CN102487333A - 通用管理信息采集控制设备的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用管理信息采集控制设备的构建方法，首先在信息采集控制设备中设计控制模块、帧处理模块、被管设备信息模型、设备信息标量池和内容处理模块，其中内容处理模块连接到应用系统，接入通道连接到目标设备；在控制模块中创建不同接入方式的数据采集和控制通道；构建被管设备信息模型；帧处理模块依据被管设备信息模型中的帧模型把通道中的数据分解成标量数据集合，并依据信息模型中的标量命名规则为每一个标量数据提供唯一的标识，形成一个存储设备信息的标量池；内容处理模块依据信息模型中的应用模型把具有唯一标识的标量数据组合成应用系统需要的形式。本发明支持异构被管设备的动态接入功能；支持统一的应用模型抽象。

Description

通用管理信息采集控制设备的构建方法

技术领域

本发明属于从异构的被管设备中采集管理信息并对目标设备实施控制的管理系统接入设备的构建技术，用于解决异构被管设备到管理系统的接入问题，以支持管理系统完成对异构被管设备的监视和控制等管理功能。特别是一种通用网管信息采集控制设备的构建方法，特别是一种通用管理信息采集控制设备的构建方法。

背景技术

管理信息采集控制设备是管理系统的一个子系统，提供被管设备(这里的被管设备可以是某个硬件设备，也可以是某个软件系统)到管理系统的接入功能，使管理系统能够通过该管理信息采集控制设备完成对管理设备的监视和控制等管理功能。管理信息采集控制设备为管理系统提供统一的访问接口，并按照被管设备提供的特定接入方式和信息模型来处理管理系统的各种信息采集请求和控制请求。

由于不同的被管设备所提供的接入方式和信息模型各有不同。因此，对不同类型的被管设备，管理信息采集控制设备需要提供不同的处理方式。目前，公知的管理信息采集控制设备是针对具体类型的管理设备而设计的专用管理信息采集控制设备。因此，管理系统的可管理设备范围也受限于管理信息采集控制设备所能支持的被管设备的类型范围之内。若管理系统需要对该范围之外的被管设备进行各项管理活动，就必须针对该类被管设备所提供的接入方式和信息模型，重新设计现有的管理信息采集控制设备，或再设计一个新的管理信息采集控制设备，以支持该类型被管设备到管理系统的接入。然而，这种专用的管理信息采集控制设备最多也只能具备设计阶段的可扩展性，而不能具备运行阶段的可扩展性，因此存在两个明显的缺陷：首先，管理信息采集控制设备的重新设计和开发必将产生额外的研发成本；其次，重新设计和开发的周期会影响管理系统管理新类型设备的时效性，使得管理系统不能快速实现对新类型设备的管理功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用管理信息采集控制设备的构建方法，使管理系统支持从不同接入方式的多种异构管理设备中采集数据并实施控制，能够通过模型修正来动态支持对新类型设备的管理，具有运行阶段的可扩展特性，从而克服现有管理信息采集控制设备的专用性所带来的缺陷，在避免再次开发、节约研发成本的同时，能够使管理系统快速实现对新类型被管设备的管理功能。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种通用管理信息采集控制设备的构建方法，步骤如下：

第一步，在信息采集控制设备中设计控制模块、帧处理模块、被管设备信息模型、设备信息标量池和内容处理模块，其中内容处理模块连接到应用系统，接入通道连接到目标设备；在控制模块中创建不同接入方式的数据采集和控制通道；

第二步，构建被管设备信息模型，用于描述被管设备所采用的接入通道类型、通信参数、帧模型、标量命名规则和应用模型，其中通道类型是接入通道的名称，指明访问该被管设备时应选择的接入通道；通信参数指明被管设备接入通道的各项通信参数，包括地址信息、超时时间门限值、重试次数；帧模型定义了接入通道中所传输的数据帧的格式；标量命名规则用于指定数据帧中的数据项的命名方法；应用模型用于指定数据帧中的各数据项与应用系统所需数据项之间的映射关系；

