陸海鋒 梁卓明

摘 ?要： 應(yīng)用Cacti來監(jiān)控我校的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)將近10年，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，Weathermap插件的拓?fù)鋱D（按照習(xí)慣，以下稱“氣象圖”）也畫得越來越復(fù)雜，出現(xiàn)了不少流量標(biāo)簽重疊的情況和節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽過長(zhǎng)不能分行的情況。由于Weathermap的編輯器是非交互式的，放置節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽需要手工進(jìn)行不斷的調(diào)整，或者先行計(jì)算好坐標(biāo)，通過手工輸入坐標(biāo)以達(dá)到相應(yīng)的效果。本文以我校的實(shí)際應(yīng)用情況為例，研究如何調(diào)整氣象圖的標(biāo)簽以及自動(dòng)計(jì)算標(biāo)簽的坐標(biāo)，美化拓?fù)鋱D展現(xiàn)效果的同時(shí)，減輕網(wǎng)絡(luò)管理員的工作量。

關(guān)鍵詞： Cacti Weathermap 拓?fù)鋱D

中圖分類號(hào)： TP3 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.08.022

本文著錄格式：陸海鋒，梁卓明. Cacti Weathermap顯示效果的改進(jìn)與實(shí)現(xiàn)[J]. 軟件，2020，41（08）：73-77

【Abstract】： It has been nearly 10 years to monitor network equipment of our school wih Cacti. With expansion of network scale， Weathermap plug-in topology （according to custom， hereinafter referred to as “Weathermap”） has been drawn more complicated， with many cases of overlapping traffic labels and long node labels without line separation. Editor of Weathermap is non interactive， placement of node labels needs manual adjustment， or be calculating coordinates first， achieving corresponding effect with manually coordinates input. With practical application in our school as an example， the paper studies label adjustment of Weathermap and automatical label coordinate calculation， to beautify display effect of topology map and reduce workload of network administrator.

【Key words】： Cacti Weathermap topology

0 ?引言

Cacti是一款免費(fèi)開源的流量監(jiān)控軟件，可以基于SNMP、腳本等方式去探測(cè)設(shè)備的使用情況，擴(kuò)展及支持都想當(dāng)?shù)亩?，因此，受到眾多高校、公司、運(yùn)營(yíng)商等機(jī)構(gòu)的信賴和使用。我校使用Cacti Weathermap將近10年，逐漸發(fā)現(xiàn)該軟件有種種的不足，尤其是氣象圖的界面不美觀和操作不便，在大規(guī)模的情況下的展示效果不理想。例如：節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽不能分行，流量標(biāo)簽位置已被固定，節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽位置需要手工調(diào)整等。因此，迫切需要尋找一種有效的解決方案以美化氣象圖的展示效果，減輕管理員的工作量[1-4]。經(jīng)研究氣象圖的源代碼及氣象圖的配置文件，發(fā)現(xiàn)可以通過修改源代碼及自動(dòng)生成配置文件的方案，可以完美解決以上的問題。

1 ?Cacti介紹

Cacti是目前業(yè)內(nèi)應(yīng)用得最廣泛的開源監(jiān)控軟件，已經(jīng)推出了10多年，集技術(shù)成熟，架構(gòu)靈活，功能豐富，插件眾多等各種優(yōu)點(diǎn)于一身，而且安裝使用簡(jiǎn)單，用戶可以自行擴(kuò)展及編寫模板，內(nèi)置LDAP認(rèn)證接口，方便與Windows AD或者OpenLDAP進(jìn)行對(duì)接。

Cacti使用了PHP語(yǔ)言編寫前端頁(yè)面，后端使用MySQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄了圖形、設(shè)備等信息，圖形的數(shù)據(jù)則存放于RRD文件當(dāng)中。該軟件獲取數(shù)據(jù)的方式多種多樣，可以通過SNMP方式進(jìn)行獲取，也可以通過PHP腳本、BASH腳本等方式進(jìn)行獲取，獲取后可以展示于控制臺(tái)的圖形當(dāng)中或者Weathermap插件中。

