基于分域的IT配置管理数据库信息模型.doc

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1、2009 年 4 月第 32 卷 增刊北 京 邮 电 大 学 学 报J o ur nal of Beijing U niver sit y of Po st s and Teleco mmunicatio nsAp r . 2009Vol . 32 Sup .文章编号 :100725321 (2009) 增20005205基于分域的 IT 配置管理数据库信息模型李文王迎雪 ,王颖,( 北京邮电大学 网络与交换技术国家重点实验室 , 北京 100876)摘要 : 针对信息技术 ( I T) 基础设施库 ( I T IL ) 中缺乏配置管理数据库 ( CMDB) 的内容定义 ,且共享信息数据 (

2、SID) 、通用信息模型 ( C IM) 等其他领域的模型不适用于 CMDB 建模的现状 ,分析了 CMDB 的需求 ,提出了一种适用于 CMDB 的基于分域的建模方法 . 根据此建模方法构建了 1 个 CMDB 信息模型 ,并定义了模型中应包含的配置项类 及配置项类间的关系 . 该模型吸收了其他领域管理模型的可取之处 ,同时增加了 I T 服务管理 ( I TSM) 领域特有的 服务管理流程记录 、生命 周 期 状 态 等 内 容 . 实 验 证 明 , 该 CMDB 信 息 模 型 可 以 有 效 地 展 现 配 置 项 间 的 关 系 , 为 I TSM 流程提供重要而准确的信息 ,支撑

3、配置管理功能 .关 键 词 : 配置管理数据库 ; 信息模型 ; 共享信息数据中图分类号 : T P311 . 13文献标识码 : AAn Inf ormat ion Model f or IT Conf igurat ion ManagementData ba se Ba sed on Hierarchical Doma inL I We n2ji ng ,WA N G Yi ng2x ue ,WA N G Yi ng( St at e Key L a bo rato r y of Net wo r ki ng a nd Swit chi ng Technolo gy , Beiji ng

4、U niver sit y ofPo st s a nd Teleco mmunicatio n s , Beiji ng 100876 , Chi na)Abstract : The i nfo r matio n t ec h nolo gy ( I T) i nf ra st r uct ure li bra r y ( I T IL ) do e s no t give a co mp re2he n sive defi nitio n of t he co nfi guratio n ma na ge me nt dat a ba se ( CMDB) , a nd i nfo r

5、matio n mo del s i n o t her fiel ds such a s sha red i nfo r matio n dat a ( SID) , co mmo n i nfo r matio n mo del ( C IM) a re no t di2 rect l y app lica ble to buil d a CMDB . In t hi s ca se , t he mai n requi re me nt s of CMDB a re a nal yzed , a nd a mo deli ng met ho d of CMDB ba sed o n hi

6、era rc hical do mai n i s p re se nt ed. Thereaf t e r , a n i nfo r2 matio n mo del fo r CMDB i s give n . In t he i nfo r matio n mo del , t he co nfi guratio n it e m cla sse s a ndt he relatio n ship s bet wee n t he m a re i de ntifie d a nd defi ned. The mo del e xt ract s t he merit of o t he

7、r mo del s a nd e xp a nds so me sp ecial it e ms f ro m I T IL (i ncl udi ng e . g. I T se r vice ma na ge me nt ( I TSM) p roce sse s reco r d s , lif e cycle st at u s et c . ) . It i s p ro ved t hat t hi s i nfo r matio n mo del ca n efficie nt l y p re se nt relatio n ship s bet wee n co nfi g

8、uratio n it e m s , p ro vi de i mpo r t a nt a nd acc urat e i nfo r matio n fo r I TSM p roce sse s , a nd suppo rt co nfiguratio n ma na ge me nt f unctio n .Key words :co nfi guratio n ma na ge me nt dat a ba se ; i nfo r matio n mo del ; sha red i nfo r matio n dat e环境 ,无论企业还是政府的 I T 部门都开始广泛采0

