网络运维 设备管控

如何实现网络安全监控运维?

智慧轨道交通云联网网管监控运维解决方案

智慧轨道交通云联网网管监控运维解决方案
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            交通作为国民经济和社会发展的基础性、先行性产业,在整个社会经济、民生发展中占有举足轻重的地位,随着包括5G基站建设、城际高速铁路和城市轨道交通、大数据中心、工业互联网在内的新基建按下加速键,轨道交通云联网加速实施。

            随着铁路运输建设提速,轨道网络构建方式正逐步从单线独立网络向综合化转变,各系统设备型号日益多元,各线路间相互关联日益密切,给铁路运输行业网络运维管理带来更大的风险与挑战。

    第1章 铁路运输行业背景

    1.1.运维设备多更新快是难点

            铁路运输行业网络建设需规模庞大的前后端设备,涉及多种供应商、工程商,上百种产品、品牌、型号,包括多种网络结构和组网形式,多种协议及通讯机制,需与各类管理系统联动,建设运维同步推进。

    1.2.安全可控是关键

            由于铁路运输网络涵盖的设备种类繁多、品牌及厂家不一,个体抵挡非法攻击的能力弱,更易存在接入风险。

    1.3.国产化替代是趋势

            近年来国产化替代成为发展趋势,但不同时期采用的产品种类繁多,部分设备缺乏自检和报警功能,需要定期人工巡查,设备维护管理的信息化程度较低,发现故障不及时将影响铁路运输的流畅进行。

    1.4.轨道交通视频联网等保有要求

            交通运输部办公厅在2019年发布《全国高速公路视频联网监测工作实施方案》和《全国高速公路视频云联网技术要求》。为加快推进可视、可测、可控、可服务的高速公路运行监测体系建设,要求到2020年底,基本建立全国高速公路视频联网监测管理机制和制度标准体系,建设部级视频云平台并全国联网运行。


            新基建加速推动5G、人工智能等新技术发展,为智慧轨道交通加速推进提供了技术支撑。智慧轨道交通网络安全建设主要参考等保2.0提出的框架,轨道交通视频监控建设联网应用综合运维系统需加强网络安全传输、系统安全保障、重要信息安全管控等技术手段建设,提升智慧轨道交通安防监控系统综合防护及运维能力。

    第2章 铁路运输行业运维需求分析

            铁路运输行业中IT资源众多,涉及的网络设备品种多、规模大,给设备管理和运维工作带来压力,同时由于多采用传统运维模式,效率更其低下,运维人员常常处于被动救火,导致工作效率低下,难以高效维护所有设施和各种业务应用。随着行业进入到网络化运营阶段,对设备维护提出更高要求与挑战,要求运维人员提升维护手段、转换运维模式。

    2.1.涉及设备类型繁多,难统一运维

            涉及内场、外场多种类型设备,不但涉及交换机、服务器、存储、操作系统、数据库、防火墙等IT设施,还涉及外场信号机、信号灯、测速等设施,同时随着无线网络的覆盖,无线AP、摄像头等设备急剧增多,难以对以上设备集中监控、统一运维。 

    2.2.设备规模庞大,难集中管理

            海量摄像头、信号机、服务器、无线AP等设备,且布散在不同的地域、线路,运维人员需前往不同区域进行设备维护,远人力巡检能力,且故障发现不及时。

    2.3.缺乏统一故障监控、获取能力

            内场、外场设备品牌、型号众多,运维人员往往需同时查看多个厂家的管理平台,进行故障监控和状态监测,缺乏统一的故障监控、通知、处理。

    2.4.运维数据孤岛,数据间难联动

            监控、运维、日志审计等系统内各类数据格式差异大,数据无法打通,形成数据孤岛,无法对整个网络及其中的设备进行数据分析。

    2.5.资产备案缺失,维护难定位

            整体运维涉及的设备数量成千上万,未真正实现一机一档,尤其是前端设备,如摄像头、无线AP等,体积小,安装分散,设备维护时定位困难。故障发生后,缺乏资产信息,备品配件调配无法即时进行,严重影响故障处理进度。

    第3章 智和信通运维一体化解决方案

            在此背景下,北京智和信通技术有限公司推出智慧交通运维一体化管理解决方案,从IT设施的全生命周期进行监测和预警,将人工运维转化为自动运维,将被动维护转化为主动维护,将单点监控转化综合监测,提高态势感知、风险监测、故障告警、大数据分析等能力。对铁路运输全网信息进行跨地域、跨网段、跨设备的全维度可视化监测,主动监测和发现网络异常事件,实时告警,提高风险防范和监测预警能力。


