一種民航轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)硬盤I/O性能監(jiān)控的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：文章提出一種能夠檢測(cè)民航轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)系統(tǒng)硬盤I/O性能的監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以部署于民航轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)IP終端，并定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，診斷后臺(tái)Linux服務(wù)器硬盤運(yùn)行狀況，為轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)日常維護(hù)提供技術(shù)支持。系統(tǒng)通過visual2010進(jìn)行C#設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：I/O性能監(jiān)控；民航轉(zhuǎn)報(bào)；C#

引言

目前，民航轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)為了保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及相關(guān)行業(yè)的政策要求，后臺(tái)服務(wù)器采用Linux系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)器的進(jìn)程服務(wù)與支持。與此同時(shí)，在兩臺(tái)主備服務(wù)器的監(jiān)控上，系統(tǒng)提供了相應(yīng)的IP終端對(duì)其運(yùn)行的進(jìn)程、數(shù)據(jù)報(bào)文、設(shè)備參數(shù)以及其他配置操作的監(jiān)控。在此過程，系統(tǒng)廠家并未提及硬盤輸入輸出能力、硬盤壞道的監(jiān)控。而對(duì)于一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定要求較高的系統(tǒng)來說，24小時(shí)不間斷的運(yùn)行，使得系統(tǒng)硬盤故障出現(xiàn)的概率增加不少，這對(duì)于實(shí)際運(yùn)行來說，又是一個(gè)故障的隱患?；贚inux后臺(tái)操作的系統(tǒng)，監(jiān)控硬盤一方面命令繁瑣不適合一般值班人員操作，另一方面則是定期的人工維護(hù)在系統(tǒng)保障要求增加的多系統(tǒng)平臺(tái)上顯得更加耗時(shí)。因此，文章提出一種民航轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)硬盤I/O性能監(jiān)控，系統(tǒng)能應(yīng)用于空管一線值班，提高工作效率。

1 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

1.1 監(jiān)控的重要參數(shù)

對(duì)于Linux硬盤監(jiān)控，系統(tǒng)監(jiān)控的重要指標(biāo)有多種，例如每秒I/O數(shù)（IOPS或tps）、硬盤吞吐量（Throughput）、平均I/O數(shù)據(jù)尺寸、硬盤活動(dòng)時(shí)間百分比（Utilization）、服務(wù)時(shí)間（Service Time）、等待時(shí)間（Wait Time）等。對(duì)于民航轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)來說，結(jié)合實(shí)際工作情況，我們將重點(diǎn)關(guān)注硬盤吞吐量、磁盤活動(dòng)時(shí)間百分比以及I/O等待隊(duì)列長(zhǎng)度。這三個(gè)元素將與轉(zhuǎn)報(bào)服務(wù)器處理報(bào)文息息相關(guān)。

1.2 監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)通過對(duì)轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)后臺(tái)進(jìn)行部署腳本，通過前端IP終端進(jìn)行執(zhí)行文件下載到本地，并提取相應(yīng)信息進(jìn)行設(shè)計(jì)。后臺(tái)腳本的實(shí)現(xiàn)有多方面，本系統(tǒng)主要考慮以上的三大主要監(jiān)控要素、硬盤壞道監(jiān)控以及容量監(jiān)控。而前臺(tái)IP終端則應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)，目的在于利用C#對(duì)后臺(tái)執(zhí)行后的結(jié)果文本進(jìn)行FTP下載，并使用文獻(xiàn)[2]所采納的正則表達(dá)式進(jìn)行文本匹配。

1.2.1 后臺(tái)文件設(shè)計(jì)

后臺(tái)文件設(shè)計(jì)，可以采納Linux的iostat和sar命令進(jìn)行腳本編寫。iostat命令主要通過監(jiān)控磁盤的活動(dòng)時(shí)間及其平均傳輸速度，監(jiān)控系統(tǒng)的I/O設(shè)備負(fù)載，并與此同時(shí)生成報(bào)告，在實(shí)際設(shè)計(jì)中即為后面所述的保存的后臺(tái)文本信息。iostat的主要目的在于監(jiān)控系統(tǒng)的磁盤利用率，并與此同時(shí)評(píng)估系統(tǒng)的I/O瓶頸。相比之下，sar命令報(bào)告CPU的使用情況，統(tǒng)計(jì)相關(guān)的信息，并給出相應(yīng)的結(jié)果報(bào)告。在LINUX運(yùn)行環(huán)境下，兩者存在于工具包sysstat中。也就是說，我們必須在設(shè)計(jì)前為轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)的后臺(tái)安裝sysstat工具包，為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做好環(huán)境部署。

