四型机场建设中的机房运维探索与实践

所谓四型机场就是以“平安、绿色、智慧、人文”为核心，依靠科技进步、改革创新和协同共享，通过全过程、全要素、全方位优化，实现安全运行保障有力、生产管理精细智能、旅客出行便捷高效、环境生态绿色和谐，充分体现新时代高质量发展要求的机场。

在此以北京大兴机场为例，在信息管理部在机场数据中心建设规划初期，就已明确了大兴机场安全、智慧、绿色机房的建设目标，遵循统一规划、分步实施的建设原则，逐步建成安全稳定、运行高效、资源节约的新型数字化管理机房。

第一阶段：建设“平安”机房

【建设方案】

机场筹建初期，选用240台不同品牌、类型的设备做带外管理，初步目标是解决数据中心设备的自动化巡检及统一的远程操作管理，采用服务器设备的带外管理口进行监测与管理，硬件状态数据取自于服务器内部传感器，直接从硬件层面获取设备状态参数，数据更为深入、全面和直观，可实现精准定位设备故障。带外管理有其独立的带外管理网，与生产网完全物理隔离，不会占用业务系统的资源，进一步保障业务系统的安全。

【建设成果】

1、实现所有品牌服务器设备vKVM管理，减少人员出入机房

实现机房统一的远程操作，例如开关机、重启、固件版本升级及状态查看等，不依赖于操作系统，即使操作系统蓝屏，仍然可以用vKVM功能对设备进行操作， 并且可以做录屏审计，实现机场多机房所有服务器的统一运维。

2、实现主动式自动巡检和告警，快速定位故障点

实现分钟级的全盘巡检、组件级巡检，做到快速精确发现故障、定位故障。巡检项包括：部件号、序列号、设备面板灯状态、风扇类转速、插槽以及光交光衰问题等。当巡检到设备异常时，系统可根据已配置的告警规则，自动推送告警通知到自动化运维平台等协同系统，并以邮件、短信形式推送给对应人员。

3、实现精细化的机房监测

带外管理平台可从设备维度、机柜维度、机房维度、业务维度以及固件版本状态、设备配置变更等多个维度对机房进行自动化监测，监测数据时效性高、准确度高，并能够提供图表形式的可视化监测界面，让值班监控工作变得直观简便。

4、紧急状态下的业务保护

当由于外力不可控因素发生突发状况时，比如空调失灵、正常电力供应中断， 通过系统紧急状态应对策略，可以保障优先级高的业务服务器保持正常运行，优先级较低的业务服务器减少用电和热量产生，做到核心业务的安全保障。

第二阶段：建设“智慧”机房

【建设方案】

为充分运用物联网、大数据、AI、云计算等前沿技术，实现多个系统有机联动，将机房自动化、智能化、去人工化做到极致，二期建设进一步将机房所有核心网络设备（包括防火墙、交换机、DNS、WAF、VPN、SAN 交换机、磁盘阵列）、数据库服务器和集团云的服务器、存储等设备全面接入机房硬件设备带外管理平台，实现机场各个核心机房所有硬件设备的统一监测与管理，进一步提升IT设备管理的智能化水平。

同步上线资产自动化管理功能，实现机房所有IT设备位 置变更、配置变更、部件更换、维保变更及备件出入库等的实时自动化管理，减少人工介入，确保资产管理清晰，提高数据中心智慧能力。此外，实现机房硬件设备带外管理平台与自动化运维平台、CMDB、云平台、3D大屏、巡检机器人等系统的对接和互联互通，打破以往各系统的孤立，实现各平台数据共享，致力建设四型机场。

