基于Web的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

農(nóng)毅杰

（國(guó)家稅務(wù)總局大新縣稅務(wù)局 廣西壯族自治區(qū)崇左市 532300）

因特網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得許多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都向信息化的方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也逐漸成為網(wǎng)絡(luò)中的一種信息傳輸工具，網(wǎng)絡(luò)上的信息主要依靠網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來完成，每個(gè)服務(wù)器能夠存儲(chǔ)海量信息數(shù)據(jù)，而網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器則可以隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)升級(jí)，從而使得網(wǎng)絡(luò)中的信息得到最優(yōu)化。為了保證局域網(wǎng)絡(luò)的信息安全，必須將Web 體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)絡(luò)的信息安全相統(tǒng)一，把信息安全參數(shù)與數(shù)量管理的指標(biāo)全部轉(zhuǎn)換到一個(gè)更為透明的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，采用Web 體系結(jié)構(gòu)來對(duì)局域網(wǎng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行編碼，并采用動(dòng)態(tài)監(jiān)視模型來實(shí)現(xiàn)對(duì)局域網(wǎng)的信息安全的控制。這樣就可以最大限度地防止因網(wǎng)絡(luò)攻擊造成的數(shù)據(jù)丟失。為保證各類測(cè)試任務(wù)的實(shí)時(shí)可靠服務(wù)，測(cè)試人員應(yīng)及時(shí)掌握系統(tǒng)的工作狀態(tài)，尤其是當(dāng)系統(tǒng)性能下降或出現(xiàn)故障時(shí)，如何迅速、精確地確定和處理故障已是整個(gè)系統(tǒng)的核心問題。所以，必須配置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)，以保證所有的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行指標(biāo)都能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1 用戶需求分析

1.1 日常維護(hù)工作中的問題

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維技術(shù)員最關(guān)心的問題是網(wǎng)絡(luò)能否24 小時(shí)通暢運(yùn)行。在日常的巡察中，首先，技術(shù)員要發(fā)現(xiàn)用戶使用中的問題，比如網(wǎng)絡(luò)卡頓、反應(yīng)遲緩、數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤甚至是斷網(wǎng)；其次，技術(shù)員要在復(fù)雜的情況中逐級(jí)檢查，找出故障點(diǎn)，最后采取相應(yīng)的措施解決問題。在解決問題時(shí)，可采取 KFP模型，由底向上三個(gè)層次的結(jié)構(gòu)。通過采集網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。總之，問題的產(chǎn)生是一個(gè)被動(dòng)的過程，但是解決問題是主動(dòng)的過程，因此，要結(jié)合被動(dòng)與主動(dòng)。在數(shù)據(jù)檢測(cè)前，要先傳輸一段仿真的資料，以檢驗(yàn)整體網(wǎng)絡(luò)的整體效能，預(yù)先了解各連接及網(wǎng)絡(luò)信道的時(shí)延與丟失狀況，采用無源測(cè)試方式，完成作業(yè)之后，將所儲(chǔ)存的資料進(jìn)行恢復(fù)與統(tǒng)計(jì)，以進(jìn)行問題的原因剖析與回溯。

1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

構(gòu)建管理系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，可以有效幫助企業(yè)事業(yè)單位的運(yùn)維管理。因此，本文結(jié)合實(shí)際情況以及需求對(duì)管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過圖1表示W(wǎng)eb 的三維標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。

圖1：系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

通過對(duì)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可將系統(tǒng)劃分為四層，每層具體功能如下：

1.2.1 核心架構(gòu)層

結(jié)合DFI 技術(shù)，通過Web 服務(wù)器、文件服務(wù)器以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器以及操作系統(tǒng)組成，DFI 技術(shù)的是一種基于流量行為的應(yīng)用識(shí)別技術(shù)，即不同的應(yīng)用類型體現(xiàn)在會(huì)話連接或數(shù)據(jù)流上的狀態(tài)各有不同。并利用企事業(yè)單位辦公網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)搭建，其中，Web 服務(wù)器采用Nginx 實(shí)現(xiàn)，Nginx 屬于一種輕量化Web 服務(wù)器，相較于網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器其性能更加優(yōu)異，同時(shí)占用內(nèi)存較少。客戶端采用Http形式與服務(wù)器進(jìn)行溝通。

1.2.2 管理功能層

通過抽象的形式處理不同管理功能，并向系統(tǒng)引入已存在的工作流框架，完成用戶之間的對(duì)接。使用者的操作界面，用戶可以利用離線數(shù)據(jù)管理、在線數(shù)據(jù)管理、KPI 管理、認(rèn)證和日志服務(wù)等方式與系統(tǒng)進(jìn)行交互。調(diào)用響應(yīng)服務(wù)處理邏輯，經(jīng)過一系列的后臺(tái)操作和數(shù)據(jù)層的操作，最后得到用戶想要的或者返回的結(jié)果。

