CN115914017A - 性能数据监控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种性能数据监控系统和方法，属于信息技术领域。本系统应用于工业控制网络，包括：日志服务器，设置于工业控制网络中，日志服务器用于提供日志服务，并接收主机和交换机发送的第一性能数据；第一插件，安装在日志服务中，第一插件用于读取第一性能数据；时序数据库，隔离于工业控制网络，与第一插件连接，时序数据库用于存储第一插件读取的第一性能数据；安全管理平台，用于根据时序数据库存储的第一性能数据，对多个主机和多个交换机进行性能监控。通过上述方案能针对工业控制现场对设备运行状态进行实时监控，存储运行数据，形成历史和实时的监控看板，向监控运维人员提供第一手资料，快速准确的分析和监控设备的正常运行。

Description

性能数据监控系统和方法

技术领域

本发明属于信息技术领域，特别涉及一种性能数据监控系统和方法。

背景技术

在工业控制网络中部署有多个交换机和多个主机等设备，为了保障各设备的良好运行，需要实时了解设备的状况，因此需要对交换机和主机的数据进行监控。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种性能数据监控系统，应用于工业控制网络，在所述工业控制网络中，设置有多个主机和多个交换机，所述性能数据监控系统包括：日志服务器，设置于所述工业控制网络中，所述日志服务器用于提供日志服务，并接收所述主机和所述交换机发送的第一性能数据；第一插件，安装在所述日志服务中，所述第一插件用于读取所述第一性能数据；时序数据库，隔离于所述工业控制网络，与所述第一插件连接，所述时序数据库用于存储所述第一插件读取的第一性能数据；安全管理平台，与所述时序数据库连接，用于根据所述时序数据库存储的所述第一性能数据，对所述多个主机和所述多个交换机进行性能监控。

可选地，在如上所述的性能数据监控系统中，所述日志服务器接收所述多个主机和所述多个交换机发送的第一性能数据包括：所述日志服务器通过syslog协议接收所述主机周期性发送的第一性能数据；所述日志服务器通过snmp协议接收所述交换机周期性发送的第一性能数据。

可选地，在如上所述的性能数据监控系统中，所述第一插件用于读取所述第一性能数据包括：所述第一插件基于白名单过滤读取所述第一性能数据。

可选地，在如上所述的性能数据监控系统中，所述性能数据监控系统还包括：第二插件，所述第二插件用于替代所述第一插件，并读取第二性能数据，所述第二性能数据包括所述第一性能数据。

第二方面提供了一种性能数据监控方法，应用于工业控制网络，在所述工业控制网络中，设置有多个主机和多个交换机，所述性能数据监控方法包括：日志服务器提供日志服务，并接收所述主机和所述交换机发送的第一性能数据，所述日志服务器设置于所述工业控制网络中；第一插件读取所述第一性能数据，并将读取的所述第一性能数据发送至所述时序数据库进行存储，所述第一插件安装在所述日志服务中；安全管理平台根据所述时序数据库存储的所述第一性能数据，对所述多个主机和所述多个交换机进行性能监控。

可选地，在如上所述的性能数据监控方法中，所述日志服务器接收所述多个主机和所述多个交换机发送的第一性能数据包括：所述日志服务器通过syslog协议接收所述主机周期性发送的第一性能数据；所述日志服务器通过snmp协议接收所述交换机周期性发送的第一性能数据。

