（水利水电工程专业论文）电力监控服务器的无人自检系统的研究与开发.pdfVIP

华中科技大学硕士学位论文 摘要 随着计算机技术与网络技术在电力行业中的广泛应用，基于w e b 的电j - j 监控系 l 统更是取代了人来对电厂设备进行监视与控制，并提供了一个高效、实时、交互的应 用环境。作为c s 结构或是b s 结构的w e b 电力监控系统的“核一t l , ”的服务器系统， 对它的安全性与可靠性的要求也越来越高，因为一旦服务器系统瘫痪，整个电力监控 系统也随之瘫痪。 为了提高服务器系统的安全性和可靠性，本文将提出并丌发一套用于电力监控系 统服务器的无人自检系统。该系统将对服务器的自身的软、硬件，以及数据库，网络 安全进行检测，并通过先进的多类型的报警机制通知管理员。同其他服务器检测系统 不同的是，该系统强凋无人检测，通用性强，以及拥有多类型的报警机制。 本文在撰写过程中以软件工程中软件丌发的过程为线索，首先确定当前服务器通 常面临的安全与可靠性的威胁：然后根据检测需求，构建系统整体体系结构，定义每 个子系统的功能以及予系统的相互作用关系，根据所要实现的功能，确定需要使用到 的计算机技术和策略；接着根据总体设计，对每一个子系统迸 亍详细设计，并进一步 讨论在丌发实现中如何使用计算机技术进行功能实现：最后对所丌发的系统进行测试 并给出测试用例，根据测试结果提出了进一步的改进方案。 本文所研究开发的服务器自检系统是以现有的一套电力监控系统为对象进行丌 发实现的，目前已在电力工厂中得到实际应用。一套能够对服务器进行检测的，功能 曼进一步完善和强大的检测系统将有着良好的研究和应用前景。 关键词：电力监控应用程序接口 报警机制远程监视i - m o d e 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ec o m p u t e rt e c h n o l o g ya n dn e t w o r kt e c h n o l o g yw i d e l ya p p l y i n gi nt h ep o w e r i n d u s t r v , t h ep o w e rw a t c hs y s t e mh a sb e i n gw a t c h e da n dc o n t r o l l e dt h ed e v i c eo ft h e e l e c t r i cf a c t o r yi n s t e a do fh u m a n ，a n dp r o v i d e sa ne f f i c i e n t ，r e a l t i m e ，a n da l t e r n a t i n g a p p l i c a t i o ne n t i r o n m e n t a st h e “k e r n e l ”o ft h ew e bp o w e rw a t c hs y s t e mb a s e do n t h e c so rb ss t r u c t u r e ，t h es e r v e rs y s t e m ss e c u r i t ya n dr e l i a b i l i t ya r eb e c o m i n gm o r ea n d m o r ei m p o r t a n t b e c a u s et h ep o w e rw a t c hs y s t e mw i l lf a i l e dw i t ht h et h es e r v e rs y s t e m t a i l i n g i no r d e rt oi m p r o v et h es e r v e rs y s t e m ss e c u r i t ya n dr e l i a b i l i t y , t h et h e s i sw i l lb r i n g u pa n dd e v e l o pas e l f - d e t e c t i n gs y s t e mf o r t h ep o w e rw a t c hs y s t e m ss e r v e r t h e s e l f - d e t e c t i n gs y s t e mw i l lm a k ed e t e c t i o nt o 出es e r v e r s s o f t w a r ea n dh a r d w a r e t h e d a t a b a s e a n dn e t w o r ks e c u r i t y , i na d d i t i o n ，i tw i l li n f o r mt h es e r v e rm a n a g e rb ys e v e r a l a d v a n c e da l a r m i n gw a y s t h ep o i n t st h a tt h es y s t e md i f f e ：r e n c e sf r o mo t h e rd e t e c t i n g s j s t e m sa r et h ec h a r a c t e ro fd e t e c t i n gt h a tn e e dn o th u m a n t h es t r o n gu n i v e r s a l i s ma n dt h e m u l t i t y p e da l a r m i n gw a y s 。 