分布式環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控方法研究

沈磊，何嬌，胡昊*

（1.武漢大學(xué)信息管理學(xué)院，武漢 430072；2.環(huán)境保護部信息中心，北京 100029）

分布式環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控方法研究

沈磊1，何嬌2，胡昊2*

（1.武漢大學(xué)信息管理學(xué)院，武漢 430072；2.環(huán)境保護部信息中心，北京 100029）

環(huán)境信息化是環(huán)保能力建設(shè)的重要組成部分，是涵蓋環(huán)保各項業(yè)務(wù)的一項基礎(chǔ)性工作。隨著環(huán)境保護相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的不斷增加，極大增加了系統(tǒng)的運行維護難度，獲取準確的系統(tǒng)運行信息、準確定位問題節(jié)點已經(jīng)成為進行應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控管理的重點和難點。針對環(huán)境信息化的發(fā)展現(xiàn)狀和分布式系統(tǒng)的特點，本文將系統(tǒng)監(jiān)控管理的對象分為應(yīng)用類對象和系統(tǒng)類對象兩類，并給出一種應(yīng)用系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控對象模型，明確的監(jiān)控對象的確立方式，建立監(jiān)控對象間的依賴關(guān)系，從而建立影響應(yīng)用系統(tǒng)運行狀況的因素拓撲關(guān)系。論述了應(yīng)用類資源和系統(tǒng)類資源監(jiān)控信息的獲取方法，包括操作系統(tǒng)、中間件等系統(tǒng)類資源的監(jiān)控機制，以及實時撥測、基于性能工具的監(jiān)控、集成監(jiān)控機制等應(yīng)用類資源監(jiān)控機制。給出了應(yīng)用系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控體系的技術(shù)架構(gòu)，對各組成部分的主要功能進行了描述。在此基礎(chǔ)上建立的應(yīng)用系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)能對應(yīng)用系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行全面周期監(jiān)控，并能準確定位問題發(fā)生的關(guān)鍵部位。

環(huán)境信息化；分布式;應(yīng)用系統(tǒng);監(jiān)控

1 環(huán)境信息化的必要性及發(fā)展現(xiàn)狀

環(huán)境信息化是充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)環(huán)境信息資源，促進環(huán)境信息交流和共享，推動環(huán)境保護發(fā)展轉(zhuǎn)型或改進決策管理的歷史性進程。國內(nèi)的信息化是從20世紀80年代中期，在社會進入信息時代后開始規(guī)?；ㄔO(shè)與發(fā)展，90年代初期，為了適應(yīng)我國環(huán)境保護工作的需要，環(huán)境信息化逐漸進入國家信息化領(lǐng)域，較大規(guī)?；ㄔO(shè)始于“九五”期間，至今已有20年。

環(huán)境問題是多個問題的綜合體，是人與自然、發(fā)展與環(huán)境利益矛盾沖突的結(jié)果，是一個多層次、多系統(tǒng)、多視角的復(fù)雜問題。從經(jīng)濟角度看，涉及三次產(chǎn)業(yè)及各行各業(yè)和生產(chǎn)、流通、分配、消費各個環(huán)節(jié)；從管理角度看，涉及水務(wù)、國土、建設(shè)、農(nóng)業(yè)和家庭生活的多個方面；從技術(shù)角度看，涉及物理、化學(xué)、生物、地質(zhì)等多學(xué)科領(lǐng)域；從業(yè)務(wù)管理角度看，涉及環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)察、環(huán)境統(tǒng)計、污染源在線監(jiān)控、項目審批和驗收、信訪投訴等業(yè)務(wù)板塊。環(huán)境信息種類繁多、數(shù)量巨大，只有深入推進環(huán)境信息化建設(shè)，實現(xiàn)環(huán)境信息采集、傳輸和管理的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，才能從大量龐雜的信息中洞察趨勢、掌握重點，使環(huán)境管理決策體現(xiàn)時代性、把握規(guī)律性、富于創(chuàng)造性，提高環(huán)境管理決策的水平和能力，推動各類環(huán)境問題的有效解決。

