一种基于web实现网络优化设备组网监控的方法与流程

本发明涉及光纤通信和无线通信领域，尤其涉及一种基于web实现网络优化设备组网监控的方法。

背景技术：

随着社会发展，通信网络需求越来越大。数字光纤直放站中组网的设备越来越多，系统的操作维护也变得越来越复杂，在操作中就更加的容易出现错误操作等问题。目前在数字光纤直放站设备中，虽然存在组网拓扑图，但是存在着一定的问题。如显示不够直观，组网中的准确性不能得到保证，操作起来不够方便，快捷。导致工程维护难度还是很大。本发明提出在系统中增加web组网监控之后，可以使设备组网更加直观的显示，并且能保证组网的准确性，可以通过一键访问组网系统中的其他设备，使访问设备更加的方便快捷，减少工程维护难度，降低成本。

但是，web监控组网实现还存在多方面的技术难点，例如怎样将整个组网系统中获取的设备参数，能够根据mac地址和光口信息将设备按照实际连接的组网，准确唯一地将设备信息进行组网拓扑图的展示；怎样实现对组网上的设备进行一键访问。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术缺点，提出了一种基于web实现网络传输设备组网监控的方法。

本发明技术方案提供一种基于web实现网络优化设备组网监控的方法，用于对数字光纤直放站中组网的设备进行监控，所述设备包括近端设备mu、扩展设备eu和远端设备ru，mu主控获取eu的参数，eu获取ru的参数，mu主控通过共享内存将组网参数按照设备组网顺序通过共享内存发送到muweb，web底层将组网参数进行逻辑处理，将设备参数按照实际系统组网的方式通过拓扑图进行显示，从而实现设备组网的监控；实现过程包括以下步骤，

步骤s1，eu通过datalink链路对连接在eu上的ru进行参数查询，ru进行回应；

步骤s2，mu主控通过有线udp广播查询系统中所有eu信息，eu进行回应；

步骤s3，根据mac地址的唯一性，mu主控将查询到的有效eu参数依次放入组网结构体中存储；

步骤s4，muweb通过共享内存进行组网参数查询，确定拓扑图中每一个节点的设备信息进行以及节点连接方式；

步骤s5，muweb通过拓扑图显示组网设备的设备参数，支持通过点击ip地址对设备实现一键访问操作。

而且，步骤s1中，eu检测自身的光口在位状态，根据在位状态使用datalink链路发送ru查询帧结构进行ru参数查询，其中所述查询帧结构中包括固定的帧头帧尾、循环冗余校验crc、转发应答标志和端口号；ru根据查询帧进行回应参数给eu，eu根据帧结构进行判断是否为需要查询的ru帧，将有用帧取出放到结构体中存储，其中取出的有效参数包括ip地址、mac地址、光口号和设备编号。

而且，步骤s2中，mu主控根据全光协议帧结构通过有线udp进行广播查询eu信息，eu根据对应的帧结构进行回应，mu根据光口信息判断是否广播成功，根据广播成功的帧结构进行解析，取出组网需要的eu的ip地址、mac地址、光口号和设备编号，然后根据光口状态取出有效的eu标志位；通过对光模块以及光纤的连接状态，给出相应的标志位用来判断光口上连接设备的故障信息。

而且，步骤s3中，根据mac判断当前mac地址的eu设备是否已经存在于组网参数中，如果存在将eu参数进行更新，如果当前eu设备不存在组网参数中，将当前eu设备组网参数存放到组网参数结构体空闲位置中，作为拓扑图中一个新的节点。

而且，步骤s4中，muweb中通过共享内存读取本端mu的设备参数存放到相应的数组中，作为web组网图拓扑图中的第一个节点；

web底层通过共享内存得到组网参数中的mac地址和上一级的mac地址，用来判断当前的设备应当存放于当前拓扑图的哪一个节点上，将确认节点位置的设备参数取出分别存放到相应的数组中；

