CN112953784A - 物联网设备性能采集方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

物联网设备性能采集方法、装置、设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种物联网设备性能采集方法、装置、设备及可读存储介质，其中，该方法包括：通过服务集群中的虚拟服务器接收待采集设备基于telemetry协议发送的上报性能数据的请求，并将上报性能数据的请求分发给服务集群中的采集服务代理，上报性能数据的请求包括性能数据；通过服务集群中的采集服务代理与待采集设备建立连接并接收性能数据。该方案性能采集模式由拉转变为推，避免了设备与采集服务代理之间一问一答的交互方式，有利于降低网络延时、有利于降低设备的处理开销，有利于实现更实时更高速的性能数据的采集；服务集群的使用可以支持设备高并发的上报情况，提高了采集服务代理的横向可扩展性。

Description

物联网设备性能采集方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，特别涉及一种物联网设备性能采集方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
在传统的网管系统中，性能采集通常是通过主动轮询的方式从设备拉取数据。例如，如图1所示，这种采集方式是采集服务代理和设备之间一对一地进行一问一答的交互，使得无形中增大了网络时延和设备的处理开销。
在新的SDN(软件定义网络)中，例如5G物联网网络中，由于虚拟设备数量巨大，网络情况不稳定，如果使用传统的采集方式，将会使增大网络时延和增大设备的处理开销这个问题变得更加突出。
发明内容
本发明实施例提供了一种物联网设备性能采集方法，以解决现有技术中采集方式存在增大网络时延、增大设备处理开销的技术问题。该方法包括：
通过服务集群中的虚拟服务器接收待采集设备基于telemetry协议发送的上报性能数据的请求，并将所述上报性能数据的请求分发给服务集群中的采集服务代理，其中，所述上报性能数据的请求包括性能数据；
通过服务集群中的采集服务代理与所述待采集设备建立连接并接收性能数据。
本发明实施例还提供了一种物联网设备性能采集装置，以解决现有技术中采集方式存在增大网络时延、增大设备处理开销的技术问题。该装置包括：
访问接收模块，用于通过虚拟服务器接收待采集设备基于telemetry协议发送的上报性能数据的请求，并将所述上报性能数据的请求分发给服务集群中的采集服务代理；
多个数据接收模块，用于通过所述采集服务代理与所述待采集设备建立连接并接收性能数据，其中，虚拟服务器和多个采集服务代理组成服务集群。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的物联网设备性能采集方法，以解决现有技术中采集方式存在增大网络时延、增大设备处理开销的技术问题。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述任意的物联网设备性能采集方法的计算机程序，以解决现有技术中采集方式存在增大网络时延、增大设备处理开销的技术问题。
在本发明实施例中，提出了通过服务集群中的虚拟服务器接收待采集设备基于telemetry协议发送的上报性能数据的请求，并将所述上报性能数据的请求分发给服务集群中的采集服务代理，进而通过服务集群中的采集服务代理接收性能数据，即实现了待采集设备主动向采集服务代理上报性能参数，与现有技术中通过轮询方式来拉去性能数据相比，本申请的性能采集模式由拉转变为推，避免了设备与采集服务代理之间一问一答的交互方式，有利于降低网络延时、有利于降低设备的处理开销，有利于实现更实时更高速的性能数据的采集；同时，上报性能数据的请求是通过服务集群中的虚拟服务器接收并分发给服务集群中的采集服务代理，服务集群的使用使得可以支持设备高并发的上报情况，也有利于增加采集服务代理的数量，提高了采集服务代理的横向可扩展性，进而有利于支持更多的采集设备的采集需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是现有技术中的一种性能数据采集的框架示意图；
图2是本发明实施例提供的一种物联网设备性能采集方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的一种实现性能数据采集的框架示意图；
图4是本发明实施例提供的一种性能数据接收和数据处理的框架示意图；
