CN104283707A - 用于实时监控多级树状结构系统的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于监控终端以多级树状结构分布的系统的装置以及方法。该多级树状分布系统包括多个节点，该多个节点被分为多级且每一级包括至少一个节点，本发明的多级树状分布系统的监控装置和方法，在要获取多级树状分布系统中的任意节点的状态时，根据存储于存储单元的该任意节点的唯一的序号，找出以该任意节点的唯一的序号作为序号的规定部分的任意一级的所有叶子节点，取得找出的所有叶子节点的状态，分析这些叶子节点的状态来获取所述任意节点的状态。

Description

用于实时监控多级树状结构系统的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种多级树状分布系统的监控装置和监控方法。

背景技术

在IT领域，监控装置普遍用于监控大型机房中的各台设备。随着云计算时代的到来，监控装置又被越来越多应用于监控分布于不同地理位置的各个机房中的设备。而各个机房的设备也会随需求动态的删除或者添加。因此，现有的监控装置以及监控方法无法满足对这种大范围并且实时变化的系统结构的监控。

对于一个终端以多级树状结构分布的系统，现有的检测方法是让各个节点记录其父节点以及其子节点。当要检测其中一个节点的状态时，这个节点根据其记录，一层一层的找到最底层的节点，然后比较最底层节点的各自的状态进行反馈。这种方法将消耗大量的时间与资源去寻找与计算。

经过对现有技术的文献检索发现，专利申请号为201010566171.2的中国专利申请公开了一种用于监控有限数量的地点与设备的监控系统。这种监控系统与监控方法不能根据设备的动态添加与删除而做出实时的调整进而达到实时监控的目的。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种用于多级树状分布系统的监控装置和监控方法。本发明的监控装置以及方法能够根据设备的动态添加与删除做出实时的调整，并且能够以很低的资源消耗去监测一个节点动态变化。此外，当一个节点的状态有变化时，此装置以及方法能够实时反映出有哪些相关节点会受到影响。

本发明的一个方面的一种多级树状分布系统的监控装置，该多级树状分布系统包括多个节点，该多个节点被分为多级且每一级包括至少一个节点，多级树状分布系统的监控装置包括：唯一序号分配单元，其对多级树状分布系统的各个节点分配唯一的序号，各个节点以其上一级节点的序号作为其序号的规定部分；存储单元，其用于存储多级树状分布系统的各个节点的序号、各个节点的下一级节点的数量和各个节点的状态；和状态获取单元，其能够找出多级树状分布系统中的任意节点和属于该任意节点的所有叶子节点，分析这些叶子节点的状态来获取任意节点的状态，在要获取多级树状分布系统中的任意节点的状态时，状态获取单元根据存储于存储单元的该任意节点的唯一的序号，找出以该任意节点的唯一的序号作为序号的规定部分的任意一级的所有叶子节点，取得找出的所有叶子节点的状态，分析这些叶子节点的状态来获取所述任意节点的状态。

本发明的另一个方面的多级树状分布系统的监控方法，该多级树状分布系统包括多个节点，该多个节点被分为多级且每一级包括至少一个节点，多级树状分布系统的监控方法包括：对多级树状分布系统的各节点分配以其上一级节点的序号作为其序号的规定部分的唯一的序号的步骤；存储多级树状分布系统的各个节点的序号、各个节点的下一级节点的数量和各个节点的状态的步骤；和找出多级树状分布系统中的任意节点和属于该任意节点的所有叶子节点，分析这些叶子节点的状态来获取任意节点的状态的状态获取步骤，在要获取多级树状中的任意节点的状态时，在状态获取步骤中，找出以要获取其状态的节点的唯一的序号作为序号的规定部分的任意一级的所有叶子节点，取得找出的所有叶子节点的状态，分析这些叶子节点的状态来获取要获取其状态的节点的状态。

