基于ITIL与物联网的开放型IT运维云服务平台的研究

赵海洋 时延鹏

摘  要：大数据时代的到来，使得几乎所有信息都变成了“0”“1”这样的二进制代码。面对物联网信息中心信息量的爆炸式增长，物联网企业在虚拟化云计算技术的刺激下，将基于运维的IT云服务平台作为支撑企业业务运营的技术保障。文章以开放型ITIL框架作为平台的基础构架，探讨了J2EE环境下物联网IT运维云服务平台的设计与优化，网络化实践应用表明，该平台运行稳定，符合物联网的运维服务需求。

关键词：ITIL;物联网;大数据;IT运维;云计算

中图分类号：TN929.5                  文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）01-0160-04

Abstract： With the advent of the era of big data， almost all information has become binary codes such as “0” and “1”. In the face of the explosive growth of the amount of information in the Internet of things information center， stimulated by virtual cloud computing technology， Internet of things enterprises take the IT cloud service platform based on operation and maintenance as the technical guarantee to support enterprise business operation. Taking the open ITIL framework as the basic framework of the platform， this paper discusses the design and optimization of the IT operation and maintenance cloud service platform of the Internet of things under the J2EE environment. The networked practical application shows that the platform runs stably and meets the operation and maintenance service requirements of the Internet of things.

Keywords： ITIL; Internet of things; big data; IT operation and maintenance; cloud computing

0  引  言

信息化时代的IT以自身的服务模式，得到产业技术部门的广泛关注[1]。随着科技的进步，很多企业结合采用物联网技术和IT运维服务平台来提高企业自身的运维管理能力[2]。同时，为了满足大数据的管理需求，在IT运维管理中融入万维网和虚拟云服务的技术内容，并结合ITIL架构技术，设计具有时代特征的物联网IT运维服务平台，旨在使物联网IT运维服务向主动化、自动化方向转变，提升物联网IT运维云服务的标准规范，进而提高整个物联网系统的管理应用水平。

1  ITIL与物联网的概念

1.1 物联网概念简述

“物联网”一词来源于华盛顿的一次演讲，并于1995年在《未来之路》一书中被比尔·盖茨提及。2005年，随着“物联网”时代的到来，“物联网”逐渐渗透到人们日常生活的方方面面[3]。基于RFID技术，在无线数据网络通信技术的基础上，以公式推导的方式，对物联网概念展开分析：

（1）物联网=物+联网。

（2）物=处理器+传感器+动作器。

（3）联网=数据传输+服务器+用户端。

由此，可推导出物联网的概念模型，即通过终端采集数据，将数据传输到服务器，服务器对数据进行存储和处理，并将数据显示给用户，这就是物联网技术最简捷、最核心的操作流程[4]。物联网技术能够让世界上的万物通过技术支撑实现互联互通[5]，也能够促使各个行业在RFID和无线传输技术的支撑下，实现精准定位与远程智慧监控功能[6]。因此，针对我国物联网管理的特点，展开IT监控平台全覆盖管理。从不同产业化企业的自适应性角度出发，展开可视化物联网IT运维管理平台的设计与研究，将大数据时代的云计算技术融入物联网IT运维管理是符合时代需求，也是具有划时代意义的。

1.2  基于ITIL框架的物联网IT运维服务核心流程设计

ITIL是由英国CCTA创建的一系列IT服务管理框架，旨在提高不同产业结构部门IT服务的质量[7]。在当前ITIL的核心架构融合大量IT实践的情况下，该架构的应用，能够为不同企业的IT运维管理带来更好的服务质量标准和更长久的服务生命周期。ITIL主要针对IT服務展开职能管理，作为IT服务端与用户之间的联系点[8]，ITIL从事件管理、问题管理、配置管理、发布管理和服务管理等多个角度出发，展开框架设计研究，采用内置ITIL的方式实现问题评估、调查原因、制定解决方案及解决问题等，物联网IT运维管理的核心流程部分设计如图1所示。