實踐證明，環(huán)境信息化是環(huán)保能力建設(shè)的重要組成部分，是涵蓋環(huán)保各項業(yè)務(wù)的一項基礎(chǔ)性工作，是服務(wù)環(huán)境管理決策的一種技術(shù)保障。離開環(huán)境信息化談環(huán)保，勢必影響環(huán)境管理決策的科學(xué)化、精準化，制約環(huán)境保護服務(wù)于政府宏觀管理的有效發(fā)揮。

各級環(huán)境保護行政主管部門積極應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感、自動監(jiān)控技術(shù)以及多媒體技術(shù)等先進的信息技術(shù)手段，陸續(xù)開展了辦公自動化、環(huán)境質(zhì)量自動監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、衛(wèi)星遙感監(jiān)測、環(huán)境統(tǒng)計、建設(shè)項目環(huán)境影響評價管理、排污申報與收費、污染源在線監(jiān)測管理、生物多樣性管理、環(huán)境應(yīng)急管理等大規(guī)模業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)工作。但環(huán)境信息化自身基礎(chǔ)和保障體系依然薄弱，人才隊伍建設(shè)和投入嚴重不足，重建設(shè)、輕運維的情況時有發(fā)生，尤其是“云大物移智”等新興技術(shù)的迅速發(fā)展，對運維工作的要求不斷提升。

隨著分布式應(yīng)用系統(tǒng)理論和技術(shù)的高度成熟，以及其所帶來的高擴展性、維護與實施的簡單性，應(yīng)用上極受歡迎[2，3]。傳統(tǒng)的三層架構(gòu)模式發(fā)展到多層模式，信息系統(tǒng)規(guī)模日益擴大、結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜。在進行應(yīng)用系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控時，如何獲取準確的系統(tǒng)運行信息、準確定位問題節(jié)點已經(jīng)成為進行應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控管理的重點和難點。

本文提出了一種應(yīng)用系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控模型、體系架構(gòu)和監(jiān)控方法，為應(yīng)用系統(tǒng)提供全生命周期的運行狀態(tài)監(jiān)控，是進行應(yīng)用系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控體系分析和設(shè)計的有效解決方案。

2 分布式應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控分析

運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)是一個觀測系統(tǒng)，通過實時收集和分析應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和外部環(huán)境信息，判斷監(jiān)控目標的執(zhí)行行為是否與給定的需求或規(guī)約相一致[6，7]，從而發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的異常和健康程度。

分布式系統(tǒng)是指組件分布在連網(wǎng)的計算設(shè)備上，組件之間通過傳遞消息進行通信和動作協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，強調(diào)資源、任務(wù)、功能和控制的全面分布[8，9]。分布式系統(tǒng)資源監(jiān)控管理范圍涉及到網(wǎng)絡(luò)、主機、終端、UPS、中間件、數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)應(yīng)用、存儲等分布式系統(tǒng)中的各類信息資源。由于所監(jiān)視的IT資源大多為分布式系統(tǒng)并且軟、硬件設(shè)施間構(gòu)成了錯綜復(fù)雜的拓撲環(huán)境，某個節(jié)點故障的發(fā)生可能會同時導(dǎo)致多個應(yīng)用的運行異?，F(xiàn)象。根據(jù)分布式應(yīng)用系統(tǒng)的運行特點，將整個系統(tǒng)監(jiān)控管理的對象分為兩類：①應(yīng)用類對象：根據(jù)用戶需求開發(fā)的應(yīng)用程序或程序組件；②系統(tǒng)類對象：支持應(yīng)用程序運行的系統(tǒng)資源，主要指應(yīng)用中間件、數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)等軟件資源以及主機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備等硬件設(shè)施。應(yīng)用系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控需要對納入監(jiān)控范圍的應(yīng)用類和系統(tǒng)類資源進行實時全方位監(jiān)控、預(yù)警、定位、問題診斷和輔助故障處理，形成“發(fā)現(xiàn)問題—定位問題—解決問題—避免類似問題再次發(fā)生—促進應(yīng)用系統(tǒng)持續(xù)優(yōu)化改進”的監(jiān)控管理模式；同時，需要形成對應(yīng)用系統(tǒng)運行環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)、安全設(shè)備、主機、存儲、操作系統(tǒng)、應(yīng)用中間件、數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用系統(tǒng)自身的基礎(chǔ)監(jiān)控體系，對應(yīng)用系統(tǒng)的運行狀態(tài)、運行效率進行監(jiān)測，形成覆蓋應(yīng)用系統(tǒng)整體運行環(huán)境的管理體系。