可选地，在如上所述的性能数据监控方法中，所述第一插件用于读取所述第一性能数据包括：所述第一插件基于白名单过滤读取所述第一性能数据。

可选地，在如上所述的性能数据监控方法中，当第二性能数据包括所述第一性能数据时，设置第二插件，所述第二插件用于替代所述第一插件，并读取第二性能数据。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过日志服务器设置于工业控制网络中，用于提供日志服务，并接收主机和交换机发送的第一性能数据；第一插件安装在日志服务中，用于读取所述第一性能数据；时序数据库隔离于工业控制网络，用于存储所述第一插件读取的第一性能数据；安全管理平台用于根据时序数据库存储的第一性能数据，对多个主机和多个交换机进行性能监控，从而使得能够针对工业控制现场对设备运行状态进行实时监控，存储运行数据，对工控设备的运行状态形成历史和实时的监控看板，向监控运维人员提供第一手资料，快速准确的分析和监控设备的正常运行。还实现了与主业务的解耦，使得主业务和性能监控业务相互之间是弱关联关系。即在实现性能监控时不影响日志接受、分析、配置下发等业务功能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种性能监控方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种性能监控方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在工业控制网络中，部署有多个上位机(或称主机)2和多个交换机1，还有多个控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，控制器与现场工段的设备进行信息交互，例如控制设备的开闭等。上位机用于向控制器发送指令，使控制器控制现场工段的设备执行相应的动作。交换机与多个控制器连接，还与上位机、日志服务器等连接，从而将主机、日志服务器等连接于工业控制网络中。在主机和交换机运行时，会产生大量的数据，有日志数据，还有第一性能数据等。为了更好地及时了解主机和交换机的运行状态，参见图1-2，本发明实施例提供了性能数据监控系统，其应用于工业控制网络中。该系统包括：日志服务器、第一插件、时序数据库和安全管理平台。

具体地，日志服务器设置于工业控制网络中，用于提供日志服务，即接收来自于主机和交换机的日志数据，并接收来自于多个主机和多个交换机的第一性能数据。第一性能数据可以包括：CPU使用率、内存使用率、内存剩余量、磁盘剩余量、磁盘用量百分比、网口流量、IP地址信息、MAC地址信息中的一种或多种，在其他的实施例中，第一性能数据还可以包括其他种数据，本实施例对此不进行限定。

主机可以是基于linux系统的主机，还可以是基于windows系统的主机。主机基于syslog协议发送第一性能数据。在采集时，通过使用终端探针agent周期性的发生日志信息和第一性能数据。实际应用中，对于基于windows系统的主机，agent在windows中通过可执行文件(exe)运行程序，并配置日志服务器地址和端口，间隔预设时间(例如每分钟)采集发送一次第一性能数据。对于基于linux系统的主机，agent是一个shell脚本，配置日志服务器地址和端口，使用crontab指令创建定时任务，间隔预设时间(例如每分钟)采集发送一次。交换机基于snmp协议发送的第一性能数据。由于syslog协议和snmp协议为国际通用的协议，使得本系统在使用时具有通配性和专业性。为了降低对主业务(例如工控业务、日志采集分析业务)的影响，第一性能数据采用周期性采集方式，如此使得数据流发送量小，采用UDP协议，具有性能开销少，带宽占用低的优点。在接收性能数据时，利用队列缓存数据，然后将数据解析成对象，将解析后的数据加入缓存队列。

可以将第一性能数据归为日志数据，此时，第一性能数据存在于日志服务(或称数据接收池)中，第一插件安装在日志服务中，用于读取日志服务器中的第一性能数据。当不安装第一插件时，日志数据可以正常接收、存储。第一插件安装时，放入预设的文件目录中，重启服务后即可使用。第一插件安装后，会将日志服务器相应端口接收到的日志数据根据关键字进行筛选处理。当识别为包含性能的关键字内容时，将该日志解析结果传递给时序库入库函数，在该函数中，及时将分析结果写入时序数据库。该时序库入库函数是独立线程，其他日志的接受和存储照样进行，互不影响。第一插件和时序数据库的连接方式可以是通过JDBC(Java Database Connectivity，Java数据库连接)方式连接。第一插件的卸载和安装不影响主业务的正常使用。在传统设计中，通常是第一性能数据提取和主业务代码放在同一个软件包中，使得主业务的处理过程会比较慢，并且当功能一旦运行出现异常，会同时导致日志接收和处理异常。

