网络设备管理系统的微服务化应用研究

董帅 莫皓颖 户江民 李微

当前，网络在不断发展的过程中，已经慢慢渗入到了各个行业及领域中，构成网络的设备在不断迭代提升过程中，对网络设备管理系统提出了更高的要求。本文提出了一种将微服务化应用到网络设备管理系统中的改造方法，并对改造后的系统进行性能分析。分别对系统的移植性、先进性、安全性和扩展性四个方面进行详细地研究。通过分析可以发现，经过微服务化改造后的网络管理系统与原有的系统相比，各方面的性能都得到了显著提升。

微服务化是近几年出现的架构术语，它描述了一种将软件应用程序设计为可独立部署的服务套件的特定方式。虽然单体式的应用程序可以完成相应的需求功能，但是如果对应用程序的部分进行更改，则需要重建和部署整个程序，随着时间的推移，则很难保持良好的模块化结构。而使用微服务化的架构风格进行程序的设计开发，创建服务组件，则可以很好地解决上述问题。

传统的网络设备管理系统的设计开发采用的是单体式开发，整个应用程序的移植性、先进性、安全性、扩展性上都存在着一定的问题。因此，将微服务化的概念引入到网络设备管理系统的开发设计中，提升整个系统的性能。

一、网络设备管理系统概述

网络设备管理系统是用于管理网络内交换机、通信传输设备，及其他具备网络管理代理功能的设备，对其进行规划、控制和监视，实现合理分配网络资源，保持良好的网络状态。

在实际工作中，一个网络往往存在着多级多套的网络管理系统，因此网络管理系统对设备的管理方式有两种：直接管理和间接管理。

直接管理方式是指各级网络管理系统直接对该级的网络设备进行管理。

间接管理方式是指普通的网管系统对设备进行管理，上级网管系统通过对下级网管系统进行管理，通过这种方式，间接实现对设备的管理。

二、设备管理插件微服务化改造

（一）改造内容

设备管理插件的微服务化改造就是将设备的管理插件以服务的形式单独集中部署在网络中，网络管理系统及其他上层管理系统或应用系统将不再单独去加载设备管理的插件功能，而是当设备需要进行管理时，直接调用设备管理插件提供的前端界面进行加载显示，设备自身的数据通信与管理由服务自身完成。

将设备管理插件进行微服务化改造后，即实现了网络管理设备的微服务化，其管理模式如图1所示。

（二）移植性分析

可移植性是软件质量的衡量标准之一，它并不是指所写的程序不作修改就可以在任何计算机上运行，而是指当条件有变化的时候，程序无需做很多修改就可以运行。

对设备管理插件进行微服务化改造后，即可获得很好的移植性。在分析微服务化的移植性之前，需要知道微服务层将对外提供现有服务功能清单。

接入微服务层的应用系统，根据微服务层所发布的服务清单，结合自身业务功能加载各项服务动态生成软件，如系统默认将现有网络中已知设备的管理服务加载到系统中，供用户操作；也可动态根据用户操作，选择所选择类型的微服务进行显示，如用户操作某型号设备，系统加载某型号设备的微服务到系统，即可实现软件对该型设备的管理功能。

（三）先进性分析

对设备管理插件进行微服务化改造后，可以实现即插即用的热升级。网络系统中若新增加某型号设备，则只需要在微服务层装载新设备类型的微服务，各型原有网络管理系统，将自动根据服务的最新清单建立该型设备的管理窗口，整个网络管理系统无需重启，不影响正在使用的网络管理系统。

对设备管理插件进行微服务化改造后，可以提升管理范围的通用化程度。各型网络管理系统的设备管理功能可进行通用化设计，后期网络系统增加新类型设备时，无需考虑软件的新开发问题。

对设备管理插件进行微服务化改造后，可以降低开发的复杂度。网络管理系统的开发人员无需掌握设备的相关知识，只需要根据服务的清单以及需求的功能，即可完成全网设备管理功能的研发。

（四）安全性分析

微服务化后，网络管理对应设备类型的管理入口全网只会有一个，对网络管理的用户身份管理均可以由微服务层运维管理员来进行统一分配，可支持多网络管理系统的同时接入管理功能。有益效果是，能够有效的保证操作事件记录的完整性，能够避免多系统管理的冲突性问题。

（五）扩展性分析

设备管理插件的微服务化可以采取集中式、分布式、分级式框架进行搭建。

微服务层实现可以采用搭建集中式微服务框架，实现各种服务的装载与统一管理，通过构建微服务层统一入口和出口协议，实现所有网络管理事件受控，提高事件追溯性。

微服务层也可采用分布式部署框架，主要用于异构网络中，根据系统用户的使用需求，將微服务在重点使用区域分布式部署，以解决异构网络信道受限问题。

微服务层也可采用分级式部署框架，将微服务层按照超系统、当前系统、子系统的多级架构中分级部署，实现各级系统独立管理，以及上下级间接管理模式。

（六）派生产品分析

由设备管理插件的微服务化可以派生出微服务运维程序、通用网络管理程序、单型设备微服务三种产品。

微服务运维程序是一款框架性程序，用于发布和管理各项微服务，从而实现微服务在各个应用系统中的嵌入。

通用网络管理程序是采用微服务架构设计的网络管理系统，其支持网络设备类型的向后延伸，可以有效地提高了网络管理系统在网络中的生命周期。

单型设备微服务是对每一型设备按照微服务框架规范开发一套微服务程序，实现与设备的管理功能交互，并提供一套嵌入用于外部系统的WEB框架。

三、网络管理系统的微服务化模式复制

设备管理插件的微服务化模式，可以运用到网络管理系统中。网络管理系统主要由网络关系、网络信息、网络管理等视图组成，将各种视图及功能采用独立软件的方式进行开发，并开发一套网络管理系统的主框架服务，各种服务组合而成便可形成可定制化程度极高的软件产品。

该方式能够快速根据用户的行为习惯来设计软件的布局，并能够很好的支持用户对系统界面的二次调整，将网络设备管理系统微服务化后，网络设备管理系统也将继承设备管理插件微服务化改造所具备的服务性特征。

四、结语

软件程序设计的微服务化将会大幅度提升程序的性能，这也将成为今后开发的主流趋势。现有的网络设备管理的模式还有待改进，通过对设备管理插件的微服务化改造，将其运用到网管系统中，就可以得到具有良好的移植性、先进性、安全性和扩展性的软件产品。