氣象通信系統(tǒng)傳輸配置的可視化分析與管理

薛蕾+李德泉

收稿日期：2013-05-27

作者簡介：薛 蕾（1981—），女，遼寧凌源人，工程師，碩士，研究方向：通信軟件設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析。

文章編號(hào)：1003-6199(2014)02-0126-04

摘 要：氣象通信系統(tǒng)是國內(nèi)和國際氣象資料傳輸與交換的樞紐，而傳輸配置是通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)的核心。目前通信系統(tǒng)的傳輸配置以文件方式存放，當(dāng)發(fā)生業(yè)務(wù)調(diào)整時(shí)，由業(yè)務(wù)管理員通過手工修改這些配置文件的方式進(jìn)行業(yè)務(wù)更新。但隨著業(yè)務(wù)量快速增長，資料多發(fā)、中轉(zhuǎn)等原因?qū)е沦Y料在系統(tǒng)中的流轉(zhuǎn)過程非常復(fù)雜，這給業(yè)務(wù)管理員掌握各類資料流程的全貌以及業(yè)務(wù)流程的梳理等工作帶來了難度。通過采用NetMiner這一社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析和可視化工具，通信系統(tǒng)的配置文件被換為可視化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖，圖形化的展示方式使得各類資料在不同主機(jī)之間的流程一目了然，有助于資料流程的分析和優(yōu)化；同時(shí)，圖形化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)還可以通過編輯被逆向?qū)Щ爻蔀橥ㄐ畔到y(tǒng)的配置文件?？梢暬芾硖岣吡伺渲玫囊?guī)劃性、可操作性和靈活性。

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關(guān)鍵詞：傳輸配置；NetMiner；可視化

中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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Visible Analysis and Management to the Configuration of Telecommunication System

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XUE Lei，LI Dequan

（National Meteorological Information Center, Beijing 100081,China）

Abstract:Meteorological telecommunication system is the hub of transmitting national and international data, and transmission configuration is the core of the communication service. At present, the configuration is stored in file format; the administrator modifies these files when the service needs to be adjusted. With the rapid development of the services, data flows in the system become more complicate because of multi-sending and transitting, which brings difficulty to administrator in mastering the service profile and data flow. NetMiner is used for socail network analysis and visualization; it could transform the configuration files into network diagram, then data flows among differnet hosts are much clearer. It helps to analyze and optimize dataflow; whats more, the network could be edited in graphic way, and exported back to configuration files, visible management impoved the works programmatic, operability and flexbility.

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Key words:transmission configuration；NetMiner；visualization

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1 引 言

國家氣象信息中心承擔(dān)著全國氣象資料實(shí)時(shí)收集、國際氣象資料實(shí)時(shí)交換、各類氣象資料與預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)產(chǎn)品的分發(fā)和資料共享服務(wù)等職責(zé)，是世界氣象組織全球通信系統(tǒng)GTS（Global Telecommunication System)主干網(wǎng)上的亞洲區(qū)域通信樞紐RTH（Regional Telecommunication Hub)，也是全國氣象通信中心。運(yùn)行在國家氣象信息中心的氣象通信系統(tǒng)主要由國際通信系統(tǒng)、國內(nèi)通信系統(tǒng)、同城用戶服務(wù)系統(tǒng)等組成［1］。氣象通信系統(tǒng)的傳輸配置是對(duì)資料交換控制和傳輸調(diào)度的核心，本文針對(duì)通信系統(tǒng)的傳輸配置難以直觀地展現(xiàn)和分析業(yè)務(wù)流程、不易于可視化管理等問題，提出了使用NetMiner這一社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析和可視化工具對(duì)其進(jìn)行圖形化轉(zhuǎn)換的方法，為解決業(yè)務(wù)中的上述問題進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)。

氣象通信系統(tǒng)的傳輸配置是通信系統(tǒng)進(jìn)行資料傳輸控制的依據(jù)，資料從哪里來，到哪里去、經(jīng)過哪些處理等都在傳輸配置中進(jìn)行定義。其具體內(nèi)容包括了數(shù)據(jù)的來源主機(jī)、來源目錄、收集/分發(fā)文件名匹配規(guī)則、分發(fā)目的主機(jī)、目的地址以及需要進(jìn)行的特殊處理和優(yōu)先級(jí)配置等［2］。目前，通信系統(tǒng)的傳輸配置是文件方式存放，其結(jié)構(gòu)簡單、靈活、當(dāng)發(fā)生業(yè)務(wù)增加、變更或者取消時(shí)，由業(yè)務(wù)管理員通過手工修改這些配置文件的方式進(jìn)行業(yè)務(wù)更新，更新配置文件時(shí)無須重啟系統(tǒng)應(yīng)用，不會(huì)對(duì)運(yùn)行中的業(yè)務(wù)造成影響。

