CN108923976A - 航天通信专网轻量级网络运行管理系统 - Google Patents

Abstract

为解决现有航天通信专网领域的网络监控系统庞大、兼容性不足、实时性差和扩展性差的问题，本发明提供了航天通信专网轻量级网络运行管理系统，包括前端、通信模块和后端，通信模块用于连接前端和后端；所述的前端包括显示屏、用户交互模块和图形处理模块，所述的后端包括底层网络设备定义文件、设备模块、设备管理模块和服务处理模块；所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统能完成监视网络拓扑、检查路由器正确性、配置文件核查、设备参数巡查和日志记录；所述的监视网络拓扑包括实时查看网络拓扑、重置拓扑和设置拓扑自动刷新间隔；本系统轻量级；可跨平台、易部署、可裁剪、兼容性好。

Description

航天通信专网轻量级网络运行管理系统

技术领域

本发明涉及航天通信系统中的专网网络运行管理技术领域，更具体的说是航天通信专网轻量级网络运行管理系统。

背景技术

传统网络监控系统不能直接应用到航天通信专网，因为其普遍存在如下问题：缺少兼容性，网管系统一般是厂商为单类网络产品开发，如华为公司的IManager系统，不能兼容如Cisco交换机、天融信防火墙等不同公司的网络产品；实时性差，网管模式主要采用服务器后台进行周期性轮询机制，网络状态监控与故障异常报告存在延时；扩展性差，常用网管系统都是厂家开发，一般不提供源代码，不方便根据网络结构变化进行修改；同时，也不能根据网络拓扑的实际需求，添加针对性的监控业务；航天通信专网对网络的可靠性、实时性要求高，需要提供实时监控和自动监控两种模式；系统需要检查网络设备的状态参数是否符合规定；航天通信系统中的航天通信专网不同于普通的网络，具有一些特殊性，因此对网络监控系统也有特殊的要求；航天通信专网包括不同厂商的多种网络设备，如华为的交换机和路由器，天融信的防火墙等，需要网络监控系统具有较强的兼容性，可管理不同品牌、不同型号的网络设备；

针对这些实际需求，网络监控系统需要将岗位人员日常进行的检查内容自动化实现，既减轻岗位人员的工作量，又提高了检查的准确度和装备管理的信息化水平；

专利CN101079738B公开了一种用于在至少两个客户端之间进行安全通讯的网络管理系统；网络管理系统包括一个作为代理服务器工作的网络管理服务器，其中包含了网络管理软件；网络管理服务器连接到客户端用于管理客户端之间的通讯；网络管理系统还包括至少两个由网络管理服务器建立的分别连接网络管理服务器和各个客户端的安全通讯频道，由所述网络管理服务器在客户端之间转发消息，从而使得客户端之间可进行安全通讯；其中，所述安全通讯频道的建立过程如下：认证通过后的客户端与所述网络管理服务器互发问候消息，而后相互交换证书，服务器指令客户端开始使用加密，并在数据传输可以实行时结束初始握手；该发明系统庞大，兼容性差，不适合专网等一些特殊领域进行管理；因此兼容性更强、占用空间更小、扩展性好的更适合专网的管理系统应该被研究；

为解决现有航天通信专网领域的网络监控系统庞大、兼容性不足、实时性差和扩展性差的问题，本发明提供了航天通信专网轻量级网络运行管理系统，该航天通信专网轻量级网络运行管理系统的后端基于SNMP技术可以兼容多种网络设备，采用JSON格式定义网络设备，结构清晰，层次简单，省去了复杂的XML文件DOM解析，既降低了开发的复杂度，又提高了网络反应速度；系统前端采用SVG技术绘制网络拓扑，是其占用空间小、可操作性好，实现系统可跨平台、易部署、可裁剪的优点，且用户前端和设备之间交互流量少，对网络带宽影响小，进而实现轻量级系统；并通过多线程并行处理技术，提高工作效率。

发明内容

为解决现有航天通信专网领域的网络监控系统庞大、兼容性不足、实时性差和扩展性差的问题，本发明提供了航天通信专网轻量级网络运行管理系统，该航天通信专网轻量级网络运行管理系统包括前端、通信模块和后端，前端为用户和系统进行交互操作的平台，后端为处理程序完成数据获取和处理，通信模块用于连接前端和后端；所述的前端包括显示屏、用户交互模块和图形处理模块，显示屏用于显示用户与系统进行交互的交互界面，交互界面显示交互模块和图形处理模块的处理结果，所述的后端包括底层网络设备定义文件、设备模块、设备管理模块和服务处理模块；所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统能完成监视网络拓扑、检查路由器正确性、配置文件核查、设备参数巡查和日志记录；所述的监视网络拓扑包括实时查看网络拓扑、重置拓扑和设置拓扑自动刷新间隔；