【建设成果】

1、实现IT资产全生命周期自动化管理，辅助采购决策

可实现IT资产从采购、上线、验收、运维、变更、下线、报废的全生命周期管理，直接对接ITSM系统，可完成设备初始配置到变更信息的自动、精准获取，具体包括：机架、空间、位置变更，部件变更，网络配置变更，维保管理， 序列号变更等，及时把控机房IT设备的生命周期进程，预警相关风险。可纳管IT资源包括硬件设备（服务器、小型机、网络设备、存储、备份等）、机柜、业务资产、备件、IP地址等。

通过对IT设备生命阶段的统计与分析，可直观反馈设备/部件使用率、品牌使用率、库存设备占比等信息，有效辅助来年备件采购决策和备件出入库匹配。

设备资产变更管理页面

2、全方位可视化大屏运维

提供总览、设备、机房、机柜、业务、监测、能耗、资产、网络等多维度的大屏展示，为管理者提供统一视角的管理工具，辅助管理者快速获取相关信息， 实现管理决策有据可依。

3、U位可视化管理

采用全球领先的MC-RFID专利技术、无源主动式RFID定位技术，实现实时定位资产细化到U位，自动变更资产上下架信息，对机柜U位空间和资产实时监控，能及时告警资产异动，智能化辅助设备上架决策。

4、自动生成报表和统计分析，提高效率

全方位自动收集设备多维度数据，包括资产运行状态、故障率、剩余空间、 能耗、维保等，生成丰富的定时报表、自定义报表，并对接自动化运维平台CMDB系统，留存运维记录，可全面减少人工统计的成本投入和避免人工录入有错记、 漏记的风险，形成高效的报表管理机制。

5、机房管理多系统有机联动

通过接口对接，打通带外管理平台与3D大屏系统、巡检机器人系统的有机联动，形成大数据+AI+自动化驱动下的无人值守机房运维模式，形成故障快速响应和自动化处理机制。

第三阶段：建设“绿色”机房

【建设方案】

在机房硬件设备带外管理平台的基础上，重点加强对机房能耗的管理，从“设 备”视角，掌控更多看不到的能耗数据，辅助设备上架决策，提高机柜利用率；通过对精准采集数据的分析和应用，联动动环系统动态调整机房整体温度，大量节省机房能耗；通过对设备部件级的实时监测，减少每年机场开闭站例行维保中硬件设备电源的大量人工确认工作，降低运营成本，真正实现安全、智慧、绿色的新一代机场数据中心机房。

【建设成果】  

1、有效排查机房低负载服务器或僵尸服务器

通过精细化的设备状态监测和能耗分析，可以主动排查机房所有的低负载服务器和僵尸服务器，进而辅助运维人员决策，实现服务器资源更高效的利用，节省僵尸服务器对机房能源的消耗。

2、大幅降低机房能耗

无需在机架中增加任何硬件监测设备，即可实时采集设备的能耗、温度数据， 全方位实时监测机房、机柜、设备、业务的能耗信息，为每日决策、长远预测提供可靠依据，最大限度提升机架利用率，排查能耗异常设备并实时告警，降低风险，减少能源消耗。

3、降低机房 PUE 值

设备级功耗和温度的数据采集，发现局部热点，对接动环系统精准控温，提升机架的利用率，降低机房PUE值，从而实现机场能耗管控、资源节约、低碳运营的目标。

第四阶段：打造业内最佳能耗管理示范项目

在第四阶段的项目建设规划中，大兴机场将始终贯彻“平安、智慧、绿色”的建设理念和“安全稳定、运行高效、资源节约”的目标准则，以打造无人值守数据中心为目标，不断提升数据中心的自动化运维能力，创造世界领先的运营效率。

同时，这一阶段工作会重点关注能耗管理优化，通过最全面的能耗相关数据采集、 大数据分析和AI算法运用，对机场数据中心能耗进行精细化管理，在合理范围内最大限度提高机架密度、提升设备利用率、减少动环能耗，树立行业资源集约管理标杆，形成全国能耗管理示范项目，为民航业深入落实“十四五”规划，实现高质量、高效率、高效益的质优式发展提供创新性示范。

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