专利名称：一种终端状态收集系统及方法
一种终端状态收集系统及方法技术领域
本发明属于信息网络技术领域，具体地说，本发明涉及一种终端状态收集系统及方法。
背景技术：
目前，在互联网环境下开展业务，在数百万、数千台终端设备存在的情况下，平滑地开展业务以及终端维护，面临一个基本问题——终端状态收集困难或不及时。通常情况下，终端状态收集的方式分为如下几种
一、中心服务器轮询采集方式，即状态采集工作站利用SNMP或定制的协议，按照定周期(可配置)轮询各终端设备。这种方式的状态采集时间长、对网络正常流量具有负面影响，适用于终端较少的环境。
二、分布式汇报方式，即各终端设备按照一定模式或随机方式将自身状态发往状态采集工作站。这种方式有可能造成大量的状态汇报报文冲突，从而采集工作站的状态不准确、实用性较差，同样适用于终端较少的环境。
三、树结构采集方式，即以状态采集工作站为根节点，各终端设备构成一棵多级多叉树，叶子节点终端将状态报告给其父节点设备，父节点设备将自身状态叠加后，再向其父节点设备报告，这样逐级向上，直到到达状态采集工作站。这种方式具有如下问题叶子节点终端的状态采集时间长；树结构一旦固定，就不能调整。但其优势则是可处理大量节点设备的情形。
在海量节点数量条件下，既要兼顾节点状态采集及时，又要做到每个节点的额外负担较小，对网络正常流量影响较小。现有的上述三种方式不能有效地解决上述问题，本发明正是针对这一问题的合适系统和方法。发明内容
本发明的目的是综合考虑节点状态收集及时、每个节点的额外负担较小、对网络正常流量影响较小和树结构可动态调整等多方面因素，从而提供一种终端状态收集系统及方法。
为实现上述发明目的，本发明提供的终端状态收集系统包括状态收集工作站、树管理服务器和终端设备节点。所述状态收集工作站指将各设备节点状态收集、存储并显示的设备；所述树管理服务器指维护状态收集工作站以及终端设备节点组成的树拓扑结构、 节点间关系，并在外部要求条件下调整树结构；所述终端设备节点指完成用户特定功能的设备，终端设备节点和状态收集工作站构成以状态收集工作站为根节点的可动态调整的分级分层树，其中状态从叶子节点逐级上报，并经中间节点合并，继续上报，直到到达根节点。
上述技术方案中，所述状态收集工作站可以是一台服务器、PC机或一个服务器机群。
上述技术方案中，所述树管理服务器可以是一台服务器或一个服务器机群。
上述技术方案中，所述终端设备节点可以是服务器、PC机、笔记本、传感器、机顶盒或其他便携设备或可穿戴设备。
为实现上述发明目的，本发明提供的终端状态收集方法，包括如下步骤用于收集树结构形成的步骤、用于树结构调整的步骤和用于状态上报合并的步骤。所述收集树结构形成的步骤进一步包括如下子步骤
1-1)终端设备上线，由用户配置或自动查找系统(如域名系统)定位树管理服务器。
1-2)终端设备联系树管理服务器，请求得到本设备的父节点信息(包括父节点 ID、IP 地址)。
1-3)树管理服务器根据终端设备信息(包括地理位置、所属区域、IP地址)搜索定位该终端设备在树中的位置(即该终端设备的父节点信息)，将该信息发往该终端设备， 并将其插入本地库的树结构之中。
上述技术方案中，所述用于树结构调整的步骤进一步包括如下子步骤
2-1)当树管理服务器判断树中的终端设备数量超过某个预先设定阈值或树的层数超过某个数时，导致的状态报告延时超过系统收集数据要求的条件时，启动该步骤；
2-2)树管理服务器对树的调整包括中间节点分支数即扇出的调整、各节点父节点的调整，最终形成满足状态收集延时要求的更新后的树结构；
2-3)树管理服务器依据更新的树结构通知各终端设备节点其父节点的改变以及子节点的数量；
2-4)终端设备节点改变父节点指针，修改用于存储子节点状态的存储空间；
