校園網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺的研究與實(shí)現(xiàn)

吳建俊 胡楊 曾強(qiáng)

摘? ?要：為了對校園網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，文章通過對開源軟件的研究，選擇了一種基于SNMP協(xié)議的監(jiān)控軟件，從而搭建校園網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控平臺，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能、流量進(jìn)行監(jiān)控，并可以通過閥值的設(shè)置產(chǎn)生相關(guān)告警，降低了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員工作量，縮短故障處理恢復(fù)速度。

關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)絡(luò);實(shí)時(shí)監(jiān)控;設(shè)備性能;網(wǎng)絡(luò)流量

1? ? 校園網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)

伴隨著教育信息化的深入、數(shù)字化校園的建設(shè)和發(fā)展，校園網(wǎng)絡(luò)支撐業(yè)務(wù)越來越廣泛，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，對網(wǎng)絡(luò)的可靠性與可用性依賴程度越來越高。

在日常網(wǎng)絡(luò)維護(hù)過程中，維護(hù)人員經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)因設(shè)備掉電，瞬時(shí)流量大，CPU、內(nèi)存占用率高等問題帶來的網(wǎng)絡(luò)中斷或延遲。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型多，缺乏實(shí)時(shí)在線監(jiān)控平臺等方面的原因，使出現(xiàn)的問題無法及時(shí)預(yù)警提醒，導(dǎo)致處理滯后。

在校園網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，沒有專門的系統(tǒng)對歷史流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，無法對未來網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和發(fā)展作出合理規(guī)劃，同時(shí)在校園網(wǎng)絡(luò)可視化方面也存在著明顯的不足。為解決這一系列問題，搭建穩(wěn)定、適用、功能全面的實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺便成了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和發(fā)展的迫切需求。

基于國內(nèi)外對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀，目前實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的主要有以下兩種方案[1]：

方案一是基于簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（Simple Network Management Protocol，SNMP）自主研發(fā)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，通過開發(fā)網(wǎng)絡(luò)管理模塊來實(shí)現(xiàn)對校園網(wǎng)絡(luò)利用率的監(jiān)控。但此類系統(tǒng)都是解決網(wǎng)絡(luò)管理的某個方面的問題，系統(tǒng)一般功能單一，可拓展性不強(qiáng)。

方案二是運(yùn)用基于SNMP協(xié)議的開源軟件來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控，近年來開源社區(qū)形成了Nagios，Cacti，Zabbix等優(yōu)秀的監(jiān)控軟件，此類軟件具有良可拓展性及二次開發(fā)功能。

2? ? 主流開源軟件比較

Nagios[2]是一款開源的企業(yè)級監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)ο到y(tǒng)CPU、磁盤、網(wǎng)絡(luò)等方面的參數(shù)進(jìn)行基本監(jiān)控，并監(jiān)控SMTP，POP3，HTTP，NNTP等各種基本的服務(wù)類型。另可通過安裝插件和編寫監(jiān)控腳本，對用戶應(yīng)用實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。但其控制臺功能較弱，插件易用性不強(qiáng)，無法看到歷史數(shù)據(jù)等。

Cacti[3]是一套基于PHP，MySQL，SNMP及RRDTool開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測工具，其通過snmpget來獲取數(shù)據(jù)。

Zabbix[4]是一個全面的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)監(jiān)控工具，它將多種功能組合到一個基于Web的控制臺中?？梢耘渲脼閺母鞣N服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)控中收集數(shù)據(jù)，為每個對象提供服務(wù)和性能監(jiān)控。

Cacti，Nagios不適合大規(guī)模的環(huán)境，很難實(shí)現(xiàn)對大量節(jié)點(diǎn)的同時(shí)監(jiān)控。Zabbix支持agent監(jiān)控及SNMP監(jiān)控，適合大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控。校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜，不同廠家的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器設(shè)備交織在一起，Zabbix更適宜在校園網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行部署。

3? ? 校園網(wǎng)絡(luò)的常用監(jiān)控指標(biāo)

根據(jù)校園網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，將校園網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)主要關(guān)注的性能指標(biāo)分為設(shè)備的物理設(shè)備對象的狀態(tài)，相關(guān)性能指標(biāo)物理對象主要為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的板卡、風(fēng)扇狀況、板卡溫度等。

