一種網絡機房智能管理助手的設計

駿捷（廣東）科技有限公司 陳文智

隨著網絡機房數據服務業(yè)務的不斷拓展，機房的規(guī)模不斷擴大，硬件設施數量與種類不斷增多，如何智能化進行網絡機房管理成為一項研究課題。本文給出了一種網絡機房智能管理助手的設計方法，對軟件整體架構進行了設計，對數據庫構建、智能輔助策略析出等技術進行了闡述，對豐富智能化管理系統(tǒng)構建理論具有一定意義。

網絡機房作為網絡服務與數據交換的管理機構，在實現網絡應用服務、維護數據交互穩(wěn)定、保持網絡安全等方面具有關鍵作用。網絡機房一般配備有網絡服務器、應用工作站、數據交換機、網絡路由器、網絡防火墻、數據存儲站、各類PC應用計算機等。網絡機房中的設備設施是實現網絡應用的關鍵。隨著數據服務業(yè)務的不斷拓展，網絡機房的規(guī)模不斷擴大，硬件設施數量與種類不斷增多，如何高效快捷智能化進行網絡機房管理成為一項研究課題。本文給出了一種網絡機房智能管理助手的設計方法，給出了軟件整體架構設計，對數據庫設計、智能輔助策略析出等關鍵性技術進行了闡述。本文對豐富智能化管理系統(tǒng)構建理論具有一定意義。

1 系統(tǒng)架構設計

本文系統(tǒng)架構可分為三個部分，一是基礎數據庫部分，主要包括設備表格、軟件表格、軟硬件故障特征表格、應急預案表格、日志表格，能夠為系統(tǒng)功能實現提供基礎數據支撐；二是Web服務部分，主要包括語音識別Web服務、安全監(jiān)管Web服務、通信報警Web服務、其他Web服務等，能夠為系統(tǒng)功能實現提供跨平臺的分布式應用程序調用支持；三是功能應用部分，主要包括智能監(jiān)管、故障識別、人機交互、數據挖掘等，是本文所述的網絡機房智能管理助手的基礎功能外在表現。

2 關鍵技術

2.1 數據庫設計

本文將數據庫設計為五個表格，其中設備表格屬性包括：設備ID號、設備名稱、設備功能、安裝位置、保管員、維保電話、廠家信息、網絡地址、接口地址，設備ID號為檢索關鍵字。軟件表格屬性包括軟件ID號、軟件名稱、軟件功能、部署位置、管理員、維護電話、廠家信息、端口地址，軟件ID號為檢索關鍵字。軟硬件故障特征表格屬性包括設施類型、故障ID號、故障名稱、故障特征、一般處理方法，故障ID號為檢索關鍵字。應急預案表格屬性包括應急預案ID號、應急預案類型、應急預案內容、編寫者、審核人、效果反饋，應急預案ID號為檢索關鍵字。日志表格屬性包括日志來源、日志ID、日志類型、日志內容、日志變更記錄、管理員聯系方式，日志ID號為檢索關鍵字。

2.2 Web服務的綁定

Web服務是一種軟件接口，可達到跨平臺的遠程功能接口調用效果，通過SOAP協(xié)議獲取Web服務的接口信息，并進行面向端口的數據交互滿足系統(tǒng)搭建需求。本文在系統(tǒng)搭建中對語音識別、安全監(jiān)管、通信報警等功能的實現采用遠程調用Web服務的模式，Web服務的綁定算法如下所述。

算法1：Web服務綁定算法。輸入：Web服務集合Q，用戶需求Ureq。輸出：Web服務。第一步：形式化定義Web服務，本文將Web服務形式化定義為一個四元組，即Web服務Webitem={ID，FUN，URL，Qos}，其中ID唯一標識一個Web服務，FUN標識了Web服務的功能，URL標識了Web服務的調用地址，Qos標識了Web服務的服務質量，如響應時間、用戶滿意度等，且Qos為小于1的實數。第二步，形式化用戶需求，本文將用戶需求形式化為一個三元組，即用戶需求Ureq={ID，FUN，Qos}，其中ID唯一標識一個用戶需求，FUN標識了用戶需要查詢的Web服務功能，Qos標識了用戶對服務質量的要求。第三步，構建服務本體統(tǒng)一服務屬性的描述語義，本文定義服務本體R={Orig，Seman}，其中Orig標識一般詞匯，Seman標識了對應的語義詞匯。第四步，進行語義標注，遍歷Web服務集合Q及用戶需求Ureq，假設當前元素為item，則遍歷服務本體R.Orig，若R.Orig中的元素ci與item相同，且ci對應的語義為Semank，則將item替換為Semank。第五步，Web服務析出，依次設定用戶需求為Ureq1={1，語音識別，0.6}，Ureq2={1，安全監(jiān)管，0.8}，Ureq3={1，通信報警，0.9}，并以Ureq.FUN為關鍵字遍歷Web服務集合Q中全部Webitem.FUN，若當前元素Webitem.FUN與Ureq.FUN相等，且Webitem.Qos與Ureq.Qos相同，則輸出Web服務Webitem。

