數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)是一個軟件和硬件結(jié)合的復雜性系統(tǒng)，本文將對監(jiān)控管理系統(tǒng)的核心軟件模塊的組成、技術(shù)、應用場景等進行詳細介紹，為系統(tǒng)設計提供必要的參考。

監(jiān)控管理系統(tǒng)由四大系統(tǒng)組成：監(jiān)控系統(tǒng)，運行管理系統(tǒng)，總控中心系統(tǒng)和基礎服務系統(tǒng)組成。以下分別對四大系統(tǒng)中的核心模塊進行詳細介紹。

一、監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)由兩大子系統(tǒng)組成：信息采集子系統(tǒng)和信息處理子系統(tǒng)。

1、信息采集子系統(tǒng)

為實現(xiàn)模塊化設計，分布式部署，提高監(jiān)控管理系統(tǒng)穩(wěn)定性，信息采集子系統(tǒng)基本已經(jīng)硬件化，即由一個硬件設備或者硬件模塊，代替了傳統(tǒng)的用純軟件方式來實現(xiàn)信息采集功能。

采集模塊主要功能一是提供各種形式的接口，以便接入各種不同的監(jiān)控管理對象；二是實現(xiàn)各種采集信息的協(xié)議解析；三是將解析后的信息按統(tǒng)一格式上傳至處理單元。

 

2、信息處理子系統(tǒng)

信息處理子系統(tǒng)是監(jiān)控管理系統(tǒng)中完成監(jiān)控功能的核心子系統(tǒng)，要實時、靈活、準確地加工、運算、存儲大規(guī)模數(shù)據(jù)，需要設計好幾個關(guān)鍵模塊：復雜事件分析處理模塊、調(diào)節(jié)控制模塊。

（1）復雜事件分析處理模塊

復雜事件分析處理模塊（CEP，Complex Event Processing）先捕獲各種基礎事件，然后分析整理，找出更有意義的事件（復合事件）。其中事件的分析整理，找出復合事件，正是CEP的核心，也是最困難的地方。復雜事件分析處理模塊工作原理如圖1，實時數(shù)據(jù)作為事件源接入事件處理總線，CEP引擎通過指定的規(guī)則，處理這些實時數(shù)據(jù)和緩存的歷史數(shù)據(jù)，并通過事件處理總線將有意義的事件提供給事件消費方。

圖1 復雜事件分析處理模塊工作原理圖

一個典型的應用實例是，在數(shù)據(jù)中心停電時，會引發(fā)大量的設備報警，通過復雜事件分析處理模塊進行分析后，則可從事件潮中分析出真正的告警原因，將所有設備報警合并成一條停電報警。

復雜事件分析處理模塊需要處理海里事件，處理壓力大。復雜事件分析處理技術(shù)不同于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)處理，由實時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流驅(qū)動事件處理邏輯，在內(nèi)存中完成所有計算，性能有數(shù)量級提升，能滿足實時處理要求。復雜事件分析處理模塊的事件匹配規(guī)則是提高處理的有效性的關(guān)鍵，使用中，當監(jiān)控對象的邏輯關(guān)系發(fā)生改變時，必須維護事件匹配規(guī)則，以保證處理的正確性。

（2）調(diào)節(jié)與控制模塊

總控中心系統(tǒng)對于影響到用戶業(yè)務系統(tǒng)安全的設備都是采取的只監(jiān)視不控制的原則，對于非核心業(yè)務和系統(tǒng)，如環(huán)境監(jiān)測設備（如：新風機、燈光照明）、安防系統(tǒng)（如：閉路視屏監(jiān)控系統(tǒng)、門禁考勤系統(tǒng)）等是可以接收控制輸入的，可以利用這一特性，通過調(diào)節(jié)與控制模塊對數(shù)據(jù)中心進行精細化、智能管理。

調(diào)節(jié)與控制模塊工作方式有兩種：一種是手動調(diào)節(jié)與控制，一種是自動調(diào)節(jié)與控制。

手動調(diào)節(jié)與控制相對比較簡單，由人來進行判斷、決策，形成控制指令，通過監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)到對應的設備，達到調(diào)節(jié)和控制的目的。此時，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制完全依賴個人經(jīng)驗，隨機性比較強。常見的手動調(diào)節(jié)與控制方式有遠程開門，根據(jù)機房溫度，手動調(diào)節(jié)每個空調(diào)的設定溫度等。手動調(diào)節(jié)和控制不僅通過監(jiān)控系統(tǒng)來完成，也可以通過電話、短信等方式進行操作，如可以通過電話開門、短信查詢關(guān)鍵設備狀態(tài)等。

