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一種基于網絡的監(jiān)控軟件設計與實現(xiàn)
論文關鍵詞:網絡 系統(tǒng)支持 監(jiān)控軟件
論文摘要:目前我國電信網中的設備種類繁多,結構龐大,功能復雜。為實現(xiàn)高容錯、高可靠性,電信運營企業(yè)網絡資源多采用分布式系統(tǒng)實現(xiàn)。在多臺服務器參與實際工作時,由主監(jiān)控器將處理業(yè)務分解為相應的處理進程,按一定的調度策略分散到各個服務器上以達到負載均衡。即使處理信息業(yè)務量不斷增加,也只需通過任務調度增加服務器的臺數或升級服務器來解決。
引言
電信網是一個極其復雜的系統(tǒng),結構龐大,功能復雜;分系統(tǒng)、子系統(tǒng)縱橫交錯,相互藕合[1]。由于任務使命的特殊性,對系統(tǒng)(包括每個子系統(tǒng))的可靠性要求極高,因此高可靠性是對電信網運行的基本要求。目前我國電信網中使用的通信設備種類繁多,電信運營企業(yè)網絡資源管理工作成為電信運營商提高網絡運營效率、提供網絡互聯(lián)、接入服務以及端到端綜合服務能力、實現(xiàn)全網集約化經營的重要手段。網絡資源管理系統(tǒng)是一套位于電信企業(yè)后臺的運行支撐系統(tǒng)。雖然已經開通運行的局不少,但要做到先進、實用、規(guī)范、符合電信管理網(TMN)建設的要求,還需要不斷的完善與發(fā)展[2]。
1 系統(tǒng)構成
整個監(jiān)控系統(tǒng)劃分成三層,包括:集中監(jiān)控中心CSC(Central Supervision Center)、區(qū)域監(jiān)控中心LSC(LocalSupervision Center)以及各基站的現(xiàn)場監(jiān)控單元FSU(Field Supervision Center)[3, 5]。三層系統(tǒng)結構如圖1所示。
集中監(jiān)控中心CSC負責對多個區(qū)域監(jiān)控中心LSC的集中管理,它接收LSC傳來的實時信息、報警信息和視頻信息、顯示監(jiān)控畫面和視頻內容、處理所有的報警信息、發(fā)送管理人員的控制命令給LSC、記錄報警事件。在CSC可以看到各LSC的所有實時信息,完成各種控制任務。CSC和LSC之間通過TCP/IP連接,傳輸與具體連接的網絡類型無關[4]。
區(qū)域監(jiān)控中心LSC由監(jiān)控主機、智能模塊、協(xié)議轉換模塊、信號處理模塊、多設備驅動卡、視頻處理卡及智能設備等組成。監(jiān)控主機與智能設備之間通過RS485/232或網絡連接,采用主從方式通過各種通訊協(xié)議相互通訊,取得各設備的實時數據。LSC將所有的實時數據上傳給CSC,由CSC統(tǒng)一對所有事件作出響應。
監(jiān)控單元FSU連接各種電源,空調等智能或非智能設備以及各種量的采集器。FSU對監(jiān)控對象進行數據采集,接收監(jiān)控對象的的告警數據,通過接口把這些數據上行傳送給LSC。監(jiān)控單元通過接口接收LSC下行傳送過來的控制命令,把這些控制命令發(fā)送至受控設備及環(huán)境量采集器,對受控設備及環(huán)境量采集器直接進行控制。基本的FSU構成如圖2所示。
2 監(jiān)控軟件調度結構
為實現(xiàn)高容錯、高可靠性,電信運營企業(yè)網絡資源管理多采用分布式系統(tǒng)實現(xiàn)。在分布式系統(tǒng)中,任務調度算法按照調度程序的結構或調度程序所收集調度信息的范圍,網絡監(jiān)控軟件分為集中式調度算法和分布式調度算法[6]。
集中式調度算法系統(tǒng)中有一個負責調度的主機負責搜集系統(tǒng)負載信息。它維護著一個任務分配表,并且根據系統(tǒng)負載狀況來分配任務。其它的主機都是計算主機,計算主機只負責接收任務,如圖3所示。
