趙苗苗，陳 鵬，顏昌隆

（1.武漢郵電科學(xué)研究院，湖北武漢 430074；2.烽火通信科技股份有限公司，湖北武漢 430074）

伴隨著大數(shù)據(jù)和各類云服務(wù)的爆炸式增長，數(shù)據(jù)中心互聯(lián)設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生[1-2]，該設(shè)備種類繁多，且分別提供不同的配置命令，傳統(tǒng)的CLI（命令行界面）網(wǎng)絡(luò)管理方式對(duì)管理人員和用戶要求比較高，無法滿足數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維要求，該文提出了基于GoAhead 嵌入式Web 服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)管理架構(gòu)，這種基于Web 的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行訪問，可以有效地顯示網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)，提高了網(wǎng)絡(luò)管理效率[3-6]。該文重點(diǎn)介紹了嵌入式Web 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中JSON(Javascript Object Notation)與命令行的適配機(jī)制及實(shí)現(xiàn)，選擇JSON 作為AJAX(Asynchronous Javascript And Xml)的數(shù)據(jù)傳輸格式，有效地提高了傳輸效率[7-11]?；谠摍C(jī)制實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)的可視化，讓系統(tǒng)具有移植性和擴(kuò)展性，對(duì)于不同配置命令的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，開發(fā)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)。

1 軟件設(shè)計(jì)

1.1 軟件系統(tǒng)基本架構(gòu)

該軟件系統(tǒng)主要由Webclient 模塊、GoAhead Webserver模塊、CLI模塊及底層Interface Service 等各項(xiàng)業(yè)務(wù)和協(xié)議模塊組成，實(shí)現(xiàn)了嵌入式Web 網(wǎng)管系統(tǒng)的基本功能，其架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 嵌入式Web網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)架構(gòu)

該軟件系統(tǒng)采用了異步AJAX 技術(shù)，客戶端可以在不更新加載整個(gè)頁面的情況下與服務(wù)器交換數(shù)據(jù)，并更新部分網(wǎng)頁，從而可以較好地同步交互造成的響應(yīng)慢的問題。AJAX 的核心對(duì)象是XmlHttpRequest，通過XmlHttpRequest 對(duì)象，瀏覽器的JavaScript 可以后臺(tái)與服務(wù)器交換數(shù)據(jù)，無需等待服務(wù)器的響應(yīng)[12-13]。因此，在服務(wù)器和瀏覽器之間交換的數(shù)據(jù)大量減少,大大提高了頁面的響應(yīng)速度。

1.2 軟件系統(tǒng)工作流程

用戶在客戶端通過瀏覽器（例如Google Chrome、Mozilla Firefox 等）對(duì)目標(biāo)設(shè)備進(jìn)行訪問，通過在地址欄輸入設(shè)備的IP（Internet Protocol,網(wǎng)際互連協(xié)議）地址，Webserver 將設(shè)備的配置頁面信息通過HTTP（Hypertext Transfer Protocol,超文本傳送協(xié)議）傳送到Web 瀏覽器，然后顯示在用戶終端；用戶使用時(shí)在相應(yīng)的配置頁面進(jìn)行參數(shù)配置操作，當(dāng)用戶在Web 瀏覽器配置界面中輸入數(shù)據(jù)時(shí)，先由JavaScript 程序?qū)ζ溥M(jìn)行預(yù)處理，檢查輸入數(shù)據(jù)是否符合要求，對(duì)于不符合要求的數(shù)據(jù)，在前臺(tái)頁面進(jìn)行返錯(cuò)提示；Web 服務(wù)器執(zhí)行ASP(Active Server Page)過程、GoForms 過程實(shí)現(xiàn)接口，獲取待查詢的或者配置的JSON 數(shù)據(jù)；通過映射文件將JSON 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令行，用于查詢數(shù)據(jù)或處理用戶設(shè)置，其中使用CLI 組件提供的IPS（Inter Process Signal,進(jìn)程間信號(hào)消息）接口與CLI 模塊交互，并且CLI 與業(yè)務(wù)模塊之間不感知HTTP 數(shù)據(jù)；將查詢結(jié)果或處理結(jié)果以HTTP 響應(yīng)的方式返回給頁面，當(dāng)請(qǐng)求返回時(shí)，客戶端使用JavaScript 來更新相應(yīng)的用戶界面。

2 基于GoAhead實(shí)現(xiàn)JSON與命令行適配

該軟件系統(tǒng)的適配模塊主要是由AJAX Actions解析器、映射文件以及CLI 模塊組成，AJAX Actions解析器負(fù)責(zé)解析和組裝前臺(tái)頁面發(fā)送的JSON 格式數(shù)據(jù)，通過映射文件interface_map.xml 將JSON 格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的CLI 命令行字符串，然后下發(fā)到CLI 模塊，并將CLI 模塊回復(fù)的操作結(jié)果發(fā)送到前臺(tái)頁面進(jìn)行解析與響應(yīng)。該方案能夠有效地提高Web網(wǎng)管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送和處理效率，減少客戶端的請(qǐng)求和響應(yīng)時(shí)間。

