基于网络的监控软件设计与实现

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论文关键词:网络 系统支持 监控软件

论文摘要:目前我国电信网中的通信设备种类繁多,结构庞大,功能复杂。为实现高容错、高可靠性,电信运营企业网络资源管理多采用分布式系统实现。在多台服务器参与实际工作时,由主监控器将处理业务分解为相应的处理进程,按一定的调度策略分散到各个服务器上以达到负载均衡。即使处理信息业务量不断增加,也只需通过任务调度增加服务器的台数或升级服务器来解决。

引言 1 系统构成

整个监控系统划分成三层,包括:集中监控中心CSC(Central Supervision Center)、区域监控中心LSC(LocalSupervision Center)以及各基站的现场监控单元FSU(Field Supervision Center)[3, 5]。三层系统结构如图1所示。

集中监控中心CSC负责对多个区域监控中心LSC的集中管理,它接收LSC传来的实时信息、报警信息和视频信息、显示监控画面和视频内容、处理所有的报警信息、发送管理人员的控制命令给LSC、记录报警事件。在CSC可以看到各LSC的所有实时信息,完成各种控制任务。CSC和LSC之间通过TCP/IP连接,传输与具体连接的网络类型无关[4]。

区域监控中心LSC由监控主机、智能模块、协议转换模块、信号处理模块、多设备驱动卡、视频处理卡及智能设备等组成。监控主机与智能设备之间通过RS485/232或网络连接,采用主从方式通过各种通讯协议相互通讯,取得各设备的实时数据。LSC将所有的实时数据上传给CSC,由CSC统一对所有事件作出响应。

监控单元FSU连接各种电源,空调等智能或非智能设备以及各种环境量的采集器。FSU对监控对象进行数据采集,接收监控对象的的告警数据,通过接口把这些数据上行传送给LSC。监控单元通过接口接收LSC下行传送过来的控制命令,把这些控制命令发送至受控设备及环境量采集器,对受控设备及环境量采集器直接进行控制。基本的FSU构成如图2所示。

2 监控软件调度结构

为实现高容错、高可靠性,电信运营企业网络资源管理多采用分布式系统实现。在分布式系统中,任务调度算法按照调度程序的结构或调度程序所收集调度信息的范围,网络监控软件分为集中式调度算法和分布式调度算法[6]。

集中式调度算法系统中有一个负责调度的主机负责搜集系统负载信息。它维护着一个任务分配表,并且根据系统负载状况来分配任务。其它的主机都是计算主机,计算主机只负责接收任务,如图3所示。

这种策略的优点是:调度主机拥有全局信息,易于进行决策并保持负载平衡,易于跟踪执行情况。算法比较容易实现,适用于结点数目比较少的网络环境,在总线型网络上有比较好的性能[7]。

分布式调度算法是根据局部范围内的一些结点主机的负载信息来进行负载平衡调度操作,不再有一个集中的调度主机,每个主机只与一部分主机通信。按负载平衡调度的启动者来划分,这类调度策略主要有发送者驱动策略,接收者驱动策略和混合驱动策略,如图4所示。

分布式的调度算法的主要优点是可扩放性好,适合结点数较多的大规模并行分布系统。主要缺点是算法复杂,难于实现没有全局信息,难于跟踪程序运行。鉴于系统的多样性和复杂性,选用哪种调度方法取决于实际需要的不同考虑。一般而言,在结点较少的情况下(如16个结点),集中式调度不会造成通信瓶颈,且实现算法简单、可靠。本系统中,选用集中式调度策略实现进程调度。

系统的设计开发软件采用C#.NET实现,系统的运行平台为W indows 2000/2003服务器版。

3 网络监控平台

网络监控平台是监控系统的底层通信部分,在后台运行,主要处理网络信息交互,具体包括网络监控线程、信息解析线程及网络下发线程。各部分的具体流程如下:

如图5所示,网络监控线程监控网络的运行情况。网络数据解析主要是分析网络数据,是否满足通信帧协议要求,判断接收数据的有效性,若有效则将接收数据录入缓存区。

如图6所示,信息解析完成网络数据的帧结构解析,并根据具体内容分别录入后台数据库。针对告警信息,触发告警处理线程,有新数据录入,根据具体内容触发消息处理机制,告知服务监控平台进行数据刷新。如图7所示,展示了主窗口监控页面。

4 服务监控平台

服务监控平台主要是便于维护人员对站点进行在实时监控,具体包括告警监控、站点设置、查询等内容。通过人机界面设置和查询,底层通过消息机制与网络监控平台通信,下发查询、设置指令,接收告警及回传信息。

消息传送线程由两部分组成,分别是消息发送部分,消息接受部分,如图8所示。主要是完成服务监控平台和网络监控平台间的信息交互,交互信息包括告警信息,查询和设置信息等。

如图9所示,展示了站点设置与查询界面。

5 结论

网络监控软件集安全监控、动力环境监控、图像监控、节能控制等功能为一体的高集成度产品。具有稳定性好,集成度更高,功能强大等特点,满足不同用户的接口要求。支持在线软件升级功能。满足多种智能设备监控程序的内置,可以直接挂接多个智能设备,实现基于网络的智能设备的监控。

参考文献: [2] 中国移动机房动力环境监控系统测试规范.中国移动GF006. 2-2001(1. 0版)[Z].

[3] 中国移动通信动力及环境集中监控系统技术规范.中国移动GF006-2000[Z].

[4] 通信局(站)电源系统总技术要求.XT005-95[Z].

[5] 刘金琨.智能控制[M].北京:电子工业出版社出版,2003.

[6] 郭兵等. SoC技术原理与应用[M].北京:清华大学出版社出版, 2004.

[7] 余科军.分布式实时系统任务调度算法的设计和实现[D].成都:四川大学计算机学院, 2006.