2-5)终端设备节点调整完毕后，告知树管理服务器；
注终端设备节点调整过程中继续接收原子节点的状态报告，并直接转发给本终端设备节点的父节点，不做 合并处理。
上述技术方案中，所述用于状态上报合并的步骤进一步包括如下子步骤
3-1)终端设备节点接到子节点的状态报告后，将子节点ID、子节点IP以及其状态信息添加到合并状态报文之中。
3-2)判断在该状态收集周期内，子节点设备是否都上报过自身的状态信息，如果是，则直接发送合并报文；如果有某些节点还没有上报自身状态信息，则终端设备节点进一步判断上报时间是否已到，如果已到，则直接发送合并状态报文；如果上报时间没有到，则继续等待上报时间到或收到全部子节点的上报状态报文并做出相应处理。
与目前的终端状态收集实现方案相比，本发明具有如下技术效果本发明采用动态可调整树结构，避免了传统分布式树结构僵化、状态收集时间长的问题；同时在状态上报过程中，是逐级上报的，在中间节点可以加入智能处理功能，这是常规中心式以及分布式汇报方式所没有的；另外，本发明的方案具有收集及时、对现有网络的流量影响较小、每个节点的额外负担较小等优点。
图1本发明的终端状态收集系统实景示意图2本发明实施例某广告公司广告系统应用场景；
图3本发明的树结构状态收集系统图4是本发明的终端状态收集系统的组成框图5是本发明的终端状态收集方法的组成框图6是本发明的本发明的收集树结构形成步骤的流程图7是本发明的树结构调整步骤的流程图8是本发明的状态上报合并步骤的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的内容作进一步详细介绍。
现有技术的终端状态采集方案中，均采用中心式采集、分布式汇报或固定树结构方式；本发明为了达到节点状态收集及时、每个节点的额外负担较小、对网络正常流量影响较小和树结构可动态调整等多方面目标，提供一种技术方案。
本发明用于需要及时了解海量终端节点状态，以便提供特定服务的广域网络场景中，本发明结合了树结构的状态报告对网络影响小的优点，避免了中心式采集的时间延迟以及传统分布式丢包严重等问题，提高了状态收集的响应时间，具有易扩展的能力。
本实施例中，本发明提供的终端状态收集系统如图4所示，包括状态收集工作站11、树管理服务器12和终端设备节点13。所述状态收集工作站11指将各设备节点状态收集、存储并显示的设备；所述树管理服务器12指维护状态收集工作站以及终端设备节点组成的树拓扑结构、节点间关系，并在外部要求条件下调整树结构；所述终端设备节点13指完成用户特定功能的设备，终端设备节点和状态收集工作站构成以状态收集工作站为根节点的可动态调整的分级分层树，其中状态从叶子节点逐级上报，并经中间节点合并，继续上报，直到到达根节点。
如图1所示，本实施例中的所述状态收集工作站可以是一台服务器、PC或一个服务器机群。
所述树管理服务器可以是一台服务器或一个服务器机群。
所述终端设备节点可以是服务器、PC、笔记本、传感器、机顶盒以及其他便携设备或可穿戴设备。
实施例
下面结合更加具体的应用场景说明终端状态收集方法。如图2所示，本实施例提供的一个应用场景一家广告公司在三个城市分别部署了 13台机顶盒，该公司在总部有一台状态收集工作站，一台树管理服务器。该公司管理部门要求终端状态具有I分钟间隔的准确度。依据图论，树结构管理服务器在接收到所有机顶盒的信息后，将中间机顶盒节点、 状态收集工作站的扇出定为3，这样就形成图3的树结构状态收集系统。
本实施例提供的终端(即机顶盒)状态收集方法，如图5所示，包括如下
步骤101,收集树结构形成步骤。
步骤102，树结构调整步骤。
步骤103，状态上报合并步骤。
其中，所述步骤101的收集树形结构形成的步骤包括如下子步骤
