安顺市气象信息网络监控系统设计初探

符凤平，李 文，陈贞宏，肖 若，褚丽君

(贵州省安顺市气象局,贵州 安顺 561000)

0 引言

近年来，随着气象事业的快速发展，省—地—县光纤通信网络、视频会议系统等得到不断升级与改造，各种网络设备以及各项业务涉及的服务器数量越来越多，给维护与管理工作带来一定难度，工作效率较低[1]。目前，在对安顺市气象网络设备和业务服务器的运行监控方面，还没有一个集中的、系统的、方便快捷的监控平台，多年来一直采用零散的手工测试方法，或被动地从他人口头报告中获知故障信息，以至于难以主动、及时地发现并处理问题。比如，在为黄果树机场提供气象资料服务方面，曾数次由于未能及时发现问题，均是在接到对方电话后才获知故障信息，被动的服务在一定程度上降低了气象服务效率，影响了部门形象。同样，在其它如视频会议系统、国突预警发布等业务领域，也存在类似问题，造成在对气象信息网络和业务服务器的监控方面，存在“发现问题比较被动、监测方式落后、效率低、故障处理时间延迟”等现象。尤其是，本单位中心机房位于五楼顶层，距离维护人员办公地点较远，不便于及时有效地获知故障信息，在一定程度上延迟了故障处理时间，给各项业务服务的正常运行带来一定的安全隐患，降低网络运行保障效率。而与网络、业务有关的所有核心设备和业务服务器均位于中心机房，如果不能及时发现问题，使其在尽快时间内恢复正常运行，将为各项业务、服务的正常开展带来较为严重的负面影响。

另外，在对所属区县气象信息网络的监控方面，截至目前也还没有一个快速有效的监测手段。尤其是在2016年，在上级有关部门的统一安排部署下，各区县气象信息网络均被升级改造，形成联通数据线路和电信视频线路互为备份的网络环境，而在对其通信线路的自动监测方面仍是一个空白，不便于及时主动地获取故障信息，造成“其中一条线路中断，业务值班人员不知情”的现象。

为解决以上所述现状，立足于气象业务、服务与管理的长远需求，迫切需要建立一个基于B/S的气象信息网络监控系统。系统的建成，将实现对安顺市气象信息网络、业务服务器、视频会议系统的自动监测，有效缩短故障发现与处理时间，明显提高网络维护与管理效率，为安顺市各项气象业务、服务与管理工作的正常开展提供更及时有效的网络运行保障。

1 技术方法

基于省—地—县气象光纤通信网和局域网，以32位Windows 7 操作系统为开发平台，采用C/S和B/S两种软件结构实现。

其中，后台监控程序采用C/S工作模式、VB编程语言、SQL Server数据库等技术实现，利用计算机操作系统的任务计划功能，将各部分监控结果、运行日志等情况定时自动入库。

前端程序设计采用B/S工作模式，使用ASP开发环境、VBScript脚本语言(少部分功能使用JavaScrpit语言)、SQL Server数据库等技术开发而成，具有B/S三层应用逻辑结构。

2 主要实现功能

系统分为后台和前台两部分，后台部分主要实现对关键网络设备、业务服务器、视频会议终端等物理设备的网络状态进行实时监控，并将监控结果自动写入数据库。前台部分主要实现各类设备监控结果的实时表格显示，并以拓扑图形式显示整个网络通畅状态。系统主要结构见图1。

图1 系统主要结构Fig.1 Main Structure of The System

2.1 后台入库

基于C/S工作方式，主要实现对安顺市气象信息网络设备、业务服务器、视频会议系统的自动监控，并将监控结果自动写入SQL Server数据库，便于及时发现问题，及时处理，提高网络运行保障效率。根据不同监控类别，将监控结果、运行日志等信息存储到不同的数据库表中，便于显示与查询。对监控的网络设备、服务器等内容，可根据业务实际应用需要进行增减。各部分功能具体介绍如下：

2.1.1 关键网络设备监控 系统主要实现对以下通信线路的自动监测：一是从本地计算机到局域网核心交换机；二是从本地计算机到省级关键业务服务器；三是从本地计算机到各区县局核心交换机、电信视频线路和联通数据线路的路由器；四是从本地计算机到省局电信视频线路、联通数据线路的路由器。这里的本地计算机，主要指后台入库程序运行所使用的计算机或服务器。

2.1.2 业务服务器监控 主要实现对各重要业务服务器进行监控，观察其网络状态是否正常，通过Web界面实时显示各服务器的网络运行状态，确保各类业务服务的安全稳定运行。目前，重要业务服务器均位于中心机房，几乎涉及所有气象业务领域，如天气预报、气象服务、预警信息发布、卫星接收处理系统、业务管理等。

2.1.3 视频会议系统监控 由于视频会议系统物理设备所处位置比较分散，有的在业务平台，有的在中心机房，有的在各区县局，不便于及时发现问题。为加强维护与管理，系统主要实现对视频会议系统MCU设备(视频会议服务器)和所有视频会议终端的网络通畅情况进行自动监控。

2.2 前端Web应用

基于B/S工作方式，将监控结果以表格或拓扑图方式显示在网页前端。对所监控到的结果主要采取多种颜色变化提醒方式，正常时显示绿色，有异常时显示黄色，有故障时显示红色。每部分监控结果的显示页面均实现20 s自动刷新，显示最新监测结果。

