CN101764846B - 一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法。该监控系统主要由通过计算机网络相连接的磁盘阵列系统和监控代理系统所构成的边缘层、通过计算机网络相连接的监控服务系统和报警系统所构成的中心层组成，且所述的监控代理系统还通过计算机网络将采集到的磁盘阵列系统的运行状态信息传递给监控服务系统，所述远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法主要包括(S1)-(S9)的步骤实现。本发明通过建立集中的针对磁盘阵列系统的远程监控系统，能够实时在线的对来自不同应用系统的磁盘阵列系统进行统一的监控和配置，从而有效的克服传统监控系统不能对来自不同应用系统的多个磁盘阵列系统进行远程集中监控的系统的缺陷。

Description

一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法

技术领域

本发明涉及一种计算机网络管理技术，具体是指一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法。

背景技术

随着以计算机和网络为基础的信息产业的空前发展，各种基于网络的大型应用系统不断投入使用，在关系到国家政治、经济、文化和人们生活的各个方面发挥着越来越重要的作用。大型信息系统往往使用到海量数据存储系统，这其中最为广泛使用的是磁盘阵列系统(RAID，Redundant Array of IndependentDisks)。RAID最初是由加利福尼亚大学伯克利分校的D.A.Patterson教授在其论文中提出来的，作为一种数据保存手段，它的作用是提供专用服务器中接入多个磁盘(专指硬盘)时，以磁盘阵列方式组成一个超大容量、响应速度快、可靠性高的存储子系统。

由于在磁盘阵列中往往存储着非常重要的数据，一旦出现不可恢复的灾难性故障，将会造成难以估量的损失。目前的磁盘阵列系统，主要是通过自身的数据分块技术和冗余机制来提供一定的可靠性保证，或者通过远程在线检测的方式监控磁盘阵列系统是否在正常工作，但采用这些方式时存在以下问题：(1)对于一套磁盘阵列系统，一般使用的都是相同型号和批次的磁盘，其产品的质量一致性相近，如果有一块磁盘出现故障，其它磁盘出现故障的可能性也就很大了，一旦在短时间内多块磁盘连续发生故障，则依靠磁盘阵列系统自身的可靠性机制将无法恢复数据。(2)对于磁盘阵列的远程监控，目前一般都采用心跳检测的方法来实现，所谓的心跳检测方法是指由磁盘阵列控制器定期向服务器进程发送心跳信息，以表明磁盘阵列系统仍在正常工作。但这种方式只是一种事中或者事后的检测方法，并不能对磁盘阵列可能发生的故障做出任何的预测。(3)目前的磁盘阵列监控系统，只是针对单独的磁盘阵列系统进行本地监控，还没有针对来自不同应用系统的多个磁盘阵列系统进行远程集中监控的系统。

发明内容

本发明的目的在于克服目前磁盘阵列监控系统不能在连续几块磁盘发生故障时整个系统的可靠性机制将无法恢复、磁盘阵列监控系统不能在发生故障作出预测以及不能针对不同应用系统的监控的缺陷，提供一种结构简单，具有可靠性机制恢复功能、具有故障前分析预测功能及适应于不同磁盘阵列的远程集中式磁盘阵列运行监控系统及其实现方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法，其特征在于：包括远程集中式磁盘阵列运行监控系统，远程集中式磁盘阵列运行监控系统主要由通过计算机网络相连接的磁盘阵列系统(14)和监控代理系统(13)所构成的边缘层、通过计算机网络相连接的监控服务系统(12)和报警系统(11)所构成的中心层组成，且所述的监控代理系统(13)还通过计算机网络将采集到的磁盘阵列系统(14)的运行状态信息传递给监控服务系统(12)；

所述远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法主要包括以下步骤：

(S1)监控服务系统(12)从监控代理系统(13)处接收其从磁盘阵列系统(14)中所采集的被监控对象信息，并将该监控对象信息纳入系统监控对象的磁盘阵列系统(14)，同时配置对于磁盘阵列系统(14)的SMART信息的采集周期，且在每个采集周期到来时，由监控代理系统(13)向监控服务系统(12)上报一次采集数据；

(S2)监控服务系统(12)通过监控代理系统(13)采集磁盘阵列系统(14)的SMART信息；

(S3)监控服务系统(12)根据所采集到的SMART信息，查询知识库单元(125)，得到对应的磁盘阵列的属性值、阈值、以及表征磁盘阵列系统(14)健康状态等级的门限值；