图5是本发明实施例提供的一种实现任务下发的框架示意图；
图6是本发明实施例提供的一种实施上述物联网设备性能采集方法的框架示意图；
图7是本发明实施例提供的一种计算机设备的结构框图；
图8是本发明实施例提供的一种物联网设备性能采集装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明实施例中，提供了一种物联网设备性能采集方法，如图2所示，该方法包括：
步骤202：通过服务集群中的虚拟服务器接收待采集设备基于telemetry协议发送的上报性能数据的请求，并将所述上报性能数据的请求分发给服务集群中的采集服务代理；
步骤204：通过服务集群中的采集服务代理与所述待采集设备建立连接并接收性能数据。
由图2所示的流程可知，在本发明实施例中，提出了通过服务集群中的虚拟服务器接收待采集设备基于telemetry协议发送的上报性能数据的请求，并将所述上报性能数据的请求分发给服务集群中的采集服务代理，进而通过服务集群中的采集服务代理接收性能数据，即实现了待采集设备主动向采集服务代理上报性能参数，与现有技术中通过轮询方式来拉去性能数据相比，本申请的性能采集模式由拉转变为推，避免了设备与采集服务代理之间一问一答的交互方式，有利于降低网络延时、有利于降低设备的处理开销，有利于实现更实时更高速的性能数据的采集；同时，上报性能数据的请求是通过服务集群中的虚拟服务器接收并分发给服务集群中的采集服务代理，服务集群的使用使得可以支持设备高并发的上报情况，也有利于增加采集服务代理的数量，提高了采集服务代理的横向可扩展性，进而有利于支持更多的采集设备的采集需求。
具体实施时，Telemetry(遥测)是一项远程的从物理设备或虚拟设备上高速采集数据的技术。具体的，待采集设备可以基于telemetry协议以推模式(Push Mode)主动发送上报性能数据的请求，还可以推模式(Push Mode)周期性的主动发送上报性能数据的请求，该上报性能数据的请求可以包括设备的接口流量统计、CPU或内存数据等性能信息。相对传统的拉模式(Pull Mode)的一问一答式交互，本实施例以推模式(Push Mode)周期性的主动发送上报性能数据的请求，提供了更实时更高速的数据采集功能，在5G网络中，面对海量的物联网设备，通过引入telemetry技术，可以实时准确地获取设备的性能信息，提升采集效率。
具体实施时，传统的性能数据主动采集方式中，采集机是作为客户端发起采集请求，只要增加采集机的数量，就可以支持更多的采集对象，而在转变为telmetry被动采集方式后，采集机是作为服务端接收采集对象推送的数据，Telemetry上报的方式有UDP(用户数据报协议)和TCP(传输控制协议)(GRPC)两种，面向物联网上百万的设备，单台服务器是无法承受这样的连接冲击的，因此需要解决海量设备telemetry上报带来的并发问题，提高服务的高可用性和可扩展性。在本实施例中，如图3所示，上述服务集群由虚拟服务器和多个采集服务代理组成，虚拟服务器可以为LVS(Linux Virtual Server，linux虚拟服务器)，对外提供统一的浮动访问地址，设备通过访问地址发送上报性能数据的请求，虚拟服务器将访问请求分发给多个采集服务代理，通过多机集群实现横向扩展，这样通过增加采集服务代理的数量，就可以支持更多的采集对象，实现高可用性和可扩展性。
具体实施时，服务集群中可以设置两个虚拟服务器，一个主虚拟服务器和一个备用虚拟服务器。针对服务集群中的每个采集服务代理，可以采用基于事件驱动的网络编程模型，可以大大提升单个采集服务代理的并行处理能力，支持海量设备的TCP/UDP连接。
具体实施时，上述物联网设备性能采集方法转换为被动采集模式后，就是性能数据的定时上报是由设备主动发起的，很有可能出现海量设备在统一时刻同时上报的情况，形成数据潮汐。按照峰值数据量配置采集服务代理数量显然是不合算的。这就要求服务集群具备一定的缓冲能力，使得在数据峰值的时候，将接收到的数据先保存下来，在数据谷值的时候完成数据处理。例如，上述还包括：
在服务集群中的每个采集服务代理上设置消息队列，每个采集服务代理将接收的性能数据缓存在自身的消息队列中；
设置多个数据处理服务，通过消息队列发现服务(nsqlookupd)将采集服务代理的消息队列路由给数据处理服务，通过数据处理服务从采集服务代理的消息队列中读取性能数据并进行数据处理。