9、引言面对越来越丰富的 I T 资源 ,越来越复杂的 I T用 I T IL 作为实施 I TSM 的依据 . 根据 I T IL , 构建一个包含 I T 基础设施和 I T 服务逻辑模型的 CM2收稿日期 : 2009201223基金项目 : 国家“973 计划”项目 ( 2007 CB310703) ; 国家自然科学基金国家创新研究群体科学基金项目 ( 60821001) ; 新世纪优秀人才支持计划项目 ( N CE T20720106)作者简介 : 李文 ( 1973 ) , 女 , 副教授 , 硕士生导师 ;王迎雪 ( 1986 ) , 女 , 硕士生 , E2mail : wa ng

10、yi ngxue met a r net . co m.DB 是 进 行 有 效 的 I T 服 务 管 理 的 基 础 1 . 虽 然I T IL 已经有许多应用案例 ,但由于 I T IL 中没有对CMDB 的内 容 做 出 规 范 性 定 义 , 所 以 这 些 应 用 对 CMDB 应涵盖的内容并没有达成共识. 随着 I T IL 的推广 ,为 CMDB 定义 1 个通用模型已成为 I TSM 领域的共同需求.现在 已有 的 其他 领域 的 管理 模 型 , 如 C IM 和SID 等 ,对于 CMDB 的建模都有一定参考价值 223 . 但是每个模型的 出发 点 不同 , 关 注的

11、角 度也 不同 . C IM 只关注于 I T 基础设施的建 模 , 忽略 了 I TSM 所关注的 I T 服务和 I TSM 流程的一些特性 . 并且 C IM 偏重于对底层资源的细节建模 ,而有些细节已 经超出了 I TSM 的范围 2 . 相 比之 下 , S ID 提 出 的 分域建模思想更关注从高层对管理对象建模. S ID 所分域内实体紧密关联 ,域间实体关联相对松散 ,做 到了高内聚 、低耦合 ,从而可以对完整的业务问题进 行有效的分割. 可以说 , SID 模型可以提供共享信 息和数据的层次化 、非重叠视图. 但是 , SID 是对电 信运营管理中的信息进行建模 ,其中不仅包

12、含配置 信息还有许多性能 、使用 、故障和测试的信息 ,这与 CMDB 所关注的信息的种类和资源的类 别都 有 一 些出入 ,并且它也没能满足 I T IL 中 CMDB 应与管 理流程紧密结合的需求 3 . 通过对以上 2 个模型的 分析 ,本文提出一种适用于 CMDB 的建模方法 ,并 利用此方法建立了 CMDB 信息模型 . 该模型吸收 了上述 2 个模型的优点 ,涵盖多个域 ,兼顾 I T 基础 设施 、I T 服务 、客户和 I TSM 流程特性等内容 .I TSM 流程中的所有信息需求. 因此信息模型应该包含所有相关实体的模型 (如 R FC 等) .1 . 3 模型应包含 I T

13、SM 流程记录对于每个 I TSM 流程 , I T IL 不仅规定了哪些信 息应该保存在 CMDB 中 ,同时也规定每个流程需要 创建一些流程记录 (如事故记录) . 这些流程记录间 的关系 (如事故记录和问题记录间的关系) ,流程记录和基础设施之间的关系都需要记录在 CMDB 中 ,同样也需要作为信息模型的一部分 .1 . 4 可展现配置项类间复杂关系的综合视图配置项类间关系是 CMDB 中 1 个相当重要的 概念 ,例如它可以支持性能影响的分析 . 因此 , CM2DB 信息模型中应该包含常见配置项类种类间的基本关系 ,并且应该支持对配置项类间多重关系建模 .1 . 5 可跟踪配置项类生

