基于SNMP協(xié)議的機房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

李華松　馬迅飛　張進(jìn)鐸　張俊　趙葉平

摘 要： 以高性能計算機機房監(jiān)控為背景，為提高機房的運維水平，從監(jiān)控的便捷性、可靠性角度出發(fā)，構(gòu)建了一套基于SNMP協(xié)議的新型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)。通過獲取MIB值，實現(xiàn)對機房內(nèi)眾多節(jié)點設(shè)備的交互及管理。測試表明，該系統(tǒng)運行良好，能夠有效地對機房設(shè)備實施監(jiān)控管理，為正常的生產(chǎn)活動提供有力保障。

關(guān)鍵詞： 計算機機房； 運維； SNMP協(xié)議； MIB值； 集中監(jiān)控管理

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）11-40-03

Abstract： Take high performance computer room monitoring as the background， to improve the operation and maintenance level of computer room， from the perspective of the convenience and reliability of monitoring， a new centralized monitoring and management system based on SNMP protocol is built. Test shows that the system runs well， can effectively monitor and manage equipments in computer room， and provides a strong guarantee for normal production activities.

Key words： computer room； operation and maintenance； SNMP protocol； MIB value； centralized monitoring and management

0 引言

機房作為信息服務(wù)的基礎(chǔ)載體，其安全可靠性越來越重要。由于機房子系統(tǒng)多、管理復(fù)雜，而且專業(yè)運維人員稀缺，因此，實現(xiàn)機房的科學(xué)化運營管理難度較大。通過智能化手段，實現(xiàn)機房設(shè)備的集中化管理，可降低運維人員管理壓力，降低運維成本。

機房監(jiān)控管理系統(tǒng)是隨信息化建設(shè)應(yīng)運而生的，它是機房環(huán)境監(jiān)控管理服務(wù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體信息技術(shù)、自動化技術(shù)結(jié)合的完美體現(xiàn)。以系統(tǒng)工程的觀點對機房的環(huán)境結(jié)構(gòu)、服務(wù)需求、設(shè)備內(nèi)容和管理模式四個基本要素以及它們的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行優(yōu)化組合，從而可提供一個穩(wěn)定可靠、投資合理、高效方便、舒適安全的機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

SNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）能夠很好的監(jiān)管機房的各種動力設(shè)備（空調(diào)、UPS等）和環(huán)境設(shè)備（溫濕度、煙感等傳感器）[1]。目前，SNMP已經(jīng)成為事實上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)也得到越來越廣泛的應(yīng)用。

1 SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議

1.1 SNMP協(xié)議簡介

SNMP由一組網(wǎng)絡(luò)管理的標(biāo)準(zhǔn)組成，包含一個應(yīng)用層協(xié)議、數(shù)據(jù)庫模型和一組資源對象。SNMP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由三部分組成：NMS（管理者）、Agent（代理）、MIB（管理信息庫），圖1是SNMP網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)示意圖。NMS是網(wǎng)絡(luò)中的管理者[2]，是一個利用SNMP協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理和監(jiān)視的系統(tǒng)，它既可以指一臺專門用來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理的服務(wù)器，也可以指某個設(shè)備中執(zhí)行管理功能的一個應(yīng)用程序；Agent是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中一個應(yīng)用模塊，用于維護(hù)被管理設(shè)備的信息數(shù)據(jù)并響應(yīng)NMS的請求，把管理數(shù)據(jù)匯報給發(fā)送請求的NMS；MIB是被管理對象的集合，被管理的對象指的是任何一個被管理的資源，MIB定義了被管理對象的一系列屬性，包括對象的名稱、對象的訪問權(quán)限和對象的數(shù)據(jù)類型等。SNMP的目標(biāo)是管理互聯(lián)網(wǎng)上眾多廠家生產(chǎn)的軟硬件平臺。

管理者和被管理對象之間的通信包括以下操作：Get操作，管理者讀取被管理對象MIB的值；Set操作，管理者遠(yuǎn)程設(shè)置被管理對象MIB的值；Trap操作，被管理對象主動向管理者報告預(yù)制的特定事件。在正常運行狀態(tài)下，管理者采用主動輪詢的方法，監(jiān)測下屬所有被管對象工作狀態(tài)的信息。當(dāng)超過MIB預(yù)先設(shè)置的閾值后，被管理對象向管理者發(fā)出異常事件的報告，管理者在接收到異常情況報告后，對事件進(jìn)行診斷，獲取更多關(guān)于異常情況的信息。

