遼寧省地震信息網(wǎng)絡(luò)運行監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

黃淼婉，劉靜聞，殷軼娜，王秀木，查 楠

（遼寧省地震局，遼寧 沈陽 110034）

0 引言

遼寧省地震局現(xiàn)有參評網(wǎng)絡(luò)信息節(jié)點27條、測震節(jié)點39 條和100 余臺前兆節(jié)點儀器，另有2 臺核心交換機(jī)、2 臺核心路由器，及20多套服務(wù)器，以上全部節(jié)點都需要實時監(jiān)控。為了更好的實現(xiàn)實時監(jiān)控，需要一款可以實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及主機(jī)設(shè)備狀態(tài)，并且能夠隨時報告狀態(tài)的系統(tǒng)。

Nagios 是一款開源網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控工具，他不需要收取任何費用，且能有效的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)的運行情況。適用于Unix、Linux 和Windows環(huán)境，同時它提供一個網(wǎng)頁版界面，系統(tǒng)管理人員可以在任意時間瀏覽器訪問該界面，在上面查看被監(jiān)控服務(wù)/主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)及監(jiān)控日志等各種信息。近年來，Nagios 因為安裝簡單、功能強(qiáng)大、擴(kuò)展性良好且不收取費用，很多公司企業(yè)都采用其來監(jiān)控自己的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；在地震行業(yè)內(nèi)，天津、湖北等局也在使用Nagios 作為監(jiān)控手段。

1 Nagios 監(jiān)控系統(tǒng)介紹

只有獨立的服務(wù)器上才可以安裝Nagios 軟件，但如果沒有獨立的服務(wù)器，安裝在虛擬服務(wù)器上也可以。這臺服務(wù)器被稱為監(jiān)控中心，該服務(wù)器只能安裝Linux 及Unix 系統(tǒng)，并且每一臺被監(jiān)控的服務(wù)或硬件主機(jī)都運行一個與監(jiān)控中心進(jìn)行聯(lián)通的Nagios 軟件后臺程序，或者稱呼其為插件或Agent 均可。監(jiān)控中心讀取配置文件中的命令，并與遠(yuǎn)程的后臺程序進(jìn)行聯(lián)通，讓后臺程序進(jìn)行定期檢查并回復(fù)結(jié)果。基于被監(jiān)控的主機(jī)或服務(wù)器（不像監(jiān)控中心一樣只能安裝Linux 或Unix 操作系統(tǒng)，它可以是任何操作系統(tǒng)）返回的信息，Naigos 將根據(jù)設(shè)置進(jìn)行應(yīng)答；之后通過對比本地的機(jī)器的測試的結(jié)果，Nagios 會進(jìn)行判斷被監(jiān)控的主機(jī)或服務(wù)是否正常，如果測試的結(jié)果顯示為非正常狀態(tài)，Nagios 將通過郵件、短信等方式通知系統(tǒng)管理人員[1]。

2 監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

2.1 監(jiān)控對象模板

在/usr/local/nagios/etc/object/templates.cfg 文件中定義Nagios 監(jiān)控對象，其中對象定義采用了面向?qū)ο蟮姆椒ǎ到y(tǒng)中定義各種對象模板/對象類，常用的有主機(jī)（用于監(jiān)控主機(jī)的共有參數(shù)設(shè)定）、服務(wù)（用于監(jiān)控服務(wù)的共有參數(shù)設(shè)定）、聯(lián)系人（用于聯(lián)系人共有參數(shù)設(shè)定）三種[2]。對象模板沒有統(tǒng)一的格式，根據(jù)不同的需求，建立適用于自己的特定對象模板，如果不想定義新的對象模板，可以在原有模板的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。其中定義監(jiān)控對象時，需要選擇一個對象模板。

下面建立了一個名為templates.cfg 的文件，監(jiān)控中用到的通用對象參數(shù)在該文件中定義，以下為定義設(shè)備需要注意的參數(shù)：

