北京2022年4月27日 /美通社/ -- 隨著互聯網、5G、IoT等飛速發展，數字化、智慧化的建設對算力提出更高的要求，數據中心向著規模化、集約化、綠色化不斷演進，根據ResearchAndMarkets 《全球數據中心托管服務市場機遇》報告顯示，超大規模數據中心預計將從2019年的509個增長到2025年的890個，這將改變數據中心建設和使用的方式，數據中心規模不斷擴大，大型數據中心服務器數量已經達到了10萬以上的量級，這意味著對運維的難度、人力、成本、專業性都提出了更高的要求，企業數據中心的運維壓力面臨著前所未有的挑戰，打破傳統運維方式，打造"監、管、控、防"智能化的運維是解決問題的關鍵。
什么是智能運維？
首先，要了解數據中心運維的發展歷程，它主要包含三個階段：人肉運維、自動化運維和智能運維。
所謂人肉運維就是指 -- 在早期，大部分數據中心的運維工作是由運維工程師手工完成。服務器運行狀態，全靠運維工程師每日肉眼查看，進行問題定位與解決，每位工程師可以運維的上限約為400臺設備。這種低效的運維方式，在數據中心服務器增多和人力成本逐漸增高的時代，是難以維繼的。
所以自動化運維便應運而生，由運維工程師根據運維經驗編寫腳本，進行批量設備巡檢，后期發展成基于任務的設備巡檢，這便是自動化運維的早期方式。這大大提升了發現異常設備的效率，降低了運維成本。但是，面對故障根因、故障預測、性能趨勢和控制決策，自動化運維卻力不從心。
根據Gartner發布的《2021年中國ICT技術成熟度曲線報告》顯示，AIOps市場將持續增長并影響整個IT運營管理市場，報告預計未來2-5年內AIOps將進入成熟期并會幫助企業大幅節約成本。從服務器運維的角度來分析服務器智能運維，目標就是通過對帶外信息（配置信息、狀態信息、性能信息、日志等）和帶內信息（配置參數、性能信息、日志信息）進行采集，利用機器學習的方式來解決上述問題，提高系統預警能力和穩定性，降低運維成本，提高運維效率。
浪潮信息打造智能化的物理基礎設施管理平臺（ISPIM）
浪潮信息物理基礎設施管理平臺ISPIM，通過對數據中心IT設備的7*24h納管監控，實現在異常檢測、故障診斷、故障預測、故障自愈、性能預測等多維度的智能化運維。
服務器運維中，最根本的是對于異常的檢測，常見的是對狀態指標、性能指標和日志數據三大數據的檢測。
狀態指標：當服務器的狀態出現異常時，浪潮信息ISPIM管理軟件通過主/被動方式對服務器的異常進行聚合，防止重復告警和誤報，同時對同時刻多告警進行根因定位，防止告警風暴，產生告警麻痹。
性能指標：在性能指標檢測方面，傳統手段是設置閾值，但常常因為某一時刻產生噪點數據而發生誤報，通過重復次數，閾值抖動范圍和自學習數據密度分布等方案，便能夠解決噪點數據產生的99%的告警誤報；但面對周期性變化的數據卻無法進行動態調整，也會產生誤報的情況，大大降低告警的準確性。浪潮信息ISPIM管理軟件通過AI優化，針對性能數據進行時域、頻域、能量等變化進行動態分析，采用LSTM和隨機森林兩種方案進行預測，告警準確性達到98%。
日志數據：日志一般是半結構化的數據，根據日志級別產生告警，準確性不夠并且只能檢測到已知和確定模式的異常。浪潮信息ISPIM管理軟件擁有4000+運維專家資源庫，幫助實現服務器故障快速診斷，同時在日志智能故障診斷方面，會將采集的日志進行重新編碼，不斷加深對深度學習、LSTM等算法的研究、實踐應用，實現從多個維度對服務器異常進行分析，異常檢測準確率高達99%。
為進一步提高運維效率，浪潮信息ISPIM管理軟件除了對日志的故障診斷之外，還會對系統宕機后的數據進行深入的剖析，便于問題快速定位，提高效率。
