安順市氣象信息網絡監控系統設計初探

符鳳平，李 文，陳貞宏，肖 若，褚麗君

(貴州省安順市氣象局,貴州 安順 561000)

0 引言

近年來，隨著氣象事業的快速發展，省—地—縣光纖通信網絡、視頻會議系統等得到不斷升級與改造，各種網絡設備以及各項業務涉及的服務器數量越來越多，給維護與管理工作帶來一定難度，工作效率較低[1]。目前，在對安順市氣象網絡設備和業務服務器的運行監控方面，還沒有一個集中的、系統的、方便快捷的監控平臺，多年來一直采用零散的手工測試方法，或被動地從他人口頭報告中獲知故障信息，以至于難以主動、及時地發現并處理問題。比如，在為黃果樹機場提供氣象資料服務方面，曾數次由于未能及時發現問題，均是在接到對方電話后才獲知故障信息，被動的服務在一定程度上降低了氣象服務效率，影響了部門形象。同樣，在其它如視頻會議系統、國突預警發布等業務領域，也存在類似問題，造成在對氣象信息網絡和業務服務器的監控方面，存在“發現問題比較被動、監測方式落后、效率低、故障處理時間延遲”等現象。尤其是，本單位中心機房位于五樓頂層，距離維護人員辦公地點較遠，不便于及時有效地獲知故障信息，在一定程度上延遲了故障處理時間，給各項業務服務的正常運行帶來一定的安全隱患，降低網絡運行保障效率。而與網絡、業務有關的所有核心設備和業務服務器均位于中心機房，如果不能及時發現問題，使其在盡快時間內恢復正常運行，將為各項業務、服務的正常開展帶來較為嚴重的負面影響。

另外，在對所屬區縣氣象信息網絡的監控方面，截至目前也還沒有一個快速有效的監測手段。尤其是在2016年，在上級有關部門的統一安排部署下，各區縣氣象信息網絡均被升級改造，形成聯通數據線路和電信視頻線路互為備份的網絡環境，而在對其通信線路的自動監測方面仍是一個空白，不便于及時主動地獲取故障信息，造成“其中一條線路中斷，業務值班人員不知情”的現象。

為解決以上所述現狀，立足于氣象業務、服務與管理的長遠需求，迫切需要建立一個基于B/S的氣象信息網絡監控系統。系統的建成，將實現對安順市氣象信息網絡、業務服務器、視頻會議系統的自動監測，有效縮短故障發現與處理時間，明顯提高網絡維護與管理效率，為安順市各項氣象業務、服務與管理工作的正常開展提供更及時有效的網絡運行保障。

1 技術方法

基于省—地—縣氣象光纖通信網和局域網，以32位Windows 7 操作系統為開發平臺，采用C/S和B/S兩種軟件結構實現。

其中，后臺監控程序采用C/S工作模式、VB編程語言、SQL Server數據庫等技術實現，利用計算機操作系統的任務計劃功能，將各部分監控結果、運行日志等情況定時自動入庫。

前端程序設計采用B/S工作模式，使用ASP開發環境、VBScript腳本語言(少部分功能使用JavaScrpit語言)、SQL Server數據庫等技術開發而成，具有B/S三層應用邏輯結構。

2 主要實現功能

系統分為后臺和前臺兩部分，后臺部分主要實現對關鍵網絡設備、業務服務器、視頻會議終端等物理設備的網絡狀態進行實時監控，并將監控結果自動寫入數據庫。前臺部分主要實現各類設備監控結果的實時表格顯示，并以拓撲圖形式顯示整個網絡通暢狀態。系統主要結構見圖1。

圖1 系統主要結構Fig.1 Main Structure of The System

2.1 后臺入庫

基于C/S工作方式，主要實現對安順市氣象信息網絡設備、業務服務器、視頻會議系統的自動監控，并將監控結果自動寫入SQL Server數據庫，便于及時發現問題，及時處理，提高網絡運行保障效率。根據不同監控類別，將監控結果、運行日志等信息存儲到不同的數據庫表中，便于顯示與查詢。對監控的網絡設備、服務器等內容，可根據業務實際應用需要進行增減。各部分功能具體介紹如下：

2.1.1 關鍵網絡設備監控 系統主要實現對以下通信線路的自動監測：一是從本地計算機到局域網核心交換機；二是從本地計算機到省級關鍵業務服務器；三是從本地計算機到各區縣局核心交換機、電信視頻線路和聯通數據線路的路由器；四是從本地計算機到省局電信視頻線路、聯通數據線路的路由器。這里的本地計算機，主要指后臺入庫程序運行所使用的計算機或服務器。

2.1.2 業務服務器監控 主要實現對各重要業務服務器進行監控，觀察其網絡狀態是否正常，通過Web界面實時顯示各服務器的網絡運行狀態，確保各類業務服務的安全穩定運行。目前，重要業務服務器均位于中心機房，幾乎涉及所有氣象業務領域，如天氣預報、氣象服務、預警信息發布、衛星接收處理系統、業務管理等。

2.1.3 視頻會議系統監控 由于視頻會議系統物理設備所處位置比較分散，有的在業務平臺，有的在中心機房，有的在各區縣局，不便于及時發現問題。為加強維護與管理，系統主要實現對視頻會議系統MCU設備(視頻會議服務器)和所有視頻會議終端的網絡通暢情況進行自動監控。

2.2 前端Web應用

基于B/S工作方式，將監控結果以表格或拓撲圖方式顯示在網頁前端。對所監控到的結果主要采取多種顏色變化提醒方式，正常時顯示綠色，有異常時顯示黃色，有故障時顯示紅色。每部分監控結果的顯示頁面均實現20 s自動刷新，顯示最新監測結果。

