通信集群服務(wù)器監(jiān)視系統(tǒng)研究范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了通信集群服務(wù)器監(jiān)視系統(tǒng)研究參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫(xiě)作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

前言

SNMP是目前常用的環(huán)境管理協(xié)議，它與協(xié)議無(wú)關(guān)并且可以在IP、IPX、APPLETALK、OSI等網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議上使用。它提供了從網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備中收集網(wǎng)絡(luò)管理信息的方法，為設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)管理工作站報(bào)告問(wèn)題和錯(cuò)誤提供了方法，使用SNMP技術(shù)不會(huì)修改設(shè)備系統(tǒng)所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。目前的SNMP是一個(gè)從網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備收集管理信息的公用通信協(xié)議，并且絕大部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了對(duì)SNMP協(xié)議的支持。SNMP簡(jiǎn)單模型如圖1所示。

SNMP定義了管理進(jìn)程(manager)和管理(agent)之間的關(guān)系，這個(gè)關(guān)系稱為共同體(community)。描述共同體的語(yǔ)義是非常復(fù)雜的，但其句法卻很簡(jiǎn)單。位于網(wǎng)絡(luò)管理工作站(運(yùn)行管理進(jìn)程)上和各網(wǎng)絡(luò)元素上利用SNMP相互通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理的軟件統(tǒng)統(tǒng)稱為SNMP應(yīng)用實(shí)體。若干個(gè)應(yīng)用實(shí)體和SNMP組合起來(lái)形成一個(gè)共同體，不同的共同體之間用名字來(lái)區(qū)分，共同體的名字則必須符合Internet的層次結(jié)構(gòu)命名規(guī)則，由無(wú)保留意義的字符串組成。此外，一個(gè)SNMP應(yīng)用實(shí)體可以加入多個(gè)共同體。

1SNMP的基本實(shí)現(xiàn)

設(shè)備的管理者收集從網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備管理信息并記錄在管理信息庫(kù)(MIB)中，MIB包含了機(jī)(被監(jiān)視設(shè)備)中的有關(guān)配置和性能的數(shù)據(jù)，有一個(gè)組織體系和公共結(jié)構(gòu)，其中包含分屬不同組的許多對(duì)象。MIB數(shù)據(jù)對(duì)象以一種樹(shù)狀分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，這個(gè)樹(shù)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2)中的每個(gè)分枝都有一個(gè)專用的名字和一個(gè)數(shù)字節(jié)的標(biāo)識(shí)符。本系統(tǒng)的MIB應(yīng)用以一種樹(shù)狀結(jié)構(gòu)瀏覽的方式訪問(wèn)整個(gè)MIB數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)數(shù)字標(biāo)識(shí)來(lái)查找MIB中的數(shù)據(jù)對(duì)象，這個(gè)數(shù)字標(biāo)識(shí)符號(hào)從結(jié)構(gòu)樹(shù)的頂部(根部)開(kāi)始，直到各個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)(數(shù)據(jù)對(duì)象)為止。到達(dá)目標(biāo)設(shè)備的路徑即為設(shè)設(shè)備的對(duì)象標(biāo)識(shí)符(objectidentifierdesendant,OID)，本系統(tǒng)可通過(guò)其尋址到要檢測(cè)和監(jiān)視設(shè)備。OID是以管理信息結(jié)構(gòu)(StructureofManagementInformation,SMI)為基礎(chǔ)的一系列點(diǎn)分符號(hào)，如1.3.6.1.2.1.1，這些點(diǎn)分符號(hào)在任何網(wǎng)絡(luò)中都惟一標(biāo)識(shí)某一個(gè)特定數(shù)據(jù)參數(shù)。跟其它程序?qū)崿F(xiàn)過(guò)程一樣，整個(gè)SNMP協(xié)議管理編程也要經(jīng)過(guò)一個(gè)創(chuàng)建、執(zhí)行、撤銷(xiāo)的過(guò)程。初始化SNMP環(huán)境即加載SNMP的功能，接著執(zhí)行所進(jìn)行的操作，SNMP是基于消息機(jī)制的，所以消息的傳遞與管理是程序?qū)崿F(xiàn)的核心技術(shù)。整個(gè)SNMP協(xié)議的程序?qū)崿F(xiàn)過(guò)程可大體分為加載SNMP，建立會(huì)話，設(shè)置實(shí)體模式，發(fā)送接收消息，提取數(shù)據(jù)報(bào)，取得返回值，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)視。

