一种基于B/S架构的虚拟机房可视化监控管理系统及方法与流程

本发明涉及一种机房信息管理的技术领域，尤其涉及一种基于B/S架构的虚拟机房可视化监控管理系统及实现方法。

背景技术：

随着机房信息中心业务规模规模不断扩大和网络技术日益复杂，传统依靠人工巡检、电子图纸等管理系统部署的方式，存在诸多的问题，在传统机房管理系统的二维用户界面无法直观地显示设备设施情况，在机房运维过程中，管理人员及用户无法快速、直观地定位、查阅各个设备运行状态信息，不能及时察觉并解决告警故障，进而不利于机房资产的调配和优化，这已成为传统管理方式的瓶颈。因此，如何提升管理人员工作效率，简化设备巡检的繁琐过程成为机房管理人员必须面对的问题。

另外，随着新一代机房信息中心的发展，更为便捷、直观的虚拟机房将会是虚拟现实技术与机房管理系统相结合的一个重要应用领域，它可以将实地机房场景完整、真实地呈现在用户面前，为用户提供了更加直观、便捷的管理操作体验。而现有虚拟机房管理系统大部分通过节点化建模机房设备，还原节点拓扑结构来模拟机房设备部署情况。这种方式优势在于管理机房拓扑结构时，便捷直观，操作简单；缺点在于可视化交互性不强，信息数据的较为单一，难以描述设备的空间关系以及无法和机房整体场景结合。因此建立一套完善的三维虚拟机房可视化监控管理平台不失为一种提高机房建设和管理的有效途径之一。

本发明中虚拟机房以三维模型为构建基础，其高真实度的可视化互动效果为二维数据与三维场景的有机结合提供了可能。利用三维建模、虚拟现实、等人机交互技术实现的基于B/S架构的虚拟机房可视化监控管理系统，可生动地展示机房的整体布局、漫游巡检、配置参数、运行状态、场景管理、告警提示等互动信息，从而实现可移植、高效率、低成本的虚拟机房可视化交互管理平台在信息管理领域的应用，具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种实现机房场景可视化、信息处理一体化、平台架构轻量化的基于B/S架构的虚拟机房可视化监控管理系统及方法。本发明的技术方案如下：

一种基于B/S架构的虚拟机房可视化监控管理系统，包括用户服务层、中间业务层及信息数据层，所述用户服务层作为虚拟机房可视化监控管理系统的Web表现层，提供现虚拟机房的三维可视化场景，并通过HTTP协议与中间业务层进行数据联动通信；

所述中间业务层部署在Web应用服务器下，负责接收用户服务层提出的服务请求，调用业务逻辑层相应的服务器页面和容器、组件及系统设计的映射接口程序实现包括缩放场景、改变视角、信息查询、数据解析在内的功能，最终完成业务指令的转发及功能调度的传递；

所述信息数据层用于存储各种数据，包括机房场景的模型文件、场景的属性数据、设备实时运行的采集信息、各种模型的驱动组件及三维场景文件，通过轻量级的数据库驱动与中间业务层联接，然后根据中间业务层的任务指令类型调度信息数据库相关功能模块，同时对业务指令进行解析、处理，从而实时反馈用户界面层的业务请求。

进一步的，所述用户服务层包括机房场景展示模块、场景可视化漫游模块、场景信息查询模块、设备状态监控模块及场景告警定位模块；其中所述机房场景展示模块用于独立化管理各个不同的场景，提供Web窗口的形式呈现实地机房轮廓及建设、设备配置参数及状态、场景管理及资产使用情况；所述场景可视化漫游模块用于机房及设备的巡检查看，包括机房场景及设备对象的可视化缩放、移动、漫游巡检功能；所述场景信息查询模块用于机房信息管理，包括虚拟场景中各个设备模型所对应的名称、配置参数、功能使用介绍及所在场景的位置在内的信息查询服务；所述设备状态监控模块用于响应机房管理者的的信息查询操作指令，提供机房运行浏览、设备CPU使用率、内存使用率、网络流量信息的实时动态监测图表；所述告警定位模块用于机房场景展示模块的联动通信，提供机房相关设备状态的性能、使用情况、老化程度、告警设备所处位置功能。