3 各部分功能簡介

3.1 后臺入庫

3.1.1 數據庫結構描述 此部分功能主要使用wljk_sb、wljk_server、wljk_hy等3個SQL Server數據庫表，分別存儲對關鍵網絡設備、重要業務服務器、視頻會議系統等物理設備的監控信息，表wljk_server和wljk_hy的結構基本相同，均包含監測時間、服務器名稱(或設備名稱)、服務器IP地址(設備地址)、線路狀態、平均耗時等字段。wljk_sb表共包含6個字段，其結構見表1。

表1 wljk_sb表結構Tab.1 The Structure of Wljk_sb Table

3.1.2 入庫程序的具體實現 后臺一共使用3個入庫程序，分別實現對關鍵網絡設備、重要業務服務器、視頻會議系統等物理設備的運行監控，并將監控結果自動寫入數據庫表中。將后臺入庫程序加入計算機操作系統計劃任務欄，每隔幾分鐘運行一次。為避免影響觀測發報，不占用網絡通信資源，設置在正點前后的10 min這個時間段內不執行入庫程序。每部分功能序實現時，首先將所有物理設備的IP地址添加到一個文本文件中，依次讀出設備名、設備IP地址等，使用ping命令測試每個IP地址并將測試結果存放入一個文件，通過讀取文件內容，確定某個設備的網絡狀態、平均耗時等參數，然后將其寫入數據庫中。

3.2 前端網頁顯示

3.2.1 表格顯示 采取B/S工作模式，在網頁前端以表格形式顯示對關鍵網絡設備、重要業務服務器、視頻會議系統等物理設備的運行監控情況。

在對關鍵網絡設備監控部分，可全部或分區縣顯示各地電信路由器、聯通路由器、核心交換機等網絡設備通暢情況，自動監測的通信線路主要包含從本地計算機到局域網核心交換機、從本地到省級關鍵業務服務器(這里主要設置IP地址分別為10.203.6.5、10.203.72.30、10.203.6.13的服務器)、從本地到各區縣局關鍵網絡設備(主要包括含核心交換機和路由器)、從本地計算機到省級關鍵網絡設備(主要包括電信和聯通線路的路由器)等。

通過對全市(含區縣)關鍵氣象網絡設備的整體監控，不僅可以快速獲取某個網絡設備的IP地址，還可快速獲知網絡通暢情況，判斷線路是否有故障發生，節省網絡故障處理時間，明顯提高網絡故障處理效率。同時，在監測頁面的下方設置“停止刷新”和“啟動刷新”兩個按鈕，定時自動刷新顯示網絡監測結果。網絡設備監控主要界面見圖2。

在服務器狀態監控部分，主要實現通過Web界面，實時顯示各重要業務服務器的網絡運行狀態。目前，監控的服務器主要涉及以下業務：局域網文件共享服務、黃果樹機場氣象數據調用、數據庫服務器、CMACast衛星接收處理系統、國突預警發布平臺、地面自動站資料異地備份、國突平臺多手段對接等。

在視頻會議系統監控部分，主要實現對MCU設備(視頻會議服務器)進行日常運行監控，在視頻會議系統運行或測試期間，對本地以及各區縣局視頻會議終端的網絡通暢情況進行監控。視頻會議系統監控界面見圖3。

3.2.2 拓撲圖形式[2]這里使用拓撲圖形式，僅實現對關鍵網絡設備的自動監控。通過此形式，可以更直觀地掌握全市網絡設備的通暢情況。利用Microsoft Office Visio軟件事先制作的網絡拓撲圖，在其對應通信線路上放置一個紅色滾動的小球，當網絡正常時紅色小球消隱，網絡異常時顯示紅色小球。網絡正常與否，通過讀取數據庫自動獲取。拓撲圖顯示界面見圖4。

圖2 關鍵網絡設備監控界面Fig.2 The Monitoring Interface of Key Network Equipment

圖3 視頻會議系統監控界面Fig.3 The Monitoring Interface of The Video Conferencing System

圖4 拓撲圖顯示界面Fig.4 The Display Interface of The Topological Graph

4 業務應用情況

自系統投入業務運行以來，明顯提高了網絡管理與維護效率。使用該系統不僅可方便獲取關鍵網絡設備、服務器、視頻會議系統等各部分相應設備的IP地址，還可隨時掌握省—地—縣氣象光纖通信線路、各業務服務器、視頻會議系統各設備的網絡通暢情況，一旦有異常，可快速發現故障發生點，大大節省故障處理時間。后臺入庫程序運行在中心機房某一臺服務器上，當在網頁端打開系統，發現所有設備的線路狀態均顯示不通時，應首先重點檢查一下該臺服務器上的INode認證是否已下線，由此也可快速獲知服務器上其它業務是否正常運行，在確保該服務器INode認證正常前提下，再進一步對發生的故障進行判斷與處理。

5 結語

系統本著業務、服務與管理的需要而設計，充分利用已建成的網絡資源，基于C/S和B/S兩種工作模式，初步實現對安順市氣象信息網絡設備、業務服務器、視頻會議系統的自動監控與實時顯示，通過使用系統，可隨時掌握各部分網絡設備運行情況，及時發現故障并及時處理，明顯提高網絡管理與維護效率。在系統功能實現方面，有待進一步完善，如在故障提醒方面，可增加網頁聲音、手機短信等告警功能[3,4]；在監控內容方面，可增加對服務器參數如硬盤空間、內存使用情況等進行分析與實時監測。