祝紅光，周亮瑾，李天翼，賈成強(qiáng)

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)規(guī)模越來越龐大，應(yīng)用功能和技術(shù)實(shí)現(xiàn)越來越復(fù)雜。保證系統(tǒng)的各個(gè)職能單元和功能層次協(xié)調(diào)有效運(yùn)行是重要的技術(shù)內(nèi)容。系統(tǒng)協(xié)調(diào)、有效運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)途徑有兩個(gè)方面：（1）應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、流程和數(shù)據(jù)、操作的耦合實(shí)現(xiàn)。（2）借助集中的監(jiān)控管理系統(tǒng)，把物理位置分散、處于不同技術(shù)層面、承擔(dān)不同業(yè)務(wù)功能的對(duì)象單元信息集中監(jiān)控，使整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行情況處于可知、可控的狀態(tài)。

監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是發(fā)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的問題、定位故障和協(xié)助排除故障?，F(xiàn)在，監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為大型應(yīng)用系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控的專業(yè)軟件也成為一個(gè)獨(dú)立的研究方向。監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括多個(gè)環(huán)節(jié)，如監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)組織、監(jiān)控內(nèi)容展現(xiàn)等。本文主要討論監(jiān)控對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

1 監(jiān)控對(duì)象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)功能屬性

在監(jiān)控對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，主要有兩個(gè)方面數(shù)據(jù)：對(duì)象描述數(shù)據(jù)和對(duì)象組織數(shù)據(jù)。

對(duì)象描述是一類對(duì)象的完整描述，通過描述數(shù)據(jù)，可以全面了解監(jiān)控對(duì)象的具體屬性和系統(tǒng)位置。

具體對(duì)象的描述數(shù)據(jù)是完整且獨(dú)立的。對(duì)象之間的物理聯(lián)系和邏輯聯(lián)系則由組織數(shù)據(jù)完成。

1.1 監(jiān)控對(duì)象數(shù)據(jù)描述

監(jiān)控對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)可分為共性數(shù)據(jù)和個(gè)性數(shù)據(jù)兩個(gè)方面。共性數(shù)據(jù)中包含統(tǒng)一的字段；具體類型對(duì)象的個(gè)性字段描述該類型對(duì)象的特殊屬性。共性數(shù)據(jù)是個(gè)基類，具體監(jiān)控對(duì)象在繼承了基類基礎(chǔ)上，補(bǔ)充以個(gè)性屬性，形成完整的監(jiān)控對(duì)象數(shù)據(jù)。在共性字段和個(gè)性字段中又可以分出靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。靜態(tài)數(shù)據(jù)描述對(duì)象固定不變的屬性，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)描述對(duì)象的可變屬性。監(jiān)控對(duì)象數(shù)據(jù)構(gòu)成見圖1。

圖1 監(jiān)控對(duì)象數(shù)據(jù)構(gòu)成

共性靜態(tài)數(shù)據(jù)包括對(duì)象名稱、類型、廠商描述、Agent位置、基礎(chǔ)圖標(biāo)、狀態(tài)顯示類型、狀態(tài)數(shù)據(jù)類型和運(yùn)行數(shù)據(jù)展現(xiàn)類型。共性動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)是狀態(tài)數(shù)據(jù)、狀態(tài)更新時(shí)間、對(duì)象可控標(biāo)識(shí)等。個(gè)性靜態(tài)是具體對(duì)象類型的型號(hào)版本、固定功能參數(shù)。個(gè)性動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括配置數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)個(gè)性動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算出共性動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

靜態(tài)數(shù)據(jù)是對(duì)象建立的基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)是具體對(duì)象運(yùn)行期間的變化和配置改變，對(duì)于具體對(duì)象，前者固定不變，后者需要定期檢測(cè)或觸發(fā)型更新。兩者結(jié)合構(gòu)成完整的監(jiān)控對(duì)象。

1.2 監(jiān)控對(duì)象組織

對(duì)象描述數(shù)據(jù)是對(duì)獨(dú)立的對(duì)象個(gè)體進(jìn)行描述。但是，監(jiān)控系統(tǒng)面向眾多的監(jiān)控對(duì)象個(gè)體進(jìn)行管理，必然導(dǎo)致管理混亂，監(jiān)控效率低，且不易綜合考察系統(tǒng)狀態(tài)。面向監(jiān)控需求，眾多的監(jiān)控對(duì)象必須依據(jù)物理的聯(lián)系和邏輯的聯(lián)系有機(jī)地聯(lián)系起來，才能夠清晰地展現(xiàn)被監(jiān)控的環(huán)境，有效地索引對(duì)象層次，準(zhǔn)確地定位運(yùn)行故障和問題。

