应急广播运维管理系统的设计与实现.pdf

48广播电视网络 2023 年第 7 期 总第 403 期公服共务应急广播运维管理系统的设计与实现裴开俊 上海数字电视国家工程研究中心有限公司摘要：目前，国家正在大力推进应急广播系统建设，本文基于应急广播平台基本业务，设计并开发了一套应急广播平台的运维管理系统，并从系统架构、系统功能、设计要点、实践应用等方面进行阐述，以期为同行提供参考。关键词：应急广播平台 运维管理 服务器安全 系统漏洞 服务器资源监控1 引言应急广播要求平台能及时发布重大自然灾害、突发事件、危害公共安全等紧急状况的应急信息，确保服务器安全稳定运行，平台提供的服务能长时间正常工作，系统有异常要及时发现并迅速恢复。应急广播主要有平台主动播发、上级平台下发、设备回传等多种广播方式，包含素材上传、文本转语音、音频转码、流媒体推拉流、适配器转发、指令安全签名等多个环节，需要确保每个环节都没有异常。要提前发现问题排除隐患，保证应急广播稳定工作并及时播发，一套适应应急广播特点的运维管理系统是满足此要求的关键。常见的运维监控系统主要用于服务器操作系统运行状态监控，只能满足应急广播运维管理的部分需求。而本文阐述的应急广播运维管理系统，能同时监控多个应急广播系统的功能模块，如运行环境资源以及网络安全，能发现问题提前预警并自动修复，全方位地保障应急广播稳定安全工作。2 系统架构系统采用服务/客户端模型，服务端安装在中心服务器，包含数据库和核心管理服务程序；各应急广播平台部署的每台服务器都安装客户端，客户端实现对服务器和平台服务的监控，并和服务端进行数据交互；UI 终端安装在 PC 和手机 APP 上，显示监控界面。系统软件框架如图 1 所示。2.1 服务端包括网络通信服务、配置管理和监测模块管理，新加一个监测功能需要在容器中增加相应模块。服务端模块从配置管理读取参数，传给对应的客户端模块，比较接收客户端回传的数据和配置的阈值参数，需要告警时推送告警信息给终端界面。2.2 客户端接收和监测服务端请求，查询平台业务和操作系统，相关信息返回给服务端，有些模块可以做本地配置，如系统安全加固、漏洞修复等。不同平台的每台服务器都需要安装客户端。2.3 UI 终端安装在 PC 和手机 APP 界面，显图 1 系统软件框架49广播电视网络 2023 年第 7 期 总第 403 期公服共务示监测结果并告警，编辑配置参数和脚本。服务端、客户端和 UI 终端之间通过网络通信服务模块交互数据，UI 终端配置操作数据发给服务端保存到数据库，服务端读取配置发给客户端，客户端通过应急广播平台接口读取和测试平台功能状态，将结果返回给服务端，服务端再推送给 UI 终端。由于在不同平台都安装了客户端，本系统可以同时监测若干平台的工作状态。3 系统功能应急广播运维管理系统功能模块包含应急广播业务监控、服务器状态监控、操作系统安全管理、告警管理和杂项系统工具等模块，全面覆盖对平台业务、系统状态和安全的监控管理。应急广播运维管理系统功能如图 2所示。3.1 应急广播业务监控应急广播业务监控模块检查各业务功能是否正常工作。3.1.1 平台广播播发状态查询当前广播播发条目及其信息，如广播类型、广播级别、广播覆盖率等，检查流媒体链接是否收流正常。3.1.2 应急广播设备状态应急广播设备按标准把工作状态及播放的广播信息回传给平台，运维系统可以查询设备状态及广播内容。3.1.3 平台业务服务状态应急广播平台常见服务有 Web、流媒体、设备回传侦听、设备业务侦听、上级平台指令侦听等，系统通过进程和网络端口查看服务是否开启，通过接收数据和推拉流检查 Web 和流媒体服务是否正常等。3.1.4 平台功能检测运维系统定时检测平台的功能模块是否正常，如素材文件上传、文本转语音、创建广播、定时广播触发、用户登录等。这些常用功能如果发生异常，系统即刻报警。3.1.5 平台版本管理 在服务端存放平台软件包，配置对应的版本号发给客户端，客户端下载后更新平台软件，可以做到自动批量升级各平台软件。3.2 服务器状态监控3.2.1 CPU 监控读取 CPU 使用率，如果超过设定阈值，则系统报警；可以发现挖矿病毒，列出可疑程序，查看应用进程是否需要优化。3.2.2 内存监控检查系统的总体内存使用百分比，如果内存总体或单个进程占用率超过设置阈值，则系统报警。3.2.3 磁盘监控检查系统各磁盘挂载点的使用情况，如果使用率接近或超出设定阈值则报警；列出磁盘 I/O 占用最高的几个进程，如果读写速度超过阈值则报警。3.2.4 网络监控检查服务器网络占用带宽，在并发播放量大的情况下，要及时发现网络带宽是否存在瓶颈，确保网络链路正常。3.3 操作系统安全管理系统安全加固通过配置操作系统来保障平台工作环境安全性。3.3.1 身份鉴别（1）密码安全策略：自动生成复杂密码并更新到各服务器，同时监测防止密码被篡改。（2）安全远程管理：使用 SSH这类加密远程接入协议，禁止 Telnet服务。