2 ?Weathermap介紹

Weathermap是一個(gè)開源的網(wǎng)絡(luò)可視化工具，可以把采集到RRD文件中的數(shù)據(jù)通過氣象圖的方式展現(xiàn)出來。

對(duì)Weathermap提供數(shù)據(jù)的方式可以多種多樣，可以通過RRDTool、MRTG、文本文件（Tab分隔）、SNMP、fping、外部腳本或者Cacti指定的數(shù)據(jù)。使用RRDTool的軟件有：Cacti、Criket、Zenoss、MRTG、Routers2、Munin等[5-7]。

該軟件包含了詳細(xì)的說明文檔，也有一個(gè)非交互式的編輯器用于制作氣象圖。

Weathermap與Cacti結(jié)合得非常緊密，以至于Cacti的插件架構(gòu)專門為了Weathermap提供了一個(gè)用戶管理界面，并且直接在數(shù)據(jù)庫(kù)里管理氣象圖的權(quán)限。為了提高效率，作為數(shù)據(jù)源的插件可以直接從Cacti的采集器里提取數(shù)據(jù)，這些插件有THold和DSStats。

Weathermap目前廣泛用于全球的運(yùn)營(yíng)商、網(wǎng)絡(luò)交換中心、通信公司、高校校園網(wǎng)、汽車大廠、醫(yī)療/制藥行業(yè)、政府部門、學(xué)校、甚至教堂。

3 ?應(yīng)用現(xiàn)狀

目前我們將全校所有的交換機(jī)、路由器均添加到Cacti中，并通過SNMP協(xié)議獲取端口、CPU利用率等信息。對(duì)于作為接入功能的交換機(jī)，由于端口太多（約40000個(gè)），如果全部監(jiān)控起來，對(duì)Cacti服務(wù)器的壓力太大，而且價(jià)值不高，因此僅監(jiān)控了交換機(jī)的存活狀態(tài);對(duì)于作為匯聚功能的交換機(jī)（約60臺(tái)），則監(jiān)控起所有端口，并加上CPU監(jiān)控;對(duì)于核心的設(shè)備，除了監(jiān)控所有端口和CPU外，同時(shí)收集了這些設(shè)備的Syslog日志。

當(dāng)正確添加了需要監(jiān)控的設(shè)備后，便可以動(dòng)手制作Weathermap的氣象圖了。

繪制氣象圖的方法很簡(jiǎn)單，在頁(yè)面上放置兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，再添加一個(gè)連接，把這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接起來就可以了。但是在繪制過程中，界面是非互動(dòng)的，也就是說，頁(yè)面上只有鼠標(biāo)在繪制界面上的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，至于標(biāo)簽位置和放置的效果，需要等待鼠標(biāo)確定之后才能看到，所以就會(huì)出現(xiàn)類似下圖的流量標(biāo)簽重疊的情況和部分節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽超出繪圖范圍外的情況[8-9]。如果需要調(diào)整節(jié)點(diǎn)的位置，則需要點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽，選擇“移動(dòng)”，然后再根據(jù)操作者自己的感覺移動(dòng)鼠標(biāo)，選擇一個(gè)新的位置再確定，這個(gè)過程只有鼠標(biāo)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)可以進(jìn)行參考，操作過程非常不直觀。

這是Weathermap存在的最大的問題，如果需要制作美觀的氣象圖，需要花費(fèi)大量的時(shí)間去重復(fù)這類位置調(diào)整的操作，另外，節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的分行和流量標(biāo)簽位置的調(diào)整也對(duì)美觀性有很大影響如圖1所示。

4 ?存在問題及解決辦法

在多年的Weathermap使用過程中，發(fā)現(xiàn)了不少問題，通過研究和實(shí)踐，總結(jié)出一些解決的辦法。

（1）氣象圖的節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽在默認(rèn)狀態(tài)下只有一行。

經(jīng)過分析源程序， 發(fā)現(xiàn)繪制節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的源代碼位于Weathermap.class.php的myimagestring方法內(nèi)。官方的源程序片段如下：

imagestring（$image， $fontnumber， $x， $y - imagefontheight（$fontnumber）， $string， $colour）;

