張瑜　張濤　李營那

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已成為企事業(yè)單位的重要資產(chǎn)之一。為了有效地管理企事業(yè)單位內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)的硬件設(shè)備，構(gòu)建了基于Web的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。充分利用Web系統(tǒng)的便捷性和基于SNMP的通用性，構(gòu)建一套集設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、機(jī)房監(jiān)控、智能報(bào)警、故障報(bào)修等功能的可視化管理系統(tǒng)，以加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的全方位管理。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)管理；SNMP；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；RESTful

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）34-0099-03

Abstract： With the development of network technology， network equipments have become one of the most important assets in many company. In order to manage the intranet of company and network equipments effectively， this paper presents the visualization network management system based on web.The system takes advantage of the convenience of web system and the universality of SNMP to implement a visualization system that include devices management， network topology management， machine room monitoring， intelligent alarm， repairing management.

Key words： network management； SNMP； network topology； RESTful

隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已成為各單位的重要資產(chǎn)之一，網(wǎng)絡(luò)的安全性、可用性嚴(yán)重影響著企業(yè)單位工作環(huán)境，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用不當(dāng)有可能會(huì)給單位帶來巨大的損失。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理和故障的快速修復(fù)也影響著企事業(yè)的競爭力。另一方面，Web技術(shù)由于其良好的兼容性，擴(kuò)展性及便捷性已經(jīng)逐漸取代C/S架構(gòu)的技術(shù)，成為軟件開發(fā)的主流。基于Web的可視化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)就是利用了Web技術(shù)，構(gòu)建了集設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、機(jī)房監(jiān)控、智能報(bào)警、故障報(bào)修等功能的可視化管理系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)需求分析

基于Web的可視化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的用戶角色主要分為四類：系統(tǒng)管理員、資產(chǎn)管理員、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員、普通員工，其中：

1）系統(tǒng)管理員：主要負(fù)責(zé)保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，包括對(duì)用戶的權(quán)限進(jìn)行調(diào)整，系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置等功能。

2）資產(chǎn)管理員：主要負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行登記，利用可視化的界面對(duì)機(jī)房及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置進(jìn)行維護(hù)。

3）普通員工：主要是單位的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用者，通過系統(tǒng)申請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，申請(qǐng)保修網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

4）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員：主要負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的故障，并進(jìn)行處理。

在對(duì)于不同的用戶角色的需求進(jìn)行分析后，基于Web的可視化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的主要功能如圖1所示。

1）設(shè)備管理的主要用戶是資產(chǎn)管理員，主要包括設(shè)備的基本信息管理和生命周期管理?；拘畔嗽O(shè)備的名稱、種類、型號(hào)及在網(wǎng)絡(luò)中的位置。生命周期管理包括了設(shè)備的入庫、分配、使用、維修、報(bào)廢的完整生命周期。

2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾淼闹饕脩羰蔷W(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員能夠通過Web方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行分層維護(hù)，能夠通過Web直觀地展現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的完整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在后期的運(yùn)維過程中，能夠通過可視化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，快速發(fā)現(xiàn)和解決網(wǎng)絡(luò)故障和設(shè)備故障問題。

3）機(jī)房監(jiān)控的主要用戶是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員，機(jī)房監(jiān)控主要利用傳感器和攝像頭將機(jī)房內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)畫面通過Web的方式展現(xiàn)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)房內(nèi)的溫濕度環(huán)境變化。

4）智能報(bào)警分為閾值報(bào)警和發(fā)現(xiàn)報(bào)警，閾值報(bào)警通過對(duì)設(shè)備及環(huán)境設(shè)置閾值，當(dāng)通過傳感器收集的數(shù)據(jù)超過了閾值的范圍，觸發(fā)報(bào)警事件。發(fā)現(xiàn)報(bào)警是通過SNMP協(xié)議[1]主動(dòng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的未知設(shè)備進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警方式分為管理系統(tǒng)彈出、郵件通知、短信通知等。