自動調(diào)節(jié)與控制區(qū)別于手動的地方在于，將人的經(jīng)驗數(shù)據(jù)內(nèi)置到了監(jiān)控系統(tǒng)中。監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)這些經(jīng)驗數(shù)據(jù)，形成調(diào)節(jié)與控制邏輯。當監(jiān)控系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)流入該調(diào)節(jié)與控制邏輯單元時，該單元形成預期的調(diào)節(jié)與控制指令，下發(fā)到對應的設備，從而實現(xiàn)了無人值守的自我調(diào)節(jié)。該技術(shù)最常見的一種應用是聯(lián)動控制，如消防火災聯(lián)動門禁開門、門禁開門聯(lián)動視頻錄像、消防火災聯(lián)動實時視頻播放等。隨著綠色數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，該技術(shù)也逐漸應用到數(shù)據(jù)中心的節(jié)能領域，如空調(diào)群控技術(shù)就是這種思想應用的一種實例。

二、運行管理系統(tǒng)

1、資產(chǎn)管理模塊資產(chǎn)

管理是資產(chǎn)與配置管理的一部分。在實際工作中，通常把數(shù)據(jù)中心物理形態(tài)的資產(chǎn)包括IT資產(chǎn)的新增、入庫、領用、上線（進機房）、下線（維修）、減少（報廢、丟失）等的管理定義為基礎設施監(jiān)控管理系統(tǒng)的資產(chǎn)管理，即對數(shù)據(jù)中心物理資產(chǎn)的生命周期管理，當然此時的相關(guān)資產(chǎn)附帶了一些與基礎設施管理相關(guān)的基本屬性信息。

2、IT資產(chǎn)管理范圍與分類

（1）IT資產(chǎn)分類

IT資產(chǎn)按形態(tài)主要分為兩大類，即軟件與硬件。軟件主要包括系統(tǒng)軟件、工具軟件、應用軟件；硬件主要包括服務器、網(wǎng)絡、存儲、IT辦公、場地設施相關(guān)設備。如圖2.

 

（2）資產(chǎn)管理的范圍

資產(chǎn)管理范圍除包括數(shù)據(jù)中心的服務器、網(wǎng)絡、存儲、IT辦公、場地設施相關(guān)設備，系統(tǒng)軟件、工具軟件、應用軟件（如圖2所列）等資產(chǎn)外，還包括資產(chǎn)的與基礎設施運維管理相關(guān)的屬性信息如下：

基本屬性，此屬性用于記錄資產(chǎn)或設備的基本信息，包括生產(chǎn)廠商、型號、功耗、高度（限于服務器、交換機等在架設備）、重量、購買時間、價格、責任人或部門等內(nèi)容，針對不同類型的設備，還可能有專有的屬性，以便適應其專業(yè)特點；

用戶屬性，此屬性用于記錄資產(chǎn)或設備上用戶管理相關(guān)的信息，包括用戶名、用戶分類、權(quán)限等級、所屬部門等內(nèi)容，此外還可以包括密碼屬性，以便支持安全管理過程中密碼的發(fā)放、回收、定期變更等活動；

硬件配置信息，此屬性用于記錄設備硬件配置相關(guān)的信息，包括配置的硬盤、網(wǎng)卡、光纖卡等配件；

維保信息，此屬性用于記錄設備的維保信息，包括服務提供商、服務范圍、服務級別、服務考核等信息，用于服務合同管理相關(guān)的活動和功能模塊。

（3）主要功能模塊

基于資產(chǎn)管理所涵蓋的范圍，資產(chǎn)管理需要實現(xiàn)如下的功能：

機房資產(chǎn)管理模塊，用于記錄、查詢、更新運維服務相關(guān)的軟硬件資產(chǎn)信息，包括各類服務器、網(wǎng)絡設備、存儲設備、光交換設備等，借助射頻技術(shù)還可以實現(xiàn)對資產(chǎn)設備的進出機房控制、快速定位、定期盤點等功能；

庫存資產(chǎn)管理模塊，用于記錄和管理庫存資產(chǎn)、設備、耗材等方面，包括出入庫管理、查詢、盤點等活動；

介質(zhì)管理模塊，用于記錄和管理服務相關(guān)的介質(zhì)信息，包括光盤、磁帶等介質(zhì)的標簽、存放位置、存儲內(nèi)容、物理介質(zhì)快速定位等；

耗材管理模塊，用于記錄和管理服務相關(guān)的耗材信息和相關(guān)的活動，如網(wǎng)線、光纖等，控制耗材的申領、使用、儲備等活動，還可以實現(xiàn)儲備預測、消耗分析等功能，以便增強對有關(guān)內(nèi)容的管控；

基礎信息管理模塊，用于管理和維護資產(chǎn)相關(guān)的基礎數(shù)據(jù)，以便用戶在使用系統(tǒng)時能方便的選取，提高系統(tǒng)的易用性，降低用戶手寫的工作量和出錯概率；

報表統(tǒng)計模塊，用于統(tǒng)計和匯總資產(chǎn)變動、出入庫信息、耗材使用和消耗情況、介質(zhì)的調(diào)入調(diào)出信息等，方便管理人員對基礎架構(gòu)進行決策和管理；