    3.1.适配国产软硬件环境

            智和信通国产信创能力采用Java、HTML5跨平台技术,兼容国产化操作系统、数据库、中间件、CPU和虚拟化等。


    • 在国产CPU方面,支持龙芯、鲲鹏、中科曙光、申威、飞腾、兆芯、海光以及其他国产CPU。
    • 在国产中间件方面,支持东方通、中创、普元、金蝶天燕、宝兰德以及其他国产中间件。
    • 在国产设备方面,支持华为、浪潮、中科曙光、天融信、绿盟、山石网科以及其他各类型国产设备。
    • 在国产操作系统方面,支持中标麒麟、银河麒麟、统信UOS、红旗Linux、华为欧拉、Deepin以及其他国产操作系统。
    • 在国产数据库方面,支持达梦、人大金仓、南大通用、神州通用以及其他国产数据库。
    • 在国产云方面,支持阿里云、华为云、百度云、腾讯云以及其他国产云设施。


    3.2.全栈设备智能管理

            方案通过多种协议采集技术,实现一键式自动发现设备,自动生成网络拓扑。将视频设备、信号机、无线AP、存储、服务器、路由器、交换机、防火墙等海量设备等进行统一管理,并自动进行资源监控,产生告警。设备监控无品牌、型号限制,设备类型可弹性扩展。解决铁路交通行业运维涉及设备类型繁多,设备数量巨大,难以集中管理,统一运维的难题。


    3.3.多样拓扑,满足不同专网需要

            通过图形化、具象化的拓扑形式展现设备间的联动关系与实时状态信息,降低运维部门的维护难度,拖动式的布局形式使配置更加灵活。支持的展示方式,包括:智能网络拓扑、区位导航拓扑、GIS地图拓扑、机房机柜拓扑、设备面板拓扑、资源面板拓扑。

    3.3.1.智能展示设备间联动关系

            通过树形、平面结构联动展示设备间链接关系,或按片区、按地域、按层级等多种布局方式划分网络,拓扑中以不同颜色设备图标实时展现设备的实时状态信息。

    高铁站网络拓扑示意图 

    车载网络拓扑示意图 

    3.3.2.GIS设备地域分布拓扑

            通过GIS地图清晰展现设备当前运行状态及所在地点、在线率和完好率,实现网络、服务器存储等管理一目了然。

    铁路沿线网络拓扑示意图 


    3.4.智能摄像头监管与控制

            方案可对不同品牌、不同型号的摄像头进行统一运维,融合网络高清、智能分析、多级管控为一体。支持监管视频监控体系涉及的视频前端设备(摄像头、卡口、编解码器),传输设备(光纤收发器、EPON 等)内场设备(网络与安全设备、主机/虚拟机、存储设备)、机房动力环境等多种设备,解决设备类型多,数量大,分布广,难管理的难题。

            轻松对接多品牌、型号摄像头,通过onvif接口协议和智能化识别技术,实现对视频画面自动侦测、自动提取,主动监控发现和分析出摄像机设备常见的故障,如设备不连通、画面偏色、信号缺失、清晰度异常、亮度异常等问题和原因,并及时在拓扑图中显示出当前视频监控的可用情况。

            通过流量分析回溯能力,采集、分析、存储所有视频网络流量,通过回溯分析数据包特征、异常网络行为,以多维数据分析和深度挖掘为手段,实现数据包层面的视频流量追踪,为视频监控网络传输、有效控制流量、合理分配带宽提供依据。

    视频监控效果示意图 

    3.5.AP设备独立管理,智能分析

            支持将AP作为单独设备进行管理,享受和常规网络设备一样的拓扑,告警分析、资源展示、性能、事件等功能。可自动搜索发现AP设备的下挂设备并生成拓扑图,获取下挂设备的IP、MAC、端口等信息。

    AP下挂设备示意图 


    3.6.高设备适配效率,设备监管无限制

            采取用户自定义设备类型及其设备资源的方式,赋予用户自定义适配设备的能力,更大可能地支持对不同设备类型的支持。通过自定义设备类型及其设备资源,更大限度上提高了智和网管平台的管理范围,真正实现了对设备及其资源的化管理,达到管控万物的目标。


    3.7.跨地域业务监控分析

            智能化、自动化的业务监管方案,支持可量化、可视化的技术手段,监控IT业务系统服务的响应性能,帮助用户准确感知整体业务的性能和质量状况。监控铁路运输相关的售票、官网、运维等业务的性能和质量状况。支持业务视图创建、编辑、业务拓扑展示、业务路由信息、业务告警展示。


            构建包含各业务整体流程的调用依赖关系图谱,展示业务部署中网络设备间多维度关系拓扑。对从业务的前台受理到真正完成的整个业务流程所依赖的业务应用、服务器、中间件、数据库、操作系统等进行实时监控分析,保障核心业务流程稳定、高效。

    3.8.实时故障预警机制

            采集视频设备、信号机、无线AP、存储、服务器、路由器、交换机、防火墙等设备、资源、应用、服务等状态信息,通过对告警机制以及阈值的设置,即时获取准确的告警信息,快速定位告警设备,提升告警处理效率,更大地降低了因设备故障带来的损失。