如果当前确认节点的设备为eu，则继续判断eu的光口上是否连接有ru，如果存在ru，则将ru的参数取出，分别存放到对应的数组中，直到将所有的设备参数都取完。

而且，步骤s5中，在muweb的拓扑图显示页面上，每一个设备在拓扑图中都是一个节点，其中mac地址和父mac地址是用来进行节点之间连接所使用，当设备的父mac地址与其它设备的mac地址相等，则将当前节点连接在与父mac相当的节点上；当所有的设备全部连接信息显示时完成网络设备组网。

而且，步骤s5中，所述ip地址由mu主控通过dhcp广播下发到每一个设备，ip地址根据当前设备个数进行自动编号。

本发明所述的一种基于web实现网络优化设备组网监控的方法，能够实现只需要在近端通过一键点击就可以直观的知道整个系统的组网方式，并且通过拓扑图中节点显示的ip地址进行一键访问节点设备，可以对当前节点设备具体的参数状态进行查询和设置。同时可以直观的看到每台设备上连接有几台设备，设备类型，所接光口号，是否故障。并且由于每一个设备的mac地址是唯一的，所以通过此方法生成的拓扑图具有很好的容错性和唯一性。在工程开通维护时，不需要到每一个站点现场对设备进行参数修改调试，只需要在机房近端设备中进行一键操作即可，节省工程开通时间，减少工程维护难度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种数字光纤直放站系统组网图；

图2为本发明实施例提供的一种系统组网数据获取的基本结构图；

图3为本发明实施例mu主控组网参数获取流程图；

图4为本发明实施例muweb底层实现组网监控流程图；

图5为本发明实施例muweb拓扑图监控的系统组网图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出了一种基于web实现网络优化设备组网监控的方法，该方法web进程与主控进程之间数据传输的方式通过共享内存来实现。对设备组网监控的功能是通过web拓扑图来实现的。使用web拓扑图实现设备组网的监控和显示，使设备组网的系统看起来更加明朗和清晰，同时对设备的实时监控和参数看起来更加直观。

共享内存区是最快的ipc形式。一旦这样的内存映射到共享它的进程的地址空间，这些进程间数据传递不再涉及到内核，换句话说是进程不再通过执行进入内核的系统调用来传递彼此的数据。在本系统中web和主控分别是两个进程，所以通过共享内存的方式进行通信。

使用web拓扑图对直放站设备进行组网监控之后，通过web拓扑图，可以直观的看到每台设备在系统中的位置，上下级分别连接有什么设备，每台设备上连接了几台设备，连接到设备的光口信息；同时可以看到每台设备的ip地址；设备编号；设备类型；设备是否故障以及故障原因等。同时通过点击拓扑图上看到的设备ip地址可以对当前设备进行一键访问。并且因为设备之间使用mac地址进行的拓扑连接具有唯一性，使设备避免了出现拓扑组网错误。使用web对直放站组网监控之后，只需要有pc机在近端就可以查看到整个系统组网情况，进行操作，不用跑到每个设备地方进行复杂的操作，这样可以减少工程维护以及故障排查等问题，降低工程维护难度和节约成本。

本发明实施例提出一种基于web实现网络优化设备组网监控的方法包括：mu(近端)设备，eu(扩展)设备，ru(远端)设备，准确mu-近端主机接入单元；eu-扩展单元；ru-远端拉远单元。mu在主控(应用层)获取eu参数，eu获取ru参数，mu主控将组网参数按照一定的顺序(设备实际级联的顺序，即mu为第一级，mu光口连接的设备为第二级等，依次类推)通过共享内存将数据发送到muweb，web底层将组网参数进行逻辑处理，将设备参数按照实际系统组网的方式通过拓扑图进行显示，从而实现设备组网的监控。