从图1中可以看出，内置的ITIL框架通过对事件管理模块、问题管理模块和变更模块相关功能流程的设计与结构嫁接，实现了IT运维管理系统的可视化，同时利用数据库和网络系统，实现大数据化IT运维服务平台的云控制，大大提高了物联网的运维管理速度，缩短了软件执行周期。在ITIL技术的支撑下，利用物联网IT运维服务可视化平台，可以实现物联网日常IT运维工作的流程化、开放化及规范化管理，并在大数据云计算的基础上，提升物联网IT运维管理服务的质量和效率。

2  IT运维管理云服务平台架构设计

2.1  平台的设计目标分析

在物联网IT运维云服务管理平台的建设过程中，需要以ITIL作为核心架构模型，以内置的形式进行平台功能的划分和设置。平台的设计目标包括以下4个方面：

（1）针对ITIL的框架服务理念，展开系统的整体设计，并以模块化的形式将整个运维管理云服务平台划分为5大子系统，从而进一步明确物联网IT运维管理的工作流程，实现物联网的网络化云服务管理。

（2）在物联网技术的支撑下，实现物联网数据信息的实时云传输，并能够通过IT运维管理下设备的运行状态和相关参数，以信号或阈值的方式，在可视化云平台上实现预警提示和处理方案提示。

（3）在云计算的设计与优化过程中，实现物联网IT运维服务平台的线上网络化运维管理，并以移动终端远程控制的方式，实现物联网跨平台、跨空间接派单以及运维事件预警、跟踪、报修与数据信息反馈等。

（4）实现网络链路管理与外围设备管理的对接，以全程闭环管理的方式，实现基于云平台的数据信息采集、定位、查询与处理统计，实现物联网数据管理的自控性目标。

2.2  物联网IT运维管理云服务平台架构设计

在ITIL框架内置管理的基础上，将整个运维管理云平台划分为5大子系统，使得物联网的IT运维管理根据功能的不同，划分给不同的子系统，每个子系统根据自身的功能定义，展开代码设计与功能实现，完成相应的云服务管理。其中，物联网IT运维管理云服务平台架构结构图如图2所示。

下面介绍物联网IT运维管理云服务平台各功能模块及其特点：

（1）物联网集中监控子系统功能模块。该子系统的设计是为了完成IT基础设施的设备环境集中监管，其对应的监管设备包括网络设备、存储管理设备、安全管理设备、虚拟云业务资源设备、网络TCP/IP服务设备，实现数据库对一系列IT数据化信息资源的直接监控与管理，并通过J2EE开发平台的应用，实现整个子系统的可视化展现，进而方便其与物联网第三方IT运维管理平台的集成与合作。

（2）物联网资产配置子系统功能模块。该子系统的设计是为了实现IT资产设施台帐的建立与统一管理，采用业务建模的方式，通过软件平台的搭建，使得用户可以应用该子系统功能模块完成资产设备的调和、变更与基于IT环境的控制配置管理。

（3）物联网操作审计子系统功能模块。该子系统的设计是为了实现审计资源账号的分配与合理授权，这里的审计资源设备主要是指物联网的网络设备、网络云平台服务器、运维管理数据库等。同时，该子系统基于物联网IT运维特点，实时监控物联网内部设备并对它们进行可视化管理，最大限度地满足物联网IT运维的内控要求，及时有效地针对问题给出告警提示，进而防范由于错误操作或设备管控不良而产生的物联网运营风险。

（4）物联网流程管理子系统功能模块。该子系统的设计是为了实现规范化与标准化的运维服务流程，通过物联网技术与服务流程（即针对ITIL在事件、问题、变更管理等实践管理中的内核设计流程），完善知识库的大数据建设，实现云平台下物联网数据信息的知识共享，提高物联网云服务效率，进而在数据查找与查询方面，提高用户的信息需求满意度。