实时查看网络拓扑的方法为：

步骤一、用户在交互界面触发实时查看网络拓扑请求，进而在处理程序中触发本设备实时查看网络拓扑请求；前端通过通信模块将请求传给后端；

步骤二、后端收到请求，并反馈给前端响应；

步骤三、图形处理模块收到响应，通过调用SVG库函数绘制网络拓扑图或者更新网络拓扑图的链路状态，并以图形的方式向用户呈现网络状态；

步骤四、显示屏显示网络拓扑图给用户；

重置拓扑的方法为：

步骤一、用户通过交互界面点击重置拓扑，对拓扑进行重新设置，处理程序获得新的拓扑参数；前端通过通信模块将新的拓扑参数传给后端；

步骤二、后端的服务处理模块接收到拓扑参数，并将参数发送给设备管理模块，设备管理模块根据拓扑参数对设备模块的设备进行管理，并更新底层网络设备定义文件所定义的设备信息文件；后端将新的网络拓扑图发送给前端；

步骤三、前端的图形处理模块收到网络拓扑图，通过调用SVG库函数绘制网络拓扑图或者更新网络拓扑图的链路状态，并以图形的方式向用户呈现网络状态；

步骤四、显示屏显示网络拓扑图给用户；

网络拓扑自动刷新的方法为：

步骤一、用户通过交互界面设置自动刷新的时间间隔，处理程序获得该设置信息；

步骤二、后端按照设定的时间间隔，对网络设备进行周期性查询，并反馈给予前端响应；

步骤三、图形处理模块收到响应，通过调用SVG库函数绘制网络拓扑图或者更新网络拓扑图的链路状态，并以图形的方式向用户呈现网络状态；

步骤四、显示屏显示网络拓扑图给用户；

检查路由器正确性的方法为：

步骤一、用户通过交互界面输入操作命令，触发执行程序；

步骤二、后端按照设定的时间间隔，对网络设备进行周期性查询，并反馈给予前端响应；设备管理模块对路由器依次进行自动化检查，并将结果反馈给前端；

步骤三、显示屏显示检测结果；

配置文件核查的方法为：

步骤一、系统后端以ftp方式登录网络设备，将获取的当前配置文件写入缓存；

步骤二、前端读取设备的标准配置文件，写入缓存；

步骤三、利用设备的内容对比命令，将两个配置文件新型逐件对比，如果对比一致后端给前端反馈对比正确，如果对比不一致，后端给前端反馈内容发生变化的位置；

步骤四、显示屏显示反馈结果；

设备参数巡查的方法为：

步骤一、系统自动化完成对各网络设备要检查参数的核查；

步骤二、系统后端将检测的参数与额定值进行对比，并将检测结果反馈给前端；

步骤三、显示屏显示对比结果；

日志记录的方法为：

步骤一、系统前端通过交互界面设置日志记录，触发程序执行；

步骤二、系统后端将该系统执行的步骤及进行的操作进行记录，并反馈给前端进行打印；

步骤三、显示屏显示执行日志。

作为本发明的进一步优化，本发明航天通信专网轻量级网络运行管理系统，所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统采用B/S结构，所述的交互界面为WEB浏览器的网页。

作为本发明的进一步优化，本发明航天通信专网轻量级网络运行管理系统，所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统采用多线程并行与异步I/O技术。

作为本发明的进一步优化，本发明航天通信专网轻量级网络运行管理系统，所述的航天用户交互模块采用HTML5+CSS3技术。

作为本发明的进一步优化，本发明航天通信专网轻量级网络运行管理系统，所述的航天图形处理模块可实现绘制和更新网络拓扑图。

作为本发明的进一步优化，本发明航天通信专网轻量级网络运行管理系统，所述的航天图形处理模块基于SVG技术和JavaScript脚本技术进行开发。

作为本发明的进一步优化，本发明航天通信专网轻量级网络运行管理系统，所述的航天后端采用Python进行开发。

作为本发明的进一步优化，本发明航天通信专网轻量级网络运行管理系统，所述的航天通信模块采用JSON-RPC远程调用服务，所述的JSON-RPC远程调用服务采用HTTP协议。