在插件中设置性能数据模型，通过性能数据模型对性能数据进行过滤，该模型包括主模型、主机子模型和交换机子模型。在主模型中设置有待采集的主机和交换机共有的性能数据，例如：CPU百分比、内存百分比、内存剩余量、磁盘剩余量、磁盘用量百分比，还设置有交换机端口、主机身份标识、交换机身份标识。在主机子模型中设置有IP地址、网卡进、网卡出、网卡地址、网卡名称、网卡是否活跃标识(如1表示活跃，0表示否)。在交换机子模型中设置有端口名、端口进流量、端口出流量、端口是否启用标识(如1表示启用，0表示禁用)。根据各模型对性能数据进行过滤，分别生成交换机类型数据对象集和主机类型数据对象集。由于交换机通常是一个IP地址多个端口，主机通常是一个主机多个网卡，所以对数据进行拆分按照类型进行存储，利于区分，便于后续的统计分析。

时序数据库隔离于工业控制网络，与第一插件连接，用于存储第一插件读取的第一性能数据。时序数据库全称为时间序列数据库，其主要用于处理带时间标签的数据，即按照时间的顺序变化(时间序列化)的数据，因此，带时间标签的数据也称为时间序列数据。在工业控制网络中，各设备会产生大量的数据，这些数据的特点是：产生频率快、严重依赖于采集时间、测点多信息量大，因此选用时序数据库存储第一性能数据。应用时，在日志服务中通过安装第一插件的方式，将时序数据库进行连接，第一插件中读取第一性能数据，并将其存入时序数据，从而使得虽然依赖于开源组件(时序数据库)，但和工控业务完全独立，业务入侵为零。工控业务对数据流进行实时处理，而性能监控使用定时任务，代码单独执行，互不影响。

安全管理平台与时序数据库连接，用于根据时序数据库存储的第一性能数据，对多个主机和多个交换机进行性能监控。可以通过对第一性能数据进行分析统计处理，形成监控界面，界面上实时展示设备状态、网卡状态和流量信息等。设备状态信息可以包括：CPU使用率、内存使用率、磁盘使用率。网卡状态信息可以包括：接口名称、MAC地址、速度(1000)、状态(已连接)。流量信息包括：在时间节点处，发送字节和接收字节的大小。

通过日志服务器设置于工业控制网络中，用于提供日志服务，并接收主机和交换机发送的第一性能数据；第一插件安装在日志服务中，用于读取所述第一性能数据；时序数据库隔离于工业控制网络，用于存储所述第一插件读取的第一性能数据；安全管理平台用于根据时序数据库存储的第一性能数据，对多个主机和多个交换机进行性能监控，从而使得能够针对工业控制现场对设备运行状态进行实时监控，存储运行数据，对工控设备的运行状态形成历史和实时的监控看板，向监控运维人员提供第一手资料，快速准确的分析和监控设备的正常运行。还实现了与主业务的解耦，使得主业务和性能监控业务相互之间是弱关联关系。即在实现性能监控时不影响日志接受、分析、配置下发等业务功能。

在第一插件读取第一性能数据时，为了有效保障入库数据准确率，进行白名单过滤和日志准确性校验。也就是说，将收集的第一性能数据按预设字段(例如性能)进行提取，并按资产白名单进行过滤接收到的数据，只保留在白名单中的有效数据，按顺序写入到时序数据库。通过白名单校验避免了来自非白名单中的终端数据可能被处理，进而存入数据库，出现脏数据这种现象的发生。

基于本系统的监控情况，为了更好地充分监控运行状态，例如：开发初版的时候，只监控了上位机的CPU使用率、内存使用率、硬盘(磁盘)剩余空间。在后续监控过程中，发现交换机的网口流量监控，上位机的硬盘总量、硬盘用量百分比等指标也需要监控，为此，本系统还包括：第二插件。在第二插件中配置有读取第二性能数据的预设字段，该字段不同于第一性能数据的预设字段。将第一插件卸载，然后安装第二插件，重新启动，即可正常运行，从而使得每次更新升级避免了对主业务代码侵入的处理，提高了可靠性。

