CN102868601A - 一种有关基于图形配置数据库业务网络拓扑的路由系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络通信结构技术领域，具体是一种有关基于图形配置数据库业务网络拓扑的路由系统，该路由系统由源发送并给一个或多个目的地使用，其中涉及到访问和网络节点的移动性要求，其特征在于：所述网络的节点包括服务模块图形配置数据库，一个或多个节点传输网运行于主机，为每种服务产生在服务模块图形配置数据库的请求下所用的路由表目的程序功能；对给定的服务，服务模块图形配置数据库通过服务节点与传统的关系型数据库服务模块CMDB相连。本发明同现有技术相比，其优点在于，本发明比较符合人们的思维习惯，便于操作。其次，在性能方面也有了显著的提高，运行速度快。本发明对分析业务影响和处理业务故障分析提供了一个有效的技术手段。

Description

一种有关基于图形配置数据库业务网络拓扑的路由系统

[技术领域]

本发明涉及网络通信结构技术领域，具体是一种有关基于图形配置数据库业务网络拓扑的路由系统。 

[背景技术]

随着IT技术的进步与发展，企业的IT环境越来越复杂。数量庞大、品种繁多的IT相关设备很难被有效管理，更不用说管理以这些IT设备为基础的各种IT服务了。自20世纪80年代中期英国商务部提出信息技术基础架构库ITIL以来，ITIL作为IT服务管理事实上的国际标准已经被大多企业所接受。CMDB存储与管理企业IT架构中设备的各种配置信息，它与所有服务支持和服务交付流程都紧密相联，支持这些流程的运转、发挥配置信息的价值，同时依赖于相关流程保证数据的准确性。在实际的项目中，CMDB常常被认为是构建其它ITIL流程的基础而优先考虑，ITIL项目的成败与是否成功建立CMDB有非常大的关系。CMDB是真实环境中服务资产在软件系统中的逻辑体现，它的目的是有效管理资产，并对其他的服务管理流程实现支持。CMDB也常被用于帮助服务提供商在产生故障时能够迅速定位到故障位置，并能分析出受影响服务的深度和广度。 

现有的对于业务关系网络拓扑的生成主要是基于传统的基于关系型数据库的CMDB后端，前端通过界面进行人工数据录入和维护。如业务关系网络后端的CMDB，业务关系网络后端的CMDB均采用传统的关系型数据库对CI项的配置及CI间的关系进行存储。每个CI的配置都存放在单独的数据库表中，通过CI的关系表把各个CI进行关联。常见的CMDB的基本示例建模，传统CMDB后端基本 构建方法为：首先，把相同的CI对象归为一类实体，并把实体映射成数据表，属性映射成字段，其中有主机，网络，数据库，中间件，存储等等的实体，每一个实体都有一个数据表相对应，有多少实体取决于你有多少类CI，CI类越多实体越多，相对应的数据表也越多；然后，确定每一个实体的属性，每个实体的属性都是数据库表中的字段，如网络有端口IP地址，端口标识，端口类型等属性，也就是网络这个数据表中的字段；接着，把每一个CI对象映射成数据表中的记录，每个CI就是一个实际的服务资产，如一台主机，那他就是一个CI项，有多少台主机就有多少CI项，主机这个数据表中就会有多少条数据表记录，就是CI的数量决定了实体的数据表中有多少记录；最后，映射CI之间的关系，CI之间的关系是整个CMDB中最复杂的地方，CMDB之所以区别于一般的资产数据库也是由于他是真实环境的软件实现，在真实环境中，一个CI是依靠于一个或多个CI的，如中间件是运行于主机之上的，而主机又是连接在网络上的。简单的关系用数据表的外键可以实现。如果两个对象之间需要支持复杂关系关联或者自定义关系，那只能通过设计关联表来实现，也就是把CI之间关系的类型映射到表中，表中可以使用组合关键字用于区分不同的关系。业务关系网络在现有技术上基本采用人工录入CMDB的方式进行维护，对应于业务的CMDB设计基本上是业务类是一个数据库表，业务程序是一个数据库表，然后有对应的关系表来存储业务之间的关系、业务程序和主机CI的关系，业务类和业务程序的关系。 