作为本发明的进一步优化，本发明航天通信专网轻量级网络运行管理系统，所述的航天底层网络设备定义文件采用JSON格式。

作为本发明的进一步优化，本发明航天通信专网轻量级网络运行管理系统，所述的航天设备管理模块进行设备状态采集利用SNMP协议。

本发明航天通信专网轻量级网络运行管理系统的有益效果为：

1.为解决现有航天通信专网领域的网络监控系统庞大、兼容性不足、实时性差和扩展性差的问题，本发明提供了航天通信专网轻量级网络运行管理系统，该航天通信专网轻量级网络运行管理系统的后端基于SNMP技术可以兼容多种网络设备，采用JSON格式定义网络设备，结构清晰，层次简单，省去了复杂的XML文件DOM解析，既降低了开发的复杂度，又提高了网络反应速度；系统前端采用SVG技术绘制网络拓扑，是其占用空间小、可操作性好，实现系统可跨平台、易部署、可裁剪的优点，且用户前端和设备之间交互流量少，对网络带宽影响小，进而实现轻量级系统；并通过多线程并行处理技术，提高工作效率。

2.本发明航天通信专网轻量级网络运行管理系统支持跨平台运行，消耗资源小，CPU大于等于1Hz，内存大于250MB；易部署、可裁剪，用户前端和设备之间交互流量少，对网络带宽影响小，实现网络运行管理系统的轻量级。

3.本发明根据实际需求，自动化完成航天通信专网状态监控、连通性及路由正确性检查、设备配置参数检查和网络设备硬件状态巡查等工作，减轻人员工作量，提高准确度，提高工作效率，实现员工工作的轻量级。

4.本发明的兼容性好，可管理目前已有的各品牌各类型网络设备，同时也方便的对未来新加设备进行扩展。

5.本发明实时性强；采用由用户前端直接发起的设备状态查询机制，缩短状态监控的时延；网络异常与故障主动、实时地推送至用户前端。

6.本发明多种监控模式，系统提供自动和实时两种查询模式进行网络状态监控，扩大了应用范围。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明的航天通信专网轻量级网络运行管理系统的总体框架图；

图2为本发明的航天通信专网轻量级网络运行管理系统的功能示意框图；

图3为本发明的航天通信专网轻量级网络运行管理系统的监视网络拓扑的功能结构框图；

图4为本发明的航天通信专网轻量级网络运行管理系统的图形处理模块的功能结构框图；

图5为前后端逻辑运行框图。

具体实施方式

具体实施方式一、下面结合图1、2、3、4、5说明本实施方式，为解决航天通信系统中的专网网络运行管理系统的设备管理人员的检查设备的自动化水平低的问题，本发明提供了航天通信专网轻量级网络运行管理系统，该航天通信专网轻量级网络运行管理系统包括前端、通信模块和后端，前端为用户和系统进行交互操作的平台，后端为处理程序完成数据获取和处理，通信模块用于连接前端和后端；所述的前端包括显示屏、用户交互模块和图形处理模块，显示屏用于显示用户与系统进行交互的交互界面，交互界面显示交互模块和图形处理模块的处理结果，所述的后端包括底层网络设备定义文件、设备模块、设备管理模块和服务处理模块；在航天通信领域的专网中不同于普通网络，具有一定的特殊性，因此对网络监控系统也有特殊的要求，航天通信专网中包括不同厂商的多种网络设备，如华为的交换机和路由器，天融信的防火墙等，因此需要网络监控系统具有较强的兼容性，可管理不同品牌、不同型号的网络设备；所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统能完成监视网络拓扑、检查路由器正确性、配置文件核查、设备参数巡查和日志记录；所述的监视网络拓扑包括实时查看网络拓扑、重置拓扑和设置拓扑自动刷新间隔；

实时查看网络拓扑的方法为：

步骤一、用户在交互界面触发实时查看网络拓扑请求，进而在处理程序中触发本设备实时查看网络拓扑请求；前端通过通信模块将请求传给后端；

步骤二、后端收到请求，并反馈给前端响应；

步骤三、图形处理模块收到响应，通过调用SVG库函数绘制网络拓扑图或者更新网络拓扑图的链路状态，并以图形的方式向用户呈现网络状态；

步骤四、显示屏显示网络拓扑图给用户；

拓扑图的刷新绘制过程是，前端在JavaScript脚本中触发对服务端的服务请求，获取后端的响应后，依据响应的网络状态信息调用SVG库函数绘制网络拓扑图或者更新网络拓扑图的链路状态，以图形界面的形式向用户呈现网络运行状态；

