【毕业学位论文】（Word原稿）基于flex的云中心设备监管系统设计与实现-软件工程

职业型硕士博士（打印时删除） 硕士学位论文 （专业学位） 基于 云中心设备监管系统 设计与实现 姓 名 : 学 号： 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师： 副指导教师： 二 一四年三月 A in 20* 014 on 基 于云 中 心 设 备 监 管 系 统 设 计 与 实 现 姓 名 同 济 大 学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日同济大学 硕 /博士学位论文 摘要 I 摘要 互联网已经成为了继大型计算机、小型计算机、个人电脑之后的第四个 联网将逐渐渗透到人们的生活、工作等各个领域，随着互联网飞速发展，所需要的处理器运算性能和存储设备的容量也将是呈几何倍数的增长，那么就需要更多的服务器、存储设备和存储系统等硬件和软件资源来支持，“云中心”这个新名词已经替代了原有的 房概念，一个云中心会有成百上千台高 性能的服务器和大容量存储设备，一个大型的企业的关键业务应用系统会由多个不同地点的云中心组成来进行异地容灾冗余。如果说按照传统的机房设备的管理方法，成百上千台服务器要进行 7*24 不间断的断监控则需投入大量人力、物力资源。这将会是一个恐怖的数字，那么使用一套集中的管理系统对所有的设备进行统一的管理、监控和预警，则将大大减少人力、物力的投入，还能有效地提升故障后相应及修复的速度，降低系统故障率。 本文设计了一款基于 的企业管理中心控制系统，它能够把有关 础设施管理信息、性能信息和告警信息汇总到一起。本系 统把当前企业管理技术跟最新的 术融合起来，能够让系统管理员使用普通的用户浏览器通过模式来监控服务器组、客户机、服务器群和其它网络设备，能够让用户、开发人员快速地去了解机房机架组件的功能和应用场景。本设计采用了多种网络协议，能够有效地监视、管理各种品牌采用 主流网络协议的设备，还能够针对不同类型的主机和网络设备使用不同的发现告警协议，可以直接部署在已有的数据 中心（机房） ，这样能够减少大量的人力计算跟管理工作。本系统还能够记录这些设备所有的告警，同时能够发送报 警给相关的维护人员。该系统主要是实现在一个综合管理平台下，能够远程、集中控制管理所有云中心机房的服务器设备，完全颠覆原来分散式的本地化设备管理模式，很大程度上提高了云中心机房的日常管理效率及故障响应的速度。 关键词 ： 云中心；远程管理；设备监控；网络发现；自动报警 同济大学 硕士学位论文基于 云中心设备监管系统设计与实现 of T It s of it to DC a of of of a is up of to of it a of to of *24. If we a it in of a It T 2C it to by s It to a of it it be in to of In to is to in It II of 1 章 引言 1 目录 目录 . 1 第 1 章 引言 . 1 中心管理系统概述 . 1 中心机房的背景 . 1 云中心管理系统的存在意义 . 1 云中心管理系统的发展概况 . 2 云中心机房管理技术发展历程 . 2 云中心机房管理技术的发展趋势 . 3 备及分布 . 3 机类型 . 3 络类型 . 4 储器类型、容量 . 4 撑软件 . 4 课题主要工作及论文章节安排 . 4 第 2 章 系统关键技术分析 . 6 术 . 6 术 . 6 关系 . 7 点 . 8 议 . 8 议 . 8 议的由来 . 9 络管理的组成 . 9 由协议 . 10 由协议 . 10 议主要优点 . 10 本算法 . 11 本章小结 . 12 第 3 章 系统需求分析 . 13 系统可行性分析 . 13 系统功能性需求分析 . 13 系统前台 要实现功能 . 13 系统后台 管主要实现功能 . 14 同济大学 硕士学位论文基于 云中心设备监管系统设计与实现 2 统业务流程 . 15 前台机房机架组件业务流程 . 15 后台 管系统业务流程 . 17 中心机房拓扑监视需求 . 19 中心机房拓扑编辑需求 . 21 章小结 . 23 第 4 章 系统 设计 . 24 前台机房机架组 件详细设计 . 24 设计思想和方法 . 24 组件包设计 . 25 类设计 . 32 用户界面设计 . 35 后台 管系统详细设计 . 39 设计思路和整体数据流程 . 39 拓扑组件包详细设计 . 42 关系分析组件包详细设计 . 45 本章小结 . 47 第 5 章 系统实现 . 49 机房分布组件实现 . 49 机房拓扑组件实现 . 50 机架拓扑组件实现 . 52 设备故障自动报警组件实现 . 55 网络拓扑自动发现组件实现 . 56 台监管实现 . 57 发表组件实现 . 57 成树组件实现 . 