此處的$string就是需要顯示在標(biāo)簽內(nèi)的字符串。由于官方版本沒有做分行處理，因此節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的行數(shù)也只是一行，不論在標(biāo)簽內(nèi)加上“＼n”或者“

”，通過繪制出來之后也不會(huì)做任何分行的轉(zhuǎn)換。因此，可以考慮在此處對(duì)源程序進(jìn)行修改， 在標(biāo)簽里需要換行的位置輸入一個(gè)分隔符，然后程序在此處判斷是否有分隔符，如有，則在新的位置輸出下一行，修改好的程序片段如下：

$linecount = 1; // 行數(shù)初始值

$lines = split（"＼n"，$string）; // 以“＼n”為分隔符拆分各行

$linecount = sizeof（$lines）; // 統(tǒng)計(jì)總行數(shù)

$intLoop = 1; // 向循環(huán)變量賦初始值

foreach（$lines as $line） // 開始循環(huán)每一行

{

imagestring（$image， $fontnumber， $x， $y - imagefontheight（$fontnumber） * （$linecount - $intLoop + 1）， $line， $colour）; // 根據(jù)當(dāng)前的行號(hào)、字號(hào)及標(biāo)簽的Y軸坐標(biāo)，計(jì)算出當(dāng)前行的Y軸坐標(biāo)

$intLoop++; // 循環(huán)變量自動(dòng)加1

}

分行后的效果如圖2所示。

（2）流量標(biāo)簽?zāi)J(rèn)是在線段兩頭的50%位置。

在圖1的氣象圖中，靠近“Campus-TeacherHome- Ag”節(jié)點(diǎn)的下行流量標(biāo)簽非常密集，極容易出現(xiàn)互相重疊的情況，這樣就無法直觀地得知該線路的流量值，這種情況，通常有兩種解決方案：

a. 將氣象圖的尺寸擴(kuò)大，各節(jié)點(diǎn)拉開適當(dāng)?shù)木嚯x，以調(diào)整流量標(biāo)簽的位置，使得不會(huì)互相重疊。這種方案會(huì)令到工作量大增，調(diào)整各節(jié)點(diǎn)的位置耗費(fèi)的人力和時(shí)間太多。

b. 兩節(jié)點(diǎn)之間使用曲線互連，使得標(biāo)簽?zāi)軌蛳嗷ュe(cuò)開。這種方案不一定可行，有些情況下用曲線不夠美觀。

此時(shí)，可以考慮調(diào)整流量標(biāo)簽在流量線段上的位置，將下行流量的標(biāo)簽往上行流量標(biāo)簽方向移動(dòng)。因?yàn)椴僮鹘缑嫔喜]有提供調(diào)整流量標(biāo)簽位置的方法，通過研究源程序，發(fā)現(xiàn)定義流量標(biāo)簽位置的源代碼位于WeatherMapLink.class.php中，源碼如下：

'splitpos'=>50， // 上下行分段的位置在整條流量線段的50%位置

'labeloffset_out' => 25， // 下行方向的標(biāo)簽在整條流量線段的25%位置

'labeloffset_in' => 75， // 上行方向的標(biāo)簽在整條流量線段的75%位置

為了使這下行方向的標(biāo)簽向上行流量標(biāo)簽方向移動(dòng)，同時(shí)為了整條流量向線段的美觀，可以同時(shí)調(diào)整這三個(gè)參數(shù)：

'splitpos'=>70， // 上下行分段的位置在整條流量線段的70%位置

'labeloffset_out' => 60， // 下行方向的標(biāo)簽在整條流量線段的60%位置

'labeloffset_in' => 80， // 上行方向的標(biāo)簽在整條流量線段的80%位置

效果如圖3。

從上圖可以看出，在不修改氣象圖的尺寸和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的情況下，通過調(diào)整流量標(biāo)簽的位置，使得流量標(biāo)簽不再重疊，為了美觀起見，可以同時(shí)調(diào)整流量線段的上下行分段位置。

（3）需要手動(dòng)調(diào)整標(biāo)簽的位置。

調(diào)整節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽位置一直是使用氣象圖的最繁瑣的步驟，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，如有其它節(jié)點(diǎn)需要插入，這個(gè)工作量相當(dāng)于重做一次整個(gè)氣象圖。我們可以考慮從氣象圖的配置文件入手，通過分析氣象圖的配置文件，了解配置文件的結(jié)構(gòu)，再由腳本重新生成配置文件，達(dá)到省時(shí)省力又美觀的目的[10]。