1.2.3 應(yīng)用層

在該層中設(shè)計(jì)Revit 三維標(biāo)準(zhǔn)化族庫(kù)，進(jìn)行族庫(kù)的各項(xiàng)管理功能，并劃分為兩部分，分別管理族庫(kù)和相關(guān)過程。其中，在進(jìn)行族庫(kù)管理時(shí)，將Revit 通過Revit SDK 做出二次設(shè)計(jì)，使Revit 可以利用繼承接口類，完成外部需求的加載。如數(shù)據(jù)信息上傳時(shí)，軟件先打開需要上傳的程序文件 DSJ.out，讀取四個(gè)字節(jié)，發(fā)送給慣導(dǎo)上傳模塊，收到四個(gè)字節(jié)后，寫入 FLASH 指定的存儲(chǔ)空間，軟件收到四個(gè)字節(jié)后，與發(fā)送的四個(gè)字節(jié)進(jìn)行對(duì)比，如果不正確，則報(bào)告錯(cuò)誤，如果正確，繼續(xù)讀取下面四個(gè)字節(jié)進(jìn)行發(fā)送，直至發(fā)送和校對(duì)完畢全部文件，報(bào)告上傳成功。下載數(shù)據(jù)信息同上傳信息。

1.2.4 外部接入層

由于在開發(fā)本文系統(tǒng)時(shí)采用Revit 2016 環(huán)境，通過JPA接口整合服務(wù)，可以使數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行編程變得簡(jiǎn)單。通過對(duì)特定的界面進(jìn)行繼承，并根據(jù)所規(guī)定的格式來定義方法名稱，就可以達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的目的。

1.3 管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行配置管理的研究前，必須明確其所要實(shí)現(xiàn)的目的，并據(jù)此進(jìn)行其工作。本文從數(shù)據(jù)中心配置管理的角度出發(fā)，分析了數(shù)據(jù)中心配置管理的主要目的：完成一體化遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，數(shù)據(jù)中心設(shè)備配置管理，網(wǎng)絡(luò)配置管理，自動(dòng)故障和安全管理，以及配置和分級(jí)管理模式。根據(jù)以上的分析，本文提出了基于該方案的開發(fā)方案，并根據(jù)實(shí)際情況，提出了基于該方案的方案，該方案的總體結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)層面：一層是流程層，它包含了客戶接口層、流程管理產(chǎn)品層、數(shù)據(jù)層以及數(shù)據(jù)層。根據(jù)內(nèi)部交換原則和接口隔離原則，根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)架構(gòu)，分別從硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。其中系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2：系統(tǒng)硬件架構(gòu)

依據(jù)該配置管理系統(tǒng)的硬件和架構(gòu)要求，將其分為多個(gè)部件，如處理器模塊、FPAG 模塊、時(shí)鐘模塊、虛擬交換機(jī)模塊，以及基于常規(guī)的組態(tài)系統(tǒng)來重構(gòu)該系統(tǒng)的線路。以微機(jī)為中心，在此基礎(chǔ)上，各組件的協(xié)同工作，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和軟件的工作環(huán)境得以實(shí)現(xiàn)。

1.3.1 虛擬交換機(jī)

虛擬交換機(jī)突破了物理交換機(jī)的局限，將物理設(shè)備資源轉(zhuǎn)變?yōu)榭晒芾淼倪壿嬞Y源。針對(duì)企事業(yè)單位的組網(wǎng)與調(diào)度，組網(wǎng)一般都是以核心-匯流層-交換層為代表的三層結(jié)構(gòu)，所以可以將其與各單位的網(wǎng)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)。從垂直方向上看，可以得到一個(gè)由中心到聚集的兩個(gè)虛擬組織，這樣就可以把準(zhǔn)備好的虛擬開關(guān)裝置放入到這個(gè)虛擬的架構(gòu)里，就可以滿足兩個(gè)交換裝置的網(wǎng)絡(luò)需求。同樣，在組態(tài)管理系統(tǒng)中，采用了一種新的虛擬交換器來實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行的優(yōu)化。

1.3.2 處理器模塊

在組態(tài)管理系統(tǒng)中，處理器的功能主要是完成接收端的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)合同約定抽取出配置和管理的信息，并對(duì)其進(jìn)行編碼和編碼，然后將其傳送到服務(wù)器端。主要實(shí)現(xiàn)了基于 PowerPC 的多個(gè)通訊接口的擴(kuò)充，其中包含100 兆以太網(wǎng)，千兆以太網(wǎng)，RS-232 等。在這里，接口是通過一個(gè)處理器來直接進(jìn)行的，該接口各器件參數(shù)設(shè)置情況如表1所示。

