淺析大型分布式數(shù)據(jù)中心的集中監(jiān)控管理方案

張政

摘要：在當(dāng)前企事業(yè)單位對(duì)信息化建設(shè)投入不斷加大的背景下，不論是信息化程度深入發(fā)展導(dǎo)致的本地?cái)?shù)據(jù)中心更加龐大，還是基于容災(zāi)備份或業(yè)務(wù)系統(tǒng)自身分布式部署需求引起的異地多中心發(fā)展趨勢(shì)。都對(duì)信息化系統(tǒng)運(yùn)維管理人員造成不同程度的困擾。針對(duì)這種情況，本文對(duì)大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部各模塊的集中監(jiān)控和異地分布式數(shù)據(jù)中心之間的集中監(jiān)控管理進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：大型 分布式 數(shù)據(jù)中心 集中 監(jiān)控管理

中圖分類號(hào)：TP388.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）12-0114-01

現(xiàn)階段各企事業(yè)單位往往已對(duì)信息化高度重視，信息化建設(shè)的投入也不斷增加，在增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力、有效降低成本、提高工作效率的同時(shí)信息化系統(tǒng)也變得愈加龐大，這種變化可以歸納為內(nèi)部和外部?jī)煞矫娴脑鲩L(zhǎng)。

內(nèi)部增長(zhǎng)體現(xiàn)在信息化系統(tǒng)橫向和縱向擴(kuò)展，橫向擴(kuò)展主要是指新建的專業(yè)信息化系統(tǒng)，如某單位已有一套人力資源管理系統(tǒng)，因?yàn)樾Ч己糜?jì)劃再上一套財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)；縱向擴(kuò)展則是對(duì)已有信息化系統(tǒng)功能模塊的不斷擴(kuò)充，如已有的人力資源管理系統(tǒng)有組織規(guī)劃、招聘管理、培訓(xùn)管理等模塊，計(jì)劃二期繼續(xù)擴(kuò)展自助平臺(tái)和報(bào)表平臺(tái)等功能。外部增長(zhǎng)主要體現(xiàn)在異地多數(shù)據(jù)中心的需求，如某些核心信息化系統(tǒng)無(wú)法接受數(shù)據(jù)丟失或業(yè)務(wù)中斷，就需要根據(jù)業(yè)務(wù)的重要程度建立不同級(jí)別的兩點(diǎn)或多點(diǎn)分布式異地容災(zāi)系統(tǒng)；再如某些企事業(yè)單位組織機(jī)構(gòu)分布廣泛，除總部外的分支機(jī)構(gòu)設(shè)立在其他地市甚至其他省市，需要使用多點(diǎn)部署的分布式信息化系統(tǒng)。

信息化系統(tǒng)的這類變化必然導(dǎo)致作為其載體的數(shù)據(jù)中心也不斷向大型化、復(fù)雜化轉(zhuǎn)變，從本地單中心到異地分布式中心不斷擴(kuò)張。這樣不但增加了企事業(yè)單位維護(hù)的成本，還加大了維護(hù)人員的管理難度，如何能夠?qū)@類大型分布式數(shù)據(jù)中心進(jìn)行有效的集中化監(jiān)控管理就成為企事業(yè)單位亟待解決的問(wèn)題。

1 大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部集中監(jiān)控管理

一般而言，單一大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部主要可以分為機(jī)房環(huán)境、供配電系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器硬件、虛擬化系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、中間件和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。針對(duì)不同的模塊有不同的對(duì)接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，通過(guò)設(shè)立一個(gè)集中監(jiān)控主機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部不同模塊的統(tǒng)一監(jiān)控。

1.1 機(jī)房環(huán)境

機(jī)房環(huán)境主要包括溫濕度、精密空調(diào)、空調(diào)防水和視頻監(jiān)控等，溫濕度和空調(diào)防水通過(guò)監(jiān)控探頭直接數(shù)據(jù)收集并記錄歷史數(shù)據(jù)；精密空調(diào)通過(guò)RS485卡利用modbus協(xié)議收集數(shù)據(jù)并對(duì)空調(diào)溫濕度設(shè)定、多級(jí)集群運(yùn)行模式調(diào)整、遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)機(jī)等進(jìn)行操作；視頻監(jiān)控可通過(guò)攝像探頭直接進(jìn)行圖像采集，也可利用專用視頻錄像機(jī)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)存儲(chǔ)并對(duì)攝像云臺(tái)進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)調(diào)整。

