網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)在空管信息化網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

沈爾斌

摘要：航空發(fā)展進(jìn)程加快，我國(guó)航空技術(shù)革新，在近年來(lái)向著高速、高質(zhì)量、實(shí)時(shí)、全新空管信息化方向發(fā)展?？展苄畔⒒W(wǎng)絡(luò)建設(shè)的核心技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)，本文選取網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)作為研究對(duì)象。主要針對(duì)空管信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行分析，詳析網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)在空管信息化網(wǎng)絡(luò)中的具體應(yīng)用。首先明確空管信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的現(xiàn)狀，明確現(xiàn)狀和存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上指出網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，就其在空管信息化網(wǎng)路建設(shè)中的具體應(yīng)用進(jìn)行詳述。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù);空管信息化;網(wǎng)絡(luò);應(yīng)用

引言

2018年在京舉辦的信息化新技術(shù)研討會(huì)的主題是民航空管系統(tǒng)，提出要“向技術(shù)要效益、要效率、要安全”，希望在安全發(fā)展的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)民航空管系統(tǒng)進(jìn)一步信息化發(fā)展。在十九大中也提出了“智慧社會(huì)”的發(fā)展方向，對(duì)于空管信息化而言，也必須要不斷引入先進(jìn)技術(shù)，保證安全的同時(shí)提升服務(wù)品質(zhì)，推動(dòng)智慧空管建設(shè)?？展苄畔⒒W(wǎng)絡(luò)的建設(shè)核心關(guān)鍵是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，只有在高水平網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)支持，高質(zhì)量軟硬件配備的基礎(chǔ)上，才能構(gòu)筑高水平、高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，為航空監(jiān)管效率的提升奠定基礎(chǔ)，推動(dòng)航空行業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)范化發(fā)展。

1. 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)及我國(guó)空管信息化建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 我國(guó)空管信息化建設(shè)現(xiàn)狀

我國(guó)目前航空公司的空管網(wǎng)絡(luò)中主要采用企業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)以及ATC通信網(wǎng)絡(luò)，逐步完善網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，基礎(chǔ)建設(shè)也穩(wěn)步推進(jìn)為信息系統(tǒng)發(fā)展保駕護(hù)航，目前已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步得到新突破。以某航空公司為例，在對(duì)其通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)查和分析中發(fā)現(xiàn)，結(jié)合大型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的用戶終端超過(guò)28000臺(tái)。以該航空公司為代表的民航企業(yè)也不斷加強(qiáng)信息管理、完善信息服務(wù)，于此同時(shí)還開(kāi)始著手民航企業(yè)的運(yùn)維管理工作、財(cái)政管理工作，期望在這幾年以及未來(lái)能夠形成完善的民航管理服務(wù)體系。雖然我國(guó)不斷推進(jìn)空管信息化建設(shè)，但就和英美這些發(fā)達(dá)國(guó)家的建設(shè)相比還具有一定差距和不足。我國(guó)民航空管系統(tǒng)建設(shè)的不足不僅僅是技術(shù)水平的不足，更重要的原因是信息的壟斷和信息高度封閉。在我國(guó)未來(lái)民航發(fā)展當(dāng)中必須要進(jìn)一步提升信息資源深度，引入EAT技術(shù)提升信息化建設(shè)的廣度和網(wǎng)絡(luò)化的深度，進(jìn)一步提升我國(guó)航空信息化建設(shè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在信息化穩(wěn)步推進(jìn)的同時(shí)還應(yīng)該同步發(fā)展網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，本文也是希望就民航系統(tǒng)、空管系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行研究分析。

1.2 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)在空管信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的必要性及意義

1.2.1 監(jiān)控即時(shí)通信系統(tǒng)

