聯(lián)通MV專線網(wǎng)管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

朱云雷

【摘?要】目前，聯(lián)通在MV專線網(wǎng)絡(luò)管理方面缺乏整體監(jiān)控和告警事務(wù)處理的信息化系統(tǒng)。基于此，本文使用基于角色、用戶業(yè)務(wù)流程分析的方法論述并確定了系統(tǒng)的功能需求、非功能性需求。運(yùn)用架構(gòu)分層思想，論述了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)及業(yè)務(wù)功能模塊架構(gòu)的設(shè)計(jì)過程。最后，為了保證系統(tǒng)的應(yīng)用效果，對(duì)MV專線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。

【關(guān)鍵詞】MV專線;數(shù)據(jù)采集;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.前言

聯(lián)通公司當(dāng)前擁有眾多專線線路資源，伴隨著業(yè)務(wù)類型的不斷增多、業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，用戶群體數(shù)量逐漸增多，專線在開通后為了提升便捷性，在客戶端安裝了眾多設(shè)備，但客戶側(cè)設(shè)備的安全狀態(tài)基本是無人監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備的狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí)不能第一時(shí)間感知，只有問題出現(xiàn)質(zhì)的變化時(shí)會(huì)有管理人員到機(jī)房進(jìn)行異常排查，此時(shí)已經(jīng)嚴(yán)重影響業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)，且維修人員需要周期較長(zhǎng)的維修帶來了諸多不便[1]-[2]。基于此，為了提升專線的服務(wù)效率，保證專線在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行本文將開發(fā)專線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，以期優(yōu)化用戶體驗(yàn)，提升聯(lián)通集團(tuán)在專線業(yè)務(wù)方面的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.系統(tǒng)需求分析及總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)功能性需求分析

本課題將建設(shè)一套MV專線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集客專線業(yè)務(wù)客戶側(cè)資源基礎(chǔ)信息的收集、整理，對(duì)客戶側(cè)設(shè)備的性能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，告警信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而有效協(xié)助對(duì)一線MV專線運(yùn)維工作的重點(diǎn)監(jiān)控、重點(diǎn)保護(hù)，使對(duì)集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)的保障工作由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)。

聯(lián)通集客專線端到端監(jiān)控系統(tǒng)最終建設(shè)目標(biāo)是能夠滿足集團(tuán)業(yè)務(wù)客戶側(cè)網(wǎng)管統(tǒng)一監(jiān)控的需求，提供風(fēng)格一致且方便友好的界面，可以方便地監(jiān)控、管理和維護(hù)所有客戶側(cè)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)以及應(yīng)用，同時(shí)預(yù)留接口，可實(shí)現(xiàn)將來與其它網(wǎng)管系統(tǒng)的信息交互。

2.1.1 網(wǎng)管采集功能

網(wǎng)管采集功能支持SNMP、TELNET、SSH、ODBC、JDBC的非代理模式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、端口數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，網(wǎng)管采集功能用例圖如圖2-1所示，包括MV網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)采集功能、網(wǎng)管監(jiān)控功能。

2.1.2 資源管理功能

資源管理功能實(shí)現(xiàn)跨廠商、跨平臺(tái)的IT設(shè)備管理的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、軟件、PC等IT資產(chǎn)的統(tǒng)一管理。資源管理功能的子功能包括資源查詢統(tǒng)計(jì)功能、資源對(duì)象管理功能、網(wǎng)元管理功能，用例圖如圖2-2所示。

2.1.3 整體監(jiān)控功能

整體監(jiān)控功能完成MV專線相關(guān)的數(shù)據(jù)整體監(jiān)控，包括異常專線數(shù)量監(jiān)控功能、專線指標(biāo)監(jiān)控功能、告警統(tǒng)計(jì)功能、拓?fù)浔O(jiān)控功能、告警監(jiān)控功能，其用例圖如圖2-3所示。

2.1.4 工單管理功能

工單管理功能主要根據(jù)告警信息對(duì)故障工單進(jìn)行創(chuàng)建、下發(fā)、處理，保證MV專線資源的穩(wěn)定運(yùn)行。工單管理功能用例圖如圖2-4所示。

（1）故障工單創(chuàng)建功能

故障工單可由網(wǎng)管運(yùn)維人員創(chuàng)建，需經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)管理員審核后發(fā)布，也可由網(wǎng)絡(luò)管理員直接進(jìn)行創(chuàng)建。

（2）故障工單處理功能

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維人員可查看待處理的故障工單信息，并對(duì)分配給自己的工單信息處理，并對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行上傳，維主管進(jìn)行審核。審核通過后，故障工單處理完畢，審核不通過，繼續(xù)進(jìn)行處理。

