自动化运维提升民航信息系统的可靠性与稳定性

周祥伟 计叶

摘要：计算机在现代民航信息系统中扮演着重要角色，提升其可靠性和稳定性至关重要。本文主要探讨利用计算机软硬件自动化运维来提升民航信息系统的可靠性与稳定性，首先介绍计算机软硬件自动化运维的概念，然后讨论提升系统可靠性的具体方法和技术，最后探讨安全性和隐私保护在民航信息系统中的重要性及其强化措施。

关键词：民航；信息系统；自动化运维；可靠性；稳定性

DOI：10.12433/zgkjtz.20240608

随着民航业务的不断发展，民航信息系统的规模和复杂性也在不断增加，涉及航班调度、乘客信息管理、机场运营等重要环节，其可靠性和稳定性对保障航空安全和提升乘客体验至关重要。然而，由于信息系统规模庞大、运行环境复杂以及人为因素的干扰，系统故障和服务中断仍然时有发生。因此，如何提升民航信息系统的可靠性和稳定性成为一个亟待解决的问题。

一、计算机软硬件自动化运维概述

计算机软硬件自动化运维是现代信息技术发展的产物，是利用自动化技术和工具管理和维护计算机软硬件系统的过程。随着计算机网络规模的不断扩大和复杂性的增加，传统的手动运维方式已经不能满足快速、高效和准确的需求。因此，自动化运维成为提高运维效率和降低运维成本的重要手段。

自动化运维的核心目标是通过减少人工干预，提高运维的效率和质量，对信息系统进行实时监控、自动化配置、故障诊断和性能优化等操作。通过自动化运维，快速发现和解决问题，减少人为错误和停机时间，提高信息系统的稳定性和可靠性。

在计算机软硬件自动化运维中，常用的工具和技术包括监控系统、自动化部署工具、配置管理工具、故障诊断工具和性能优化工具等。这些工具和技术实现了计算机自动化运维操作，加快了系统的响应速度，提高了系统的可用性和可管理性。

监控系统是自动化运维的基础，实时监测计算机系统的各项指标，如CPU利用率、内存使用率、磁盘空间等，通过对这些指标的分析和预警，可以提前发现系统的异常和故障，并及时采取措施进行修复。

自动化部署工具是自动化运维的重要组成部分，实现软件和配置的自动化部署，降低手工操作的复杂性和发生错误的概率。通过自动化部署工具，民航可以快速部署和更新软件，提高系统的响应速度和可用性。

故障诊断工具是自动化运维的重要保障，可以快速定位和解决系统的故障，通过故障诊断工具，实时监测系统的运行状态，分析和诊断故障原因，并提供相应的修复方案，减轻故障对系统造成的影响和损失。

二、利用软件自动化运维提升可靠性

（一）自动化故障检测和修复

1.异常检测技术

异常检测技术是自动化故障检测的关键，通过监控和分析系统的各项指标和运行状态，及时发现并识别异常情况。常见的异常检测技术包括基于规则的检测、基于模型的检测和基于机器学习的检测。

基于规则的检测是最简单和常用的方法，通过定义一系列规则判断系统是否出现异常。这种方法适用于已知故障模式的情况，但对于未知故障模式的检测效果较差。

基于模型的检测是指利用系统的模型判断是否出现异常。通过建立系统的正常模型，比较实际运行状态与模型的差异，从而判断是否存在异常。这种方法适用于已知模型的情况，但对于复杂系统或者频繁变化的系统，模型的建立和维护成本较高。

基于机器学习的检测是指利用机器学习算法来训练模型，从而实现故障检测。通过对系统历史数据的分析和学习，建立能够自动识别异常的模型。这种方法适用于复杂系统和未知模式的情况，但需要大量的训练数据和计算资源。

2.自动故障修复技术

故障修复是自动化运维的另一个关键环节，一旦发现故障，应及时采取修复措施，这也是保证系统可靠性的重要手段。传统的故障修复方式需要人工干预，而自动化故障修复技术可以实现快速、准确的故障修复。