我國(guó)航空建設(shè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，也具有較多的研究和數(shù)據(jù)，調(diào)查和研究結(jié)果展示BQQ服務(wù)軟件是目前我國(guó)大多數(shù)航空公司應(yīng)用的即時(shí)通信系統(tǒng)。因此在目前航空系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)發(fā)展中，必須要注重BQQ服務(wù)軟件監(jiān)控工作。在當(dāng)前即時(shí)通信系統(tǒng)服務(wù)器建設(shè)中，應(yīng)該引入SNMP功能，利用Community String 認(rèn)證進(jìn)入后臺(tái)管理界面，后臺(tái)的進(jìn)入需要借助What Gold執(zhí)行。在空管信息化網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)中還應(yīng)該引入Admin 服務(wù)，以確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)Restart failure功能，此功能的確定需要依靠NT Service Monitor選項(xiàng)。此外，為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和功能的實(shí)現(xiàn)，還需要再服務(wù)軟件中內(nèi)置更多的功能，保證即時(shí)通信、實(shí)時(shí)管理。WhatsUP Gold再通信服務(wù)系統(tǒng)中的主要功能是監(jiān)控，比如若系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)故障或者停止運(yùn)行的時(shí)候，BQQ服務(wù)軟件中的Admin 服務(wù)自動(dòng)重啟功能能夠在沒(méi)有運(yùn)維人員工作的背景下，保證空管設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備各項(xiàng)服務(wù)的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)空管系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)的快速自動(dòng)恢復(fù)。SMS Direct 等選項(xiàng)在系統(tǒng)中能夠及時(shí)向工作人員、運(yùn)維人員進(jìn)行設(shè)備信息、故障原因、故障詳情等信息的傳輸，從而能夠更全面、更快的掌握故障情況，進(jìn)而提升運(yùn)維水平和效率。

1.2.2 協(xié)同辦公系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

在空管信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中還應(yīng)該注重協(xié)同辦公系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，并且將其和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同，本文在設(shè)計(jì)中引入Oracle Services SKYNEWS數(shù)據(jù)庫(kù)支持辦公系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。為實(shí)現(xiàn)協(xié)同功能，還在系統(tǒng)中引入SNMP原理，采用和通信系統(tǒng)相同的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)建。Whats UPGold支持進(jìn)入系統(tǒng)后臺(tái)，結(jié)合NT Service Monitor和Restart failure等服務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)辦公系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果在實(shí)時(shí)監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障和問(wèn)題的時(shí)候，監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速給出響應(yīng)，從而提升實(shí)事監(jiān)控和故障處理效率。

1.2.3 完善端口流量設(shè)計(jì)

核心交換機(jī)作為空管信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的核心部位，我國(guó)空管信息化網(wǎng)絡(luò)中采用的主要核心交換機(jī)類(lèi)型是CTSC04507 交換機(jī)。和監(jiān)控即時(shí)通信系統(tǒng)、辦公數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)相同，為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，同樣需要在核心交換機(jī)中引入SNMP功能，后臺(tái)的進(jìn)入需要Whats UPGold支持。為進(jìn)一步提升監(jiān)控水平達(dá)到更佳的監(jiān)控效果，需要在系統(tǒng)中增加端口設(shè)計(jì)，提升監(jiān)控系統(tǒng)端口流量設(shè)計(jì)的完善性，以便于設(shè)置流量數(shù)據(jù)收集時(shí)間。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)1次/min的收集頻率，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控交換機(jī)端口的流量數(shù)據(jù)。

2. 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 SNMP 技術(shù)原理

在本文研究中為提升實(shí)時(shí)監(jiān)控水平引入了SNMP（Simple Network Management Protocol，簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議），實(shí)際該協(xié)議已經(jīng)在目前監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，作為最常用的TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議之一，SNMP采用輪詢?cè)韴?zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。SNMP協(xié)議的科學(xué)應(yīng)用能夠有效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的異常事件，實(shí)現(xiàn)和維護(hù)人員的有效關(guān)聯(lián)，將異常事件、異常信息以電子郵件、短信或者聲音的方式傳遞給運(yùn)維人員。若發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)問(wèn)題和危險(xiǎn)因素能夠直接給運(yùn)維人員警示，讓運(yùn)維人員重視故障信息和危險(xiǎn)狀況，并進(jìn)行及時(shí)處理，提升運(yùn)維水平。

2.2 監(jiān)控方式

目前網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中常用的監(jiān)控方式主要包括被動(dòng)監(jiān)控和主動(dòng)監(jiān)控兩種方式。主動(dòng)監(jiān)控的對(duì)象是航空系統(tǒng)中常見(jiàn)的問(wèn)題，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)將這些常見(jiàn)問(wèn)題信息編碼存儲(chǔ)到監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)定監(jiān)控。將監(jiān)測(cè)信息和數(shù)據(jù)庫(kù)中的預(yù)存信息進(jìn)行比對(duì)，如果發(fā)現(xiàn)異常或者故障的時(shí)候系統(tǒng)會(huì)警告并傳遞給運(yùn)維人員，同時(shí)將信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)中。被動(dòng)監(jiān)控方式是主動(dòng)監(jiān)控方式的補(bǔ)充，對(duì)航空網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和信息數(shù)據(jù)的采集主要依靠被動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)。