按照设备实际级联的顺序，组网参数通过mac地址过滤之后依次存放到结构体中，然后进行发送。

具体地，所述方法包括以下步骤：

步骤s1：组网中所需的ru参数ip地址，mac地址，光口号，设备编号，可以通过多种方法得到，但是在本发明中选用一种最优的方法：eu通过datalink链路对连接在eu上的ru进行参数查询，ru进行回应；同时通过设备上光口状态获取组网中所需的参数故障信息。

具体为：

datalink链路即点对点的光通信通道。开始eu检测自身的光口在位状态，根据在位状态使用datalink链路发送ru查询帧结构进行ru参数查询，其中所述查询帧结构中包括固定的帧头帧尾，循环冗余校验crc，转发应答标志，端口号等固定信息；ru根据查询帧进行回应参数给eu，eu根据帧结构进行判断是否为需要查询的ru帧，将有用帧取出放到结构体中存储，其中取出的有效参数有ip地址，mac地址，光口号，设备编号。eu通过检测自身光口状态信息，根据光口是否连接有光纤，光模块异常等信息进行判断给出标志位，用于判断eu光口上连接设备的最原始故障信息，从而得到组网所需的故障信息标志位。

步骤s2：组网中所需的eu参数ip地址，mac地址，上级mac地址(父mac)，光口号，设备编号，可以通过多种方法获取，但是在本发明中选用一种最优的方法为：mu主控通过有线用户数据报协议udp广播查询整个系统中所有eu信息，eu进行回应；同时通过光口状态判断连接设备的故障信息。

具体为：

mu主控通过有线udp广播查询时，查询帧发出之后立马会收到回应帧。mu主控根据全光协议帧结构通过有线udp进行广播查询eu信息，eu根据对应的帧结构进行回应，mu根据光口信息判断是否广播成功，根据广播成功的帧结构进行解析，取出组网需要的eu的ip地址，mac地址，光口号，设备编号。然后根据光口状态取出有效的eu标志位。通过对光模块以及光纤的连接状态，给出相应的标志位用来判断光口上连接设备的故障信息。

步骤s3：根据mac地址的唯一性，通过mac地址将当前系统中所有eu参数进行过滤。mu在获取到所有设备参数时没有先后顺序，所以需要通过mac地址来进行过滤，将过滤的参数实现按设备实际级联的顺序进行存储。在系统中每一个设备的mac地址都是唯一的，所以在进行判断是否为组网设备以及设备在组网系统中存放位置的时候，使用mac地址判断这种方式进行获取可以保证避免设备在进行生成拓扑图出现重复性。具体方法为根据mac判断当前mac地址的eu设备是否已经存在于组网参数中，如果存在将eu参数进行更新，从此处保证拓扑图参数实时更新；如果当前eu设备不存在组网参数中，将当前eu设备组网参数存放到组网参数结构体空闲位置中，作为拓扑图中一个新的节点。

实施例系统的mu组网数组中，定义最多组网设备为256个。mu应用层将查询到的有效eu数据根据最大组网要求对获取到的eumac地址进行判断，根据mac地址判断当前mac地址的eu设备是否已经存在于组网参数中，如果存在将eu参数更新；如果不存在，则将当前eu设备组网参数存放到组网参数结构体的空闲位置中。

步骤s4：在web底层，确定拓扑图中每一个节点的设备信息进行以及节点连接方式。确定每一个节点的设备信息的方法为：muweb通过共享内存进行组网参数查询。

mu应用层将eu和ru的参数通过结构体数组的方式进行存储，通过共享内存的方式将数据发送给web，web通过共享内存实时更新读取数据，当web通过共享内存读取本端的mu参数，包括ip地址、设备类型和mac地址，将mu主控信息获取的设备类型，ip地址，mac地址存储到新的数组中，作为拓扑图中的第一个节点。