但现有技术中这种传统的传统CMDB设计采用基于传统关系模型的方法，由于模型设计自身的固定性，加上所有的管理功能和被管理的信息都依据设计的信息模型进行，因而一旦确定下来以后，模型将很难被扩充和更改。一方面，造成通用CMDB软件产品庞大芜杂、灵活性和延展性差，往往不能很好地契合用 户的实际需求；另一方面，以项目方式设计建设的CMDB，为了考虑周全，虽然经过了长时间的调研论证，但仍然难以保证设计的完善。据统计，一般CMDB模型设计的生命周期往往不超过3年，之后即由于不能适应业务和IT建设发展的要求而不得不重新设计建设，造成信息积累的间断和投资的浪费。而手工录入和维护业务关系网络拓扑在中大型的数据中心中是不可实施的，因为在中大型数据中心中，业务关系比较复杂，难以手工梳理，并且业务关系会动态变化，手工维护业务之间的关系无法满足动态网络要求。因此大多数CMDB并不实现业务关系网络拓扑。另一方面，由于业务关系网络比较庞大，传统的CMDB存储查询效率随着业务关系网络的指数级增长而明显下降，无法应对中大型数据中心的业务关系网络拓扑。 

[发明内容]

本发明的目的就是为了解决现有技术中的不足和缺陷，提供一种更人性化、性能卓越且安全可靠的有关基于图形配置数据库业务网络拓扑的路由系统。 

为实现上述目的，提供一种有关基于图形配置数据库业务网络拓扑的路由系统，该路由系统由源发送并给一个或多个目的地使用，其中涉及到访问和网络节点的移动性要求，其特征在于： 

a)所述网络的节点包括服务模块图形配置数据库，一个或多个节点传输网运行于主机，为每种服务产生在服务模块图形配置数据库的请求下所用的路由表目的程序功能； 

b)对给定的服务，服务模块图形配置数据库通过服务节点与传统的关系型数据库服务模块CMDB相连。 

该模块包括以下内容： 

a)确认网络的路由行程； 

b)图形数据库的节点对应于CMDB的CI项数据本身； 

c)图形数据库的关系对应于CMDB的CI间的关系； 

d)图形数据库的节点和关系上的属性，对应于CMDB的CI的属性。 

功能CMDB模块，包括企业工厂配置的信息和数据，所述的信息和数据被分布在所述网络的每个单独单元中。 

一种有关基于图形配置数据库业务网络拓扑的路由系统的路由方法，该方法包括运行在几个节点的路由系统，并用于互连运行在这些网络上的访问服务，其特征在于包括以下步骤： 

a)定位服务并传送信息，包括服务模块图形配置数据库的所有链路的可访问性和拓扑信息； 

b)根据功能服务模块CMDB的企业工厂配置的信息和数据域拓扑，产生于源和目的间路由流向的分布技术； 

c)采集数据录入图形配置数据库，进行扫描采集； 

d)确认新的主机名，判断是，增加新的主机节点和属性； 

e)确认新的程序名，判断是，增加新的程序节点，建立程序节点到主机节点关系； 

f)确认新的目的ID端口，判断是； 

g)确认与访问者是否存在关系，确立目的主机节点和程序 

h)结束会话。 

本发明同现有技术相比，其解决了传统关系型数据库在前期进行CMDB进行建模和数据库表设计的问题，以及由于前期的设计模型的相对固定，无法动态更改和扩充的问题，其次本发明还解决了大型CMDB后期维护难度高的问题，另外还包括了再中大型数据中心CMDB查询效率的问题等。 