2關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1ServerSystemMIB子集

結(jié)合本部門(mén)的設(shè)備實(shí)際情況而言，集群服務(wù)器平臺(tái)下的DigitalUNIX4.0D操作系統(tǒng)使用了Compaq的ServerSystemMIB變量來(lái)建立EnvironmentMonitor，但是其缺乏靈活性和易用性，僅僅使用了ServerSystemMIB一個(gè)子集。如圖3所示。

本文的設(shè)計(jì)思想繞過(guò)系統(tǒng)的EnvironmentMonitor，直接調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)SNMP_send、SNMP_get等函數(shù)訪問(wèn)ServerSystemMIB(或在客戶端發(fā)送SNMP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議包實(shí)現(xiàn))，獲取系統(tǒng)當(dāng)前的溫度、風(fēng)扇、電源等傳感器狀態(tài)值，達(dá)到對(duì)系統(tǒng)硬件狀態(tài)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)視。經(jīng)過(guò)擴(kuò)展使用的ServerSystemMIB子集。如圖4所示。

2.2工作站的SNMP環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)分析

工作站的Windowns系統(tǒng)首先需要啟動(dòng)SNMP服務(wù)，從而在工作站上建立起SNMP管理，使得管理客戶端只需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的SNMP_send、SNMP_get等協(xié)議包既可獲取相應(yīng)于系統(tǒng)硬件狀態(tài)的OID值。

從客戶端/服務(wù)器的角度來(lái)看，監(jiān)視系統(tǒng)工作站和SNMP既是客戶端，同時(shí)又充當(dāng)服務(wù)器的角色。作為服務(wù)器，本系統(tǒng)監(jiān)聽(tīng)UDP端口162，接收SNMP發(fā)送的消息；SNMP監(jiān)聽(tīng)UDP端口161，接收本系統(tǒng)發(fā)送的查詢請(qǐng)求。作為客戶機(jī)，本系統(tǒng)可以隨時(shí)向SNMP發(fā)送查詢請(qǐng)求。因此，基于Windowns系統(tǒng)下開(kāi)發(fā)的該“集群服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)”實(shí)際上就是一個(gè)客戶端。本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主要工作有以下兩點(diǎn)：

（1）構(gòu)造正確的PDU，組成SNMP報(bào)文；

（2）對(duì)發(fā)送(接收)的SNMP報(bào)文進(jìn)行BER編碼和解碼。BER編碼處理后的SNMP報(bào)文，提交給UDP，同時(shí)指定SNMP的IP地址和端口號(hào)即可。接收到返回的應(yīng)答數(shù)據(jù)包后，再對(duì)SNMP報(bào)文進(jìn)行相應(yīng)的解碼分析和處理。

2.3網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的SNMP環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)分析

通過(guò)深入分析網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的MIB庫(kù)，選取適應(yīng)本分系統(tǒng)的OID，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的各個(gè)模塊的運(yùn)行狀況，在此基礎(chǔ)上，還可以建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)流量、擁塞狀態(tài)等，選取的switchhubMIB子集。如圖5所示。

3簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議在集群服務(wù)器中的應(yīng)用

目前國(guó)內(nèi)對(duì)大型集群服務(wù)器硬件設(shè)備監(jiān)視手段比較單一，缺乏對(duì)這些網(wǎng)絡(luò)集群運(yùn)行設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)視手段，僅能從設(shè)備底層驅(qū)動(dòng)級(jí)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視，無(wú)法通過(guò)底層傳感器得到硬件設(shè)備實(shí)時(shí)參數(shù)信息(例如：機(jī)箱風(fēng)扇狀態(tài)、CPU風(fēng)扇狀態(tài)等)。這種基于簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議思想建立、開(kāi)發(fā)的硬件設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)，很好地利用底層傳感器的有效數(shù)據(jù)，解決了系統(tǒng)硬件狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視問(wèn)題，基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種服務(wù)器的監(jiān)視功能，能夠更好地對(duì)在線運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行管理、維護(hù)，基本做到了全方位、全天候監(jiān)視，大大提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性。

3.1SNMP與兩種常見(jiàn)協(xié)議的比較

集群服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)充分地利用了SNMP具有簡(jiǎn)單性、擴(kuò)展性、獨(dú)立性的特性。