5）故障保修功能是對(duì)設(shè)備產(chǎn)生故障后的保修流程管理，主要的使用用戶是普通員工和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員。普通員工可以對(duì)正在使用的網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行報(bào)修申請(qǐng)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員接到系統(tǒng)的申請(qǐng)?zhí)崾竞髮?duì)故障進(jìn)行排查和檢修，并在系統(tǒng)中記錄維修情況并及時(shí)回饋用戶。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維員也可以通過智能報(bào)警主動(dòng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并發(fā)起報(bào)修。

6）統(tǒng)管理主要是對(duì)系統(tǒng)的基本設(shè)置進(jìn)行維護(hù)。為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，可以對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置的內(nèi)容包括報(bào)警短信的網(wǎng)關(guān)接口，報(bào)警電子郵件的發(fā)送地址，發(fā)送用戶和密碼，通過SMTP/POP3協(xié)議發(fā)送和接受電子郵件，傳感器和攝像頭的IP地址配置等。

7）用戶權(quán)限的管理是維護(hù)系統(tǒng)的用戶及角色信息，針對(duì)不同的角色分配不同的權(quán)限功能。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于Web的可視化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)采用Tomcat作為應(yīng)用服務(wù)器，MySQL作為數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。

系統(tǒng)主要采用B/S的三層架構(gòu)[2]，JAVA語言編寫，使用RESTful風(fēng)格[3]的架構(gòu)方式，將整個(gè)系統(tǒng)分為表現(xiàn)層，業(yè)務(wù)邏輯層，數(shù)據(jù)訪問層，如圖2所示。

系統(tǒng)還提供RESTful的開放接口提供各類傳感器向系統(tǒng)報(bào)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

2.1 使用框架

1）RESTEasy：JBoss的一個(gè)開源框架，用于構(gòu)建REST風(fēng)格的Web服務(wù)，本系統(tǒng)中，通過使用RESTEasy框架，為表現(xiàn)層提供統(tǒng)一的REST風(fēng)格Web服務(wù)，通過JSON進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。同時(shí)為傳感器提供標(biāo)準(zhǔn)接口上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

2）Hibernate：用Hibernate作為ORM框架，用作數(shù)據(jù)與實(shí)體之間的映射，由于系統(tǒng)主要采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，為了消除面向?qū)ο蠓椒ㄅc關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之間的差異，采用Hibernate作為數(shù)據(jù)操作的基本框架。

3）jQuery：在展示層使用HTML+CSS+JS的組合方式，jQuery是JS的框架。在網(wǎng)頁形式下提供各種前端特效，使操作更人性化，便捷化。

4）jTopo：jTopo是基于Web的圖形化展示框架，主要用于展示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫Ч?/p>

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及技術(shù)

本系統(tǒng)主要使用的技術(shù)是利用REST架構(gòu)與傳感器等進(jìn)行交互，利用jTopo實(shí)現(xiàn)基于Web的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔δ堋?/p>

3.1 RESTful架構(gòu)

REST即表述性狀態(tài)傳遞（英文：Representational State Transfer，簡稱REST）是Roy Fielding博士在2000年他的博士論文中提出來的一種軟件架構(gòu)風(fēng)格。它是一種針對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的設(shè)計(jì)和開發(fā)方式，可以降低開發(fā)的復(fù)雜性，提高系統(tǒng)的可伸縮性。在REST架構(gòu)中，沒一個(gè)URI都是一種資源的標(biāo)識(shí)，在對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)時(shí)，將每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都作為一種網(wǎng)絡(luò)資源通過唯一的URI進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在利用HTTP的不同的請(qǐng)求方式對(duì)資源進(jìn)行狀態(tài)改變。

