淺析大型分布式數(shù)據(jù)中心的集中監(jiān)控管理方案

張政

摘要：在當(dāng)前企事業(yè)單位對信息化建設(shè)投入不斷加大的背景下，不論是信息化程度深入發(fā)展導(dǎo)致的本地數(shù)據(jù)中心更加龐大，還是基于容災(zāi)備份或業(yè)務(wù)系統(tǒng)自身分布式部署需求引起的異地多中心發(fā)展趨勢。都對信息化系統(tǒng)運(yùn)維管理人員造成不同程度的困擾。針對這種情況，本文對大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部各模塊的集中監(jiān)控和異地分布式數(shù)據(jù)中心之間的集中監(jiān)控管理進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：大型 分布式 數(shù)據(jù)中心 集中 監(jiān)控管理

中圖分類號：TP388.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0114-01

現(xiàn)階段各企事業(yè)單位往往已對信息化高度重視，信息化建設(shè)的投入也不斷增加，在增強(qiáng)核心競爭力、有效降低成本、提高工作效率的同時信息化系統(tǒng)也變得愈加龐大，這種變化可以歸納為內(nèi)部和外部兩方面的增長。

內(nèi)部增長體現(xiàn)在信息化系統(tǒng)橫向和縱向擴(kuò)展，橫向擴(kuò)展主要是指新建的專業(yè)信息化系統(tǒng)，如某單位已有一套人力資源管理系統(tǒng)，因?yàn)樾Ч己糜媱澰偕弦惶棕攧?wù)管理系統(tǒng)；縱向擴(kuò)展則是對已有信息化系統(tǒng)功能模塊的不斷擴(kuò)充，如已有的人力資源管理系統(tǒng)有組織規(guī)劃、招聘管理、培訓(xùn)管理等模塊，計劃二期繼續(xù)擴(kuò)展自助平臺和報表平臺等功能。外部增長主要體現(xiàn)在異地多數(shù)據(jù)中心的需求，如某些核心信息化系統(tǒng)無法接受數(shù)據(jù)丟失或業(yè)務(wù)中斷，就需要根據(jù)業(yè)務(wù)的重要程度建立不同級別的兩點(diǎn)或多點(diǎn)分布式異地容災(zāi)系統(tǒng)；再如某些企事業(yè)單位組織機(jī)構(gòu)分布廣泛，除總部外的分支機(jī)構(gòu)設(shè)立在其他地市甚至其他省市，需要使用多點(diǎn)部署的分布式信息化系統(tǒng)。

信息化系統(tǒng)的這類變化必然導(dǎo)致作為其載體的數(shù)據(jù)中心也不斷向大型化、復(fù)雜化轉(zhuǎn)變，從本地單中心到異地分布式中心不斷擴(kuò)張。這樣不但增加了企事業(yè)單位維護(hù)的成本，還加大了維護(hù)人員的管理難度，如何能夠?qū)@類大型分布式數(shù)據(jù)中心進(jìn)行有效的集中化監(jiān)控管理就成為企事業(yè)單位亟待解決的問題。

1 大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部集中監(jiān)控管理

一般而言，單一大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部主要可以分為機(jī)房環(huán)境、供配電系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器硬件、虛擬化系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、中間件和數(shù)據(jù)庫模塊。針對不同的模塊有不同的對接方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，通過設(shè)立一個集中監(jiān)控主機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部不同模塊的統(tǒng)一監(jiān)控。

1.1 機(jī)房環(huán)境

機(jī)房環(huán)境主要包括溫濕度、精密空調(diào)、空調(diào)防水和視頻監(jiān)控等，溫濕度和空調(diào)防水通過監(jiān)控探頭直接數(shù)據(jù)收集并記錄歷史數(shù)據(jù)；精密空調(diào)通過RS485卡利用modbus協(xié)議收集數(shù)據(jù)并對空調(diào)溫濕度設(shè)定、多級集群運(yùn)行模式調(diào)整、遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)等進(jìn)行操作；視頻監(jiān)控可通過攝像探頭直接進(jìn)行圖像采集，也可利用專用視頻錄像機(jī)對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分級存儲并對攝像云臺進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)調(diào)整。

1.2 供配電系統(tǒng)

機(jī)房供配電系統(tǒng)主要包括UPS、電池、輸入輸出配電柜等，整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集可以通過對UPS的通信來完成，UPS對外接口通常有RS232接口、AS400接口、SNMP接口和USB接口，通過接口提供的SNMP、UPS-link等協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)對供配電系統(tǒng)歷史狀況進(jìn)行記錄，分析UPS、電池、各路供電線路電流電壓狀態(tài)，并對UPS設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程配置。

1.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包含路由器、交換機(jī)、防火墻、入侵檢測、流量控制、負(fù)載均衡等設(shè)備，通常這類設(shè)備都支持SNMP，通過SNMP可以統(tǒng)一進(jìn)行資源使用率、端口狀態(tài)、設(shè)備配置等方面的監(jiān)控，對中心整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒃O(shè)備互聯(lián)狀態(tài)、配置屬性、實(shí)時告警、歷史告警、設(shè)備實(shí)體關(guān)系等進(jìn)行展示。

1.4 服務(wù)器硬件

因操作系統(tǒng)功能的不斷強(qiáng)大，服務(wù)器硬件的監(jiān)控在日常運(yùn)維管理中經(jīng)常會被忽視，但不可否認(rèn)的是服務(wù)器硬件監(jiān)控還是有一些無法替代的作用。如x86平臺利用IPMI標(biāo)準(zhǔn)接入服務(wù)器硬件，可以對服務(wù)器內(nèi)部主板溫度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、本地硬盤RAID狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，便于提前預(yù)判問題，同時還可以展現(xiàn)控制臺界面，對服務(wù)器設(shè)備進(jìn)行冷啟動等遠(yuǎn)程操作。