    3.9.多维度分析设备对比性能

            采集视频设备、信号机、无线AP、存储、服务器、路由器、交换机、防火墙等设备、资源、应用、服务等性能信息。

    3.9.1.详细性能分析展示

            将性能数据按照时间、资源、性能类型等多种维度,通过曲线图、柱状图或表格等形象化地展示出来,按天、星期、月查看性能指标变化。多维度,多形式展示性能数据,运维人员能随时把握设备性能状态,防患于未然。


    3.9.2.多设备性能对比分析

            方案支持选择多个设备进行同维度性能数据分析,提供可视化性能对比视图。如用户获知宿主机的CPU利用率逐渐增加,即可对其中的虚拟机性能进行对比分析,以定位高消耗的虚拟机,快速找到性能瓶颈节点。


    3.10.实时监控网络流量

            方案基于海量流量数据的存储挖掘,实现对网络流量的侦测分析。通过网络流量分析技术,采集、分析、存储所有网络流量,回溯分析数据包特征、异常网络行为。

            提供端到端的流量监控能力,从设备、接口、IP、服务、应用、会话、QoS等层级的实时流量监控和历史流量分析,识别带宽消耗较大的应用程序、服务、协议或 IP 地址,避免网络容量过载,并提升更终用户网络体验。


    3.11.设备集中管理、远程控制一体化

            基于多接口协议对摄像头、网络设备进行深度管控和运维规范配置,实现一个平台即可管理设备,解决操作繁琐难题。提供拓扑图右键快捷命令下发操作,支持对华为、华三、迈普、迪普、锐捷、海康威视、大华等设备的深入管控。


    3.12.面板式的自动化故障自愈

            将人工运维与故障自愈结合,无需针对告警进行手动处置,只需预编排告警处理流程,平台根据场景自动触发,实现故障自愈。通过实时发现告警,进行预诊断分析,判断告警类型和级别,如果是一般告警,平台进行自动恢复,如果是严重复杂告警则通过告警通知、运维工单等形式通知运维管理人员,进行人工处理。同时,将只能由专家处理的各类操作和判断转化为可存在于平台内的流程,形成可保留可复用的运维知识。


    3.13.可视化数据分析

            利用图形、图表、图表等易于理解的形式,提取和分析大量复杂的铁路网络运维数据,呈现分析结果,从而帮助运维人员在短时间内更好地理解和获得更多的信息,帮助运维部门能够实时了解铁路中业务和其所依赖IT资源的运行状况,以及提供系统运维和优化的指示和依据。


    3.14.定制化工单体系

            结合铁路网络运维的需求实现定制化运维工单,通过自动触发与用户报修等方式快速响应运维事件,解决突发故障和请求,实现整个运维流程规范化、标准化,运维协同高效透明,运维结果可查可控。


    3.15.资产全生命周期监管

            方案通过资产管理模块将资产实物与运维数据库一一对应,将为用户提供更加便捷高效资产生命周期管理,资产跟踪、维护和统计分析。方案通过全栈合一的智和网管平台,将资产与运维结合,动态感知纳入监控的资产运行状态,实行IT资产全生命周期管理,从资产入库、领用、变更、维修、调拨、到报废处置,资产每一步操作均实现完整记录,支持追溯,通过平台实现资产整个生命周期的全流程闭环管理,使得IT资产每一次生命周期变更,都有流程可依、都有迹可循,从而实现IT资产监管。


    第4章 方案应用价值

            随着信息化建设的推进,铁路运输行业围绕信息化运维进行了卓有成效的建设,通过部署北京智和信通一体化运维方案对IT网络中的网络设备、主机、业务、应用、摄像头、无线AP、终端等进行运维管理。实现对路局、高铁站、站段多级机构的有效互联互通,整体管控,支持业务的协同保障,全网统一运维。

            通过自动化、智能化的智和网管平台,事前预测异常,早期介入,规避风险,事中快速定位故障,实现自愈,事后进行统计,数据可视化呈现。

    第5章 智慧交通样板用户

            至今,智和信通已成功在交通运输行业完成近百次平台部署,其中包括:北京地铁16线、比亚迪云轨、北京郊线S1线、沈阳地铁9号线、南京地铁、四川沪贵高速、广清铁路、鲁南高铁、商合杭铁路南段、商合杭铁路、铜玉铁路、武广高铁、北京至雄安城际铁路、贵铁路乐山至贵阳段、珠海市区至珠海机场城际轨道、银西铁路甘宁段、合武线(湖北段)、京广高铁(湖北段)、杭黄铁路、通新客专(新民北)、京沈铁路、银西铁路、吴忠至中卫城际铁路、成贵铁路、京沈客专京冀段、怀邵衡铁路、深茂铁路、海南西环、广深珠高速公路。

            部署智和网管平台后,所有设备均被纳入平台集中管理,通过平台即可对设备进行统一监测和管控,随时随地掌握铁路运输网络状况,及时有效对故障及安全隐患进行定位排查,更大程度降低因网络问题带来的风险。