步骤201，终端设备(机顶盒)上线，由用户配置或自动查找系统(假定采用域名系统，如tree-server. nnmcad. cn (树管理服务器的域名))定位树管理服务器，其中该处的用户配置或自动查找系统为现有技术在此不做赘述。
步骤202，某终端(机顶盒)设备联系树管理服务器，请求得到该设备的父节点信息(包括父节点ID、IP地址)。
步骤203，树管理服务器根据步骤2的终端设备信息(包括地理位置、所属区域、 IP地址)搜索定位该终端设备在树中的位置(即该终端设备的父节点信息)，将该信息发往该终端设备，并将该终端设备插入本地库的树结构之中。
上述技术方案中，所述树结构调整步骤如图7所示，步骤进一步包括如下子步骤
步骤301，判断的步骤。当树中的终端设备(机顶盒)数量超过某个阈值或树的层数超过某个数(假如由于公司发展，每个城市的机顶盒数量增加到21台)，导致状态报告延时超过系统收集数据的要求(比如系统收集数据的时延要求为I分钟,而现在形成的树结构中节点的状态报告延时是1. 5分钟)时，树管理服务器触发树结构调整步骤，具体树结构调整步骤为
步骤302，树管理服务器对树的调整包括中间节点分支数即扇出的调整(依据上述条件，调整为4)、各节点父节点的调整，形成满足状态收集延时要求的树结构。
步骤303，树管理服务器通知各终端设备(机顶盒)节点其父节点的改变以及子节点的数量。
步骤304，终端设备(机顶盒)节点改变父节点指针，修改用于存储子节点状态的存储空间。
步骤305，终端设备(机顶盒)节点调整完毕后，告知树管理服务器。
注终端设备(机顶盒)节点调整过程中继续接收原子节点的状态报告，并直接转发给本终端设备(机顶盒)节点的父节点，不做合并处理。
上述技术方案中，所述状态上报合并步骤如图8所示，该步骤进一步包括如下子步骤
步骤401，终端设备(机顶盒)节点接到子节点的状态报告后，将子节点ID、子节点IP以及其状态信息填加到合并状态报文之中；进入以下步骤
步骤2，判断在该状态收集周期内，子节点设备是否都上报过状态，如果所有子节点设备都上报过状态信息，则直接发送合并报文；如果还存在没有上报状态信息的节点，则终端设备节点进一步判断上报时间是否已到，如果上报时间已到，则直接发送合并状态报文；如果上报时间未到进入下个步骤；
步骤3，转入上个步骤。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种终端状态收集系统，该系统形成的树结构能够被动态调整，所述系统包含一台状态收集工作站和若干终端设备节点，其特征在于，所述系统还包含一台树管理服务器；所述树管理服务器，用于维护所述状态收集工作站以及终端设备节点组成的树结构和各个终端设备节点间关系，并能够响应外部要求调整所述树结构的命令；其中，所述终端设备节点与所述树管理服务器交互通信获知其父节点，确定该终端设备节点在树结构中的位置，并将其插入树结构中；所述树结构以状态收集工作站为根节点、以各个终端设备为中间节点和叶子节点。
2.根据权利要求1所述的终端状态收集系统，其特征在于，所述树管理服务器根据终端设备的地理位置、所属区域和IP地址搜索定位该终端设备在树中的位置，即确定其父节占.所述中间节点还设置有合并模块，用于合并子节点状态逐级上报的信息，并继续上报，直到到达所述根节点。
3.根据权利要求1或2所述的终端状态收集系统，其特征在于，所述树管理服务器进一步包含如下单元判断模块，用于判断是否存在由于所述树结构中的终端设备数量超过某个阈值或树的层数超过某个数，导致了叶子节点的状态报告延时超过系统收集数据的要求，如果超过系统收集数据要求的延时，则启动动态调整所述树结构，否则维持原有的树结构；生成更新树结构的模块，用于生成包括中间节点分支数即扇出的调整、各终端设备节点父节点的调整，形成满足状态收集延时要求的新的树结构；通知下发模块，用于依据所述的新的树结构通知各终端设备节点其父节点的改变以及子节点的数量；更新结构反馈接收模块，用于接收终端设备节点调整完毕后的反馈信息。