14、命周期状态根据 I T IL ,应该对每个配置项类的生命周期状 态进行跟踪和记录 , 这点也应该在 CMDB 信息模 型中得到体现 . 同样 , CMDB 中也应该保存所有生命周期阶段的附属信息 ,这些信息可以通过配置项 类的属性 、配置项类间关系 、配置项类与其他数据记 录 (如采集数据 、测试记录) 间关系得以保存 .1 . 6 模型应预定义基本配置项类预定义一些可以扩展的配置项类可显著缩短CMDB 的实现时间 ,这些配置项类可以直接应用于 数据模型 .建模方法CMDB 建模方法采用自顶向下的建模思路 、面 向对象的建模方法 、使用统一建模语言 ( U ML , uni2 fie d mo

15、 deli ng la ngua ge) 进 行 模 型 描 述 . 同 时 继 续 沿用 SID 方法中分域的建模思想 ,在模型中引入域 和类的定义 7 . 但是 I T IL 和 e TO M (增强的电信运2CMD B 模型需求根据 I T IL ,CMDB 是用来存储配置项属性和配 置项间重要关系的数据库. 这里的配置项是指为交 付 I T 服务而管理的任何组件 , 典型的配置项包括 I T 服务 、硬件 、软件 、建筑物 、人员和文档 (如流程文 档和 SL A) 425 . 根据已有的研究成果 526 得出 CM2DB 信息模型应该满足 6 种需求.1 . 1 模型应具有适应性所有

16、的 I TSM 流程都要受可持续改进生命周期 的控制 ,配置管理流程也不例外. 因此 ,CMDB 必须具有适应需求变更的能力 ,特别是配置项范围 ,种类 和信息颗粒度的改变 . CMDB 的信息模型也需要具 有动态的适应力.1 . 2 模型应为 I TSM 流程提供必要的信息根据 I T IL , CMDB 的 信 息 模 型 应 该 可 以 满 足1营图) 在结构上相差甚远 ,所以不适合将 SID 的域 、类的内容全部包含在 CMDB 模型中 . 下面从模型组织和模型描述 2 个方面对信息模型的建立过程进 行描述.2 . 1 模型组织模型组织是按照面向对象思想 ,对模型中元素 间包含 、继承

17、关系的组织. 在对 CMDB 的建模过程中引入了域的概念 ,对配置项类进行划分. 域是特定管理范围内的一组功能相似的配置项类组成的类 集合. 对于包含众多配置项类的域 ,在域内又可按 类别将关系相对紧密的配置项类继续划分到不同的增刊李文 等 : 基于分域的 I T 配置管理数据库信息模型7配置项组中 . 对配置项组的划分是关系到整个模型是否具备通用性 、完备性和可扩展性的重要环节 .包含于配置项域和配置项组中的配置项类是根 据面向对象思想 ,由现实世界中的配置项抽象而来 . 对配置项的抽象应遵循从一般到具体的原则. 先抽 象通用的一级配置项类 ,然后抽象二级或三级配置 项类. 为确保模型的完整

18、性和一致性 ,一级配置项类就是根配置项类. 所有二级和三级配置项类都具 有根配置项类的全部属性. 根配置项类并没有实际 的含义 ,仅作为所有类的顶级父类 ,从而将所有配置 项类统一在 1 棵继承树中.配置项类之间的关系是 CMDB 的核心 ,它是进 行故障诊断 、告警关联 、性能分析等问题的关键 , 也是配置管理与 I T 资产管理的区别之一. 对配置项 类关系的分析主要有 2 种方法 : 自顶向下和自底向 上 . 自顶向下的方法是指企业按照业务服 务 I T 服务 I T 系统 I T 组件的顺序进行梳理配置项类 之间的关 系 ; 自底 向 上 方 法 是 自 顶 向 下 的 逆 向 过程

19、,企业先对内部 I T 组件关系进行梳理 ,然后逐步 将 I T 组件映射到 I T 服务 .在 CMDB 建模的过程中 ,除了构建配置项类之 间的关系外 ,还需要为每个配置项类定义属性. 通 常要选取那些可以表述配置项特征的配置信息作为配置项类的属性 ,而不是那些随时变化的性能信息 . 配置项类属性还要满足 I T 资产管理和 I T 服务财 务管理的需要 , 包括厂商 、购买日期 、成本等信息 . 同时根据 CMDB 模型需求 ,配置项类的生命周期状 态也应通过配置项类属性得到记录 .2 . 2 模型描述模型的描述是为模型中元素定义统一的描述模 板 . 为使信息模型具有较强的通用性和可移植

