聯通MV專線網管系統的設計與實現

朱云雷

【摘?要】目前，聯通在MV專線網絡管理方面缺乏整體監控和告警事務處理的信息化系統。基于此，本文使用基于角色、用戶業務流程分析的方法論述并確定了系統的功能需求、非功能性需求。運用架構分層思想，論述了系統的網絡結構、技術架構及業務功能模塊架構的設計過程。最后，為了保證系統的應用效果，對MV專線網絡管理系統進行測試。

【關鍵詞】MV專線;數據采集;系統設計

1.前言

聯通公司當前擁有眾多專線線路資源，伴隨著業務類型的不斷增多、業務規模的不斷擴大，用戶群體數量逐漸增多，專線在開通后為了提升便捷性，在客戶端安裝了眾多設備，但客戶側設備的安全狀態基本是無人監控，當設備的狀態出現異常時不能第一時間感知，只有問題出現質的變化時會有管理人員到機房進行異常排查，此時已經嚴重影響業務運轉，且維修人員需要周期較長的維修帶來了諸多不便[1]-[2]。基于此，為了提升專線的服務效率，保證專線在長時間內穩定運行本文將開發專線網絡管理系統，以期優化用戶體驗，提升聯通集團在專線業務方面的市場競爭力。

2.系統需求分析及總體設計

2.1 系統功能性需求分析

本課題將建設一套MV專線網絡管理系統，實現集客專線業務客戶側資源基礎信息的收集、整理，對客戶側設備的性能數據進行分析，告警信息進行關聯，從而有效協助對一線MV專線運維工作的重點監控、重點保護，使對集團客戶業務的保障工作由被動轉為主動。

聯通集客專線端到端監控系統最終建設目標是能夠滿足集團業務客戶側網管統一監控的需求，提供風格一致且方便友好的界面，可以方便地監控、管理和維護所有客戶側設備、網絡以及應用，同時預留接口，可實現將來與其它網管系統的信息交互。

2.1.1 網管采集功能

網管采集功能支持SNMP、TELNET、SSH、ODBC、JDBC的非代理模式，實現網絡設備運行數據、端口數據進行采集，網管采集功能用例圖如圖2-1所示，包括MV網絡設備數據采集功能、網管監控功能。

2.1.2 資源管理功能

資源管理功能實現跨廠商、跨平臺的IT設備管理的功能，實現對網絡設備、服務器、軟件、PC等IT資產的統一管理。資源管理功能的子功能包括資源查詢統計功能、資源對象管理功能、網元管理功能，用例圖如圖2-2所示。

2.1.3 整體監控功能

整體監控功能完成MV專線相關的數據整體監控，包括異常專線數量監控功能、專線指標監控功能、告警統計功能、拓撲監控功能、告警監控功能，其用例圖如圖2-3所示。

2.1.4 工單管理功能

工單管理功能主要根據告警信息對故障工單進行創建、下發、處理，保證MV專線資源的穩定運行。工單管理功能用例圖如圖2-4所示。

（1）故障工單創建功能

故障工單可由網管運維人員創建，需經過網絡管理員審核后發布，也可由網絡管理員直接進行創建。

（2）故障工單處理功能

網絡運維人員可查看待處理的故障工單信息，并對分配給自己的工單信息處理，并對處理結果進行上傳，維主管進行審核。審核通過后，故障工單處理完畢，審核不通過，繼續進行處理。

（3）故障工單查詢功能

網絡運維人員、網絡運維人員、網絡管理員可以對故障工單信息進行查看，對各自類型的工單詳情進行查看。但是工單查詢時，需不同用戶的權限展示工單數據，即僅能夠查看自身管轄范圍內的工單信息。

2.1.5 報表管理功能

報表管理對MV專線網絡管理過程中的運維數據進行匯總統計。報表管理功能用例圖如圖2-5所示，包括網絡質量月報管理功能、專線QoS指標查詢功能、數據中心至其他專線指標統計功能、專線寬帶利用率統計功能、專線忙時統計功能[3]。

（1）網絡質量月報管理功能

網絡質量月報對專線故障數量、故障專線數據情況進行統計。同時，對不同專線電路、故障次數、環比、派單次數按照月度進行統計，支持柱狀圖和表格的形式展示。

（2）專線QoS指標查詢功能

專線QoS指標提供了省份、地市、時間區間等條件進行查詢，查詢結果包括省份、地市、客戶名稱、電路編號、IP、接口名稱、帶寬、QoS策略名稱、OoS等級、QoS分配帶寬、當前速率、帶寬利用率等信息。

（3）數據中心至其他專線指標統計功能

數據中心至其他專線指標提供了省份、地市、時間區間等條件進行查詢，查詢結果包括省份、地市、客戶名稱、數據中心電路編號、數據中心CEIP、目的專線電路編號、時延、抖動、丟包率、時間等信息。