隨著氣象業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)內(nèi)資料的各類和數(shù)量不斷增長，用戶對(duì)資料的需求也在不斷擴(kuò)大。以國內(nèi)通信系統(tǒng)為例，目前傳輸?shù)馁Y料種類有23大類，205小類；每日傳輸?shù)馁Y料量超過200GB，文件數(shù)超過170萬份，通信傳輸配置的內(nèi)容也超過了6000行。雖然每次業(yè)務(wù)調(diào)整會(huì)通過電子或紙質(zhì)文件的方式進(jìn)行記錄，業(yè)務(wù)管理員也會(huì)在每次業(yè)務(wù)變更時(shí)通過版本管理等技術(shù)手段記錄本次調(diào)整對(duì)于配置文件的修改，但由于通信傳輸配置是非結(jié)構(gòu)化的文檔，隨著時(shí)間推移，業(yè)務(wù)調(diào)整信息越來越多，而且由于資料的多發(fā)、中轉(zhuǎn)，備份等原因常常導(dǎo)致資料在系統(tǒng)中的流轉(zhuǎn)過程非常復(fù)雜，即使是業(yè)務(wù)管理員也無法完整描述業(yè)務(wù)的全貌和每類資料的流程，這給業(yè)務(wù)梳理和業(yè)務(wù)調(diào)整工作帶來了難度。

經(jīng)過分析，每一項(xiàng)資料的收集或分發(fā)配置，實(shí)質(zhì)上都是一個(gè)從源點(diǎn)到目的點(diǎn)并具備一定規(guī)則的指向，而通信系統(tǒng)各個(gè)傳輸主機(jī)的所有配置項(xiàng)則構(gòu)成了一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如果能夠?qū)⑦@個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以圖形化的方式展示出來，那么各類資料的流程則一目了然，而且能夠直觀定位主機(jī)的傳輸負(fù)載，從而進(jìn)行配置的優(yōu)化；如果還能夠通過圖形化的方式對(duì)這些源或目的節(jié)點(diǎn)以及它們之間的指向關(guān)系進(jìn)行修改，并逆向?qū)蛏膳渲梦募校敲礃I(yè)務(wù)管理員的配置工作將更加方便、靈活和準(zhǔn)確。

NetMiner是一個(gè)把社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析和可視化探索技術(shù)結(jié)合在一起的軟件工具，它支持以可視化和交互的方式探查網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，以找出網(wǎng)絡(luò)潛在的模式和結(jié)構(gòu)［3］。本文選取國際通信系統(tǒng)5臺(tái)主機(jī)的315條傳輸配置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將其轉(zhuǎn)換格式后導(dǎo)入NetMiner，生成網(wǎng)狀圖，并且通過對(duì)網(wǎng)狀圖的可視化編輯，逆向生成配置文件，實(shí)現(xiàn)了通信系統(tǒng)傳輸配置文件的可視化分析和管理。

計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化2014年6月

第33卷第2期薛 蕾等：氣象通信系統(tǒng)傳輸配置的可視化分析與管理

2 氣象通信系統(tǒng)傳輸配置文件結(jié)構(gòu)

氣象通信系統(tǒng)傳輸配置文件主要由收集目錄、收集文件、分發(fā)目的三個(gè)主要部分組成。其中同一個(gè)收集目錄可以通過多個(gè)文件名匹配策略收集多種規(guī)則的文件，每一類文件名規(guī)則的文件又可以分發(fā)到多個(gè)目的地。在數(shù)據(jù)收集和分發(fā)時(shí)支持本地拷貝以及FTP、SFTP、HTTP等多種協(xié)議，并且在收集時(shí)可指定收集時(shí)間間隔、源文件刪除和重復(fù)性校驗(yàn)等策略，分發(fā)時(shí)可以配置優(yōu)先級(jí)、重命名、歸檔等處理策略［4］，這些配置是通信系統(tǒng)在進(jìn)行資料收發(fā)時(shí)交換控制和傳輸調(diào)度的重要依據(jù)。傳輸配置文件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 氣象通信系統(tǒng)傳輸配置文件結(jié)構(gòu)

3 配置文件格式的轉(zhuǎn)換

為了將配置文件轉(zhuǎn)換為NetMiner能識(shí)別的格式，需要對(duì)配置文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。本文實(shí)驗(yàn)過程中使用Java語言編寫應(yīng)用程序，將文本格式的配置文件轉(zhuǎn)換為EXCEL數(shù)據(jù)表的格式。

