胡信超，孔令帥

（積成電子股份有限公司，山東濟(jì)南 250010）

服務(wù)器設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視是自動(dòng)化運(yùn)維人員保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要手段?，F(xiàn)有的服務(wù)器設(shè)備監(jiān)視技術(shù)或方法主要有：服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)指示燈、各廠家提供的單機(jī)監(jiān)視程序、簡單操作系統(tǒng)命令、SNMP 協(xié)議、插件技術(shù)等。

針對幾臺(tái)或十幾臺(tái)服務(wù)器設(shè)備，簡單地安裝監(jiān)視程序、查看運(yùn)行指示燈或通過SNMP 協(xié)議進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的查詢，可以在自動(dòng)化運(yùn)維人員的精力掌握范圍之內(nèi)，但是隨著不同領(lǐng)域的自動(dòng)化水平的提高和系統(tǒng)及服務(wù)器設(shè)備復(fù)雜度的增加，僅僅靠上述的幾種方法無法有效提升監(jiān)視效率[1]。

針對現(xiàn)狀，提出了一種通過操作系統(tǒng)命令和開源插件的方式對不同類型服務(wù)器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視的方法，同時(shí)，為了提高監(jiān)視效率，采用程序自動(dòng)化處理的方式對掃描到的新設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)建模，最大程度上減少自動(dòng)化運(yùn)維人員的工作量并減少由于人工的參與帶來的信息錄入不準(zhǔn)確的現(xiàn)象[2]。

1 常見服務(wù)器設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視方法

1.1 基于服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)指示燈的設(shè)備監(jiān)視

每一個(gè)成熟的服務(wù)器產(chǎn)品都會(huì)在服務(wù)器上設(shè)置各種類型的服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)指示燈，主要有：電源指示燈、硬盤指示燈、網(wǎng)絡(luò)指示燈等，如果服務(wù)器相應(yīng)組件發(fā)生了故障，對應(yīng)指示燈都會(huì)進(jìn)行狀態(tài)或顏色的變化。該方法對服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視最為直觀有效，但是帶給自動(dòng)化運(yùn)維人員的信息量有限，且需要定時(shí)到設(shè)備機(jī)房查看，不僅無法對某些隱藏的狀態(tài)信息進(jìn)行查閱，也會(huì)浪費(fèi)運(yùn)維人員的大量時(shí)間和精力。

1.2 基于各廠家提供的單機(jī)監(jiān)視程序

互聯(lián)網(wǎng)上針對Windows 操作系統(tǒng)有各種類型的單機(jī)監(jiān)視程序，如：魯大師、CPU-Z 等。該類軟件的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單且監(jiān)視信息全面，但是自動(dòng)化運(yùn)維人員無法通過網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)一匯總所有的服務(wù)器設(shè)備信息，且在Linux 和Unix 上相應(yīng)的軟件較少，無法達(dá)到所有服務(wù)器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的集中監(jiān)視。

1.3 簡單操作命令的服務(wù)器設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視

不同的操作系統(tǒng)都具備各自的狀態(tài)運(yùn)行信息查詢指令，幾乎所有的服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)信息都可以通過操作命令[3]的方式進(jìn)行查詢，且該方式可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程命令，如：ssh、遠(yuǎn)程桌面等方式進(jìn)行遠(yuǎn)程查詢，自動(dòng)化運(yùn)維人員不需要走到每個(gè)服務(wù)器面前進(jìn)行操作，在一定程度上減少了運(yùn)維人員的體力勞動(dòng)。

但是由于現(xiàn)場操作系統(tǒng)類型較多，操作命令種類繁雜，對運(yùn)維人員知識技能的要求相對較高，且不能在同一設(shè)備上同時(shí)對所有設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管，導(dǎo)致該方式的工作效率大打折扣[4]。

1.4 基于簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)的服務(wù)器設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視