（1）簡(jiǎn)單性：不用采取類似UDP的連接方式需要在被管理設(shè)備上創(chuàng)建新進(jìn)程的方法，從而影響到其它程序的穩(wěn)定運(yùn)行；也不使用TCP“三次握手”來(lái)建立的連接方式，避免了浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存資源，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，而且TCP協(xié)議很少參與底層網(wǎng)絡(luò)的操作，無(wú)法監(jiān)視到底層設(shè)備，適合在復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行；

（2）擴(kuò)展性：通過(guò)定義新的被管理設(shè)備即擁有MIB信息的設(shè)備，可以非常方便地?cái)U(kuò)展管理功能而且可管理絕大部分符合Internet標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備；

（3）獨(dú)立性：即使被管理設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，也不會(huì)影響管理設(shè)備的正常工作。

3.2簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中MIB的應(yīng)用

管理信息庫(kù)(MIB)是網(wǎng)絡(luò)管理中的重要組成部分。每個(gè)MIB包含系統(tǒng)與設(shè)備的狀態(tài)信息、運(yùn)行的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、配置參數(shù)等。通過(guò)SNMP的五種命令就可以讀取或設(shè)置MIB庫(kù)中變量的值，獲得MIB信息的七種PDU。

所有的MIB對(duì)象類型被收集到一個(gè)或多個(gè)管理信息庫(kù)中并且對(duì)象類型按照管理信息結(jié)構(gòu)和標(biāo)識(shí)(SMI)定義。一個(gè)對(duì)象類型的名字明確地代表一個(gè)對(duì)象，稱為對(duì)象標(biāo)識(shí)符。對(duì)象標(biāo)識(shí)符是按照在MIB樹(shù)中建立的嚴(yán)格分層空間構(gòu)造的，對(duì)象標(biāo)識(shí)符總是一個(gè)惟一的從樹(shù)根開(kāi)始描述MIB樹(shù)的整數(shù)序列。這里處于簡(jiǎn)單性考慮，使用了SNMP定義其中的五種操作，每種操作對(duì)應(yīng)一種PDU。

（1）GetRequest查詢請(qǐng)求PDU，由管理工作站發(fā)出，PDU中指明一個(gè)或多個(gè)要求查詢的對(duì)象。接收、處理后，返回GetRequest應(yīng)答PDU。

（2）SetRequest設(shè)置請(qǐng)求PDU，由管理工作站發(fā)出，PDU中指明一個(gè)或多個(gè)要求設(shè)置的對(duì)象。接收、設(shè)置后，返回GetResponse應(yīng)答PDU。

（3）GetNextRequest查詢請(qǐng)求PDU，由管理工作站發(fā)出，PDU中指明一個(gè)或多個(gè)要求查詢的對(duì)象。和GetRequestPDU不同的是，GetNextRequestPDU實(shí)際操作的對(duì)象，不是PDU中指明的對(duì)象，而是按字典序的下一個(gè)對(duì)象。接收、處理后，返回GetResponse應(yīng)答PDU。

（4）GetResponse應(yīng)答PDU，由應(yīng)答管理工作站發(fā)出的查詢、設(shè)置請(qǐng)求PDU。應(yīng)答PDU中包含了處理結(jié)果以及出錯(cuò)代碼。

（5）Trap發(fā)出，向管理工作站報(bào)告本地網(wǎng)絡(luò)事件。所以，通過(guò)MIB，網(wǎng)絡(luò)管理器對(duì)管理對(duì)象的管理就簡(jiǎn)化為網(wǎng)絡(luò)管理器對(duì)被管對(duì)象的MIB庫(kù)的內(nèi)容的查看和設(shè)置。對(duì)不同的設(shè)備，只要它們有相應(yīng)的軟件和統(tǒng)一的MIB，網(wǎng)絡(luò)管理器就可以對(duì)它進(jìn)行統(tǒng)一管理。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理器對(duì)被管對(duì)象的控制也通過(guò)MIB改變?yōu)閷?duì)MIB內(nèi)變量值的設(shè)置，這樣就避免了管理協(xié)議定義過(guò)多的控制信息，因?yàn)樾碌目刂乒δ芸梢酝ㄟ^(guò)在MIB中增加對(duì)應(yīng)的新的變量來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不必增加新的控制信息。

3.3集群服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)