t h et h e s i si sw r i t t e nb yt h eo r d e rt h a th o wt od e v e l o pas o f t w a r ei nt h es o f t w a r e e n g i n e e r i n g f i r s t l y , c o n f i r mt h et h r e a t e nt h a t t h es e r v e r g e n e r a l l yf a c e s ；s e c o n d l y , a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n to fd e t e c t i n g m a k eu pt h et o t a ls t r u c t u r eo ft h es y s t e m ，a n d d e f i n et h ef u n c t i o no fe v e r ys u b s y s t e m a n dt h er e l a t i o n sb e t w e e nt h e m t h e nc o n f i r m t h ec o m p u t e rt e c h n o l o g ya n dp o l i c yt h a tw i l lb eu s e di nr e a l i z i n ga t lt h ef u n c t i o n t h i r d l y m a k ed e t a i l e dd e s i g nf o re v e r ys u b s y s t e m a n dd i s c u s st h ek e yt e c h n o l o g yi nd e v e l o p i n g l a s t l y , t e s tt h es y s t e mt h a th a sb e e nc o m p l e t e d a n dg i v eat e s te x a m p l e ，t h e n ，a c c o r d i n gt o t h et e s tr e s u l t ，b r i n gu pas c h e m ef o ri m p r o v i n gt h es y s t e m t h es e r v e rs e l f - d e t e c t i n gs y s t e md i s c u s s e di nt h et h e s i si sb a s e do na ne x i s t e dp o w e r w a t c hs y s t e mt od e v e l o p a n db yn o wt h e yh a v eb e e np u ti n t ot h er e a la p p l i c a t i o ni nt h e e l e c t r i cf a c t o r y t h e r ew i l lb eab e t t e rr e s e a r c ha n da p p l i c a t i o nf o r e g r o u n df o ram o r e i m p r o v e da n ds t r o n gs e r v e rs e l f - d e t e c t i n gs y s t e m k e y w o r d ：p o w e r w a t c h a p ia l a r m - m e c h a n i s mt e l e w a t c hi - m o d e 华中科技大学硕士学位论文 一!i i i i i 自目；= 曩 1 绪论 1 1 课题的提出 随着现代计算机技术在电力工业中的广泛应用，电力监控系统已经逐步取代了人 来对发电机组进行监视与控制。而在这个网络时代，基于w e b 的电力监控系统更具备 了高效性，实时性，互动性的特点，能够在异构分布的环境下实现信息的集成和一体 化处理，满足了现有的电力工业生产管理要求，而受到了越来越广泛的应用。 然而，在基于w e b 的电力监控系统中，服务器作为整个系统的“心脏”，越来越 占据着主要的位置，其高可靠性与安全性也越来越受到重视。一旦服务器瘫痪或是受 剑恶意的攻击，整个电力监控系统将不能f f i 常返作，电力监控数据电将面临着丢失， 或遭到破坏的威胁，这都将会给整个电力系统造成很大的损失。目前，对服务器进行 管理和监控的仍然是服务器管理员。尽管管理员每天查阅大量的复杂数据，定时地对 系统进行测试，但是，服务器还是存在着潜在的问题。