然后，web底层通过共享内存得到的组网参数中的mac地址和上一级的mac地址，用来判断当前的设备应当存放于当前拓扑图的哪一个节点上。将确认节点位置的设备参数取出分别存放到相应的数组中。即将mu的mac地址用来与组网设备eu的父mac地址进行比较，用来判断当前eu连接在拓扑图上节点的位置，如果确认了节点位置，取出当前eu的设备类型，ip地址，mac地址，光口号等参数，依次存放到对应的数组中，然后对当前设备故障信息的标志位进行判断，用来对当前设备节点的颜色显示。

如果当前确认节点的设备为eu，则根据光口信息判断eu的光口上是否连接有ru，如果存在ru，则将ru的设备类型，ip地址，mac地址，光口号等参数，依次存放到对应的数组中。然后对当前设备故障信息的标志位进行判断，用来对当前设备节点的颜色显示。直到将eu上的光口信息判断完毕。

步骤s5：web拓扑图显示组网设备的设备类型，设备编号，ip地址，光口号；通过点击ip地址对设备实现一键访问操作。具体为：

具体实施时，在muweb拓扑图显示页面中，可通过html语言对需要显示的拓扑图展示的形式，颜色，节点大小进行定义。通过嵌入式webserver中的查询函数进行查询，将函数返回值存放到页面定义的数组中，并将数组中的字符串取出，放到相应的树形节点位置进行显示。

在web页面上每一个设备在拓扑图中都是一个节点，其中mac地址和父mac地址是用来进行节点之间连接所使用，当设备的父mac地址与其它设备的mac地址相等，则将当前节点连接在与父mac相当的节点上；设备类型，设备编号是让用户能够更加直观的分辨设备；光口号是让用户知道当前设备是连接在上一级设备的哪一个光口。故障信息是通过当前节点不同的颜色进行区分，如当显示为绿色表示设备正常，灰色表示光口异常，红色表示告警等，此处可以通过不同的需要显示不同的颜色，可以不限于本方案中所写。当所有的设备全部连接信息显示即完成网络优化设备组网。

ip地址在拓扑图上的显示，让用户可以通过mu一键访问当前节点设备；其中ip地址是mu主控通过dhcp广播下发到每一个设备，ip地址根据当前设备个数进行自动编号。其他设备在广播得到ip地址之后，用来当web访问的ip地址。从而在web拓扑图中实现一键访问。

图1为本发明提供的一种数字光纤直放站系统组网图。如图1所示，本系统组网主要有mu(近端主机接入单元)、eu(扩展单元)、ru(远端单元)组成。mu上有4个光口(spf1、spf2、spf3、spf4)主要是用来与eu进行连接，eu上有8个光口(spf1～spf8)，第1个光口用来与mu进行连接，第2个光口用来级联eu，第3个到第8个光口用来与ru连接，ru上有2个光口，两个都可以用来接eu，但是ru上两个光口不能同时接eu，由此可以看出组网系统很庞大，管理起来很复杂。

在本实施例的系统组网中。mu直接级联的eu为两个，命名为eu1和eu2，eu1连接在光口1上，e2连接在光口4上。eu1级联两个ru和一个eu，分别命名为ru1，ru2和eu3，ru1连接在光口7上，ru2连接在光口8上，eu3连接在光口2上。eu2级联两个ru和一个eu，分别命名为ru3，ru3和eu4，ru3连接在光口7上，ru4连接在光口8上。eu4连接在光口2上。eu3上级联两个ru，分别命名为ru5和ru6，连接在光口7和光口8上。eu4上级联三个ru，分别命名为ru7，ru8和ru9，ru7连接在光口6上，ru8连接在光口7上，ru9连接在光口8上。每个设备的连接都是通过光纤和激光器进行连接，在系统中形成组网。需要说明的是，在实际使用中每个设备的级联个数是根据实际情况而定的，并不限于本实施例中组网模式。可见，设备在实际使用中是有很多的，而且mu下级联的设备并不都在同一个地方，所以维护起来非常不方便。为了更好的对设备进行操作和维护，提出本方案。

