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一種基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
論文關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)支持 監(jiān)控軟件
論文摘要:目前我國(guó)電信網(wǎng)中的設(shè)備種類(lèi)繁多,結(jié)構(gòu)龐大,功能復(fù)雜。為實(shí)現(xiàn)高容錯(cuò)、高可靠性,電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源多采用分布式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在多臺(tái)服務(wù)器參與實(shí)際工作時(shí),由主監(jiān)控器將處理業(yè)務(wù)分解為相應(yīng)的處理進(jìn)程,按一定的調(diào)度策略分散到各個(gè)服務(wù)器上以達(dá)到負(fù)載均衡。即使處理信息業(yè)務(wù)量不斷增加,也只需通過(guò)任務(wù)調(diào)度增加服務(wù)器的臺(tái)數(shù)或升級(jí)服務(wù)器來(lái)解決。
引言
電信網(wǎng)是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng),結(jié)構(gòu)龐大,功能復(fù)雜;分系統(tǒng)、子系統(tǒng)縱橫交錯(cuò),相互藕合[1]。由于任務(wù)使命的特殊性,對(duì)系統(tǒng)(包括每個(gè)子系統(tǒng))的可靠性要求極高,因此高可靠性是對(duì)電信網(wǎng)運(yùn)行的基本要求。目前我國(guó)電信網(wǎng)中使用的通信設(shè)備種類(lèi)繁多,電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源管理工作成為電信運(yùn)營(yíng)商提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率、提供網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、接入服務(wù)以及端到端綜合服務(wù)能力、實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)集約化經(jīng)營(yíng)的重要手段。網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)是一套位于電信企業(yè)后臺(tái)的運(yùn)行支撐系統(tǒng)。雖然已經(jīng)開(kāi)通運(yùn)行的局不少,但要做到先進(jìn)、實(shí)用、規(guī)范、符合電信管理網(wǎng)(TMN)建設(shè)的要求,還需要不斷的完善與發(fā)展[2]。
1 系統(tǒng)構(gòu)成
整個(gè)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(chǎng)監(jiān)控單元FSU(Field Supervision Center)[3, 5]。三層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
集中監(jiān)控中心CSC負(fù)責(zé)對(duì)多個(gè)區(qū)域監(jiān)控中心LSC的集中管理,它接收LSC傳來(lái)的實(shí)時(shí)信息、報(bào)警信息和視頻信息、顯示監(jiān)控畫(huà)面和視頻內(nèi)容、處理所有的報(bào)警信息、發(fā)送管理人員的控制命令給LSC、記錄報(bào)警事件。在CSC可以看到各LSC的所有實(shí)時(shí)信息,完成各種控制任務(wù)。CSC和LSC之間通過(guò)TCP/IP連接,傳輸與具體連接的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型無(wú)關(guān)[4]。
區(qū)域監(jiān)控中心LSC由監(jiān)控主機(jī)、智能模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)處理模塊、多設(shè)備驅(qū)動(dòng)卡、視頻處理卡及智能設(shè)備等組成。監(jiān)控主機(jī)與智能設(shè)備之間通過(guò)RS485/232或網(wǎng)絡(luò)連接,采用主從方式通過(guò)各種通訊協(xié)議相互通訊,取得各設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。LSC將所有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳給CSC,由CSC統(tǒng)一對(duì)所有事件作出響應(yīng)。
監(jiān)控單元FSU連接各種電源,空調(diào)等智能或非智能設(shè)備以及各種量的采集器。FSU對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,接收監(jiān)控對(duì)象的的告警數(shù)據(jù),通過(guò)接口把這些數(shù)據(jù)上行傳送給LSC。監(jiān)控單元通過(guò)接口接收LSC下行傳送過(guò)來(lái)的控制命令,把這些控制命令發(fā)送至受控設(shè)備及環(huán)境量采集器,對(duì)受控設(shè)備及環(huán)境量采集器直接進(jìn)行控制�；镜腇SU構(gòu)成如圖2所示。
2 監(jiān)控軟件調(diào)度結(jié)構(gòu)
為實(shí)現(xiàn)高容錯(cuò)、高可靠性,電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源管理多采用分布式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在分布式系統(tǒng)中,任務(wù)調(diào)度算法按照調(diào)度程序的結(jié)構(gòu)或調(diào)度程序所收集調(diào)度信息的范圍,網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件分為集中式調(diào)度算法和分布式調(diào)度算法[6]。