監(jiān)控對(duì)象之間存在物理聯(lián)系、邏輯聯(lián)系和管理聯(lián)系。物理聯(lián)系是最直接的關(guān)系，如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元之間的整體對(duì)象和局部對(duì)象的關(guān)系。邏輯聯(lián)系是對(duì)象之間沒有必然的聯(lián)系，但是在邏輯應(yīng)用中，屬于共同的邏輯單元，處于密切的邏輯流程中，彼此運(yùn)行狀態(tài)直接產(chǎn)生影響。管理聯(lián)系是單純以監(jiān)控組織為目的，把相關(guān)的、或同類型的、或僅僅是密切關(guān)注的不相關(guān)的對(duì)象進(jìn)行集合型組織，方便監(jiān)控。

監(jiān)控系統(tǒng)基于3種聯(lián)系方式，將對(duì)象集合中的對(duì)象進(jìn)行組織。 組織元素有視圖和索引路徑。一個(gè)監(jiān)控視圖就是一個(gè)頁(yè)面，頁(yè)面中包含了屬于同一上級(jí)對(duì)象的監(jiān)控對(duì)象。索引路徑是對(duì)象和視圖的關(guān)聯(lián)關(guān)系。如果一個(gè)對(duì)象存在子對(duì)象，那么該對(duì)象和包含子對(duì)象的視圖之間的聯(lián)系就是一條索引路徑。

圖2 監(jiān)控對(duì)象集合（a)

圖3 監(jiān)控對(duì)象結(jié)構(gòu)

視圖是屬于相同展現(xiàn)頁(yè)面的索引節(jié)點(diǎn)的集合。索引節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包括指代對(duì)象的指針、上層索引節(jié)點(diǎn)的指針、所屬視圖和子視圖4個(gè)元素。

在圖2中，各個(gè)對(duì)象是獨(dú)立的監(jiān)控目標(biāo)，不體現(xiàn)任何相互關(guān)系。在圖3中，各個(gè)索引節(jié)點(diǎn)指代具體監(jiān)控對(duì)象，通過視圖和索引路徑關(guān)聯(lián)，A1和A2是A的子對(duì)象在A的展開視圖中展現(xiàn)，A11是A1的子對(duì)象，在A1的展現(xiàn)視圖中展現(xiàn)。C是個(gè)方形對(duì)象，表示是個(gè)管理文件夾對(duì)象，其展開圖包含了具有某種監(jiān)控共同點(diǎn)的A1和B1。

1.3 對(duì)象數(shù)據(jù)和組織數(shù)據(jù)分離

在小型監(jiān)控系統(tǒng)或?qū)Ｓ帽O(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控內(nèi)容較單一，被監(jiān)控環(huán)境規(guī)模較小，比如面向SqlServer數(shù)據(jù)庫(kù)的專用監(jiān)控系統(tǒng)，面向某個(gè)廠商或某類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，其監(jiān)控內(nèi)容可以很詳細(xì)，但是對(duì)象劃分和應(yīng)用規(guī)模都比較小。在沒有復(fù)雜的對(duì)象構(gòu)成的監(jiān)控環(huán)境中，對(duì)象數(shù)據(jù)和組織數(shù)據(jù)分離的優(yōu)勢(shì)得不到體現(xiàn)。對(duì)象聯(lián)系可以直接合并到對(duì)象數(shù)據(jù)中。

綜合性監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)面向分布式節(jié)點(diǎn)的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理，其監(jiān)控內(nèi)容的技術(shù)涵蓋面寬，包含多類型的對(duì)象。其監(jiān)控環(huán)境基本是分布式系統(tǒng)的集中管理，監(jiān)控對(duì)象多，且相互關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜。集中管理的綜合監(jiān)控系統(tǒng)必需提供對(duì)象自由組合的功能，有利于用戶建立不同側(cè)面不同層次的監(jiān)控對(duì)象視圖。以上需求都要求監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)象數(shù)據(jù)和組織數(shù)據(jù)分離。

另外，對(duì)象數(shù)據(jù)和組織數(shù)據(jù)分離可以保證管理對(duì)象的獨(dú)立性，無(wú)論是在對(duì)象設(shè)計(jì)，還是在監(jiān)控功能應(yīng)用中，都體現(xiàn)了監(jiān)控事務(wù)的完整。尤其在監(jiān)控Agent的設(shè)計(jì)中更能夠體現(xiàn)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)采集和控制操作，而無(wú)需兼顧對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)。

2 管理組織和狀態(tài)反映

2.1 文件夾對(duì)象和對(duì)象組織

對(duì)象物理關(guān)系是基礎(chǔ)的管理模式，反映了事務(wù)的實(shí)際關(guān)系。物理關(guān)系是最簡(jiǎn)單和直觀的索引方式。為了管理的方便和監(jiān)控的需要，監(jiān)控系統(tǒng)提供了監(jiān)控對(duì)象的組合功能，見圖4。用戶可根據(jù)需求把管理的對(duì)象隨意組合在工作視圖內(nèi)。組合功能得益于監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)文件夾對(duì)象類型。文件夾對(duì)象就如同文件系統(tǒng)的文件夾可以包含其他文件夾和具體管理對(duì)象。用戶利用文件夾可以實(shí)現(xiàn)多層次的組合視圖。