图2为本发明实施例提供的一种系统组网数据获取的基本结构图。基于mucpu实现mu主控，mu主控用于实现mu单盘的功能，同时与eu和ru进行通信。muweb是实现设备的所有功能显示，同时对系统组网实现拓扑图显示。muweb只与mu主控进行通信，不与其它单盘进行直接通信。如图2所示，muweb与mu主控通过共享内存进行通信获取所需要的参数；mu主控通过有线udp向链路上所有的eu进行广播查询命令，eu给mu进行回应命令；eu通过datalink向与它连接的ru发送查询命令，ru给eu进行回应命令。具体的实现过程可为：

步骤1：muweb拓扑图显示页面，通过javascript对拓扑图树形结构的网元函数进行编写，主要是对树形节点与节点的连接和ip访问部分进行编写；然后在通过html语言对树形节点的参数显示的位置，节点的坐标，框框大小，参数个数等进行定义规划。编辑树形节点参数获取函数，在页面进行刷新时，通过goahead查询函数获取web底层返回参数。web底层函数调用时，通过共享内存中定义的结构体获取组网需要的参数，对获取的参数进行处理之后，返回到web页面。在拓扑图中，根据父mac地址和mac地址进行节点之间的连接。通过ip地址对当前节点的设备进行一键访问。

步骤2：mucpu通过有线udp广播方式根据全光协议帧结构发送到链路上所有eu，进行eu参数信息查询，eu根据帧结构给出回应，eu将自己和级联在设备上的ru组网信息发送给mu，eu发送给mu的组网参数包括ip地址，mac地址，上一级mac地址，光口号，设备编号以及设备故障信息。同时mu通过广播发送方式对eu进行设备编号，通过dhcp向组网中所有的设备广播发送ip地址。组网的设备在收到ip地址之后将ip作为本设备web访问的ip地址。

步骤3：eu检测自身的光口在位状态，根据在位状态使用datalink链路发送ru查询帧结构进行ru参数查询，其中所述查询帧结构中包括固定的帧头帧尾，crc，转发应答标志，端口号等固定信息；ru根据查询帧进行回应参数给eu，eu根据帧结构进行判断是否为需要查询的ru帧，将有用帧取出放到结构体中存储，其中取出的有效参数有ip地址，mac地址，光口号，设备编号。eu通过检测自身光口状态信息，根据光口是否连接有光纤，光模块异常等信息进行判断给出标志位，用于判断eu光口上连接设备的最原始故障信息，从而得到组网所需的故障信息标志位。

图3为本发明实施例提供的mu主控组网参数获取流程图。如图3所示，mu广播查询eu参数，判断光口是否有eu接入，如果没有则不进行处理；如果有eu接入，则判断光口接入数据是否有回应，如果没有回应，此时在组网时认为设备故障，设立故障标志位参数，将标志位参数存储到结构体中，用于组网设备拓扑图中故障信息显示；如果有回应，根据当前mac地址和父mac地址判断设备是否已经接入到组网设备中，如果已经接入了，则将数据进行更新；如果没有接入，根据最大组网256个设备判断组网数组中是否有空位，如果没有则直接返回；如果有，则将eu参数存放到组网结构体中；直到所有eu判断完成结束。mu将自身的mac地址作为连接到自身设备的父mac地址，存放到组网数组中。

实施例中具体定义两个组网结构体，分别定义eu参数结构体和ru参数结构体。

eu参数结构体中有以下元素：

设备是否故障的标识位：1表示正常，0表示故障；上连光口号，该值决定是否接入了eu设备，不管现在是否在位；eu设备编号；eu设备的父mac；eumac地址；eu上一级ip地址；ru的基本信息；

ru参数结构体中有以下元素：

设备是否故障的标识位：1表示正常，0表示故障；上连光口号,该值决定是否接入了ru设备，不管现在是否在位；ru设备编号；ru设备的父mac；rumac地址；ru上一级ip地址；ru设备ip地址。

