基于监控对象模型抽象技术的监控系统设计.pdf

计算机与网络技术论坛基于监控对象模型抽象技术的监控系统设计韦二龙,王高成,韩续,杨胜广1（1.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄0 50 0 8 1；2.中华通信系统有限责任公司西安分公司，陕西西安7 10 0 6 1)摘要：随着计算机技术快速发展，软件工程运用越来越广泛，如何让软件运行环境长期稳定，不仅取决于软件技术本身，也依赖于硬件环境的稳定。提出了一种基于监控对象模型抽象技术的软硬件监控系统设计方法，通过采集软硬件实时运行状态，建立监控对象模型，生成监控对象逻辑结构拓扑图及三维模型，实现对全系统的实时监控，并对异常数据进行分析判定，及时对异常情况进行告警，便于运维人员对设备以及系统的运行状态、故障信息、故障位置和故障类型等实时掌控，提高系统运维效率。关键词：监控对象模型；逻辑拓扑图；机房模型；系统监控中图分类号：TP391.4Design of a Monitoring System Based on the Abstraction Technology of文献标志码：AMonitoring Object Model文章编号：10 0 8-17 39(2 0 2 3)19-49-4WEI Erlong,WANG Gaocheng,HAN Xu,YANG Shengguang(1.The 54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang 050081,China;2.China Communication System Co.,Ltd.Xian Branch,Xian 710061,China)Abstract:With the rapid development of computer technology,software engineering is used more and more widely.The way tomake the software operating environment stable for a long time depends not only on the software technology itself,but also on thestability of the hardware environment.A design method of software and hardware monitoring system based on the abstract technologyof monitoring object model is proposed.By collecting the real-time operating status of the software and hardware,the monitoring objectmodel is established,and the logical structure topology diagram and the three-dimensional model of the monitoring object aregenerated,realizing the real-time monitoring of the whole system.Meanwhile,through the analysis and judgement of the abnormal dataand the timely warning of the abnormal situation,it is convenient for the operation and maintenance personnel to control the operatingstatus,fault information,fault locations and fault types of the equipment and the system in real time,improving the system operation andmaintenance efficiency.Keywords:monitoring object model;logic topology diagram;server room model;system monitoring0引言当前各类信息系统的运维监控 过程中，由于存在软硬件设备信息类型多、数据量大、监控信息多变等因素，造成了监控系统开发及应用难度大、代码可维护性差等问题，对监控系统的可重用性 2 、通用性、扩展性 3 提出了很高的要求。针对上述问题,本文提出了监控对象 4 抽象模型 5 的概念。通过建立监控对象模型，可以灵活适配各类监控对象，包括软件收稿日期:2 0 2 3-0 5-1149系统、硬件设备，支持新增、修改、删除各类监控对象及监控信息，能够通过修改监控对象模型的方式来适应各类监控对象的监控信息变化,在此基础上,构建监控对象逻辑拓扑图 7及三维模型 8,实现对信息系统的整体综合监控。1基于监控对象抽象模型技术构建监控系统为了合理解决监控对象类型多、数据量大、监控信息多变技术论坛计算机与网络等问题,提出监控对象模型抽象方法,将同一种类型的监控对象对应到同一采集器 9 、一种模型,模型文件中包含采集内容、连接参数、告警条件 10 等参数，具体过程如下。