（1）監(jiān)控時間：check_period，一般定義為24x7，就是一周7 天24 小時不間斷；

（2）檢測周期：check_interval，多久檢測主機(jī)一次狀態(tài)，以分鐘為單位；

（3）最大檢測次數(shù)：max_check_attempts，設(shè)置收到主機(jī)狀態(tài)異常多少次之后，確認(rèn)為故障；

（4）宕機(jī)時監(jiān)測時間：retry_check_interval，監(jiān)控到主機(jī)狀態(tài)異常時，監(jiān)控的時間間隔，以分鐘為單位；

（5）報警通知時間：notification_period，以分鐘為單位；

（6）報警間隔：notification_interval，設(shè)置狀態(tài)異常時的報警提醒間隔，以分鐘為單位；

（7）狀態(tài)通知：notification_options，定義主機(jī)在什么狀態(tài)的時候，產(chǎn)生報警。一般都是在主機(jī)宕機(jī)及恢復(fù)的時候，發(fā)出提醒。其中w指的是報警狀態(tài)；u 指的是不明狀態(tài)；c 指的是危急狀態(tài)；e 為恢復(fù)正常狀態(tài)。

以下為定義服務(wù)需要注意的參數(shù)：

（1）主動檢查：active_checks_enabled，1為啟用，0 為不啟用；

（2）被動監(jiān)控：passive_checks_enabled，1為啟用，0 為不啟用；

（3）并行化：parallelize_check，主動檢查需要一起進(jìn)行，1 為啟用，0 為不啟用；如果該項不啟用，會造成會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)問題；

（4）報警通知：notifications_enabled，1 為允許，0 為不允許；

（5）狀態(tài)信息：retain_status_information，1為保存狀態(tài)信息，0 為不保存。

2.2 對象分組

為了在Web 上查看方便，所以我們需要對監(jiān)控的主機(jī)或服務(wù)進(jìn)行分組，而如果想要對監(jiān)控的主機(jī)或服務(wù)進(jìn)行分組，就必須在對象定義前對對象進(jìn)行分組，一般主要分成主機(jī)、服務(wù)兩類。在分組時，可以根據(jù)業(yè)務(wù)、用途、地理位置、服務(wù)類型等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分組。

對象分組定義樣例如下：

服務(wù)/對象進(jìn)行分組時為1 對n 的關(guān)系（n個對象分組里面可以包含同一個服務(wù)/對象），具體的分組定義實例下文有詳細(xì)的例子進(jìn)行說明。

遼寧局根據(jù)設(shè)備類型及所屬部門一共定義了五個分組：遼寧局路由器（21_liaoning_routers）、市縣路由器(21_liaoning_network_center_routers)、臺站路由器（21_liaoning_station_routers）、國家臺站路由器（21_liaoning_country_routers）、遼寧局服務(wù)器（21_liaoning_linux_routers）。如下所示：

在此基礎(chǔ)上按臺站所屬地定義了14 個分組：分別為撫順（fushun）、錦州（jinzhou）、大連（dalian）、本溪（benxi）、遼陽（liaoyang）、阜新（fuxin）、葫蘆島（huludao）、丹東（dandong）、朝陽（chaoyang）、營口（yingkou）、鐵嶺（tieling）、鞍山（anshan）、盤錦（panjin）、沈陽（shenyang）。

2.3 對象命名

必須要規(guī)劃好命名規(guī)則才能進(jìn)行對象命名，因為系統(tǒng)是通過名字區(qū)分設(shè)備，即使是同一個設(shè)備，如果設(shè)定的名字不一樣，也會被認(rèn)為是不同的設(shè)備①天津市地震局.Nagios、Cacti、WeatherMap 等開源網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的安裝與使用手冊（版本1.0.1）.天津：天津市地震局，2010.。

遼寧局有兩套命名規(guī)則：一套參評主機(jī)設(shè)備服務(wù)命名規(guī)則（與國家標(biāo)準(zhǔn)相同）；還有一套未參評主機(jī)設(shè)備服務(wù)命名規(guī)則。

2.3.1 參評系統(tǒng)

