CN103684919A - 泛在网络性能监测系统 - Google Patents

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王直荣
李千目
侯君
徐佳
孙向军
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Abstract

本发明公开了一种泛在网络性能监测系统，可以对PC/SERVER、不同智能设备进行性能监测。包括设备检测模块、系统性能监测模块（包含不同的子模块，负责不同设备的性能监测）、存储模块和数据分析显示模块，系统通过RS232接入网络。本发明与现有技术相比，其显著优点是：监测系统的构思新颖，将PC/SERVER的性能监测和智能设备的性能监测进行集中管理；监测系统的成本低，方便用户使用；可扩展性强。

Description

泛在网络性能监测系统
技术领域
本发明涉及一种网络系统性能监测方法，特别是对泛在网络系统系统进行集中的性能监测技术。
背景技术
在PC领域，现有的系统性能监测技术是基于SNMP等协议或者通过系统资源接口直接对资源信息进行采集，其实现方式相对简单。在智能终端领域，现有的系统性能监测技术是通过主动测量、被动测量或者拓扑测量等方法，开发基于嵌入式系统的数据收发协议，以实现对于智能设备，如手机、传感器等的性能监测。
文献一：马峻岩, 周兴社等. 无线传感器网络性能监测技术与系统研究,计算机应用研究,2007,(8).探讨了无线传感器网络性能监测中存在的问题与挑战，着重研究当前具有代表性的监测系统并分为其主要特点，最后仅指出了需要进一步研究的方向，没有给出具体的方案。
文献二：白翔宇, 叶新铭等. 基于嵌入式探针的网络性能监测系统,内蒙古大学学报(自然科学版), 2008,(3).针对大规模网络中性能监测的需要，分析了网络性能测量的一般方法，设计并实现了基于嵌入式探针的网络性能监测的NPMS，给出了该系统的层次框架结构，阐述了其功能流程，该系统具有较好的扩展能力，可支持多种应用场景。但是它的适应性不强。
由上可知，现有技术尚无法满足实际的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一套泛在网络性能监测系统，该系统通过嵌入式适配模块对PC、手机、平板电脑等设备进行集中式的系统性能监测。
实现本发明目的的技术方案为：一种泛在网络性能监测系统，包括通信模块、设备检测模块、性能监测模块、存储模块和显示模块，所述通信模块、性能监测模块均与设备检测模块相连，性能监测模块与存储模块以及显示模块相连接；
其中设备检测模块包括微处理器模块，性能监测模块包括传感器监测模块、智能手机监测模块、计算机监测模块、服务器监测模块和网络设备监测模块，所述显示模块为显示屏；
微处理器模块通过通信模块与互联网相连，并通过串行总线与性能监测模块相连接。
所述通信模块为一个以太网通信模块，其型号为DM9161AEP。
所述微处理器模块为32位单片机，其型号为MC68332ACEH25。
所述存储模块为K9F1208。
所述显示模块为LED显示屏。
所述性能监测模块中的子模块所用芯片型号均为AT89S51。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：1）监测系统的构思新颖，将PC/SERVER的性能监测和智能设备的性能监测进行集中管理；2）监测系统的成本低，方便用户使用；3）和传统的性能监测系统相比，本发明具有更好的扩展性和更强的自适应性。
附图说明
图1是本发明的系统体系结构图。
图2是本发明的PC/SERVER监测示意图。
图3是本发明的传感器监测示意图，其中（a）为网络的digest，（b）为网络的scan，（c）为网络的dump。
具体实施方式
本发明的一种泛在网络性能监测系统，包括通信模块、设备检测模块、性能监测模块、存储模块和显示模块，所述通信模块、性能监测模块均与设备检测模块相连，性能监测模块与存储模块以及显示模块相连接；
其中设备检测模块包括微处理器模块，性能监测模块包括传感器监测模块、智能手机监测模块、计算机监测模块、服务器监测模块和网络设备监测模块，所述显示模块为显示屏；
微处理器模块通过通信模块与互联网相连，并通过串行总线与性能监测模块相连接。
所述通信模块为一个以太网通信模块，其型号为DM9161AEP。
所述微处理器模块为32位单片机，其型号为MC68332ACEH25。
所述存储模块为K9F1208。
所述显示模块为LED显示屏。
所述性能监测模块中的子模块所用芯片型号均为AT89S51。
下面进行更详细的描述：
本发明开发一个嵌入式网络性能监测系统，在系统内部有一个设配检测模块。当设备传输的信息通过监测系统时候，微处理器抓取其中的一些头信息，判断出设备的类型。设备检测模块将判断结果和相应的地址信息送至性能监测模块，该模块中的微处理器调用相应的软件子模块进行系统性能监测，如对Linux采用基于SNMP协议监测技术，对windows通过WMI接口进行资源访问，对传感器使用基于聚合技术的监测系统。性能监测模块对网络设备进行相应的性能监测后，存储模块负责数据的存储，数据分析和显示模块负责数据的处理格式化呈现。
本发明设计的嵌入式系统硬件使用的是单片机，通过RS232接入因特网。