3 應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控模型

3.1 監(jiān)控對象拓撲

監(jiān)控模型就是描述監(jiān)控對象和對象間關(guān)系的問題，通過“對象-關(guān)系”的建立，形成應(yīng)用系統(tǒng)的監(jiān)控拓撲。

O={o1,o2,o3,……，on}表示所有監(jiān)控對象的集合。

對象間依賴關(guān)系：當某個監(jiān)控對象的運行狀態(tài)依賴于另外的監(jiān)控對象時，如o1依賴于o2時，用MD(o1，o2)表示[10]。當o1的運行狀態(tài)依賴于o2和o3，o2和o3存在兩種邏輯關(guān)系，一種是o2和o3共同支撐了o1的運行，缺一不可，則可表示為MD(o1，o2 AND o3)，第二種是o2和o3僅有一個正常運行時即可支撐o1的運行，這種情況主要存在于o2和o3是采用熱備或負載均衡的情況，用MD(o1，o2 OR o3)。

依賴關(guān)系的傳遞性：監(jiān)控體系中的三個監(jiān)控對象 o1, o2, o3，如果存在o1依賴于 o2（MD（o1, o2）），并且存在 o2依賴于o3（MD（o2, o3）），則o1依賴于o3, 即有MD（o1, o3）成立。

應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控中的監(jiān)控邏輯模型是否正確，是能否在發(fā)生問題時及時定位問題的關(guān)鍵因素。在進行應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控時，必須根據(jù)上文中定義的監(jiān)控對象的相關(guān)依賴關(guān)系， 畫出監(jiān)控對象依賴圖MODG（Monitoring Objects Dependence Graph）。監(jiān)控對象依賴圖是一個有向圖G = (O, E)，其中O是頂點的集合，每一個頂點代表監(jiān)控體系中的一個監(jiān)控對象。 E是邊集，每一個邊 e= ( o1, o2)表示 o1依賴于o2。根據(jù)MODG圖找出監(jiān)控體系內(nèi)各個監(jiān)控對象間的依賴關(guān)系 R= { ＜o1, o2＞ | o1，o2屬于應(yīng)用系統(tǒng)中的監(jiān)控對象且o1依賴于o2}，然后根據(jù)對象依賴關(guān)系，可以找出影響監(jiān)控對象運行狀態(tài)的對象鏈，如果某條對象鏈中出現(xiàn)了問題，可以直接定位到出現(xiàn)問題的監(jiān)控對象。圖 1是某個應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成情況。圖 2是根據(jù)圖 1的依賴關(guān)系畫出監(jiān)控對象依賴圖。從圖 2中找出6個監(jiān)控對象間的依賴關(guān)系集 R ={ ＜ o1, o2＞ , ＜ o1, o3＞ ,＜ o2, o4＞ , ＜ o3, o4 ＞ , ＜ o4, o5＞ , ＜ o5, o6＞}，當o1出現(xiàn)問題時，可以根據(jù)依賴關(guān)系及其傳遞性從集合 R 找出影響其中某個監(jiān)控對象運行狀態(tài)的節(jié)點。

圖1 應(yīng)用系統(tǒng)運行環(huán)境

圖2 監(jiān)控對象依賴圖

3.2 監(jiān)控對象的確立

要反映一個分布式應(yīng)用系統(tǒng)的運行狀態(tài)，需要從以下幾個方面進行監(jiān)控：

關(guān)鍵功能組件OK，關(guān)鍵功能組件是一個應(yīng)用系統(tǒng)的核心部分，是該應(yīng)用系統(tǒng)使用頻率較高、性能消耗較大、直接反映用戶體驗的部分。