打開位于/var/www/html/plugins/weathermap/configs/下的相應(yīng)氣象圖文件，找到節(jié)點(diǎn)定義部分和連接定義部分，如下：

# 節(jié)點(diǎn)定義部分

# regular NODEs：

NODE node05466// 節(jié)點(diǎn)名稱定義，可自定義

LABEL Campus-TeacherHome-Ag// 節(jié)點(diǎn)顯示的標(biāo)簽定義，可自定義

POSITION 700 450// 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，可自定義

NODE node05484a

LABEL Campus-WestHome-1

POSITION 89 81

# 連接定義部分

# regular LINKs：

LINK node05466-node05484a // 連接名稱定義，可自定義

INFOURL/graph.php？rra_id=all&local_graph_ id= 15329 // 點(diǎn)擊該連接時(shí)需要跳轉(zhuǎn)的URL地址

OVERLIBGRAPH /graph_image.php？local_ graph_id=15329&rra_id=0&graph_nolegend=true&graph_height=100&graph_width=300// 鼠標(biāo)指向該連接顯示的圖片

TARGET /var/www/html/rra/1290/17428.rrd // 該連接調(diào)用的數(shù)據(jù)源

NODES node05466 node05484a// 該連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)

從上面的定義可以看出，生成這個(gè)配置文件需要有如下數(shù)據(jù)：

a. 定義節(jié)點(diǎn)名稱。可以使用自定義名稱，使得配置文件可讀性更高，例如：cNODE Cam-pus-TeacherHome- Ag

b. 定義節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)?？梢愿鶕?jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)量、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇圓形、橢圓形等圖形，通過預(yù)定義公式計(jì)算出來的坐標(biāo)，填入POSITION一行內(nèi)。

c. 定義連接名稱?？梢允褂米远x名稱，是的文件可讀性更高，例如：LINK Campus-TeacherHome-Ag- Campus-WestHome-1

d. 找到graph_id是創(chuàng)建INFOURL和OVERLIBGRAPH的關(guān)鍵。

在管理界面的控制臺(tái)主機(jī)記錄下相應(yīng)的host_id點(diǎn)擊相應(yīng)的主機(jī)圖形列表，此時(shí)便可看到屬于該主機(jī)的所有g(shù)raph_id及對(duì)應(yīng)的接口如圖4、5所示。

e. 找出相應(yīng)圖形的rra id。

回到主機(jī)選擇界面數(shù)據(jù)源列表，此時(shí)可以看到屬于該主機(jī)的所有rra id及對(duì)應(yīng)的接口，如圖6所示。

生成配置文件：TARGET /var/www/html/rra/ [host_id]/[rra_id].rrd

應(yīng)用該方法，配合Excel計(jì)算出各點(diǎn)坐標(biāo)，合并為氣象圖配置文件內(nèi)容，便可以生成各種美觀的氣象圖。在后期需要對(duì)氣象圖的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改的時(shí)候，只需要重新再Excel里生成一次，把新生成的配置文件覆蓋到當(dāng)前的配置文件即可如圖7、8所示。

5 ?結(jié)論

雖然Cacti是一款面世10多年的軟件，這期間也有不少同類軟件的界面比它漂亮、功能強(qiáng)大，但是它的良好的穩(wěn)定性和靈活的擴(kuò)展性依然令Cacti在這個(gè)時(shí)代仍然占有一席之地，更由于它是一款開源軟件，在此基礎(chǔ)上用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際情況對(duì)Cacti進(jìn)行修改和擴(kuò)展，滿足用戶的需求。

我校從2006年開始使用Cacti至今，一直均在穩(wěn)定運(yùn)行。這個(gè)軟件大大減輕了我們的網(wǎng)絡(luò)管理工作難度，對(duì)判斷網(wǎng)絡(luò)故障點(diǎn)位置可以提供比較精準(zhǔn)的支撐，提供了美觀便捷的可視化運(yùn)維界面。

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