由于在配置文件中收集目錄和收集文件是一對(duì)多的關(guān)系，收集文件和分發(fā)目的也是一對(duì)多的關(guān)系，因而將分發(fā)目的主機(jī)作為最小單位，將收集目錄和收集文件等相關(guān)信息冗余存儲(chǔ)，形成關(guān)系型的一對(duì)一的數(shù)據(jù)表格［5］，數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)示例如表1所示。

表1 配置文件轉(zhuǎn)換的EXCEL表結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)示例

屬性信息

配置1

配置2

配置2

源主機(jī)名

P630A

P630B

P630B

源主機(jī)用戶名

Test

oper

oper

源主機(jī)密碼

***

***

***

源主機(jī)收集目錄

/gfs/data

~/outgoing/rars

~/outgoing/rars

文件名匹配規(guī)則

*grib2

*.BIN

*.TXT

分發(fā)目的主機(jī)名

rthweb02

NSMC

P740B

分發(fā)目的

主機(jī)用戶名

ftp

tovs

oper

分發(fā)目的

主機(jī)密碼

***

***

***

分發(fā)目錄

/rth_1/user/nmc/gfs

/%tY%tm%td

/ATOVS/rars

~/outging/

testrars注：最后兩列屬于同一項(xiàng)收集配置，只是分發(fā)目的不同

4 配置1mode網(wǎng)絡(luò)

在NetMiner中能夠構(gòu)建兩種類型的網(wǎng)絡(luò)，其中1mode網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)圖中每個(gè)節(jié)點(diǎn)同其它節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系，適用于描述個(gè)體與個(gè)體之間的關(guān)系；而2-mode網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)被分為兩個(gè)集合，一個(gè)集合的節(jié)點(diǎn)僅僅與另一個(gè)集合的節(jié)點(diǎn)聯(lián)系，適用于描述個(gè)體與組織之間的關(guān)系［6］。根據(jù)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，資料在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸屬于個(gè)體與個(gè)體之間的關(guān)系，因而使用NetMiner構(gòu)建1mode網(wǎng)絡(luò)。

在NetMiner中導(dǎo)入EXCEL文件，選擇1mode網(wǎng)絡(luò)中的“Edge List”,并對(duì)其進(jìn)行配置。將源主機(jī)作為源列“Source Column”，目的主機(jī)作為目標(biāo)列“Target Column”，資料的中轉(zhuǎn)主機(jī)作為“Link Attribute”，由于在源主機(jī)和目的主機(jī)之間可能存在多類資料的傳輸，因而允許多重鏈接（Allow Multiple Link）。使用NetMiner構(gòu)建1-mode網(wǎng)絡(luò)的配置方法如圖2所示。

圖2 使用NetMiner構(gòu)建1mode網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

5 配置節(jié)點(diǎn)和鏈接顯示屬性

在構(gòu)建了1mode網(wǎng)絡(luò)之后，通過NetMiner的可視化功能，可以生成2D或3D的網(wǎng)絡(luò)圖。圖3展示的即是根據(jù)國際通信系統(tǒng)5臺(tái)主機(jī)的315條配置項(xiàng)生成的業(yè)務(wù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)收/發(fā)主機(jī)，每一條鏈接線的方向代表數(shù)據(jù)的流向。NetMiner還提供了完善的方法，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)和鏈接的顯示屬性進(jìn)行配置，這些配置均是基于數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行的，例如，使用不同顏色的鏈接線表示不同的鏈接屬性，即業(yè)務(wù)中不同的轉(zhuǎn)發(fā)主機(jī)；使用不同粗細(xì)的連接線表示源列和目標(biāo)列之間交互的頻度，即業(yè)務(wù)中兩個(gè)主機(jī)之間資料交互的配置項(xiàng)越多，鏈接線越粗，反之越細(xì)。

圖3 NetMiner生成的業(yè)務(wù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖



在該網(wǎng)絡(luò)圖上，通過節(jié)點(diǎn)上鏈接線的集散程度，可以看到業(yè)務(wù)在各個(gè)源主機(jī)/目的主機(jī)上的分布情況；通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間鏈接線的串連，可以追蹤某類資料的全流程；通過鏈接線的不同顏色和粗細(xì)程度，可以區(qū)分轉(zhuǎn)發(fā)主機(jī)并判斷該主機(jī)上承擔(dān)的業(yè)務(wù)量；當(dāng)存在資料的重復(fù)接收/發(fā)送或不合理的流程時(shí)，也可以通過該圖迅速地定位。