（3）故障工單查詢功能

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維人員、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維人員、網(wǎng)絡(luò)管理員可以對(duì)故障工單信息進(jìn)行查看，對(duì)各自類型的工單詳情進(jìn)行查看。但是工單查詢時(shí)，需不同用戶的權(quán)限展示工單數(shù)據(jù)，即僅能夠查看自身管轄范圍內(nèi)的工單信息。

2.1.5 報(bào)表管理功能

報(bào)表管理對(duì)MV專線網(wǎng)絡(luò)管理過程中的運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)。報(bào)表管理功能用例圖如圖2-5所示，包括網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量月報(bào)管理功能、專線QoS指標(biāo)查詢功能、數(shù)據(jù)中心至其他專線指標(biāo)統(tǒng)計(jì)功能、專線寬帶利用率統(tǒng)計(jì)功能、專線忙時(shí)統(tǒng)計(jì)功能[3]。

（1）網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量月報(bào)管理功能

網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量月報(bào)對(duì)專線故障數(shù)量、故障專線數(shù)據(jù)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，對(duì)不同專線電路、故障次數(shù)、環(huán)比、派單次數(shù)按照月度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持柱狀圖和表格的形式展示。

（2）專線QoS指標(biāo)查詢功能

專線QoS指標(biāo)提供了省份、地市、時(shí)間區(qū)間等條件進(jìn)行查詢，查詢結(jié)果包括省份、地市、客戶名稱、電路編號(hào)、IP、接口名稱、帶寬、QoS策略名稱、OoS等級(jí)、QoS分配帶寬、當(dāng)前速率、帶寬利用率等信息。

（3）數(shù)據(jù)中心至其他專線指標(biāo)統(tǒng)計(jì)功能

數(shù)據(jù)中心至其他專線指標(biāo)提供了省份、地市、時(shí)間區(qū)間等條件進(jìn)行查詢，查詢結(jié)果包括省份、地市、客戶名稱、數(shù)據(jù)中心電路編號(hào)、數(shù)據(jù)中心CEIP、目的專線電路編號(hào)、時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率、時(shí)間等信息。

（4）專線寬帶利用率統(tǒng)計(jì)功能

專線寬帶利用率統(tǒng)計(jì)提供了省份、地市、時(shí)間區(qū)間等條件進(jìn)行查詢，查詢結(jié)果包括省份、地市、客戶名稱、電路編號(hào)、IP、接口名稱、帶寬、帶寬利用率、時(shí)間等信息。

（5）專線忙時(shí)統(tǒng)計(jì)功能

專線忙時(shí)統(tǒng)計(jì)提供了省份、地市、時(shí)間區(qū)間、忙時(shí)比例等條件進(jìn)行查詢，查詢結(jié)果包括省份、地市、客戶名稱、電路編號(hào)、忙比比例、帶寬利用率、時(shí)間等信息。

2.2 系統(tǒng)非功能需求分析

2.2.1 性能

并發(fā)需求：本系統(tǒng)特點(diǎn)是通過上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)度業(yè)務(wù)執(zhí)行，所謂的并發(fā)用戶數(shù)和并發(fā)任務(wù)數(shù)相同，先按照中小型系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：1000并發(fā)任務(wù)執(zhí)行來設(shè)計(jì)。

操作響應(yīng)需求：系統(tǒng)登錄操作響應(yīng)時(shí)間最大時(shí)長(zhǎng)3s以內(nèi);模塊切換時(shí)保證用戶可接受的訪問速度，頁面加載速度3s以內(nèi)[4]。

2.2.2 安全性

聯(lián)通MV專線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)對(duì)安全性要求較高，需要保證不同的用戶具備不同的操作權(quán)限，防止“越權(quán)”事件的發(fā)生。同時(shí)，系統(tǒng)需要具備抵御外部攻擊的能力，需要具備一定的加密措施，提升系統(tǒng)的安全性[5]。

3.系統(tǒng)需求分析及總體設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

聯(lián)通MV專線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，主要利用各類服務(wù)器進(jìn)行專線運(yùn)維數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和應(yīng)用。

數(shù)據(jù)采集集群與網(wǎng)管系統(tǒng)和資源管理系統(tǒng)對(duì)接，對(duì)專線資源以及性能狀況進(jìn)行采集。目前數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的數(shù)量為5臺(tái)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對(duì)資源數(shù)據(jù)、運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，通過部署Oracel數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫控制，并與其他服務(wù)器進(jìn)行交互。應(yīng)用服務(wù)器主要用于應(yīng)用程序部署和交互響應(yīng)。用戶在使用系統(tǒng)時(shí)，可通過局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)訪問，使用外網(wǎng)進(jìn)行訪問時(shí)，需借助VPN服務(wù)完成，以提升系統(tǒng)的安全性。

3.2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用分層的設(shè)計(jì)思想，采用MVC軟件分層的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體如圖3-2所示。