进一步的，所述中间业务层包括Web应用服务器、用户请求处理模块及场景信息数据接口模块；其中所述Web应用服务器用于HTTP协议的实现和数据库的连接管理；所述用户请求处理模块连接着用户服务层和中间业务层，用于接收用户服务层提交的请求，调用信息数据层的相关驱动和组件，提供缩放场景、改变漫游视角、信息查询管理在内的功能；所述场景信息数据接口模块连接中间业务层与信息数据层，提供相应的JSP和Servlet容器、UnityWebPlayer组件及预留的API程序接口来访问数据层，用于获取机房中心的数据并加以数据解析处理，提供业务指令的转发及功能调度。

进一步的，所述信息数据层包括信息数据库、数据库驱动模块、机房场景模型文件、属性数据模块及数据信息采集处理模块；

所述数据库模块采用开源MySQL数据库，用于接收、存储机房状态信息，负责执行中间业务层的场景信息数据接口模块对数据库的相关操作；

所述数据库驱动模块采用轻量级的JDBC驱动，用于赋值外界与数据的连接接口，对数据库的基本操作进行了简单封装,保存了数据库连接信息、数据库配置等，满足来自上层的操需求，提供信息数据层和中间业务层的场景信息数据接口的数据通信纽带；

所述机房场景模型文件包括服务器、存储设备、交换机、安全设备、电力设备、安全设备、精密空调、静电地板、墙体建筑在内的虚拟模型；

所述属性数据模块采用.XML文件格式，提供存储机房及设备的功能介绍、配置参数、所处位置在内的基本信息，并请求信息数据模块完成数据库数据读取、解析操作，将所有业务指令响应整理成数据通信指定的.XML文件格式，返回给中间业务层，完成任务；

所述数据采集处理模块采用简单网络管理协议SNMP的代理站访问机房设备IP地址，用于实时地采集相应设备的OID信息，提供虚拟机房可视化监控管理的信息来源。

进一步的，当对所述数据库模块执行查询操作时，则先检查缓存区是否已经

有该结果，若有则立即返回；若是没有，则将业务指令转达给数据库驱动模

块并等待响应，然后将数据返回并缓存；对于非查询操作则直接传达给数据

库中间件，提供管理者的业务请求类型所对应的响应信息。

进一步的，所述OID信息包括设备位置、系统基础信息、运行时间、CPU使

用率、内存使用率、网络流量在内的信息。

一种基于所述系统的B/S架构的虚拟机房可视化监控管理方法，其包括如下步骤：

步骤1)、采用测量工具、单反相机对实地机房进行空间测量和图像采集，并在3Ds MAX建模平台对实地机房及设备进行精确的几何场景建模，保证虚拟模型对象与实地机房1:1对应，误差在厘米级，生成实地机房场景模型；

步骤2)、根据步骤1所述的实地机房三维虚拟模型，通过Unity3D平台实现用户界面层的机房场景可视化漫游及控制功能，采用基于B/S架构的虚拟机房可视化监控管理系统在Web浏览器端运行、展示；

步骤3)、部署Web应用服务器，通过HTTP协议联接用户界面层和业务逻辑层，确定基于Web可视化的人机互动方式；通过相应JSP和Servlet容器、UnityWebPlayer组件及预留的API程序接口连接信息数据层，确定Web服务器下的平台后端数据的访问方式；

步骤4)、采用轻量级数据库JDBC驱动连接业务逻辑层和信息数据层，确定数据传输的方式按照浏览器-服务器-数据库的模式；

步骤5)、部署SNMP代理，采集并上传机房设备的OID参数，进行数据解析和实时传输，通过用户界面层Ajax异步交互引擎，发起业务请求指令和数据无刷新实时推送更新服务，并生成设备运行状态信息的实时动态监测图表；