第三步，帧处理模块依据被管设备信息模型中的帧模型把通道中的数据分解成标量数据集合，并依据信息模型中的标量命名规则为每一个标量数据提供唯一的标识，形成一个存储设备信息的标量池，设备信息标量池是一个存储标量数据名值对的HashMap结构；

第四步，内容处理模块依据信息模型中的应用模型把具有唯一标识的标量数据组合成应用系统需要的形式。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)支持异构被管设备的动态接入功能。首先，通用管理信息采集控制设备内置多个可供选择的接入通道，这些内置的接入通道基本涵盖了目前被管设备采用的主要接入方式。对于采用除此之外的特殊接入方式的被管设备，通用管理信息采集控制设备还提供了利用动态加载技术支持扩展的接入通道的功能。其次，如果被管设备支持现有的接入通道类型，则无需改动通用管理信息采集控制设备，就能够通过编辑该设备的信息模型来实现将该设备接入到管理系统的目标。

(2)支持统一的应用模型抽象。在被管设备的信息模型中定义了该设备的应用模型，应用模型形成了通用管理信息采集控制设备向管理系统提供的统一的抽象模型。该抽象模型能够有效的屏蔽同类型被管设备之间的差异。由于型号和接入方式的差异，相同功能的被管设备所提供的管理信息在命名和数据格式方面存在的差异，可以使相同的应用模型，从而提供统一的抽象模型。在被管设备的信息模型中，应用模型的定义可以指定设备管理信息数据项与应用系统数据项之间的映射来，从而消除被管设备管理信息在命名上的差异；同时将所有的数据项统一转换成字符串形式，并提供用户指定的转换函数来消除被管设备信息模型在数据格式方面的差异。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是通用信息采集控制设备结构图。

图2是通用信息采集控制设备启动流程。

图3是被管设备访问流程图。

具体实施方式

结合图3，本发明通用管理信息采集控制设备的构建方法，步骤如下：

第一步，在信息采集控制设备中设计控制模块、帧处理模块、被管设备信息模型、设备信息标量池和内容处理模块构成，其中内容处理模块连接到应用系统，接入通道连接到目标设备；在控制模块中创建不同接入方式的数据采集和控制通道(即接入通道)。接入方式上，通用采集控制设备内置可供选择的接入通道，如数据库通道、SNMP通道、TCP通道、UDP通道、串口通道、蓝牙通道等，一个接入通道就是访问一种类型接入方式的设备的软件模块，提供接入通道的创建、发送管理信息请求和接收管理信息应答与通知的功能，同时利用动态加载技术(如Windows系统的动态链接库技术等)支持可扩展的接入通道，使通用管理信息采集控制设备具备与支持不同接入方式的目标设备建立接入通道的能力。

第二步，构建被管设备信息模型，用于描述被管设备所采用的接入通道类型、通信参数、帧模型、标量命名规则和应用模型，其中通道类型是接入通道的名称，指明访问该被管设备时应选择的接入通道；通信参数指明被管设备接入通道的各项通信参数，主要包括地址信息、超时时间门限值、重试次数等；帧模型定义了接入通道中所传输的数据帧的格式；标量命名规则用于指定数据帧中的数据项的命名方法；应用模型用于指定数据帧中的各数据项与应用系统所需数据项之间的映射关系。

在被管设备的信息模型上定义了帧模型，帧模型通过四种基本数据类型来描述连接被管设备的接入通道中传输的数据帧的格式。这四种基本数据类型是：定长数据项、尾部固定变长数据项、首部固定变长数据项和常量数据项。其中，定长数据项通过数据项长度变量来确定数据项的边界；尾部固定变长数据项通过数据项固定的尾部结束标记符号来确定数据项的边界；首部固定变长数据项由长度指示部分和内容部分构成，长度指示部分所占用字节数固定，内容部分的边界由长度指示部分的值来确定；常量数据项是数据帧中的固定内容，通常用于描述数据帧的命令类型。