58 由表组件实现 . 59 件实现 . 60 量采集组件实现 . 61 端分析组件实现 . 61 程控制组件实现 . 62 据库表实现 . 64 本章小结 . 69 第 6 章 系统测试与运行绩效分析 . 70 试问题 . 70 体分析： . 71 备识别： . 72 本 . 72 第 1 章 引言 3 果分析 . 73 备协议识别 ： . 73 本一 . 73 本二 . 74 果分析 . 75 系分析： . 75 本一 . 75 本二 . 78 本三 . 80 本四 . 81 果分析 . 82 议识别改善方案： . 83 据定位 . 83 善方案 . 84 系分析改善方案： . 84 据定位 . 84 善方案 . 86 存分析 . 89 务改善 . 90 第 7 章 结 论 . 91 参 考 文 献 . 92 致 谢 . 94 个人简历、在读期间发表的学术 论文与研究成果 . 95 个人简历： . 95 已发表论文： . 95 第 1 章 引言 1 第 1 章 引言 中心管理系统概述 中心机房的背景 云中心机房概念最早产生于上世纪 6。老式计算机系 统操作、维护都很复杂，通常需要一个特定的环境来进行操作。因为连接所有设备需要很多很多的电缆，因而产生了许多供应和组织的标准方法，例如：使用统一标准的机架来进行安放不同设备、架高的地板和电缆专用的通道（被安装在天花板或被抬高的地板下面）。在微型计算机行业蓬勃发展的时候，尤其是在 20 世纪 80 年代，计算机开始无处不在，很少的情况下会考虑到计算机资源规划。然而，伴随信息技术的发展，计算机部署变得愈加复杂，企业渐渐认识到需要控制计算机资源。随着 务运行方式的出现，在上个世纪 90年代微型计算 机逐渐在旧式计算机房间中寻 找他们的位置。愈加便宜的网络设备可用性，网络电缆新的标准，使人们有可能使用的分层规划设计，并且把服务器部署在公司内一个特定的房间里。从而使 云中心 ” 这个新词汇被普遍认可并不断被大家所熟知。 云中心 的真正兴起是在互联网泡沫破灭之后，许多大型企业的业务系统需要快速的 因特网 连接，以及在互联网上大范围部署运行。部署这种设备对于许多非大型公司企业是没有能力承担的，于是许多大型企业开始建立大规模的计算机机房，被称为 据中心（ 它提供了商业上的系统部署和操作的解决方 案，并且设计了各种新技术和新的管理方式用来处理如此大规模的运行需求 2。 云中心管理系统的存在意义 云中心系统是一整套庞大而复杂的设施。该系统不仅包括计算机的基本系统和其与它配套的设备（例如存储系统、通信系统），还包含了各种与其相关的系统设备，如：环境控制设备、监控设备、冗余的数据通信连接以及各种安全装置等。从 2007 年起，云中心的设计、构建和运作已经是一个大众所熟知的学科。一些专业组织如 信行业协会 经 开始设计云中心详细需求的标准文档。对于云中心里大量不同型号、不同结构的网络设备和复杂的网络拓扑结构如何进行低能高效的管理，这才是云中心综合管理系统必须解决的问题。 研究和实践证明，云中心的综合管理系统可以帮助管同济大学 硕士学位论文基于 云中心设备监管系统设计与实现 2 理人员 在 监控和配置各种硬件设备的时候，保证设备的正常运行，提高其运行效率 ；系统的告警机制可以及时发现设备故障以便管理人员能够在第一时间进行应对。与此同时，云中心的所有硬件和设备都不是一个独立存在的个体，一个高效率高性能的云中心，它的所有设备一定会是一个环环相扣紧密相连的组合体。整个云中心必然包含多个异构 的子网，这些网络通过其他网络互联设备连接到互联网，云中心综合管理系统能够有效地管理云中心的网络拓扑结构，实时监控网络的运行状态，保证网络连接的安全和稳定，为各种网络应用服务的正常运行保驾护航 3。所以说，云中心综合管理系统对于全方位提升云中心的管理能力，减少管理人员的工作量，提高管理人员的工作效率，充分地利用云中心的各项资源，提升云中心的整体性能具有里程碑性的意义。 另一方面，云中心存在的核心意义在于运行企业的多样化业务。众所周知云中心不停机运行的可用性高低能够用来评估其对于商业中断的影响。 务往往是 企业核心业务中最关键的一部分。最重要的一个关注点是商业的连续性，企业依靠他们的 群来运作他们的业务系统，如果一个系统宕机不可用，公司运作的能力可能被削弱甚至被完全剥夺。对于 务来说，能够保证一个安全可靠的基础构造系统，并且将停服宕机的可能减小到最小，这是非常重要而必要的。一个云中心包含数以千计的高性能服务器和大容量存储设备，一个具有规模的企业核心业务系统可能由多个不同地点的云中心组成来进行异地容灾冗余。如果遵循传统机房的管理方法，成百上千台服务器进行 7*24 不间断监视需要投入大量的人力物 力来进行维护，资源的消耗量将会是一个天文数字，如果能够使用一套有效的管理系统对所有设备进行统一的监控、预警和管理，将会很大程度上减少投入，也可以有效提升故障后响应速度，降低系统故障率，进而减少企业业务的宕机时间，给企业带来更少的资源浪费。 