通过对监控对象进行深入分析，了解监控对象的重要指标参数、支持的协议类型，实现监控对象抽象模型设计，并分类进行采集信息设计。例如，对于支持SNMP协议U的设备，可以支持根据OID12进行加载采集;对于数据库,支持SQL语句的采集;对于业务软件系统,支持HTTP协议采集等。基于监控对象模型创建监控对象，并进行监控对象数据采集，根据监控对象之间的关系绘制拓扑结构和三维模型，通过元素绑定监控对象，对全局系统对象进行整体监视。基于监控对象抽象模型技术构建监控系统流程如图1所示。拓扑图绑定元素绑定监控对象绑定元素维护监控对象模型监控指标解析方式显示要求1.1基于监控对象抽象模型技术建立监控对象基于监控对象抽象模型技术建立监控对象的设计思路如下：（1）建立监控对象模型：对一类监控对象进行抽象，寻找共性特征,形成监控对象资源模型。基于监控对象抽象模型，可快速实现监控对象构建，识别并建立监控对象。监控对象模型抽象技术是通过定义XML模型5文件等步骤实现模型的构建及显示，通过XML编辑器创建监控指标模型后，进行模型文件导人，系统根据导人的指标模型进行对象模型构建，从而实现监控对象指标的创建及更新操作。监控对象模型以XML文件定义对象的解析方式，上传XML文件后，接入服务接收到数据，解析服务按照XML文件中的定义进行数据解析，监控对象XML模型文件的定义如下：Kentity name-displayName-)Karray name-displayName-Attribute_key-)Kattribute source-name-displayName-value-/warnRules)warn.content=name-)设置显示效果创建监控对象监控数据接入基本信息建立连接连接参数层次关系图1基于监控对象抽象模型构建监控系统流程告警规则定义，具体说明如表1所示。表1模型文件说明序号英文名称1SubjectInfoMD2Entity3Attribute4ChannelConfigs5WarnRules（2）创建监控对象：根据模型文件类型，创建监控对象，通过获取模型文件通信参数名称，根据通信参数与监控对象进行连接，获取采集信息，对采集信息进行解析处理、告警判定等操作，最终形成监控对象采集结果。（3）采集接收监控数据：开发监控对象接入微服务，每类监控对象对应一个微服务，并将微服务加人到监控系统，实现监控对象信息的采集。通过以上操作，实现了多源异构监控数据的统一接入、数据归一化处理，以及动态显示，大规模采集方案将配置多台采集服务并支持横向拓展，各服务之间采用消息中间件作为缓冲，提高消息传递性能，降低系统瓶颈。对业务软件及硬件设备的对象模型进行了构建,其中业务软件、服务器、交换机的监控对象模型设计如表2 表4所示。50三维模型数据接入设置设备排放显示设备状态模型分为三部分：监控对象采集信息定义、通信参数定义、中文释义定义监控对象信息定义监控对象实体监控对象具体指标指标信息的名称、显示方式等的定义通信参数定义每个属性即为通信过程中的通信参数告警规则配置每个Warn即为告警规则的配置备注包含具体Entity的定义包含多个Attribute计算机与网络技术论坛表2 业务软件监控对象模型编号参数名称1软件标识2软件名称3软件运行状态4软件上报时间5软件描述6软件异常信息描述softwareErrorDesc表3服务器监控对象模型编号推荐度1IP地址2CPU使用率3内存使用率4硬盘使用率alldiskusedPervent5硬盘总容量6硬盘使用量7硬盘剩余量一分钟负载8910111213141516编号1CPU使用率2CPU使用率门限3内存使用率4内存使用率门限5温度6温度高门限temperatureHighThreshold7温度低门限8运行时间9上报时间10IP地址11Port信息列表1.2基于监控对象物理结构绘制逻辑结构拓扑图基于监控对象物理结构绘制逻辑结构拓扑图设计思路如下：首先明确绘制监控对象逻辑结构用途和意义；然后，对监控对象设备进行分类和整理，了解监控对象物理结构模型,在拓扑图画布中绘制拓扑图；最后，将监控对象与拓扑图元素进行绑定，显示监控对象采集信息，主要过程如下。（1）确定监控对象物理结构对于硬件设备，需要根据监控对象实体设备的位置和摆51放方式，对硬件设备之间的关联关系、物理结构进行草图绘参数标识制，整理并分析监控对象实体设备之间的排线和链路方式等，softwareLogo然后，在拓扑图画布中绘制拓扑图。softwareName对于软件系统，需要根据软件系统所属归类、用途、功能softwareStatus等方式进行排布，在拓扑图画布中绘制软件系统相关的拓扑softwareDate图结构。softwareDesc（2）绘制拓扑图结构拓扑图画布包括软硬件逻辑元素，可以根据监控对象类型和属性添加相应的逻辑元素；拓扑图中的逻辑元素可以绑推荐结果定监控对象的类型和属性等，每种逻辑元素会有不同的颜色IPcpuUsedPercentramUsedallDiskTotalallDiskUsedallDiskFreeLoad1五分钟负载Load5十五分钟负载Load15内存总量ramTotal内存剩余量ramFree上报时间reportTime系统运行进程systemProcesRAM缓存cacheRam磁盘信息diskInfo表4交换机监控对象模型推荐度推荐结果cpuUsedPercentcpuThresholdramUsedPercentramThresholdtemperaturetemperatureLowThresholdrunTimereportTimeIPportInfoList来区分告警等级，当监控对象采集信息触发告警规则时，根据告警等级颜色来显示软硬件监控对象的状态。