基于开放网络协议的监控系统的设计与研究

朱智胜

摘要：目前企业监控系统得到了广泛的应用，市场前景良好，该领域内的技术更新工作也在不断推进中。该文首先介绍了目前常见的监控系统的结构特征，核心技术和实现过程，在此基础上探讨了将三种开放网络协议应用到企业级的监控系统中的可行性，设计了相关的构建方案，并实现了对应的具体功能，满足了企业对各种主机、网络设备和存储设备的远程实时化管理的需求。

关键词：WMI；SNMP；SMI-S；监控系统

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）13-0020-02

1概述

随着企业对信息化技术的重视程度不断加深，各种信息管理系统的应用也得到了有效的推广，企业各项业务的高效运作越来越依赖于信息化管理系统的支持。这种市场发展趋势有力促进了信息化产业的飞速进步，但同时也对信息化服务水平提出了更新的要求，尤其是在人力资源有限的情况下，如何实现对设备和系统运行状况进行实时化的动态监控，是目前企業级的信息化管理系统所遇到的首要问题。

在经过了详细的市场调研后发现，目前市面上虽然存在一些大型的网络设备监控系统，但普遍存在一些问题，如复杂度过高、操作繁琐、使用门槛高、管理功能的针对性不强等。因此，根据我国企业的经营特点，设计出一款符合我国市场规律的，功能清晰完备的、操作简单易懂的监控系统，并提供自动化的维护服务具有十分重要的经济价值和社会意义。

2企业监控平台需求分析

目前我国企业规模发展飞快，随着业务不断增多，企业拥有的各类型信息化系统设备数量也在不断增加，为了保障企业业务执行的高效性和稳定性，就必须保证这些信息化设备的可靠运转，因此需要对其进行实时化的动态监控。通过对企业经营过程中发生的安全事件进行全面统计后发现，其中绝大多数的生产事故均是由于信息化系统的相关设备异常造成的，如网络拥塞、中间设备故障、系统异常挂起等，这些故障有一个共同的特征，即均是在生产工作的第一线被发现，并由基层员工首先汇报的，因此，当维护人员确认故障信息并赶至现场进行处理时，往往已是数十分钟之后，这对生产和管理工作的影响无疑是巨大的。因此，只靠管理员进行人工管理维护很难保证系统的良好正常运转，只有依赖智能化的监控系统，对各种信息化设备的静、动态参数进行实时抓取，并传输至控制中心进行及时分析，发现异常后即可在最短时间内进行定位和判断，分析其故障类型，以确保被监控设备和服务的安全性和正常平稳运行。

3开放网络协议概述

目前已有的开放网络协议有三种，分别为Windows管理规范WMI协议、简单网络管理SNMP协议和存储管理接口规范SMI-S协议，以下分别进行介绍。

（1）WMI一种用来描述Windows系统目前可用资源的组件，封装于操作系统服务包当中，由微软公司开发并投入市场，其优势是对于Windows系列系统实现了良好的支持，通过该组件可获得由Windows系统管理的各种设备参数，包括硬件运行状态、资源占用比和软件执行效率等。

（2）SNMP是现代计算机网络体系中的一款专门用于网络设备管理的通信协议，负责从管辖的各种网络设备中抓取相关的状态信息，同时采取统一的格式进行封装，并以互联网为平台实现了远距离传输。该协议一般的管理对象均为网络通信设备，如路由器、交换机、网关等。

（3）SMI-S则是专门针对网络中存储设备进行管理和监控的一组标准规范，利用该规范提供的统一接口，可方便实现网络存储设备性能的监控，并将相关信息传输至远端的控制主机。该标准最大的优势就在于解决了众多存储设备之间的互不兼容的问题，无论硬件设备自身的运行机制如何，在采用了SMI-S的统一接口标准之后，管理系统就可一视同仁的对其进行监控与管理。