自动故障修复技术可以分为预定义规则的自动修复和自主学习的自动修复两类。预定义规则的自动修复是基于事先定义的修复规则来进行故障修复。当检测到故障时，系统会自动根据预定义的规则执行相应的修复操作。这种方法适用于已知故障模式和固定的修复操作，但对于复杂的故障模式和多样化的修复操作效果较差。

自主学习的自动修复是利用机器学习算法和历史数据来学习和推断良好的修复策略。通过对历史故障数据的分析和学习，系统可以自动学习并给出一套适应性强的修复策略。这种方法适用于复杂的故障模式和多样化的修复操作，但需要大量的训练数据和计算资源。

（二）自动化备份和恢复

1.数据备份策略

数据备份策略是自动化备份的基础，不同的数据备份策略根据系统的需求和特点进行选择。常见的数据备份策略包括完全备份、增量备份和差异备份。

完全备份是将整个数据集备份到备份介质中，这种备份方式保证数据的完整性和一致性，但需要较大的存储空间和时间。

增量备份是指备份自上次备份以来发生变化的数据，这种备份方式减少备份时间和存储空间，但恢复时需要先恢复完全备份，再恢复增量备份。

差异备份是指备份自上次完全备份以来发生变化的数据，这种备份方式减少备份时间和存储空间，恢复时只需要恢复差异备份即可。

选择合适的数据备份策略需要考虑系统的数据量、數据变化情况和恢复时间等因素，以达到数据可靠性和恢复效率的平衡。

2.自动化恢复技术

自动化恢复技术是自动化备份和恢复的关键，对备份数据的自动恢复和重建，实现系统在出现故障时的自动恢复。常见的自动化恢复技术包括数据恢复、配置恢复和环境恢复等。

数据恢复是一种将备份数据恢复到原始状态的方法，将备份数据还原到系统中，使系统回到故障发生之前的状态。这种方法的优点是恢复简单快速，缺点是可能会丢失一部分最新的数据。

配置恢复是一种将备份的系统配置恢复到原始状态的方法，将备份的配置文件和参数恢复到系统中，使系统回到故障发生之前的配置状态，这种方法的优点是保留最新的数据，缺点是可能会丢失一部分系统状态。

环境恢复是一种将备份的系统环境恢复到原始状态的方法，将备份的操作系统、应用程序和依赖库等恢复到系统中，使系统回到故障发生之前的环境状态。这种方法的优点是恢复全面彻底，缺点是恢复时间较长。

三、利用硬件自动化运维提升可靠性

（一）自动化设备监控和管理

1.远程监控技术

实时监测：远程监控技术实时监测系统设备的运行状态和性能指标，如CPU利用率、内存使用情况、网络流量等，及时发现设备故障或异常情况。

预警机制：远程监控技术设置预警机制，当系统设备出现异常时，及时发送警报信息，通知运维人员处理，避免故障扩大化。

远程管理：远程监控技术实现对系统设备的远程管理，包括远程重启、配置修改、升级补丁等操作，提高运维效率和响应速度。

数据分析：远程监控技术对系统设备的监测数据进行分析和统计，发现设备的潜在问题和瓶颈，提出优化建议，提高系统的性能和可靠性。

通过远程监控技术，民航信息系统可实现对关键设备的全面监控和管理，及时发现并解决问题，从而提高系统的可靠性和稳定性。

2.自动化设备管理技术

自动化设备管理技术通过使用软件和硬件工具来管理和配置设备，从而提高运维效率和准确性。

配置管理：自动化设备管理技术实现设备配置的自动化和标准化，可以记录设备的配置信息，并在需要时自动进行配置，避免人为错误和配置不一致導致的问题。

批量操作：自动化设备管理技术实现对多个设备进行批量操作，如批量升级软件、批量修改配置等。这样可以大大提高运维效率，减少人工操作的时间和错误率。

自动化脚本：自动化设备管理技术使用脚本来编写和执行常见的运维任务。这样可以有效简化运维流程，减少人工干预，提高运维的准确性和一致性。

（二）自动化硬件故障预防

故障预防技术是指通过采取一系列措施来防止硬件故障，这些措施包括定期维护保养、设备更换升级、环境优化等，旨在提高硬件设备的可靠性和稳定性。

在民航信息系统的运维中，故障预防技术是非常重要的一环，定期对硬件设备维护保养，及时发现并消除设备中的隐患，避免故障发生。同时，定期检查和更换老化或故障的设备，提高系统的可靠性和稳定性。此外，优化设备的工作环境，如控制温度、湿度等因素，减少硬件故障发生。