本发明的原理是：对于Linux系统的PC/SERVER而言，采用基于SNMP的性能监测技术，通过采集MIB中的各项参数，从而分析出系统性能变化。对于Winsows系统而言，可以通过WMI接口获取其资源池的信息。对于传感器而言，采用基于聚合技术的系统监测技术。对于PC/SERVER、不同的智能设备，系统监测技术并不相同。本发明设计的泛在网络性能监测系统中的设备检测模块能够通过返回的资源信息判断被监测设备的种类，从而采用不同的监测技术来对设备进行监测，实现不同设备的集中管理。
以下结合附图，详细说明本发明的实施方式。
结合图1，本发明的系统主要分为两大模块：设备检测模块和性能监测模块。性能监测模块包含各个软件监测子模块:传感器监测模块、计算机监测模块、智能手机监测模块、服务器监测模块、网络设备监测模块。系统通过RS232接入网络。用户向系统发出请求，设备检测模块中的微处理器从被监测设备的传输信息中抓取信息从而判断设备的种类，然后调用性能监测模块中对应的监测模块进行性能监测。系统将设备返回的信息存进数据库，并且进行数据分析，最终将分析结果在显示屏上显示。
结合图2，在对PC/SERVER性能进行性能监控时需要对其相关性能数据进行采集，本文使用SNMP(简单网络管理协议)进行监控管理。SNMP为在网络中比较常用，无论在C/S还是在B/S架构中有应用比较广泛，必须需要网络这个载体才能够使用。SNMP为各种不同的设备定义了统一的接口协议，这样对于管理员而言不需要特意为某一个设备进行特殊化管理，只需要使用统一接口进行模式化管理。SNMP工作在TCP/IP的无连接数据报上，由SMI、MIB和协议组成。
SMI为管理信息结构，全称为Structure of Management Information，ASN.1中的子集都是有SMI进行规定了，而且约束ASN.1使用的符号以及元素。SNMP拥有自己的数据结构以及宏类型，所以通过定义SMI来规定其对子集的操作。
MIB是SNMP网络管理中经常性打交道的对象数据库，全称为Management Information Base，其规定了该设备的被管理对象的各项信息，管理信息中都有一个表示该设备信息的标识符，称为OID（Object Identifier：对象标识）。
用户向系统发出监测请求之后，系统从SNMP中的MIB中获取信息。而整个数据的采集需要在被检测设备上安装SNMP代理。本发明中在PC/SERVER中使用的代理是NET-SNMP，在嵌入式模块中安装的代理是自扩展的NET-SNMP,能够实现较好的通信。
结合图3， 在对传感器进行性能监测的时候，本发明使用的是基于聚合技术的监测系统。在对WSN的监测过程中，必须有一些指示网络基本特性的参数在网络运行时被不断采集。对于这些基本特性的参数形成了监测系统的第一层（digest），由digest获得的网络基本特性参数代表着网络的整体情况。Digest由digest函数式f( v1 , v2 , …, vn)定义。其中vi代表网络中节点i的值。这里如果将网络中的当前节点剩余能量的最低值作为digest来计算，那么digest函数实际上就是计算各节点的最小值Emin =min{ v1 , v2 , …, vn}。Digest 给出了网络的大致运行状况, 其突变预示着网络中异常的发生, 异常产生位置的确定可以通过对网络的进一步分析获得。对整个网络当前状态视图的分析形成了监测系统的第二层( scan) 。Scan给出了异常在网络中的位置, 对异常区域的进一步分析可以最终得出关于异常的结论。对异常区域节点详细的信息收集形成了监测系统的第三层( dump) 。其通过收集异常区域中节点数据可以对网络进行诊断。例如对某一区域中节点采集的一系列温度记录进行dump, 可以对节点间协作的事件检测算法进行调试。Dump 从最小的时间和空间粒度上提供了对网络的监测。Digest、scan 和dump 对网络的监测依次放大, 逐层细化。通过三层结构, 基于聚合的监测系统从三个不同角度对网络的行为进行描述, 达到了对网络有效监测的目的。

Claims (6)

1.一种泛在网络性能监测系统，其特征在于，包括通信模块、设备检测模块、性能监测模块、存储模块和显示模块，所述通信模块、性能监测模块均与设备检测模块相连，性能监测模块与存储模块以及显示模块相连接；
其中设备检测模块包括微处理器模块，性能监测模块包括传感器监测模块、智能手机监测模块、计算机监测模块、服务器监测模块和网络设备监测模块，所述显示模块为显示屏；
微处理器模块通过通信模块与互联网相连，并通过串行总线与性能监测模块相连接。
2.根据权利要求1所述的泛在网络性能监测系统，其特征在于，所述通信模块为一个以太网通信模块，其型号为DM9161AEP。
3.根据权利要求1所述的泛在网络性能监测系统，其特征在于，所述微处理器模块为32位单片机，其型号为MC68332ACEH25。
4.根据权利要求1所述的泛在网络性能监测系统，其特征在于，所述存储模块为K9F1208。
5.根据权利要求1所述的泛在网络性能监测系统，其特征在于，所述显示模块为LED显示屏。
6.根据权利要求1所述的泛在网络性能监测系统，其特征在于，所述性能监测模块中的子模块所用芯片型号均为AT89S51。
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