怎样能够把管理员解放出来， 让服务器自己来管理自己，就成了一个急需解决的问题。 在这种情况下，使用一个能够进行自动检测的系统来模拟管理员对服务器进行管 理和监视就成为必然的趋势。使用自检系统来代替管理员有两大优点：一是自检系统 町以克服人工操作的弱点。人不可能实行一天2 4 小时不阳j 断的实时监测，也不可能 同时监测和管理大量的数据，自检系统克服了人在长时i 、日j 工作时的精力消耗大，效率 不高的问题。二是使管理员对突发事件的处理变得容易和简单，自检系统所提供的自 动报警和警报同志的功能大大提高了管理员对突发事件的应急能力“：。 对于数据量大，实时性强的电力监控系统而言，对服务器的自动检测更为至关重 要。因此，研究并开发出一套面向基于w e b 的电力监控系统的服务器无人自检系统有 着重大的意义和广泛的应用0 1 。 华中科技大学硕士学位论文 鉴于此，本文以当前现有的一套基于w e b 的电力监控系统( 在本文中将以e e 电 力监控系统称呼) 为对象，研究并丌发出一套功能强大，实用性强，易于扩展的服务 器无入自检系统。 1 2 研究开发背景 随着人们对服务器重要性认识的提高，以及服务器所担负任务的增强，除了不断 提高服务器的配置性能之外，对服务器进行检测与管理的各种系统软件电应运而生。 例如方f 科技电脑公司推出的服务器的管理扩展模块方正圆明r m s ，对方e 圆明l o g o 等工作组级或部门级产品进行功能扩展，实现了对服务器的监控管理o “。但是，诸如 此类的软件系统目静都只能实现某个部分的检测功能。而这些服务器监控管理系统大 都是采用通过用户界面的形式在服务器的显示器上将检测数据显示给服务器管理员 的方式实现简单的报警，还未真币实现无人检测。 对于基于w e b 的电力监控系统的服务器而者，既要保证服务器本身的应用程序的 萨常运行，也要保证所担负的w e b 服务器能够被正常访问，同时数据库能否币常被访 问也至关重要。所以丌发出一个有针对性的，功能全面的服务器自检系统成为必然的 趋势。与此同时，当今快速发展的网络技术也为改善原始的报警机制带来了曙光，快 速而方便的基于w e b 的报警机制将会取代传统的报警机制在监控系统中得到越来越 广泛的应用。 。 1 3 本文研究内容 1 3 1e e 电力监控系统简介 e e 电力监控系统是一套用于对电厂各种设备进行监控和管理的系统。目前，已 华中科技大学硕士学位论文 经在儿个国家的各电力工厂中应用。 这套系统最大的特点就是通用性强以及提供了远程监控的功能。它提供了一个功 能全面，可操作性强的电力工厂配置模块。无论应用在何种规模的电厂，只需要根据 电厂的实际情况对系统进行配置，这套系统就能够成为一套为电厂量体裁农丌发的电 力监控系统。这套系统也是一套基于三阶层客户服务器体系结构的系统。主服务器 充当若数掘服务器，应用程序服务器以及w e b 服务器的三重角色。数据服务器主要是 存储和管理整个电力工厂设备的配置参数以及对电力设备和电力设备运行状况监控 的大量数据。应用程序服务器中安装有各种必需的应用程序，这些应用程序控制着对 整个电力工厂监控的全部过程。w e b 服务器给管理者提供了可以远程监视电力工厂运 行状况的服务。管理者在任何地方只需要使用客_ f l i 端的w e b 浏览器就可以掌握整个电 力工厂的运行状况。而服务器的安全与稳定运行是保证e e 电力监控系统e 常运作的 前提。这也就对服务器的安全性，可靠性以及稳定性提出了更高的要求和期望。针对 e e 电力监控系统服务器，研究并开发出一套服务器检测系统就成了当务之急。 1 3 2 本文研究开发内容 服务器所面临的安全性和稳定性威胁主要米自于软，硬件的威胁，对数据库的威 胁，以及网络上的威胁。本文中所研究丌发的服务器自检系统也主要针对这三个方面 的威胁来对服务器进行监视与检测，并且通过快速而有效的基于w e b 的报警机制来通 知管理员，以及为管理员提供简单易操作的报警同志查询与管理功能。除此之外，为 了能够应用在各种不同配黄的服务器中，在服务器自检系统的丌发中，运用了灵活的 计算方法，保留了可供修改的数据接口，这样就大大提高了系统的通用性。在整个开 发过程中，依据软件工程中所涉及到的软件开发周期过程的每一环节，大大增强了本 系统的觇范性与可靠性。具体而言，本文研究j i ：发的主要内容如f ： 华中科技大学硕士学位论文 1 遵守软件工程的开发周期制定系统的开发步骤与过程，保证系统的可靠性与 可维护性j 。 2 构建系统的总体框架模型。确定每个子系统的任务，以及每个子系统相互问 的关系。针对所要实现的功能，并且在考虑到与e e 电力监控系统相互兼容 的基础上，确定系统开发所需要的开发环境以及所涉及到的计算机技术与策 略。 3 具体实现各子系统的功能。在v is u a b a s i c6 0 的丌发环境中，利用w i n d o w s a p i ，编写功能强大的w i n d o w 应用程序。主要包括设计操作简单的用户界面 对检测参数进行配置与管理，对服务器电源的检测，定期对服务器硬盘空间 以及内存大小进行计算并与设定值相比较，测试数据库能否正常存储，判断 e e 电力监控系统所必需的进程是否在n i 常运行，检测w e b 服务器能够被f 常 访问。