具体实施时，在服务集群中的每个采集服务代理上设置消息队列，性能数据的缓冲采用实时分布式消息队列NSQ实现。NSQ是一个开源的消息队列软件，特点是吞吐量高，非常适合用于大数据量削峰填谷的场景。NSQ主要包含nsqd(NSQ消息服务)和nsqlookupd(NSQ消息队列发现服务)两个核心组件，其中nsqd负责队列的读写操作，nsqlookupd则负责nsqd节点的路由。如图4、图6所示，可以把NSQ的nsqd直接部署在采集服务代理上，这样采集服务代理接收的性能数据就可以实现就近入队，减少网络时延的影响，nsqlookupd将采集服务代理上的nsqd节点路由给数据处理服务，进而实现数据处理服务从采集服务代理的消息队列中读取性能数据并进行数据处理。可见，采集数据的接收和采集数据的处理是分离部署的，采集服务代理负责将接收到的数据就近入队，而数据处理服务则通过nsqlookupd从nsqd拉取采集到的数据进行处理，实现数据接收和数据处理的解耦，有利于避免出现峰值过载。
具体实施时，在存在多个网管系统的情况下，很有可能出现多个网管系统对设备的重复采集，造成不必要的设备压力。由于设备通过telemetry上报的信息是一致的，完全可以通过采集服务代理将性能数据共享给多个网管系统，避免多个网管系统对设备的重复采集，减轻设备的采集压力。例如，可以通过利用nsq本身的订阅的功能，实现原始采集信息的直接共享；也可以采集数据处理服务进行处理和汇聚之后的数据，通过NSQ进行分享。
具体实施时，上述物联网设备性能采集方法转换为被动采集模式后，就是网管对不同的指标可能有不同的采集周期需求，有时还会临时下发一些采集任务。在传统的主动采集模式下，可以由采集机控制采集的频度；而在被动采集方式下，数据推送的周期是由设备侧决定的，如果采用全网静态配置推送周期的方案，无疑会大大限制采集任务的灵活性，因此，在本实施例中，上述方法还包括：
将不同采样间隔的性能数据采集任务下发给待采集设备，触发待采集设备根据采样间隔周期性地发送所述上报性能数据的请求，其中，不同的采样间隔对应不同的性能数据采集任务，即实现了不同的性能数据采集任务可以配置不同的采样频率，提高了性能数据采集任务的配置灵活性。
具体的，如图5、图6所示，采集任务管理模块将原来下发到采集机的采集任务，通过控制器下发到设备上，针对每个性能数据采集任务，只有在采集间隔需要调整时，才需要重新下发该性能数据采集任务给设备，使得实现设备主动上报性能参数的同时，还可以灵活设置设备上报的周期，因此，实现了半主动采集模式，这样就兼顾了被动式采集的效率和主动式采集的灵活性。
具体实施时，虽然设备可以支持下发不同的采集间隔的telemetry任务，但是如果不加限制，会对设备造成较大的采集压力。所以，对设备下发的每个性能数据采集任务对应的采样间隔为所有所需采样间隔中最小的采样间隔。例如，所需采样间隔有1分钟、5分钟、10分钟、15分钟、30分钟等指标，则对设备下发的性能数据采集任务的采样间隔为最小的1分钟，其他5分钟、10分钟、15分钟、30分钟等指标的数据可以基于采集的原始结果通过预处理汇聚得到，例如，可以通过数据处理服务负责不同时间粒度的数据汇聚处理。同时在预处理环节，还可以对一场数据进行筛选和清洗。不同粒度的汇聚数据可以采用不同的保留周期。
在本实施例中，提供了一种计算机设备，如图7所示，包括存储器702、处理器704及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意的物联网设备性能采集方法。
具体的，该计算机设备可以是计算机终端、服务器或者类似的运算装置。
在本实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述任意的物联网设备性能采集方法的计算机程序。
具体的，计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机可读存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读存储介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种物联网设备性能采集装置，如下面的实施例所述。由于物联网设备性能采集装置解决问题的原理与物联网设备性能采集方法相似，因此物联网设备性能采集装置的实施可以参见物联网设备性能采集方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图8是本发明实施例的物联网设备性能采集装置的一种结构框图，如图8所示，该装置包括：
访问接收模块802，用于通过虚拟服务器接收待采集设备基于telemetry协议发送的上报性能数据的请求，并将所述上报性能数据的请求分发给服务集群中的采集服务代理；
