校园网络实时监控平台的研究与实现

吴建俊 胡杨 曾强

摘   要：为了对校园网络运行状况进行实时监控，文章通过对开源软件的研究，选择了一种基于SNMP协议的监控软件，从而搭建校园网络的监控平台，对网络设备的性能、流量进行监控，并可以通过阀值的设置产生相关告警，降低了网络维护人员工作量，缩短故障处理恢复速度。

关键词：校园网络;实时监控;设备性能;网络流量

1    校园网络监控系统

伴随着教育信息化的深入、数字化校园的建设和发展，校园网络支撑业务越来越广泛，网络规模越来越大，结构日趋复杂，对网络的可靠性与可用性依赖程度越来越高。

在日常网络维护过程中，维护人员经常会发现因设备掉电，瞬时流量大，CPU、内存占用率高等问题带来的网络中断或延迟。网络设备类型多，缺乏实时在线监控平台等方面的原因，使出现的问题无法及时预警提醒，导致处理滞后。

在校园网络规划和结构调整方面，没有专门的系统对历史流量等数据进行存储，无法对未来网络演进和发展作出合理规划，同时在校园网络可视化方面也存在着明显的不足。为解决这一系列问题，搭建稳定、适用、功能全面的实时监控平台便成了学校网络维护和发展的迫切需求。

基于国内外对网络监控系统研究的现状，目前实现实时网络监控的主要有以下两种方案[1]：

方案一是基于简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol，SNMP）自主研发网络监控系统，通过开发网络管理模块来实现对校园网络利用率的监控。但此类系统都是解决网络管理的某个方面的问题，系统一般功能单一，可拓展性不强。

方案二是运用基于SNMP协议的开源软件来实现网络系统监控，近年来开源社区形成了Nagios，Cacti，Zabbix等优秀的监控软件，此类软件具有良可拓展性及二次开发功能。

2    主流开源软件比较

Nagios[2]是一款开源的企业级监控系统，能够对系统CPU、磁盘、网络等方面的参数进行基本监控，并监控SMTP，POP3，HTTP，NNTP等各种基本的服务类型。另可通过安装插件和编写监控脚本，对用户应用实现监控。但其控制台功能较弱，插件易用性不强，无法看到历史数据等。

Cacti[3]是一套基于PHP，MySQL，SNMP及RRDTool开发的网络流量监测工具，其通过snmpget来获取数据。

Zabbix[4]是一个全面的网络和系统监控工具，它将多种功能组合到一个基于Web的控制台中。可以配置为从各种服务器和网络设备监控中收集数据，为每个对象提供服务和性能监控。

Cacti，Nagios不适合大规模的环境，很难实现对大量节点的同时监控。Zabbix支持agent监控及SNMP监控，适合大型复杂网络的监控。校园网络环境复杂，不同厂家的设备、网络设备和服务器设备交织在一起，Zabbix更适宜在校园网络中进行部署。

3    校园网络的常用监控指标

根据校园网络的特点，将校园网络监控系统主要关注的性能指标分为设备的物理设备对象的状态，相关性能指标物理对象主要为网络设备的板卡、风扇状况、板卡温度等。

性能指标主要为板卡的CPU、内存、Flash卡占用率，同时需要关注网络端口的流量数据，误码率等。现依校园常用的H3C M9000防火墙为例，根据学院网络易产生的故障节点确立需要实施监控的项目，如图1所示。

以上这些性能指标对网络设备的可用性和可靠性起着至关重要的功能，如果上述指标参数异常，会对网络带来一定的影响。对这些网络指標进行实时监控将可以应对可能发生的网络故障，以便将影响和损失降到最低。

4    Zabbix网络监控系统部署和实现

Zabbix主要有Agent，Trapper，SNMP，JMX，IPMI这几种监控方式[5]。针对校园网络设备，本文采用的是SNMP监控方式。

Zabbix可以根据自身需要的关注项来确定监控项目。Zabbix自带丰富的监控模板，可以完成各类监控，本文的网络环境是H3C交换机，其软件版本为Comware 7.0，故本文选用了“Template Net HP Comware HH3C SNMPv2”为基础创建了监控主机和监控项。

在被监控的网络设备上配置SNMP团体字和snmp-agent版本，这边采用的是SNMP V2版本：

snmp-agent community read public@123

snmp-agent sys-info version v2

对于一些不在模板中的监控项却需要关注其指标变化的，可以通过Getif工具里的Mbrowser找到相关节点的mib值，从而建立相应的监控，比如想要监测板卡的运行状态，可以通过getif工具来查找到相应设备的mib值，从而建立相应的监控项。

通过上述方法，结合关注的网络设备指标，建立相应的监控项。Zabbix具有良好画图功能，可以根据监控项获取的数值将画面展示出来。

监控项超出阀值可以通过邮件、短信等媒介来进行告警，将告警信息推送给维护人员。同时Zabbix提供了网络自动发现功能，可以快速发现及批量部署相关监控。

Zabbix具有数据存储功能，可以对历史监控数据进行存储，以利于对未来网络调整和发展提供重要数据支撑。

5    结语

本文根据校园网络的特点以及网络维护的重点，利用开源工具软件Zabbix，搭建了一套符合校园实际需求的实时监控平台，对常见的网络性能指标进行总结、归纳，通过Zabbix完成对相关指标的监控。通过监控系统平台的搭建可以有效提高网络运行维护质量，并一定程度上满足了网络可视化的需求。

[參考文献]

[1]帅明，顾江涛.基于SNMP协议的校园网络管理[J].软件导刊，2016（1）：28-30.

[2]WANG F.The construction and realization of network applicationservers monitoring platform based on Nagios[J].Research and Exploration in Laboratory，2010（12）：51-57.

[3]葛威.网络监控系统研究[J].计算机数字与工程，2017（12）：2455-2459.

[4]VLADISHEV A.Open source enterprise monitoring with Zabbix[C].Nurnberg：Open Source Data Center Conference，2009.

[5]TADER P.Server monitoring with Zabbix[J].Linux Journal，2010（195）：7-9.

Research and implementation on campus network real-time monitoring platform

Wu Jianjun， Hu Yang， Zeng Qiang

（Jiangsu Jiaotong College， Zhenjiang 212028， China）

Abstract：In order to monitor the running status of the campus network in real time， this paper through the research on open source software， a monitoring software based on SNMP protocol is selected to build a monitoring platform for the campus network， monitor the performance of network devices， network traffic， and through the setting of the threshold， related alarms are generated， which reduces the workload of network maintenance personnel and shortens the recovery speed of fault processing.

Key words：campus  network; network  monitor; equipment  performance; network  traffic