定義資源標(biāo)識(shí)[4]的規(guī)則如下：

http：//IP：PORT/{系統(tǒng)名稱}/{應(yīng)用名稱}/{設(shè)備類型}/{設(shè)備ID}

系統(tǒng)名稱為本系統(tǒng)的英文標(biāo)識(shí)，應(yīng)用名稱針對(duì)系統(tǒng)中的不同應(yīng)用進(jìn)行標(biāo)識(shí)，設(shè)備類型是以小寫英文字母的方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行枚舉標(biāo)識(shí)，設(shè)備ID是系統(tǒng)為每個(gè)設(shè)備分配的唯一標(biāo)識(shí)。例如，在監(jiān)控系統(tǒng)中的ID為s001的服務(wù)器對(duì)應(yīng)的URI標(biāo)識(shí)為：http：//IP：PORT/system/monitor/server/s001。利用HTTP的不同的請(qǐng)求方式，可對(duì)該資源進(jìn)行狀態(tài)改變。不同的請(qǐng)求方式分別是：

1）GET請(qǐng)求：獲取資源，查看資源的信息

2）POST請(qǐng)求：創(chuàng)建資源，新建所需要的資源對(duì)象

3）PUT請(qǐng)求：更新資源，對(duì)資源信息進(jìn)行修改

4）DELETE請(qǐng)求：刪除資源，將資源刪除

對(duì)資源屬性的說明采用JSON的數(shù)據(jù)格式，以鍵值對(duì)的方式構(gòu)成，屬性名稱記為PNi，屬性值記為PVi，格式如下：

{PN1：PV1， PN2：PV2，......，PNn：PVn}

以服務(wù)器s001為例，當(dāng)采集到服務(wù)器的CPU占用率為34%，內(nèi)存占用率為27%時(shí)，需要將數(shù)據(jù)更新到系統(tǒng)中時(shí)，對(duì)http：//IP：PORT/system/monitor/server/s001的URI進(jìn)行PUT請(qǐng)求，請(qǐng)求的內(nèi)容大致為：

{cpu：0.34，memory：0.27，......}

3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D框架jTopo

jTopo（Javascript Topology library）是一款完全基于HTML5 Canvas的關(guān)系、拓?fù)鋱D形化界面開發(fā)工具包。利用jTopo可以構(gòu)建基于Web的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D[5]。jTopo分為四層：畫布（Canvas），舞臺(tái)（Stage），場景（Scene），對(duì)象（Object），畫布是整個(gè)繪畫的容器，一個(gè)畫布上可以有多個(gè)場景，每個(gè)場景可以有許多對(duì)象，舞臺(tái)是畫布中當(dāng)前展示的場景。

在系統(tǒng)中充分利用了這四層關(guān)系對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行展示，首先在畫布中建立了各個(gè)不同的場景，包括機(jī)房、機(jī)柜、服務(wù)器，在進(jìn)行不同場景切換時(shí)展現(xiàn)的內(nèi)容也不同，在機(jī)房場景中展現(xiàn)的是機(jī)房整體結(jié)構(gòu)，機(jī)柜、空調(diào)的位置等，如圖3所示。

在機(jī)柜場景中，展示的是機(jī)柜內(nèi)服務(wù)器，交換機(jī)，路由器等設(shè)備的位置，如圖4所示。

利用場景在舞臺(tái)上的切換達(dá)到各個(gè)拓?fù)鋱D之間的轉(zhuǎn)換。

3.3 主要功能界面

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔δ芸梢跃S護(hù)查看各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置及狀態(tài)，對(duì)不同的設(shè)備可以設(shè)置閾值報(bào)警，當(dāng)設(shè)備發(fā)生異常時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中會(huì)以紅色標(biāo)識(shí)設(shè)備發(fā)出告警。

系統(tǒng)提供折現(xiàn)圖，柱狀圖，儀表盤等方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，效果如圖6，圖7所示：

4 結(jié)束語

基于Web的軟件系統(tǒng)是目前軟件開發(fā)的主流方式，本文實(shí)現(xiàn)了基于Web的可視化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，并在實(shí)際應(yīng)用中獲得了較滿意的效果。在此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，能夠有效地管理各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，快速發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備故障并解決故障。方便了運(yùn)維人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況的實(shí)時(shí)掌握及故障排查。系統(tǒng)中的基于Web方式展示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞募夹g(shù)可以為相關(guān)技術(shù)人員提供借鑒。

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