4.根据权利要求3所述的终端状态收集系统，其特征在于，所述终端设备节点在调整过程中继续接收其原来子节点的状态报告，并直接转发给本终端设备节点的父节点。
5.—种终端状态收集方法，该方法能够动态调整树结构采集方式形成的树结构，所述方法包含步骤1，用于收集各个终端设备节点状态信息，生成树结构的步骤；步骤2，当满足条件时，用于对上步骤形成的树结构进行调整的步骤；步骤3，用于状态上报合并的步骤；其中，所述树结构以状态收集工作站为根节点、以各个终端设备为中间节点/子节点的能动态调整的分级分层树结构。
6.根据权利要求5所述的终端状态收集方法，其特征在于，所述步骤I进一步包含1-1)终端设备上线，定位树管理服务器；1-2)终端设备联系树管理服务器，请求得到本终端设备的父节点信息；1-3)树管理服务器根据终端设备信息搜索定位该终端设备在树中的位置信息，将所述位置信息发往该终端设备，依据位置信息将该终端设备插入本地库的树结构之中。
7.根据权利要求6所述的终端状态收集方法，其特征在于，所述父节点信息包括父节点ID和/或IP地址；所述终端设备信息包括地理位置、所属区域和/或IP地址；所述位置为确定所述终端设备的父节点信息。
8.根据权利要求5或6所述的终端状态收集方法，其特征在于，所述步骤2进一步包含2-1)确定何时启动调整树结构的步骤，当状态报告延时超过系统收集数据的要求时启动调整树结构的步骤；2-2)依据满足状态收集延时要求确定调整元素的步骤，调整的元素包括所述树结构的中间节点分支数即扇出的调整和各终端设备节点父节点的调整；2-3)树管理服务器通知各终端设备节点其父节点的改变以及子节点的数量；2-4)终端设备节点改变父节点指针，修改用于存储其子节点状态的存储空间；2-5)终端设备节点调整完毕后，告知树管理服务器；其中，当所述终端设备节点在调整过程中继续接收原子节点的状态报告，并直接转发给本终端设备节点的父节点。
9.根据权利要求5所述的终端状态收集方法，其特征在于，所述步骤3进一步包含3-1)终端设备节点接到子节点的状态报告后，将子节点ID、子节点IP及其状态信息填加到合并状态报文之中；3-2)判断在该状态收集周期内，子节点设备是否都上报过状态，如果是，则直接发送合并报文；如果还存在没有上报状态设备的子节点，进入下步；3-3)终端设备节点进一步判断上报时间是否已到，如果上报时间到，则直接发送合并状态报文；如果上报时间还未到，进入下步；3-4)转步骤3-2。
全文摘要
本发明提供了一种终端状态收集方法及系统，所述方法能够动态调整树结构采集方式形成的树结构，所述方法包含用于收集各个终端设备节点状态信息，生成树结构的步骤；当满足条件时，用于对上步骤形成的树结构进行调整的步骤；用于状态上报合并的步骤；其中，所述树结构以状态收集工作站为根节点、以各个终端设备为中间节点/子节点的能动态调整的分级分层树结构。所述终端状态收集系统包含一台状态收集工作站和若干终端设备节点，其特征在于，所述系统还包含一台树管理服务器；所述树管理服务器，用于维护所述状态收集工作站以及终端设备节点组成的树结构和各个终端设备节点间关系，并能够响应外部要求调整所述树结构的命令。
文档编号H04L12/24GK103023680SQ20111028701
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者王玲芳, 王劲林, 程钢 申请人:中国科学院声学研究所, 上海尚恩华科网络科技股份有限公司