在被管设备信息模型上定义了标量命名规则。标量命名规则用于指定数据帧中的数据项的命名方法。标量命名规则由接入通道类型、接入通道地址信息和数据项名称构成。其中接入通道类型是被管信息模型指定的接入通道模块的名称；接入通道的地址信息是接入通道连接某被管设备实例时所采用通信参数中的地址，如数据库接入通道通信参数中的数据库服务名和用户名；数据项名称是该数据项在被管设备管理信息范围内的唯一标识，如数据库通道中数据项在数据库实例中的标识是“表名+字段名+关键字值序列”。在通用管理信息采集控制器的内置接入通道类型中，数据库接入通道的标量命名规则为“DB://数据库服务名+用户名+表名+字段名+关键字值序列”；SNMP接入通道的标量命名规则为“SNMP://IP地址+端口号+SNMP变量的OID”；TCP接入通道的标量命名规则为：“TCP://IP地址+端口号+设备类型名+标量名”，串口通道的标量命名规则为：“Serial://IP地址+端口号+设备类型名+标量名”，蓝牙通道的标量命名规则为：“BlueTooth://节点名称+服务名称+设备类型名+标量名”。

在被管设备的信息模型上定义了应用模型。应用模型是设备管理信息数据项与应用系统数据项之间的映射关系模型，用于指明应用系统所需数据项的来源。应用模型采用实体建模方法，即一个实体由多个属性构成，首先确定能够唯一标识该实体的一个或一组标量，称之为实体的关键属性，再以关键属性的名称为参数的特定函数来定义实体的非关键属性的名称。

第三步，帧处理模块依据管理设备信息模型中的帧模型把通道中的数据分解成标量数据集合，并依据管理信息模型中的标量命名规则为每一个标量数据提供唯一的标识，形成一个存储设备信息的标量池。设备信息标量池是一个存储标量数据名值对的HashMap结构。

第四步，信息采集控制设备中的内容处理模块依据信息模型中的应用模型把具有唯一标识的标量数据组合成应用系统需要的形式。

实施例

通过本发明构建的通用管理信息采集控制设备如图1所示，由控制模块、帧处理模块、设备信息模型、设备信息标量池和内容处理模块构成。其中内容处理模块连接到应用系统，接入通道连接到目标设备。

通用管理信息采集控制设备内置6种接入通道类型(数据库通道、SNMP通道、TCP通道、UDP通道、串口通道、蓝牙通道等)和4种帧处理模块(SQL处理模块、SNMP请求处理模块、流数据处理模块和报文处理模块)。接入通道类型和帧处理模块配对使用，其中，数据库通道采用SQL处理模块，SNMP通道采用SNMP请求处理模块，TCP通道、串口通道和蓝牙通道均采用流数据处理模块，UDP通道采用报文处理模块。另外，通用采集控制模块的控制模块还可以根据设备信息模型的定义加载外部接入通道和帧处理模块。

设备信息模型的内容包括被管设备所采用的接入通道类型、通信参数、帧模型、标量命名规则和应用模型。其中通道类型是接入通道的名称，指明了访问该被管设备时应选择的接入通道；通信参数指明了该设备接入通道的各项参数，主要包括地址信息、超时时间门限值、重试次数等。通信参数、数据帧格式和标量命名规则随着目标设备类型的不同而不同，而应用模型则采用相同的定义方法。

设备信息模型中的帧模型通过四种基本数据类型来描述连接被管设备的接入通道中传输的数据帧的格式。这四种基本数据类型是：定长数据项、尾部固定变长数据项、首部固定变长数据项和常量数据项。其中，定长数据项通过数据项长度变量来确定数据项的边界；尾部固定变长数据项通过数据项固定的尾部结束标记符号来确定数据项的边界；首部固定变长数据项由长度指示部分和内容部分构成，长度指示部分所占用字节数固定，内容部分的边界由长度指示部分的值来确定；常量数据项是数据帧中的固定内容，通常用于描述数据帧的命令类型。