性能指標(biāo)主要為板卡的CPU、內(nèi)存、Flash卡占用率，同時(shí)需要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)端口的流量數(shù)據(jù)，誤碼率等?，F(xiàn)依校園常用的H3C M9000防火墻為例，根據(jù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)易產(chǎn)生的故障節(jié)點(diǎn)確立需要實(shí)施監(jiān)控的項(xiàng)目，如圖1所示。

以上這些性能指標(biāo)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可用性和可靠性起著至關(guān)重要的功能，如果上述指標(biāo)參數(shù)異常，會對網(wǎng)絡(luò)帶來一定的影響。對這些網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控將可以應(yīng)對可能發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)故障，以便將影響和損失降到最低。

4? ? Zabbix網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)部署和實(shí)現(xiàn)

Zabbix主要有Agent，Trapper，SNMP，JMX，IPMI這幾種監(jiān)控方式[5]。針對校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，本文采用的是SNMP監(jiān)控方式。

Zabbix可以根據(jù)自身需要的關(guān)注項(xiàng)來確定監(jiān)控項(xiàng)目。Zabbix自帶豐富的監(jiān)控模板，可以完成各類監(jiān)控，本文的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是H3C交換機(jī)，其軟件版本為Comware 7.0，故本文選用了“Template Net HP Comware HH3C SNMPv2”為基礎(chǔ)創(chuàng)建了監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控項(xiàng)。

在被監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上配置SNMP團(tuán)體字和snmp-agent版本，這邊采用的是SNMP V2版本：

snmp-agent community read public@123

snmp-agent sys-info version v2

對于一些不在模板中的監(jiān)控項(xiàng)卻需要關(guān)注其指標(biāo)變化的，可以通過Getif工具里的Mbrowser找到相關(guān)節(jié)點(diǎn)的mib值，從而建立相應(yīng)的監(jiān)控，比如想要監(jiān)測板卡的運(yùn)行狀態(tài)，可以通過getif工具來查找到相應(yīng)設(shè)備的mib值，從而建立相應(yīng)的監(jiān)控項(xiàng)。

通過上述方法，結(jié)合關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指標(biāo)，建立相應(yīng)的監(jiān)控項(xiàng)。Zabbix具有良好畫圖功能，可以根據(jù)監(jiān)控項(xiàng)獲取的數(shù)值將畫面展示出來。

監(jiān)控項(xiàng)超出閥值可以通過郵件、短信等媒介來進(jìn)行告警，將告警信息推送給維護(hù)人員。同時(shí)Zabbix提供了網(wǎng)絡(luò)自動發(fā)現(xiàn)功能，可以快速發(fā)現(xiàn)及批量部署相關(guān)監(jiān)控。

Zabbix具有數(shù)據(jù)存儲功能，可以對歷史監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲，以利于對未來網(wǎng)絡(luò)調(diào)整和發(fā)展提供重要數(shù)據(jù)支撐。

5? ? 結(jié)語

本文根據(jù)校園網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的重點(diǎn)，利用開源工具軟件Zabbix，搭建了一套符合校園實(shí)際需求的實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺，對常見的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)進(jìn)行總結(jié)、歸納，通過Zabbix完成對相關(guān)指標(biāo)的監(jiān)控。通過監(jiān)控系統(tǒng)平臺的搭建可以有效提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量，并一定程度上滿足了網(wǎng)絡(luò)可視化的需求。

[參考文獻(xiàn)]

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[3]葛威.網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)數(shù)字與工程，2017（12）：2455-2459.

[4]VLADISHEV A.Open source enterprise monitoring with Zabbix[C].Nurnberg：Open Source Data Center Conference，2009.

[5]TADER P.Server monitoring with Zabbix[J].Linux Journal，2010（195）：7-9.

Research and implementation on campus network real-time monitoring platform

Wu Jianjun， Hu Yang， Zeng Qiang

（Jiangsu Jiaotong College， Zhenjiang 212028， China）

Abstract：In order to monitor the running status of the campus network in real time， this paper through the research on open source software， a monitoring software based on SNMP protocol is selected to build a monitoring platform for the campus network， monitor the performance of network devices， network traffic， and through the setting of the threshold， related alarms are generated， which reduces the workload of network maintenance personnel and shortens the recovery speed of fault processing.

Key words：campus? network; network? monitor; equipment? performance; network? traffic