數(shù)據(jù)采集層：通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)對(duì)不同數(shù)據(jù)源進(jìn)行采集支持多樣的接口。

數(shù)據(jù)處理層：各個(gè)后臺(tái)模塊采用Spark架構(gòu)+SOA的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，每一個(gè)后臺(tái)模塊根據(jù)不同功能單元進(jìn)行拆分并形成服務(wù)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層：采用RDB關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的 Oracle數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)。存儲(chǔ)內(nèi)容主要有資源數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)，方便前臺(tái)頁面獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)呈現(xiàn)層：多種展現(xiàn)形式，包括告警流水、拓?fù)洹⒕仃嚒D表、GIS等，用于展現(xiàn)監(jiān)控中心的各個(gè)監(jiān)控模塊。在數(shù)據(jù)呈現(xiàn)層，采用B/S架構(gòu)，使用Vue前臺(tái)框架，采用js語言進(jìn)行開發(fā)，使用CSS樣式，并且應(yīng)用ECharts圖形組件，構(gòu)建前臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控的業(yè)務(wù)圖表，包括但不限于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D、流水窗口圖等，能夠方便、快速的發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問題。

3.3 功能模塊實(shí)現(xiàn)

3.3.1 網(wǎng)管采集模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)管采集模塊支持SNMP、TELNET、SSH、ODBC、JDBC的非代理模式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、端口數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，網(wǎng)管采集功能用例圖如圖3-1所示，包括MV網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)采集功能、網(wǎng)管監(jiān)控功能。

類設(shè)計(jì)：根據(jù)SSH框架的分層開發(fā)模式。網(wǎng)管采集模塊屬于內(nèi)部執(zhí)行的程序，在前端JSP頁面無需進(jìn)行顯示。業(yè)務(wù)處理由控制層的控制類和服務(wù)類完成，具體包括CollectionAction類，服務(wù)類包括CollectionService類，與前端設(shè)備進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)專線資源及其運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)持久層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理和相關(guān)數(shù)據(jù)表操作過程的管理。本模塊的模型類包括CollectionModel類，對(duì)數(shù)據(jù)采集記錄表進(jìn)行存儲(chǔ)。

CollectionService類的CollectioninfobyAPI方法通過SNMP協(xié)議定期獲取網(wǎng)管數(shù)據(jù)，采集網(wǎng)絡(luò)通斷性、CPU利用率、內(nèi)存利用率、輸出錯(cuò)包率、輸入錯(cuò)包率、輸入帶寬利用率、輸出帶寬利用率、帶寬利用率、輸入接口丟包率、輸出接口丟包率、接口丟包率、接口錯(cuò)包率、最大時(shí)延、最大抖動(dòng)、最大丟包率、平均時(shí)延、平均抖動(dòng)、平均丟包率等指標(biāo)信息，然后定義CollectionModel類將采集記錄存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)采集記錄表中。

3.3.2 資源管理模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

資源管理模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

根據(jù)SSH框架的分層開發(fā)模式。資源管理模塊的前端JSP頁面主要包括列表頁面和詳情頁面，實(shí)現(xiàn)資源數(shù)據(jù)的新增、編輯及查詢。業(yè)務(wù)處理由控制層的控制類和服務(wù)類完成，具體包括ResourceMonitorAction類、ResourceAction類、ElementAction類，服務(wù)類包括ResourceAPIservice類，與資源管理系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)資源的采集。數(shù)據(jù)持久層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理和相關(guān)數(shù)據(jù)表操作過程的管理。本模塊的模型類包括ResourceModel類、ElementModel類。

選擇設(shè)備視圖查詢統(tǒng)計(jì)Tab時(shí)，通過選擇頁面的類型、廠商、應(yīng)用等維度，JSP調(diào)用JS方法向ResourceMonitorAction類的ResourceEQstat方法推送請(qǐng)求，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、主機(jī)、數(shù)據(jù)庫、中間件等設(shè)備的數(shù)量和所占的比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和匯總，調(diào)用前端的JS方法庫進(jìn)行餅狀圖結(jié)果的呈現(xiàn)。同時(shí)，JS數(shù)組中存儲(chǔ)了系統(tǒng)名稱、IP地址、生產(chǎn)商、應(yīng)用系統(tǒng)、CPU利用率、內(nèi)存利用率等信息，可以通過read方法解析到列表頁面中。