通用信息采集控制器的内置接入通道类型中，数据库通道的通信参数包括数据库服务名、用户名和口令，数据帧格式为无效值，标量命名规则为“DB://数据库服务名+用户名+表名+字段名+关键字值序列”；SNMP请求处理模块的通信参数包括Agent的IP地址、端口号，数据帧格式为无效值，标量命名规则为“SNMP://IP地址+端口号+SNMP变量的OID”；TCP通道的通信参数包括目标设备的IP地址和端口号，标量命名规则为：“TCP://IP地址+端口号+设备类型名+标量名”；串口通道的通信参数为串口号，标量命名规则为：“Serial://IP地址+端口号+设备类型名+标量名”；蓝牙通道的通信参数为节点名称和服务名称，标量命名规则为：“BlueTooth://节点名称+服务名称+设备类型名+标量名”。

TCP通道、串口通道和蓝牙通道均采用流数据处理模块，其帧格式和标量命名规则要依据目标设备提供的通信协议来确定；UDP通道的通信参数包括目标设备的IP地址和端口号，采用报文处理模块，其帧格式和标量命名规仍然需要依据目标设备提供的通信协议来确定。

设备信息模型中的应用模型采用面向对象的建模方法，首先确定能够唯一标识对象的一个或一组标量，称之为对象的关键属性，再以关键属性的名称为参数的特定函数来定义对象的非关键属性的名称。通用信息采集控制设备的内容处理模块依据设备信息模型中应用模型定义的对象关键标量和其他属性，将标量池中的标量构建成应用系统所需要的对象形式。

如图2所示，当通用管理信息采集控制设备作为管理系统的信息采集模块启动后，控制模块首先载入被管设备信息模型，并依据信息模型创建连接到目标设备的接入通道，并对接入通道实施初始化操作。

如图3所示，通用管理信息采集控制设备的设备访问：通用管理信息采集设备启动之后进入工作状态，等候来自管理系统的应用系统操作请求，对于每一个到达的操作请求，内容处理模块依据被管设备信息模型中应用模型所定义的应用系统数据项与被管设备数据项之间的映射关系，将操作请求中的每一个数据项分解成对应的被管设备数据项并构造成一个标量池，再由被管设备所对应的帧处理模块把标量池中的数据项封装成帧，并通过与设备建立的接入通道将请求发送给被管设备，当帧处理模块收到被管设备的操作响应信息后，再依据信息模型中的帧模型把响应信息分解成数据项，并更新相应的标量池，内容处理模块依据标量池中的数据变化来更新应用系统的对象属性，并构造请求响应报文返回给应用系统。

Claims (7)

1.一种通用管理信息采集控制设备的构建方法，其特征在于步骤如下：

第一步，在信息采集控制设备中设计控制模块、帧处理模块、被管设备信息模型、设备信息标量池和内容处理模块，其中内容处理模块连接到应用系统，接入通道连接到目标设备；在控制模块中创建不同接入方式的数据采集和控制通道；

第二步，构建被管设备信息模型，用于描述被管设备所采用的接入通道类型、通信参数、帧模型、标量命名规则和应用模型，其中通道类型是接入通道的名称，指明访问该被管设备时应选择的接入通道；通信参数指明被管设备接入通道的各项通信参数，包括地址信息、超时时间门限值、重试次数；帧模型定义了接入通道中所传输的数据帧的格式；标量命名规则用于指定数据帧中的数据项的命名方法；应用模型用于指定数据帧中的各数据项与应用系统所需数据项之间的映射关系；

第三步，帧处理模块依据被管设备信息模型中的帧模型把通道中的数据分解成标量数据集合，并依据信息模型中的标量命名规则为每一个标量数据提供唯一的标识，形成一个存储设备信息的标量池，设备信息标量池是一个存储标量数据名值对的HashMap结构；