1.2 MIB及自定義實現(xiàn)

管理信息庫MIB指明了網(wǎng)絡(luò)元素所維持的變量（即能夠管理進(jìn)程查詢和設(shè)置信息）。MIB由對象識別符（OID： Object Identifier）惟一指定，MIB給出了一個網(wǎng)絡(luò)中所有可能的被管理對象的集合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是一個樹形結(jié)構(gòu)。SNMP協(xié)議消息通過遍歷MIB樹形目錄中的節(jié)點來訪問網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備[3]。

MIB值負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的配置及運行所需的基本數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)中的機房MIB值包括動力和環(huán)境兩個方面。UPS的MIB值可以依據(jù)RFC 1628及廠商提供的MIB值獲得[4]；精密空調(diào)、溫濕度等的MIB值可依據(jù)廠家提供的資料獲得。

2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)

本設(shè)計是以一個機房為設(shè)計原點，在保證本地監(jiān)控功能的基礎(chǔ)上，充分考慮多點集中監(jiān)控，以及分布式管理等功能需求。對單個機房設(shè)計采用嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，對本地機房內(nèi)動力環(huán)境設(shè)備進(jìn)行本地化監(jiān)控管理[5]。

通過制定策略的方式，滿足用戶的各項聯(lián)動管理需求。當(dāng)監(jiān)控對象發(fā)生故障時，能夠以短信、電話、郵件等方式實時發(fā)出對外報警。同時，嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器還具備聯(lián)網(wǎng)管理功能，服務(wù)器可通過專用數(shù)據(jù)接口，將本地監(jiān)控對象的實時參數(shù)上傳至上層監(jiān)控平臺，以滿足用戶聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理需求。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)由三部分組成：現(xiàn)場設(shè)備采集層、管理服務(wù)層、遠(yuǎn)程Web瀏覽層?，F(xiàn)場設(shè)備采集層由各監(jiān)控對象和協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊組成，主要進(jìn)行通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換和設(shè)備終端數(shù)據(jù)采集。管理服務(wù)層用于對設(shè)備采集層的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中分析、存儲，通過管理服務(wù)器，實現(xiàn)對底層動力環(huán)境監(jiān)控對象的集中監(jiān)控管理，管理服務(wù)器由多臺集中管理服務(wù)器組成，各站點設(shè)備信息以網(wǎng)絡(luò)方式上傳至集中監(jiān)控平臺。遠(yuǎn)程Web瀏覽層通過IE瀏覽器或客戶端方式，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)平臺的訪問。

本系統(tǒng)的總體邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2 子模塊搭建

本系統(tǒng)主要由UPS、精密空調(diào)、溫濕度傳感器等子模塊組成。UPS通過通訊接口RS232和通訊協(xié)議與現(xiàn)場監(jiān)控主設(shè)備相連，采用總線方式傳遞其工作參數(shù)、運行狀態(tài)等信號；精密空調(diào)通過提供的遠(yuǎn)程監(jiān)控通訊RS232/RS485接口和通信協(xié)議連接至監(jiān)控主設(shè)備，也是采用總線方式傳遞工作參數(shù)、運行狀態(tài)信號；溫濕度傳感器布設(shè)在機房內(nèi)的重點區(qū)域，避免因局部區(qū)域制冷量不夠使設(shè)備溫度過高而宕機。

2.3 軟件實現(xiàn)

本系統(tǒng)使用Visual Studio 2010作為軟件開發(fā)平臺，使用C#語言開發(fā)。在程序命名空間中引用SnmpSharpNet開源組件，方便在程序中使用SNMP協(xié)議。

3 系統(tǒng)測試及分析

通過測試得到如圖3所示的UPS的運行狀態(tài)圖，以及如圖4所示的精密空調(diào)的運行狀態(tài)圖。

從圖3和圖4中的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息不難分析得出，系統(tǒng)運行準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。

4 結(jié)束語

上述結(jié)果表明，基于SNMP協(xié)議構(gòu)建的集中監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠正確、可靠的運行，并且在高性能機房監(jiān)控上具有十分理想的監(jiān)控效果，可以預(yù)料，該解決方案必將有非常重要的應(yīng)用前景。但同時對于監(jiān)控服務(wù)器上資源的合理分配和使用尚需作進(jìn)一步研究，系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)容后的性能尚需進(jìn)一步監(jiān)測。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 李明江.SNMP簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議[M].電子工業(yè)出版社，

2007.

[2] 郭軍.網(wǎng)絡(luò)管理[M].北京郵電大學(xué)出版社，2003.

[3] 熊英.基于SNMP的MIB庫訪問[J].計算機與現(xiàn)代化，

2007.139（3）：90-92

[4] J.Case. UPS Management Information Base [OL].May

1994.http：//www.ietf.org/rfc/rfc1628.txt.

[5] 王瑋.基于SNMP網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京郵電

大學(xué)，2011：20-22