CN1655525A - 网络监视系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种网络监视系统及方法,其中网络监视系统包括网络管理中心,用于监控网络中设备的运行状况;设备,受网络管理中心监控,依监视周期产生监视数据并将监视数据反馈给网络管理中心;监视前台,用于显示监视数据;保存区,用于保存经网络管理中心从设备获得的监视数据,并将当前监视时间宽度内产生的所有监视数据发送给监视前台,通过监视前台将监视数据输出。相应地,本发明网络监视方法包括以下步骤:被监控的设备依监视周期产生监视数据;将监视数据反馈给网络管理中心;网络管理中心将监视数据发送给保存区;保存区保存监视数据;将当前监视时间宽度内产生的所有监视数据发送给监视前台;监视前台显示监视数据;反复执行上述步骤,以刷新界面。
Description
技术领域
本发明涉及计算机或通信领域的网络管理技术,尤指一种网络监视系统及方法。
背景技术
一般而言,网络管理可以描述为:是控制一个复杂的(计算机)网络使得它能高效而稳定运行的过程。网络管理系统一般包括三个部分:网络管理中心10,被管理的设备11(该设备11可以是远程设备),连接网络管理中心10和设备11的(计算机)网络12,如图1所示。
连接网络管理中心10和设备11的(计算机)网络12,可能包含了不同类型的子网,每个子网的服务质量可能各不相同。
国际标准化组织定义了五个标准的网络管理功能域,包括:失效(故障)管理,配置管理,安全管理,性能管理,计费管理等。其中性能管理作用之一是测量网络中软硬件设备的性能,利用这些性能信息,管理者可以保证网络具有足够的容量满足用户的需要,并了解网络的运行(经营)情况,为运营者(商)提供日常管理资料和决策参考。
在对网络上运行设备的性能进行测量时,一个常用的手段就是对网络上运行的设备进行实时的运行情况监视。监视功能主要给用户提供一个方便、简捷和形象的可视化沟通界面,用户通过该监视功能可以动态监视设备某些指标的变化趋势,实时的了解网络设备的运行情况。
传统的监视,是按监视周期(监视周期的大小由实时性要求而定,实时性的具体要求随不同的应用而定)获取设备上报的监视数据然后给用户一个直观的图形界面显示。该监视数据反映设备的运行状态数据(当前时间点得到的数据是一个周期前设备的运行状态数据),比如:设定监视某设备的CPU使用情况,周期是10秒,当前时间是00:00:00,则在00:00:10后输出设备在00:00:00时间点的性能数据,在00:00:20输出设备在00:00:10时间点上的性能数据。
典型方式中提供给用户的信息是二维的,包括时间信息和监视对象在时间坐标上的幅度数据,这种典型的监视图如图2所示(图示的为柱形统计图显示方式,另一种常用的是折线统计图显示方式,为了方便描述监视数据丢失情况,本文中的监视图都采用柱型图描述)。
对于不同的提供商,会有不同的设置界面,但设置的项目至少应包括:要监视的设备信息(比如设备IP等),要监视的性能指标(比如CPU占用率),监视周期等。得到图2的监视结果的条件设置如图3所示,主要条件包括:监视的设备,IP地址为10.76.163.4的AIP(Advanced Intelligent Peripheral,增强智能外设)设备,监视的性能指标为CPU占用率,监视周期为1分钟。
图2的监视结果表示:每分钟打印一次AIP设备前一分钟的CPU占用情况提供给用户,即每分钟划一条柱型线段。从图2可以看到有段时间的数据没有显示,也就是在性能监视数据刷新时间到达时(可能是网络延时、网络短暂故障等原因),还没有收到设备上报的前一周期的性能监视数据,即使后来再收到设备上报的监视数据,界面也无法再显示,用户就看不到这个监视数据。
请参照图4、5所示,进行性能监视一般包含如下操作:
第1步(准备):确定需要监视的内容信息,这些信息至少应包括:要监视的设备的标识信息、要监视的设备的对象与指标和监视数据的监视周期;
第2步:在网络管理中心监视前台上设置第1步中确定的监视信息(对于某些监视类型,这些信息可能需要通过管理指令通知被监视的设备,并作相应的准备动作);