参见图1-2，本发明一实施例提供了一种性能数据监控方法，该方法可以被上述实施例的性能数据监控系统执行，该性能数据监控方法包括：

日志服务器提供日志服务，并接收主机和交换机发送的第一性能数据，日志服务器设置于工业控制网络中；第一插件读取第一性能数据，并将读取的第一性能数据发送至时序数据库进行存储，第一插件安装在日志服务中；安全管理平台根据时序数据库存储的第一性能数据，对多个主机和多个交换机进行性能监控。

可选地，日志服务器接收多个主机和多个交换机发送的第一性能数据包括：日志服务器通过syslog协议接收主机周期性发送的第一性能数据；日志服务器通过snmp协议接收交换机周期性发送的第一性能数据。

可选地，第一插件用于读取第一性能数据包括：第一插件基于白名单过滤读取第一性能数据。

可选地，当第二性能数据包括第一性能数据时，设置第二插件，第二插件用于替代第一插件，并读取第二性能数据。

需要说明的是：上述实施例提供的性能数据监控方法在对性能数据进行监控时，仅以上述各步骤的划分进行举例说明。另外，上述实施例提供的性能数据监控方法与性能数据监控系统实施例属于同一构思，其具体实现过程详见系统实施例，此处不再一一赘述。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (8)

1.一种性能数据监控系统，应用于工业控制网络，在所述工业控制网络中，设置有多个主机和多个交换机，其特征在于，所述性能数据监控系统包括：

日志服务器，设置于所述工业控制网络中，所述日志服务器用于提供日志服务，并接收所述主机和所述交换机发送的第一性能数据；

第一插件，安装在所述日志服务中，所述第一插件用于读取所述第一性能数据；

时序数据库，隔离于所述工业控制网络，与所述第一插件连接，所述时序数据库用于存储所述第一插件读取的第一性能数据；

安全管理平台，与所述时序数据库连接，用于根据所述时序数据库存储的所述第一性能数据，对所述多个主机和所述多个交换机进行性能监控。

2.根据权利要求1所述的性能数据监控系统，其特征在于，所述日志服务器接收所述多个主机和所述多个交换机发送的第一性能数据包括：

所述日志服务器通过syslog协议接收所述主机周期性发送的第一性能数据；

所述日志服务器通过snmp协议接收所述交换机周期性发送的第一性能数据。

3.根据权利要求1所述的性能数据监控系统，其特征在于，所述第一插件用于读取所述第一性能数据包括：

所述第一插件基于白名单过滤读取所述第一性能数据。

4.根据权利要求1所述的性能数据监控系统，其特征在于，所述性能数据监控系统还包括：第二插件，所述第二插件用于替代所述第一插件，并读取第二性能数据，所述第二性能数据包括所述第一性能数据。

5.一种性能数据监控方法，应用于工业控制网络，在所述工业控制网络中，设置有多个主机和多个交换机，其特征在于，所述性能数据监控方法包括：

日志服务器提供日志服务，并接收所述主机和所述交换机发送的第一性能数据，所述日志服务器设置于所述工业控制网络中；

第一插件读取所述第一性能数据，并将读取的所述第一性能数据发送至所述时序数据库进行存储，所述第一插件安装在所述日志服务中；

安全管理平台根据所述时序数据库存储的所述第一性能数据，对所述多个主机和所述多个交换机进行性能监控。

6.根据权利要求5所述的性能数据监控方法，其特征在于，所述日志服务器接收所述多个主机和所述多个交换机发送的第一性能数据包括：

所述日志服务器通过syslog协议接收所述主机周期性发送的第一性能数据；

所述日志服务器通过snmp协议接收所述交换机周期性发送的第一性能数据。

7.根据权利要求5所述的性能数据监控方法，其特征在于，所述第一插件用于读取所述第一性能数据包括：

所述第一插件基于白名单过滤读取所述第一性能数据。

8.根据权利要求5所述的性能数据监控方法，其特征在于，当第二性能数据包括所述第一性能数据时，设置第二插件，所述第二插件用于替代所述第一插件，并读取第二性能数据。

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