應(yīng)用中間件OW，應(yīng)用中間件是位于平臺(硬件和操作系統(tǒng))和應(yīng)用之間的通用服務(wù)，是支持應(yīng)用系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)環(huán)境，如IBM Webshere，Oracle weblogic，tomcat，Jboss等。

數(shù)據(jù)庫OD，應(yīng)用系統(tǒng)用來進行數(shù)據(jù)存儲、管理的軟件以及運行于該軟件上的數(shù)據(jù)庫實例。

操作系統(tǒng)OP，指支撐應(yīng)用中間件及數(shù)據(jù)庫運行的基礎(chǔ)環(huán)境，如Windows server2008、UNIX、Linux、AIX。

支撐應(yīng)用系統(tǒng)運行的其他應(yīng)用系統(tǒng)或系統(tǒng)組件OS，由于Web Service、組件技術(shù)等新興開發(fā)模式的興起，一些應(yīng)用系統(tǒng)在運行過程中需要依托、復(fù)用其他應(yīng)用系統(tǒng)的一些功能組件，在這些功能組件發(fā)生故障時會直接導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)一些功能的失效。

被其他應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用的功能組件OB，用于支撐其他應(yīng)用系統(tǒng)使用和運行的功能組件，當該組件發(fā)生故障時會導(dǎo)致其他系統(tǒng)運行狀態(tài)的異常。

基礎(chǔ)硬件設(shè)施OH，支撐應(yīng)用系統(tǒng)使用及運行的基礎(chǔ)硬件設(shè)施，包括相關(guān)的主機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備、負載均衡設(shè)備等。

根據(jù)各類監(jiān)控對象的特征，建立以下的對象間依賴關(guān)系：MD(OA，OKand Owand ODand OS)、MD(Ow, OP)、MD(OD,OP)、MD(OP，OH)。

應(yīng)用系統(tǒng)的運行狀態(tài)取決于其所涉及的所有監(jiān)控對象，根據(jù)對應(yīng)用系統(tǒng)的監(jiān)控和管理要求，監(jiān)控對象的運行狀態(tài)一般可以分為正常運行狀態(tài)、非正常運行狀態(tài)和停運狀態(tài)，造成停運狀態(tài)的情況一般分為系統(tǒng)故障、正常維護和人為終止服務(wù)，即系統(tǒng)的運行狀態(tài)RS={運行、故障、性能問題、維護、停止}。任一監(jiān)控對象O在時間t時，有且只能有一種運行狀態(tài)，即O(t)∈RS。

4 監(jiān)控信息的獲取

4.1 系統(tǒng)資源

對UNIX、Linux操作系統(tǒng)監(jiān)控的實現(xiàn)，需要預(yù)先在被監(jiān)控操作系統(tǒng)上建立具有執(zhí)行相關(guān)系統(tǒng)命令的用戶，以保證能夠獲取操作系統(tǒng)的關(guān)鍵運行狀態(tài)信息。UNIX系統(tǒng)需要ps、svmon、lscfg、vmstat、lsfs、df、hostname、last、/usr/sbin/swapinfo、ioscan、mount權(quán)限；Linux系統(tǒng)需要cat、df、hostname、last權(quán)限。模擬預(yù)先建立的用戶使用telnet、ssh2方式登錄到目標操作系統(tǒng)上，執(zhí)行系統(tǒng)狀況查詢命令，獲取關(guān)鍵系統(tǒng)運行狀況數(shù)據(jù)。使用命令獲取的返回結(jié)果格式多種多樣、不利于程序處理，所以會應(yīng)用AWK等語言對結(jié)果進行一定的處理，從而降低程序解析命令返回結(jié)果的復(fù)雜度。對Windows操作系統(tǒng)，需要安裝相關(guān)的托盤程序，由托盤程序獲取系統(tǒng)運行的各種信息。