在报警机制中，运用a s p 技术和无线通信技术，实现警报的远程监视， 以及通过弹出警报框，系统鸣笛和邮件通知的方式通知管理员。并且应用先 进的数据库技术实现数据的存储与管理功能，为管理员提供了查询与管理警 报同志的功能。 4 在系统厅发完成之后，针对测试过程中所出现的问题，提出了新的解决方案 对系统进行完善。在这个方案中，提出了新的体系结构，以及双机容错机制 应用。双机容错机制的应用，使检测系统不仅仅能够单纯的检测出错误，更 加提高了容错能力，在管理员柬不及解决问题的时候，保证了e e 电力监控 系统能够m 常运作。 4 年中科技大学硕士学位论文 2 总体框架与模块设计 对于任何工程项目来浼，在它施工之f j i ，部要先完成设计，软件丌发也如此。在 这一章中，将构建出系统的总体的框架模型，在这个模型中，描述了系统中每一个模 块的相瓦作用关系，以及每一个模块所实现的具体功能。并且在这一章中，确定系统 ，r 发所需要的丌发环境以及所涉及到的计算机心用技术。 2 1 系统框架模型 2 1 1 系统总体结构框架图 心用程序服务 j i 隆 丁 数据库服务器 w e b 服务器 一一-一-一_一一一一一 -_一一一一一_一_一_-一一一一-一一 图2 ii 系统总体结构框架幽 华中科技大学硕士学位论文 系统总体结构框架图说明了e e 电力监控系统与服务器自检系统的总体结构关 系。整个e e 电力监控系统是基于三阶客户服务器体系结构。图2 1 l 中标有的计 算机代表了e e 电力监控系统的主服务器，它肩负着应用程序服务器，数据服务器以 及w e b 服务器的功能。图2 1 1 中标有的计算机是二阶服务器，它接收来自局部客 户端的电力数据，并启动应用程序对这些数据进行简单处理，然后把经过加工的数据 传送给主服务器。图2 1 - 1 中标有的计算机是旺电力监控系统的客户端，它直接 收集来自电力设备的数据信息，将这些信息传送给上一层的服务器进行数据加工处 理。采用三阶客户n 务器体系结构，大大减轻了主服务器的工作量，使得大量而实 时的电力数据有条不紊的进行收集和处理。e e 电力监控系统的主服务器同时还担当 着w e b 服务器的角色，客户使用图2 1 i 中标有的计算机，通过浏览器就可以远程 查看主服务器中所收集和处理的电力数据的信息。在电力监控系统的整个网络与外界 i n t e r n e t 连接中设置了防火墙来对整个电力监控系统的内部网络以及服务器进行网 络安全保护。 而所开发的服务器自检系统作为服务器的应用程序运行在e e 电力监控系统的主 服务器中，根据对系统检测参数的配置执行着对服务器软硬件，数据库以及网络的检 测。一旦错误发生，就会启动报警装置，报警机制除了对警报闩志的存储之外，还利 用了主服务器同时还是w e b 服务器的特点，使得管理员通过输入管理员账号远程查看 警报信息，并且通过发送邮件，系统鸣音，以及弹出对话框的多种方式及时通知管理 员。 2 1 2 服务器自检系统模块关系图 服务器自检系统各个模块的结构关系图如图2 l 2 所示 6 华中科技大学硕士学位论文 图2l2 摄务器自渔系坑馍块关系翟 7 襻德心=常检测 未经、务涟稽控河旋务器冉存缝涝艉务器硬蠡槛瓣鞭务器电溽检溅 华中科技大学硕士学位论文 如图2 1 2 所示，服务器自检系统是由三大部分组成，第一部分是对检测参数进 行配置。第二部分负责测试与防护，包含了三大模块，分别是软件与硬件设备检测模 块，数据库检测模块以及网络检测模块。第三部分负责实现报警机制，报警机制模块 分别实现了警报同志的保存与管理，以及实施报警措施的功能。各个模块又由各自的 子模块构成。 系统检测参数的配置模块是在e e 电力监测系统中的配置模块中进行操作。管理 员手工设置检测周期，缺省邮件地址等参数。部分检测比较参数参照e e 电力监测系 统中的具体配置数据，根据固定的算法自动计算得出。 软件与硬件设备检测模块主要实现了对服务器电源的检测，对服务器硬盘空间以 及硬盘中必备的文件央的检测，对服务器内存容量大小的检测以及对e e 电力监测系 统的主任务进程的检测的功能；数据库检测模块主要实现了对数据库存储能力的检测 的功能；而网络检测模块实现了对w e b 服务器可用性的检测功能保证了远程监控的执 行。当在检测中，发现错误或异常，就会调用报警机制模块。 在银警机制模块中，将把错误或异常作为警报同志写入数据库，管理员可随时对 警报f | 志进行插、删、改并且可根据所设定的检索条件对警报同志进行检索查询。同 时，当错误或异常发生时，系统将弹出警报框，并伴有系统鸣笛声来通知管理员。当 管理员不在现场的情况下，系统将通过i n t e r n e t 向设定好的管理员的电子信箱里发 送报警邮件，与此同时，管理员也可通过使用浏览器来查看当前的服务器运行状态， 网页每几秒刷新一次，显示检测出的最新的服务器状态。 8 华中科技大学硕士学位论文 - - _ - _ _ _ _ i - _ - _ _ 目i _ _ l l _ _ _ l _ _ _ _ _ _ _ _ - _ - _ 自_ _ _ _ l l _ _ _ _ - _ l _ _ _ _ _ _ - _ i - _ _ _ l 自- l i _ - 2 2 模块设计 2 2 1 系统检测参数配置模块 本文中所研究的服务器自检系 统是面向e e 电力监控系统所开发 的，而e e 电力监控系统是一个通用 性很强的电力监控系统，通过自身的 配置模块对系统进行配置，使得电力 监控系统可以适用于各种规模的电 力工厂。