(S4)监控服务系统(12)根据磁盘阵列健康状态计算模型及方法，计算出磁盘阵列系统(14)的健康状态参考值，其具体步骤如下：(S41)预先设定监控服务系统(12)所采集到的磁盘阵列系统(14)的SMART属性为Ai(i＝1，…，n)，所对应的阈值分别为Ti(i＝1，…，n)，其标称属性值为Si(i＝1，…，n)，实际测量属性值为Ri(i＝1，…，n)，最大错误值为Ei(i＝1，…，n)，SMART属性的标称距离值为Di＝Si-Ti，其测量产生的实际距离值Di’＝Ri-Ti，如果实际测量属性值大于阈值，则Di’为正值，如果实际测量属性值小于阈值，则Di’为负值，其中，Si＞Ti，Di＞0；(S42)当i＝1，…，n，如果任一Di’≤0，则表示磁盘健康状态很差，应通知系统管理人员进行处理，否则，则执行步骤(S43)；(S43)设当i＝1，…，n时，都有Di’＞0，则对SMART属性的实际距离值根据Mi＝Di’/Di进行归一化计算，其中，0＜Mi≤1；(S45)计算磁盘健康状态等级state，当计算结果为state＞x时，则表示磁盘处于健康状态；当计算结果为0＜state≤x时，则表示磁盘健康状态较差，其中x为一门限值，其取值为0.1；

(S5)监控服务系统(12)判断被监控磁盘阵列系统(14)所处的健康状态等级，如果健康状态为健康，则返回步骤(S2)；否则，则执行步骤(S6)；

(S6)当磁盘阵列系统(14)处于非健康状态时，监控服务系统(12)通过监控代理系统(13)对磁盘阵列系统(14)上面所存储的数据做存储备份；

(S7)监控服务系统(12)进一步判断被监控磁盘阵列系统(14)所处的健康状态等级是否为很差，否，则返回步骤(S2)，是，则执行步骤(S8)；

(S8)监控服务系统(12)通知报警系统(11)通知系统管理人员，转人工服务；

(S9)在磁盘阵列系统(14)发生故障时，监控服务系统(12)对磁盘的属性信息参数值在知识库单元(125)中进行记录，作为案例为系统动态参数的调整提供服务，数据采集处理过程完毕。

为了更好的实现本发明，所述监控代理系统(13)和磁盘阵列系统(14)的数量均为一个以上，且监控代理系统(13)和磁盘阵列系统(14)的数量一一对应。

所述监控服务系统(12)主要由依次连接的用户展示单元(121)、故障告警单元(122)、储存备份单元(123)、用户管理单元(124)、知识库单元(125)、数据分析单元(126)、数据采集单元(127)及对象管理单元(128)组成，且该数据采集单元(127)和对象管理单元(128)均与监控代理系统(13)相连接，而故障告警单元(122)则与报警系统(11)相连接。

为了较好的实现本发明，该磁盘阵列系统(14)的工作模式至少包括RAID0、RAID1、RAID2、RAID3、RAID4、RAID5、RAID6、RAID0+1、RAID1+0中的一种。

所述磁盘阵列系统(14)由控制器以及与该控制器相连接的磁盘组成，且该控制器与磁盘之间的接口至少由ATA总线接口、SCSI总线接口和FC总线接口中的一种组成。

步骤(S45)中所述的计算磁盘健康状态等级state的方法为，state＝(W1*M1+…+Wn*Mn)/(n*(W1+…+Wn))，其中Wi(i＝1，…，n)为属性Ai(i＝1，…，n)对应的动态权值，所述的动态权值Wi(i＝1，…，n)的计算方法为，对于普通的SMART属性，Wi＝10*(1-Mi)，对于重要的SMART属性，Wi＝20*(1-Mi)。

为了方便通知系统管理人员，步骤(S8)中由监控服务系统(12)通知报警系统(11)通知系统管理人员时，至少由声光报警、短信通知、电话外呼通知以及电子邮件通知中的一种方式来实现。

且步骤(S6)中所述的非健康状态是指磁盘阵列系统处于较差或很差状态。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)本发明通过建立集中的针对磁盘阵列系统的远程监控系统，能够实时在线的对来自不同应用系统的磁盘阵列系统进行统一的监控和配置，从而有效的克服传统监控系统不能对来自不同应用系统的多个磁盘阵列系统进行远程集中监控的系统的缺陷。

(2)本发明通过远程采集磁盘阵列的SMART信息并分析判断，可以在磁盘故障尚未发生之前进行具有一定准确度的故障预测，当预测到某一磁盘阵列系统处于非健康状态时，可以根据相应的健康等级进行数据备份、告警通知等处理措施，从而对磁盘阵列上所存储的系统重要数据进行有力的保护。