根据本发明的多级树状分布系统的监控装置和监控方法，能够以很低的资源消耗去监测一个节点动态变化，取得任意一个节点的最新状态，根据设备的动态添加与删除做出实时的调整。此外，当一个节点的状态有变化时，此装置以及方法能够实时反映出有哪些相关节点会受到影响。

附图说明

图1为表示本发明的多级树状分布系统及其监控装置的示意图。

图2为唯一序号分配的流程图。

图3为查询某个节点的状态时的流程图。

图4为第一实施例的多级树状分布系统的示意图。

图5为第二实施例的多级树状分布系统的示意图。

具体实施方式

如图1右半部分所示，本发明所述的多级树状分布系统5包括从上至下的多个节点，这些节点被分成多级。一般而言，下一级的节点数多于上一级的节点数，当然也可以是某一级的节点数少于其上级的节点数。图1所示的多级树状分布系统5是最上级节点数为1个，次上级节点数为3个，最下级节点数一共为8个的三级树状分布系统。每一级的节点数、每一个节点的下一级节点数和级数没有限定。

如图1左半部分所示，本发明的多级树状分布系统5的监控装置1主要包含如下三个单元：唯一序号分配单元2、存储单元3和状态获取单元4。

所述唯一序号分配单元2用于对多级树状分布系统5的各个节点分配唯一的序号，关于该唯一的序号的特征在后面说明。当一个新的节点添加到一个已知节点下时，此唯一序号分配单元将给此新节点分配一个唯一的序号。

所述存储单元3用于存储各个节点的序号，各个节点的下一级节点数以及各个节点的状态。其中各个节点的序号和各个节点的下一级节点数能够用于确定多级树状分布系统5中新加入的节点的序号，各个节点的状态能够更新。

所述状态获取单元4用于快速查找节点的状态。当要获得一个节点的状态时，此单元根据此节点的唯一序号，去匹配所有和此节点相关的叶子节点，然后将这些节点的状态进行分析比对，最终得到此节点的状态。

由以上的唯一序号分配单元2、存储单元3和状态获取单元4构成的监控装置1经由总线与其要监控的多级树状分布系统5连接。监控装置与多级树状分布系统5的连接可以经由有线实现，也可以通过无线网络实现，在此没有限定。

下面说明唯一序号分配单元分配的唯一序号。

在图1所示的多级树状分布系统5中，最上级的节点的序号为A。规定一个节点的下级的所有节点的序号中都包含A，以确定某一个节点是另一个节点的下级节点。例如，次上级的3个节点分别为A1、A2和A3，它们的序号中都包含其上一级节点的序号A。而其中节点A1又包含3个下级节点（在图1中为最下级节点即叶子节点），分别为A1.1、A1.2和A1.3。叶子节点的序号中包含了上一级节点的序号A1，同时也包含了更上一级的序号A。依此类推，下级节点的序号中包含了所有上级节点的序号。

在图1所示的多级树状分布系统5中，下级节点的序号为在前的上级节点的序号与在后的该下级节点的特有序号的简单组合，但节点的序号并不限定于此。例如也可以是该下级节点的特有序号在前，上级节点的序号在后，或者上级节点的序号在某一个特定的位置。又例如下级节点的序号可以是上级节点的序号与该下级节点的特有序号按照规定的规则进行计算得到的序号。这种情况的前提是计算得到的序号是唯一的，不会与其它序号重复。

在本说明书中，对于处于树状分布系统5的叶子节点的终端来说，节点的状态是指该终端的某参数。对于叶子节点以外的终端来说，节点的状态是指其下一级所有节点的参数经过规定的运算得到的值。例如，叶子节点是服务器的情况下，其某一个参数可以是服务器运行的温度等级，服务器的温度过高则安全等级低。叶子节点以外的某一节点的温度等级取决于其下所有叶子节点温度等级的最高级。例如图1所示的树状结构中，A1的状态取决于A1.1、A1.2和A1.3中的最大值，A的状态取决于A1、A2和A3中的最大值，而A1、A2和A3的状态又分别取决于A1.1-A1.3、A2.1-A2.3和A3.1与A3.2的最大值，所以A的状态取决于最低层的所有叶子节点的状态（最大值）。当然，叶子节点的状态可以是某参数的最大值，也可以是最小值，还可以是通过计算得到的其它值，例如平均值等。