重置拓扑的方法为：

步骤一、用户通过交互界面点击重置拓扑，对拓扑进行重新设置，处理程序获得新的拓扑参数；前端通过通信模块将新的拓扑参数传给后端；

步骤二、后端的服务处理模块接收到拓扑参数，并将参数发送给设备管理模块，设备管理模块根据拓扑参数对设备模块的设备进行管理，并更新底层网络设备定义文件所定义的设备信息文件；后端将新的网络拓扑图发送给前端；

步骤三、前端的图形处理模块收到网络拓扑图，通过调用SVG库函数绘制网络拓扑图或者更新网络拓扑图的链路状态，并以图形的方式向用户呈现网络状态；

步骤四、显示屏显示网络拓扑图给用户；

网络拓扑自动刷新的方法为：

步骤一、用户通过交互界面设置自动刷新的时间间隔，处理程序获得该设置信息；

步骤二、后端按照设定的时间间隔，对网络设备进行周期性查询，并反馈给予前端响应；

步骤三、图形处理模块收到响应，通过调用SVG库函数绘制网络拓扑图或者更新网络拓扑图的链路状态，并以图形的方式向用户呈现网络状态；

步骤四、显示屏显示网络拓扑图给用户；

检查路由器正确性的方法为：

步骤一、用户通过交互界面输入操作命令，触发执行程序；

步骤二、后端按照设定的时间间隔，对网络设备进行周期性查询，并反馈给予前端响应；设备管理模块对路由器依次进行自动化检查，并将结果反馈给前端；

步骤三、显示屏显示检测结果；

配置文件核查的方法为：

步骤一、系统后端以ftp方式登录网络设备，将获取的当前配置文件写入缓存；

步骤二、前端读取设备的标准配置文件，写入缓存；

步骤三、利用设备的内容对比命令，将两个配置文件新型逐件对比，如果对比一致后端给前端反馈对比正确，如果对比不一致，后端给前端反馈内容发生变化的位置；

步骤四、显示屏显示反馈结果；

设备参数巡查的方法为：

步骤一、系统自动化完成对各网络设备要检查参数的核查；

步骤二、系统后端将检测的参数与额定值进行对比，并将检测结果反馈给前端；

步骤三、显示屏显示对比结果；

日志记录的方法为：

步骤一、系统前端通过交互界面设置日志记录，触发程序执行；

步骤二、系统后端将该系统执行的步骤及进行的操作进行记录，并反馈给前端进行打印；

步骤三、显示屏显示执行日志；

本系统实现了航天通信专网轻量级网络运行管理系统能完成监视网络拓扑、检查路由器正确性、配置文件核查、设备参数巡查和日志记录；所述的监视网络拓扑包括实时查看网络拓扑、重置拓扑和设置拓扑自动刷新间隔；本发明设置了网络拓扑自动刷新的功能，可以实现网络拓扑的自动检测，提高自动化程度。

具体实施方式二、下面结合图1、2、3、4、5说明本实施方式，为解决航天通信系统中的专网网络运行管理系统的跨平台的问题，本发明所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统采用B/S结构，所述的交互界面为WEB浏览器的网页；用户通过WEB页面进入航天通信专网轻量级网络运行管理系统进行操作，B/S结构即为Browser/Server浏览器/服务器模式，是WEB兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件；这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用；客户机上只要安装一个浏览器，如Netscape Navigator或Internet Explorer，服务器安装SQL Server、Oracle、MYSQL等数据库；WEB浏览器通过Web Server同数据库进行数据交互；结构主要是利用了不断成熟的Web浏览器技术：结合浏览器的多种脚本语言和ActiveX技术，用通用WEB浏览器实现原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能，同时节约了开发成本；B/S最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件，只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零安装、零维护；系统的扩展非常容易；B/S结构的使用越来越多，特别是由需求推动了AJAX技术的发展，它的程序也能在客户端电脑上进行部分处理，从而大大的减轻了服务器的负担；并增加了交互性，能进行局部实时刷新；