20、性 , 采用语义透明的模型描绘语言 ,便于模型的适配 ,有 助于实现管理的自动化 . 本文提出的 CMDB 模型采用文本结合表格的形式对配置项类进行描述. 其 中文本用于描述配置项名称及其所属配置项域或配 置项组 ;表格用于描述配置项属性 ,包括属性英文名 称和中文名称 、属性 类型 ( 如 字符 串 型 、整型 、布 尔 型 、实型 、日期型 、枚举型等) 、属性说明 、是否强制(如强制 、条件可选 、可选) 等 . 同时采用 U ML 图对 配置项类间关系进行描述 . 例如 ,使用继承图描述 配置项类之间的继承关系 ,使用关联关系图描述配 置项类之间的使用 、连接 、依赖 、安装等关系 .

21、 根据 以上对整个建模方法的介绍 ,本文描述的 CMDB 信息模型结构如图 1 所示 .图 1 CMDB 信息模型描述结构CMD B 信息模型3下面通过列举信息模型中包含的配置项域 、配置项组 、配置项类及其关系 ,对 CMDB 信息模型进行详细阐述 .参照 SID 中域的划分 ,按照管理需求以及高内聚 、低耦合的原则 ,将 CMDB 信息模型划分为客户域 、服务域 、资源 域 、供应 商/ 合 作伙 伴 域 以 及 公 共域 . 域的划分如图 2 所示. 其中客户域包含 I T 服务的各类客户的信息 . 服务域涵盖各类服务信息 .资源域涵盖 I T 服务提供和管理过程中涉及的各类资 源 ,

22、范 围 包 括 I T 基 础 设 施 、I T 应 用 系 统 等 .I TSM 流程需要的信息多来自服务域和资源域. 供应商/ 合作伙伴域包含 I T 服务 相关 的各 类 供应 商和合作伙伴的信息. 公共域涵盖支持上述多个域的实体信息 ,如根配置项 、人员 、文档和服务管理记录(如事故记录 、问题记录) 等 .图 2 配置项类分域示意图在每个域内可将关联紧密的配置项类继续划分为配置项组 . 在上述定义的 5 个域中 ,资源域的涵盖面最广 ,其中包括支撑服务的各种软件和硬件资源 ,如网络 、主机 、存储备份 、网络安全 、终端 、机房操作系统 、数据库 、中间件 、逻辑实体和应用系统等配置

23、项组 . 公 共 域中 包 含 文 档 组 和 服 务 管 理 记 录组 . 而有些配置项域下直接包含配置项类 . 如服务域中直接包含服务包 、服务项和服务等级协议等配置项类 ,客户域中直接包含客户配置项类 ,供应商/合作伙伴域中直接包含供应商 ,合作伙伴配置项类 .每个配置项组中可以继续包含配置项组或者直 接包含配置项 ,如服务管理记录配置项组中包含事故 记录 、问题记录 、变更记录和发布记录等. 每个域或 组下的配置项类之间又有着继承关系和关联关系.3 . 1继承关系根据建模方法的介绍可知 ,根配置项类 、二级配 置项类和三级配置项类之间有着继承关系 . 图 3 所示为配置项类之间的继承关

24、系 ,列举了 CMDB 信息模型中包含的二级配置项类目录 、配置项域以及配 置项组与配置项类之间的包含关系 .图 3 配置项类继承关系图3 . 2 关联关系为满足 CMDB 模型展现配置项类间关系综合 视图的需求 ,模型还通过 U ML 图对配置项类间复杂的关联关系进行了描述. 关联关系表示配置项之间互相依存或者互相影响的关系 ,如网络设备与主 机之间的连接关系 . 配置项类间的关联关系如图 4 所示.应用与验证本文提出的 CMDB 信息模型在某电信运营商 的 I T 服务管理中得到应用 . 下面以某运营商的计 费服务为例 ,用本文定义的信息模型自顶向下对计 费服务和 I T 基础设施关系进行

