AIOps需要翻越的「三座大山」

藍海訊通OneAPM發表於2019-03-11

最近AIOps火熱的就像8月裡的盛夏,運維圈子裡的每一個人都在討論著AIOps,彷彿不聊點AIOps的東西,就透著那麼out。原來做運維產品的一眾廠商也像打了雞血似的,紛紛推出花樣繁多的AIOps產品,彷彿AIOps是什麼傳說中的靈丹妙藥,一試就靈、包治百病一樣。

AIOps需要翻越的「三座大山」

Gartner更是推波助瀾,頗為大膽的預測到2022年,將有超過40%的企業會採用AIOps平臺技術。睿象科技從18年初開始投入研發力量做AIOps平臺,轉眼間一年時間過去了,期間遇到了各種未曾預期的挑戰,想起來實在是五味雜陳,溢於言表。

不過總算天道酬勤,到現在為止,我們已經成功實施四個商業案例了。淌過這麼多坑,對AIOps算是有了些更深入的體會,過節這幾天閒暇無事,就和諸位聊聊,也算給大家提個醒吧。

AIOps平臺包羅永珍,包含異常檢測,異常定位,根因分析,容量規劃,故障預測,模式識別,告警壓縮等等各種“豪華大招”。貌似感覺有了AIOps平臺,運維工程師再也不用苦逼哄哄了,然而理想豐滿,現實卻骨感,要實現我們的理想,甚至說只是部分實現,都是一個極具挑戰的系統工程,個人感覺至少要翻越「三座大山」。

第一座大山:資料採集

眾所周知,要實現好智慧運維,全方位,實時,多維度,全量地對運維資料採集採集,是所有工作的第一步,但是這第一步可不好走。

一個典型的AIOps企業級使用者,大多數情況都有比較完整的運維體系,而且經年累月,積累並實施了很多成熟的運維工具,從傳統網管,基礎架構監控,網路監控,流量監控,工單系統,日誌監控,到最流行的APM,從國外的大廠IBM BMC的 Tivoli,OpenView,再到國內的OneAPM,摩卡,天旦,還有開源的Zabbix, Catti ,ELK 等,應有盡有。要在很多軟體都已經沒有,要將相應的資料匯入到AIOps平臺中,相應的工作量可想而知。

更要命的是,很多軟體,特別是老舊一點的運維產品,是沒有公開的資料介面的,某些工具,即使通過各種方法把資料取出來,發現其資料也是不準確,或者是非實時的。

我們在碰到這類問題的時候,就會先幫著企業梳理已有的資料採集工具,能接的全部接上,建立相應的資料模型,如果沒有相應的資料維度,則建議企業購買相應的資料採集工具來補足能力。

第二座大山:資料中臺

資料中臺概念最早是由阿里提出來的,是指以服務為導向,對海量資料進行採集、計算、儲存、加工的一系列技術集合;這個概念通常有優先應用於與公司經營決策執行的業務資料,但是隨著AIOps的概念的出現,接入海量多種類的IT 資料,所帶來的資料儲存,計算,加工問題,通常會困擾到運維團隊。

在國外,如Gartner的定義中,就沒有資料中臺的概念,但國外在談到這塊的時候,會用Data lakes 來進行進行陳述,這個IT資料湖對資料處理的要求,有著自己的特點,主要有著以下的挑戰:

海量儲存和可擴充套件性的挑戰

一般中小金融機構的IT資料中心,在AIOps平臺建設的初期,接入的資料量每天就可能達到就在1TB以上,而隨著客戶對平臺價值的理解, 客戶將會更多型別的資料,特別是接入例如Wire Data, Tracing Data後,資料量必將會有爆炸性的增長,達到接近50TB每天,甚至突破100TB每天。

資料型別多樣挑戰

從IT監控運維的角度來說,AIOps 接入的資料包括,時序指標資料,日誌資料,網路抓包資料,事務鏈資料,IT事件資料等等,從底層技術維度來看這些資料,可以把這些資料理解為,時序資料,半結構化資料,DAG圖資料,結構化資料,很明顯,要對這些這麼多樣化資料進行儲存和分析,只用一種資料儲存引擎是不夠的,選擇合適的資料儲存引擎,如何將多個資料引擎進行有機結合,是一個考驗。

多樣化的分析需求挑戰

AIOps監控運維,分析場景眾多,維度複雜,在業務監控這塊,部分還有很強的關聯關係,還要結合一些傳統的機器學習演算法進行分析,導致了平臺起碼要支援以下的分析能力:

