張華

摘 要：網(wǎng)絡設備監(jiān)控系統(tǒng)在保證企業(yè)信息化系統(tǒng)穩(wěn)定運行的過程中起到了至關(guān)重要的作用。文章結(jié)合windows平臺的WMI標準接口和通用的SNMP協(xié)議，設計并實現(xiàn)了一個對網(wǎng)絡設備實行自動監(jiān)控及預警的設備監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)無需安裝客戶端，配置簡單，使用方便靈活。

關(guān)鍵詞：WMI；SNMP；網(wǎng)絡設備監(jiān)控

中圖分類號：TP393.07 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）02-0060-03

隨著企業(yè)信息化的深入發(fā)展，越來越多的企業(yè)購買了大量的網(wǎng)絡設備（包括服務器、電腦、交換機等）用以承載自身信息化的建設，隨之而來的是多數(shù)網(wǎng)絡設備由于缺少監(jiān)控導致業(yè)務系統(tǒng)經(jīng)常中斷，不僅影響了企業(yè)業(yè)務的正常運作，也給維護人員帶來了不小的壓力；此外，來自不同廠商的網(wǎng)絡設備中不可避免地包括各種異構(gòu)系統(tǒng)平臺，給統(tǒng)一監(jiān)控帶來了一定的困難。因此，本文旨在設計并實現(xiàn)一個基于B/S架構(gòu)的基于SNMP和WMI的網(wǎng)絡設備監(jiān)控系統(tǒng)，基本覆蓋各異構(gòu)網(wǎng)絡設備，當設備出現(xiàn)故障或征兆后能及時、自動地向網(wǎng)管人員發(fā)出預警。

1 SNMP、WMI概述

SMNP是Simple Network Management Protocol的縮寫，意為簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議。 SNMP是最早提出的網(wǎng)絡管理協(xié)議之一，目前已得到了廣泛的應用和支持，其中包括IBM、HP、SUN等大公司和廠商。如今SNMP已成為網(wǎng)絡管理領(lǐng)域中事實上的工業(yè)標準，大多數(shù)網(wǎng)絡管理系統(tǒng)和平臺都是基于SNMP協(xié)議的[1]。

WMI（Windows Management Instrumentation，Windows管理規(guī)范）是管理Windows設備的一種基礎規(guī)范和標準方法。Windows系統(tǒng)用戶可以借助WMI對本地或遠程計算機進行管理，WMI允許通過一系列公共接口訪問操作系統(tǒng)各個組件，WMI幫助系統(tǒng)管理員更加高效的完成計算機系統(tǒng)的管理[2][3]。

2 系統(tǒng)設計

2.1 網(wǎng)絡設備對象分析

目前在企業(yè)信息化系統(tǒng)的實際應用和管理中，存在各種操作系統(tǒng)的服務器和各大廠商的網(wǎng)絡互聯(lián)設備，導致管理困難。本文結(jié)合本企業(yè)的網(wǎng)絡設備現(xiàn)狀，設計了一套基于Web的網(wǎng)絡設備監(jiān)控管理系統(tǒng)。本企業(yè)多數(shù)服務器、PC采用Windows系統(tǒng)，由于微軟已將WMI作為系統(tǒng)管理的核心，因此，服務器類設備已基本滿足基于WMI組件的數(shù)據(jù)采集；其次是公司內(nèi)各種交換器、路由器等設備，為滿足該類設備的監(jiān)控，采用基于SNMP協(xié)議進行采集。最終，本文所實現(xiàn)的監(jiān)控系統(tǒng)將基本覆蓋企業(yè)內(nèi)網(wǎng)絡設備的監(jiān)控和管理。

2.2 系統(tǒng)框架設計

通過對基于SNMP協(xié)議和WMI組件的研究，設計架構(gòu)了基于B/S結(jié)構(gòu)的三層網(wǎng)絡設備監(jiān)控管理系統(tǒng)模型，如圖1所示，分別是數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和數(shù)據(jù)展現(xiàn)層。

2.3 系統(tǒng)基本功能

2.3.1 系統(tǒng)配置功能

本系統(tǒng)為適應多種異構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，開放了基于SNMP和WMI兩種數(shù)據(jù)采集模式，用戶可根據(jù)采集設備能夠匹配的數(shù)采模式進行設置。一般而言，Windows系統(tǒng)服務器都采用WMI模式，數(shù)據(jù)的實時性更好；而其他網(wǎng)絡設備，本文采用了基于SNMP的采集模式，該模式數(shù)據(jù)穩(wěn)定性更好；此外，本模塊配置了對所檢測網(wǎng)絡設備各系統(tǒng)參數(shù)（CPU利用率、內(nèi)存利用率、網(wǎng)絡負載、磁盤使用率等）的預警閾值設置，用戶可根據(jù)日常運行情況對設備預警閾值進行設定，若系統(tǒng)監(jiān)測到采集數(shù)據(jù)超過了設定的閾值，可向指定用戶發(fā)送郵件及短信提醒。