本系统实现了跨平台的功能，可将其轻松的安装需要使用的计算机上，并通过浏览器的方式即可访问本系统，进而可以实现对其设置等操作，该系统消耗资源小，实现系统的轻量级。

具体实施方式三、下面结合图1、2、3、4、5说明本实施方式，为解决航天通信系统中的专网网络运行管理系统的工作效率低的问题，本发明所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统采用多线程并行与异步I/O技术，采用多线程并行与异步I/O技术提高响应速度，提高了系统运行效率；系统发起一个主线程和多个子线程，主线程将设备名称作为参数，每个子线程处理一个设备，并行获取设备的参数、状态；相比较串行处理，这种方式大大提高了网络检索效率，满足了实时监控的要求；

具体实施方式四、下面结合图1、2、3、4、5说明本实施方式，为提高航天通信系统中的专网网络运行管理系统的系统界面的友好性，本发明所述的航天用户交互模块采用HTML5+CSS3技术，HTML5和CSS3是两项新的Web技术标准，HTML5和CSS3不仅是两项新的Web技术标准，而且代表了下一代HTML和CSS技术；其未来的发展前景已经可以预见，那就是HTML5必将被越来越多的Web开发人员所使用；各大浏览器厂家已经积极更新自己的产品，以更好地支持HTML5它的优势主要有以下几点：更多的描述性标签，HTML5引入非常多的描述性标签；良好的媒体支持，对于先前以插件的方式播放音频、视频带来的麻烦，HTML5有了解决方案，audio和video标签能够方便地实现应变；更强大的Web应用，HTML5提供了令人称奇的功能，在某些情况下，甚至可以放弃使用第三方的技术；跨文档信息通讯，Web浏览器会组织不同域间的脚本交互或影响，但是对于可信任的脚本或者就是麻烦；HTML5引入了一套安全且易于实现的应对方案；Web Sockets：HTML5提供了对Web Sockets的支持；前端存储，HTML5的Web Storage和Web SQL Database API，可以在浏览器中构建Web应用的前端持久化数据；更加精美的界面，HTML5+CSS3组合渲染出来的界面效果更加精美；更强大的表单，HTML5提供了功能更加强大的表单界面控件，使用方便；提升可访问性，内容更加清晰，使用户的操作更加简单方便，提升用户体验；先进的选择器，CSS3选择器可以方便的识别出表格的奇偶行，复选框等，代码标记更少；视觉效果，具有精美的界面，有阴影、渐变、圆角、旋转等视觉效果；CSS3是CSS技术的升级版本，CSS3语言开发是朝着模块化发展的；作为一个模块，以前的规范太庞大，而且比较复杂，所以把它分解为一些小的模块，使更多的模块被加进来；这些模块包括：盒子模型、列表模块、超链接方式、语言模块、背景和边框、文字特效、多栏布局等；HTML5围绕一个核心：构建一套更加强大的Web应用开发平台；

通过HTML5+CSS3对交互界面进行友好的开发，实现交互优良的交互界面。

具体实施方式五、下面结合图1、2、3、4、5说明本实施方式，为增强航天通信系统中的专网网络运行管理系统的功能，本发明所述的航天图形处理模块可实现绘制和更新网络拓扑图；网络拓扑图用于描绘该网络拓扑结构，网络拓扑结构是指用传输介质互连各种设备的物理布局，指构成网络的成员间特定的物理的即真实的、或者逻辑的即虚拟的排列方式；如果两个网络的连接结构相同我们就说它们的网络拓扑相同，尽管它们各自内部的物理接线、节点间距离可能会有不同；具体节点可能表示网络中的路由器和交换机等设备、但是统一网络中不一定选用同一厂家的设备，故需要更为实用的专网网络运行管理系统；

本系统能够实现绘制和更新网络拓扑图，便于管理员进行管理，减轻了管理员的工作量，提高了工作效率，实现了管理人员工作的轻量级。

具体实施方式六、下面结合图1、2、3、4、5说明本实施方式，为提高航天通信系统中的专网网络运行管理系统的界面拓扑图的清晰度、提高系统的实时性、动态性及交互性，本发明所述的航天图形处理模块基于SVG技术和JavaScript脚本技术进行开发；采用SVG技术绘制网络拓扑，SVG绘制的是矢量图，矢量图表示清晰，利用点和线等矢量化的数据描述图像，在图像中包含色彩和位置信息，图像品质不受设备分辨率影像，放大和缩小不影响图像品质，它不但占用空间小，可操作性好，还可以嵌入脚本语言以支持动画效果和交互能力，使得拓扑图形界面美观；在系统前端编写的SVG的程度代码中，分别具有表示网络设备、链路、链路正常、链路断开、及链路未知的元素；