多个数据接收模块804，用于通过所述采集服务代理与所述待采集设备建立连接并接收性能数据，其中，虚拟服务器和多个采集服务代理组成服务集群。
在一个实施例中，还包括：
缓存模块，设置在每个采集服务代理上，用于通过消息队列缓存每个采集服务代理接收的性能数据；
多个数据处理模块，用于根据nsqlookupd路由的采集服务代理的消息队列，通过数据处理服务从采集服务代理的消息队列中读取性能数据并进行数据处理。
在一个实施例中，所述缓存模块，还用于通过采集服务代理的消息队列进行性能数据的共享。
在一个实施例中，还包括：
任务下发模块，用于将不同采样间隔的性能数据采集任务下发给待采集设备，触发待采集设备根据采样间隔周期性地发送所述上报性能数据的请求，其中，不同的采样间隔对应不同的性能数据采集任务。
在一个实施例中，每个性能数据采集任务对应的采样间隔为所有所需采样间隔中最小的采样间隔。
本发明实施例实现了如下技术效果：提出了通过服务集群中的虚拟服务器接收待采集设备基于telemetry协议发送的上报性能数据的请求，并将所述上报性能数据的请求分发给服务集群中的采集服务代理，进而通过服务集群中的采集服务代理接收性能数据，即实现了待采集设备主动向采集服务代理上报性能参数，与现有技术中通过轮询方式来拉去性能数据相比，本申请的性能采集模式由拉转变为推，避免了设备与采集服务代理之间一问一答的交互方式，有利于降低网络延时、有利于降低设备的处理开销，有利于实现更实时更高速的性能数据的采集；同时，上报性能数据的请求是通过服务集群中的虚拟服务器接收并分发给服务集群中的采集服务代理，服务集群的使用使得可以支持设备高并发的上报情况，也有利于增加采集服务代理的数量，提高了采集服务代理的横向可扩展性，进而有利于支持更多的采集设备的采集需求。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物联网设备性能采集方法，其特征在于，包括：
通过服务集群中的虚拟服务器接收待采集设备基于telemetry协议发送的上报性能数据的请求，并将所述上报性能数据的请求分发给服务集群中的采集服务代理，其中，所述上报性能数据的请求包括性能数据；
通过服务集群中的采集服务代理与所述待采集设备建立连接并接收性能数据。
2.如权利要求1所述的物联网设备性能采集方法，其特征在于，还包括：
在服务集群中的每个采集服务代理上设置消息队列，每个采集服务代理将接收的性能数据缓存在自身的消息队列中；
设置多个数据处理服务，通过消息队列发现服务将采集服务代理的消息队列路由给数据处理服务，通过数据处理服务从采集服务代理的消息队列中读取性能数据并进行数据处理。
3.如权利要求2所述的物联网设备性能采集方法，其特征在于，还包括：
通过采集服务代理的消息队列进行性能数据的共享。
4.如权利要求1至3中任一项所述的物联网设备性能采集方法，其特征在于，还包括：
将不同采样间隔的性能数据采集任务下发给待采集设备，触发待采集设备根据采样间隔周期性地发送所述上报性能数据的请求，其中，不同的采样间隔对应不同的性能数据采集任务。
5.如权利要求4所述的物联网设备性能采集方法，其特征在于，每个性能数据采集任务对应的采样间隔为所有所需采样间隔中最小的采样间隔。
6.一种物联网设备性能采集装置，其特征在于，包括：
访问接收模块，用于通过虚拟服务器接收待采集设备基于telemetry协议发送的上报性能数据的请求，并将所述上报性能数据的请求分发给服务集群中的采集服务代理；
多个数据接收模块，用于通过所述采集服务代理与所述待采集设备建立连接并接收性能数据，其中，虚拟服务器和多个采集服务代理组成服务集群。
7.如权利要求6所述的物联网设备性能采集装置，其特征在于，还包括：
缓存模块，设置在每个采集服务代理上，用于通过消息队列缓存每个采集服务代理接收的性能数据；
多个数据处理模块，用于根据消息队列发现服务路由的采集服务代理的消息队列，通过数据处理服务从采集服务代理的消息队列中读取性能数据并进行数据处理。
8.如权利要求7所述的物联网设备性能采集装置，其特征在于，所述缓存模块，还用于通过采集服务代理的消息队列进行性能数据的共享。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的物联网设备性能采集方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至5中任一项所述的物联网设备性能采集方法的计算机程序。
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