第四步，内容处理模块依据信息模型中的应用模型把具有唯一标识的标量数据组合成应用系统需要的形式。

2.根据权利要求1所述的通用管理信息采集控制设备的构建方法，其特征在于在第一步中的接入方式上，通用采集控制设备内置可供选择的接入通道，包括数据库通道、SNMP通道、TCP通道、UDP通道、串口通道、蓝牙通道，一个接入通道就是访问一种类型接入方式的设备的软件模块，提供接入通道的创建、发送管理信息请求和接收管理信息应答与通知的功能，同时利用动态加载技术支持可扩展的接入通道，使通用管理信息采集控制设备具备与支持不同接入方式的目标设备建立接入通道的能力。

3.根据权利要求1所述的通用管理信息采集控制设备的构建方法，其特征在于在第二步中，在被管设备的信息模型上定义了帧模型，帧模型通过四种基本数据类型来描述连接被管设备的接入通道中传输的数据帧的格式，这四种基本数据类型是：定长数据项、尾部固定变长数据项、首部固定变长数据项和常量数据项；其中，定长数据项通过数据项长度变量来确定数据项的边界；尾部固定变长数据项通过数据项固定的尾部结束标记符号来确定数据项的边界；首部固定变长数据项由长度指示部分和内容部分构成，长度指示部分所占用字节数固定，内容部分的边界由长度指示部分的值来确定；常量数据项是数据帧中的固定内容，通常用于描述数据帧的命令类型。

4.根据权利要求1所述的通用网管信息采集控制设备的构建方法，其特征在于在第二步中，在被管设备信息模型上定义了标量命名规则，标量命名规则用于指定数据帧中的数据项的命名方法，标量命名规则由接入通道类型、接入通道地址信息和数据项名称构成，其中接入通道类型是被管信息模型指定的接入通道模块的名称；接入通道的地址信息是接入通道连接某被管设备实例时所采用通信参数中的地址；数据项名称是该数据项在被管设备管理信息范围内的唯一标识；在通用管理信息采集控制设备的内置接入通道类型中，数据库接入通道的标量命名规则为“DB://数据库服务名+用户名+表名+字段名+关键字值序列”；SNMP接入通道的标量命名规则为“SNMP://IP地址+端口号+SNMP变量的OID”；TCP接入通道的标量命名规则为：“TCP://IP地址+端口号+设备类型名+标量名”，串口通道的标量命名规则为：“Serial://IP地址+端口号+设备类型名+标量名”，蓝牙通道的标量命名规则为：“BlueTooth://节点名称+服务名称+设备类型名+标量名”。

5.根据权利要求1所述的通用管理信息采集控制设备的构建方法，其特征在于在第二步中，在被管设备的信息模型上定义了应用模型，应用模型是设备管理信息数据项与应用系统数据项之间的映射关系模型，用于指明应用系统所需数据项的来源，应用模型采用实体建模方法，即一个实体由多个属性构成，首先确定能够唯一标识该实体的一个或一组标量，称之为实体的关键属性，再以关键属性的名称为参数的特定函数来定义实体的非关键属性的名称。

6.根据权利要求1所述的通用管理信息采集控制设备的构建方法，其特征在于当通用管理信息采集控制设备作为管理系统的信息采集模块启动后，控制模块首先载入被管设备信息模型，并依据信息模型创建连接到目标设备的接入通道，并对接入通道实施初始化操作。

7.根据权利要求1所述的通用管理信息采集控制设备的构建方法，其特征在于通用管理信息采集设备启动之后进入工作状态，等候来自管理系统的应用系统操作请求，对于每一个到达的操作请求，内容处理模块依据被管设备信息模型中应用模型所定义的应用系统数据项与被管设备数据项之间的映射关系，将操作请求中的每一个数据项分解成对应的被管设备数据项并构造成一个标量池，再由被管设备所对应的帧处理模块把标量池中的数据项封装成帧，并通过与设备建立的接入通道将请求发送给被管设备，当帧处理模块收到被管设备的操作响应信息后，再依据信息模型中的帧模型把响应信息分解成数据项，并更新相应的标量池，内容处理模块依据标量池中的数据变化来更新应用系统的对象属性，并构造请求响应报文返回给应用系统。

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