以下的说明中将上级节点称为父节点，该上级节点的下一级节点称为子节点。

在本发明的监控装置1与多级树状分布系统连接5时（初始化时），所述唯一序号分配单元2对每一个节点分配唯一的序号。该唯一的序号符合上述节点的序号的规则。而在已有的多级树状分布系统中加入了新的节点时，唯一序号分配单元2分配唯一序号的流程如图2所示。唯一序号分配单元2查询存储的数据中新加入的节点的上一级节点的序号和本级节点的数量。接着，根据上一级节点的序号和本级节点的数量将一个唯一序号分配给新加入的节点。最后，改变存储在存储单元3中的本级节点数。具体来说，在给新节点分配一个唯一的标示序号时，首先通过存储单元找到此节点的父节点的唯一标示序号（例如，父节点的唯一序号为A3，参照图1），以及此父节点之下的子节点数量（例如，此父节点下一共有2个子节点）。则此新节点的唯一序号为父节点的序号与新节点的特有序号的组合。由于此父节点之下已有2个子节点，且它们分别为A3.1和A3.2，所以此新节点的特有序号设定为“.3”，组合之后的新节点的序号为A3.3。再之后，修改存储单元中此父节点下的子节点数量。

而在删除现有节点（及其子节点）的情况下，监控装置将该节点（及其子节点）的状态设定为无效。即保留该节点（及其子节点）的序号，但是使得该节点（及其子节点）的状态为无效，在取得节点状态时不考虑该被删除的节点的状态。通过保留节点序号能够保证序号分配不出现混乱。

在所有节点已被分配序号的情况下，所述状态获取单元4能够快速地获取多级树状分布系统5中的任意节点的状态。

用户或者监视装置1请求获取某一个节点的状态，监控装置1能够通过被分配序号的所有节点找到属于该节点的任一下级的所有叶子节点。状态获取的流程如图3所示。例如请求获取节点A的状态时，能够查询序号以A开头的所有叶子节点。这样，不用像现有技术那样，从A开始一级一级向下查询计算每个节点的状态，直到能够得到A的状态。

如果要获取节点A的状态，而节点A的下一级的所有节点都是最新的有效的状态，则直接比对计算节点A的下一级的所有节点的状态即可获得节点A的状态。但是通常情况下并不能保证节点A的下一级的所有节点都是最新的有效的状态，这样现有技术的监控装置和方法就须要从A开始一级一级往下查询，直到找到节点都处于有效的状态的某一级节点，并比对计算该级节点的状态而最终得到节点A的状态。这种情况下现有技术的监控装置和方法消耗大量的时间与资源去查询与计算。而本发明的监控装置不用查询树节点的结构，不用知道某个节点的父节点是哪个节点、子节点是哪个节点，能够直接找到叶子节点来获得节点A的状态。

所述状态获取单元4例如有两种工作模式，一种是能够根据接收到的状态获取指令去分析指令所指示节点的状态。另外一种工作模式是每隔一段时间，定期地自动刷新显示相应节点的状态。其中上述相应节点包括某一级节点以及该级节点的上级的所有节点。

当某一个节点的状态变化的时候，通过该节点的序号找到它的上级的所有节点，同时更新它上级所有的节点的状态。这样，无需像现有技术那样，须要一级一级向上更新节点状态，特别是在级数多的情况下，这样的更新效率极低，而且容易出错。如果在向上级更新的过程中出现更新失败的情况，则该出错的节点以上的所有节点的更新都失败。本发明的监控装置1则能够克服这些问题，能够快速、高效、准确地更新相应节点的状态。