步骤6)、根据设备状态信息的实时动态监测图表及设备相关OID参数，结合用户服务层所含模块功能，实现机房设备性能状态和告警定位评估。

进一步的，所述步骤6)设备状态监控的具体数据传输步骤如下：

在用户界新建一个XMLHttpRequest的类并向服务器发出一个http请求到服务器端，同时声明一个定时回调函数；

当服务器调解析数据库相应文件并做出响应后，由XMLHttpRequest对象发出异步Ajax请求；

通过创建相应的Servlet程序来响应Ajax请求，然后在页面完成Ajax定时回调方法，并在系统的用户界面实现数据无刷新推送效果；

按照Web浏览器-应用服务器-机房数据库的处理模式，将场景管理信息模块与Web应用技术相结合，弹出相应的信息窗口完成数据的传输过程。

本发明的优点及有益效果如下：

本发明将一种基于B/S架构的虚拟机房可视化监控管理系统可以真实地还原实地机房场景情况，实现了物理设备与虚拟机房信息的传递；通过虚拟机房的可视化交互管理平台，实现了二维数据管理与三维机房场景结合，弥补了现有虚拟机房监管系统的技术不足；通过虚拟机房的可视化交互管理平台，机房信息中心将进入智能化办公管理模式，具备了对机房信息中心的实时监管、协同互动的功能。本发明带来的有益效果有：其一，节省人力资源，大大缓解了人员紧张的情况，为机房运维改革提供了有力的支撑；其二，提高了维护质量和设备运行环境影响，加快了故障处理速度；其三，现场告警能够更加直观，及时地反映到监控中心，为管理人员及运维人员及时赶到现场提供了第一时间，避免了重大事故的发生，大大节约了运行维修成本，并降低了由于人工检修难度和设备老化、信息数据显示等因素而造成的重大影响。

附图说明

图1为本发明提供优选实施例体系架构原理框图；

图2为本发明的机房场景模型效果图；

图3为本发明的机房场景展示效果图；

图4为本发明的场景可视化漫游效果图；

图5为本发明的机房场景信息查询效果图；

图6为本发明的机房设备状态监控模块原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

本发明一种基于B/S架构的虚拟机房可视化监控管理系统，具体包括：用户服务层、业务逻辑层、信息数据层。其中，

用户服务层作为本发明的基于B/S架构的虚拟机房可视化监控管理系统的Web表现层，提供现虚拟机房的三维可视化场景，并通过HTTP协议与业务逻辑层进行数据联动通信；

业务逻辑层部署在Web应用服务器下，负责接收用户服务层提出的请求，调用其相应的JSP和Servlet容器、组件、及系统设计的映射接口程序实现缩放场景、改变视角、信息查询、数据解析的功能，最终完成业务指令的转发及功能调度的传递。

信息数据层用于存储各种数据，包括机房场景的模型文件、场景的属性数据、设备实时运行的采集信息、各种模型的驱动组件、三维场景文件等。通过轻量级的JDBC驱动与业务逻辑层联接，并根据业务层的任务指令类型调度内相关功能组件，从而实时反馈用户界面层的业务请求。

下面对各层中具体功能模块进行详细说明。

机房场景模型

在本实施例中，如图2所示，机房场景模型主作为整个虚拟机房可视化交互管理系统的实施基础，要负责真实还原实地机房及设备(静电地板、墙体建筑、服务器、存储设备、交换机、安全设备、电力设备、安全设备、精密空调等)的轮廓布局情况，并存储于信息数据库中建立机房场景模型与数据信息的联动通信，从而以浏览器/服务器的方式提供给机房管理者一个具有高度实感的虚拟机房场景。进一步机房场景模型效果如图2所示。