代理解析命令返回值后，將數(shù)據(jù)封裝成bean，并與事先設(shè)定的監(jiān)控閥值進行比較，判斷是否生成故障、性能和配置事件，然后將數(shù)據(jù)信息和事件信息發(fā)送到數(shù)據(jù)發(fā)送線程中等待發(fā)送，通過JMX方式將各種信息發(fā)送至監(jiān)控中心。

對于應(yīng)用中間件、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備等成熟的軟、硬件產(chǎn)品，可以直接調(diào)用其已經(jīng)提供的相關(guān)監(jiān)控工具，如Webshpere提供的perfServletApp.ear，實現(xiàn)監(jiān)控信息的獲??；或是利用其提供的相關(guān)API，通過JMX的方式獲取監(jiān)控信息，如webSphere提供的AdminClient API。

4.2 應(yīng)用資源

應(yīng)用系統(tǒng)自身的運行狀態(tài)監(jiān)控是一種輕量級的驗證技術(shù)，是軟件測試階段的一種補充，其驗證過程基于監(jiān)控目標的實際運行過程進行，并非去判斷應(yīng)用邏輯是否正確、代碼開發(fā)是否合理，只關(guān)注于特定時間內(nèi)程序運行是否符合預(yù)期[11]。

對應(yīng)用系統(tǒng)及其核心功能組件的監(jiān)控方式主要有實時撥測、基于性能工具的監(jiān)控以及集成監(jiān)控模式三種。

實時撥測針對采用B/S方式對外提供服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)，通過自動模擬HTTP、HTTPS等協(xié)議實時撥測各應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵URL頁面，通過判斷返回的URL頁面響應(yīng)，以監(jiān)控各應(yīng)用系統(tǒng)的可用性、響應(yīng)時間：

基于性能工具的監(jiān)控方式是指通過使用中間件本身提供的性能監(jiān)控工具，獲取包含應(yīng)用運行狀況的信息。獲取的信息除了被請求次數(shù)、平均響應(yīng)時間、最長相應(yīng)時間，最短響應(yīng)時間、高水位、低水位等Action或者Servlet運行的負載情況外，還包括jvm運行時信息、數(shù)據(jù)庫連接池信息、Servlet會話信息、Web應(yīng)用信息、企業(yè)bean等。利用能夠?qū)?yīng)用程序提供管理服務(wù)的JMX管理功能服務(wù)，得到中間件上運行的應(yīng)用程序信息：

集成監(jiān)控機制是指通過對應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控項的分析，制定監(jiān)控數(shù)據(jù)采集的Web Services服務(wù)接口規(guī)范，監(jiān)控程序與各應(yīng)用系統(tǒng)按照約定開發(fā)符合標準的Web Services接口。Web Services服務(wù)接口由各應(yīng)用系統(tǒng)按標準進行發(fā)布，監(jiān)控平臺負責定期調(diào)用相應(yīng)接口，各應(yīng)用系統(tǒng)在接收到調(diào)用請求時，按照規(guī)定的接口規(guī)范向監(jiān)控程序返回監(jiān)控數(shù)據(jù)。

各應(yīng)用系統(tǒng)的Web Services服務(wù)接口采用基于XML格式的WSDL(Web Services Description Language)標準方式進行發(fā)布，供平臺調(diào)用。

平臺遠程調(diào)用被監(jiān)控業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供的WebService服務(wù)接口，通過接口獲取業(yè)務(wù)系統(tǒng)中關(guān)鍵應(yīng)用的運行狀況，得到返回的XML格式的查詢結(jié)果，分析出XML結(jié)果中包含的應(yīng)用運行狀況。

監(jiān)控平臺和應(yīng)用系統(tǒng)針對監(jiān)控數(shù)據(jù)的交互，在網(wǎng)絡(luò)層采用HTTPS作為傳輸協(xié)議，在數(shù)據(jù)表現(xiàn)層采用XML格式的SOAP(Simple Object Access Protocol)協(xié)議來約束消息格式，完成通過Web Services服務(wù)方式完成監(jiān)控平臺和應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸和消息傳遞。

5 應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控的體系架構(gòu)