所述状态获取单元4在分析一个节点的状态时，首先在存储单元找到目标节点的唯一号。然后利用匹配原则，通过此唯一序号去寻找其他相关子节点。例如，此节点的唯一序号是A1，则所有与此节点相关的子节点为拥有以A1开头的唯一序号的节点，例如A1.1、A1.2等。找到这些相关子节点后分析这些子节点的状态，最终确定目标节点的状态。

作为多级树状分布系统5的监控方法，首先对多级树状分布系统5的各节点分配唯一的序号。该唯一的序号符合如上所述的序号的规则。接着，存储多级树状分布系统5的各个节点的序号、各个节点的下一级节点的数量和各个节点的状态。在要获取多级树状中的任意节点的状态时，找出以要获取其状态的节点的唯一的序号作为序号的规定部分的所有叶子节点，即找出该任意节点的所有叶子节点，取得找出的所有叶子节点的状态，分析这些叶子节点的状态来获取要获取其状态的该任意节点的状态。

<第一实施例>

下面参照图4说明本发明的第一实施例。

第一实施例的监控装置为对一家电子商务公司的多级树状分布系统进行监控的监控装置。该电子商务公司在互联网上向用户提供网络购物服务，其总部在北京。

为了能够迅速地将商品发送到用户手中，该电子商务公司在中国各地设置了多家分公司，各家分公司管理着若干个商品仓库，各商品仓库也都有至少一个服务器机房（以下简称机房）。各家分公司对仓库的机房进行监控，中国总公司管理着各家分公司，这样来保证机房的安全运行。该电子商务公司的机房能够看作一个由地理位置决定其分布结构的大型系统，其分布结构为树状结构。其中最上级节点为公司总部，多家分公司（华北、华东、华南）分别为次上级节点，分公司下属多家仓库，而各家分公司管理的仓库的机房为最下级节点。如上所述，该多级树状分布系统的级数和每级的节点数不限于本实施例的情况。在最开始监控装置初始化时，首先为各个节点分配一个唯一序号，最高级总公司（北京）的序号为A；其下级节点的序号分别是华北：A1、华东A2、华南A3。再下级节点的序号分别是A1.1至A3.2，作为最后一级节点的机房的序号为A1.1.1至A3.2.x（x例如是不为0的自然数）。

各个（分）公司和各个仓库、机房的序号、各级的节点的数量和各个节点的状态被存储在监控装置的存储单元中。在本实施例中，机房安全运行的一个重要参数是机房内服务器的负载，所以各个节点的状态之一设定为机房服务器的负载等级。

下面说明第一实施例中获取节点状态的过程。当要获取华北分公司的状态时，状态获取单元首先去存储单元查找华北分公司的唯一序号，然后获得了华北分公司的序号为A1。之后状态获取单元利用此序号，去存储单元找到所有序号以A1开头的叶子节点（机房）。因为叶子节点在本实施例中是4位，所以找到的叶子节点为A1.1.1-A1.1.3。然后再去获取这些叶子节点的状态也就是机房的服务器负载等级。当然，要获取节点状态也可以不直接找到所有的叶子节点，而是找到所要获取状态的节点到叶子节点中的任一级的所有节点，例如本例中的各个仓库。

当负载等级超过规定等级时，表示机房处于不安全的状态。例如当序号为A1.1.1的节点的机房负载等级为6，是该A1.1仓库的机房中负载等级最高的机房。此时，在A1.1仓库看来，其下的机房中A1.1.1机房为最高负载等级，所以A1.1仓库的负载等级为6。而在华北分公司看来，如果其它仓库的负载等级都不超过6，则华北分公司的负载等级也为6。因此通过比对计算，将A1.1仓库的机房负载等级状态（表示负载等级的最大值）作为华北分公司的机房负载等级。