6 逆向?qū)С雠渲梦募?/p>

NetMiner不僅提供了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的圖形化顯示功能，而且還支持直接在圖形化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和鏈接的編輯功能。通過使用“Graph Editor”工具，可以任意增加/減少節(jié)點(diǎn)、建立/刪除鏈接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的修改，而且修改后的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以逆向?qū)С龀蒃XCEL等格式的文件。

這樣，當(dāng)通信系統(tǒng)有業(yè)務(wù)增加、修改或取消時(shí)，業(yè)務(wù)管理人員只需要通過NetMiner對(duì)之前生成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，然后導(dǎo)出成EXCEL文件，再通過應(yīng)用程序?qū)Щ爻蔀榕渲梦募纯桑蟠筇岣吡瞬僮鞯目梢?guī)劃性、可操作性和靈活性，也減少了手工輸入出現(xiàn)失誤的可能性。圖4是通過NetMiner的圖形編輯器添加一個(gè)分發(fā)節(jié)點(diǎn)“New Node(1)”并建立源節(jié)點(diǎn)到新建節(jié)點(diǎn)之間有向鏈接的過程。

圖4 使用NetMiner對(duì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行可視化編輯7 應(yīng)用效果

本文在使用業(yè)務(wù)實(shí)際配置的基礎(chǔ)上，首先通過正向轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了通過傳輸配置文件生成業(yè)務(wù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖，盡管業(yè)務(wù)流程非常復(fù)雜，但通過該圖可以一目了然地對(duì)業(yè)務(wù)量分布、業(yè)務(wù)流程的合理性等問題進(jìn)行直觀的分析和定位；而后又通過圖形化編輯和逆向轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳輸配置的可視化編輯和管理，使得業(yè)務(wù)配置工作更加簡單、靈活和準(zhǔn)確。

8 結(jié) 論

本文選取了國際通信系統(tǒng)部分配置文件進(jìn)行解析和轉(zhuǎn)換，并最終生成了以收發(fā)主機(jī)為節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)網(wǎng)狀關(guān)系，只是對(duì)部分通信業(yè)務(wù)粗粒度的展示。而且，對(duì)于遠(yuǎn)程收集和遠(yuǎn)程分發(fā)的情況，配置文件所在的主機(jī)實(shí)質(zhì)上承擔(dān)了轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的角色，將資料從遠(yuǎn)程拉取到本地，再由本地分發(fā)至遠(yuǎn)程，為了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖的簡單明晰，本文只是將作為中轉(zhuǎn)服務(wù)器的本地主機(jī)信息作為鏈接屬性，以體現(xiàn)其轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系。



在本文研究的基礎(chǔ)上，下一步可以將分析范圍擴(kuò)大至整個(gè)通信系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)粒度精細(xì)到收發(fā)主機(jī)的每個(gè)目錄，并且將中轉(zhuǎn)服務(wù)器由鏈接屬性轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)，將文件名的匹配規(guī)則作為鏈接屬性，以圖形化網(wǎng)絡(luò)的方式全面展示通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)概貌、精準(zhǔn)地描述各類資料的業(yè)務(wù)流程，滿足業(yè)務(wù)管理和決策人員快速、高效、準(zhǔn)確分析和調(diào)整業(yè)務(wù)的需求。

參考文獻(xiàn)

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［4］ 林潤生,孫周軍,譚小華，等.新一代國內(nèi)氣象通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.氣象, 2011,37（3）:356-360.

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［6］ BORGATTI STEVEP. “2Mode Concepts in Social Network Analysis” in Robert A. Meyers (ed) Encyclopedia of complexity and systems science［M］ .New York : Springer,2009:4.

2 氣象通信系統(tǒng)傳輸配置文件結(jié)構(gòu)

氣象通信系統(tǒng)傳輸配置文件主要由收集目錄、收集文件、分發(fā)目的三個(gè)主要部分組成。其中同一個(gè)收集目錄可以通過多個(gè)文件名匹配策略收集多種規(guī)則的文件，每一類文件名規(guī)則的文件又可以分發(fā)到多個(gè)目的地。在數(shù)據(jù)收集和分發(fā)時(shí)支持本地拷貝以及FTP、SFTP、HTTP等多種協(xié)議，并且在收集時(shí)可指定收集時(shí)間間隔、源文件刪除和重復(fù)性校驗(yàn)等策略，分發(fā)時(shí)可以配置優(yōu)先級(jí)、重命名、歸檔等處理策略［4］，這些配置是通信系統(tǒng)在進(jìn)行資料收發(fā)時(shí)交換控制和傳輸調(diào)度的重要依據(jù)。傳輸配置文件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 氣象通信系統(tǒng)傳輸配置文件結(jié)構(gòu)

