于流量分析及自动化测试融合的云平台保障研究与实现[J].中国新通信，2023，25（8）：15-17.

[3]秦浩，张丽，张允耀.基于信息系统运维的管理自动化措施探究[J].无线互联科技，2023，20（8）：35-37.

作者简介：邹佶汛，本科，研究方向：民航信息系统运维及建设。