在設(shè)計(jì)上就可以通過shell腳本進(jìn)行編寫，部分腳本如下：

function usage {

echo ""

echo "usage： IOAnalyzer.sh -i inIostatFile [ -l outLogFile ] ＼

[ -a outAlertFile ] [ -u dishUtil ] [ -r rateGEUtil ]"

echo ""

echo "For example： IOAnalyzer.sh -i /tmp/iostat.out -l /tmp/logFile ＼

-a /tmp/aletFile -u 80 -r 70"

echo "For AIX， please run 'iostat -d [ [ ] ＼

to create inIostatFile"

echo "For Linux， please run 'iostat -d -x [ [ ] ＼

to create inIostatFile"

exit 1

主要實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)功能的監(jiān)控，而后則通過命令將訪問結(jié)果報(bào)告存儲(chǔ)與系統(tǒng)固定路徑下。

1.2.2 C#的FTP下載設(shè)計(jì)

IP終端前端軟件的設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)主要考慮的是在不影響后臺(tái)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，到后臺(tái)文件報(bào)告生成路徑下下載文件報(bào)告并針對(duì)性分析。系統(tǒng)在前端提供友好人機(jī)交互界面，通過定期維護(hù)的操作指引，系統(tǒng)將提供人工索取后臺(tái)文件和自動(dòng)索取后臺(tái)文件?？紤]監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的大小，系統(tǒng)不建議采用頻繁自動(dòng)獲取，而提供了手工定期維護(hù)獲取，定期維護(hù)分析。這一方面避免了對(duì)linux后臺(tái)文件的繁瑣指令操作，也避免了維護(hù)人員的誤操作。另一方面則是提供了更加豐富的系統(tǒng)告警及分析功能。包括對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的操作日志記錄方便后續(xù)空管安全事件的檢查。

在FTP下載上，系統(tǒng)首先需要在visual2010平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)FtpSupport.dll的引入。系統(tǒng)通過引入dll文件，可以快速進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)而不再深究底層操作，縮短開發(fā)周期。

而在軟件上，引入FtpSupport.dll的程序可以簡(jiǎn)單通過以下指令進(jìn)行FTP的相關(guān)操作：

FtpSupport.FtpConnection ftp= new FtpSupport.FtpConnection（）；

ftp.Connect（ftpserver， ftpuser， ftppass）；

ftp.PutFile（fromurl + filename， filename）；

ftp.Close（）；

1.2.3 C# 正則表達(dá)式的信息提取

根據(jù)文獻(xiàn)[2]，借鑒其經(jīng)驗(yàn)，正則表達(dá)式是C#里面較好的字符串信息處理方法。對(duì)于后臺(tái)執(zhí)行報(bào)告來說，系統(tǒng)通過上述FTP下載至本地IP終端，在此過程獲取到的將是與后臺(tái)無差異的文文章件。該文件將包含相關(guān)報(bào)告信息，因此系統(tǒng)可以通過前端對(duì)正則表達(dá)式的使用將對(duì)應(yīng)的文件關(guān)鍵信息提取出來進(jìn)行進(jìn)一步的報(bào)告分析和相應(yīng)告警。

在設(shè)計(jì)上C#提供了強(qiáng)大的正則表達(dá)式處理方式，首先引用System.Text.RegularExpressions命名空間，其次利用正則表達(dá)式構(gòu)造一個(gè)Regex類，再通過使用Regex類的IsMatch方法驗(yàn)證匹配。在C#中Regex類的IsMatch（）方法返回一個(gè)bool值，如果有匹配項(xiàng)，返回true，否則返回false。軟件上實(shí)現(xiàn)有：

MatchCollection mc；

Regex r = new Regex（"all is "）；

mc = r.Matches（"all is ok"）；

for （int i = 0； i < mc.Count； i++）

{

//相關(guān)子處理模塊

}

2 結(jié)束語(yǔ)

文章提供了一套能夠適用于空管值班一線的轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)服務(wù)器硬盤I/O性能監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對(duì)后臺(tái)執(zhí)行命令生成報(bào)告的保存，在轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)前端IP終端進(jìn)行部署分析下載軟件，實(shí)現(xiàn)了民航對(duì)民航轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)的硬盤及I/O能力與狀態(tài)的監(jiān)控。系統(tǒng)可以應(yīng)用于目前民航主流轉(zhuǎn)報(bào)機(jī)系統(tǒng)，為提高一線值班效率提供技術(shù)手段。

參考文獻(xiàn)

[1]李偉.嵌入式硬盤錄像機(jī)存儲(chǔ)軟件設(shè)計(jì)[D].浙江大學(xué)，2007.

[2]曾培彬，高升秋.基于Web信息處理的機(jī)位信息融合設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)民航飛行學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（5）.

作者簡(jiǎn)介：楊奕堂（1985-），男，廣西貴港，中國(guó)民用航空中南地區(qū)空中交通管理局廣西分局，助理工程師，研究生，碩士，研究方向：空中交通自動(dòng)化管理、民航轉(zhuǎn)報(bào)信息化。