應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控的技術(shù)體系主要由監(jiān)控代理服務(wù)、規(guī)則關(guān)聯(lián)服務(wù)、中心服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)5部分組成，各部分之間主要通過JMS和JDBC方式進行通訊。

圖3 應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控體系架構(gòu)圖

監(jiān)控代理服務(wù)一般包括6類重要功能。日志收集引擎進程（Collector）接受、收集監(jiān)控代理策略和配置，采集、過濾、識別和格式化日志信息，進行事件的簡單聚合，并將事件輸出到聚合引擎（AE）；監(jiān)控代理引擎（MonitorAgent）接受監(jiān)控器配置策略、運營監(jiān)控器，獲取監(jiān)控數(shù)據(jù)，向中心發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)；拓撲代理引擎（TopoAgent）負責采集主機、端口和拓撲信息；代理守護引擎（AgentGuard）負責數(shù)據(jù)存儲、維護和清理，以及未知日志的歸檔和萃取；通訊代理引擎（CommAgent）負責向中心服務(wù)器上的進程提供業(yè)務(wù)API服務(wù)；數(shù)據(jù)庫引擎（DbManager）負責本地存儲原始日志和未知日志等。

規(guī)則關(guān)聯(lián)服務(wù)主要負責對事件進行策略關(guān)聯(lián)分析，并形成高等級事件。聚合引擎（Aggregation Engine，AE）內(nèi)置消息中間件，負責接收事件、根據(jù)策略聚合同義事件，并直接向規(guī)則關(guān)聯(lián)引擎發(fā)送事件；規(guī)則關(guān)聯(lián)引擎（Rule Correlation Engine，RCE）負責規(guī)則的加載和預(yù)編譯，對接收到的事件進行場景模擬，產(chǎn)生高等級事件，并發(fā)送至事件中心處理；監(jiān)控中心引擎（MonitorCenter）接收監(jiān)控代理的數(shù)據(jù)，將監(jiān)控數(shù)據(jù)入庫，將事件信息發(fā)送給聚合引擎；通訊代理進程（CommAgent）負責向中心服務(wù)器上的進程提供業(yè)務(wù)API服務(wù)。

中心服務(wù)主要負責事件和網(wǎng)絡(luò)信息的統(tǒng)一處理，包括匹配工單策略、分析網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一任務(wù)調(diào)度等。事件中心進程（EventCenter）負責接收事件，負責匹配工單策略，觸發(fā)告警。拓撲管理引擎（Topo Center）負責流量信息獲取和監(jiān)控，拓撲關(guān)系發(fā)現(xiàn)以及資產(chǎn)自動發(fā)現(xiàn)；任務(wù)中心引擎（TaskCenter）定時進行任務(wù)執(zhí)行如漏掃、校時等，執(zhí)行即時任務(wù)如郵件提醒、短信報警等，并周期性收集采集引擎運行信息；集成中心引擎（IntegrationCenter）負責同第三方軟件在業(yè)務(wù)層進行集成，可支持多種通訊協(xié)議的擴展；通訊中心進程（CommCenter） 負責向Web應(yīng)用進程提供業(yè)務(wù)API服務(wù)。

數(shù)據(jù)服務(wù)中的數(shù)據(jù)庫集中存儲系統(tǒng)中的核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫守護進程（DBGuard）負責監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)運行管理軟件數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，必要時做表空間清理。