（3）登录失败策略：检查 SSHD服务配置，启用登录失败处理功能，采取结束会话、限制非法登录次数和自动退出等措施。3.3.2 访问控制系统确保只有安全可靠的用户，严格限制用户的 sudo 和 su 权限，禁止 root 用户远程登录。3.3.3 安全审计检查开启审核策略，如 rsyslog 与auditd 服务是否开启，保护审计记录，避免受到未预期的删除、修改或覆盖等，防止重要日志信息被覆盖。3.3.4 入侵防御关闭不必要的服务，检测到非配图 2 应急广播运维管理系统功能50广播电视网络 2023 年第 7 期 总第 403 期公服共务置服务报警。通过设定终端接入方式、网络地址范围等条件限制终端连接，实时监控服务器所有的 TCP 连接，获取每个 TCP 连接的外部地址，查询该地址的归属地。境外 IP 立即自动屏蔽，并加入黑名单；境内 IP 通过手动配置的黑白名单判别是否需要屏蔽。3.3.5 漏洞管理可以对已知的常见漏洞进行检查，并自动打补丁。服务端管理常见漏洞信息库，以及修补方案；客户端通过预定的漏洞检测方法检查这些漏洞是否存在。如果漏洞存在，从服务端下载修复资源。虽然漏洞管理模块只能检测并修复已知问题，但可以自动配置更新所有管理的服务器，极大提高了维护工作效率。3.3.6 日志巡检重点检查和系统安全相关的日志，定时用脚本命令检查相关日志是否有安全风险隐患，检查规则和告警级别可以在服务端配置。3.4 告警管理告警管理主要包括告警配置和告警展现。配置各个监控项的告警阈值，在终端程序（PC 程序、浏览器、手机APP 等）界面上用不同颜色图片和闪烁表示错误/警告和正常状态，通过短消息和手机 APP 消息推送给用户发送告警提醒。3.5 杂项系统工具3.5.1 日志查询系统保存监控过程中发现的各种警告和错误信息，支持按时间、服务器、应急广播平台、监测分类等条件查询，并导出报表文件。3.5.2 远程执行脚本在服务器上执行脚本命令是运维管理的常见操作，为了减少被攻击的可能，服务器远程登录端口，如 SSH在防火墙通常都是关闭的。一般通过创建 VPN 或堡垒机登录，如果维护的服务器很多，就会非常不方便、效率低。远程脚本执行功能可以有效解决这个问题，其支持编辑管理常用脚本，可以同时发给多台服务器执行；支持Linux 虚拟终端，可以在脚本不结束的情况下返回执行中间结果；禁止有风险的操作，如删除和移动文件、重启系统、杀掉进程等命令。3.5.3 客户端部署管理运维系统客户端软件版本，运维系统增加新功能，或者在新服务器上部署客户端时，该模块下载最新客户端软件并自动部署。4 设计要点应急广播运维管理系统设计要点有以下 6 个方面。（1）网络通信使用 MQTT 协议，MQTT 协议可以从诸如断开连接之类的故障中恢复，无须进一步的代码要求，相互之间使用推送通知，减少交互复杂度，以减少工作量。（2）服务端、客户端和 UI 终端之间数据交互使用 JSON，轻量易用、扩展方便，而且跨语言。（3）系统采用面向对象的设计方法，检测模块、参数配置项和 UI 显示项都使用基于对象的多态性进行操作，实现检测模块、参数配置、UI 显示解耦合。UI 显示解耦合采用统一的字段描述，消除不同测试项之间的显示差异，新增加一个检测项，只需要在服务端和客户端的管理容器中增加对象，无须修改 UI 终端，对系统稳定性影响较小。（4）定义应急广播平台业务接口，支持和不同厂家的平台进行对接，增强了运维系统的适应性。（5）监测模块使用动态脚本语言，新增加一个监测功能，只需要将脚本和相关资源打包，更新到服务端和客户端，在管理容器参数配置项中添加该模块信息后，容器会自动添加模块，无须编译升级整个服务端和客户端，提高了系统稳定性。（6）安全性保障，指定操作员可管理的应急广播平台和服务器，读写权限分开，对远程执行脚本对命令进行安全风险分类。另外，网络通信数据使用 3DES 加密算法进行加密，确保网络通信安全。5 结语目前，应急广播运维管理系统已经投入使用。在运维系统部署之前，平台出现故障一般都是用户使用时发现才上报，部署运维系统后，能做到及时发现问题，提前批量处理系统风险。应急广播运维管理系统改善了以往需要不同的系统才能解决的问题，这是本系统的亮点。本文基于应急广播平台，将 IT 运维管理和网络安全软件功能集于一体，设计开发应急广播运维管理系统，能同时监控批量平台和服务器，提高了运维管理效率，对应急广播平台稳定工作提供了可靠保障。参考文献1杨冬芹,刘磊.运维管理平台系统架构研究J.信息安全与技术,2014,(5)11:91-92.2 孙文芳.地市级应急广播运维管理探究 J.中国有线电视,2021(8):844-847.3 张丽,邵应辰.市级应急广播管理平台的安全防护措施研究 J.广播与电视技术,2022(9):94-98.4 莫怀海.操作系统安全加固技术研究 J.网络安全技术与应用,2019(3):16-17.RTN