附图说明

图1为本发明的应用架构图。

图2是图1中监控服务系统的结构示意图。

图3是应用本发明时的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1、2所示，本发明的应用架构中包含磁盘阵列系统14、监控代理系统13、监控服务系统12以及报警系统11，其中磁盘阵列系统14和监控代理系统13的数量为一个及其一个以上，且每一个磁盘阵列系统14只对应一个监控代理系统13。为了便于描述，将该磁盘阵列系统14的数量定义为n，且n＞0。

为了更好的实现本发明，该磁盘阵列系统14和监控代理系统13之间通过计算机网络相连接，且磁盘阵列系统14和监控代理系统13形成代理者-监控者信息模型中的边缘层。而监控服务系统12和报警系统11之间也通过计算机网络相连接在一起，并形成代理者-监控者信息模型中的中心层，同时，每个监控代理系统13还通过计算机网络与监控服务器系统12相连接，从而将采集到的磁盘阵列系统14的运行状态信息传递给监控服务系统12。为了确保效果，该监控代理系统13与其监控的磁盘阵列系统14之间优先采用局域网进行连接，监控服务系统12则优先通过互联网与监控代理系统13和报警系统11相连接。

磁盘阵列系统14的工作模式包括RAID0、RAID1、RAID2、RAID3、RAID4、RAID5、RAID6、RAID0+1及RAID1+0中的一种，或者是其任意几种的组合。而磁盘阵列的磁盘与磁盘阵列控制器之间的接口，则为ATA总线接口、SCSI总线接口和FC总线接口中的一种，或者是其任意的组合。

所述监控代理系统13与所监控的磁盘阵列系统14部署在同一局域网内，按照预先设定的采集周期，通过磁盘阵列控制器采集磁盘阵列的SMART信息，并通过互联网络提供给远程的监控服务系统进行分析和处理。

如图2所示，监控服务系统12用于实现磁盘阵列数据采集和磁盘健康状态的分析判断和处理过程，其包括有用户展示单元121、故障告警单元122、存储备份单元123、用户管理单元124、知识库单元125、数据分析单元126、数据采集单元127以及对象管理单元128。

用户展示单元121提供磁盘阵列健康状态的集中展示界面。用户展示单元121接收来自对象管理单元128的磁盘阵列对象信息，数据分析单元126的磁盘阵列健康状态信息，知识库单元125的知识信息，用户管理单元124的用户信息及用户权限信息，根据用户的查询请求，生成相应的统计报表和图形展示给用户。

故障告警单元122提供声光、电子邮件、短信、电话外呼等多种方式的告警通知。故障告警单元122接收来自数据分析单元126的磁盘阵列监控状况分析结果，并按照预设的报警策略与报警方式，通知报警系统11启动相应形式的报警通知。

存储备份单元123提供对于非健康磁盘阵列的数据备份和数据恢复功能。存储备份单元123接收来自数据分析单元126的磁盘阵列监控状况分析结果，并按照预设的存储备份策略，启动数据的存储备份和恢复。

用户管理单元124提供对于用户的增加、删除、认证、授权等功能。用户管理单元124接收用户的操作指令，并通过用户展示单元121展示相应的操作结果。

知识库单元125提供磁盘阵列运行监控系统中所需的知识信息，包括被监控对象信息，安全策略信息，故障参数指标信息等。知识库单元125接收来自对象管理单元128的监控对象信息，接收来自数据采集单元127的磁盘属性信息，接收来自数据分析单元126的磁盘阵列健康状态信息，形成系统知识，并完成知识的添加、编辑和删除。

数据分析单元126提供对于磁盘阵列运行状态信息的计算和分析，给出所监控磁盘阵列所处的健康状况等级。数据分析单元126接收来自数据采集单元127的磁盘SMART属性信息，根据磁盘健康状态计算模型计算磁盘阵列所处的健康状态，并进一步通知存储备份单元123或者故障告警单元122。

数据采集单元127提供对于磁盘阵列系统运行状态信息的采集功能。数据采集单元127接收来自监控代理系统13提供的磁盘运行属性信息，并提供给数据分析单元126进行处理。

对象管理单元128提供对于磁盘阵列系统的对象管理功能。对象管理单元128接收来自监控代理系统13提供的磁盘阵列系统的型号、特征、IP地址、所属应用系统等信息，形成对象的拓扑关系并提供给知识库单元125进行知识存储和用户展示单元121进行展示。