3 配置文件格式的轉(zhuǎn)換

為了將配置文件轉(zhuǎn)換為NetMiner能識(shí)別的格式，需要對(duì)配置文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。本文實(shí)驗(yàn)過程中使用Java語言編寫應(yīng)用程序，將文本格式的配置文件轉(zhuǎn)換為EXCEL數(shù)據(jù)表的格式。

由于在配置文件中收集目錄和收集文件是一對(duì)多的關(guān)系，收集文件和分發(fā)目的也是一對(duì)多的關(guān)系，因而將分發(fā)目的主機(jī)作為最小單位，將收集目錄和收集文件等相關(guān)信息冗余存儲(chǔ)，形成關(guān)系型的一對(duì)一的數(shù)據(jù)表格［5］，數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)示例如表1所示。

表1 配置文件轉(zhuǎn)換的EXCEL表結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)示例

屬性信息

配置1

配置2

配置2

源主機(jī)名

P630A

P630B

P630B

源主機(jī)用戶名

Test

oper

oper

源主機(jī)密碼

***

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源主機(jī)收集目錄

/gfs/data

~/outgoing/rars

~/outgoing/rars

文件名匹配規(guī)則

*grib2

*.BIN

*.TXT

分發(fā)目的主機(jī)名

rthweb02

NSMC

P740B

分發(fā)目的

主機(jī)用戶名

ftp

tovs

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分發(fā)目的

主機(jī)密碼

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分發(fā)目錄

/rth_1/user/nmc/gfs

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/ATOVS/rars

~/outging/

testrars注：最后兩列屬于同一項(xiàng)收集配置，只是分發(fā)目的不同

4 配置1mode網(wǎng)絡(luò)

在NetMiner中能夠構(gòu)建兩種類型的網(wǎng)絡(luò)，其中1mode網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)圖中每個(gè)節(jié)點(diǎn)同其它節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系，適用于描述個(gè)體與個(gè)體之間的關(guān)系；而2-mode網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)被分為兩個(gè)集合，一個(gè)集合的節(jié)點(diǎn)僅僅與另一個(gè)集合的節(jié)點(diǎn)聯(lián)系，適用于描述個(gè)體與組織之間的關(guān)系［6］。根據(jù)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，資料在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸屬于個(gè)體與個(gè)體之間的關(guān)系，因而使用NetMiner構(gòu)建1mode網(wǎng)絡(luò)。

在NetMiner中導(dǎo)入EXCEL文件，選擇1mode網(wǎng)絡(luò)中的“Edge List”,并對(duì)其進(jìn)行配置。將源主機(jī)作為源列“Source Column”，目的主機(jī)作為目標(biāo)列“Target Column”，資料的中轉(zhuǎn)主機(jī)作為“Link Attribute”，由于在源主機(jī)和目的主機(jī)之間可能存在多類資料的傳輸，因而允許多重鏈接（Allow Multiple Link）。使用NetMiner構(gòu)建1-mode網(wǎng)絡(luò)的配置方法如圖2所示。

圖2 使用NetMiner構(gòu)建1mode網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

5 配置節(jié)點(diǎn)和鏈接顯示屬性

在構(gòu)建了1mode網(wǎng)絡(luò)之后，通過NetMiner的可視化功能，可以生成2D或3D的網(wǎng)絡(luò)圖。圖3展示的即是根據(jù)國際通信系統(tǒng)5臺(tái)主機(jī)的315條配置項(xiàng)生成的業(yè)務(wù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)收/發(fā)主機(jī)，每一條鏈接線的方向代表數(shù)據(jù)的流向。NetMiner還提供了完善的方法，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)和鏈接的顯示屬性進(jìn)行配置，這些配置均是基于數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行的，例如，使用不同顏色的鏈接線表示不同的鏈接屬性，即業(yè)務(wù)中不同的轉(zhuǎn)發(fā)主機(jī)；使用不同粗細(xì)的連接線表示源列和目標(biāo)列之間交互的頻度，即業(yè)務(wù)中兩個(gè)主機(jī)之間資料交互的配置項(xiàng)越多，鏈接線越粗，反之越細(xì)。

圖3 NetMiner生成的業(yè)務(wù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖



在該網(wǎng)絡(luò)圖上，通過節(jié)點(diǎn)上鏈接線的集散程度，可以看到業(yè)務(wù)在各個(gè)源主機(jī)/目的主機(jī)上的分布情況；通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間鏈接線的串連，可以追蹤某類資料的全流程；通過鏈接線的不同顏色和粗細(xì)程度，可以區(qū)分轉(zhuǎn)發(fā)主機(jī)并判斷該主機(jī)上承擔(dān)的業(yè)務(wù)量；當(dāng)存在資料的重復(fù)接收/發(fā)送或不合理的流程時(shí)，也可以通過該圖迅速地定位。