25、描述 .4图 4 配置项类关联关系图增刊李文 等 : 基于分域的 I T 配置管理数据库信息模型9与计费服务直接相关的配置项实例包括作为客户的业务部门和作为供应商的运维部门以及由他们 签订的计费服务合同 . 同时与计费服务相关联的服务等级协议对该服务的开始时间 、进度计划和服务水平等作出规定. 计费服务的实现需要计费系统对 其进行支撑 . 而计费系统的实现又依赖于各种 I T 基础设施 ,其中包括服务器 、防火墙和路由器等硬件设备 ,也包括操作系统 、数据库和中间件等软件. 同 时计费系统也与系统日志 、使用手册等文档相关联 .而计费服务 、计费系统和基础设施配置项都可能与事故记录等 I TS

26、M 流程管理记录有关. 各配置项实例的生命周期状态都在其属性中得到记录 . 以上关于计费服务实例的 U ML 图如图 5 所示 .实验证明 ,上述模型可以全面涵盖从客户到供应商 ,从系统到组件等计费服务所涉及的配置项域 .并且可以自顶向下地将计费服务与基础设施组件间的关系梳理清晰 ,能为 I TSM 流程提供所需的各种重要信息 ,有力地支撑了配置管理功能 .( a) 与计费服务相关的客户 、供应商和 SL A 等 U ML 图( b) 与计费服务相关的资源域和流程管理记录等 U ML 图图 5 计费服务相关 U ML 图(下转第 14 页)力 ,并针对 N E TCO N F 内容层尚未标准化

27、的现状 ,着重从新的数据模型的定义上对其数据建模问题作 了进一步的探讨. 7 Tail2f . XML2ba sed net wo r k management sof t wa re DB/ OL . 2009202226 . ht tp :/ / www . t ail2f . co m/ .St rauss F , Schoenwaelder J , Klie T , et al . Smidump DB/ OL . 2008204218 . ht tp :/ / www . ibr . cs. t u2bs. de/ p roject s/ libsmi/ smidump . ht m

28、l .Chi shol m S , A dwa nka r S. U sing XML schema to de2 fi ne netco nf co ntent DB/ OL . 2008202225 . ht tp :/ / tool s. ietf . o r g/ ht ml/ draf t2chi shol m2netco nf2mo del208 . Xu H ui , Xiao Debao . Eval uatio n o n data mo delingla nguage s fo r N E TCON F2ba sed net wo r k management C / /

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36、常用基础设施和商务实体的定义借鉴了 CIM 和 SID 中已有的信息模型. 同时又添加了 I T 服务 、I T 流程管理记录等 I TSM 所特有的信息项 , 并通过应 用证明该模型可有效指导建立 CMDB . 但模型中对 服务域的定义还略显单薄 . 考虑到 I T 服务是整个 I TSM 的核心概念 ,下一步可进一步地丰富服务域 包含的配置项类 ,深度挖掘服务域与资源域间关系 .5 4 5 6 7 参考文献 : 1 J a n va n Bo n. I T 服务管理 基于 I T IL 的全球最佳 实践 M . 北京 : 清华大学出版社 , 2006 . 71273 . 2 DM T F. Co mmo n info r matio n mo del ( CIM ) schemaV2 . 2 EB/ OL . 2009203204 . ht tp :/ / www . dmtf . o r g.mo deli ngba sed o nmet ho dolo gy of ma nagement info r matio nSID J . J o ur nal of Beijing U niver sit y ofPo st s a nd Teleco mmunicatio ns , 2006 , 29 ( S1 ) : 1122115 ,172 .