3 各部分功能简介

3.1 后台入库

3.1.1 数据库结构描述 此部分功能主要使用wljk_sb、wljk_server、wljk_hy等3个SQL Server数据库表，分别存储对关键网络设备、重要业务服务器、视频会议系统等物理设备的监控信息，表wljk_server和wljk_hy的结构基本相同，均包含监测时间、服务器名称(或设备名称)、服务器IP地址(设备地址)、线路状态、平均耗时等字段。wljk_sb表共包含6个字段，其结构见表1。

表1 wljk_sb表结构Tab.1 The Structure of Wljk_sb Table

3.1.2 入库程序的具体实现 后台一共使用3个入库程序，分别实现对关键网络设备、重要业务服务器、视频会议系统等物理设备的运行监控，并将监控结果自动写入数据库表中。将后台入库程序加入计算机操作系统计划任务栏，每隔几分钟运行一次。为避免影响观测发报，不占用网络通信资源，设置在正点前后的10 min这个时间段内不执行入库程序。每部分功能序实现时，首先将所有物理设备的IP地址添加到一个文本文件中，依次读出设备名、设备IP地址等，使用ping命令测试每个IP地址并将测试结果存放入一个文件，通过读取文件内容，确定某个设备的网络状态、平均耗时等参数，然后将其写入数据库中。

3.2 前端网页显示

3.2.1 表格显示 采取B/S工作模式，在网页前端以表格形式显示对关键网络设备、重要业务服务器、视频会议系统等物理设备的运行监控情况。

在对关键网络设备监控部分，可全部或分区县显示各地电信路由器、联通路由器、核心交换机等网络设备通畅情况，自动监测的通信线路主要包含从本地计算机到局域网核心交换机、从本地到省级关键业务服务器(这里主要设置IP地址分别为10.203.6.5、10.203.72.30、10.203.6.13的服务器)、从本地到各区县局关键网络设备(主要包括含核心交换机和路由器)、从本地计算机到省级关键网络设备(主要包括电信和联通线路的路由器)等。

通过对全市(含区县)关键气象网络设备的整体监控，不仅可以快速获取某个网络设备的IP地址，还可快速获知网络通畅情况，判断线路是否有故障发生，节省网络故障处理时间，明显提高网络故障处理效率。同时，在监测页面的下方设置“停止刷新”和“启动刷新”两个按钮，定时自动刷新显示网络监测结果。网络设备监控主要界面见图2。

在服务器状态监控部分，主要实现通过Web界面，实时显示各重要业务服务器的网络运行状态。目前，监控的服务器主要涉及以下业务：局域网文件共享服务、黄果树机场气象数据调用、数据库服务器、CMACast卫星接收处理系统、国突预警发布平台、地面自动站资料异地备份、国突平台多手段对接等。

在视频会议系统监控部分，主要实现对MCU设备(视频会议服务器)进行日常运行监控，在视频会议系统运行或测试期间，对本地以及各区县局视频会议终端的网络通畅情况进行监控。视频会议系统监控界面见图3。

3.2.2 拓扑图形式[2]这里使用拓扑图形式，仅实现对关键网络设备的自动监控。通过此形式，可以更直观地掌握全市网络设备的通畅情况。利用Microsoft Office Visio软件事先制作的网络拓扑图，在其对应通信线路上放置一个红色滚动的小球，当网络正常时红色小球消隐，网络异常时显示红色小球。网络正常与否，通过读取数据库自动获取。拓扑图显示界面见图4。

图2 关键网络设备监控界面Fig.2 The Monitoring Interface of Key Network Equipment

图3 视频会议系统监控界面Fig.3 The Monitoring Interface of The Video Conferencing System

图4 拓扑图显示界面Fig.4 The Display Interface of The Topological Graph

4 业务应用情况

自系统投入业务运行以来，明显提高了网络管理与维护效率。使用该系统不仅可方便获取关键网络设备、服务器、视频会议系统等各部分相应设备的IP地址，还可随时掌握省—地—县气象光纤通信线路、各业务服务器、视频会议系统各设备的网络通畅情况，一旦有异常，可快速发现故障发生点，大大节省故障处理时间。后台入库程序运行在中心机房某一台服务器上，当在网页端打开系统，发现所有设备的线路状态均显示不通时，应首先重点检查一下该台服务器上的INode认证是否已下线，由此也可快速获知服务器上其它业务是否正常运行，在确保该服务器INode认证正常前提下，再进一步对发生的故障进行判断与处理。

5 结语

系统本着业务、服务与管理的需要而设计，充分利用已建成的网络资源，基于C/S和B/S两种工作模式，初步实现对安顺市气象信息网络设备、业务服务器、视频会议系统的自动监控与实时显示，通过使用系统，可随时掌握各部分网络设备运行情况，及时发现故障并及时处理，明显提高网络管理与维护效率。在系统功能实现方面，有待进一步完善，如在故障提醒方面，可增加网页声音、手机短信等告警功能[3,4]；在监控内容方面，可增加对服务器参数如硬盘空间、内存使用情况等进行分析与实时监测。