第3步:网络管理中心监视前台周期性的检查是否接收到前一监视周期设备上报的性能数据,如有收到则显示到前台用户界面,如没有则不输出或做默认输出(比如输出空);
第4步:延时一个周期,重复执行第3步的操作。
图5显示这个过程(在每个时间坐标上输出前一个监视周期的数据,在5T时间坐标上只能输出设备在4T点上报的数据,设备在3T点上上报的监视数据被丢失):
由于网络管理中心监视前台周期性的查询,并试图显示接收到的前一监视周期设备上报的监视数据,所以设备监视数据传输到网络管理中心的最大允许延迟时间是一个监视周期,超过这个时间,网络管理中心就不再检测它是否被收到,后续也不会再输出那个时间点的性能状态数据(如图中4T点上的监视数据),这样在实际的网络环境中就会有一些监视数据丢失。
综上所述,现有技术的缺点:
从图5可以看到,要想网络管理中心的监视前台能实时完整的显示设备上报的监视数据,则必须保证:网络管理中心必须要在一个监视周期的时间内得到上一个监视周期时间点的设备监视数据。
但在实际运行中可能会有以下情况发生:
(1)被监视的设备没有准时的报出监视数据,原因可能是设备负荷过高,设备(短暂)故障后恢复等;
(2)连接网络管理中心和设备的网络服务质量严重下降,甚至中断一段时间;
(3)其他原因导致的延迟。
这些因素可能会导致网络管理中心收到的监视数据超过了时延允许范围,使得监视前台不能输出全部的设备监视数据给用户,但这里面的大部分丢失的监视数据很可能是能够满足用户的实时性要求的,本应该提供给用户的。
发明内容
本发明解决的问题是由于传输延迟等原因导致部分监视数据不能提供给用户的问题。
为解决上述问题,本发明网络监视系统,包括:
网络管理中心,用于监控网络中设备的运行状况;
设备,通过网络与所述的网络管理中心相连,并接受网络管理中心监控,依监视周期产生监视数据并将监视数据反馈给网络管理中心;
监视前台,用于通过显示界面显示监视数据;
保存区,用于保存经网络管理中心从设备获得的监视数据,并将当前监视时间宽度内产生的所有监视数据发送给监视前台,通过监视前台将监视数据输出。
相应地,本发明网络监视方法包括以下步骤:
(1)被监控的设备依预设的监视周期产生监视数据;
(2)将产生的监视数据反馈给网络管理中心;
(3)网络管理中心将监视数据发送给保存区;
(4)保存区保存监视数据;
(5)将当前监视时间宽度内产生的所有监视数据发送给监视前台;
(6)监视前台通过显示界面显示监视数据;
(7)反复执行步骤(5)、(6),以刷新显示界面。
当前监视时间宽度指从当前时间减去监视时间宽度获得的时间点起始到当前时间结束的时间区间,其中监视时间宽度指监视界面能观察到监视数据的时间宽度。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
现有的网络监视系统及方法只是在当前时间获取并显示前一个监视周期的监视数据,对滞后到达的历史监视数据则无法回溯显示;而在网络环境中,监视数据的延迟和网络故障是不可预测的,本发明网络监视系统及方法可以使用户在可接受的实时要求范围内对历史数据进行回溯显示,让用户尽可能得到一个完整的监视数据。
附图说明
图1是现有技术中网络管理系统示意图。
图2是现有技术中网络监视的统计图。
图3是现有技术中网络监视的设置界面示意图。
图4是现有技术中网络监视方法的流程图。
图5是现有技术中网络监视的原理图。
图6是本发明网络监视系统及方法的原理图。
图7是本发明网络监视系统及方法中监视数据采用协议报文的例图。
图8是本发明网络监视系统及方法中保存区结构图。
图9是图8的例图。
图10是网络监视的统计图。
图11是图8的另一例图。
图12a-12f是图11的统计图。
图13是本发明网络监视方法的流程图。
具体实施方式
请参照图6所示,为本发明网络监视系统及方法的原理图。
本发明网络监视系统,包括:
网络管理中心,监控网络中设备的运行状况;
设备,由网络管理中心监控,依监视周期产生监视数据并将监视数据反馈给网络管理中心;
监视前台,通过界面显示监视数据;
保存区,保存经网络管理中心从设备获得的监视数据,并将当前监视时间宽度内产生的所有监视数据发送给监视前台。
本实施例中监视前台对应各个时间坐标以统计图形式依监视数据的产生时间顺序显示监视数据。