2.3 實(shí)現(xiàn)功能

（1）網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的首要因素是有效監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括CPU利用率、借口利用率、端口流量;網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)存利用率、內(nèi)存使用情況等。將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)控進(jìn)行拆分，化整為零實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（2）空管信息化系統(tǒng)中鏈路監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)主要依靠系統(tǒng)骨干鏈路狀態(tài)的監(jiān)控。

（3）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及信息化系統(tǒng)的核心是服務(wù)器，因此在空管信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中必須要注重服務(wù)器監(jiān)控。服務(wù)器監(jiān)控涉及到服務(wù)器的內(nèi)存、CPU以及硬盤(pán)等，同時(shí)在監(jiān)控中還應(yīng)該關(guān)注操作系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

（4）航空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的另一重要組成部分是應(yīng)用系統(tǒng)，因此在航空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控中加強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)中間件、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)的監(jiān)控具有不可忽視的作用。

（5）航空信息化網(wǎng)路的主要外部環(huán)境是機(jī)房環(huán)境，為保證其穩(wěn)定運(yùn)行就必須要對(duì)機(jī)房環(huán)境進(jìn)行有效監(jiān)控。因此機(jī)房濕度、溫度，空調(diào)溫度、濕度等環(huán)境因素的監(jiān)控具有重要意義。構(gòu)建良好的外部機(jī)房環(huán)境，提升網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)水平。

3. 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)在空管信息化網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用原則

3.1標(biāo)準(zhǔn)性和可擴(kuò)展性原則

在平臺(tái)建設(shè)中引入先進(jìn)的IT管理流程和理想，其標(biāo)準(zhǔn)性、開(kāi)放性強(qiáng)，同時(shí)具有較高的可擴(kuò)充性和先進(jìn)性。同時(shí)IT管理具備模塊化組織結(jié)構(gòu)，在新網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中能夠更加便捷的添加模塊，滿足最新應(yīng)用需求，IT管理理念的應(yīng)用提升了系統(tǒng)的可擴(kuò)性，對(duì)新系統(tǒng)的管理和升級(jí)具有重要意義，能夠有效避免重復(fù)建設(shè)問(wèn)題。

3.2實(shí)用性和易用性原則

在當(dāng)前系統(tǒng)管理中，客戶更期望易用、直觀、豐富、可自定義的客戶界面，同時(shí)還希望系統(tǒng)能夠提供多樣化的圖形界面，保證用戶和管理人員能夠以Web方式執(zhí)行界面訪問(wèn)。因此在設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)客戶的實(shí)際需求進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化定制，滿足客戶的實(shí)際需求，這種方式還進(jìn)一步解放了管理人員，從而更好的做好日常運(yùn)維工作。

3.3安全性原則

提供較高的安全性，不會(huì)因管理系統(tǒng)的安全問(wèn)題給原有系統(tǒng)帶來(lái)隱患。

3.4 可靠性原則

對(duì)于完善的管理體系而言，要想保證體系的完善有效不僅僅依靠技術(shù)，更重要的是應(yīng)該加強(qiáng)管理。在本文設(shè)計(jì)中建議將系統(tǒng)劃分為資產(chǎn)管理、基礎(chǔ)管理、流程管理等模塊，在技術(shù)完善的基礎(chǔ)上構(gòu)建規(guī)范、高效、科學(xué)的管理體制。

3.5 規(guī)范性原則

可靠性原則在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方案、設(shè)備選擇、技術(shù)服務(wù)等方面綜合考慮，保證系統(tǒng)能夠安全無(wú)故障運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)互備運(yùn)行

4. 空管智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控處理系統(tǒng)實(shí)證分析

4.1 總體構(gòu)架

在空管智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控處理系統(tǒng)構(gòu)建中需要充分考慮技術(shù)的穩(wěn)定性、兼容性和成熟性，基于此構(gòu)建可擴(kuò)展、靈活的應(yīng)用架構(gòu)。從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能，保證系統(tǒng)的高可靠性和高度靈活性，從而實(shí)現(xiàn)故障時(shí)和備用系統(tǒng)自動(dòng)無(wú)縫切換。