1.2 供配電系統(tǒng)

機(jī)房供配電系統(tǒng)主要包括UPS、電池、輸入輸出配電柜等，整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集可以通過(guò)對(duì)UPS的通信來(lái)完成，UPS對(duì)外接口通常有RS232接口、AS400接口、SNMP接口和USB接口，通過(guò)接口提供的SNMP、UPS-link等協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)供配電系統(tǒng)歷史狀況進(jìn)行記錄，分析UPS、電池、各路供電線路電流電壓狀態(tài)，并對(duì)UPS設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程配置。

1.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包含路由器、交換機(jī)、防火墻、入侵檢測(cè)、流量控制、負(fù)載均衡等設(shè)備，通常這類設(shè)備都支持SNMP，通過(guò)SNMP可以統(tǒng)一進(jìn)行資源使用率、端口狀態(tài)、設(shè)備配置等方面的監(jiān)控，對(duì)中心整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、設(shè)備互聯(lián)狀態(tài)、配置屬性、實(shí)時(shí)告警、歷史告警、設(shè)備實(shí)體關(guān)系等進(jìn)行展示。

1.4 服務(wù)器硬件

因操作系統(tǒng)功能的不斷強(qiáng)大，服務(wù)器硬件的監(jiān)控在日常運(yùn)維管理中經(jīng)常會(huì)被忽視，但不可否認(rèn)的是服務(wù)器硬件監(jiān)控還是有一些無(wú)法替代的作用。如x86平臺(tái)利用IPMI標(biāo)準(zhǔn)接入服務(wù)器硬件，可以對(duì)服務(wù)器內(nèi)部主板溫度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、本地硬盤(pán)RAID狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，便于提前預(yù)判問(wèn)題，同時(shí)還可以展現(xiàn)控制臺(tái)界面，對(duì)服務(wù)器設(shè)備進(jìn)行冷啟動(dòng)等遠(yuǎn)程操作。

1.5 虛擬化系統(tǒng)

隨著虛擬化技術(shù)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的廣泛使用，針對(duì)虛擬化系統(tǒng)的運(yùn)維管理也變得愈加重要。市場(chǎng)上主流的虛擬化系統(tǒng)都有相應(yīng)的監(jiān)控API提供，利用這些接口可以開(kāi)發(fā)不同類別的監(jiān)控功能，集中監(jiān)控虛擬主機(jī)和虛擬機(jī)的健康狀況和性能，有效規(guī)劃容量，合理為虛擬設(shè)備分配資源。

1.6 存儲(chǔ)系統(tǒng)

使用SNMP、Cli、SNIA's、SMI-S和廠商指定規(guī)則自動(dòng)發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備、監(jiān)控諸如RAID、磁帶庫(kù)、磁帶驅(qū)動(dòng)器、光纖交換機(jī)等存儲(chǔ)設(shè)備。顯示設(shè)備及其互連拓?fù)鋱D，顯示鏈路名、源和目標(biāo)用不同顏色表示設(shè)備并對(duì)互連的狀態(tài)和流量利用趨勢(shì)深入分析，幫助管理人員定位存儲(chǔ)系統(tǒng)性能瓶頸。

1.7 操作系統(tǒng)

目前對(duì)操作系統(tǒng)的監(jiān)控已經(jīng)較為成熟，不論是Windows、Linux還是AIX、HP-UX等UNIX系統(tǒng)都支持非常完備監(jiān)控方式，如Agent、SNMP等方式。SNMP方式的優(yōu)勢(shì)在于不用在監(jiān)控的操作系統(tǒng)系統(tǒng)商額外安裝代理程序，不會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，對(duì)主機(jī)資源的占用也較低。通過(guò)SNMP方式同樣能對(duì)CPU、磁盤(pán)使內(nèi)存使用量、使用率，網(wǎng)卡連接、流量，特定進(jìn)程狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并可對(duì)相應(yīng)指標(biāo)設(shè)定相應(yīng)閥值及時(shí)報(bào)警。