JavaScript是一种基于对象和事件驱动并具有相对安全性的前端脚本语言，同时也是一种广泛应用于前端Web开发的脚本语言，常用来给HTML网页添加动态功能；JavaScript的优势在于：具有实时性、动态性及交互性等优点，广泛应用于HTML页面中，增加了网页和用户之间的交互，JavaScript使有规律的重复的HTML文段简化，减少页面下载时间，提高界面的友好性；JavaScript能及时响应用户的操作，对提交表单做即时的检查；

本系统提高航天通信系统中的专网网络运行管理系统的界面拓扑图的清晰度、提高了系统的实时性、动态性及交互性，实现系统的轻量级；

具体实施方式七、下面结合图1、2、3、4、5说明本实施方式，为提高航天通信系统中的专网网络运行管理系统的可移植性和轻量级，本发明所述的航天后端采用Python进行开发；Python是一种很流行的开源脚本编程语言，可以作为独立的程序和脚本在各种领域中应用；Python免费、可移植、功能强大；其具备以下特点，开发效率高，相对于C、C++和Java等编译语言，Python的开发效率提高了数倍；Python代码大小只有C++或Java的五分之一，意味着可以录入、调试和维护更少的代码；因此，基于Python开发的本系统是轻量级的网络监控系统；程序跨平台、可移植，Python的标准实现方式是将源代码的语句编译或者说是转换字节码的形式，之后再将字节码解释出来；由于字节码是一种与平台无关的格式，具有可移植性，因此Python语言具有跨平台和可移植的特性；本项目开发的监控系统就可以应用于多个操作系统，包括国产服务器操作系统，移植后不用安装和重新配置即可使用；易重用，Python是面向对象的编程语言，结构化的编程可以把程序组织成逻辑块，便于重用，这个特性符合系统后端的层次化、模块化结构设计模式；

本系统实现了航天通信系统中的专网网络运行管理系统的跨平台，增强了可移植性，提高了开发效率，实现系统的轻量级。

具体实施方式八、下面结合图1、2、3、4、5说明本实施方式，为提高航天通信系统中的专网网络运行管理系统的实用性，本发明所述的航天通信模块采用JSON-RPC远程调用服务，所述的JSON-RPC远程调用服务采用HTTP协议；基于HTTP协议实现RPC框架；优点为简单、实用、开发方便；缺点为性能不是很稳定，在海量数据时，完全顶不住，容易宕机；因为不是走的注册中心，不便于维护、监控以及统计分析；但是对于航空专网通信而言，不会又像淘宝、京东那样大的数据量，所以基于HTTP协议的RPC，实现多个系统间的解耦，还是很实用的；JSON-RPC基于HTTP协议，能够获取前台的请求信息，传递给后台相应服务处理模块进行处理，并将响应信息以JSON-RPC的格式返回给前端；例如前端通过脚本即可直接调用后端的函数获取网络拓扑信息，中间的调用过程由JSON-RPC完成；

本系统通过JSON-RPC远程调用服务实现了系统简单、实用和开发方便的优点；实现系统的轻量级。

具体实施方式九、下面结合图1、2、3、4、5说明本实施方式，为实现航天通信系统中的专网网络运行管理系统的轻量级，本发明所述的航天底层网络设备定义文件采用JSON格式；不同于常见的XML表示方法，本发明提出一种新的方法来定义网络设备，即采用JSON文件的格式，通过设置包括设备名称、IP、接口、类型等属性来描述网络设备；

JSON是一种轻量级的数据交换格式；它基于ECMAScript(欧洲计算机协会制定的js规范)的一个子集，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据；简洁和清晰的层次结构使得JSON成为理想的数据交换语言；易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，并有效地提升网络传输效率；JSON是Douglas Crockford在2001年开始推广使用的数据格式，在2005年-2006年正式成为主流的数据格式，雅虎和谷歌就在那时候开始广泛地使用JSON格式；在JavaScript语言中，一切都是对象；因此，任何支持的类型都可以通过JSON来表示，例如字符串、数字、对象、数组等；但是对象和数组是比较特殊且常用的两种类型；JSON可以将JavaScript对象中表示的一组数据转换为字符串，然后就可以在网络或者程序之间轻松地传递这个字符串，并在需要的时候将它还原为各编程语言所支持的数据格式，例如在PHP中，可以将JSON还原为数组或者一个基本对象；在用到AJAX时，如果需要用到数组传值，这时就需要用JSON将数组转化为字符串；