2.3 智能人機交互

本文設計智能人機交互場景為三類：一是面向基礎數據庫的信息問答，用戶可通過應用客戶端向系統(tǒng)提出相關問題，如此網絡機房的設備清單是什么？ID號為001的交換機網絡接口地址是什么？系統(tǒng)能夠根據用戶問題檢索數據庫，并輸出問題答案。二是基于Web服務的機房安全管理。網絡機房設備常年運行，機房管理員可查看Web服務提供的網絡機房視頻監(jiān)控畫面，收聽查閱報警信息，實現智能化機房管理。三是當系統(tǒng)故障時，用戶可將狀態(tài)錄入系統(tǒng)，系統(tǒng)根據用戶輸入的信息并結合系統(tǒng)基礎數據向用戶提供故障識別智力支持，并提供故障輔助處理。

算法2：人機交互問答算法。輸入：用戶問題。輸出：問題答案。第一步：格式化用戶問題，本文將用戶問題格式定義為三個部分，一是問題類型，包括軟件、硬件、日志、預案、故障五個類型；二是屬性信息，如名稱、ID號、位置等；三是關鍵字，即屬性對應的數值如交換機、路由器等。第二步，獲取用戶問題中的類型信息，并進行數據庫檢索。若問題類型為軟件則檢索軟件表格，若問題類型為硬件則檢索設備表格，若問題類型為日志則檢索日志表格，若問題類型為預案則檢索應急預案表格，若問題類型為故障則檢索軟硬件故障特征表格。第三步，獲取用戶問題中的屬性信息，進行數據挖掘，并返回問題答案。以檢索軟件表格為例，遍歷軟件表格，假如當前記錄的屬性與用戶問題中的屬性一致，且屬性值相同，則輸出此數據記錄。

算法3：故障識別算法。輸入：故障基本特征。輸出：故障判定結果及處理措施。第一步，構建故障識別神經網絡如算法4所述，建立故障特征與故障判斷及處理措施的神經網絡關聯關系。用戶輸入故障基本特征后，經過神經網絡感應，輸出判斷結果。第二步，構建故障識別快速檢索庫，用戶輸入故障特征后，通過信息檢索得到故障判定結果。定義故障識別快速檢索庫為一個關系集合Gbase={Relations}，其中Relations為一個關系集合，其元素格式為，Tz標識了故障特征，Info為故障信息，Steps為故障處理措施。故障檢索庫的構建采用專家判斷法和實踐結論法，即通過專家實踐經驗來為Gbase.Relations中的元素進行賦值。第三步，獲取用戶輸入的故障基本特征，通過故障快速檢索庫進行特征匹配，若匹配成功則輸出故障判定結果，并輸出處理措施；否則，將用戶錄入的故障基本特征輸入到神經網絡進行感應，得到判定結果并輸出處理措施。

算法4：故障識別神經網絡構建算法。輸入：故障列表及其特征和處理措施集合，輸出故障識別神經網絡。第一步，構建神經元，定義神經元為一個四元組，神經元Sitem={Id，input，Sense，Output}，其中Id唯一標識一個神經元，input標識了神經元的輸入信息，Sense標識了神經元的感知單元，Output標識了神經元的輸出信息。定義神經元的感知規(guī)則為：當有信息發(fā)向神經元Sitem時，神經元Sitem從Input接收信息，然后通過Sense對Input中的信息進行感知，若產生反應則通過Output輸出邏輯真，若沒有反應則通過Output輸出邏輯假。這里感知可以是簡單的字符串匹配，也可以是復雜的邏輯關系。第二步，構建單個故障檢測神經子網。定義故障檢測子網為一個三元組，即故障檢測子網Znet={Sitems，Info，Steps}，其中Sitems為一個神經元集合，Info為故障信息，Steps為故障處理措施。假設故障p的特征數量為n，則構建n個神經元，即Znet.Sitems，令每個神經元的Sense依次賦值為故障p的特征值，將故障p的故障信息賦值給Znet.Info，將故障p的故障處理措施賦值給Znet.Steps。故障檢測子網的故障判斷規(guī)則為：用戶向故障檢測子網發(fā)送信息后，故障檢測子網中的各個神經元遍歷所有信息，當有反應的神經元達到系統(tǒng)設定的閥值時，故障檢測子網判定故障匹配，并輸出Znet.Info和Znet.Steps。第三步，構建故障識別神經網絡。將故障識別神經網絡形式定義為一個三元組，即故障識別神經網絡Snet= {Znets，Infos，Steps}，其中Znets為一個神經子網集合，Info為故障信息集合，Steps為故障處理措施集合。遍歷故障列表及其特征和處理措施集合，假設當前元素為故障p，構建故障p的故障檢測神經子網，并賦值Snet。故障識別神經網絡的運行規(guī)則為：用戶向故障檢測神經網絡發(fā)送信息后，故障檢測神經網絡中的故障檢測子網遍歷所有接收到的信息，進而故障檢測子網中的各個神經元遍歷所有信息，當有反應的神經元達到系統(tǒng)設定的閥值時，故障檢測子網判定故障匹配，并輸出Snet.Infos中對應的故障信息及Snet.Steps中對應的故障處理措施。

結語：為了提升網絡機房管理的智能化水平，本文給出了一種網絡機房智能管理助手的設計方法，對基礎數據庫、Web服務、功能應用三個系統(tǒng)架構組成部分進行了介紹；對數據庫表格設計、Web服務的綁定、智能人機交互方法進行了詳細闡述；給出了Web服務綁定算法、人機交互問答算法、故障識別算法、故障識別神經網絡構建算法，對豐富智能化管理系統(tǒng)構建理論具有一定意義。