信息化下的交換機數據實時監(jiān)測技術研究

張 辰

(1. 首都醫(yī)科大學 附屬北京佑安醫(yī)院 信息網絡管理中心，北京 100069; 2. 北京聯(lián)合大學 信息學院，北京 100101)

0 前 言

隨著網絡業(yè)務的不斷增加，對信息系統(tǒng)有著較高的依賴，信息、數據安全成為重點解決一項問題，尤其在數據集中時候，安全風險也會隨之提升。因此，在信息化網絡不斷發(fā)展的過程中，對該方面給予了高度的重視，并且從交換機數據方面進行解決，通過利用實時監(jiān)控技術，來對網絡運行狀態(tài)進行全面的監(jiān)控，保證各項數據和信息的準確性[1]。另外，交換機數據實時監(jiān)測技術的功能性相對較強，適用性相對較強、自動化程度也相對高，為網絡安全、穩(wěn)定的運行提供了基礎性的保證。

1 交換機數據實時監(jiān)測技術中的關鍵技術

交換機數據實時監(jiān)測技術作為保證網絡穩(wěn)定運行的核心技術，其中所包括的內容有很多，例如：SNMP、Web Service、Python等技術形式，下面就對針對這幾種技術形式，進行了簡要的分析和闡述：

1.1 SNMP技術

SNMP技術是交換機數據實時監(jiān)控技術中，常見的一個技術形式，主要是起始于1988年，并且在很多網絡設備中都有效的實現了SNMP技術。相應的管理人員可以利用SNMP技術對網絡運行數據和信息進行收集，并且將其存儲和記錄在數據庫中，并且SNMP技術在應用的過程中，可以通過利用相應的數據通信輔助設備，例如：路由器、交換機、集線器等方面， 對各項數據和信息進行統(tǒng)一的管理，形成以中心管理為主的數據和信息管理模式，并且通過利用圖形的方式，對數據和信息進行查看。

另外，從標準化的角度來說，SNMP技術可以定義為3個版本，其中第2個版本是較為常用的，并且在信息網絡的基礎之上，主要包括有：管理信息結構、管理信息庫、管理協(xié)議等方面[2]。同時，在網路運行的過程中，主要是利用集中式管模形式，缺少一定的主動性，但是被動的代理進程管理卻是相對較小，在這個情況下，用SNMP技術來實現各項數據和信息的交換。

1.2 Web Service技術

Web Service技術主要是在不同的機器上，執(zhí)行不同的應用需求，是不需要任何設備進行輔助的，就可以實現各項數據和信息的交換，并且在很大程度上保證了各項數據和信息的準確性以及安全性。同時，在Web Service技術應用的過程中，根據相應的規(guī)范，可以有效的實施各項業(yè)務之間，不管各個業(yè)務使用的語言、平臺、內部協(xié)議是什么，都可以進行數據和信息的交換，這樣為網絡監(jiān)控和管理方面，提供了重要的技術支持。

1.3 Python技術

Python技術主要是一種解釋型、面向對象、動態(tài)數據管理類型的高級程序設計語言，主要是應用網絡交換機實時數據動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，并且構建相應的文件數據庫[3]，如表1所示。

表1 Python技術文件數據庫

2 交換機數據監(jiān)控管理的現狀

隨著信息化網絡的不斷發(fā)展，業(yè)務量也在不斷增加，這樣就會給交換數據監(jiān)控管理帶來了一定的壓力，下面就對交換機數據監(jiān)控管理的一些相關內容，進行了簡要的分析和闡述。

2.1 交換機的設備配置

為了保證信息和數據網絡傳輸的實時性、可靠性、安全性等方面，主要是利用控制層和過程層分網傳輸的方式。在這些設備配置選擇的過程中，是有著一定要求的，一定要對等級和性能進行充分的考慮。但是，在交換機數據監(jiān)控管理的過程中，由于考慮不周全，不能有效實現網絡管理配置的應用，這樣對各項信息和數據的傳輸，也會造成一定程度的影響。然而，在交換機數據實時監(jiān)控的過程中，一般主要是采用雙網、雙網雙套或冗余交換機配置，這樣的話，若其中一個的運行網絡出現故障，另一個運行網絡會投入運行，保證數據和信息交換或者傳輸的穩(wěn)定性。