主機(jī)與設(shè)備命名：

021（遼寧省地震局區(qū)域節(jié)點號）_設(shè)備所在節(jié)點號（3 位）_所屬部門（2 位）_設(shè)備名稱描述。

服務(wù)命名：

021（遼寧省地震局區(qū)域節(jié)點號）_設(shè)備所在節(jié)點號（3 位）_所屬部門（2 位）_設(shè)備名稱描述_服務(wù)名稱描述。

在上面規(guī)則中，設(shè)備節(jié)點號如表1 所示，為遼寧省參評節(jié)點統(tǒng)一使用節(jié)點號。

表1 遼寧省參評節(jié)點節(jié)點號

根據(jù)上面的定義，鞍山地震臺路由器名稱為：21_103_anshan，其他臺站市縣以此類推。

2.3.2 未參評系統(tǒng)

主機(jī)與設(shè)備命名：

市級區(qū)域簡寫_縣/臺站區(qū)域簡寫_所屬部門（2 位）_設(shè)備名稱描述_設(shè)備型號。

服務(wù)命名：

市級區(qū)域簡寫_縣/臺站區(qū)域簡寫_所屬部門（2 位）_設(shè)備名稱描述_設(shè)備型號_服務(wù)名稱描述。

根據(jù)上面的定義，沈陽地震臺的前兆服務(wù)器名稱為：sy_qz_HP3800 G5。型號為WYY-1的撫順南山城地震臺前兆氣象三要素儀器名稱為：fs_nsc_qz_qxWYY-1。

2.4 對象定義

在建立好對象模板、對象分組、服務(wù)分組和對象命名規(guī)則之后，就可以定義每個對象的信息了，其中所有的對象定義的文件都放在/usr/local/nagios/etc/objects 目錄中。因為系統(tǒng)不能自動發(fā)現(xiàn)對象間的上下層級關(guān)系，所以在對象定義時一定要做好上下級關(guān)系分類，這樣在查看拓?fù)鋱D的時候各個對象就會按層級排列。層級關(guān)系通常按照從上往下的順序建立。

最后，在運行系統(tǒng)之前，將創(chuàng)建的各類配置文件添加到/usr/local/Nagios/etc/nagios.cfg 文件中。找到cfg_fil，并按對象模板、分組、對象定義的順序?qū)⒆约憾x的文件添加進(jìn)去，如下所示：

2.5 對象定義實例

以本溪地震臺為例，我們進(jìn)行一次模擬配置。如下圖為本溪地震臺主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備拓?fù)鋱D，本溪臺交換機(jī)上聯(lián)遼寧省地震局核心交換機(jī)，下接各種監(jiān)控儀器設(shè)備。

圖1 本溪地震臺主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備拓?fù)鋱DFig.1 Topology diagram of main network equipment of Benxi Seismic Station

2.5.1 交換機(jī)監(jiān)控配置

在下面的定義的列表中從上至下分別為：對象所用模板、主機(jī)名稱、主機(jī)別名、IP 地址、上層對象、所屬分組。此外，與對象分組類似，對象與其上層對象可以是1 對n 的關(guān)系，只要在parents 中列出所有對象即可，用“，”隔開；如果沒有上聯(lián)設(shè)備，那么parents 選項就可以不寫。下面定義的是本溪臺烽火R2600 路由器，路由器所用模板為station 模板，別名為臺站+路由器型號，IP 地址為10.21.x.x，路由器上聯(lián)設(shè)備為遼寧省地震局核心交換機(jī)，所以parents 為21_001_backbonerouter（核心交換），所屬分組為撫順地區(qū)及臺站兩個組別。

2.5.2 儀器設(shè)備監(jiān)控配置

儀器設(shè)備與交換機(jī)相似。下面定義的是本溪臺前兆分量式鉆孔應(yīng)變儀，所用模板為taizhan 模板，別名為地區(qū)+學(xué)科（前兆縮寫）+儀器縮寫及型號，上層對象為本溪臺烽火R2600 路由器，所屬分組為撫順地區(qū)。