JSON是一种轻量级的数据交换格式，易于阅读和编写，也易于机器解析和生成；它是基于纯文本的数据格式，可以被用来传输简单的数据如String，Number，Boolean等，也可以传输数组或者复杂的Object对象；JSON对象是一系列以逗号分隔的名称/值对(name：value)，最外面用一对花括号括起来；JSON的简洁性是XML无法比拟的，在数据传输时，减少的数据量可以带来性能上的提升，这是JSON的第一个优点；当JS解析和处理JSON时，就突出了其第二个优点，将JSON装载到内存时，只需一个eval()调用，装载后就可以通过名称直接访问任何字段了；相对于DOM，JSON极大地提高了效率；网络监控系统采用JSON数据格式来定义网络设备的信息，既降低了开发的复杂度，又提高了网络的反应速度；

本系统通过JSON轻量级的数据交换格式，使得系统易于阅读和编写，结构简单明了，实现系统的轻量级。

具体实施方式十、下面结合图1、2、3、4、5说明本实施方式，为提高航天通信系统中的专网网络运行管理系统的兼容性，本发明所述的航天设备管理模块进行设备状态采集利用SNMP协议；SNMP(简单网络管理协议)，是目前TCP/航天通信专网络中应用最为广泛的网络管理协议；SNMP由于其简单和易于实现的特性，已经成为网络管理领域事实上的协议标准，且目前主要的网络设备都提供对SNMP协议的支持，因此基于SNMP协议的网络层拓扑发现技术被广泛采用；它的基本思想是所有的网络设备维护一个管理信息库(ManagementInformation Base，简称MIB)，保存其所有运行进程的相关信息，并对查询进行响应；管理信息库指明了网络元素所维持的变量，给出了网络中所有可能的被管理对象的集合的数据结构，通过对这些数据项目的存取访问，就可以得到该网关的所有统计内容；SNMP协议描述了一种从MIB库中获取信息的方法，使用SNMP的最大优点是信息自动随网络的状况更新，这样通过SNMP获取的拓扑信息总是反映网络最新的状况；

航天通信专网中的网络设备都支持SNMP协议，在获得所有网络设备的私有MIB后，监控系统就可以兼容各种网络设备；系统基于SNMP协议查询各网络设备的状态信息，包括链路连通性、光功率、温度、内存使用率等参数，从而获得航天通信专网的网络状态；SNMP通过使用请求报文和返回响应的方式在管理代理和管理员之间传送信息，SNMP协议对外提供了三种用于控制管理信息数据库对象的基本操作命令：Set(下发)、Get(获取)和Trap(陷阱)；管理站负责命令发出、数据存储及数据分析；

基于SNMP Trap的网络异常实时报警；常见网络监控系统是靠服务端周期性扫描网络结构来发现异常并告警的，因此发现网络结构异常的及时性取决于扫描采集的频率；在一个较大规模的网络内，轮询过于频繁会产生大量不必要的通信量，容易引起网络拥塞；轮询周期过长，也不能保证网络故障被及时发现，严重影响了系统的实时性，这对于实时性要求很高的航天测控显然不能满足要求；为了提高异常报警的实时性，系统采用SNMP Trap技术实现异常自动实时报警；SNMP Trap使用事件驱动机制，在被监控设备上设置trap；一旦被监控设备出现异常情况，包括设备的冷启动、热启动、接口上线和接口下线等，就立即向管理工作站发送trap消息，因此能够在最短的时间内发现异常，避免由设备异常而带来的经济损失；

通过SNMP协议提高了本系统的兼容性，使得该系统可以实现多个厂家生产的设备之间的拓扑检测。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.航天通信专网轻量级网络运行管理系统，该航天通信专网轻量级网络运行管理系统包括前端、通信模块和后端，前端为用户和系统进行交互操作的平台，后端为处理程序完成数据获取和处理，通信模块用于连接前端和后端；其特征在于：所述的前端包括显示屏、用户交互模块和图形处理模块，显示屏用于显示用户与系统进行交互的交互界面，交互界面显示交互模块和图形处理模块的处理结果，所述的后端包括底层网络设备定义文件、设备模块、设备管理模块和服务处理模块；所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统能完成监视网络拓扑、检查路由器正确性、配置文件核查、设备参数巡查和日志记录；所述的监视网络拓扑包括实时查看网络拓扑、重置拓扑和设置拓扑自动刷新间隔；