从图5和图6比较来看,现有技术中监视前台显示前一监视周期的监视数据:2T时显示在1T产生的监视数据,3T时显示在2T产生的监视数据以此类推。如果某个监视周期没有产生监视数据则对应该监视周期的时间坐标显示为空,例如图5中在3T未产生监视数据,则监视前台在4T则为空输出,无数据显示。
而图6中因为设有保存区,设备产生的监视数据按照产生的时间存放,对应相应的时间坐标显示(依监视数据产生的时间顺序显示:监视前台的统计图的时间坐标T显示在T时产生的监视数据,以此类推),无论出现怎样的网络延迟,都不会造成监视数据丢失。例如图6中在2T和3T时产生的监视数据虽然经过延时,但是因为保存在保存区的监视数据携带数据产生时间信息,所以监视前台可根据监视数据的数据产生时间,对应相应时间坐标显示,即在2T和3T产生的监视数据还是会在统计图上时间坐标为2T和3T上显示,只不过会延迟些时间,这样实现监视数据回溯具体细节下面进行描述。
为达成监视数据回溯(本实施例中,监视数据为性能监视数据),则网络管理中心收到的设备上报的监视数据至少包括以下参数:
监视对象,用于指示监视的设备上物理或逻辑的实体及其组合,比如,监视对象是CPU;
监视指标,用于表示监视对象运行状况的指标,比如,CPU的占用率;
指标值,用于表示监视指标的具体数值;
数据产生时间,监视数据在设备上产生的时间点;
监视周期,与上一个监视数据采集的间隔时间。
设备和网络管理中心的通信协议承载上述数据,实际上就是将监视数据和时间信息结合起来,即监视数据中,监视数据的指标值与相应的数据产生时间建立一一对应的序列对。
所述监视数据从设备到网络管理中心的传输所采用的一种协议格式(用于华为公司网络管理的窄带命令行规范(协议))如下:
报告头,承载监视对象、数据产生时间和监视周期;;
报告体,承载监视指标及指标值;
报告尾,承载结束信息。
其中,对于CPU占用率,典型的协议报文如图7所示
图7中的协议报文表示内容是:
该监视数据产生的时间为2003-07-22 12:00:34,监视周期为5秒;
该监视数据报告所包含的监视对象:CPU;
该监视数据报告所包含的监视指标为:SEIZR--表示占用率指标;
该数据报告所包含的指标值为:15%。
此外,监视数据还包括设备标识,用于指示监视对象所在的设备,本实施例中该设备标识为设备的IP地址。
由于需要对延时到达的监视数据进行回溯,本实施例中保存区设置在网络管理中心本地,采用数据库来作为监视数据的保存载体(当然也可以使用内存或本地文件等其他的方式)。由于数据库管理系统本身有一定的数据管理功能,可以简化保存区的管理,保存区可以保留收到的一段时间的监视数据,时间段的长短可以根据的需要进行设置。
使用数据库时,数据库中保存监视数据的信息至少应包含以下参数:
监视的设备标识(本实施例中设备为AIP)、监视对象(本实施例监视对象为CPU)、监视指标、监视数据的数据产生时间及监视周期。
请参照图8所示,可以创建图8所示的数据库表来记录AIP设备的CPU监视数据。
表和表字段说明:
表名:tbl_perf_aip_cpu表示这个表用来存储AIP设备的CPU性能信息。表名的命名规则是:tbl_perf_设备名_监视对象名。tbl_perf_aip_cpu表示这个表中存放的是AIP设备的CPU性能信息。表名按照一定的规则取,能够让监视前台找到正确的数据表(使用其他的规则能达到这个效果也可以)。
devip字段表示设备标识,这里使用IP地址信息(使用的是IP地址映射后的整数,映射的方法是将点分的IP地址数据直接按每两位十六进制数顺序排列得到一个整数,比如IP地址:10.1.1.2可以写为十六进制(去掉点):0A010102,再转换为十进制数:167,837,954,当然使用其他方法也可以。这个devip字段用来唯一标识监视的设备,当同时监视两个相同设备的相同监视对象的性能信息时,监视前台通过此字段的数据得到正确的目标设备的监视数据。
seizr字段表示监视数据为CPU的占用率信息(即监视指标及指标值)。
time字段表示监视数据在设备上产生的时间点(即数据产生时间),这个时间点用于做数据回溯用。
period字段表示采集监视数据的监视周期。