因此，服务器自检系统也秉 承了e e 电力监控系统的通用性强的 特直进行设计。系统管理员通过一个 可操作的用户界面对服务器自检系 统中的检测比较参数以及检测对象 u 拄务器白协系统启动 系统的启动霹复忡伶台 d a t a b a s e 和注册表中读取 附一次配置的系统参教 修改和更新? 渎耳上修改后的参数并俘入数 据库和洼册衰中 y n 启动定时器 进行服务器自榆 进行配置。这样就大大增强服务器自 幽2 2i 系统伶；则咎数配置模块漉程幽 检系统的可扩展性和通用性。由于服 务器自检系统中的配置参数和e e 电力监控系统的配置参数有紧密地联系，因此在配 霄e e 电力监控系统的同时对服务器自检系统进行参数配置，并将配置参数存入数据 库或是注册表中，以便于其他模块的调用。系统检测参数配置模块的功能流程如图 2 2 1 所示。 2 2 2 软件与硬件设备检测模块 软件与硬件设备检测模块是由服务器电源检测子模块，服务器硬盘检测子模块， 华中科技大学硕士学位论文 服务器内存检测子模块以及e e 电力监测系统的圭住务进程检测子模块组成。每一个 f 模块相互独立，分别担当着服务器软件和硬件各部分的检测任务。并且，在服务器 硬盘检测子模块和服务器内存监测子模块中将会根据e e 电力监测系统的实际配置， 来计算比较参数，做到因地制宜。 ( 1 ) 服务器电源检测子模块 服务器电源检测子模块负责定时对服务器的电源状况进行检测，e e 电力监测系 统服务器除了自身的接入电源之外，还连接有后备式的u p s 电源。u p s 的接入的目的 是为了当市电中断或指标严重不 乖常的时候启用电池做能源，转 换成交流电供服务器使用“o ：。但 是lp s 所配置的电池容量有限， 电池供电时| 白j 也受到约束。因此， l p s 只是充当了在管理员来解决 电源故障问题之前的短时电源后 备军。服务器电源检测子模块在 管理员事先配置了的时间间隔 下，对服务器市电电源进行查看， 瞄222 服眷器电源腧测于模块流程幽 当市电中断的时候，启动警报机 制，通知管理员，在市电未接通之前，同时刘l p s 电源的供电情况进行定时检测，发 现异常，继续启动警报机制来通知管理员。在这样的双重保护与检测下就大大增强了 服务器电力供应的安全性和稳定性。服务器电源检测子模块功能流程如图2 2 2 所 玎i 。 ( 2 ) 服务器硬盘检测子模块 0 华中科技大学硕士学位论文 通常而言，服 务器部会采用大 硬盘，由于电力数 据具有数掘量大 的特点，作为电力 、 监测系统的服务 器，所承受的存储 负担比较重，因此 也不例外。但是， 在无人控制的条 件下，管理员通常 砂 会忽略对硬盘的 查看，一旦硬盘容 量低于了最小限 制，数据丢失，操 作失败等问题就 会发生，因此服务 器硬盘检测子模 块就担任起了硬 盘容量检测的任 幽2 2 3 服务器碰盘检测了模块漉程幽 务。除此之外，由于本服务器自检系统是面向e e 电力监测系统所设计开发的，针对 于e e 电力监测系统的特殊性，服务器硬盘检测子檩块还担负了_ 些其它的任务。e e 电力监测系统服务器采用双硬盘方式对数据进行备份，因此硬盘分为主硬盘和备份硬 年中科技大学硕士学位论文 盘。在所设置鹣备份时闽至h 来对，系统垮差硬盘中的主要数掇备份到餐份硬擞中。l 茈服务器裔裣系统靛妥提籍瓣是否能够在指定的凄盘驱动器孛我磊备徐疆纛进行l 动检测。同时，为了保证e e 电力监测系统的部分功能的正常运行，硬盘中必须存 有指定豹文件兴与文馋，所以服务器自捡系统还要对指定的文件必与文件进行自动 测。当服务器硬蠢捡测子模块发袋异常，渡会瘸动报警枫裁，来遴知管理员砖冥常i 行处理。服务器硬盘稔测子模块功能流程如图2 2 3 所示。 ( ：j ) 。服务器内存检测予模块 亳力羧测系统是一个复杂静系统，数键鬟大，实黠技强是这个系统豹特点。妇暴 电力监测系统服务器出现内 存不足的现象，将会导致某些 述程静执行文瑗阏题甚至会 导致死机。服务器内存检测子 摸块就是用泉定时对系统内 存大小进行捡测，当内存犬，l 、 小于嘏掘指庭计算式计算击 的最小限制值，并且这种内存 不是的瑰象越过了攒定熬爨 问范阐，服务器自检系统将褫 之为内存异常将会扁动报警 概裁，逶知管理员，黪立内存 不足造成电力蓝澜系统不能 一常运行。服务器内存检测予 模块功裴漉投如烈2 。2 。4 辑 | i * | 一蛉策缔启动 公共，受量串敬汁鞯参数沣篝内存最，| 、限 制使班嫠替缕i 鸯存夺是的封蔺危滓德 与筒内停大小的汁算 7、 n 腋篙：篡内学 萎最小，：制缓?7 l ： y 祟汁时问良于持续内存 4 i 是盼时蠲允许嫠? 启动掖警机制 ￥ 蚓2 2 + 4 般，痔糍内每捡测于模块溉程蹦 华中科技大学项士学位论文 示。 ( 4 ) 主任务进程检测子模块 e e 电力监控系统的几个主要任务进程是保汪电力监控系统正常运行的基础，也 是核心。