本发明采用图形数库据做为CMDB后端，不需要前期严格的数据库设计和表设计。传统的数据库必须通过前期的大量调研进行建模，前期建模的成功与否直接决定了后期CMDB运行。而图形数据库本身的可以任意扩展关系，在任意两个节点之间可以增加关系，关系类型、方向、属性可以自行指定;一个点节可以任意增加和减少属性;增加新的CI实体类对于图形配置数据库来说，也只是增加一个节点和属性，没有表设计。所以基于图论基础的图形数据库，比较符合人们的思维习惯，因此只要非常简单的指导就可以完成CMDB设计。在性能方面，传统的关系型数据库设计的CMDB，随着CI项的越多，关系越复杂，查询和更新性能一定会下降，这是由表设计决定的。而图形数据库采用图论的方式对图形进行遍历，而遍历执行的速度是常数，跟图的规模大小无关。这在传统关系型数据库中是做不到的。本发明通过采集和分析程序流程，可以实现自动化的业务和程序之间的访问关系，从而形成业务网络拓扑，这对于分析业务影响和处理业务故障分析提供了一个有效的技术手段。 

[附图说明]

图1是本发明图形配置数据库的基础设计结构示意图； 

图2是本发明程序与业务关系关联示意图； 

图3是本发明中图形配置数据库录入过程中的流程图； 

指定图3为本发明的摘要附图。 

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种系统的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

本发明采用图形数据库做为CMDB配置管理数据库的后端数据库，设计了一种图形配置管理数据库，解决传统CMDB在扩展和灵活性上的限制，支持高灵活性和性能的海量CMDB数据库是技术的关键点，并通过采集网络四元组和相关联程序名，加上完整的处理和录入图形配置数据库的程序流程，替代了人为的业务关系维护，结合图形配置数据库的优点，实现了自动的业务关系网络拓扑生成。 

1. 图形配置管理数据库基础设计 

本发明引入了图形数据库为CMDB的后端，代替传统的关系型数据库来存储CI项，CI属性和CI关系。图形数据库是以图论为基础，图形数据库中存储的不是传统的二维数据表，而是由以下3种构造单元，如图1所示：节点（即顶点），下图中有两个节点，节点号为1和2；关系 (即边) -具有方向和类型（标记和标向），图1中有一个关系，关系的名称是“运行于”；节点和关系上面的 属性，即特性，图1中两个节点和关系分别有自己的属性。 

从图1的设计中可读出CMDB的基础模型，一个名称为Oracle的应用，运行于test01的主机上面1521端口。 

在引入图形数据库做为CMDB后端，做如下设计：图形数据库的节点，对应于CMDB的CI项本身；图形数据库的关系，对应于CMDB的CI间的关系；图形数据库的节点和关系上的属性，对应于CI项的属性； 

图形数据库本身的节点、关系和节点关系上的属性是数据的基本组成部分，并且，这三个组成部分分别对应于CMDB的三个组成部分，因此将CMDB通过图形数据库来存储是最合适的。由于节点之间，也就是CI之间的关系是CMDB最复杂的部分，但对于图形数据库来说，任何节点之间的关系可以动态建立，并且关系本身是具备属性和方向，还支持节点之间多种关系。 

2. 自动业务关系采集 

业务之间的访问是通过网络进行的，而一般的业务访问大多是采用TCP的方式进行，所有的TCP网络访问的唯一性通常是指由源IP地址，源端口，目的IP地址，目的端口这四个量组成。而在操作系统上面，哪个程序打开哪个端口和IP地址是被操作系统记录的，而程序是直接关联于业务的。这个关联关系如图2所示。在不同的操作系统上面，都有相关的命令可以取出程序到<IP:端口>的对应关系，通过在整个数据中心采集全部系统的程序到<IP:端口>的信息，就可以得到程序和程序间的访问。最后，通过手工维护业务和程序的配置表和上面收集到的信息相对应就可以到到业务之间的访问关系。 