6 逆向?qū)С雠渲梦募?/p>

NetMiner不僅提供了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的圖形化顯示功能，而且還支持直接在圖形化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和鏈接的編輯功能。通過使用“Graph Editor”工具，可以任意增加/減少節(jié)點(diǎn)、建立/刪除鏈接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的修改，而且修改后的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以逆向?qū)С龀蒃XCEL等格式的文件。

這樣，當(dāng)通信系統(tǒng)有業(yè)務(wù)增加、修改或取消時(shí)，業(yè)務(wù)管理人員只需要通過NetMiner對(duì)之前生成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，然后導(dǎo)出成EXCEL文件，再通過應(yīng)用程序?qū)Щ爻蔀榕渲梦募纯?，大大提高了操作的可?guī)劃性、可操作性和靈活性，也減少了手工輸入出現(xiàn)失誤的可能性。圖4是通過NetMiner的圖形編輯器添加一個(gè)分發(fā)節(jié)點(diǎn)“New Node(1)”并建立源節(jié)點(diǎn)到新建節(jié)點(diǎn)之間有向鏈接的過程。

圖4 使用NetMiner對(duì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行可視化編輯7 應(yīng)用效果

本文在使用業(yè)務(wù)實(shí)際配置的基礎(chǔ)上，首先通過正向轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了通過傳輸配置文件生成業(yè)務(wù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖，盡管業(yè)務(wù)流程非常復(fù)雜，但通過該圖可以一目了然地對(duì)業(yè)務(wù)量分布、業(yè)務(wù)流程的合理性等問題進(jìn)行直觀的分析和定位；而后又通過圖形化編輯和逆向轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳輸配置的可視化編輯和管理，使得業(yè)務(wù)配置工作更加簡單、靈活和準(zhǔn)確。

8 結(jié) 論

本文選取了國際通信系統(tǒng)部分配置文件進(jìn)行解析和轉(zhuǎn)換，并最終生成了以收發(fā)主機(jī)為節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)網(wǎng)狀關(guān)系，只是對(duì)部分通信業(yè)務(wù)粗粒度的展示。而且，對(duì)于遠(yuǎn)程收集和遠(yuǎn)程分發(fā)的情況，配置文件所在的主機(jī)實(shí)質(zhì)上承擔(dān)了轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的角色，將資料從遠(yuǎn)程拉取到本地，再由本地分發(fā)至遠(yuǎn)程，為了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖的簡單明晰，本文只是將作為中轉(zhuǎn)服務(wù)器的本地主機(jī)信息作為鏈接屬性，以體現(xiàn)其轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系。



在本文研究的基礎(chǔ)上，下一步可以將分析范圍擴(kuò)大至整個(gè)通信系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)粒度精細(xì)到收發(fā)主機(jī)的每個(gè)目錄，并且將中轉(zhuǎn)服務(wù)器由鏈接屬性轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)，將文件名的匹配規(guī)則作為鏈接屬性，以圖形化網(wǎng)絡(luò)的方式全面展示通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)概貌、精準(zhǔn)地描述各類資料的業(yè)務(wù)流程，滿足業(yè)務(wù)管理和決策人員快速、高效、準(zhǔn)確分析和調(diào)整業(yè)務(wù)的需求。

參考文獻(xiàn)

［1］ 趙立成.氣象信息系統(tǒng)［M］.北京: 氣象出版社, 2011：20.

［2］ 李湘.氣象通信系統(tǒng)發(fā)展與展望［J］.氣象, 2010,36（7）:56-59. 

［3］ 王陸.典型的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析軟件鞏固及分析方法［J］.中國電化教育, 2009,（267）:95-100.

［4］ 林潤生,孫周軍,譚小華，等.新一代國內(nèi)氣象通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.氣象, 2011,37（3）:356-360.

［5］ 薩師煊,王珊.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論［M］.第三版.北京: 高等教育出版社, 2000：24.

［6］ BORGATTI STEVEP. “2Mode Concepts in Social Network Analysis” in Robert A. Meyers (ed) Encyclopedia of complexity and systems science［M］ .New York : Springer,2009:4.