这就要求这几个主要的任务进程能够正常地被服务器的操作系统调用。服务 器自检系统的主任务进程检测子模块就担负了这部分的检测任务。主任务进程检测子 模块的功能流程如图2 2 5 所示。 i 墨| 2 25 主任务进程檎；别亍模块流程幽 2 2 3 数据库检测模块 当数掘库存储出现问题，e e 电力监控系统所收集来的大量实时数据就会被阻塞 下来，与此同时，数掘库中保存的系统参数不能被访问，将影响到整个系统的运转， 所以对数据库的检测很重要。由于在整个e e 电力监控系统中有很多模块对数据库都 是频繁访问，因此这些模块也可以协助对数据库进行检测。当这些模块在对数据库访 问的时候出现异常，将把异常代码写入事先设好的内存地址，服务器自检系统的数据 库检测模块将会定期对这些存有数据库状念的内存地址进行访问，通过异常代码来判 1 3 华中科技大学硕士学位论文 断数据库的运行状况，采用这种方案 也避免了检测模块对数据库直接检测 而给数据库带来额外的负担。 另一方面，由于数据库地位的特 殊性，在维护数据库安全与稳定性上 增加了双重保护。因为e e 电力监控系 统采用双硬盘备份数据库的形式，主 硬盘和备份硬盘中的数据信息基本上 保持同步。因此当数据库检测模块检 测出主硬盘数据库出现异常，则启动 备份硬盘中的数据库代替主硬盘数据 剀2 26 数据库愉测模块流程酗 库进行工作，并及时通知系统管理员进行异常处理，系统管理员异常处理完毕后可以 通过命令行切换回主硬盘数据库。这种双硬盘备份数据库方式就大大提高了数据库的 稳定性，也保证了电力监控系统的正常运行。数据库俭测模块的功能流程如图2 2 6 所示。 2 2 4 网络状态检测模块 e e 电力监控系统是一个基于w e b 的监控系统，e e 电力监控系统服务器也同时是 一个w e b 服务器，在电力监控的过程中大部分是通过远程访问与控制来实现电力监控 的，因此w e b 服务器能够证常运作至关重要。 4 华中科技大学硕士学位论文 网络状态检测模块主 要是定时检测服务器和外 部的网络连接状态。对网 络的检测是个很广泛的领 域，在电力监控系统的体 系结构中已经配置了防火 墙对内部网络以及w e b 服 务器进行网络安全保护， 并目某些时候网络状态的 异常通常表现在服务器的 h 瞄* 黔一恃最缔启动 配置州络_ 蠡全 翕测的拎 测磬竹- i ：存入暂据库 判断州络足否处于 竹楼状杰 工 n 处，二墟接状态? = 叫启动撤饕机制 定时器 y 幽127l 咄烙立争玲测模块流程幽 其他性能方面，例如内存占用过多等，c p u 性能f 降1 | 。本文所开发的服务器自检系 统在其他模块中已经对服务器的其他性能进行了检测，因此就简化了网络状态的检测 过程。网络安全检测模块的功能流程如图2 ，2 7 所示。 2 2 5 报警机制模块 报警机制是每一个检测系统的核心，随着计算机通讯技术的高速发展，报警机制 也走向了多样化，快速化。服务器自检系统的报警机制将打破传统报警机制的局限性， 采用多种警报措施及时快速的将警报通知给管理员。 华中科技大学硕士学位论文 _ _ e = ；自_ _ l _ - i - _ - - - _ - - - i _ _ - _ _ - - -i 目_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ l 当异常发生对，系统将自动调用报警机制。报警机制模块将完成两个任务，报警 阿志和警报实 施。报警同志是 将检测出的异常 的类型，发生时 | j 等信息作为同 志存入数据库， 管理员可以通过 同志管理予模块 对日志进行查 询，检索等操作， 并根据一定时期 的报警h 志对服 务器性能进行分 | 苎| 228 报警帆制模块流陛幽 析与预测，使得服务器异常发生的可能性达到最小。警报实施将采用系统鸣音，弹出 警报框，发送电子邮件，以及远程监控的方式将警报通知给相关管理员，并且发送电 子邮件和远程监控的警报措施将与当前最先进的通讯技术相联系，除了通过普通浏览 器可以浏览到服务器状态信息之外，还可以通过携带电话进行浏览，这样就从根本上 进一步解放了服务器管理员。报警机制模块的具体实现流程如图2 2 8 所示。 2 3 计算机理论与技术背景 在总体框架与具体模块设计的基础j ：，下一步就要考虑具体如何实现已经设计好 的功能。从现今高度发展的各种计算机理论与技术中选择能够最有效，最快速地实现 1 6 华中科技大学硕士学位论文 系统功能的计算机理论与技术是丌始丌发系统的自i 提。这一节将具体介绍适用于服务 器自睑系统丌发的几种计算机理论和技术。 2 3 1w i n d o w sa p i 技术与v b6 0 的结合应用 服务器自检系统采用v i s u a lb a s i c 6 0 作为主要的系统丌发环境。v i s u a lb a s i c 6 0 是在w i n d o w s 环境中广泛使用的应用程序j 下发工具，但是尽管v b 6 0 自身提供了 数量众多的内部函数，而服务器自检系统需要访问操作系统的内部核心内容，这样就 要使用w i n d o w s 操作系统中的一些系统函数，而这些系统函数就是由w i n 3 2 应用程序 接口( a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ) 即a p i 提供：”。