1.3基于监控对象物理结构绘制三维模型基于监控对象物理结构绘制三维模型设计思路如下：首先需要根据实体设备的结构来绘制满足用户需求的三维模型，包括机房、机柜、硬件设备（服务器、交换机、路由器、防火墙）空调等模型,并绑定监控对象，设置告警规则。具体如下：(1)机柜根据目前模块化机房建设都采用标准机柜，机柜规格为宽度约48.2 6 cm机柜、42 U高度，机柜的进深通常为8 0 0 mm，机柜中添加对应的设备，设备绑定监控对象，用来显示设备运行的数据信息等。(2)设备机房中有多种类型的硬件设备，每种类型设备都根据物理实体建立模型，每种设备都会按照实体形状建立相对应的模型，将设备添加到机柜中，机柜中加载显示设备模型，设备可以绑定对应的监控对象，若监控对象采集的信息触发告警规则并发生告警，设备模型的颜色就会发生变化，以提醒运维人员。最后，根据设备在机房、机柜中的物理位置，进行设备摆放设置，完成三维机房创建及显示。2实验验证基于监控对象抽象模型技术的综合业务监控系统采用B/S架构设计，配置软件环境如表5所示。表5软件环境软件模块软件形态基于监控对象客户端软客户端：谷歌浏览器抽象模型技术件、后台运服务端：Windows、R e d i s、K a f k a的综合业务监行程序控系统软件环境数据库：Mysql-5.7需其他支持环境Java 1.8技术论坛计算机与网络领导干部要讲政德基于监控对象模型,开发了综合业务监控系统，对监控对象模型进行了验证，主要界面如图2 图4所示。云平台名称：服务器云平台状态：异常内存已使用量：9.6 PB内存使用率：8 4.%CPU使用率：57%硬盘总量：2 2 5TB上报时间：2 0 2 2-0 9-0 110:39:0 6云平台告誓数量个852963结束语本文提出了基于监控对象模型抽象技术实现软硬件设备的监控,并设计了基于监控对象抽象模型绘制逻辑结构拓扑图及三维模型，能够根据用户需求定制系统监控对象，通过采集接收监视数据实时掌握软硬件系统运行情况，通过拓扑图和三维模型等方式对全系统整体状态实时显示，通过告警分析对软硬件异常数据进行判定，结合异常数据产生的影响及时对异常设备做出干预，为系统的全过程与全环节提供保障运维支撑，便于运维人员对设备以及系统的运行状态、故障信息、故障位置和故障类型等实时掌控。云平台告警数量：19 个内存总量：11.4PBCPU总量：52 8 0 校已使用CPU核数：30 0 0 核硬盘已使用量：10 0 TB硬盘使用率：44%图2 监控对象采集信息计算机计算机防火墙路由器服务器图3设备拓扑图机柜详情云平台名称服务器云平台状态异常云平台告警数量：19 个内存总量:11.4PB内存已使用量:9.6PB内存使用率：8 4%CPU总量5280核已使用CPU核数：3000核CPU使用率：57%硬盘总量225TB硬盘已使用量：10 0 T B硬盘使用率：44%上报时间：2 0 2 2-0 9-0 110:53:0 6图4机柜监控参考文献1 李锋,杨霖,运维监控管理系统的分析与设计 1.网络安全技术与应用,2 0 19(5):41-43.2王双利,贾海闯,陈宗福.分布式机房智能监控系统设计 .中国科技信息,2 0 17(Z1):82-84.3余梁.超大规模IT设备监控性能运维挑战 .计算机与网络,2 0 2 1,47(2 2):54-55.计算机工作站防火墙云平台名称服务器云平台状态：异带云平台告警数量：19 个内存总量：11.4PB内存已使用量9.6PB内存使用率：8 4%服务器工作站存储容量使用4邓海荧.数据中心的机房环境监控探讨 1.数字通信世界,2018(9):227.5 王伟良,施侄,曹渠江,基于 XML Schema 抽象模型的 XML模式验证方法 J.计算机应用与软件,2 0 0 7(3):41-43.6王艳清,智峰.服务器信息监控与分析系统的设计与实现 .网络安全技术与应用,2 0 0 6(4):50-52.7潘迅.基于实时拓扑图的发射台站网络监控管理系统 .网络安全技术与应用,2 0 14(5):16 1-16 2.8张亚南,韩冰洋.面向通信机房的数字李生技术及其应用 .电子测试,2 0 2 1(4):7 1-7 3.9 宋开卫,石坚,程哲.基于线程池的数据采集器在网管中的应用 .计算机技术与发展,2 0 0 7(7):2 10-2 12.10湛林福,杨澎涛,范永合,等.一种基于日志分析的智能告警技术 .信息技术与信息化,2 0 2 0(9):2 0 8-2 10.11 安茂波.基于 SNMP 协议的网管代理自动生成技术 J.计算机与网络,2 0 16,42(19):6 6-6 8.12吴东亚,对象标识符(OID)技术和应用分析 J.信息技术与标准化,2 0 10(8):6 6-6 8.广告领导干部要讲政德参加重庆代表团审议时指出，领导干部要讲政德。他高屋建领、条分缕析地阐释了“政德”的核心要义，即明大德、守公德、严私德。本书紧紧围绕习近平总书记关于政德的重要讲话精神，内容全面、系统，体现了新时代政德建设的要求，有助于领导干部深人学习政德精神，提升政德修养，在新时代成就新作为，在新征程上谱写新篇章。52新华出版社定价：39.0 0 元订书电话：[phone]年全国两会期间，习近平总书记在