请参照图9所示,网络管理中心将收到的监视数据放入保存区即数据库中保存,例如假定目前监视设备为AIP,IP地址为:10.1.1.2,监视对象及指标为CPU占用率,这样数据库表名:tbl_perf_aip_cpu,表格中保存的监视数据如图9所示。
为了将保存区内的监视数据再现到监视前台,以统计图的形式显示监视数据,监视前台要不断以查询条件查询保存区,找到合适的监视数据。本实施例中,监视前台到保存区(数据库表)中取所有在当前监视输出时间段范围(称为监视时间宽度,即指监视界面能观察到监视数据的时间宽度)内的监视数据,按照数据产生时间重新在监视前台显示。
查询条件根据能够满足监视数据回溯到监视时间宽度内,即在每次监视前台刷新时,可以显示整个当前监视时间宽度内的监视数据。
请参照图10所示,查询条件就是根据监视前台的当前时间和监视时间宽度,获取保存区中所有落在当前监视时间宽度内,即[当前时间-监视时间宽度,当前时间]的监视数据。
为了描述查询条件的方便,并引入监视时间宽度ΔT。以TC表示系统的当前时间,则用户通过监视需要观察到的监视数据的时间点范围为:[TC-ΔT,TC]。
监视前台每到刷新时间点可以按这个时间区间去获取保存区中的监视数据,获取的监视数据携带数据产生时间,即监视数据中的指标值和相应的数据产生时间建立一一对应的序列对,然后监视前台根据监视数据的数据产生时间更新监视前台显示。
按照前述的查询条件,会得到一系列的已按数据产生时间排过序的序列对,例如:(5,20030703 01:01:00)、(10,20030703 01:01:30)、(15,2003070301:02:00)、(10,20030703 01:03:00)等等。
由于查询得到的监视数据中已经包括了监视数据和该监视数据在设备侧产生的时间信息,并已按数据产生时间顺序排过序,则监视前台只需要顺序将各时间点上的指标值显示到监视前台时间坐标上对应的点上即可。当然没有排过序也可以由监视前台将各时间点上的指标值显示到监视前台对应的时间坐标上即可。
监视前台刷新时间可以是任何时间,本实施例中,刷新时间为刷新周期,与监视周期及监视前台的时间坐标对应一致。在每个刷新周期,去保存区查询得到满足查询条件的所有监视数据,并按结果中的数据产生时间重新显示输出给用户。
假定设备是IP地址为10.1.1.2的AIP设备,监视对象为CPU占用情况,接收到的AIP的CPU监视数据的先后顺序为:
devip seizr time period 数据到达时间
10.1.1.2 5 20030703 01:01:00 30 20030703 01:01:30
10.1.1.2 15 20030703 01:02:00 30 20030703 01:02:10
10.1.1.2 10 20030703 01:01:30 30 20030703 01:02:15
10.1.1.2 10 20030703 01:03:00 30 20030703 01:03:25
10.1.1.2 15 20030703 01:03:30 30 20030703 01:03:35
10.1.1.2 5 20030703 01:02:30 30 20030703 01:03:45
10.1.1.2 5 20030703 01:04:00 30 20030703 01:04:20
10.1.1.2 10 20030703 01:04:30 30 20030703 01:04:50
请参照图11所示,这些数据会被逐个被保存到数据库的tbl_perf_aip_cpu表中:
由于设备上的数据产生时间为:20030703 01:01:00,监视周期为30秒,为方便描述,后面用T表示起始时间20030703 01:01:00,而20030703 01:01:30表示为2T,后续依次20030703 01:02:00表示为3T等等。