图4为本发明实施例提供的web底层实现组网监控流程图，如图4所示，包括以下步骤，

s1：muweb从共享内存查询mu主控部分参数以及设备组网结构体参数。

s2：web底层查询函数从共享内存查询到得mu部分参数为ip地址，mac地址，光口号，设备编号等信息；分别以字符串的形式往数组中存放，作为组网拓扑图中的第一个节点，mac地址存放到新的数组中用来作为s5中判断mac地址是否相等中的上一级mac地址；

s3：web底层函数根据eu组网参数光口号判断mu上是否有eu接入，如果没有eu接入，进入s4；有eu接入，进入s5；

s4：返回循环的开始，重复执行s3；

s5：根据设备是否取出的标志判断设备是否没有被取出，并且设备的上一级mac地址与父mac地址相等，如果没有被取出，并且mac地址相等，进入s7，通过此方法可以保证每一个设备不会进行重复组网；如果没有被取出，并且mac地址不相等，或其他，否则进入s6不执行，参数继续存储；

s7：取出设备参数信息分别存储到相应的指针中，指针地址+1；将mac地址存储到s2中mumac地址存放的数组中，当做s5中的上一级mac。之后根据故障信息进行判断设备是否故障，如果故障进入s8，没有故障进入s9，设备信息正常显示；

s8：设备故障将对应设备节点的拓扑图框显示灰色，将故障信息颜色标识存放到相应的指针中，指针地址+1，进入s10；

s9：设备没有故障，将对应的设备节点的拓扑图框显示绿色，将非故障信息颜色标识存放到相应的指针中，指针地址+1，进入s10；

s10：eu信息处理完之后，根据光口信息判断当前eu是否接入ru，如果有ru接入，进入s11；如果没有ru接入，重复s10；

s11：取出设备参数信息分别存储到相应的指针中，指针地址+1；之后根据故障信息进行判断，如果故障进入s12，没有故障进入s13；

s12：设备故障将对应设备节点的拓扑图框显示灰色，将故障信息颜色标识存放到相应的指针中，指针地址+1，进入s14；

s13：设备没有故障，将对应的设备节点的拓扑图框显示绿色，将非故障信息颜色标识存放到相应的指针中，指针地址+1，进入s14；

s14:将所有在组网之内设备参数，组网中设备总数为mu加eu加ru总数，分别按照参数类别返回到web页面中；

具体实施时，可采用软件技术实现自动运行流程。

图5为本发明实施例提供的web拓扑图监控的系统组网图，如图5所示：

在web页面使用嵌入式webserver中的goahead查询函数进行查询，将查询返回的组网各参数进行解析之后，根据解析出来的mac地址和父mac地址作为节点和父节点进行拓扑图中每一个节点之间的连接点；设备类型，光口号，设备编号ip地址以及故障信息作为显示。将所有组网设备连接之后生成如图5所示的拓扑图。拓扑图中节点个数根据实际组网中设备个数可以进行改变，且拓扑图的展示形式也可以发生改变。可以通过拓扑图中ip地址对节点上的设备进行一键访问，对节点设备所有参数进行查询和设置。图5中各设备的参数取值为具体举例，本文不予赘述。

在拓扑图生成之后，如果中间某一个节点设备出现故障，它的下一级设备不会因此而消失，因为设备的连接是通过mac地址连接，而mac地址是会保存在mu上，且进行访问的ip地址是通过mu进行dhcp广播，广播之后的ip地址也不会发生变化，所以不会因为中间某一个节点故障，而导致它的下一个节点在已经生成的情况下消失。此为本发明的一个特点。

根据图5和图1进行比较，一键生成拓扑图看起来更加的直观，通过mac地址进行连接的拓扑图可以保证拓扑图的容错性，唯一性。并且显示出来的形式比实际组网更加清晰明了，减少使用过程中因为设备过多，重复查找设备连接状态，增加工作量的问题；通过ip地址一键访问节点设备也为操作带来简便；减少工程维护难度，降低工程开通成本。

以上所述仅为本发明的若干实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。