3. 采集数据录入图形配置数据库 

把采集到的数据格式化成如下格式：主机名,程序名,源IP:端口,目的IP:端口,连接状态。通过图3所示的流程录入到图形配置数据库中，录入的基本步骤可以详述如下： 

1)用程序扫描采集结果 

2)检查记录中的主机名字是否存在于在图形配置管理数据库中，如果是新的主机名则进行步骤3，否则进入步骤4 

3)增加新的主机节点，主机名做为属性写入这个节点 

4)检查记录中第二个字段程序名是否存在于图形配置管理数据库中，由于程序名称加上参数可能比较长，因此比较中会采用MD5比较。如果是新的程序名则进行步骤5,否则进入步骤7 

5)增加新的程序节点，把程序名的MD5校验值、程序名称、源IP:端口、所属业务（所属业务属性需要有单儿的业务和程序的对应文件）分别做为属性写入这个节点 

6)把新建的程序的节点建立“运行于”的关系到主机节点，进入步骤10 

7)检查记录中的目的IP:端口是否存在于图形配置数据库中，如果是新的IP:端口则进行步骤8，否则进行步骤9 

8)检查记录中的目的IP是否存在于图形配置数据库中，如果存在则进行步骤5，否则进行步骤10 

9)检查是否于目的IP：端口的程序存在关系，如果存在则结束，如果不存在则进行步骤11 

10)根据目的IP建立主机节点，根据目的IP：端口建立程序节点，名称为空 

11)和目的程序建立“访问关系”,结束 

通过不断循环上述的判断流程逻辑就可以生成全网的业务网络拓扑。 

本文中，出现的一些缩略语和关键术语定义如下所示： 

CMDB Configuration Management Database 配置管理数据库，存储与管理企业IT架构中设备的各种配置信息 

ITIL Information Technology Infrastructure Library 信息技术基础架构库，为企业的IT服务管理实践提供了一个客观、严谨、可量化的标准和规范 

CI  Configuration Items  配置项，凡是纳入配置管理范畴的工作成果都是配置项，是CMDB的关键组成项 

图论（Graph theory）是数学的一个分支，它以图为研究对象，研究顶点和边组成的图形的数学理论和方法。图是区域在头脑和纸面上的反映，图论就是研究区域关系的学科。 

Claims (4)

1.一种有关基于图形配置数据库业务网络拓扑的路由系统，该路由系统由源发送并给一个或多个目的地使用，其中涉及到访问和网络节点的移动性要求，其特征在于：

a)所述网络的节点包括服务模块图形配置数据库，一个或多个节点传输网运行于主机，为每种服务产生在服务模块图形配置数据库的请求下所用的路由表目的程序功能；

b)对给定的服务，服务模块图形配置数据库通过服务节点与传统的关系型数据库服务模块CMDB相连。

2.如权利要求1所述的路由系统，其特征在于该模块包括以下内容：

a)确认网络的路由行程；

b)图形数据库的节点对应于CMDB的CI项数据本身；

c)图形数据库的关系对应于CMDB的CI间的关系；

d)图形数据库的节点和关系上的属性，对应于CMDB的CI的属性。

3.如权利要求1所述的路由系统，其特征在于功能CMDB模块，包括企业工厂配置的信息和数据，所述的信息和数据被分布在所述网络的每个单独单元中。

4.一种有关基于图形配置数据库业务网络拓扑的路由系统的路由方法，该方法包括运行在几个节点的路由系统，并用于互连运行在这些网络上的访问服务，其特征在于包括以下步骤：

a)定位服务并传送信息，包括服务模块图形配置数据库的所有链路的可访问性和拓扑信息；

b)根据功能服务模块CMDB的企业工厂配置的信息和数据域拓扑，产生于源和目的间路由流向的分布技术；

c)采集数据录入图形配置数据库，进行扫描采集；

d)确认新的主机名，判断是，增加新的主机节点和属性；

e)确认新的程序名，判断是，增加新的程序节点，建立程序节点到主机节点关系；

f)确认新的目的ID端口，判断是；

g)确认与访问者是否存在关系，确立目的主机节点和程序

h)结束会话。

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