2 氣象通信系統(tǒng)傳輸配置文件結(jié)構(gòu)

氣象通信系統(tǒng)傳輸配置文件主要由收集目錄、收集文件、分發(fā)目的三個(gè)主要部分組成。其中同一個(gè)收集目錄可以通過多個(gè)文件名匹配策略收集多種規(guī)則的文件，每一類文件名規(guī)則的文件又可以分發(fā)到多個(gè)目的地。在數(shù)據(jù)收集和分發(fā)時(shí)支持本地拷貝以及FTP、SFTP、HTTP等多種協(xié)議，并且在收集時(shí)可指定收集時(shí)間間隔、源文件刪除和重復(fù)性校驗(yàn)等策略，分發(fā)時(shí)可以配置優(yōu)先級(jí)、重命名、歸檔等處理策略［4］，這些配置是通信系統(tǒng)在進(jìn)行資料收發(fā)時(shí)交換控制和傳輸調(diào)度的重要依據(jù)。傳輸配置文件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 氣象通信系統(tǒng)傳輸配置文件結(jié)構(gòu)

3 配置文件格式的轉(zhuǎn)換

為了將配置文件轉(zhuǎn)換為NetMiner能識(shí)別的格式，需要對(duì)配置文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。本文實(shí)驗(yàn)過程中使用Java語言編寫應(yīng)用程序，將文本格式的配置文件轉(zhuǎn)換為EXCEL數(shù)據(jù)表的格式。

由于在配置文件中收集目錄和收集文件是一對(duì)多的關(guān)系，收集文件和分發(fā)目的也是一對(duì)多的關(guān)系，因而將分發(fā)目的主機(jī)作為最小單位，將收集目錄和收集文件等相關(guān)信息冗余存儲(chǔ)，形成關(guān)系型的一對(duì)一的數(shù)據(jù)表格［5］，數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)示例如表1所示。

表1 配置文件轉(zhuǎn)換的EXCEL表結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)示例

屬性信息

配置1

配置2

配置2

源主機(jī)名

P630A

P630B

P630B

源主機(jī)用戶名

Test

oper

oper

源主機(jī)密碼

***

***

***

源主機(jī)收集目錄

/gfs/data

~/outgoing/rars

~/outgoing/rars

文件名匹配規(guī)則

*grib2

*.BIN

*.TXT

分發(fā)目的主機(jī)名

rthweb02

NSMC

P740B

分發(fā)目的

主機(jī)用戶名

ftp

tovs

oper

分發(fā)目的

主機(jī)密碼

***

***

***

分發(fā)目錄

/rth_1/user/nmc/gfs

/%tY%tm%td

/ATOVS/rars

~/outging/

testrars注：最后兩列屬于同一項(xiàng)收集配置，只是分發(fā)目的不同

4 配置1mode網(wǎng)絡(luò)

在NetMiner中能夠構(gòu)建兩種類型的網(wǎng)絡(luò)，其中1mode網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)圖中每個(gè)節(jié)點(diǎn)同其它節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系，適用于描述個(gè)體與個(gè)體之間的關(guān)系；而2-mode網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)被分為兩個(gè)集合，一個(gè)集合的節(jié)點(diǎn)僅僅與另一個(gè)集合的節(jié)點(diǎn)聯(lián)系，適用于描述個(gè)體與組織之間的關(guān)系［6］。根據(jù)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，資料在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸屬于個(gè)體與個(gè)體之間的關(guān)系，因而使用NetMiner構(gòu)建1mode網(wǎng)絡(luò)。

在NetMiner中導(dǎo)入EXCEL文件，選擇1mode網(wǎng)絡(luò)中的“Edge List”,并對(duì)其進(jìn)行配置。將源主機(jī)作為源列“Source Column”，目的主機(jī)作為目標(biāo)列“Target Column”，資料的中轉(zhuǎn)主機(jī)作為“Link Attribute”，由于在源主機(jī)和目的主機(jī)之間可能存在多類資料的傳輸，因而允許多重鏈接（Allow Multiple Link）。使用NetMiner構(gòu)建1-mode網(wǎng)絡(luò)的配置方法如圖2所示。

圖2 使用NetMiner構(gòu)建1mode網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

5 配置節(jié)點(diǎn)和鏈接顯示屬性

在構(gòu)建了1mode網(wǎng)絡(luò)之后，通過NetMiner的可視化功能，可以生成2D或3D的網(wǎng)絡(luò)圖。圖3展示的即是根據(jù)國際通信系統(tǒng)5臺(tái)主機(jī)的315條配置項(xiàng)生成的業(yè)務(wù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)收/發(fā)主機(jī)，每一條鏈接線的方向代表數(shù)據(jù)的流向。NetMiner還提供了完善的方法，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)和鏈接的顯示屬性進(jìn)行配置，這些配置均是基于數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行的，例如，使用不同顏色的鏈接線表示不同的鏈接屬性，即業(yè)務(wù)中不同的轉(zhuǎn)發(fā)主機(jī)；使用不同粗細(xì)的連接線表示源列和目標(biāo)列之間交互的頻度，即業(yè)務(wù)中兩個(gè)主機(jī)之間資料交互的配置項(xiàng)越多，鏈接線越粗，反之越細(xì)。