SNMP 中文名稱為簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，專門設(shè)計(jì)用于對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（服務(wù)器、工作站、路由器、交換機(jī)等）設(shè)備管理的一種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。該協(xié)議中的每一種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息都被賦予了一個(gè)對象標(biāo)識符（OID），只要網(wǎng)絡(luò)管理（NMS）與每一個(gè)SNMP 設(shè)備（Agent）能夠在網(wǎng)絡(luò)上互通，且通過SNMP 版本和團(tuán)體字（Community）的驗(yàn)證，即可通過遠(yuǎn)程的方式獲得被監(jiān)管服務(wù)器的實(shí)時(shí)狀態(tài)運(yùn)行信息，如：CPU 使用率、內(nèi)存使用率、磁盤使用率、網(wǎng)卡/網(wǎng)口狀態(tài)等[5]。

該方法解決了無法一對多的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)管，并且能夠監(jiān)管的數(shù)據(jù)類型種類較多。但是該方式需要程序開發(fā)人員的支持，每一種不同類型的設(shè)備，或同一廠家不同型號的設(shè)備對應(yīng)的OID 都有差異，導(dǎo)致程序開發(fā)難度增加，并且后期的系統(tǒng)維護(hù)水平要求較高，系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜度較大，自動(dòng)化運(yùn)維人員需要進(jìn)行專業(yè)知識和技能培訓(xùn)[6]。

同時(shí)SNMP 協(xié)議無法完成操作系統(tǒng)自身運(yùn)行狀態(tài)信息的獲取，如：CPU 使用率TOP10 的進(jìn)程信息等，無法對服務(wù)器進(jìn)行全方位的狀態(tài)監(jiān)視[7]。

1.5 基于Hyperic-Sigar插件的服務(wù)器設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視

Hyperic-Sigar 是一個(gè)收集系統(tǒng)各項(xiàng)底層信息的工具集，有如下特點(diǎn):

1）收集信息全面

收集的信息如：CPU、MEM、PROCESS、IOSTAT、NETWORK 等。使用Hyperic-Sigar 完全可以模仿出cpuinfo、meminfo、top、free、ifconfig 等多種Unix 平臺(tái)和Windows 平臺(tái)的指令。

2）跨平臺(tái)

支持的平臺(tái)包括:Windows 系列(32 系列、IA64 系列、AMD64 系列)、Linux 系列、freeBsd 系列、HPUnix系 列、Sparc/Sparc64/Sun solaris 系 列、macOs 系 列、AIX 系列等。

3）提供的API 接口全面

Hyperic-Sigar 本身由C 語言開發(fā)而成，提供了豐富的API 接口,包括:Java，.NET，PERL，PHP，Python。

2 服務(wù)器設(shè)備監(jiān)視及自動(dòng)建模

簡單使用上述任何一個(gè)方法都無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)維人員高效、統(tǒng)一、便捷的服務(wù)器運(yùn)行監(jiān)視，但是通過對操作系統(tǒng)命令和Hyperic-Sigar 等技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)被監(jiān)管服務(wù)器的自動(dòng)化建模及綜合數(shù)據(jù)的監(jiān)視，可以在最大限度上減輕自動(dòng)化運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度和復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)視。

2.1 服務(wù)器模型及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集

由于Hyperic-Sigar 為第三方插件技術(shù)，所以在操作系統(tǒng)命令能夠支持的情況下，盡量減少Hyperic-Sigar 的使用，可以最大限度地提高數(shù)據(jù)采集服務(wù)的穩(wěn)定性和可操控性。

針對Windows[8]、Linux[9]、Unix[10]三大類操作系統(tǒng)，服務(wù)模型及運(yùn)行信息采集命令如表1 所示。

2.2 采集數(shù)據(jù)整理

針對不同的操作系統(tǒng)，對應(yīng)表1 的數(shù)據(jù)采集和不同的后臺(tái)服務(wù)處理后，需要統(tǒng)一生成歸一化的可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML）[11-12]數(shù)據(jù)文件，便于數(shù)據(jù)處理服務(wù)的模型分析[13]及實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的展示。