4.2 功能設(shè)計(jì)

4.2.1 服務(wù)器及存儲(chǔ)

采用X86服務(wù)器進(jìn)行服務(wù)器層設(shè)計(jì)，根據(jù)功能需求差異將存儲(chǔ)功能分區(qū)劃分為不同子存儲(chǔ)系統(tǒng)，以此來(lái)保證不同數(shù)據(jù)類(lèi)型的隔離性和安全性。一般在數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)中進(jìn)行分區(qū)存儲(chǔ)，其主要包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)、功能服務(wù)器模板區(qū)和映像文件存放區(qū)。另外還應(yīng)該關(guān)注存儲(chǔ)系統(tǒng)，將不同應(yīng)用系統(tǒng)和不同用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離、獨(dú)立存儲(chǔ)，從而保證不同系統(tǒng)以及不同用戶的數(shù)據(jù)無(wú)法被非授權(quán)者讀寫(xiě)。

4.2.2 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中引入交換機(jī)虛擬化技術(shù)，以此來(lái)簡(jiǎn)化系統(tǒng)配置、減少系統(tǒng)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，最終構(gòu)建更高性能、更大二層域的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。同時(shí)這一交換機(jī)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用還進(jìn)一步簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，擴(kuò)展性也進(jìn)一步增加。在當(dāng)前系統(tǒng)的故障收斂時(shí)間要求能夠達(dá)到毫秒級(jí)，從而能夠保證虛擬機(jī)遷移實(shí)現(xiàn)環(huán)境更加寬松。本文設(shè)計(jì)中利用二層透明化改造，保證匯聚接入層二層網(wǎng)絡(luò)的透明性。不同業(yè)務(wù)（虛擬服務(wù)器）接入不同的二層 VLAN，同一個(gè)業(yè)務(wù)（虛擬服務(wù)器）可以在不同網(wǎng)絡(luò)分區(qū)里靈活部署與遷移。

4.2.3 負(fù)載均衡設(shè)計(jì)

為保證空管信息化網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控系統(tǒng)的負(fù)載均衡，還在系統(tǒng)中引入負(fù)載均衡設(shè)備。負(fù)載均衡設(shè)備的應(yīng)用有效保證了內(nèi)部資源的容錯(cuò)性，若系統(tǒng)中某一單獨(dú)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了問(wèn)題并不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)，將其對(duì)用戶的影響降到最低。主要依靠本地負(fù)載均衡器實(shí)現(xiàn)這一功能，將有問(wèn)題應(yīng)用節(jié)點(diǎn)進(jìn)行屏蔽以停止對(duì)外服務(wù)，同時(shí)均衡設(shè)備還能夠?qū)崿F(xiàn)故障節(jié)點(diǎn)用戶的正常遷移。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)庫(kù)操作管理系統(tǒng)，能夠有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)和主機(jī)的協(xié)同管理。數(shù)據(jù)庫(kù)增加方式支持批量導(dǎo)入模式和手工增加模式兩種方式。該系統(tǒng)還能夠有效統(tǒng)計(jì)管理信息，包括數(shù)據(jù)庫(kù)等級(jí)信息、授權(quán)點(diǎn)使用情況信息、各個(gè)數(shù)據(jù)熟練統(tǒng)計(jì)信息和數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)分布信息等。同時(shí)因負(fù)載均衡器的引入還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，包含數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)話數(shù)、死鎖數(shù)實(shí)時(shí)排行。

結(jié)論

空管信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)背景下，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展與完善至關(guān)重要。本文提出的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是基于WhatsUP Gold 系統(tǒng)和SNMP原理的，以此建立起來(lái)的系統(tǒng)能夠保證運(yùn)維人員進(jìn)入后臺(tái)，查看網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、更改網(wǎng)格配置。最終構(gòu)建的網(wǎng)路監(jiān)控系統(tǒng)還引入加密服務(wù)以提升其安全性，降低應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。在未來(lái)發(fā)展中，還需要不斷提升工作效率，促進(jìn)航空事業(yè)不斷發(fā)展。

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