在對(duì)SNMP進(jìn)行細(xì)致分析的基礎(chǔ)上，該軟件設(shè)計(jì)了基于Windows系統(tǒng)、面向UNIX應(yīng)用軟件的集群服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)。管理信息庫(kù)的組織方式采取類似于SNMP的管理信息組織方式—MIB樹(shù)的方式來(lái)組織被管對(duì)象。協(xié)議數(shù)據(jù)單元方面保持SNMP基本操作，力求在管理站點(diǎn)上提供給管理機(jī)一個(gè)整個(gè)管理區(qū)域內(nèi)的MIB樹(shù)的直觀映射，以方便管理機(jī)對(duì)管理對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān)視。

3.4系統(tǒng)流程

根據(jù)以上關(guān)于SNMP協(xié)議的理論，結(jié)合本部門(mén)的實(shí)際情況，集群服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)如圖6。

3.5SNMP與集群服務(wù)器的有機(jī)結(jié)合

就近些年國(guó)內(nèi)對(duì)硬件設(shè)備監(jiān)視的種類來(lái)看，基于SNMP技術(shù)對(duì)設(shè)備監(jiān)視的手段已經(jīng)存在，這種基于SNMP協(xié)議建立的硬件設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)集群服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視的功能。針對(duì)集群服務(wù)器設(shè)備的特點(diǎn)，我們實(shí)現(xiàn)了SNMP技術(shù)與集群服務(wù)器的有機(jī)結(jié)合，使得集群服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)方法和手段變得更為靈活、易于使用，并且該方法不需要對(duì)操作系統(tǒng)做任何的改動(dòng)，大大增強(qiáng)了該方法的穩(wěn)定性。而且通過(guò)該技術(shù)研發(fā)的硬件實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)還具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性和移植性。可將支持SNMP協(xié)議的所有設(shè)備添加到該系統(tǒng)內(nèi)，為構(gòu)建統(tǒng)一的監(jiān)視平臺(tái)提供了技術(shù)支持，為其進(jìn)行全面的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視，以便達(dá)到更好的設(shè)備管理、維護(hù)目的(如圖7)。

4完成情況和有待解決的問(wèn)題

4.1完成情況

基于簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)設(shè)備的現(xiàn)狀，通過(guò)VC具體編譯設(shè)計(jì)監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了利用底層傳感器得到集群服務(wù)器實(shí)時(shí)參數(shù)信息的功能，并使該系統(tǒng)達(dá)到在線運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)可視化的程度，使得設(shè)備的維護(hù)、管理更加科學(xué)化。

現(xiàn)在已可實(shí)現(xiàn)的基本功能：

（1）網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)實(shí)時(shí)嗅探功能；

（2）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器CPU的運(yùn)算頻率；

（3）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器CPU的數(shù)量；

（4）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器CPU的緩存容量；

（5）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器磁盤(pán)的容量；

（6）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器內(nèi)存的容量；

（7）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器內(nèi)存的數(shù)量；

（8）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器電源狀態(tài)；

（9）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器CPU狀態(tài)；

（10）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器CPU風(fēng)扇狀態(tài)；

（11）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器電源風(fēng)扇狀態(tài)；

（12）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器機(jī)箱溫度及狀態(tài)；

（13）實(shí)時(shí)監(jiān)視各服務(wù)器內(nèi)部底層傳感器狀態(tài)；

（14）實(shí)時(shí)監(jiān)視各網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)內(nèi)部模塊狀態(tài)；

（15）實(shí)時(shí)監(jiān)視各網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)內(nèi)部底層傳感器狀態(tài)。

4.2有待解決的問(wèn)題

在集群服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)管理方面完成了實(shí)現(xiàn)預(yù)期管理所需的基本功能，測(cè)試的結(jié)果基本符合設(shè)計(jì)的要求，但其中也存在一些問(wèn)題。如系統(tǒng)的反應(yīng)不夠靈敏，MIB信息的更新速度不夠快；監(jiān)控模塊的容錯(cuò)性能較差，發(fā)生故障后容易掛起。

還需在系統(tǒng)的安全性方面，和對(duì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型和用戶自定義數(shù)據(jù)類型的支持方面作進(jìn)一步的工作。另外可以考慮擴(kuò)大監(jiān)控的范圍，不僅僅對(duì)類中的成員變量進(jìn)行監(jiān)控，還要對(duì)類中的成員函數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。