這種策略的優(yōu)點是:調度主機擁有全局信息,易于進行決策并保持負載平衡,易于跟蹤執(zhí)行情況。算法比較容易實現(xiàn),適用于結點數目比較少的網絡環(huán)境,在總線型網絡上有比較好的性能[7]。
分布式調度算法是根據局部范圍內的一些結點主機的負載信息來進行負載平衡調度操作,不再有一個集中的調度主機,每個主機只與一部分主機通信。按負載平衡調度的啟動者來劃分,這類調度策略主要有發(fā)送者驅動策略,接收者驅動策略和混合驅動策略,如圖4所示。
分布式的調度算法的主要優(yōu)點是可擴放性好,適合結點數較多的大規(guī)模并行分布系統(tǒng)。主要缺點是算法復雜,難于實現(xiàn)沒有全局信息,難于跟蹤程序運行。鑒于系統(tǒng)的多樣性和復雜性,選用哪種調度方法取決于實際需要的不同考慮。一般而言,在結點較少的情況下(如16個結點),集中式調度不會造成通信瓶頸,且實現(xiàn)算法簡單、可靠。本系統(tǒng)中,選用集中式調度策略實現(xiàn)進程調度。
系統(tǒng)的設計開發(fā)軟件采用C#.NET實現(xiàn),系統(tǒng)的運行平臺為W indows 2000/2003服務器版。
3 網絡監(jiān)控平臺
網絡監(jiān)控平臺是監(jiān)控系統(tǒng)的底層通信部分,在后臺運行,主要處理網絡信息交互,具體包括網絡監(jiān)控線程、信息解析線程及網絡下發(fā)線程。各部分的具體流程如下:
如圖5所示,網絡監(jiān)控線程監(jiān)控網絡的運行情況。網絡數據解析主要是分析網絡數據,是否滿足通信幀協(xié)議要求,判斷接收數據的有效性,若有效則將接收數據錄入緩存區(qū)。
如圖6所示,信息解析完成網絡數據的幀結構解析,并根據具體內容分別錄入后臺數據庫。針對告警信息,觸發(fā)告警處理線程,有新數據錄入,根據具體內容觸發(fā)消息處理機制,告知服務監(jiān)控平臺進行數據刷新。如圖7所示,展示了主窗口監(jiān)控頁面。
4 服務監(jiān)控平臺
服務監(jiān)控平臺主要是便于維護人員對站點進行在實時監(jiān)控,具體包括告警監(jiān)控、站點設置、查詢等內容。通過人機界面設置和查詢,底層通過消息機制與網絡監(jiān)控平臺通信,下發(fā)查詢、設置指令,接收告警及回傳信息。
消息傳送線程由兩部分組成,分別是消息發(fā)送部分,消息接受部分,如圖8所示。主要是完成服務監(jiān)控平臺和網絡監(jiān)控平臺間的信息交互,交互信息包括告警信息,查詢和設置信息等。
如圖9所示,展示了站點設置與查詢界面。
5 結論
網絡監(jiān)控軟件集安全監(jiān)控、動力環(huán)境監(jiān)控、圖像監(jiān)控、節(jié)能控制等功能為一體的高集成度產品。具有穩(wěn)定性好,集成度更高,功能強大等特點,滿足不同用戶的接口要求。支持在線軟件升級功能。滿足多種智能設備監(jiān)控程序的內置,可以直接掛接多個智能設備,實現(xiàn)基于網絡的智能設備的監(jiān)控。
參考文獻:
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[2] 中國移動機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)測試規(guī)范.中國移動GF006. 2-2001(1. 0版)[Z].
[3] 中國移動通信動力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范.中國移動GF006-2000[Z].
[4] 通信局(站)電源系統(tǒng)總技術要求.XT005-95[Z].
[5] 劉金琨.智能控制[M].北京:出版社出版,2003.
[6] 郭兵等. SoC技術原理與應用[M].北京:清華大學出版社出版, 2004.
[7] 余科軍.分布式實時系統(tǒng)任務調度算法的設計和實現(xiàn)[D].成都:四川大學學院, 2006.
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