2.2 交換機數據監(jiān)控管理方式

交換機數據監(jiān)控管理的方式很多，如串口管理、Web管理、網管軟件管理等方面，具體內容如下。

1)串口管理主要是利用串口線，將主機和交換機進行有效的連接，并且利用所提供的菜單對界面和命令界面進行控制及相應的交換操作[4]。

2)Web管理主要是在主機瀏覽器中，將交換機IP地址輸入，進行各項數據和信息的訪問。但是，在Web管理的過程中，一些網管交換機不支持Web管理。

3)網管軟件管理主要是利用局域網， 以及在主機上安裝網絡軟件進行交換機的訪問。同時，網管軟件主要分為通用型和廠家自身產品定制專用性交換機。

2.3 交換機數據監(jiān)控管理的現狀

一般情況下對網絡規(guī)模、設備配置、數據傳輸等方面，都是有著一定要求的，主要是家用過濾、環(huán)網冗余技術配置交換機。同時，在運行的過程中，主要是根據網絡和交換機運行狀態(tài)，對其故障進行檢查是否存在異常。另外，在檢查的過程中，對相應的檢查設備的運行狀態(tài)和數據進行調取、分析和處理。同時，在缺陷處理和故障檢查的過程中，主要是利用工具軟件對設備的內部狀態(tài)進行檢驗處理和分析，并且針對相應的故障設備，對設備內部的缺陷進行查找，其監(jiān)控管理流程較麻煩，也很容易出現誤差。

3 交換機實時動態(tài)監(jiān)控管理分析

傳統(tǒng)的管理方式主要是處于一種被動管理狀態(tài)，往往是問題出現以后，才進行有效的解決，這樣對網絡系統(tǒng)的運行會造成一定影響。因此，面對這樣的現象，交換機實時動態(tài)監(jiān)控技術的應用主要就是改變這一狀態(tài)，實現主動交換機運行狀態(tài)。交換機實時動態(tài)監(jiān)控技術主要是建立在線監(jiān)測或者運程監(jiān)測的模式，對數據進行相應的分析和處理，從而判斷網絡系統(tǒng)運行出現異常的狀態(tài)[5]。交換機實時動態(tài)監(jiān)控管理的一些具體內容如下。

3.1 網絡監(jiān)測對象

在交換機實時動態(tài)監(jiān)控管理的過程中，主要是根據ISO/IEC 7498-4中定義，展開相應的網絡管理，其管理功能主要分為故障管理、計費管理、配置管理、性能管理、安全管理等方面。然而，在交換機實時動態(tài)監(jiān)控管理的過程中，主要是在網絡性能的基礎之上，對網絡的各項信息和數據進行采集、分析和處理等工作，實時獲取網絡和交換機運行的狀態(tài)。一旦發(fā)現運行故障可以進行有效的解決，保證網絡和交換機處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

1) 網絡性能檢測主要包括有：交換機端口通訊連接狀態(tài)、輸入輸出流量、帶寬占用率、輸入丟包率、輸入錯誤率、輸出丟包率、輸出錯誤率等方面，只有對各個方面進行實時監(jiān)控，才能保證網絡運行處于良好的性能，如圖1所示。

圖1 交換機監(jiān)測的端口流量

圖1中，監(jiān)測時間為1 000 s時間內的流量結果，其中端口1的平均流量為5.3 kb，輸出流量為2.0 kb，端口總流量<5 kb帶寬占用率為0.06%(<0.1%)。

2) 交換機性能監(jiān)測主要包括有：CPU負荷率、內存利用率、內部模塊自檢狀態(tài)、電源工作狀態(tài)、工作溫度、交換機風扇狀態(tài)、交換機重啟等方面，對各個方面的運行數據進行監(jiān)測和獲取，以此判斷交換機運行的狀態(tài)，針對運行異常現象進行有效的解決，保證交換機處于正常的運行狀態(tài)[6]。

3.2 信息采集

1)端口通訊信息。根據交換機數據庫中的Interfaces子節(jié)點下的fTable的表對象中，其對象標識OID為1.3.6.1.2.1.2，并且其中所包括的內容有很多，例如端口一般信息、端口狀態(tài)信息等，其中端口系統(tǒng)主要包括的內容有：標記、描述、類型、速率等；端口狀態(tài)信息主要有：端口管理狀態(tài)、端口工作狀態(tài)、端口流量信息等。