JSON 與CLI 命令行的映射過程如下：

1）在climap.js文件中定義了一個(gè)對(duì)象configObj，用來與命令行進(jìn)行映射，該對(duì)象支持set、show、no 等方法；

2）根據(jù)funName 查找映射文件interface_map.xml對(duì)應(yīng)的id，并獲得對(duì)應(yīng)的CLI 命令行字符串，其中，interface_map.xml 文件的參數(shù)說明如表1 所示。

表1 映射文件參數(shù)說明

2.1 配置操作

配置操作流程如圖2 所示。

圖2 配置操作流程

如圖2 所示，用戶在配置設(shè)備時(shí)，首先在Web 前端配置頁面完成設(shè)備參數(shù)的配置，點(diǎn)擊提交按鈕，用一個(gè)按鍵函數(shù)submitForm 來觸發(fā)AJAX 數(shù)據(jù)請(qǐng)求，這個(gè)過程使用configObj 對(duì)象的set 方法，以CallHome配置為例：

configObj.set("set_callhome","callhome","")；

根據(jù)funName 和id 找到映射文件interface_map.xml中對(duì)應(yīng)的CLI 命令行字符串：

＜set funName="set_callhome"＞

＜mo2cli_entry id="callhome" mode="CONFIG_M ODE" cliName="netconf-ch-ssh" cat-id="ip" cat=""/＞＜/set＞

取出字符串并以JSON 鍵值對(duì)的形式存放在cli.array 數(shù)組中：

"cli_array":[{type:"set",cli:"config terminal net conf-ch-ssh "}]

通過POST 請(qǐng)求把JSON 數(shù)據(jù)發(fā)送到webs2cli_uniform_interface 接口，后臺(tái)解析JSON 字符串并下發(fā)到CLI 模塊，命令行執(zhí)行完之后返回響應(yīng)，由handle_config_result 函數(shù)處理返回的響應(yīng)，配置錯(cuò)誤時(shí)后臺(tái)返回錯(cuò)誤提示數(shù)據(jù)給前臺(tái)頁面，配置成功則調(diào)用show 命令刷新前臺(tái)頁面，前臺(tái)解析并顯示配置數(shù)據(jù)。

2.2 查詢操作

如圖3 所示，用戶在Web 前端點(diǎn)擊查詢功能頁面，頁面首先調(diào)用initTable 函數(shù)初始化表格，在show_config_info 函數(shù)中實(shí)現(xiàn)show 命令的轉(zhuǎn)換。

圖3 查詢操作流程

以CallHome 查詢功能為例，使用configObj 的show 方法：

configObj.show("show_callhome","show_callhome","")；

根據(jù)funName 和id 找到映射文件interface_map.xml中對(duì)應(yīng)的CLI 命令行字符串：

＜show funName="show_callhome"＞

＜mo2cli_entry id="show_callhome" mode="CON FIG_MODE" cliName="debug show netconf-ch-ssh"cat=" ； ；"/＞＜/show＞

因?yàn)镴SON 不能識(shí)別/r/n，故用其實(shí)體 ； 來表示。從而獲得對(duì)應(yīng)的CLI命令行字符串：

"cli_array":[{"type":"get","cli":"debug show netco nf-ch-ssh "}]

通過AJAX 請(qǐng)求將命令行下發(fā)后，后臺(tái)返回的是字符串，此時(shí)webs2cli_uniform_interface 接口提供通道作用，handle_show_info 函數(shù)負(fù)責(zé)解析，將字符串解析成JSON 類型數(shù)組并返回給前臺(tái)頁面，前臺(tái)HTML 頁面負(fù)責(zé)用戶界面的組織及數(shù)據(jù)格式化的輸出。

2.3 JSON庫

該軟件系統(tǒng)選擇JSON 作為AJAX 的數(shù)據(jù)傳輸格式，同時(shí)選取cJSON 作為JSON 的封裝和解析庫。cJSON 是一個(gè)開源、簡(jiǎn)潔、功能全面的JSON 封裝/解析器。JSON 與命令行模型適配過程中使用的接口函數(shù)如下：

1）JSON 數(shù)據(jù)包解析接口

cJSON*cJSON_Parse(const char*value)

用于解析JSON 數(shù)據(jù)包，并按照cJSON 結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)序列化整個(gè)數(shù)據(jù)包，其中的參數(shù)是JSON 鍵值對(duì)字符串。