同样，对于其它分公司，也能够通过该分公司的序号快速找到哪些仓库的机房的负载等级，以负载等级最高的机房的等级作为该分公司的负载等级。

当一个新节点添加时，例如在华北分公司的仓库A1.1这个节点下又新添加了一个机房（设为机房m，m例如是大于1的自然数）。此时，唯一序号分配单元去存储单元获取仓库A1.1的唯一序号和A1.1节点下的子节点数，分别为A1.1和m-1。唯一序号分配单元判断出这个新机房为A1.1节点下的第m个节点，因此给这个新节点分配一个唯一序号为：A1.1.m，同时修改存储单元中A1.1节点下的子节点的数量，由m-1变为m。当新添加的节点为分公司（例如东北分公司时），对东北分公司分配一个唯一序号A4，其下级的仓库分配唯一序号A4.4。同时总公司节点下的子节点的数量由3变为4。在移除现有节点的情况下，使移除的节点的状态为无效即可。

在本实施例中，在监控机房服务器的负载等级的同时，也能够监控例如服务器负载的平均值。当要获取华东分公司的服务器负载的平均值时，状态获取单元首先去存储单元查找华东分公司的唯一序号，然后获得了华东分公司的序号为A2。之后状态获取单元利用此序号，去存储单元找到所有序号以A2开头的叶子节点（机房）。因为叶子节点在本实施例中是4位，所以找到的叶子节点为A2.1.1-A2.1.3。然后再去计算来获取这些叶子节点的状态也就是机房的服务器负载的平均值。

机房的服务器负载等级状态和服务器负载的平均值（节点状态）需要实时更新，所以优选状态获取单元定期地获取机房的负载等级状态。如果某一个机房的服务器负载等级高而且服务器负载的平均值也高，说明这个机房的服务器数量不够，需要对这个机房增加新的服务器。

在本实施例中，多级树状分布系统的监控装置和监控方法能够以很低的资源消耗去监控一个节点动态变化，获取该节点的最新状态，能够根据仓库机房和分公司的动态添加与删除做出实时的调整。此外，当一个节点的状态有变化时，此装置以及方法能够实时反映出有哪些相关节点会受到影响。

<第二实施例>

下面参照图5说明本发明的第二实施例。

第二实施例的监控装置为对某市的绿化供水系统进行监控的监控装置。

某市的绿化供水系统分布结构为树状结构。如图5所示，市供水管理部门下级为各区的供水管理部门，各区的供水管理部门的下级为街道供水管理部门，各街道供水管理部门监控各个绿化供水终端的水流量。对于市供水管理部门、区供水管理部门、街道的供水管理部门和绿化供水终端，以下分别简称为市、区、街道和终端（喷水装置）。这样的绿化供水系统能够看作一个四级的树状结构。在本实施例中，绿化供水的一个重要特征是当正在供水时要保证供水量，所以各个节点的状态设定为终端的水流量的最小值。该水流量通过设置于终端的传感器测定。

与实施例1中的监控装置初始化类似，市、区、街道和终端被分配唯一的序号。

下面说明第二实施例中获取节点状态的过程。当要获取A1区的状态时，状态获取单元首先去存储单元查找A1区的唯一序号，然后获得了A1区的序号为A1。之后状态获取单元利用此序号，去存储单元找到所有序号以A1开头的任一级节点，在本实施例中为各街道或叶子节点即终端，然后再去获取这些街道节点或叶子节点的状态的水流量最小值。

当水流量最小值低于规定值时，表示绿化供水不能满足要求。例如当序号为A1.1.1的节点的水流量最小值为2，是该A1.1街道的终端中水流量最小的终端。此时，在A1.1街道看来，其下的终端中A1.1.1的水流量最小，所以A1.1街道的水流量最小值为2。而在A1区看来，假设其它街道的终端中有水流量最小值为1的终端，则A1区的水流量最小值为1。因此通过比对计算，将该其它街道的小流量最小值作为A1区的水流量最小值（A1节点的状态），并且该小流量状态被保存在存储单元中。

当删除一个节点时，例如A1.2街道这个节点下删除一个终端（设为终端m，m例如是不为0的自然数）时，监控装置将终端m的状态设定为无效。即保留终端m的编号，但是使得终端m的状态为无效，在请求取得包含终端m的节点的状态时不考虑终端m的状态。对于非终端的任一节点，如果仅删除该节点而保留其子节点，则使该节点状态为无效，将其子节点增加到其它节点中。如果删除该节点及其子节点，则将该被删除的节点及其子节点的状态设定为无效。