请参照图12a至12f,在2T时,在坐标T显示一条监视数据(图12a);在3T时,因在2T时产生的监视数据没有到达,仍然只有一条监视数据,坐标2T输出为空(图12b);在4T时,能全部显示坐标1T,2T,3T的三条监视数据(图12c);在5T时,因在4T时产生的监视数据没有到达,仍然只有三条监视数据,坐标4T输出为空(图12d);在6T时,因在4T时产生的监视数据仍未到达,而在5T时产生的监视数据到达,所以有四条监视数据,坐标4T输出仍为空(图12e);在7T时,因在4T时产生的监视数据到达,且在6T时产生的监视数据也到达,所以有六条监视数据(图12f),以此类推,到9T时,监视前台能显示设备上报的前8个时间点的所有监视数据,而不会漏掉2T和4T点上的监视数据,尽最大可能让用户看到最多的监视信息。
请参照图13所示,相应地,本发明网络监视方法包括以下步骤:
步骤1监视数据采集,被监控的设备依监视周期产生监视数据(在设备侧);
步骤2数据传输,将产生的监视数据反馈给网络管理中心,网络管理中心将监视数据发送给保存区;
步骤3数据保存,保存区保存监视数据,监视数据的指标值与相应的数据产生时间建立一一对应的序列对;
步骤4数据回溯,将当前监视时间宽度内产生的所有监视数据发送给监视前台;
步骤5数据显示,监视前台以统计图的形式,按监视数据产生时间顺序对应相应的时间坐标显示,无监视数据对应的时间坐标则显示为空;
反复执行步骤4、5,以刷新统计图,本实施例中依刷新周期反复执行步骤4、5。
步骤4进一步包括如下步骤:
(41)监视前台在当前时间向保存区查询在当前监视时间宽度内产生的监视数据;
(42)保存区将符合查询条件的监视数据发送给监视前台。
结合参照图11、图12a-12f,下面是具体实施例,监视前台对一个数据库表查询,查询数据库的表达式可以表示为:select seizr,time fromtbl_perf_aip_cpu where time>=(currenTime-ΔT)and time<currenTimeorder by time。语句中的ΔT为监视时间宽度由在监视前台的设置决定,一般为统计图所代表的时间宽度,currentTime表示当前系统时间,由于当前数据库保存的监视数据的时间肯定早于当前系统时间,实际上time<currentTime限制条件可以省略。
每次监视前台依刷新周期查询数据库表中内容时,得到的结果如下(ΔT=8个监视周期,即4分钟):
在2T时,查询语句为:select seizr,time from tbl_perf_aip_cpu wheretime>=(2T-ΔT)and time<2T order by time,
其中:当前时间2T=20030703 01:01:30,所以(2T-ΔT)=2003070300:57:30,
得到的监视数据为:(5,20030703 1:01:00),即序列对(5,T),见图12a。
在3T时,监视数据为(查询语句与上面雷同,省略):(5,20030703 1:01:00),即序列对(5,T),因为这个时候在2T点上产生的监视数据还未到达,查询语句得不到2T点上产生的监视数据,见图12b。
在4T,数据为:(5,20030703 1:01:00)、(10,20030703 1:01:30)、(15,200307031:02:00)即(5,T)、(10,2T)、(15,3T),见图12c。
同理在5T时,监视数据为:(5,T)、(10,2T)、(15,3T),见图12d。
以此类推,得出如图12a-12f所示的统计图。
所以,在2T时,监视前台获取并显示一条1T时产生的监视数据(正常),在3T时,监视前台仍然只能并显示一条1T时产生的监视数据(2T时产生的监视数据没有到达不能显示),而在4T时,能全部显示1T,2T,3T三条监视数据(实现回溯补齐显示),......,到9T时,监视前台能显示前8个时间点的所有监视数据,而不会漏掉延迟到达的数据。
在步骤(1)之前,还包括:
设置设备标识、监视对象、监视指标及监视周期;
发送指令通知被监视的设备。
现有的网络监视系统及方法只是在当前时间获取并显示前一个监视周期的监视数据,对滞后到达的历史监视数据则无法回溯显示;而在网络环境中,监视数据的延迟和网络故障是不可预测的,本发明网络监视系统及方法可以使用户在可接受的实时要求范围内对历史数据进行回溯显示,让用户尽可能得到一个完整的监视数据。
Claims (17)
1.一种网络监视系统,包括:
网络管理中心,用于监控网络中设备的运行状况;