2）JSON 對(duì)象遍歷接口

char*cJSON_Print(cJSON*item)

用于將創(chuàng)建好的cJSON 對(duì)象封裝成字符串形式的JSON 數(shù)據(jù)，并打印出來，其中的參數(shù)是cJSON 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。

3）查找指定的JSON 對(duì)象接口

cJSON*cJSON_GetObjectItem(const cJSON*const object,const char*const string)；

用于解析cJSON 結(jié)構(gòu)體中指定名稱的JSON 對(duì)象，返回JSON 格式數(shù)據(jù)，其中第一個(gè)參數(shù)是cJSON結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，第二個(gè)參數(shù)是指定的JSON 對(duì)象名稱。

4）查找JSON數(shù)組中指定索引的JSON對(duì)象接口

cJSON*cJSON_GetArrayItem(const cJSON *array,int index)；

用于解析cJSON 數(shù)組中指定名稱的JSON 對(duì)象，返回JSON 格式數(shù)據(jù)，其中第一個(gè)參數(shù)是cJSON 數(shù)組，第二個(gè)參數(shù)是待查找的JSON 對(duì)象的索引。

上述接口實(shí)現(xiàn)了JSON 數(shù)據(jù)的封裝和解析，通過webs2cli_uniform_interface 接口調(diào)用實(shí)現(xiàn)，JSON 支持嵌套，即一個(gè)JSON 格式中，允許再嵌套一個(gè)JSON 格式的數(shù)據(jù)，理論上支持無限層次的JSON 嵌套[14-16]。

3 測(cè) 試

該文以CallHome 配置和查詢功能為例來說明管理軟件系統(tǒng)的測(cè)試。CallHome 是一種常用的Netconf 設(shè)備，主動(dòng)連接控制器的配置選項(xiàng)。

3.1 測(cè)試環(huán)境

1）測(cè)試工具：Google Chrome/Secure CRT Portable 7.0.4。

2）測(cè)試設(shè)備：數(shù)據(jù)中心互聯(lián)設(shè)備。

3.2 測(cè)試方法

將測(cè)試設(shè)備與PC 端連接，通過軟件Secure CRT Portable 對(duì)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行訪問，瀏覽器登錄設(shè)置連接的IP 地址即可訪問測(cè)試設(shè)備。通過下面的測(cè)試用例來測(cè)試該功能的可用性：

1）在瀏覽器的CallHome 配置頁面中執(zhí)行配置下發(fā)操作，在CLI 中觀察其效果是否一致；

2）在CLI 中用命令行的方式執(zhí)行配置下發(fā)操作，觀察是否在Web 頁面中能夠同步顯示。

3.3 測(cè)試結(jié)果

如圖4 所示，在Web 頁面根據(jù)參數(shù)要求填寫CallHome 的控制器IP 地址及端口，填寫完成后，點(diǎn)擊新增按鈕，頁面顯示配置成功提示，并且頭部列表上顯示剛剛新增的配置數(shù)據(jù)，這里默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)類型為公網(wǎng)且值為1。然后在CLI 界面通過debug show netconfch-ssh命令來查詢，結(jié)果顯示與Web頁面一致。如圖5所示，在CLI界面通過命令行方式配置控制器IP地址、端口及網(wǎng)絡(luò)類型（私網(wǎng)：CTVPN193），配置下發(fā)后通過命令行查詢方式，得到顯示結(jié)果與Web頁面相同。

圖4 Web頁面配置查詢功能測(cè)試展示圖

圖5 CLI界面配置查詢功能測(cè)試展示圖

通過上述測(cè)試結(jié)果可得出如下結(jié)論：

1）Web 網(wǎng)管和傳統(tǒng)的CLI 網(wǎng)管在功能上可實(shí)現(xiàn)同步，操作結(jié)果完全一致，均能滿足用戶的要求；

2）Web 網(wǎng)管方式操作簡(jiǎn)單易上手，數(shù)據(jù)直觀，擁有更好的用戶體驗(yàn)。

4 結(jié)束語

該文介紹了一種基于GoAhead 的嵌入式Web 網(wǎng)管系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，并重點(diǎn)介紹了該軟件系統(tǒng)中JSON 與命令行的適配機(jī)制與實(shí)現(xiàn)，基于此，可以根據(jù)不同客戶的需求實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備管理系統(tǒng)軟件的快速定制和開發(fā)。針對(duì)不同嵌入式設(shè)備和不同的業(yè)務(wù)需求，只需要根據(jù)設(shè)備的配置命令，修改映射文件和底層的封裝接口，即可將該方法成功應(yīng)用到新的管理系統(tǒng)中，開發(fā)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)，有效降低了嵌入式設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)成本，提高了Web網(wǎng)管系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)效率。