生成的XML 文件主要為服務(wù)器模型及運(yùn)行信息文件，如圖1 所示，詳細(xì)信息包含了主IP、CPU 數(shù)量、內(nèi)存大小、內(nèi)存使用率、交換區(qū)使用率、IO_WAIT占比、磁盤容量、磁盤整體使用率、磁盤整體讀速度、磁盤整體寫速度、進(jìn)程數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)。

表1 服務(wù)器模型及運(yùn)行信息采集

服務(wù)器磁盤模型[14]及運(yùn)行信息主要由磁盤分區(qū)、磁盤分區(qū)名字、每個(gè)分區(qū)磁盤的總?cè)萘俊⒚總€(gè)磁盤使用率、每個(gè)磁盤的讀速率、每個(gè)磁盤寫速率組成，具體內(nèi)容如圖2 所示。

服務(wù)器網(wǎng)卡模型及運(yùn)行信息主要由網(wǎng)卡IP、網(wǎng)卡名字、每個(gè)網(wǎng)卡的MAC 信息、每個(gè)網(wǎng)卡的最大傳輸單元、每個(gè)網(wǎng)卡接收包的數(shù)量、每個(gè)網(wǎng)卡收到出錯(cuò)包的數(shù)量、每個(gè)網(wǎng)卡發(fā)送包的數(shù)量、每個(gè)網(wǎng)卡發(fā)送出錯(cuò)包數(shù)量、每個(gè)網(wǎng)卡發(fā)生沖突次數(shù)、每個(gè)網(wǎng)卡傳輸隊(duì)列長度等，具體內(nèi)容如圖3 所示。

服務(wù)器進(jìn)程Top10 信息主要展示占用CPU 使用率前十的進(jìn)程信息，主要有進(jìn)程的名字、CPU 使用率、內(nèi)存信息、進(jìn)程號、啟動(dòng)時(shí)間，具體內(nèi)容如圖4所示。

2.3 數(shù)據(jù)流程處理

每一個(gè)安裝完成數(shù)據(jù)采集代理的服務(wù)器，都會(huì)定時(shí)自動(dòng)將采集到的模型信息和軟硬件運(yùn)行信息通過socket(ActiveMQ)[15-16]的方式發(fā)送到該系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。

圖1 服務(wù)器模型及運(yùn)行信息文件

圖2 磁盤模型及運(yùn)行信息文件

圖3 網(wǎng)卡模型及運(yùn)行信息文件

綜合數(shù)據(jù)處理服務(wù)器對所有收集到的設(shè)備及操作系統(tǒng)模型及狀態(tài)運(yùn)行信息進(jìn)行統(tǒng)一分析處理。數(shù)據(jù)文件分析后，如果是新的模型文件，系統(tǒng)將針對具體情況創(chuàng)建服務(wù)器模型、磁盤模型、網(wǎng)卡模型和進(jìn)程信息模型，具體數(shù)據(jù)流程詳見圖5。

如有新的服務(wù)器需要加入到監(jiān)視隊(duì)列，僅需要自動(dòng)化運(yùn)維人員將數(shù)據(jù)采集Agent 部署到該服務(wù)器即可，Agent 將自動(dòng)采集本地服務(wù)器模型及運(yùn)行狀態(tài)信息給綜合數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，可以最大限度地簡化自動(dòng)化運(yùn)維人員的工作流程。

圖4 CPU Top10進(jìn)程信息文件

圖5 數(shù)據(jù)流程圖

3 結(jié)束語

根據(jù)自動(dòng)化運(yùn)維人員針對現(xiàn)場繁雜、數(shù)量眾多的服務(wù)器設(shè)備監(jiān)視進(jìn)行了探討和梳理，通過試驗(yàn)驗(yàn)證了該方案不僅可以減輕自動(dòng)化運(yùn)維人員的工作量，同時(shí)可以較全面地對所有常見類型的服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，為眾多的自動(dòng)化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。