故障预防技术的应用可以有效提高民航信息系统的可靠性和稳定性，降低系统故障发生率，减少故障对系统运行的影响。同时，故障预防技术还可以延长硬件设备的使用寿命，降低设备更换的成本。

四、安全性和隐私保护的措施

（一）安全性挑战和需求

首先，在网络攻击方面，黑客各种手段入侵民航信息系统，从而获取敏感信息或者对系统进行破坏。黑客还利用漏洞和弱点对系统进行攻击。

其次，病毒和恶意软件也是民航信息系统面临的安全威胁。病毒和恶意软件各种途径进入系统，然后破坏系统正常运行。

此外，数据泄露是民航信息系统面临的安全威胁之一。民航信息系统中包含大量的敏感信息和关键数据，如乘客的个人信息、航班信息、机票信息等。如果这些信息泄露给未经授权的人员或者遭到黑客攻击，不仅会对乘客的隐私造成严重侵犯，还会对民航业务产生严重影响。

因此，保护民航信息系统的安全性成为计算机软硬件自动化运维的一项重要工作。相关民航部门应采取一系列安全措施，有效地应对各种安全威胁，确保系统安全运行。

（二）安全性保障措施

加密和身份认证：通过采用加密技术，对敏感数据进行加密处理，从而保护数据的安全性。同时，通过身份认证技术，确保只有经过授权的用户才能访问系统。

访问控制和权限管理：通过访问控制和权限管理技术，限制用户对系统资源的访问权限，从而防止未经授权的访问和恶意操作。

安全审计和监控：安全审计和监控技术，对系统的操作进行监控和记录，及时发现异常行为并采取相应的措施。

漏洞管理和补丁更新：及时修复系统中的漏洞，是保障系统安全的重要措施之一。系统中的漏洞可能被黑客利用，从而对系统进行攻击。因此，需要定期进行漏洞扫描和漏洞修复，及时安装系统的补丁更新，以保证系统的安全性。

（三）隐私保护技术

民航信息系统中包含大量的个人隐私信息和敏感数据，如乘客的个人信息、机票信息等。为了保护这些隐私信息的安全，民航需要采取一系列的隐私保护技术。

数据加密：通过对敏感数据进行加密处理，保证数据在传输和存储过程中的安全性。例如，使用对称加密算法或者非对称加密算法对数据进行加密，确保只有授权的用户才能解密和访问数据。

数据脱敏和匿名化：对于一些不需要直接访问的敏感数据，采用数据脱敏和匿名化技术进行处理。数据脱敏是指将敏感数据进行部分或完全的去标识化处理，从而保护用户隐私。匿名化是指将个人信息与身份分离，使得个人信息无法与具体的个人身份进行关联。

隐私保护政策和合规性：制定和执行隐私保护政策是保护用户隐私的重要措施之一，通过明确规定数据收集、使用、存储和共享的准则，保证用户的隐私得到合理的保护。同时，需要确保系统的合规性，遵守相关的隐私保护法规和政策要求。

数据访问控制和审计：通过数据访问控制和审计技术，限制对敏感数据的访问权限，并对数据的访问进行监控和审计。例如，对敏感数据进行权限控制，只允许经过授权的用户访问和操作数据，通过审计技术对数据的访问进行记录和跟踪，及时发现和应对异常访问行为。

参考文献：

[1]安志强，朱国栋.中国民航信息系统现状及发展[J].中国航班，2021（18）：7-8.

[2]韩燕征，张旭高，仇晓锐，等.面向民航信息系统的安全评估标准化方法[J].中国民航大学学报，2021，39（03）：

45-48.

作者简介：周祥伟（1974），男，安徽省亳州市人，硕士，高级工程师，研究方向为软件测试。

计叶（1983），女，辽宁省沈阳市人，硕士，高级工程师，研究方向为计算机科学与技术。