如图3所示，实现本发明是的步骤如下：

步骤S1：监控服务系统12从监控代理系统13接收其从磁盘阵列系统14采集的被监控对象信息，通过配置确定纳入系统监控对象的磁盘阵列系统，并配置对于磁盘阵列系统SMART信息的采集周期。在每个周期到来时，监控代理系统13将向监控服务系统12上报一次采集数据。

步骤S2：监控服务系统12通过监控代理系统13采集磁盘阵列系统14的SMART信息。

步骤S3：监控服务系统12根据所采集到的SMART信息，查询知识库系统，得到对应磁盘阵列的属性阈值等指标以及表征磁盘阵列系统健康状态等级的门限值等参数。所述SMART是硬盘制造行业的行业标准，监控代理系统采集的SMART信息至少包括ID检测代码、属性描述、阈值、属性值、最大错误值、实际值和属性状态等检测参数。

步骤S4：监控服务系统12根据磁盘阵列健康状态计算模型及方法，计算出磁盘阵列的健康状态参考值。

其中，该步骤主要包括：预先设定监控服务系统12所采集到的磁盘阵列系统14的SMART属性为Ai(i＝1，…，n)，所对应的阈值分别为Ti(i＝1，…，n)，其标称属性值为Si(i＝1，…，n)，实际测量属性值为Ri(i＝1，…，n)，最大错误值为Ei(i＝1，…，n)，SMART属性的标称距离值为Di＝Si-Ti，其测量产生的实际距离值Di’＝Ri-Ti，如果实际测量属性值大于阈值，则Di’为正值，如果实际测量属性值小于阈值，则Di’为负值；当i＝1，…，n，如果任一Di’≤0，则表示磁盘健康状态很差，应通知系统管理人员进行处理，否则，则执行步骤下一步；设当i＝1，…，n时，都有Di’＞0，则对SMART属性的实际距离值根据Mi＝Di’/Di进行归一化计算，其中，0＜Mi≤1。计算磁盘健康状态等级state的公式为：state＝(W1*M1+…+Wn*Mn)/(n*(W1+…+Wn))，其中Wi(i＝1，…，n)为属性Ai(i＝1，…，n)对应的动态权值，所述的动态权值Wi(i＝1，…，n)的计算方法为，对于普通的SMART属性，Wi＝10*(1-Mi)，对于重要的SMART属性，Wi＝20*(1-Mi)。

当计算结果为state＞x时，则表示磁盘处于健康状态；当计算结果为0＜state≤x时，则表示磁盘健康状态较差，其中x为一门限值，其取值为0.1。

步骤S5：监控服务系统12判断被监控磁盘阵列系统14所处的健康状态等级，如果健康状态为健康，则转步骤S2；否则执行步骤S6。

步骤S6：磁盘阵列系统14处于非健康状态时，监控服务系统12通过监控代理系统13对磁盘阵列系统14上面所存储的数据做存储备份。

步骤S7：监控服务系统12进一步判断被监控磁盘阵列系统14所处的健康状态等级是否为很差，如果不是则转步骤S2；否则转下一步。

步骤S8：监控服务系统12通知报警系统11，通过包括但不限于声光报警，短信通知、电话外呼通知以及电子邮件通知等方式通知系统管理人员，转人工服务。

步骤S9：在磁盘阵列系统14发生故障的情况下，监控服务系统12对磁盘的属性信息等参数值在知识库中进行记录，作为案例为系统动态参数的调整提供服务。数据采集处理过程完毕。

如上所述，便可以很好的实现本发明。

Claims (8)

1.一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法，其特征在于：包括远程集中式磁盘阵列运行监控系统，远程集中式磁盘阵列运行监控系统主要由通过计算机网络相连接的磁盘阵列系统(14)和监控代理系统(13)所构成的边缘层、通过计算机网络相连接的监控服务系统(12)和报警系统(11)所构成的中心层组成，且所述的监控代理系统(13)还通过计算机网络将采集到的磁盘阵列系统(14)的运行状态信息传递给监控服务系统(12)；

所述远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法主要包括以下步骤：

(S1)监控服务系统(12)从监控代理系统(13)处接收其从磁盘阵列系统(14)中所采集的被监控对象信息，并将该监控对象信息纳入系统监控对象的磁盘阵列系统(14)，同时配置对于磁盘阵列系统(14)的SMART信息的采集周期，且在每个采集周期到来时，由监控代理系统(13)向监控服务系统(12)上报一次采集数据；

(S2)监控服务系统(12)通过监控代理系统(13)采集磁盘阵列系统(14)的SMART信息；

(S3)监控服务系统(12)根据所采集到的SMART信息，查询知识库单元(125)，得到对应的磁盘阵列的属性值、阈值、以及表征磁盘阵列系统(14)健康状态等级的门限值；