（5）物联网集成展现子系统功能模块。该子系统的设计是为了实现物联网IT运维管理的一键式统一运维，实现数据化物联网IT运维云平台的权限分配与报表管理。在该子系统模块的管理下，需要确保云平台下多类运维管理人员角色划分的正确性，按照系统功能，将运维管理人员划分为三个层级，并且在层级管理模式下实现基于大数据网络的物联网IT运维管理，不同层级的管理人员可通过可视化云平台的操作窗口，远程实时完成物联网的IT运维管理。

3  物联网IT运维管理云服务平台设计与实现

3.1  物联网集中监控子系统功能模块的逻辑架构研究

物联网集中监控子系统功能模块由统一事件管理平台和统一性能管理平台两大数据平台组成，这两个平台在基于Oracle的性能管理数据库的支持下，实现对物联网IT运维管理外围基础设施的性能測评与告警提示，并在数据总线的链接下，实现对多类不同应用管理模块的实时监测与远程云端控制。该子系统的逻辑架构如图3所示。

从图3中可以看出，物联网集中监控子系统功能模块需要实现基于Web的告警，监控物联网IT运维管理可视化平台，并以直观的形式呈现在最终用户告警平台上，并可以利用Java程序代码，对告警进行生命周期编码与设计。其中，告警warning的确认、删除、取消等操作过程以面向对象的编码方式进行，方便用户进行可视化的告警判断与告警数据信息管控，帮助IT运维人员在科学有效的平台管理下，应对及处理告警实践。

其中，告警提示的Java语言实现图像监控采集的部分源代码为：

private Robot robot=null;

private Rectangle rect=null;

publicImageProvider（）throws AWTException{

rect=new Rectangle（Toolkit.getDefaultToolkit（）.getScreenSize（））;

robot=new Robot（）;}

publicBufferedImageCopyScreen（）{

bufferedImage image==robot.createScreenCapture（rect）;

return image;}

在针对物联网企业IT运维24×7小时的实时监测管理下，一旦运维管理云服务平台发现运行故障（或到达告警阈值），系统管理平台就会在大数据云平台下，根据预先配置的告警动作策略，通知不同级别的运维人员，进行实时对应的IT运维管理与部件检测。

3.2  物联网资产配置子系统功能模块的设计与实现

物联网资产配置子系统功能模块（简称为CMDB），是连接物联网IT运维技术与管理的关键数据整合层。物联网资产配置子系统功能模块的可视化管理云服务平台属性关系，如表1所示。

在物联网资产配置子系统功能模块中，提供多样化的CMDB配置方法，按照模块划分的形式将配置项的变更审核分为3种功能不同的审核模式：

（1）核心审核模式。实现物联网核心业务的IT运维配置项信息配置与信息数据变更审核。在具体的操作过程中，由管理员用户选中可视化平台的待审核记录（配置项或变更项），然后由IT运维管理云服务平台自动生成配置（或变更）审批工单，投入审批程序中进行审核。

（2）简单审核模式。实现物联网常规业务的IT运维配置项信息配置管理，由具有权限的管理员执行审核及操作记录，该操作主要针对非核心物联网业务进行。

（3）自动审核。实现物联网不重要信息业务的IT运维配置项信息配置管理，适用于变更频繁且重要性不高的物联网IT运维管理配置信息，能够在保证物联网数据云处理准确、合法的前提下，减少物联网管理人员人工审核的工作量。

3.3  物联网操作审计子系统功能模块的设计

按照模块化的划分方式，物联网操作审计子系统可以划分为功能模块管理内容和统一账号管理机制两部分，通过对模块的分级管理与划分，展开该子模块的具体设计：

（1）物联网操作审计子系统功能模块管理内容划分。该子系统功能模块的管理内容主要包含两个方面：1）集中管理功能。根据物联网数据中心运维个体化特点，对物联网IT运维管理服务平台实施统一安装部署与集中管理;2）基于物联网的管理人员统一密码身份认证。在设置身份认证功能模块时，采用多种身份认证的方式，为不同工作人员设置不同的认证模块，并将相关模块集中到一个大模块之下，使得所有IT运维人员都能够在同一个运维入口登录运维软件。