2.3.2 數(shù)據(jù)采集與處理功能

該功能分別基于SNMP和WMI兩種數(shù)據(jù)獲取方式進行采集，根據(jù)用戶在配置模塊中所做設置，自動采集網(wǎng)絡設備運行數(shù)據(jù)并存于SQL Server數(shù)據(jù)庫，通過對數(shù)據(jù)進行不同的處理以滿足如觸發(fā)報警事件和展現(xiàn)多種形式數(shù)據(jù)的要求。

2.3.3 數(shù)據(jù)展現(xiàn)模塊功能

該模塊主要包含單個網(wǎng)絡設備狀態(tài)查詢、所有被采集設備每日數(shù)據(jù)采樣一覽、歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)分析等界面；界面主要以圖形化形式展示網(wǎng)絡設備、服務器等運行情況。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 實現(xiàn)平臺

本系統(tǒng)基于微軟.NET平臺開發(fā)，優(yōu)勢在于基于Windows系統(tǒng)的服務器、PC設備已有成熟的基于.NET的WMI API，開發(fā)時只需要引入System.Management命名空間，主要使用到的類為；對于非Windows系統(tǒng)平臺的網(wǎng)絡設備，本系統(tǒng)引入了目前使用較為廣泛且開源的SnmpSharpNet包[4]進行基于SNMP協(xié)議的開發(fā)。

3.2 軟件主要實體類結(jié)構(gòu)及關(guān)系

軟件所設計實體，如圖2所示，Device類作為Router類、Server類和Computer類的抽象父類， 各個具體設備實體類包含獲取各設備基本信息的屬性或方法。如Server類具有獲取各個進程（ProcessStat）和硬盤（DiskStat）信息的相關(guān)方法，Router類具有獲取網(wǎng)絡（NetworkStat）相關(guān)信息的方法，這些信息都會包含在具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。最后的工具類（WMI+SnmpService）將負責具體連接設備并獲取相應指定信息。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)

通過WMI和SNMP方式采集網(wǎng)絡設備數(shù)據(jù)過程比較相似且獲取進程數(shù)據(jù)較為復雜，因此，以下實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的代碼將以獲取進程信息為例，獲取其他信息可仿照以下代碼。

3.3.1 WMI和SNMP連接及執(zhí)行查詢語句代碼

①WMI方式：

public ManagementConnectPool（string mpusername， string mppwd， string mpspace， string mpserver）

{

// 初始化wmi連接對象，設置用戶名、密碼、命名空間、機器地址

System.Management.ConnectionOptions Conn = new Conne

ctio Options（）；

ManagementObjectSearcher mos = new ManagementObject

Searcher（）；

this.username = mpusername；

this.pwd = mppwd；

this.space = mpspace；

this.server = mpserver；

Conn.Username = mpusername；

Conn.Password = mppwd；

Conn.Authority = "ntlmdomain："+ConfigurationManager.App

Settings["domain"]；

string scopestring = "http://" + mpserver + mpspace；

System.Management.ManagementScope Ms = new Managem

entScope（scopestring）；

Ms.Connect（）；

mos.Scope = Ms；

}

②Snmp方式：

///

public static DictionarygetWalkValue（string host， string community， string irootOid）

{

Dictionary

foreach （ManagementObject mo in moc1）

{

N0 = Decimal.Parse（mo.GetPropertyValue（"PercentProcessor

Time"）.ToString（））；

D0 = Decimal.Parse（mo.GetPropertyValue（"TimeStamp_Sys

100NS"）.ToString（））；

break；

}

Thread.Sleep（1000）；

ManagementObjectCollection moc2 = mcp.getQueryResult（"Select * from Win32_PerfRawData_PerfProc_Process where IDProcess = '" + pid + "'"）；

foreach （ManagementObject mo in moc2）

{

N1 = Decimal.Parse（mo.GetPropertyValue（"PercentProcessor

Time"）.ToString（））；

D1 = Decimal.Parse（mo.GetPropertyValue（"TimeStamp_Sys

100NS"）.ToString（））；

break；

}

cpuUsagePerProcess=（（D1 - D0）==0？0：（（N1 - N0）/（D1 - D0））*100）；

return cpuUsagePerProcess；

}

②Snmp方式： 本文以windows系統(tǒng)的MIB庫為例，因此采用了MIB中hrSWRunPerfCPU 的cputime作為計算單個進程cpu占用率的參數(shù)。以間隔一定時間分兩次獲取各進程（hrSWRunPerfCPU：cputime）數(shù)據(jù)，第一個參數(shù)為cputime1，并累加此時cpu總時間為total_cputime1，第二個即為cputime2，cpu總時間為total_cputime2，因此單個進程cpu占用率計算公式為：

[（cputime2 - cputime1）/（ total_cputime2- total_cputime1）]x100%，具體計算代碼如下：

public ListGetCpuUsagePerProcess（string oid，string community，string hostIp）

{

Decimal cputime1 = 0， cputime2 = 0， total_cputime1=0，total_cputime2=0；

SnmpService snmpService1 = new SnmpNet.SnmpService（community， hostIp）；

var result1 = snmpService1.getWalkValue（oid）；

List