在定義完拓?fù)鋱D中的所有設(shè)備后，用瀏覽器查看Nagios 監(jiān)控信息，將會看到如圖2 所示的結(jié)果。

圖2 監(jiān)控主機(jī)列表Fig.2 Monitor host list

2.6 報警通知

Nagios 可以通過郵箱報警、微信/MSN/QQ轉(zhuǎn)手機(jī)信息提醒、短信報警。這里介紹用郵件報警[3]。

首先需要在commands.cfg 里面設(shè)定一下出現(xiàn)異常狀態(tài)時發(fā)送報警的具體信息，一般為：Host/主機(jī)名稱、State/所屬分組、Address/IP 地址、Info/故障的具體信息、Date/Time/時間。之后在contacts.cfg 里面定義一下接收報警的郵箱。其中什么情況/時間報警，在templates.cfg中已經(jīng)定義了一個generic-contact。它默認(rèn)設(shè)置了7 天x24 小時如果出現(xiàn)宕機(jī)/不可到達(dá)/重新恢復(fù)狀態(tài)時，發(fā)送報警，這里就不做更改。

3 主要功能

登陸http://10.21.*.*/Nagios/，輸入用戶名、密碼，進(jìn)入Nagios 首頁。

常用的有以下幾項：Service Detail：服務(wù)列表、Host Detail：主機(jī)列表、Hostgruop Overview：主機(jī)分組列表、Service Overview：服務(wù)分組列表、Status Map：拓?fù)鋱D、Service Problems：服務(wù)故障列表、Host Problems：主機(jī)故障列表、Trends：歷史狀態(tài)走勢圖、Availability：歷史聯(lián)通性。

如果需要查看實時狀態(tài)，可以點擊Service Detail、Host Detail、Hostgruop Overview、Service Overview，其中Service Detail、Host Detail 是查看所有的主機(jī)/服務(wù)的詳細(xì)信息，Hostgruop Overview、Service Overview 是按分組查看監(jiān)控的主機(jī)/服務(wù)，但沒有Detail 展示的信息詳細(xì)。以下詳細(xì)介紹一下Status Map 及Availability。

3.1 Status Map 拓?fù)鋱D

配置好上層對象、下層對象之后，點擊Status Map，就可以看到系統(tǒng)自動生成的拓?fù)鋱D。綠色的為連通的設(shè)備，紅色的為斷記的設(shè)備。放大之后可以看到具體的設(shè)備，鼠標(biāo)點擊到哪個設(shè)備就可以顯示出該設(shè)備的具體信息。圖3 為“21_105_benxi”的具體信息：名字為“21_105_benxi”，別名/全名為“Liaoning_benxi fhR2600”，IP 地址為10.21.*.*，狀態(tài)為聯(lián)通的（UP），丟包率為0，狀態(tài)持續(xù)時間為1 天7 小時9 分，此次檢查時間為2019 年*月*日15時50 分，該狀態(tài)從2019 年*月*日8 時42 分鐘開始，上聯(lián)對象為“21_001_backbonerouter”（圖中空白處為人工遮擋）。

圖3 拓?fù)鋱DFig.3 The topology

3.2 查看歷史狀態(tài)

Nagios 查看歷史的可以選擇Trends 和Availability，Trends 是以走勢圖的形式展示的，Availability 是以列表的形式查看歷史信息，但他們選擇查看的步驟都是相似的。

第一步選擇類型，可以選擇是服務(wù)、服務(wù)組、主機(jī)、主機(jī)組，第二部選擇想查看的主機(jī)或服務(wù)，第三步選擇查看的歷史等具體信息，一般只需要選擇時間。其中Report Period 可以快速的選擇時間范圍，有今天、24 小時、一周等選項，如果里面沒有想選擇的時間，可以在下 面 的 Start Date（Inclusive）、End Date（Inclusive）中設(shè)置好時間。之后就可以查看歷史記錄了。

4 結(jié)論

通過建立Nagios 地震監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對遼寧省地震局網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、測震節(jié)點、前兆節(jié)點狀態(tài)實時監(jiān)控、報警的同時，還可以保存、查看、檢索節(jié)點的歷史狀態(tài)，為日常監(jiān)控提供了便捷的服務(wù)。