机房场景展示模块

在本实施例中，机房场景展示模块负责提供机房的三维可视化展示服务，并独立化管理各个不同的场景，如机房场景中的监控操作室和主机房内某个机柜内部场景。在进入场景中的每个机柜时，它通过Http协议和WebPlayer插件向业务逻辑层发送业务指令，业务层通过访问读取信息数据层的数据库，解析场景模型的信息数据(模型对象ID、配置参数、运行状态及告警提示)，进而完成机房场景的三维可视化展示。机房场景展示效果如图3所示。

场景可视化漫游模块

在本实施例中，场景可视化漫游基于Web端浏览器与机房中间业务层和信息数据层连接，管理者在平台展示界面利用鼠标和键盘组合操作对机房及设备的进行三维漫游；同时，它提供了对机房场景及设备对象的可视化缩放、移动、漫游巡检功能，实现机房场景模型的三维可视化交互操作。进一步场景可视化漫游效果如图4所示。

场景信息查询模块

在本实施例中，场景信息查询模块用于向用户展示机房及设备管理情况，提供机房信息管理，提供虚拟场景中各个设备模型所对应的名称、配置参数、功能使用介绍及所在场景的位置等信息查询服务，确定机房的建设管理、设备分布、功能介绍等场景信息。进一步机房场景信息查询效果如图5所示。

设备状态监控模块

在本实例中，设备监控管理模块与用户服务层的场景信息展示模块、告警定位模块连接，用于响应机房管理者的的信息查询操作指令，根据数据库模块反馈的设备信息与机房场景展示模块联动通信，提供机房运行浏览、设备CPU使用率、内存使用率、网络流量等信息的实时动态监测图表，从而确定机柜及内部设备的性能状态。进一步机房设备状态监控模块原理如图6所示。进一步，本发明所述设备状态监控的具体数据传输步骤如下：

A.在用户界新建一个XMLHttpRequest的类并向服务器发出一个http请求到服务器端，同时声明一个定时回调函数；

B.当服务器调解析数据库相应文件并做出响应后，由XMLHttpRequest对象发出异步Ajax请求；

C.通过创建相应的Servlet程序来响应Ajax请求，然后在页面完成Ajax定时回调方法，并在系统的用户界面实现数据无刷新推送效果。

D.按照Web浏览器-应用服务器-机房数据库的处理模式，将场景管理信息模块与Web应用技术相结合，弹出相应的信息窗口完成数据的传输过程。

场景告警定位模块

在本实施例中，所述告警定位模块与场景信息查询模块、设备状态监控模块联接，该模块根据数据库模块反馈的实时动态监测图表与机房场景展示模块联动通信，确定告警设备所处位置情况；用于对机房相关设备状态的性能、使用情况、老化程度等进行评估，确定相关的机房巡检方案。进一步场景告警定位提示效果如图5所示。

Web应用服务器

在本实施例中，所述Web应用服务器采用Tomcat服务器，用于部署本发明一种基于B/S体系的虚拟机房可视化监控管理平台，提供一种简单的和可管理的对系统资源访问的HTTP协议的实现和数据库连接管理。

用户请求处理模块

在本实施例中，所述用户请求处理模块连接用户服务层和中间业务层的数据通信，负责接收用户服务层提交的请求，并调用信息数据层相关驱动和组件完成用户业务请求指令的转发和解析信息的响应调度，从而实现缩放场景、改变漫游视角、信息查询管理等功能。

场景信息数据接口模块

在本实施例中，所述场景信息数据接口模块连接中间业务层与信息数据层的数据通信，通过相应的JSP和Servlet容器、UnityWebPlayer组件及预留的API程序接口来访问数据层，并获取机房中心的数据并加以数据解析处理，最终完成业务指令的转发及功能调度的传递。