根据本实施例，同样能够根据各节点的动态添加与删除做出实时的调整，并且能够以很低的资源消耗去监测一个节点动态变化。此外，当一个节点的状态有变化时，本实施例的装置以及方法能够实时反映出有哪些相关节点会受到影响。

Claims (10)

1.一种多级树状分布系统的监控装置，该多级树状分布系统包括多个节点，该多个节点被分为多级且每一级包括至少一个节点，所述多级树状分布系统的监控装置的特征在于，包括：

唯一序号分配单元，其对所述多级树状分布系统的各个节点分配唯一的序号，各个节点以其上一级节点的序号作为其序号的规定部分；

存储单元，其用于存储所述多级树状分布系统的各个节点的序号、各个节点的下一级节点的数量和各个节点的状态；和

状态获取单元，其能够找出所述多级树状分布系统中的任意节点和属于该任意节点的所有叶子节点，分析这些叶子节点的状态来获取所述任意节点的状态，

在要获取所述多级树状分布系统中的任意节点的状态时，所述状态获取单元根据存储于存储单元的该任意节点的唯一的序号，找出以该任意节点的唯一的序号作为序号的规定部分的任意一级的所有叶子节点，取得找出的所有叶子节点的状态，分析这些叶子节点的状态来获取所述任意节点的状态。

2.如权利要求1所述的多级树状分布系统的监控装置，其特征在于：

在所述多级树状分布系统中有新增节点时，所述唯一序号分配单元根据该新增节点的上一级节点的序号和该上一级节点的下一级节点的数量，生成唯一的序号分配给该新增节点。

3.如权利要求1所述的多级树状分布系统的监控装置，其特征在于：

从所述多级树状分布系统中删除节点时，所述监控装置将被删除的所述节点的状态设定为无效。

4.如权利要求1所述的多级树状分布系统的监控装置，其特征在于：

所述状态获取单元定期地或根据状态获取请求获取各个节点的状态。

5.如权利要求4所述的多级树状分布系统的监控装置，其特征在于：

根据获取的各个节点的状态，更新该各个节点的所有上级节点的状态。

6.一种多级树状分布系统的监控方法，该多级树状分布系统包括多个节点，该多个节点被分为多级且每一级包括至少一个节点，所述多级树状分布系统的监控方法的特征在于，包括：

对所述多级树状分布系统的各节点分配以其上一级节点的序号作为其序号的规定部分的唯一的序号的步骤；

存储所述多级树状分布系统的各个节点的序号、各个节点的下一级节点的数量和各个节点的状态的步骤；和

找出所述多级树状分布系统中的任意节点和属于该任意节点的所有叶子节点，分析这些叶子节点的状态来获取所述任意节点的状态的状态获取步骤，

在要获取所述多级树状中的任意节点的状态时，在所述状态获取步骤中，找出以要获取其状态的节点的唯一的序号作为序号的规定部分的任意一级的所有叶子节点，取得找出的所有叶子节点的状态，分析这些叶子节点的状态来获取所述要获取其状态的节点的状态。

7.如权利要求6所述的多级树状分布系统的监控方法，其特征在于：

在所述多级树状分布系统中有新增节点时，根据该新增节点的上一级节点的序号和该上一级节点的下一级节点的数量，生成唯一的序号分配给该新增节点。

8.如权利要求6所述的多级树状分布系统的监控方法，其特征在于：

从所述多级树状分布系统中删除节点时，所述监控装置将被删除的所述节点的状态设定为无效。

9.如权利要求6所述的多级树状分布系统的监控方法，其特征在于：

定期地或根据状态获取请求获取各个节点的状态。

10.如权利要求9所述的多级树状分布系统的监控方法，其特征在于：

根据获取的各个节点的状态，更新该各个节点的所有上级节点的状态。