设备,通过网络与所述的网络管理中心相连,并接受网络管理中心监控,依监视周期产生监视数据并将监视数据反馈给网络管理中心;
监视前台,用于通过显示界面显示监视数据;
其特征在于,该网络监视系统还包括有:保存区,用于保存经网络管理中心从设备获得的监视数据,并将当前监视时间宽度内产生的所有监视数据发送给监视前台,通过监视前台将监视数据输出。
2.如权利要求1所述的网络监视系统,其特征在于,当前监视时间宽度指从当前时间减去监视时间宽度获得的时间点起始到当前时间结束的时间区间,其中监视时间宽度指监视界面能观察到监视数据的时间宽度。
3.如权利要求2所述的网络监视系统,其特征在于,监视前台通过依刷新周期查询获得当前监视时间宽度内的监视数据,并对应时间坐标以统计图形式依监视数据的产生时间顺序显示监视数据。
4.如权利要求3所述的网络监视系统,其特征在于,监视数据包括以下参数:监视对象,用于指示监视设备上物理或逻辑的实体及其组合;
监视指标,用于表示监视对象运行状况的指标;
指标值,用于表示监视指标的具体数值;
数据产生时间,监视数据在设备上产生的时间点;
监视周期,与上一个监视数据采集的间隔时间。
5.如权利要求4所述的网络监视系统,其特征在于,所述监视数据从设备到网络管理中心的传输所采用的协议格式为:
报告头,承载监视对象、数据产生时间及监视周期;
报告体,承载监视指标及指标值;报告尾,承载结束信息。
6.如权利要求4所述的网络监视系统,其特征在于,监视数据还包括如下参数:设备标识,用于指示监视对象所在设备,且该设备标识为设备的IP地址。
7.如权利要求4所述的网络监视系统,其特征在于,所述保存区中的监视数据,监视数据的指标值与相应的数据产生时间建立一一对应的序列对。
8.如权利要求7所述的网络监视系统,其特征在于,所述保存区为数据库、内存或本地文件。
9.一种网络监视方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)被监控的设备依预设的监视周期产生监视数据;
(2)将产生的监视数据反馈给网络管理中心;
(3)网络管理中心将监视数据发送给保存区;
(4)保存区保存监视数据;
(5)将当前监视时间宽度内产生的所有监视数据发送给监视前台;
(6)监视前台通过显示界面显示监视数据;
(7)反复执行步骤(5)、(6),以刷新显示界面。
10.如权利要求9所述的网络监视方法,其特征在于,当前监视时间宽度指从当前时间减去监视时间宽度获得的时间点起始到当前时间结束的时间区间,其中监视时间宽度指监视界面能观察到监视数据的时间宽度。
11.如权利要求10所述的网络监视方法,其特征在于,所述监视数据包括如下参数:
监视对象,用于指示监视该设备的具体内容;
监视指标,用于表示监视对象运行状况的指标;
指标值,用于表示监视指标的具体数值;
数据产生时间,监视数据在设备上产生的时间点;
监视周期,与上一个监视数据采集的间隔时间。
12.如权利要求11所述的网络监视方法,其特征在于,所述步骤(4)中保存区中保存的监视数据,监视数据的指标值与相应的数据产生时间建立一一对应的序列对。
13.如权利要求12所述的网络监视方法,其特征在于,步骤(5)进一步包括如下步骤:
(51)监视前台在当前时间向保存区查询在当前监视时间宽度内产生的监视数据;
(52)保存区将符合查询条件的监视数据发送给监视前台,对应时间坐标以统计图形式依监视数据的产生时间顺序显示监视数据。
14.如权利要求13所述的网络监视方法,其特征在于,步骤(6)中监视前台按照监视数据产生时间对应的时间坐标显示,无监视数据对应的时间坐标则显示为空。
15.如权利要求13所述的网络监视方法,其特征在于,步骤(7)依刷新周期执行,所述刷新周期与监视周期一致。
16.如权利要求11所述的网络监视方法,其特征在于,监视数据还包括如下参数:设备标识,用于指示监视对象所在的设备,且该设备标识为设备的IP地址。
17.如权利要求16所述的网络监视方法,其特征在于,在步骤(1)之前,还包括:
设置设备标识、监视对象、监视指标及监视周期;
发送指令通知被监视的设备。
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