信息数据库模块

在本实施例中，数据库模块采用开源、低成本的MySQL数据库接收和存储数据信息采集处理模块传递来的机房状态信息，并根据管理者的业务请求类型实时地反馈响应信息。

数据库驱动模块

在本实施例中，数据库驱动模块采用轻量级的JDBC驱动，用于赋值外界与数据的连接接口，从而架起信息数据层和中间业务层的场景信息数据接口的数据通信纽带。

属性数据模块

在本实施例中，属性数据模块采用.XML文件存储，提供存储机房及设备的功能介绍、配置参数、所处位置等基本信息。

数据信息采集处理模块

数据采集处理模块主要通过简单网络管理协议(SNMP)的代理站访问机房设备IP地址，并根据设备的IP地址实时地采集相应设备的OID信息(设备位置、系统基础信息、运行时间、CPU使用率、内存使用率、网络流量等)，通过预留的接口程序解析系统参数并存入机房信息数据库，进而提供虚拟机房可视化监控管理的信息来源。用户点击场景信息查询模块，进而触发场景业务指令轮询，信息数据层的SNMP代理主动监测监控设备的管理信息库并获取代表其状态和参数的OID，然后解析、反馈至信息数据层。本方法采集和处理机房设备OID监控参数的具体步骤如下：

1.设定要进行SNMP消息通信的远程主机，使用CommunityTarget对象来表示远程实体；

2.使用IPAddress接口对象来表示指定远程实体的地址，通过实现该接口类的对象向上转型来实例化；

3.通过CommunityTarget以及其父接口中提供的setXX方法来设定远程实体的属性(设定远程实体的SNMP共同体属性、远程实体的地址、超时时间、重传次数、SNMP版本等)；

4.设定使用的传输协议，用TransportMapping接口的对象来表示传输协议(TCP/IP)；

5.调用TransportMapping中的listen()方法，启动监听进程，接收消息，由于该监听进程是守护进程，最后应调用close()方法来释放该进程；

6.创建SNMP对象，用于发送请求PDU；

7.通过ResponseEvent对象来获得SNMP请求的应答PDU，方法：public PDU getResponse()

8.通过应答PDU获得MIB信息(之前绑定的OID的值)，方法：VaribleBinding get(int index)

同时，本发明还提供一种基于B/S架构的虚拟机房可视化监控管理系统的实现方法，包括如下步骤：

1.采用测量工具、单反相机对实地机房进行空间测量和图像采集，并在3Ds MAX建模平台对实地机房及设备(如服务器、存储设备、交换机、安全设备、电力设备、安全设备、精密空调、静电地板、墙体建筑等)进行精确的几何场景建模，保证虚拟模型对象与实地机房1:1对应，误差在厘米级，生成实地机房场景模型。

2.根据步骤1所述的实地机房三维虚拟模型，通过Unity3D平台实现用户服务层的机房场景可视化漫游及控制功能，确定一种在Web浏览器端运行、展示的虚拟机房可视化监控管理平台；

3.根据步骤2所述部署本发明平台的Web应用服务器，通过HTTP协议联接用户界面层和业务逻辑层，确定基于Web可视化的人机互动方式；通过相应JSP和Servlet容器、UnityWebPlayer组件及预留的API程序接口连接信息数据层，确定Web服务器下的平台后端数据的访问方式；

4.根据步骤3所述Web服务器下的系统后端数据的访问方式，采用轻量级数据库JDBC驱动连接中间业务层和信息数据层，确定数据交互传输的方式按照浏览器-服务器-数据库的模式；

5.部署SNMP代理，采集并上传机房设备的OID参数，进行数据解析和实时传输，通过用户界面层Ajax异步交互引擎，发起业务请求指令和数据无刷新实时推送更新服务，数据推送服务响应为5s/次，并生成设备运行状态信息的实时动态监测图表；

6.根据设备状态信息的实时动态监测图表及设备相关OID参数，结合用户服务层所含模块功能(如机房场景展示、场景可视化漫游、场景信息查询、设备状态监控、场景告警定位)，实现机房设备性能状态和告警定位评估。

以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。