(S4)监控服务系统(12)根据磁盘阵列健康状态计算模型及方法，计算出磁盘阵列系统(14)的健康状态参考值，其具体步骤如下：(S41)预先设定监控服务系统(12)所采集到的磁盘阵列系统(14)的SMART属性为Ai(i＝1，…，n)，所对应的阈值分别为Ti(i＝1，…，n)，其标称属性值为Si(i＝1，…，n)，实际测量属性值为Ri(i＝1，…，n)，最大错误值为Ei(i＝1，…，n)，SMART属性的标称距离值为Di＝Si-Ti，其测量产生的实际距离值Di’＝Ri-Ti，如果实际测量属性值大于阈值，则Di’为正值，如果实际测量属性值小于阈值，则Di’为负值，其中，Si＞Ti，Di＞0；(S42)当i＝1，…，n，如果任一Di’≤0，则表示磁盘健康状态很差，应通知系统管理人员进行处理，否则，则执行步骤(S43)；(S43)设当i＝1，…，n时，都有Di’＞0，则对SMART属性的实际距离值根据Mi＝Di’/Di进行归一化计算，其中，0＜Mi≤1；(S45)计算磁盘健康状态等级state，当计算结果为state＞x时，则表示磁盘处于健康状态；当计算结果为0＜state≤x时，则表示磁盘健康状态较差，其中x为一门限值，其取值为0.1；

(S5)监控服务系统(12)判断被监控磁盘阵列系统(14)所处的健康状态等级，如果健康状态为健康，则返回步骤(S2)；否则，则执行步骤(S6)；

(S6)当磁盘阵列系统(14)处于非健康状态时，监控服务系统(12)通过监控代理系统(13)对磁盘阵列系统(14)上面所存储的数据做存储备份；

(S7)监控服务系统(12)进一步判断被监控磁盘阵列系统(14)所处的健康状态等级是否为很差，否，则返回步骤(S2)，是，则执行步骤(S8)；

(S8)监控服务系统(12)通知报警系统(11)通知系统管理人员，转人工服务；

(S9)在磁盘阵列系统(14)发生故障时，监控服务系统(12)对磁盘的属性信息参数值在知识库单元(125)中进行记录，作为案例为系统动态参数的调整提供服务，数据采集处理过程完毕。

2.根据权利要求1所述的一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法，其特征在于：所述监控代理系统(13)和磁盘阵列系统(14)的数量均为一个以上，且监控代理系统(13)和磁盘阵列系统(14)的数量一一对应。

3.根据权利要求1或2所述的一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法，其特征在于：所述监控服务系统(12)主要由依次连接的用户展示单元(121)、故障告警单元(122)、储存备份单元(123)、用户管理单元(124)、知识库单元(125)、数据分析单元(126)、数据采集单元(127)及对象管理单元(128)组成，且该数据采集单元(127)和对象管理单元(128)均与监控代理系统(13)相连接，而故障告警单元(122)则与报警系统(11)相连接。

4.根据权利要求3所述的一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法，其特征在于：该磁盘阵列系统(14)的工作模式至少包括RAID0、RAID1、RAID2、RAID3、RAID4、RAID5、RAID6、RAID0+1、RAID1+0中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法，其特征在于：所述磁盘阵列系统(14)由控制器以及与该控制器相连接的磁盘组成，且该控制器与磁盘之间的接口至少由ATA总线接口、SCSI总线接口和FC总线接口中的一种组成。

6.根据权利要求1所述的一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法，其特征在于，步骤(S45)中所述的计算磁盘健康状态等级state的方法为，state＝(W1*M1+…+Wn*Mn)/(n*(W1+…+Wn))，其中Wi(i＝1，…，n)为属性Ai(i＝1，…，n)对应的动态权值，所述的动态权值Wi(i＝1，…，n)的计算方法为，对于普通的SMART属性，Wi＝10*(1-Mi)，对于重要的SMART属性，Wi＝20*(1-Mi)。

7.根据权利要求1所述的一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法，其特征在于，步骤(S8)中由监控服务系统(12)通知报警系统(11)通知系统管理人员时，至少由声光报警、短信通知、电话外呼通知以及电子邮件通知中的一种方式来实现。

8.根据权利要求1所述的一种远程集中式磁盘阵列运行监控系统的实现方法，其特征在于：步骤(S6)中所述的非健康状态是指磁盘阵列系统(14)处于较差或很差状态。

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