2)系統(tǒng)信息。主要是在交換機數據庫中的System的子節(jié)點下，其對象標識為：1.3.6.1.2.1.1，主要包括的內容有交換機描述、交換機身份、交換機運行時間等方面。

3.3 信息和數據處理

其實，在交換機實時動態(tài)監(jiān)控技術運用的過程中，端口通訊信息主要是對各項數據的統(tǒng)計，是需要進行一定的處理才能判斷出網絡運性能。并且通過兩次的詢問，并且利用相應的計算公式，從而得出流量信息。

1)在端口流量計算的過程中，主要是以兩次采集輸入的數據為主，除以出字節(jié)數之差，這樣可以反映出交換機在一段時間端口運行流量，其公式為：

其中，公式中的?Bin為2次輸入字節(jié)數差，?Bout為2次輸出字節(jié)數差值，?T為信息和數據采集的時間。

3.4 交換機信息處理

在交換機運行數據獲取的過程中，是由交換機啟動運行開始，運行到所規(guī)定的時間，對這一段時間的數據和信息進行獲取和分析，并且利用相應的公式進行計算，其公式為：Tup=Tdev-Tsec，其中Tup為交換機啟動時間，Tdev為交換機數據和信息的交換時間，Tsec為交換機數據和信息的交換運行時間。同時，在交換機數據和信息交換的過程中，端口變位的時間，是與系統(tǒng)啟動時間是處于相對狀態(tài)的，所以通過其公式可以獲取交換機端口連斷的時間，其公式為：Tpt=Tup-Tlc，其中Tlc為交換機端口變位的時間，Tpt為交換機端口連接或者斷連的時間。

4 交換機實時動態(tài)監(jiān)控技術設計分析

交換機實時動態(tài)監(jiān)控技術是由多個不同網絡構架組成，并且交換機的類型不同，端口的數量也是有著很大程度上的不同。同時，在交換機實時動態(tài)監(jiān)控技術應用的過程中，可以對網絡運行數據和信息進行處理，以及網絡運行日記的查詢等方面，進而在最大程度上滿足網絡管理運行的需求，其具備的功能主要包括有：交換機配置管理、通訊采集、數據處理、狀態(tài)和數據監(jiān)視、告警事件或數據查詢等方面，如圖2所示。

圖2 交換機實時動態(tài)監(jiān)控技術功能

1) 由于交換機的類型不同、端口數量不同、接口設備不同、網絡結構不同，所以交換機配置管理在很大程度上也有不同[7]。因此，在交換機實時動態(tài)監(jiān)控技術設計的過程中，一定要建立交換機統(tǒng)一配置管理模式，對相關的管理內容進行統(tǒng)一管理，其中主要包括有：交換機類型管理、交換機所在網絡管理、交換機通訊信息采集管理、接口數量及不同接口設備的屬性管理等方面，這樣可以在一定程度上保證數據和信息交換管理的性能。

2) 在交換機系統(tǒng)信息、端口流量數據、內部狀態(tài)信息等方面，對各項采集的信息進行處理，這樣可以準確的獲取與網絡通訊指標、交換機運行異常的提醒信息等方面一致的數據，這樣在交換機和網絡運行管理的過程中，可以更加的清晰化，并且提供相對準確的參考信息和數據。

3) 在交換機對采集的信息和數據處理以后，會根據相關數據和信息的類型進行分類存儲，并且利用表格、狀態(tài)圖、曲線圖等方式進行展現，這樣可以保證各項數據更加的清晰化和直觀化，并且在網絡故障處理方面，也提供了相對便利的條件。在網絡故障處理的過程中，通過利用曲線和表格對應的方式，對交換機各個網絡運行狀態(tài)進行判斷，若是存在誤差等現象，就說明網絡出現運行故障，需要進行及時的解決。

5 結 語

綜上所述，本文在信息化網絡的基礎之上，對交換機實時動態(tài)監(jiān)控技術的一些相關內容，進行了簡要分析和闡述，主要的目的就是保證網絡處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，提升了各項數據和信息在交換和傳輸中的安全性和穩(wěn)定性，這對相關行業(yè)的發(fā)展也是非常有利的。