实时查看网络拓扑的方法为：

步骤一、用户在交互界面触发实时查看网络拓扑请求，进而在处理程序中触发本设备实时查看网络拓扑请求；前端通过通信模块将请求传给后端；

步骤二、后端收到请求，并反馈给前端响应；

步骤三、图形处理模块收到响应，通过调用SVG库函数绘制网络拓扑图或者更新网络拓扑图的链路状态，并以图形的方式向用户呈现网络状态；

步骤四、显示屏显示网络拓扑图给用户；

重置拓扑的方法为：

步骤一、用户通过交互界面点击重置拓扑，对拓扑进行重新设置，处理程序获得新的拓扑参数；前端通过通信模块将新的拓扑参数传给后端；

步骤二、后端的服务处理模块接收到拓扑参数，并将参数发送给设备管理模块，设备管理模块根据拓扑参数对设备模块的设备进行管理，并更新底层网络设备定义文件所定义的设备信息文件；后端将新的网络拓扑图发送给前端；

步骤三、前端的图形处理模块收到网络拓扑图，通过调用SVG库函数绘制网络拓扑图或者更新网络拓扑图的链路状态，并以图形的方式向用户呈现网络状态；

步骤四、显示屏显示网络拓扑图给用户；

网络拓扑自动刷新的方法为：

步骤一、用户通过交互界面设置自动刷新的时间间隔，处理程序获得该设置信息；

步骤二、后端按照设定的时间间隔，对网络设备进行周期性查询，并反馈给予前端响应；

步骤三、图形处理模块收到响应，通过调用SVG库函数绘制网络拓扑图或者更新网络拓扑图的链路状态，并以图形的方式向用户呈现网络状态；

步骤四、显示屏显示网络拓扑图给用户；

检查路由器正确性的方法为：

步骤一、用户通过交互界面输入操作命令，触发执行程序；

步骤二、后端按照设定的时间间隔，对网络设备进行周期性查询，并反馈给予前端响应；设备管理模块对路由器依次进行自动化检查，并将结果反馈给前端；

步骤三、显示屏显示检测结果；

配置文件核查的方法为：

步骤一、系统后端以ftp方式登录网络设备，将获取的当前配置文件写入缓存；

步骤二、前端读取设备的标准配置文件，写入缓存；

步骤三、利用设备的内容对比命令，将两个配置文件新型逐件对比，如果对比一致后端给前端反馈对比正确，如果对比不一致，后端给前端反馈内容发生变化的位置；

步骤四、显示屏显示反馈结果；

设备参数巡查的方法为：

步骤一、系统自动化完成对各网络设备要检查参数的核查；

步骤二、系统后端将检测的参数与额定值进行对比，并将检测结果反馈给前端；

步骤三、显示屏显示对比结果；

日志记录的方法为：

步骤一、系统前端通过交互界面设置日志记录，触发程序执行；

步骤二、系统后端将该系统执行的步骤及进行的操作进行记录，并反馈给前端进行打印；

步骤三、显示屏显示执行日志。

2.根据权利要求1所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统，其特征在于：所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统采用B/S结构，所述的交互界面为WEB浏览器的网页。

3.根据权利要求2所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统，其特征在于：所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统采用多线程并行与异步I/O技术。

4.根据权利要求1所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统，其特征在于：所述的用户交互模块采用HTML5+CSS3技术。

5.根据权利要求1所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统，其特征在于：所述的图形处理模块可实现绘制和更新网络拓扑图。

6.根据权利要求5所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统，其特征在于：所述的图形处理模块基于SVG技术和JavaScript脚本技术进行开发。

7.根据权利要求1所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统，其特征在于：所述的后端采用Python进行开发。

8.根据权利要求1所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统，其特征在于：所述的通信模块采用JSON-RPC远程调用服务，所述的JSON-RPC远程调用服务采用HTTP协议。

9.根据权利要求1所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统，其特征在于：所述的底层网络设备定义文件采用JSON格式。

10.根据权利要求1所述的航天通信专网轻量级网络运行管理系统，其特征在于：所述的设备管理模块进行设备状态采集利用SNMP协议。