通過對采集的海量數據進行分析，浪潮發現服務器的宕機通常是發生了CPU MCE（Machine Check Exception）故障，MCE來源一般來說有兩種，一種是CPU本身故障，一種是來自CPU外部的部件。浪潮信息ISPIM管理軟件通過帶外收集服務器CPU寄存器數據，基于MCA（Machine Check Architecture）技術架構，通過定位CPU觸發源、分析MC Bank、解析CSR、MSR寄存器，實現故障原因的確認以及故障部件的精準定位，并根據浪潮信息專家經驗庫對故障問題給出專業的解決方案，從而提升運維效率。
據統計顯示，在數據中心中由內存、硬盤造成的故障占比超過50%以上，其主要原因在于硬盤、內存保有量較大，生命周期相對較短，使用率較高等。當內存或硬盤產生故障時，極容易發生嚴重宕機事故。
對于內存而言，內存產生的CE（可糾正錯誤），可以通過ECC（Error Correcting Code）機制進行糾正，但是頻繁的CE往往會產生UCE（Unchecked Error），一旦產生UCE，往往會導致系統宕機。因此，預測內存故障即可轉化為預測UCE，浪潮信息ISPIM管理軟件對內存CE，通過多個維度統計分析，從CE總頻率、內存固定物理地址CE頻率閾值、固定Cell CE頻率閾值、CE在Column分布范圍及頻率閾值等維度統計，獲取UCE與CE關聯關系，從而預測UCE。
而對于硬盤，在數據中心中大多存儲陣列會采用一些冗余機制，但是這只能保證有限硬盤失效的場景，一旦故障盤數量超過RAID冗余的極限之后，很可能造成系統宕機或者數據丟失的風險。浪潮信息ISPIM管理軟件通過對SMART（Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology）標準進行分析，獲取硬盤故障預測的關鍵數據特征，基于模型算法進行訓練，優化模型算法，輸出為推理算法模型，通過SMART指標及硬盤運行日志，預測風險盤。同時當硬盤預測達到換盤指標時，可支持換盤操作。
通過這些技術優化，浪潮信息ISPIM管理軟件可以實現對內存和硬盤的故障預測，大大提高系統穩定性。
浪潮信息ISPIM管理軟件在針對故障自愈方面，可以支持內存故障自動隔離，在操作系統層面，結合MCE（Machine Check Exception）日志數據信息，基于CE故障信息，通過虛擬內存故障Page診斷算法，確定內存故障Page，并在操作系統內核執行Page Offline，通過虛擬內存技術，隔離對故障內存區域的訪問，實現內存故障隔離。在物理內存層面，基于CE故障信息，通過物理內存故障診斷算法，利用SPPR（Soft Post Package Repair）、HPPR（Hard Post Package Repair）對物理內存故障Row進行隔離，在技術上實現對故障內存的永久性隔離，提高操作系統的穩定性和可靠性，從而保障業務的穩定可靠運行。
性能預測是指對服務器的性能數據，經過ARIMA、指數平滑、LSTM、Prophet等智能算法，能夠感知系統在未來幾個小時、幾天或者一年的數據的走勢、增長量或者周期性變化等。浪潮信息ISPIM管理軟件憑借自研性能分析核心組件，可支撐上萬臺服務器同時進行秒級性能數據的監控與告警，幫助運維人員實時掌握設備的性能狀況，實現對磁盤壽命、容量預測，準確率達到99%。
浪潮信息物理基礎設施管理平臺ISPIM（Inspur Physical Infrastructure Manager），具備資源管理、故障監控、性能監控、能耗管理、自動部署、報表統計、網絡拓撲和3D視圖等功能，可同時對數萬臺不同品牌服務器、存儲、網絡設備等設備進行統一監控、運維、告警管理，運維效率提升2倍，基于浪潮信息故障專家庫的大數據規則故障診斷功能，可將故障診斷準確率提升到93%，并且可在快速處理故障的同時極大程度降低數據泄露風險，幫助用戶打造無人值守數據中心，提高運維效率并降低運維成本，保障數據中心安全、可靠、穩定的運行。
