网络监视管理系统论文

网络监视管理系统论文

1总体设计

1.1节点信息处理

系统数据处理模块实现对节点信息的封装/拆封处理、消息应答和收发规则处理以及对数据的过滤与管理。主要完成对节点加入网络的消息、网络管理类消息和节点网络信息的实时处理,确保网络监视和管理的时效性。

1.2节点信息显示

系统显控模块对网络中的节点信息要实时更新显示。网络节点通过对信息的图形化、形象化和逼真化显示,便于网络管理者和网络参与节点直观地了解、分析和判断网内各节点状态。系统将节点信息进行解析后实时显示网内节点的网络责任、指挥控制信息、位置信息、通信状态等信息。

2系统实现

2.1系统与网络

网络是由多个节点组成的,每个节点都配有数据源真实设备和网络监视管理系统终端,每个系统终端又将节点信息处理模块和节点信息显示模块分开设置在两台任务计算机执行。模块之间、终端与数据源真实设备之间均通过以太网进行数据传输,节点之间采用射频网络进行信息的交互,如图1所示。图1系统结构

2.2关键技术

2.2.1节点状态监视原则

网络监视管理系统监视的对象为当前网络内所有的在网节点,掌握各节点的状态变化情况从而动态监视当前网络的运行状态。系统从数据源设备周期上传的节点网络信息中提取出当前在网节点的状态信息,并对在网节点周期性上传的状态信息进行解析分类,然后更新原有的节点状态信息。对超过设定时间长度仍未上传网络状态信息的节点判定为脱离网络,并变更其网络状态予以警示。

2.2.2特殊节点身份确定和转移

网络监视管理系统中需要指定一些特殊节点作为网络中重要责任的担任者。这些节点担任的角色可能是网络中的某种基准或网络信息传播过程中的中转站,不同的角色所需选取的节点具有不同的准则,要综合考虑节点的存在形态(固定节点或移动节点)和节点的传播能力等要素来确认某一节点是否适合担任网络内的重要责任。当特殊责任节点脱离网络后会导致网络的运行障碍,这就要求网络管理者在网络设计中或网络运行伊始就要预先指定替补节点,选取原则应尽量与原角色相似。当网络监视到特殊节点脱离网络后就可以由替补节点继续承担相应的网络责任,维持网络的正常的运行。

2.2.3信息的图形化显示

网络监视管理系统呈现给使用者的显示界面上应对各类节点的信息进行分类显示。数据源设备周期上传的节点状态信息量庞大且内容繁杂,而使用者关心的是一些关键点信息,并希望能对关键点信息进行分类汇总,从不同角度了解当前节点构成的网络状态。除此之外,对使用者关注度较高的信息种类还应进行展开显示,便于对特殊信息的进一步细致了解。

2.2.4注册和身份识别

网络监视管理系统必须通过注册认证才能运行,对每个运行系统的终端绑定唯一的注册码,保证了系统使用范围的确定性。系统的使用对象主要分为网络管理者与网络参与者两大类,对于网络管理者不仅赋予对全网的状态监视权,还同时承担网络的管理责任;对于网络参与者仅有网络查看监视权,无权对其他网络节点进行管理。

2.2.5动态链接库

网络监视管理系统是基于LINUX操作系统开发完成的,其采用QT作为界面开发框架,QT是一个用C++编写的、成熟的、跨平台的GUI工具包,支持动态链接库工程。系统中的节点信息显示就是将其界面以动态链接库的形式嵌入到其他通信软件的界面中。在LINUX系统下的动态链接库编译后生成的是后缀名为.so的到共享库的链接文件,主调工程需要包含动态链接库工程的所有头文件和所有到共享库的链接文件后方可使用动态链接库工程里的文件。动态链接库将类的整体作为一个EXPORT进行封装打包,可以把其想象成一个大的信封,信封里定义各种类及函数,但是它的初始类型只作为一个大的容器,不具有QT的基本信号槽机制和事件触发机制。

2.2.6多线程通信

在系统进行节点信息处理时,需要涉及到多线程通信。在Linux系统中,线程的调度是由内核来完成的,每个线程都有自己的编号,由于在使用线程的软件项目中,总体消耗的系统资源比较少,加之线程间相互通信比较容易,因此采用该方式完成节点信息处理可以提高系统的信息处理速度。QT有一个线程类叫做QThread,一般需要启用多个线程通信时会从QThread继承一个类,并重新实现QThread中的run函数,将其填写所需功能代码。依靠QT的信号槽机制完成子线程向主线程的数据传递,在所继承的线程类里定义一个信号函数,然后让它在run函数中被触发,并且在主线程里定义一个负责接收子线程数据的槽函数,在主线程里对这对信号和槽进行关联,这样信号触发时,槽函数就会响应,相应的就把子线程的数据传递给了主线程。

2.2.7远程信息挂载

一般LINUX系统下的开发流程是在开发机上完成源码开发,编译后将可执行程序通过网口或其他途径拷至目的机上运行即可。但在实际开发中可能存在以下开发情况:开发机与目的机CPU架构不同;出于保密需求不允许将开发机源码拷至目的机编译。若开发机为X86架构而目的机为PowerPC架构,二者架构不同在开发机上编译后的可执行程序便无法在目的机上运行;在这种情况下若还不允许将开发机中的源码拷至目的机编译生成可执行程序,那么可以考虑的解决方法便是将开发机作为硬盘挂载于目的机,允许目的机访问开发机上的某个指定文件夹,对文件夹内的源码进行编译,在开发机上生成适用于目的机的可执行程序,再由开发机将可执行程序拷至目的机。

3系统监控指标

对网络监视管理系统而言,根据设计的系统监测指标体系,数据处理和评估的内容如表1所示。网络监视管理系统的监视功能可以实时监控当前网内节点的数目,从而可以统计监视网内节点的在网率;系统对在网节点的网内时间长度和它脱离网络的时间长度进行统计;通过对节点状态信息的实时更新监控当前网内节点的实时位置信息和网络责任担任情况,如经纬度、高度等信息;系统对当前在网节点的组织关系实时更新和监控,指挥者可以及时了解各组织结构下的网络节点分布情况;网络监视管理系统在管理功能中主要可以监控的指标是所有网络管理消息的发送情况及网内节点对指令的执行应答情况。

4结束语

网络监视管理系统是一个集网络监视、网络管理、节点信息处理和节点信息显示于一体的网络信息系统。本文在介绍各个模块功能的基础上研究了在LINUX平台下设计和实现系统所需的关键技术,最后列出了系统所能完成的监控指标。通过实际运行情况来看,本系统具有良好的可移植性和安全性,对在LINUX平台下实现多节点网络监视和管理的系统建设具有重要意义。

作者:姜希 王甲 李娟 单位:中国电子科技集团第二十研究所