應(yīng)用服務(wù)通過部署并運行Web程序包，實現(xiàn)數(shù)據(jù)展現(xiàn)業(yè)務(wù)，處理用戶的http請求等。

在進行應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控時，如何獲取相關(guān)監(jiān)控對象的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)是整個系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)采集的功能主要由監(jiān)控器和監(jiān)控代理完成。監(jiān)控器必須依附于監(jiān)控代理存在。一個監(jiān)控代理可以附加多個監(jiān)控器，監(jiān)控器主要分為兩種：一種為無需在監(jiān)控目標機上安裝監(jiān)控器程序，另一種為需要安裝監(jiān)控器程序(Windows和IIS FTP等)，兩種監(jiān)控器都可以由監(jiān)控代理統(tǒng)一收集監(jiān)控數(shù)據(jù)。需要安裝監(jiān)控器程序的監(jiān)控器在系統(tǒng)部署時需要進行配置，將監(jiān)控器程序安裝于需要進行監(jiān)控的系統(tǒng)，同時配置其端口信息。監(jiān)控器可以由根據(jù)監(jiān)控需求的不同進行配置、添加、刪除和編輯某個代理上依附的監(jiān)控器，當代理處于不可用狀態(tài)時無法對其已有的監(jiān)控器進行編輯操作，但可以進行刪除操作。

6 結(jié)束語

本文介紹了在復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)運行環(huán)境下，對應(yīng)用系統(tǒng)進行監(jiān)控的一種方法。應(yīng)用該方法開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)既能對基礎(chǔ)系統(tǒng)類對象進行監(jiān)控，又能對個性化定制開發(fā)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)進行監(jiān)控，并將應(yīng)用系統(tǒng)的運行環(huán)境進行了建模和關(guān)聯(lián)，便于配置和擴展。

基于上述的軟件模型、監(jiān)控方法和體系架構(gòu)，針對某大型項目的監(jiān)控需求，開發(fā)了應(yīng)用系統(tǒng)運行管理軟件，用于進行應(yīng)用系統(tǒng)的日常監(jiān)控和管理，監(jiān)控范圍包括IBM PC服務(wù)器、小型機、EMC存儲設(shè)備、Windows、Linux、Unix、AIX、Websphere應(yīng)用中間件、DB2數(shù)據(jù)庫、IBM MQ、IBM MB、華為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等1000多套軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施以及行政審批、統(tǒng)計調(diào)查、數(shù)據(jù)分析、GIS、數(shù)據(jù)傳輸與交換等8類應(yīng)用系統(tǒng)。該監(jiān)控軟件提供了豐富的系統(tǒng)運行狀態(tài)信息，對于實現(xiàn)應(yīng)用狀態(tài)分析、故障診斷及處理提供了基礎(chǔ)工具，為日常的運維和管理提供了有力的支持。

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Research of Runtime State Monitoring Method for Distributed Environmental Application System

Shen Lei1, He Jiao2, Hu hao2*
（ 1.School of Information Management，Wuhan University，WuHan 430072；2.Environmental Information Center of Ministry of Environmental Protection, Beijing 100029 ）

Environmental informatization is an important part of the environmental protection capacity building, a basic work of environmental protection. With the increasing number of relevant environmental protection application system, the difficulty of application systems maintenance become more hardly. Obtaining the accurate system operation an problem node information have become the emphasis and difficulty in monitoring and managing the application system.Aiming at the development status of environmental informatization and the characteristics of distributed application system, this paper divided the system monitoring management object into application class object and system class object. The object model for distributed applicaiotn system runtime state monitoring was presented, the way of establishing monitor object was ensured, and the dependence relationship of monitoring object was established. Then, the topology relationship of the factors that influence the running status of the application system was set up. The acquisition method of application resource and system resource runtime state information was discussed. Including the monitoring mechanism of system class resource (operating system, middleware, etc.), and the monitoring mechanism of application class resource (real-time measurement, performance tools monitoring, integrated monitoring). The technical architecture of application system runtime state monitoring system was designed, and the main fuction of its components was described. The monitoring system provides the lifecyle monitoring for applicaiotn system, and the system is able to location localise the key positions of system fault.

environmental informatization; distributed system; application system; monitoring

TP319

1674-6252（2016）02-0116-05

A

10.16868/j.cnki.1674-6252.2016.02.116

國家科技重大專項-大氣及水體揮發(fā)性有機物連續(xù)在線監(jiān)測設(shè)備開發(fā)及應(yīng)用示范(2012YQ060027)資助。

沈磊（1982—），男，武漢大學(xué)信息管理學(xué)院，主要研究方向為項目管理。

*責任作者： 胡昊（1983—），男，環(huán)境保護部信息中心，研究方向為環(huán)境信息化。