4基于开放网络协议的监控技术

4.1系统结构设计

图1给出了本设计中监控系统的整体结构，如图所示，本系统由两台高性能服务器组成基本框架，其中一台作为存储数据库，另一台则用作数据处理分析设备使用，并基于互联网实现了对各种监控设备的远程管理。

4.2系统逻辑设计

监控系统主要涉及的对象有：被管理对象、Agent服务器、采集到的数据、数据库、命令及配置信息、APP展示界面、报警信息、管理员等。监控系统的工作流程如下：

1）监控系统（管理端）发起对被管理端运行状态的轮询，轮询间隔时间可根据需求进行灵活设定，若设备运行相对稳定，则此时间间隔可适当延长，以节约网络通信资源；

2）被监控对象与管理端实时抓取相关性能参数，并按照网络开放协议要求的格式进行预处理；

3）将处理完成的数据存入数据库，以备接受轮询时将其发送至控制台予以展示；

4）控制台在收到了采集数据后，对其进行分析计算，当信息中存在出发告警的数据时，则通过邮件或短信对管理人员进行报警处理；

5）在报警的同时，在监控主机的WEB页面上显示相关监测信息；

根据以上监控系统工作流程，将监控系统设计划分为多个模块，包括设备添加配置模块、信息采集模块、存储模块、数据分析模块、轮询模块、告警模块、展示模块等，如图2所示。

4.3开放网络协议在监控系统中的应用

1）WMI协议的应用

由于WMI协议对Windows系统的支持度最高，可实现真正的无缝式管理，因此选择该协议来执行从控制机A到被监控机B的远程访问。在构建这一访问时，必须首先构建从A到B的COM连接；在B上则需开启WMI协议，并为A提供可用的管理员账号，A凭借这一信息登录B并抓取相关信息，包括CPU占用率、磁盘空间和利用率、内存容量和使用率、磁盘10信息等各种与操作系统相关的参数，其操作界面如图3所示。

2）SNMP协议的应用

如前文所述，对于网络设备的监控，一般采用SNMP协议。首先，需要被监控的网络设备支持开启SNMP服务，并设置访问连接的团体字符串，该字符串即作为监控过程中轮询环节的标识符和监控机访问被监控设备的凭证。SNMP协议主要针对网络通信数据进行监控，如网络接口流量、数据包丢弃率、数据包碎片数、超大数据包比例等重要参数，相关的操作界面如图4所示。

3）SMI-S标准的应用

对于存储设备的监控，不同厂商提供了不同的方式，但底层通讯遵循相同的存储服务协议SMI-S。在本系统当中，采用EMC存储系列产品来完成数据存储的任务。在监控过程中，首先通过EMC低端存储收集网络中EMC的存储信息，随后将该信息通过统一接口标准SMI-S发送到监控平台，由其负责过滤并分析这些数据，在得出相关结论后通过图形化界面展示给用户。

EMC高端存储系列的监控方式与低端存储不同，存储信息的收取需要通过EMC公司为高端存储专门定制的Provider。本系统配置一台通过光纤交换机与被监控存储连接的主机，并在被监控存储设备中隔离出一部分空间分配给此台主机，并在主机上安装EMC SMI-S Provider。此台主机通过Provider收集存储信息，并将信息发送给监控平台。SMI-S协议可获得大量关于存储设备的性能参数，如控制器信息、RAID卡信息、磁盘容量和LUN信息、存储卷信息、存储卷所映射的主机等，相关的操作界面如图5所示。

5结束语

随着信息化设备使用规模的不断扩大，相关的设备性能监控系统也层出不穷，本文提出的采用开放网络协议为基础的监控系统较好的结合了WMI协议，SNMP协议和SMI-S标准，分别针对Windows操作系统、网络通信设备和网络存储设备的各项参数进行实时监控，及时的向管理者汇报这些设备在运行过程中出现的异常情况，提高了系统运维工作的反应速度，缩短了故障处理时间，有效保障了公司信息基础设施的安全、连续、司靠运行。