“。 w i n d o w sa p i 由函数，消息，数据类型，数据结构及语句构成，它们可以在w i n d o w s f j 建的应用程序中使用。w i n d o w sa p 函数是作为动态链接库( d l l ) 提供给用户 的，所以在任何语苦中都可以调用。而d l l 是一种过程库，应用程序可以在运行中链 接使用它。由于a p i 函数对于v b 程序来说是外部过程，因此应用程序必须向v b 提供 要使用的a p i 函数的有关信息。这种提供信息的方法就是声明，v b 就是通过这种声 明访问a p i 函数的。在对a p i 的访问中，还需要考虑变量的引用，主要是如何使v b 适应c 语言的数据类型。由于a p i 是用c 或c 编写的，因此，这些a p i 函数的声 明采用了c 的数据结构，如果想要在v b 中调用它们，应将其转换为合法的v b 数据类 型j i 。 服务器自检系统中对软，硬件的检测模块中需要大量对操作系统的内部核心进行 访问，因此就需要通过将w i n d o w sa p 技术和v 1 3 6 0 相结合束实现这一模块的功能， 具体实现方法和实现的难点将在第三章进行讨论。 华中科技大学硕士学位论文 2 3 2 数据库技术 e e 电力监控系统则采用了l i c r o s o i ts q i 。s e r v e r 7 0 作为后端的数据库。s q l s e r v e r 7 0 是微软推出的大型网络数据库管理系统，它以其易用性，可缩放性和可靠 性以及在数据仓库等多方面的极大增强，成为最常用的数据库系统之一。v b 6 0 可以 调用$ q ls e r v e r 7 0 所提供的绝大多数j 立用编程接口，因此使用v b 编写s q ls e r v e r 客户端应用程序比较快速有效。v b 6 0 提供了多种与s o ls e r v e r 接口的方法，包括 d a o 数据访问对象，r d o 远程数据对象，o d b c ，r 放数据库连接以及a d o 数据对象等。 但从性能和编程效率来看，a d o 更适合用于服务器自检系统中对数据库操作的功能的 实现。a d o 既a c t i v e x 数据对象，是m i c r o s o f t 丌= 发数据库应用程序的面向对象的新 接口，是一种采用对象模型的数据库访问技术，通过访问o l ed b 数据提供的程序来 访问数据库，同时a d o 封装了o l ed b 程序中的人量c o m 接口，所以它也足一种高层 的访问技术，a d o 的特点包括易于使用，a d o 技术不必关心对象的构造顺序和层次， 对于要用的对象不必先建立连接，会话等对象，只需要直接构造即可，简化了程序的 编制；高速访问数据库，a d o 技术基于o l ed b ，所以它继承了o e ed b 访问数据库的高 速性。程序占用内存少，a d o 是基于组件对象模型( c o m ) 的访问技术，所以a d o 产生 的应用程序占用内存少：州。 2 3 3a s p 技术的应用 a s p ( a c ti v es e r v e rp a g e s ) 是微软公司推出的w e b 应用程序门：发技术，是_ 个 w e b 服务器端的丌发上不境，利用它可以丌发和执行动态的，交互的，高性能的，复杂 的w e b 服务应用程序。与通常的j a v aa p p l e t ，v b s c r i p t ，j s c r i p t 等客户端实现动态 主页技术不同的是：a s p 中的命令和脚本语句都是在w e b 服务器中解释执行的，执行 的结果产生h t m l 页面并送到浏览器，因而大大降低了应用程序对客户端的要求，开 华中科技大学硕士学位论文 发者可不必考虑浏览器是否支持a s p 。同时，由于用户在浏览器看到的仅仅是标准的 h t l 页面，而不是a s p 程序，这样就防i 上了程序被窃取。“。1 9 。 在软件技术上a s p 有如下的特点：( 1 ) 解释执行。无需编译和连接，a s p 脚本集 成于h t m l 中，容易生成。( 2 ) 设计简单。常规的文本编辑器就可以进行页面设计，但 对于号业丌发，最好使用微软的a s p 专用厅发 具v i s u a l i n t e r d e v 。( 3 ) 与浏览器无 关。可以解释t m l 的浏览器均可以浏览a s p 改汁的主页。a s t ，j 却本在服务器端运行， 浏览器无法看到a s p 源程序。( 4 ) 兼容性好。a s p 支持几乎所有的脚本语言，例如 v b s c r i p t ，p e r 【，j a v a s c r i p t ，编写的a s p 文件就只需要用a s p 特殊标记将脚本括起来， a s p 就可以解释执行这些脚本。( 5 ) 面向对象。在a s p 脚本中可以方便地引用系统组 成和a s p 内置组件，还能通过定制的a c tjv e xs e r v e r 组件束扩充a s p 脚本功能。( 6 ) 保护源程序。a s p 脚本是在服务器上运行，用户在浏览器上看到的只是a s p 执行结果 所生成的常规h t m l 代码。