網絡設備管理系統的微服務化應用研究

董帥 莫皓穎 戶江民 李微

當前，網絡在不斷發展的過程中，已經慢慢滲入到了各個行業及領域中，構成網絡的設備在不斷迭代提升過程中，對網絡設備管理系統提出了更高的要求。本文提出了一種將微服務化應用到網絡設備管理系統中的改造方法，并對改造后的系統進行性能分析。分別對系統的移植性、先進性、安全性和擴展性四個方面進行詳細地研究。通過分析可以發現，經過微服務化改造后的網絡管理系統與原有的系統相比，各方面的性能都得到了顯著提升。

微服務化是近幾年出現的架構術語，它描述了一種將軟件應用程序設計為可獨立部署的服務套件的特定方式。雖然單體式的應用程序可以完成相應的需求功能，但是如果對應用程序的部分進行更改，則需要重建和部署整個程序，隨著時間的推移，則很難保持良好的模塊化結構。而使用微服務化的架構風格進行程序的設計開發，創建服務組件，則可以很好地解決上述問題。

傳統的網絡設備管理系統的設計開發采用的是單體式開發，整個應用程序的移植性、先進性、安全性、擴展性上都存在著一定的問題。因此，將微服務化的概念引入到網絡設備管理系統的開發設計中，提升整個系統的性能。

一、網絡設備管理系統概述

網絡設備管理系統是用于管理網絡內交換機、通信傳輸設備，及其他具備網絡管理代理功能的設備，對其進行規劃、控制和監視，實現合理分配網絡資源，保持良好的網絡狀態。

在實際工作中，一個網絡往往存在著多級多套的網絡管理系統，因此網絡管理系統對設備的管理方式有兩種：直接管理和間接管理。

直接管理方式是指各級網絡管理系統直接對該級的網絡設備進行管理。

間接管理方式是指普通的網管系統對設備進行管理，上級網管系統通過對下級網管系統進行管理，通過這種方式，間接實現對設備的管理。

二、設備管理插件微服務化改造

（一）改造內容

設備管理插件的微服務化改造就是將設備的管理插件以服務的形式單獨集中部署在網絡中，網絡管理系統及其他上層管理系統或應用系統將不再單獨去加載設備管理的插件功能，而是當設備需要進行管理時，直接調用設備管理插件提供的前端界面進行加載顯示，設備自身的數據通信與管理由服務自身完成。

將設備管理插件進行微服務化改造后，即實現了網絡管理設備的微服務化，其管理模式如圖1所示。

（二）移植性分析

可移植性是軟件質量的衡量標準之一，它并不是指所寫的程序不作修改就可以在任何計算機上運行，而是指當條件有變化的時候，程序無需做很多修改就可以運行。

對設備管理插件進行微服務化改造后，即可獲得很好的移植性。在分析微服務化的移植性之前，需要知道微服務層將對外提供現有服務功能清單。

接入微服務層的應用系統，根據微服務層所發布的服務清單，結合自身業務功能加載各項服務動態生成軟件，如系統默認將現有網絡中已知設備的管理服務加載到系統中，供用戶操作；也可動態根據用戶操作，選擇所選擇類型的微服務進行顯示，如用戶操作某型號設備，系統加載某型號設備的微服務到系統，即可實現軟件對該型設備的管理功能。

（三）先進性分析

對設備管理插件進行微服務化改造后，可以實現即插即用的熱升級。網絡系統中若新增加某型號設備，則只需要在微服務層裝載新設備類型的微服務，各型原有網絡管理系統，將自動根據服務的最新清單建立該型設備的管理窗口，整個網絡管理系統無需重啟，不影響正在使用的網絡管理系統。

對設備管理插件進行微服務化改造后，可以提升管理范圍的通用化程度。各型網絡管理系統的設備管理功能可進行通用化設計，后期網絡系統增加新類型設備時，無需考慮軟件的新開發問題。

對設備管理插件進行微服務化改造后，可以降低開發的復雜度。網絡管理系統的開發人員無需掌握設備的相關知識，只需要根據服務的清單以及需求的功能，即可完成全網設備管理功能的研發。

（四）安全性分析

微服務化后，網絡管理對應設備類型的管理入口全網只會有一個，對網絡管理的用戶身份管理均可以由微服務層運維管理員來進行統一分配，可支持多網絡管理系統的同時接入管理功能。有益效果是，能夠有效的保證操作事件記錄的完整性，能夠避免多系統管理的沖突性問題。

（五）擴展性分析

設備管理插件的微服務化可以采取集中式、分布式、分級式框架進行搭建。

微服務層實現可以采用搭建集中式微服務框架，實現各種服務的裝載與統一管理，通過構建微服務層統一入口和出口協議，實現所有網絡管理事件受控，提高事件追溯性。

微服務層也可采用分布式部署框架，主要用于異構網絡中，根據系統用戶的使用需求，將微服務在重點使用區域分布式部署，以解決異構網絡信道受限問題。

微服務層也可采用分級式部署框架，將微服務層按照超系統、當前系統、子系統的多級架構中分級部署，實現各級系統獨立管理，以及上下級間接管理模式。

（六）派生產品分析

由設備管理插件的微服務化可以派生出微服務運維程序、通用網絡管理程序、單型設備微服務三種產品。

微服務運維程序是一款框架性程序，用于發布和管理各項微服務，從而實現微服務在各個應用系統中的嵌入。

通用網絡管理程序是采用微服務架構設計的網絡管理系統，其支持網絡設備類型的向后延伸，可以有效地提高了網絡管理系統在網絡中的生命周期。

單型設備微服務是對每一型設備按照微服務框架規范開發一套微服務程序，實現與設備的管理功能交互，并提供一套嵌入用于外部系統的WEB框架。

三、網絡管理系統的微服務化模式復制

設備管理插件的微服務化模式，可以運用到網絡管理系統中。網絡管理系統主要由網絡關系、網絡信息、網絡管理等視圖組成，將各種視圖及功能采用獨立軟件的方式進行開發，并開發一套網絡管理系統的主框架服務，各種服務組合而成便可形成可定制化程度極高的軟件產品。

該方式能夠快速根據用戶的行為習慣來設計軟件的布局，并能夠很好的支持用戶對系統界面的二次調整，將網絡設備管理系統微服務化后，網絡設備管理系統也將繼承設備管理插件微服務化改造所具備的服務性特征。

四、結語

軟件程序設計的微服務化將會大幅度提升程序的性能，這也將成為今后開發的主流趨勢。現有的網絡設備管理的模式還有待改進，通過對設備管理插件的微服務化改造，將其運用到網管系統中，就可以得到具有良好的移植性、先進性、安全性和擴展性的軟件產品。