1.8 中間件

中間件主要包括交易中間件（TPM）、應(yīng)用服務(wù)器（WAS）、消息中間件（MOM）、數(shù)據(jù)訪問(wèn)中間件（UDA）、安全中間件等。主流的Java中間件主要通過(guò)JMX技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求數(shù)量、請(qǐng)求狀態(tài)、響應(yīng)時(shí)間、部署應(yīng)用狀態(tài)等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)分析。

1.9 數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)主要通過(guò)建立只讀用戶，通過(guò)查詢系統(tǒng)表相應(yīng)字段，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶連接數(shù)、執(zhí)行等待時(shí)間、表空間、死鎖、查詢命中率、緩沖池等多種數(shù)據(jù)庫(kù)性能參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控告警，并自動(dòng)記錄導(dǎo)致異常運(yùn)行或資源消耗很大的SQL語(yǔ)句以便開(kāi)發(fā)人員對(duì)優(yōu)化升級(jí)應(yīng)用程序。

2 分布式數(shù)據(jù)中心之間的集中監(jiān)控管理

分布式數(shù)據(jù)中心的集中監(jiān)控管理的工作主要體現(xiàn)在監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸整合上，而數(shù)據(jù)的傳輸取決與分布式數(shù)據(jù)中心之間的連接方式。如果中心之間采用的是專線連接則可以讓各數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的集中監(jiān)控主機(jī)通過(guò)普通的路由交換協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)；如果中心之間是通過(guò)公網(wǎng)連接則需要在內(nèi)部的集中監(jiān)控主機(jī)之外設(shè)置邊緣服務(wù)器，放置于防火墻構(gòu)建的DMZ，專用于中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。如果需在公網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)安全等級(jí)較高，還可以考慮在傳輸和接收之間進(jìn)行加解密操作。

基礎(chǔ)的大型分布式數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控，可以選擇一個(gè)有人職守?cái)?shù)據(jù)中心作為集中監(jiān)控主中心，設(shè)置主中心內(nèi)的集中監(jiān)控主機(jī)為整體集成監(jiān)控主機(jī)，除收集本中心內(nèi)各模塊的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)外，還用于接受其他中心監(jiān)控主機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理；也可在監(jiān)控主中心內(nèi)獨(dú)立設(shè)置集成監(jiān)控主機(jī)，只接收本中心和其他中心集中監(jiān)控主機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，形成集中監(jiān)控至集成監(jiān)控的兩級(jí)數(shù)據(jù)收集模式。若集中監(jiān)控對(duì)于企事業(yè)單位的重要程度較高，還可選擇多個(gè)有條件的數(shù)據(jù)中心設(shè)立多個(gè)集成監(jiān)控主機(jī)，分別收集，集中管理，處理結(jié)果根據(jù)重要程度在各集成監(jiān)控主機(jī)之間進(jìn)行同步或異步的數(shù)據(jù)復(fù)制。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著企事業(yè)單位信息化建設(shè)的不斷深入，承載信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心規(guī)模也不斷增長(zhǎng)，本文所討論的集中監(jiān)控管理方案既能將大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部涉及的大多數(shù)模塊進(jìn)行集中監(jiān)控處理，又能對(duì)各數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成監(jiān)控管理。這種方式有利于數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理人員提前發(fā)現(xiàn)預(yù)判隱患，及時(shí)定位處理故障，同時(shí)還能存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)用于后期的分析學(xué)習(xí)，降低了運(yùn)維管理人員工作強(qiáng)度，大幅提高工作效率，能夠?yàn)槠笫聵I(yè)單位節(jié)約數(shù)據(jù)中心整體維護(hù)成本，同時(shí)為后期擴(kuò)展至基于移動(dòng)終端的集中監(jiān)控管理奠定基礎(chǔ)。

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