( 7 ) 隔离进程。h s 允许w e b 应用程序以隔离方式在服务器 上运行，隔离的应用程序运行在分配给它的特定存储空问内，其他应用程序不能访问 这块空间。这样就防止因为某一应用程序崩溃而影响其它应用程序。( 8 ) 安全。a s p 运行在【f s 中，利用w i n d o w s n t 的安全机制可以对a s p 文件进行访问限制“。i 。 基于a s p 的上述特点，a s p 与a d o 技术可以相结合，建立和提供包括数据库信息 的主页内容，通过执行s q l 命令，让用户在浏览器中进行数据的查询，输入，修改和 删除等操作，并可以利用v b s c r i p t 和j s c r i p t 等脚本语言控制数据库的访问，实现 查询结果的输出显示等功能。a s p 技术和a d o 技术的相结合将大量用于服务器自检系 统的远程监控模块的实现中。如何进行编程实现在下一章将作具体介绍。 2 3 4i m o d e 与c h t m l 服务器自检系统的报警机制罩采用了先进的报警措施，管理员不仅可以通过计算 华中科技大学硕士学位论文 机终端远程查看警报信息，同时还可以通过因特网无线接入系统利用携带电话进行远 程监视。所以在远程监视主页不仅要适用于通常使用的浏览器，例如 e 6 0 ，还要适 用于无线接入系统终端。 卜m o d e 是由日本n t t d o c o m o 公司发明的，王见在已经成为一种最流行的因特网移动 接入系统。到2 0 0 0 年为止世界上8 1 的无线因特网用户在r 本，其中主要为 - m o d e 用户。现在可供i m o d e 终端浏览的主页采用的是c h t i l ( c o m p a c th t m l ，是h t , m l 的 扩展子集) 书写：“：。 c h t m l 是一组定义明确的h t m l 子集，它的设计主要是面对无线移动终端网上传 递语言，由于c h t m l 是基于h t m l 的标准的，吲此它的定义结构基本上遵循h t m l 的标 准，但是它和标准的h t m l 又有些不同。首先考虑到无线移动终端的硬件限制，c h t m l 可以在以下的受限的硬件环境中使用，低内存。低能量c p u ，小的显示设备。 因为c h t m l 不包括表和框架这种占很大内存的结构，所以还可以运行在很低的c p u 上。 但是由于无线移动终端的限制，c h m l 不可能包括很复杂的文档结构，比如标准的h t m l 的j p e g 图片，表格，图片地图，多字符字体和样式表，- 背景底色和图片，桢，印刷 体式浏览等都f i 为c h t m l 支持，但是c h m l 町以支持g f 图像“? 6 ：。 2 3 5v i i n s o o k 与t o p i p 作为i n t e r n e t 基础的s o c k e t 接口，也是很多叻，议( 如h t t p ，f t p p o p 3 ，s m t p ，i r c ) 的基础。在网络编程中应用最广泛的是w i n s o c k ，w i n s o c k 是w i n d o w ss o c k e t s 的缩 写，被用作t c p i p ( t r a n s m is s i o nc o n t r o lp r o t o c o l i n t e r n e tp r o t o c 0 1 ) 协议和 w i n d o w s 系统之问的接口。对于丌发人员来说，w i n s o c k 是在m i c r o s o f tw i n d o w s 环 境下进行网络编程的一个开放式接口。现在，m i c r o s o f tw i n d o w s 和i b m0 s 2 操作 系统上最流行的i n t e r n e t 应用都是根据w i n s o c k 标准斤发的。使用w i n s o c ka p i 进 华中科技大学顷士学位论文 = _ l _ _ _ i l _ _ l _ - i _ _ _ - - - _ _ _ i _ - j l _ l _=_ 行编程，首先要了解t c p i p 协议”1 。 | 鹂i 络是有很多层组成的，目前把这些层总称为o s i 网络模式，t c p i p 是一个网 络协议，一个网络协议要在网络上提供诸如地址定位，数据传输，路由以及逻辑连接 这样的服务。运行在两台计算机的程序要想进行通讯，那么这两台计算机要使用相同 的协 义。t c p ij ) 是网络中使用到的最基本的通信协议，事实上，几乎所有的计算机 都支持它。t c p i p 协议叫做传输控制协议网络协议，虽然从名字上看来是包括了t c p 和i p 两个防议，但实际上t c p i p 是一组协议，它包括了上百个各种功能的协议，如 远程登录，文件传输和电子邮件等，而t c p 协议和i p 协议是保证数据完整传输的两 个基本的重要协议一1 。 t c p i p 协议的基本传输单位是数据包( d a t a g r a m ) ，t c p 协议负责把数据分成若 二二个数据包，并给每个数据包加上包头，包头j 二有相应的编