  • 流計算處理能力:用於對資料進行實時記憶體計算,在事件視窗內,實現類似於關聯,複雜事件處理等計算
  • 多維半結構化資料實時過濾匯聚能力:用於對日誌這種半結構化,維度不固定,有大量的資料需要被提取,需要進行實時分析匯聚
  • 時序指標資料處理能力:針對KPI的時序特性,實現高效儲存實時匯聚
  • 經典機器能力:支援如線性迴歸,SVM,決策樹等,Kmean 等演算法
  • 深度學習能力:LSTM , RNN ,CNN 等深度演算法,相關演算法需要從大量標註過的歷史資料進行訓練學習,相關的演算法,要能訪問到遠比實時,近線資料資料量大的多的歷史資料,進行相應的訓練。

資料治理挑戰

可以想象,我們往這個資料湖裡頭,灌了那麼多不同型別的,不同結構的資料後,如果沒有合適的治理,這資料湖將肯定會變成一個泥潭,所以需要以下的治理能力。

  • 後設資料管理:在商業智慧上,這一塊相對已經有了不少的實踐,但是在IT資料中,業界探索才剛剛開始,我們看到,Elastic公司剛剛開源了一個小專案,叫Elastic Common Schema,用意就是針對IT資料,定義一套通用的Schema,便於關聯,以及後繼的分析。但是這個東西目前還是比較稚嫩,或者說,在我們很多的場景下。
  • 資料生命週期管理:資料量龐大,需要將過期的資料,遷移合適的歷史資料儲存上。很多情況下,還需要將部分的歷史資料,以粗粒度的形式進行匯聚後,丟棄細粒度原文。有的還需要進行永久儲存,例如一些合規要求的交易日誌,因此,必然需要有相應的歷史資料管理方案
  • 資料流向管理:資料在平臺內部, 必然要做相關的流轉,關聯,處理,需要對相應的資料流向流動,進行管控,保證資料加工的準確性。

可以看到,這個資料中臺的能力,是整個AIOps平臺的核心,架構,實現的難度非常大, 非常考驗架構師的功力。

第三座大山:就是演算法

演算法的挑戰主要來自以下幾個方面,分別是人,期望,適用場景,工程化。

這裡的人,不單只是演算法研究員,而是完整的從產品,演算法,研發,運維,測試的有機合作,形成完整的團隊,才能從運維場景出發,為演算法找到這個相應的落腳點,並通過產品設計,研發編碼,運維及測試的配合,才能很好的進行落地。

期望

客戶對相應的場景的合理預期,是演算法落地的關鍵。無論是廣義的AI,還是AIOps裡頭的智慧演算法,都距離大眾的期望值有較大的距離,而現在媒體還處於對於AI演算法的炒作期階段,所以這裡就會引發出較大落差。在專案初始階段,需要進行充分,反覆的溝通,讓雙方都能理解到,在目前的階段,演算法的實踐還是屬於前沿探索行為,在特定的場景下,有一定的效果,而且在落地的過程中,一定有各種的問題,需要一起去探索。

適用場景

離開使用者適用場景,去談AIOps演算法,就是耍流程。在剛開始,進行演算法研究的時候,我們的演算法研究員是獨立對演算法進行研究的,結果發現,通過新研究的演算法,從技術上來說,目標是達到了,但是從業務上來說,這個結果,對於運維人員來說,本身就是顯而易見的,就是說在這個場景中,用演算法算出的的結果,毫無意義。因此,我們在日後的演算法探索,第一步就是與運維人員及客戶,把相應的運維場景進行明確。

而在專案真正專案實踐過程中,我們在於客戶互動的情況下,我們發現,其實在很多時候,客戶所想要的智慧化,並不一定需要用到多複雜的演算法,例如, 我們用了多個很常見演算法,甚至不是機器學習的演算法, 在客戶海量的告警資料下, 對進行了壓縮,減少了告警風暴,給客戶帶來了非常實際的價值。 因此,根據場景找到合適的演算法,並進行落地,是演算法落地的關鍵一步。

工程化

我們發現了,很多的演算法及模型,在進行實驗的時候很不錯,但是要進行生產,將演算法遷移到生產環境中,就會發現有不少的問題,最普遍的是,計算量巨大,導致計算沒有辦法做到實時,又或者由於沒有考慮到一些制約因素,沒有選用對合適的資料讀取方法,導致執行緩慢,甚至程式崩潰。

從客觀上來說,很多的演算法研究員編碼及工程化能力不太強,這基本上是一個普遍現場,畢竟術業有專攻;另外以一方面,這也是工程化和產品化的一部分,需要,演算法研究員與架構師一起,將演算法的實現進行重構, 並進行產品化,工程化。

總結

路慢慢其修遠兮,吾將上下而求索。在追求運維智慧化的道路上,註定不會平坦,以上就是我們團隊在做AIOps產品時經過的「三座大山」,希望能對大家有所幫助,如果大家想要更多的瞭解有關AIOps的知識,歡迎訪問www.AIOps.com。

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