3.3.3 整體監(jiān)控模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

整體監(jiān)控模塊完成MV專線相關(guān)的數(shù)據(jù)整體監(jiān)控，包括異常專線數(shù)量監(jiān)控功能、專線指標(biāo)監(jiān)控功能、告警統(tǒng)計(jì)功能、拓?fù)浔O(jiān)控功能、告警監(jiān)控功能。整體監(jiān)控模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的類設(shè)計(jì)：根據(jù)SSH框架的分層開發(fā)模式。整體監(jiān)控模塊的前端JSP頁面主要包括拓?fù)湔故卷撁妗⒘斜眄撁婧驮斍轫撁妫瑢?shí)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)展示、告警規(guī)則配置及告警記錄查詢、性能監(jiān)控。業(yè)務(wù)處理由控制層的控制類和服務(wù)類完成，具體包括MonitorAction類、TopologicalMonitorAction類、AlarmAction類，服務(wù)類包括ResourceAPIservice類、OPNFVservice類，實(shí)現(xiàn)告警數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)的采集和NFV編排。數(shù)據(jù)持久層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理和相關(guān)數(shù)據(jù)表操作過程的管理。本模塊的模型類包括ResourceModel類、AlarmRuleModel類、AlarmModel類、IndexRecordModel類。

3.3.4 工單管理模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

工單管理模塊主要根據(jù)告警信息對(duì)故障工單進(jìn)行創(chuàng)建、下發(fā)、處理，保證MV專線資源的穩(wěn)定運(yùn)行。類設(shè)計(jì)：根據(jù)SSH框架的分層開發(fā)模式。整體監(jiān)控模塊的前端JSP頁面主要包括工單列表頁面和詳情頁面，實(shí)現(xiàn)工單查詢及處理。業(yè)務(wù)處理由控制層的控制類和服務(wù)類完成，具體包括OrderAction類，服務(wù)類包括FileImpl類，實(shí)現(xiàn)故障附件的上傳及下載。數(shù)據(jù)持久層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理和相關(guān)數(shù)據(jù)表操作過程的管理。本模塊的模型類包括OrderModel類。

3.3.5 報(bào)表管理模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

報(bào)表管理對(duì)MV專線網(wǎng)絡(luò)管理過程中的運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)。報(bào)表管理模塊包括網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量月報(bào)管理功能、專線QoS指標(biāo)查詢功能、數(shù)據(jù)中心至其他專線指標(biāo)統(tǒng)計(jì)功能、專線寬帶利用率統(tǒng)計(jì)功能、專線忙時(shí)統(tǒng)計(jì)功能。報(bào)表管理模塊的類設(shè)計(jì)：根據(jù)SSH框架的分層開發(fā)模式。報(bào)表管理模塊的前端JSP頁面主要包括統(tǒng)計(jì)結(jié)果展示頁面、列表頁面和詳情頁面，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果展示。業(yè)務(wù)處理由控制層的控制類和服務(wù)類完成，具體包括ReportAction類。數(shù)據(jù)持久層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理和相關(guān)數(shù)據(jù)表操作過程的管理。

4.系統(tǒng)測(cè)試

4.1 系統(tǒng)性能測(cè)試

根據(jù)第3章的性能需求，MV專線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的性能主要包括并發(fā)數(shù)和連接數(shù)。為了驗(yàn)證系統(tǒng)滿足1000并發(fā)和3秒的響應(yīng)延時(shí)，在LoadRunner中構(gòu)建測(cè)試腳本和測(cè)試用例，統(tǒng)計(jì)不同并發(fā)數(shù)據(jù)情況下系統(tǒng)的響應(yīng)水平。測(cè)試步驟及測(cè)試結(jié)果如表4-1所示。

從測(cè)試結(jié)果來看，MV專線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的并發(fā)數(shù)和連接數(shù)測(cè)試通過。

4.2 系統(tǒng)應(yīng)用情況

從應(yīng)用效果來看，聯(lián)通MV專線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)專線資源和運(yùn)行情況的整體監(jiān)控，可以幫助企業(yè)的運(yùn)維管理部門主動(dòng)式地管理網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和業(yè)務(wù)運(yùn)行，將網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的黑箱運(yùn)行逐步透明化、可視化，同時(shí)，該系統(tǒng)可以保障企業(yè)經(jīng)營(yíng)，節(jié)省企業(yè)用人成本，減少因網(wǎng)絡(luò)故障而帶來的損失，為企業(yè)提高生產(chǎn)力、工作效率和企業(yè)效益提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5.結(jié)語

聯(lián)通MV專線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)致力于為企業(yè)的IT運(yùn)維提供集中、一體、實(shí)時(shí)的監(jiān)控管理解決方案。本課題對(duì)聯(lián)通MV專線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、事件處理、性能管理等業(yè)務(wù)內(nèi)容進(jìn)行管理，結(jié)合先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)和數(shù)據(jù)處理架構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)核心功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。以期優(yōu)化用戶體驗(yàn)，提升聯(lián)通集團(tuán)在專線業(yè)務(wù)方面的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

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（作者單位：上海廉創(chuàng)通信工程有限公司）