表1：接口參數(shù)設(shè)置表

1.4 系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

利用自組織時(shí)間多路技術(shù)，將所處理的資料進(jìn)行排序，使所述的資料傳送通道以1 分鐘為一幀，設(shè)定2250 個(gè)時(shí)槽，以每個(gè)時(shí)間槽傳送2056 比特（32 比特）的資訊。在對(duì)信息安全性進(jìn)行分析時(shí)，各個(gè)站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)都有相應(yīng)的安全報(bào)表。采用時(shí)隙分組的方法，實(shí)現(xiàn)了局域網(wǎng)絡(luò)的安全性，并確保了24 比特的緩沖量，12 比特的防誤碼。在這一基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的信息序列進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)其進(jìn)行了深入的研究。通過建立安全戰(zhàn)略，設(shè)計(jì)安全規(guī)范，確定可能的危險(xiǎn)價(jià)值，采用改進(jìn)的安全措施來對(duì)網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行安全防護(hù)，并采用運(yùn)行密鑰來提高安全的安全性，從而達(dá)到對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息的有效管理。

2 實(shí)驗(yàn)分析

為了驗(yàn)證所提基于云邊協(xié)同的PaaS 平臺(tái)后端管理系統(tǒng)的有效性，選取五臺(tái)配置相同的虛擬機(jī)作為研究對(duì)象。

2.1 資源調(diào)度模塊性能測(cè)試

為了驗(yàn)證資源調(diào)度模塊的性能，需要進(jìn)行按照以下步驟進(jìn)行測(cè)試：

（1）將PaaS 平臺(tái)的權(quán)限管理應(yīng)用制作形成鏡像；

（2）在容器管理平臺(tái)構(gòu)建多個(gè)容器，同時(shí)收集節(jié)點(diǎn)的分布情況，詳細(xì)情況如圖3所示。

圖3：容器在節(jié)點(diǎn)上的分布情況示意圖

（3）當(dāng)建立好容器之后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)容器在節(jié)點(diǎn)的分布情況，將監(jiān)控站點(diǎn)放置在資源比較多的節(jié)點(diǎn)上。

當(dāng)系統(tǒng)同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)容器，進(jìn)一步分析容器列表響應(yīng)時(shí)間和虛擬機(jī)啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如圖4所示。

由圖4中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，容器和虛擬機(jī)的響應(yīng)時(shí)間會(huì)隨著樣本數(shù)量的變化而變化，但是容器的啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間明顯小于虛擬機(jī)，說明容器可以提供更加便捷的服務(wù)。

圖4：容器和虛擬機(jī)列表響應(yīng)時(shí)間測(cè)試結(jié)果對(duì)比

2.2 PaaS平臺(tái)后端管理系統(tǒng)的彈性伸縮性能測(cè)試

為了驗(yàn)證系統(tǒng)的伸縮性能，利用表2分析負(fù)載變化和容器數(shù)量之間的關(guān)系。

表2：系統(tǒng)負(fù)載量和容器數(shù)量之間的關(guān)系變化分析

分析表2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，系統(tǒng)負(fù)載量和容器數(shù)量都會(huì)隨著時(shí)間的變化變化。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載量出現(xiàn)比較大的幅度變化時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的容器數(shù)量也會(huì)隨之發(fā)生同樣的變化。所提系統(tǒng)具有較高的資源利用率，主要是為所提系統(tǒng)進(jìn)行資源部署和任務(wù)調(diào)度，全面提升系統(tǒng)內(nèi)部各種資源的利用率。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文研究基于Revit 和Web 的三維標(biāo)準(zhǔn)化族庫(kù)管理系統(tǒng)，利用Revit 構(gòu)建三維標(biāo)準(zhǔn)化族庫(kù)，并通過Web 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，在進(jìn)行族庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，更注重實(shí)際需求，并細(xì)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)管理功能，實(shí)現(xiàn)較為完善的管理。同時(shí)，采用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方式系統(tǒng)性能，確定系統(tǒng)的應(yīng)用效果。在未來研究過程中，可針對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化，使族庫(kù)內(nèi)容可以隨時(shí)得到更新。

因此，運(yùn)維技術(shù)人員日常應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器日志、負(fù)載、內(nèi)存、連接數(shù)以及應(yīng)用系統(tǒng)性能、異常日志進(jìn)行分析排查，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，可以采?。?/p>

（1）對(duì)網(wǎng)絡(luò)、硬件、應(yīng)用、防火墻進(jìn)行升級(jí)，加強(qiáng)服務(wù)器防護(hù)；

（2）關(guān)閉不必要的服務(wù)和接口；

（3）收集日志，包括系統(tǒng)日志，登錄日志，程序日志等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)；

（4）對(duì)請(qǐng)求接口傳輸?shù)男畔⒆龊灻ｒ?yàn)及主體內(nèi)容進(jìn)行加密；

（5）限制單個(gè)IP 每秒訪問次數(shù)及單站點(diǎn)限流；

（6）對(duì)代碼安全排查和數(shù)據(jù)庫(kù)SQL 慢查詢進(jìn)行優(yōu)化、等防護(hù)措施，以做到有備無患。