（4）專線寬帶利用率統計功能

專線寬帶利用率統計提供了省份、地市、時間區間等條件進行查詢，查詢結果包括省份、地市、客戶名稱、電路編號、IP、接口名稱、帶寬、帶寬利用率、時間等信息。

（5）專線忙時統計功能

專線忙時統計提供了省份、地市、時間區間、忙時比例等條件進行查詢，查詢結果包括省份、地市、客戶名稱、電路編號、忙比比例、帶寬利用率、時間等信息。

2.2 系統非功能需求分析

2.2.1 性能

并發需求：本系統特點是通過上層業務系統調度業務執行，所謂的并發用戶數和并發任務數相同，先按照中小型系統設計要求：1000并發任務執行來設計。

操作響應需求：系統登錄操作響應時間最大時長3s以內;模塊切換時保證用戶可接受的訪問速度，頁面加載速度3s以內[4]。

2.2.2 安全性

聯通MV專線網絡管理系統內部的數據對安全性要求較高，需要保證不同的用戶具備不同的操作權限，防止“越權”事件的發生。同時，系統需要具備抵御外部攻擊的能力，需要具備一定的加密措施，提升系統的安全性[5]。

3.系統需求分析及總體設計

3.1 系統網絡結構設計

聯通MV專線網絡管理系統基于B/S架構設計，網絡結構如圖3-1所示，主要利用各類服務器進行專線運維數據采集、存儲和應用。

數據采集集群與網管系統和資源管理系統對接，對專線資源以及性能狀況進行采集。目前數據采集服務器的數量為5臺。數據庫服務器對資源數據、運維數據進行存儲，通過部署Oracel數據庫進行讀寫控制，并與其他服務器進行交互。應用服務器主要用于應用程序部署和交互響應。用戶在使用系統時，可通過局域網和互聯網進行系統訪問，使用外網進行訪問時，需借助VPN服務完成，以提升系統的安全性。

3.2 系統技術架構設計

本系統采用分層的設計思想，采用MVC軟件分層的架構進行設計。具體如圖3-2所示。

數據采集層：通過統一的數據采集平臺對不同數據源進行采集支持多樣的接口。

數據處理層：各個后臺模塊采用Spark架構+SOA的思想進行設計，每一個后臺模塊根據不同功能單元進行拆分并形成服務。

數據存儲層：采用RDB關系型數據庫的 Oracle數據庫進行存儲。存儲內容主要有資源數據、性能數據、告警數據，方便前臺頁面獲取相關數據。

數據呈現層：多種展現形式，包括告警流水、拓撲、矩陣、圖表、GIS等，用于展現監控中心的各個監控模塊。在數據呈現層，采用B/S架構，使用Vue前臺框架，采用js語言進行開發，使用CSS樣式，并且應用ECharts圖形組件，構建前臺實時監控的業務圖表，包括但不限于網絡拓撲圖、流水窗口圖等，能夠方便、快速的發現網絡問題。

3.3 功能模塊實現

3.3.1 網管采集模塊詳細設計及實現

網管采集模塊支持SNMP、TELNET、SSH、ODBC、JDBC的非代理模式，實現網絡設備運行數據、端口數據進行采集，網管采集功能用例圖如圖3-1所示，包括MV網絡設備數據采集功能、網管監控功能。

類設計：根據SSH框架的分層開發模式。網管采集模塊屬于內部執行的程序，在前端JSP頁面無需進行顯示。業務處理由控制層的控制類和服務類完成，具體包括CollectionAction類，服務類包括CollectionService類，與前端設備進行對接，實現專線資源及其運行數據的采集。數據持久層負責數據管理和相關數據表操作過程的管理。本模塊的模型類包括CollectionModel類，對數據采集記錄表進行存儲。

CollectionService類的CollectioninfobyAPI方法通過SNMP協議定期獲取網管數據，采集網絡通斷性、CPU利用率、內存利用率、輸出錯包率、輸入錯包率、輸入帶寬利用率、輸出帶寬利用率、帶寬利用率、輸入接口丟包率、輸出接口丟包率、接口丟包率、接口錯包率、最大時延、最大抖動、最大丟包率、平均時延、平均抖動、平均丟包率等指標信息，然后定義CollectionModel類將采集記錄存儲到數據采集記錄表中。

3.3.2 資源管理模塊詳細設計及實現

資源管理模塊詳細設計及實現

根據SSH框架的分層開發模式。資源管理模塊的前端JSP頁面主要包括列表頁面和詳情頁面，實現資源數據的新增、編輯及查詢。業務處理由控制層的控制類和服務類完成，具體包括ResourceMonitorAction類、ResourceAction類、ElementAction類，服務類包括ResourceAPIservice類，與資源管理系統對接，實現資源的采集。數據持久層負責數據管理和相關數據表操作過程的管理。本模塊的模型類包括ResourceModel類、ElementModel類。

