水利信息网运行监控系统的设计与实现

摘要：本文根据天津市水务局水利信息网的现状，设计了一个基于SNMP协议的水利信息网运行监控系统。本系统由客户端、应用层、数据库支撑层、数据采集层和被管设备层组成，实现了集中监控、服务管理、风险预警和运行评估四大功能，提高了水利信息网的运行维护效率，降低了水利信息网的系统故障率，保障了水利信息网的正常、安全、有效运行，促进了水利信息化的健康发展。

关键词：SNMP 集中监控 风险预警 运行评估 网络拓扑

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）03-0000-00

1概况

近年来，水利信息化发展越来越快，水利信息网规模越来越大，其结构也越来越复杂，水利信息网能够安全、有效的运行至关重要。本文根据天津市水务局水利信息网的现状，设计了一个基于SNMP协议的水利信息网运行监控系统。

本系统主要用于维护网络正常高效的运行；及时检测出网络中的故障并进行处理；能通过本系统的监测数据来分析水利信息网运行状况；提高水利信息网的安全管理效率；降低水利信息网的系统故障率；保障水利信息网的正常、安全、有效运行。

2 系统的理论基础

2.1 SNMP协议

简单网络管理协议SNMP是目前TCP/IP网络中应用最为广泛的网络管理协议，用以监测连接到网络上的设备是否有任何引起管理上关注的情况。利用SNMP，一个管理工作站可以远程管理所有支持这种协议的网络设备，包括监视网络状态、修改网络设备配置、接收网络事件警告等。

SNMP消息报文包含两个部分：SNMP报头和协议数据单元PDU，描述了高层管理框架所需的授权和鉴别机制。网络管理站通过协议交换SNMP 报文来实现通信。而且SNMP的陷阱机制，使代理服务能够根据预设的告警条件主动发送告警报文。

2.2 SNMP参考模型

一个完整的SNMP 网络管理系统（如图1），应该包括4个基本的组成部分：网络管理基站，代理，管理信息库和网络管理协议。

图1 SNMP网络管理系统模型

网络管理基站通常是一个独立的设备，它是网络管理者进行网络管理的用户接口，用于控制和监视网络。

管理代理指用于跟踪监测被管理设备状态的特殊软件和硬件，他的状态由网络管理基站监视，能够接收管理基站发来的信息，响应网络管理基站的请求并进行相应的操作，并随机向网络管理基站发送一些重要的非请求信息。

管理信息库MIB包含所有代理进程的所有可被查询和修改的参数，由系统内许多被管对象及其属性组成。这些信息由管理进程和各个代理进程共享。SNMP协议消息通过遍历MIB树形目录中的节点来访问网络中的设备。

网络管理协议，网络管理基站和代理之间通过SNMP连接，实现取得操作，设置操作和接收代理发送的意外信息。

网络管理基站通过轮询代理来完成管理工作。管理者可以通过SNMP操作直接与管理代理通信，获得即时的设备信息，对网络设备进行远程配置管理和操作；也可以通过对管理信息库访问获得网络设备的历史信息，以决定网络配置变化等操作。

3运行监控系统的设计

本系统主要针对水务局水利信息网的运行进行监控管理，建立一个集中、统一的智能化的监控管理系统。建立实时的故障警报和定位系统，监控网络中的服务器与网络产品的运行状态，并能够提供数字化、图形化的报表网络管理。

3.1 系统的整体结构

本系统主要分为五个层次，分别为：客户端、应用层、数据库支撑层、数据采集层和被管设备层。

客户端是运行监控系统和用户的接口，提供为用户操作的可视化界面，便于管理和维护系统。

应用层提供系统的基本管理框架，实现网络的集中监控，网络故障的检测和处理，设备参数配置及相关维护工作。

数据库支撑层，对网络中可管理的资源和设备信息进行统一管理，为运行监控系统提供决策支持。

数据采集层实施对全部被管设备的所有数据进行采集，并存储到系统的后台数据库中。

被管网络设备指网络中的各种被管理的设备，例如路由器，接入交换机，核心交换机，计算机终端等。

3.2系统的主要功能

水利信息网运行监控系统实现了四大功能：集中监控、服务管理、风险预警和运行评估。

集中监控：此部分分为网络拓扑管理、网元监控、性能监控和设备异常监控。

集中监控主要用于采集并处理各网络监控代理采集的数据，综合监视各种系统的运行状况，并进行统一的数据分析和显示。实现对水利信息网的各网络设备、主机设备、数据库、中间件等资源的统一管理。网络拓扑管理、网元监控、性能监控、设备异常监控。

