基于實時數據庫系統的IT資產性能監控解決方案

潘玉偉

【摘要】 實時數據庫（Real Time Database）是數據庫系統發展的一個分支，是數據庫技術結合實時處理技術產生的，是開發實 時控制系統、數據采集系統、CIMS系統等的支撐軟件。實時數據庫系統的應用方便了數據采集、歷史數據存儲、提升系統尤其是數據庫系統的性能，同時對后期數據挖掘提供了基礎。

【關鍵字】 實時數據庫 數據采集 網絡拓撲 調度服務 告警

【Abstract】Real time database （Real Time Database） is a branch of database system development， database technologycombined with real-time processing technology， is to support the software development of real-time control system， data collection system， CIMS system etc.. The applications of the database to facilitate data collection， historical data storage， improve the system especially the performance of the database system， and provide the basis for data mining.

【Keywords】Real Time Database Data CollectionNetwork TopologyScheduling Service Alarm

一、引言

當前大多數公司都使用復雜的人工跟蹤監測方式，或者根本不清楚自己的硬件資產基礎。由于不了解自己IT資產的基礎，從而導致了時間、資金以及系統性能上的損失。面對IT資產管理的迫切需求，對傳統上被看作成本中心的IT部門也提出了更高的要求，"更充分利用現有資產"、"更嚴格地控制資產"、"獲得更高的投資回報"，這些不僅是企業對IT部門的殷切期望，也越來越成為企業考量IT部門的重要內容。

在IT資產性能監控領域，數據采集基本上使用自定義服務實現，將采集的數據存儲在關系數據庫中。通過實時數據庫的使用，重復利用實時數據庫插件，如OSI PI實時數據庫系統插件MCN提供的數據采集接口SNMP/Ping/ TCPResponse/Perfmon，該插件能最大程度的減少開發周期，提高數據采集的性能和穩定性，而且實時數據庫海量的存儲有關系數據庫不可比擬的優勢。

二、系統總體架構

IT資產性能監控系統構建于JavaEE平臺，采用分層提供服務支持的設計思想，多層架構是一種被行業證明過的軟件架構模型，對開發一些解決可擴展性、安全性、容錯性方面的企業級（客戶端/服務端）應用程序支持。將系統劃分為數據庫層、數據訪問層、業務邏輯層、業務表現層和系統接口層。系統對每一層定義明確的功能接口，同時在層次內實現組件化的接口實現。層次化、模塊組件化的實現，使系統具備了最大程度的靈活度，從而能對業務需求的變化做出快速的反應，使系統具有很好的擴展性。（圖2）

三、系統部署結構

IT資產性能監管系統部署在企業內網環境中，可以采用虛擬服務器、單機服務器、雙機熱備或集群方式部署服務端。系統服務端在華電國際總部采用總部虛擬機部署、總部及電廠客戶通過廣域網訪問。集團廣域網提供了足夠的帶寬，系統在數據采集和http訪問請求不會對其他正常的網絡通訊造成實質性影響。（圖3）

四、關鍵技術

4.1 ExtJS

ExtJS可以用來開發RIA也即富客戶端的AJAX應用，是一個用JavaScript寫的，主要用于創建前端用戶界面，是一個與后臺技術無關的前端Ajax框架。因此，可以把ExtJS用在.Net、Java、PHP等各種開發語言開發的應用中。ExtJs最開始基于YUI技術，由開發人員JackSlocum開發，通過參考Java Swing等機制來組織可視化組件，無論從UI界面上CSS樣式的應用，到數據解析上的異常處理，都可算是一款不可多得的JavaScript客戶端技術的精品。

4.2數據采集及存儲

本系統中主要使用OSI PI MCN 插件提供的SNMP/Ping/ TCP Response/Perfmon接口實現數據采集。關系數據庫使用JDBC連接使用DBA權限的用戶執行數據庫執行腳本方式進行性能數據采集。

網絡設備的大部分監控參數都支持SNMP協議，可以直接使用SNMP接口實現數據采集。網絡設備主要監控的參數包括：連續運行時間、端口狀態、端口管理狀態、端口帶寬、端口進流量、端口出流量、端口丟包率、端口錯包率等。主機（包括虛擬機）主要監控的參數包括CPU利用率、內存利用率、網卡進出流量、磁盤使用量等可通過SNMP接口采集。進程信息、進程CPU利用率、進程內存占用量等信息通過JMX獲取，JMX（Java Management Extensions，即Java管理擴展）是一個為應用程序、設備、系統等植入管理功能的框架。JMX可以跨越一系列異構操作系統平臺、系統體系結構和網絡傳輸協議，靈活的開發無縫集成的系統、網絡和服務管理應用。

關系數據庫如Oracle/SQL Server 等監控參數包括會話、服務進程、表空間、鎖信息、內存占用等，通過Jdbc連接數據執行DBA權限的腳本進行參數查詢，定時將參數值回寫至實時數據庫存儲。

