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互联网时代的网络自动化运维

2019年9月7日 - 香港理财婆玄机图

互联网上有两大主要元素”内容和眼球”,”内容”是互联网公司(或称ICP)提供的网络服务,如网页、游戏、即时通信等,”眼球”则是借指海量的互联网用户。互联网公司的内容往往分布在多个或大或小的IDC中,越来越多的”眼球”在盯着ICP所提供的内容,互联网公司进行内容存储的基础设施也呈现出了爆发式的增长。为了保障对内容的访问体验,互联网公司需要在不同的运营商、不同的省份/城市批量部署业务服务器用以对外提供服务,并为业务模块间的通信建立IDC内部网络、城域网和广域网,同时通过自建CDN或CDN专业服务公司对服务盲点进行覆盖。因此随着业务的增长,运维部门也显得愈发重要。他们经过这些年的积累,逐步形成了高效的运维体系。本文将结合国内互联网公司的经验,重点针对IT基础设施的新一代自动化运维体系展开讨论。

一、运维的三个阶段

● 第一个阶段:人人皆运维

在早期,一个公司的IT基础设施尚未达到一定的规模(通常在几台到几十台机器的规模),不一定有专门的运维人员或部门,运维的工作分担在各类岗位中。研发人员拥有服务器权限,自己维护和管理线上代码及业务。

● 第二个阶段:纵向自动化

随着业务量的增长,IT基础设施发展到了另外一个量级(通常在上百台至几千台机器的规模),开始有专门的运维人员,从事日常的安装维护工作,扮演”救火队员”,收告警,有运维规范,但运维主要还是为研发提供后置服务。

这个阶段已经开始逐步向流程化处理进行过渡,运维部门开始输出常见问题处理的清单,有了自己业务范围适用的自动化脚本,开始利用开源软件的拼装完成大部分的工作。

具体表现为:各产品线有自己编写的脚本,利用如SVN+puppet或chef来完成服务器的上线和配置管理等工作。

● 第三阶段:一切皆自动

在互联网化的大潮中,越来越多的黑马团队应运而生,都曾有过短时间内用户访问量翻N倍的经历。在流量爆发的过程中,ICP的互联网基础服务设施是否能够很好的跟进,直接决定了业务内容能否满足海量用户的并发访问。

与此同时,运维系统需要足够地完善、高效、流程化。谷歌、腾讯、百度和阿里等规模的公司内一般都有统一的运维团队,有一套或多套自动化运维系统可供参照,运维部门与开发部门会是相互平行的视角。并且也开始更加关注IT基础设施在架构层面的优化以及超大规模集群下的自动化管理和切换(如图1所示)。

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图1.大型互联网公司IT基础设施情况概览

二、BAT(百度、阿里、腾讯)运维系统的分析

国内的互联网公司百度、阿里、腾讯(以下简称:BAT)所提供的主要业务内容不同,IT架构不同,运维系统在发展过程中有不同的关注点。

1.腾讯运维:基于ITIL的运维服务管理

预计到2015年腾讯在全国将拥有60万台服务器。随着2012年自动化部署实践的成功,目前正在进行自动化验收的工作。在网络设备方面,后续将实现从需求端开始的全自动化工作:设备清单自动生成->采购清单自动下发->端口连接关系、拓扑关系自动生成->配置自动下发->自动验收。整个运维流程也已由初期的传统IT管理演进到基于ITIL的服务管理流程(如图2所示)。

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图2.腾讯基于ITIL的运维服务管理

2.阿里运维系统:基于CMDB的基础设施管理+逻辑分层建模

CMDB(Configuration Management Database)
配置管理数据库(以下简称:CMDB),将IT基础架构的所有组件存储为配置项,维护每个配置项的详细数据,维护各配置项之间的关系数据以及事件、变更历史等管理数据。通过将这些数据整合到中央存储库,CMDB可以为企业了解和管理数据类型之间的因果关系提供保障。同时,CMDB与所有服务支持和服务交付流程都紧密相联,支持这些流程的运转、发挥配置信息的价值,同时依赖于相关流程保证数据的准确性。可实现IT服务支持、IT运维以及IT资产管理内部及三者之间的流程整合与自动化。在实际的项目中,CMDB常常被认为是构建其它ITIL流程的基础而优先考虑,ITIL项目的成败与是否成功建立CMDB有非常大的关系。

3.百度自动化运维:部署+监控+业务系统+关联关系

百度主要面临的运维挑战包括:突发的流量变化、复杂环境的关联影响、快速迭代的开发模式以及运维效率、运维质量、成本之间的平衡等等。百度的运维团队认为,当服务器规模达到上万台时,运维视角需要转为以服务为粒度。万台并不等于”百台*100″;机器的运行状态,也不再代表业务的工作状态;运维部门为研发提供前置服务,服务与服务之间关系也随着集群的扩大逐渐复杂起来。

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图3.百度自动化运维技术框架

百度的自动化运维技术框架,划分为部署、监控、业务系统、关联关系四大部分,整个框架更多突出了业务与IT基础设施的融合,注重”关联关系”的联动。所谓关联关系,主要是指任务与任务之间的时序依赖关系、任务与任务之间的数据依赖关系、任务与资源之间的引用依赖关系,分别对应到任务调度、数据传输、资源定位的服务流程中,形成了多条服务链。

关联关系的运维与业务较强相关,需要有一套系统能够理清楚关系的全貌,从而在复杂的服务链上,定位运行所在的环节,并在发生故障时预估影响范围,及时定位并通知相应的部门。在这样的一套系统中,自动化监控系统非常重要。百度的技术监控框架,主要通过数据采集、服务探测、第三方进行信息收集,进行监控评估后交给数据处理和报警联动模块处理,通过API接口进行功能扩充(如图4所示)。

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图4.百度自动化技术监控框架

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