1.5 虛擬化系統(tǒng)

隨著虛擬化技術(shù)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的廣泛使用，針對虛擬化系統(tǒng)的運(yùn)維管理也變得愈加重要。市場上主流的虛擬化系統(tǒng)都有相應(yīng)的監(jiān)控API提供，利用這些接口可以開發(fā)不同類別的監(jiān)控功能，集中監(jiān)控虛擬主機(jī)和虛擬機(jī)的健康狀況和性能，有效規(guī)劃容量，合理為虛擬設(shè)備分配資源。

1.6 存儲系統(tǒng)

使用SNMP、Cli、SNIA's、SMI-S和廠商指定規(guī)則自動發(fā)現(xiàn)存儲設(shè)備、監(jiān)控諸如RAID、磁帶庫、磁帶驅(qū)動器、光纖交換機(jī)等存儲設(shè)備。顯示設(shè)備及其互連拓?fù)鋱D，顯示鏈路名、源和目標(biāo)用不同顏色表示設(shè)備并對互連的狀態(tài)和流量利用趨勢深入分析，幫助管理人員定位存儲系統(tǒng)性能瓶頸。

1.7 操作系統(tǒng)

目前對操作系統(tǒng)的監(jiān)控已經(jīng)較為成熟，不論是Windows、Linux還是AIX、HP-UX等UNIX系統(tǒng)都支持非常完備監(jiān)控方式，如Agent、SNMP等方式。SNMP方式的優(yōu)勢在于不用在監(jiān)控的操作系統(tǒng)系統(tǒng)商額外安裝代理程序，不會對業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，對主機(jī)資源的占用也較低。通過SNMP方式同樣能對CPU、磁盤使內(nèi)存使用量、使用率，網(wǎng)卡連接、流量，特定進(jìn)程狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)測，并可對相應(yīng)指標(biāo)設(shè)定相應(yīng)閥值及時報警。

1.8 中間件

中間件主要包括交易中間件（TPM）、應(yīng)用服務(wù)器（WAS）、消息中間件（MOM）、數(shù)據(jù)訪問中間件（UDA）、安全中間件等。主流的Java中間件主要通過JMX技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)請求數(shù)量、請求狀態(tài)、響應(yīng)時間、部署應(yīng)用狀態(tài)等參數(shù)實(shí)時監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)分析。

1.9 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫主要通過建立只讀用戶，通過查詢系統(tǒng)表相應(yīng)字段，對數(shù)據(jù)庫的用戶連接數(shù)、執(zhí)行等待時間、表空間、死鎖、查詢命中率、緩沖池等多種數(shù)據(jù)庫性能參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控告警，并自動記錄導(dǎo)致異常運(yùn)行或資源消耗很大的SQL語句以便開發(fā)人員對優(yōu)化升級應(yīng)用程序。

2 分布式數(shù)據(jù)中心之間的集中監(jiān)控管理

分布式數(shù)據(jù)中心的集中監(jiān)控管理的工作主要體現(xiàn)在監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸整合上，而數(shù)據(jù)的傳輸取決與分布式數(shù)據(jù)中心之間的連接方式。如果中心之間采用的是專線連接則可以讓各數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的集中監(jiān)控主機(jī)通過普通的路由交換協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)；如果中心之間是通過公網(wǎng)連接則需要在內(nèi)部的集中監(jiān)控主機(jī)之外設(shè)置邊緣服務(wù)器，放置于防火墻構(gòu)建的DMZ，專用于中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。如果需在公網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)安全等級較高，還可以考慮在傳輸和接收之間進(jìn)行加解密操作。

基礎(chǔ)的大型分布式數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控，可以選擇一個有人職守數(shù)據(jù)中心作為集中監(jiān)控主中心，設(shè)置主中心內(nèi)的集中監(jiān)控主機(jī)為整體集成監(jiān)控主機(jī)，除收集本中心內(nèi)各模塊的監(jiān)控數(shù)據(jù)外，還用于接受其他中心監(jiān)控主機(jī)傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理；也可在監(jiān)控主中心內(nèi)獨(dú)立設(shè)置集成監(jiān)控主機(jī)，只接收本中心和其他中心集中監(jiān)控主機(jī)傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，形成集中監(jiān)控至集成監(jiān)控的兩級數(shù)據(jù)收集模式。若集中監(jiān)控對于企事業(yè)單位的重要程度較高，還可選擇多個有條件的數(shù)據(jù)中心設(shè)立多個集成監(jiān)控主機(jī)，分別收集，集中管理，處理結(jié)果根據(jù)重要程度在各集成監(jiān)控主機(jī)之間進(jìn)行同步或異步的數(shù)據(jù)復(fù)制。

3 結(jié)語

隨著企事業(yè)單位信息化建設(shè)的不斷深入，承載信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心規(guī)模也不斷增長，本文所討論的集中監(jiān)控管理方案既能將大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部涉及的大多數(shù)模塊進(jìn)行集中監(jiān)控處理，又能對各數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成監(jiān)控管理。這種方式有利于數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理人員提前發(fā)現(xiàn)預(yù)判隱患，及時定位處理故障，同時還能存儲歷史數(shù)據(jù)用于后期的分析學(xué)習(xí)，降低了運(yùn)維管理人員工作強(qiáng)度，大幅提高工作效率，能夠?yàn)槠笫聵I(yè)單位節(jié)約數(shù)據(jù)中心整體維護(hù)成本，同時為后期擴(kuò)展至基于移動終端的集中監(jiān)控管理奠定基礎(chǔ)。

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