4.3 SSO

SSO英文全稱Single Sign On，單點登錄。SSO是在多個應用系統中，用戶只需要登錄一次就可以訪問所有相互信任的應用系統。它包括可以將這次主要的登錄映射到其他應用中用于同一個用戶的登錄的機制。SSO是目前比較流行的企業業務整合的解決方案之一。

本系統使用華電國際集團已經存在的LDAP目錄存放的用戶信息，LDAP目錄中可以存儲多種數據類型，包括用戶名、密碼、電子郵件地址、郵件路由等信息。LDAP協議是跨平臺和標準的協議，對基于不同平臺的應用系統有良好的兼容性。

4.4 HTML5

本系統的網絡拓撲、應用系統拓撲使用了基于HTML5的網絡圖組件。使用HTML5 Canvas技術，繪制清新、流暢的網絡圖，可用于社交網絡圖、拓撲圖、流程圖、地圖等需求， JS組件封裝，藏繁瑣于簡潔，輕松構建優雅的互聯網應用與企業應用，讓數據的在線可視化變得容易。

該組件的特點是主要有以下幾點：輕巧、高性能 -支持上萬圖元，流暢操作；矢量圖形 - 支持SVG矢量圖形，無極縮放；交互體驗 -漫游交互，改進交互事件、支持手持設備；注重細節 -GIF動畫，豐富漸變，層次控制等。

4.5 Quartz

Quartz是OpenSymphony開源組織在Job scheduling領域又一個開源項目，它可以與J2EE與J2SE應用程序相結合也可以單獨使用。Quartz可以用來創建簡單或為運行十個，百個，甚至是好幾萬個Job這樣復雜的程序。Job可以做成標準的Java組件或 EJB。

本系統中的參數告警、告警動作觸發及關系數據庫性能參數數據采集都是通過基于Quartz插件的調度服務結合調度服務管理頁面Quartz UI實現。Quartz UI負責調度任務的注冊、啟停、觸發器定義等，Quartz UI的運用使調度任務有了統一的管理入口，使調度服務類應用具備了良好的擴展性。

五、業務功能

5.1網絡拓撲

本系統中通過基于HTML5組件的網絡拓撲圖直觀展示網路設備如路由器、交換機、防火墻的狀態。局域網拓撲、廣域網拓撲主要監控網絡設備的端口狀態、端口流量、CPU利用率、內存利用率、端口丟包率、端口錯包率等參數。端口狀態由UP狀態變成DOWN狀態、端口流量超過閾值、設備的CPU或內存利用率超過閾值等，此網絡設備的顏色變成紅色、出現告警信息，系統會觸發用戶設置的告警動作，如短信通知、郵件通知和系統彈出框等。

通過拓撲圖實現應用系統的全局直觀展現。從網絡層的路由器、交換機、防火墻到主機、數據庫、中間件的全局監控、再借助HTTP模擬請求監控訪問端口，實現對應用系統各個環節的全局監控，任何一個環節出現問題都會在拓撲圖上紅色告警并觸發告警動作。通過應用系統拓撲，實現了應用系統的性能瓶頸的快速、準確定位。

5.2告警及通知

系統管理員通過管理頁面設置告警參數和告警動作。告警參數需要設置告警級別、告警閾值（支持一般告警、嚴重告警、故障告警三個閾值）、持續時間、告警參數對應的測點。以主機CPU利用率為例來說明告警設置原則，如用戶設置CPU利用率超過90%并且持續十分鐘以上告警，需要用戶自定義的參數包括：告警級別、告警描述、閾值上下限、持續時間。

對于核心資產的關鍵參數，為實現快速響應，用戶可以設置告警動作來通知相關責任人，告警動作包括郵件、短信、系統彈出框等方式，用戶還可以任意組合的告警動作。

5.3資產初始化

降低添加監控資產操作復雜度對提高整個系統的用戶體驗至關重要。因此在實現本系統資產初始化功能時，我們進行了多次顛覆式的調整，以最大限度的降低操作復雜度、提升用戶體驗。

主機、網絡設備初始化，用戶錄入IP地址后系統自動檢測主機邏輯磁盤、網卡、網絡設備端口等部件信息，自動生成系統預定義的監控參數、自動按照定義的規則生成實時數據庫測點信息、用戶只需要將自動生成的測點導出，直接導入到實時數據庫，即可完成設備監控的初始化，用戶可以根據需要設置告警觸發的動作。這種方式最大程度地簡化了系統初始化工作，極大地提升了用戶體驗。

六、結語

基于實時數據庫的IT資產監管系統方案，目的在于充分利用實時數據庫吞吐量大、支持高并發、支持海量存儲的優勢，結合它自身的插件方便快捷地實現IT資產監控參數的采集和海量存儲，提高了開發效率和系統穩定性、實現對主機（包括虛擬化主機）、網絡設備、數據庫、中間件等IT資產性能的全面監控。

參 考 文 獻

[1]陶利軍. 決戰Nginx高性能Web服務器詳解與運維系統卷.

[2]T. BONALD. 網絡性能分析原理與應用.

[3]李先鋒. 基于SNMP的網絡設備性能監控系統的設計與實現.