圖3 NetMiner生成的業(yè)務(wù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖



在該網(wǎng)絡(luò)圖上，通過節(jié)點(diǎn)上鏈接線的集散程度，可以看到業(yè)務(wù)在各個(gè)源主機(jī)/目的主機(jī)上的分布情況；通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間鏈接線的串連，可以追蹤某類資料的全流程；通過鏈接線的不同顏色和粗細(xì)程度，可以區(qū)分轉(zhuǎn)發(fā)主機(jī)并判斷該主機(jī)上承擔(dān)的業(yè)務(wù)量；當(dāng)存在資料的重復(fù)接收/發(fā)送或不合理的流程時(shí)，也可以通過該圖迅速地定位。

6 逆向?qū)С雠渲梦募?/p>

NetMiner不僅提供了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的圖形化顯示功能，而且還支持直接在圖形化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和鏈接的編輯功能。通過使用“Graph Editor”工具，可以任意增加/減少節(jié)點(diǎn)、建立/刪除鏈接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的修改，而且修改后的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以逆向?qū)С龀蒃XCEL等格式的文件。

這樣，當(dāng)通信系統(tǒng)有業(yè)務(wù)增加、修改或取消時(shí)，業(yè)務(wù)管理人員只需要通過NetMiner對(duì)之前生成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，然后導(dǎo)出成EXCEL文件，再通過應(yīng)用程序?qū)Щ爻蔀榕渲梦募纯?，大大提高了操作的可?guī)劃性、可操作性和靈活性，也減少了手工輸入出現(xiàn)失誤的可能性。圖4是通過NetMiner的圖形編輯器添加一個(gè)分發(fā)節(jié)點(diǎn)“New Node(1)”并建立源節(jié)點(diǎn)到新建節(jié)點(diǎn)之間有向鏈接的過程。

圖4 使用NetMiner對(duì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行可視化編輯7 應(yīng)用效果

本文在使用業(yè)務(wù)實(shí)際配置的基礎(chǔ)上，首先通過正向轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了通過傳輸配置文件生成業(yè)務(wù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖，盡管業(yè)務(wù)流程非常復(fù)雜，但通過該圖可以一目了然地對(duì)業(yè)務(wù)量分布、業(yè)務(wù)流程的合理性等問題進(jìn)行直觀的分析和定位；而后又通過圖形化編輯和逆向轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳輸配置的可視化編輯和管理，使得業(yè)務(wù)配置工作更加簡單、靈活和準(zhǔn)確。

8 結(jié) 論

本文選取了國際通信系統(tǒng)部分配置文件進(jìn)行解析和轉(zhuǎn)換，并最終生成了以收發(fā)主機(jī)為節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)網(wǎng)狀關(guān)系，只是對(duì)部分通信業(yè)務(wù)粗粒度的展示。而且，對(duì)于遠(yuǎn)程收集和遠(yuǎn)程分發(fā)的情況，配置文件所在的主機(jī)實(shí)質(zhì)上承擔(dān)了轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的角色，將資料從遠(yuǎn)程拉取到本地，再由本地分發(fā)至遠(yuǎn)程，為了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖的簡單明晰，本文只是將作為中轉(zhuǎn)服務(wù)器的本地主機(jī)信息作為鏈接屬性，以體現(xiàn)其轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系。



在本文研究的基礎(chǔ)上，下一步可以將分析范圍擴(kuò)大至整個(gè)通信系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)粒度精細(xì)到收發(fā)主機(jī)的每個(gè)目錄，并且將中轉(zhuǎn)服務(wù)器由鏈接屬性轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)，將文件名的匹配規(guī)則作為鏈接屬性，以圖形化網(wǎng)絡(luò)的方式全面展示通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)概貌、精準(zhǔn)地描述各類資料的業(yè)務(wù)流程，滿足業(yè)務(wù)管理和決策人員快速、高效、準(zhǔn)確分析和調(diào)整業(yè)務(wù)的需求。

參考文獻(xiàn)

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［6］ BORGATTI STEVEP. “2Mode Concepts in Social Network Analysis” in Robert A. Meyers (ed) Encyclopedia of complexity and systems science［M］ .New York : Springer,2009:4.