风险预警：实现对信息系统运行过程中可能发生的故障进行预警，提醒运行保障人员进行处理，及时消除故障隐患，避免发生重大信息系统故障。系统可以制定出预警指标，实施风险监控，进行风险分析，完成多种形式的预警发布。

运行评估：运行评估模块主要是对信息系统运行状况及运行保障工作情况进行总结评估，以提高信息系统运行效率和稳定性，提高运行保障水平。

服务管理：主要完成系统的服务管理，将管理工作中人、流程、技术有机的结合起来，建立一套先进的科学的运行保障综合服务体系。

3.3系统的实现

3.3.1 系统的配置

本系统由DL380服务器作为数据库服务器，由ML570服务器作为应用服务器。

调试系统运行环境，利用系统应用安装文件安装系统应用，配置数据库及各模块接口信息，配置系统应用服务运行方式，为了使得系统硬件能够在非正常模式下的重启中保持系统服务正常，配置了应用为操作系统的服务，由操作系统服务管理直接启动系统应用服务。同步各功能模块之间的接口数据以及应用权限数据。

建立应用数据库的表空间，操作用户，建立系统数据库表，导入系统初始化数据。并调试验证数据库的运行状态和初始化数据的正确性。

在本系统中为了保证能够充分利用硬件资源，以及系统的运行效率，将网络监控的采集功能模块部署在数据库服务器上，并设置运行环境。

配置网络监控功能权限，以及配置网元采集服务策略。制作网络拓扑图综合大屏显示页面；配置风险预警策略，以及性能阀值策略；配置采集和性能报表策略，以及各种重大事故统计。

3.3.2网络拓扑发现

网络拓扑发现就是探测网络拓扑机构信息，形象地描述网络设备间的互连

关系。

本系统主要使用深度优先算法探测目标网络，实现网络拓扑自动发现功能。本系统初始是不存在任何网络拓扑图的，系统管理站首先确认设备的地址范围和community关键字，然后管理站逐个查询每个被管设备的MIB表，用已确定的每一个地址和Community关键字去查找设备，一旦发现就显示给用户，直到发现水务信息网中的所有网络设备及其链接关系，形成网络拓扑图。

同时本系统有IP地址智能过滤功能，在扫描前，首先过滤掉重复的IP，然后生成与IP数量相同的进程，采用多线程技术，同时扫描，一旦发现设备，则记录至扫描结果页面中，最后根据实际需要选择是否保存。

4结语

水利信息网运行监控系统，提供了集中监控、服务管理、风险预警及安全评估网络管理服务。监控设备主要包括了网络设备、路由器、交换机、小型机、工作站等服务器，减少了防汛业务系统的故障发生率，提高了运行维护工作效率，为合理调配网络资源，预防网络故障提供了有力武器。

参考文献

[1]徐丽，封红旗.基于SNMP协议的网管系统的研究与设计.常州大学学报（自然科学版），2010，vol22（4）.

[2]曾劲.基于SNMP协议的网络管理系统研究.信息科技，2009.

[3]叶春，须自明.基于SNMP协议的分布式网络监控系统的设计实现.计算机时代，No.10，2009.

[4]胡大洋.基于SNMP的校园网拓扑结构自动发现[J].安徽建筑工业学院学报，2009，17（1）.

收稿日期：2016-01-26

作者简介：贾方（1983—），女，河北保定人，工学硕士，水利工程师，研究方向：水利信息化，网络安全。

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