（2）物联网管理人员的统一账号“六权分立”角色管理。系统内置6种不同的运维员角色，实现了物联网IT运维管理上的多权分立。在统一身份认证的管理机制下，6种不同的运维员角色负责不同的管理工作，且不同的运维员之间有着彼此牵制的作用。其中，超级运维员是本IT运维服务平台的最高权限管理者，他可以完成系统配置、用户管理、权限分配、审计等任务;权限、资产、审计、密码运维员能够完成用户、授权管理的增删改查，用户、设备关联与授权，物联网资产添加编辑，物联网审计、联网账号、密码管理等任务;普通运维用户拥有物联网IT运维平台的访问权限以及对与自身相关数据信息的修改权限。具体权限的划分如表2所示。

3.4  物联网流程管理子系统功能模块的设计

鉴于流程管理子系统是日常IT运维以及对外服务接口的平台，因此基于ITIL管理框架结构进行设计，并且在设计过程中，通过可视化的BPM流程引擎实现流程定义、角色权限、跟踪控制、审计与统计等功能。设计中，在流程管理子系统的模块中内置了ITIL事件、问题、变更、发布、配置等功能模块，涵盖巡检作业、运行值班、值班日志等实用功能。

3.5  物联网集成展现子系统报表设计功能模块的设计

在该模块的设计中，为系统内置灵活易用的报表设计器，并利用数据仓库作为报表开发的数据源。该模块采用了与Excel相似的操作界面，支持HTML、PDF、EXCEL、WORD等不同文本的上传和下载。其中，物联网IT运维管理服务云平台报表可视化管理界面如图4所示。

3.6  物联网IT运维管理服务云平台应用部署

物联网IT运维管理服务云平台通过监控和运维管理模式的灵活组合，采用“分布式监控、集中运维管理”相结合的管理模式，能够满足物联网的IT运维管理需求，其具体的部署方式为“信息中心—分中心的专网部署”。

4  结  论

物联网的发展离不开网络开放化的IT运维管理，基于ITIL的IT运维云服务平台能够在统一账号“三權分立”管理的基础上，实现物联网设备的IT运维实时控制，并能够在大数据的基础上，以云技术作为运维知识库，提高物联网工作人员的技术管理能力，进而提高运维部门的远程云平台管理能力和工作效率。

参考文献：

[1] 李楠，胡晶，随彪，等.IT运维管理系统的研究与应用 [J].电子技术与软件工程，2021（14）：48-50.

[2] 王安之.物联网设备资源管理平台关键技术研究 [D].南京：南京邮电大学，2020.

[3] 杨文杰.物联网开放平台服务管理的研究与应用 [D].北京：北京邮电大学，2020.

[4] 施亮.物联网平台设备管理系统的设计与实现 [D].南京：南京大学，2020.

[5] 郭守兵.分布式通用物联网数据管理平台的设计与实现 [D].北京：北京邮电大学，2020.

[6] 张艺.基于物联网云平台的智慧管廊信息系统后台的设计与实现 [D].北京：北京邮电大学，2020.DOI：10.26969/d.cnki.gbydu.2020.000842.

[7] 梁磊，王艳娥.基于ITIL的物流中心信息网络运维体系研究 [J].物流技术，2016，35（3）：155-158.

[8] 朱红雨，郭江博，徐家富，等.基于ITIL与物联网的开放型IT运维云服务平台的研究 [J].中国医学装备，2020，17（11）：110-113.

作者简介：赵海洋（1981—），男，满族，辽宁桓仁人，讲师，硕士研究生，研究方向：网络技术及大数据处理;时延鹏（1975—），男，汉族，辽宁凌源人，副教授，硕士研究生，研究方向：计算机应用技术及物联网通信数据处理。