集中式調(diào)度算法系統(tǒng)中有一個(gè)負(fù)責(zé)調(diào)度的主機(jī)負(fù)責(zé)搜集系統(tǒng)負(fù)載信息。它維護(hù)著一個(gè)任務(wù)分配表,并且根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載狀況來(lái)分配任務(wù)。其它的主機(jī)都是計(jì)算主機(jī),計(jì)算主機(jī)只負(fù)責(zé)接收任務(wù),如圖3所示。
這種策略的優(yōu)點(diǎn)是:調(diào)度主機(jī)擁有全局信息,易于進(jìn)行決策并保持負(fù)載平衡,易于跟蹤執(zhí)行情況。算法比較容易實(shí)現(xiàn),適用于結(jié)點(diǎn)數(shù)目比較少的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,在總線型網(wǎng)絡(luò)上有比較好的性能[7]。
分布式調(diào)度算法是根據(jù)局部范圍內(nèi)的一些結(jié)點(diǎn)主機(jī)的負(fù)載信息來(lái)進(jìn)行負(fù)載平衡調(diào)度操作,不再有一個(gè)集中的調(diào)度主機(jī),每個(gè)主機(jī)只與一部分主機(jī)通信。按負(fù)載平衡調(diào)度的啟動(dòng)者來(lái)劃分,這類(lèi)調(diào)度策略主要有發(fā)送者驅(qū)動(dòng)策略,接收者驅(qū)動(dòng)策略和混合驅(qū)動(dòng)策略,如圖4所示。
分布式的調(diào)度算法的主要優(yōu)點(diǎn)是可擴(kuò)放性好,適合結(jié)點(diǎn)數(shù)較多的大規(guī)模并行分布系統(tǒng)。主要缺點(diǎn)是算法復(fù)雜,難于實(shí)現(xiàn)沒(méi)有全局信息,難于跟蹤程序運(yùn)行。鑒于系統(tǒng)的多樣性和復(fù)雜性,選用哪種調(diào)度方法取決于實(shí)際需要的不同考慮。一般而言,在結(jié)點(diǎn)較少的情況下(如16個(gè)結(jié)點(diǎn)),集中式調(diào)度不會(huì)造成通信瓶頸,且實(shí)現(xiàn)算法簡(jiǎn)單、可靠。本系統(tǒng)中,選用集中式調(diào)度策略實(shí)現(xiàn)進(jìn)程調(diào)度。
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)軟件采用C#.NET實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)的運(yùn)行平臺(tái)為W indows 2000/2003服務(wù)器版。
3 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)是監(jiān)控系統(tǒng)的底層通信部分,在后臺(tái)運(yùn)行,主要處理網(wǎng)絡(luò)信息交互,具體包括網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控線程、信息解析線程及網(wǎng)絡(luò)下發(fā)線程。各部分的具體流程如下:
如圖5所示,網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控線程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)解析主要是分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),是否滿足通信幀協(xié)議要求,判斷接收數(shù)據(jù)的有效性,若有效則將接收數(shù)據(jù)錄入緩存區(qū)。
如圖6所示,信息解析完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)解析,并根據(jù)具體內(nèi)容分別錄入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。針對(duì)告警信息,觸發(fā)告警處理線程,有新數(shù)據(jù)錄入,根據(jù)具體內(nèi)容觸發(fā)消息處理機(jī)制,告知服務(wù)監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新。如圖7所示,展示了主窗口監(jiān)控頁(yè)面。
4 服務(wù)監(jiān)控平臺(tái)
服務(wù)監(jiān)控平臺(tái)主要是便于維護(hù)人員對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行在實(shí)時(shí)監(jiān)控,具體包括告警監(jiān)控、站點(diǎn)設(shè)置、查詢(xún)等內(nèi)容。通過(guò)人機(jī)界面設(shè)置和查詢(xún),底層通過(guò)消息機(jī)制與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)通信,下發(fā)查詢(xún)、設(shè)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(wù)監(jiān)控平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)間的信息交互,交互信息包括告警信息,查詢(xún)和設(shè)置信息等。
如圖9所示,展示了站點(diǎn)設(shè)置與查詢(xún)界面。
5 結(jié)論
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件集安全監(jiān)控、動(dòng)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(chǎn)品。具有穩(wěn)定性好,集成度更高,功能強(qiáng)大等特點(diǎn),滿足不同用戶(hù)的接口要求。支持在線軟件升級(jí)功能。滿足多種智能設(shè)備監(jiān)控程序的內(nèi)置,可以直接掛接多個(gè)智能設(shè)備,實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的智能設(shè)備的監(jiān)控。
參考文獻(xiàn):
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