選擇設備視圖查詢統計Tab時，通過選擇頁面的類型、廠商、應用等維度，JSP調用JS方法向ResourceMonitorAction類的ResourceEQstat方法推送請求，對網絡設備、主機、數據庫、中間件等設備的數量和所占的比例進行統計和匯總，調用前端的JS方法庫進行餅狀圖結果的呈現。同時，JS數組中存儲了系統名稱、IP地址、生產商、應用系統、CPU利用率、內存利用率等信息，可以通過read方法解析到列表頁面中。

3.3.3 整體監控模塊詳細設計及實現

整體監控模塊完成MV專線相關的數據整體監控，包括異常專線數量監控功能、專線指標監控功能、告警統計功能、拓撲監控功能、告警監控功能。整體監控模塊詳細設計及實現的類設計：根據SSH框架的分層開發模式。整體監控模塊的前端JSP頁面主要包括拓撲展示頁面、列表頁面和詳情頁面，實現拓撲結構展示、告警規則配置及告警記錄查詢、性能監控。業務處理由控制層的控制類和服務類完成，具體包括MonitorAction類、TopologicalMonitorAction類、AlarmAction類，服務類包括ResourceAPIservice類、OPNFVservice類，實現告警數據、性能數據的采集和NFV編排。數據持久層負責數據管理和相關數據表操作過程的管理。本模塊的模型類包括ResourceModel類、AlarmRuleModel類、AlarmModel類、IndexRecordModel類。

3.3.4 工單管理模塊詳細設計及實現

工單管理模塊主要根據告警信息對故障工單進行創建、下發、處理，保證MV專線資源的穩定運行。類設計：根據SSH框架的分層開發模式。整體監控模塊的前端JSP頁面主要包括工單列表頁面和詳情頁面，實現工單查詢及處理。業務處理由控制層的控制類和服務類完成，具體包括OrderAction類，服務類包括FileImpl類，實現故障附件的上傳及下載。數據持久層負責數據管理和相關數據表操作過程的管理。本模塊的模型類包括OrderModel類。

3.3.5 報表管理模塊詳細設計及實現

報表管理對MV專線網絡管理過程中的運維數據進行匯總統計。報表管理模塊包括網絡質量月報管理功能、專線QoS指標查詢功能、數據中心至其他專線指標統計功能、專線寬帶利用率統計功能、專線忙時統計功能。報表管理模塊的類設計：根據SSH框架的分層開發模式。報表管理模塊的前端JSP頁面主要包括統計結果展示頁面、列表頁面和詳情頁面，實現統計結果展示。業務處理由控制層的控制類和服務類完成，具體包括ReportAction類。數據持久層負責數據管理和相關數據表操作過程的管理。

4.系統測試

4.1 系統性能測試

根據第3章的性能需求，MV專線網絡管理系統的性能主要包括并發數和連接數。為了驗證系統滿足1000并發和3秒的響應延時，在LoadRunner中構建測試腳本和測試用例，統計不同并發數據情況下系統的響應水平。測試步驟及測試結果如表4-1所示。

從測試結果來看，MV專線網絡管理系統的并發數和連接數測試通過。

4.2 系統應用情況

從應用效果來看，聯通MV專線網絡管理系統可以實現專線資源和運行情況的整體監控，可以幫助企業的運維管理部門主動式地管理網絡環境和業務運行，將網絡和業務的黑箱運行逐步透明化、可視化，同時，該系統可以保障企業經營，節省企業用人成本，減少因網絡故障而帶來的損失，為企業提高生產力、工作效率和企業效益提供堅實的基礎。

5.結語

聯通MV專線網絡管理系統致力于為企業的IT運維提供集中、一體、實時的監控管理解決方案。本課題對聯通MV專線網絡管理系統數據采集、事件處理、性能管理等業務內容進行管理，結合先進的軟件開發技術和數據處理架構，對系統核心功能模塊進行設計和實現。以期優化用戶體驗，提升聯通集團在專線業務方面的市場競爭力。

參考文獻：

[1]齊戰彪，基于SDH以太網專線接入網絡管理軟件設計[J]，硅谷，2013（2）：79-79.

[2]錢春燕，醫院異地網絡通信管理——合理運用vpn和ddn數字專線[J]，電腦知識與技術（5）：51+53.

[3]曾林、高偉、傅龍臻等，Mstp技術在氣象服務專線架設中的應用[J]，信息技術與信息化，2014（12）：126-127.

[4]亓林濤，計算機網絡管理及相關安全技術分析[J]，數字通信世界，No.158（2）：97-98.

[5]范穎輝，關于建立數據專線業務質量管理體系的思考[J]，現代通信，000（z4）：17-21.

（作者單位：上海廉創通信工程有限公司）