云中心管理系统的发展概况 云中心机房管理技术发展历程 按照早期云中心机房管理发展运中心机房大致可分为人工管理、计算机辅助管理 +人工管理和计算机全自动化管理三种管理模式。 （ 1） 人工管理 该方法常见于早期的计算机时代，通过人工对每一台设备进行日常维 护和管理，人工管理不但费时费力，而且对专业的管理人员有很高的专业素质要求，不具有高素质的管理人员根本无法承受如此庞大的管理任务。眼下在一些规模较小或者计算机设备较陈旧的机房仍然采用传统的人工管理方法。 第 1 章 引言 3 （ 2） 计算机辅助管理 +人工管理 受限于资金、技术等其他原因，有些小型企业的云中心机房才刚刚开始升级，短时间内还不能直接实现计算机机房管理规范化，只能一部分管理交给计算机去辅助管理。例如：针对设备的资产管理信息实现半自动化管理，对于每台机器可以配置远程桌面实现单点的远程监控。但对于设备报警等都还是要通过人工的 方式发现。 （ 3） 云中心机房的计算机全自动化管理 使用云中心机房综合管理系统对机房施行规范化、标准化的管理，管理人员除了按照计划进行机房例行巡检之外，其余时间都可以在办公室内进行远程监控，真正意义上实现了机房无人值守，计算机全自动监控，应用起来简单方便，提高了管理质量和效率。 云中心机房管理技术的发展趋势 目前，数据中心的耗电量综合排名已经很靠前，其消耗了全球电能的 8%；同时，数据中心的运营成本大部分也是为电能埋单。通过计算调查，一个运营了10 年的数据中心，在这期间的整体成本（包括电力、人力 等）基本上等于了当初建设它的成本，在整体成本中电能消耗就达到 34%左右。如何能够降低数据中心的耗电量自然成为数据中心管理者一个极现实而迫切的需求 4。 未来的云中心会是一个能够将能源和空间充分利用的数据处理中心，而且能给企业及机构提供可持续发展的计算生产环境。如何能够提高资源利用率、降低能源消耗、实现自动化管理将成为新一代云中心建设重点。 中华区 数据中心 首席技术官王纪奎 就曾 指出， 纵观 整个 数据中心 发展 及 演进 的 路线，以后 数据中心 的 发展 趋势其实是整合 化 、虚拟化、自动化， 各种资源（ 网络资源、计算资源、 存储资源； ）也将统一管理。 未来存储 、 服务器、网络 将会融合以实现 统一的计算架构， 会新生成一种资源池的模式，其中包含各类资源， 存储 、 存及 计算系统都是资源池 中的子资源 ， 实现 按需配制，按需 申请 购买， 体现出方式是 服务的方式， 这样能够 在整个 数据中心 架构上提高个资源的使用率，减少资源的闲置浪费 5。 备及分布 机类型 适用与产品应用层运行的主机类型： 小型机 。 基本配置要求：1 颗 频 2内存 1盘容量 10适应 10M/100M 网卡、同济大学 硕士学位论文基于 云中心设备监管系统设计与实现 4 160盘。 络类型 运行于以太网络，网络带宽 10务器所在网络可达所有被监管设备和所有访问客户端 。 储器类型、容量 标准版无特殊需求，采用服务器自带硬盘进行存储，容量见主机类型要求；如有特殊需求，对具体项目进行单独的容量估算。 撑软件 产品适用操作系统范围： P/2003、 品适用数据库范围：支持 带数据库； 课题主要工作及论文章节安排 本课题主要研究了云中心机房综合管理系统的可行性和设计方案，本 系统 主要 用于展现 云中心 分布情况和每个 云中心 机房内的机柜、设备分布信息，帮助用户统一管理多个 云中心 、了解机房内设备分布状况，并且能够远程来集中控制管理所有云中心机房的 计算机 设备，改变原来分散的本地化设备管理模式，旨在降低云中心机房的管理成本、提高日常管理效率、提高故障响应速度。 本论文各章节内容安排如下： 第 1 章，引言部分，主要介绍了云中心机房及其管理方式的发展历程，云中心管理系统的应用价值，国内外相关研究概况，并展望了新一代云中心和对应管理系统的发展趋势。 第 2 章，云中心管理系统基本理论与技术分析部分，主要介绍了云 中心机房设备管理系统基本理论与技术的分析，主要分析了云中心管理系统的拓扑结构与实现过程；分析了本管理系统的各种管理方式和人机交互过程，开发过程中所用到的各项编程语言和技术。 第 3 章，云中心管理系统前台机房机架组件详细设计部分。主要介绍了前端通过 维显示的各个子模块的设计与实现，三维图形显示能够使用户和开发人员快速了解机房机架组件的结构、功能和应用场景。用于展示机房分布及机房内机柜、设备的分布情况，协助管理员统一管理多个机房，掌握机房内设备的分布状况。 第 1 章 引言 5 第 4 章，云中心管理系统后台 管系统详细设计 部分。主要阐述了后台各个管理子模块的设计方案，设计采用了多种网络协议相互配合的方式。 第 5 章，系统实现主要介绍了机房、机架拓扑的实现方法，介绍了机房的分部方式。在第 5 章后半部分详细介绍了数据库的实现方式。 第