圖4 監(jiān)控對(duì)象集合（b)

圖5 文件夾對(duì)象層次

圖5表示A和B樹型結(jié)構(gòu)式物理關(guān)系的組織方式。用戶建立了兩個(gè)文件夾對(duì)象C和D，D是C的子文件夾，根據(jù)管理的需要這種包含關(guān)系可以多層次地設(shè)置。文件夾展開視圖方式為組合方式。兩種模式相結(jié)合，監(jiān)控系統(tǒng)為用戶提供了靈活的對(duì)象索引形式。

監(jiān)控對(duì)象的索引形式有兩個(gè)方向，向下是展開方向，向上是歸結(jié)方向。展開方向是應(yīng)用環(huán)境的故障定位甚至分析方向。歸結(jié)方向是對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)的反映途徑。

2.2 狀態(tài)反映

監(jiān)控結(jié)構(gòu)的樹型結(jié)構(gòu)中，狀態(tài)信息逐層向上反映，使用戶在清晰簡(jiǎn)單的高層界面中可以掌控應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)。如圖6，A的狀態(tài)綜合了其下子對(duì)象的狀態(tài)，包括A11、A1、A2。A11的狀態(tài)發(fā)生變化，會(huì)向上反映到A1，進(jìn)而匯報(bào)到A；A1同樣匯報(bào)到D，再傳遞到C。

狀態(tài)優(yōu)先級(jí)是狀態(tài)反映的技術(shù)實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)。對(duì)象狀態(tài)根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)特點(diǎn)可以分為幾級(jí)。以紅（故障）、黃（警告）、綠（正常）3級(jí)狀態(tài)為例。

假設(shè)A沒有自身的狀態(tài)型參量，它的狀態(tài)是A1和A2狀態(tài)的綜合，A、A1和A2的狀態(tài)經(jīng)過以下步驟變化。

（1）初始狀態(tài)：A、A1和A2都是綠色（正常狀態(tài)）。

（2）A1的狀態(tài)變成紅色（故障狀態(tài)），A的狀態(tài)表現(xiàn)為紅色。

（3）A2的狀態(tài)變成黃色（警告狀態(tài)），A的狀態(tài)仍表現(xiàn)為紅色。

（4）A1的故障解除，恢復(fù)綠色（正常狀態(tài)），A的狀態(tài)表現(xiàn)為黃色。

（5）A2的狀態(tài)恢復(fù)正常，恢復(fù)綠色（正常狀態(tài)），A的狀態(tài)表現(xiàn)為綠色。

圖6 狀態(tài)反映優(yōu)先級(jí)

對(duì)于3個(gè)狀態(tài)級(jí)別的監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置兩個(gè)狀態(tài)位，分別表示紅色狀態(tài)和黃色狀態(tài)。一個(gè)對(duì)象可能具有多個(gè)狀態(tài)事件，但優(yōu)先展現(xiàn)優(yōu)先級(jí)高的狀態(tài)。兩個(gè)狀態(tài)位作為狀態(tài)計(jì)數(shù)器，全面體現(xiàn)完整的狀態(tài)信息。

監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)級(jí)別不一定是3個(gè)，可以更多，比如是m個(gè)級(jí)別，可以采用m-1個(gè)狀態(tài)計(jì)數(shù)器表示。

監(jiān)控對(duì)象圖標(biāo)展現(xiàn)的僅是狀態(tài)級(jí)最高的故障，存在級(jí)別低的故障事件被屏蔽的問題，且只靠監(jiān)控圖標(biāo)狀態(tài)，不能夠描述具體故障參量的信息，所以在圖標(biāo)狀態(tài)之外，還要設(shè)置狀態(tài)事件數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)收集中體現(xiàn)的狀態(tài)可以在狀態(tài)事件中描述。瀏覽一個(gè)監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)事件，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)對(duì)象組織結(jié)構(gòu)，把所有子對(duì)象的當(dāng)前狀態(tài)事件全部列出來，避免了狀態(tài)屏蔽，且提供詳細(xì)的狀態(tài)信息描述。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究，得出以下結(jié)論：（1）對(duì)象數(shù)據(jù)追求完整性和獨(dú)立性。（2）關(guān)系數(shù)據(jù)力求直觀和靈活。（3）狀態(tài)反映避免遺漏和屏蔽。遵循科學(xué)的對(duì)象數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)原則和方法，對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用效果起到重要作用。

管理監(jiān)控功能是系統(tǒng)性的結(jié)構(gòu)，不但要有合理的管理端數(shù)據(jù)和操作，還要有監(jiān)控代理端的協(xié)同和配合，并且要對(duì)具體監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行深入的分析，將對(duì)象的描述參量進(jìn)行篩選和綜合，構(gòu)建出抽象且全面的監(jiān)控對(duì)象。