系統(tǒng)管理模塊，包括用戶管理、權(quán)限控制、部門管理、安全控制等功能，用于控制資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的授權(quán)、維護、引用等活動，便利用戶的使用并控制風險；資產(chǎn)的入庫、領用、上線、報廢等申請、審批流程管理。

（4）基于電子標識碼的資產(chǎn)管理

常規(guī)的資產(chǎn)管理方式存在諸多的問題：

資產(chǎn)管理人工操作方式記錄（有的采用一維條碼，易污損，識讀困難），人工整理匯總，時間長、效率低，差錯率高；實物信息與管理信息系統(tǒng)信息無法同步，無法實時了解資產(chǎn)當前實際所處地點、狀態(tài)（閑置、正常使用、維修、報廢）；

難以及時獲得準確的資產(chǎn)信息（往往通過勞神費力的定期人工盤點的方式更新資產(chǎn)信息）等。

電子標識技術(shù)正是解決這一問題的關(guān)鍵，它讀取速度快、無需人為干預讀取數(shù)據(jù)過程等優(yōu)勢，可以進行快速的資產(chǎn)識別、盤點，實現(xiàn)準確快速掌握重要固定資產(chǎn)信息。

采用電子標識將資產(chǎn)實時監(jiān)測與資產(chǎn)管理有效的整合在一起，從而達到實物信息與系統(tǒng)信息的實時同步一致。從而實現(xiàn)“資產(chǎn)全生命周期自動追蹤管理”，為企業(yè)投資決策、資產(chǎn)合理調(diào)配等提供準確科學的參考依據(jù)。達到資產(chǎn)管理中“人、地、時、物同步管理”，有效降低和控制日常管理和生產(chǎn)成本，節(jié)約了每年投入大量人力物力進行資產(chǎn)盤點和無謂調(diào)撥的成本，避免了因各種因素造成的資產(chǎn)流失，提高了企業(yè)管理效益。

2、容量管理模塊

容量是數(shù)據(jù)中心所能提供的能力。容量管理旨在將各類基礎架構(gòu)的處理能力或系統(tǒng)容量進行細分和量化，根據(jù)業(yè)務需求進行調(diào)整和配置，從而在滿足主要業(yè)務需求的前提下實現(xiàn)資源利用合理化、負荷均衡、確保業(yè)務目標的達成。

基礎設施監(jiān)控管理系統(tǒng)的容量管理主要針對數(shù)據(jù)中心的電力、制冷、空間等基礎設施的支持能力，即SPC容量管理。

（1）容量管理的構(gòu)成

SPC容量管理主要包括如下幾部分：

性能管理（Performance Management），此活動旨在測量、監(jiān)控和調(diào)整基礎架構(gòu)或組件的性能以期達到最佳性能；

應用適配（Application Sizing），此活動旨在給應用、設備分配合適的資源以適應當前及未來規(guī)劃的業(yè)務需求；

容量建模（Modeling），此活動旨在識別容量管理所涉及的各因素及對應的權(quán)重等信息，并借助信息技術(shù)建立對應的容量模型；

負荷管理（Workload Management），此活動旨在監(jiān)控、測量負荷的變化以便獲取實時的容量使用情況，以便指導容量規(guī)劃和擴展；

容量規(guī)劃（Capacity Planning），此活動用于創(chuàng)建和規(guī)劃容量計劃，以便適應業(yè)務發(fā)展的需要；

需求管理（Demand Management），此活動旨在通過調(diào)整不同系統(tǒng)的負荷或分流高峰時的業(yè)務負荷以期更合理地利用系統(tǒng)支持能力和有關(guān)資源。

（2）主要功能模塊

基于SPC容量管理所定義的范圍，SPC容量管理需要實現(xiàn)如下的功能模塊：

SPC容量模型管理，包括容量模型的創(chuàng)建、節(jié)點信息維護、參數(shù)設置等，此外還需要包括監(jiān)控數(shù)據(jù)的動態(tài)關(guān)聯(lián)；

資源預分配管理，包括可用資源的搜索、預占、取消預占等功能，在進行資源搜索和預占時需要綜合考慮SPC容量模型所定義的各要素，出于管理的需要，還需要提供預占審核、設備上線、項目信息管理等功能；

報表與統(tǒng)計，包括報表的定制、使用狀況統(tǒng)計、趨勢分析、優(yōu)化建議等功能，主要用于容量狀況分析及容量規(guī)劃；

系統(tǒng)管理功能，包括權(quán)限管理、用戶管理、歷史數(shù)據(jù)管理等，用于支撐容量管理有關(guān)功能的運行。

3、運維管理模塊

運維管理是數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運行的保障，也是數(shù)據(jù)中心日常管理的主要內(nèi)容，它支撐著數(shù)據(jù)中心的故障處理、日常檢修、定期巡檢及人員值班管理等活動。運維管理模塊是運維管理的支撐平臺，為運維管理活動的展開提供了電子化支撐平臺。下面是運維管理模塊的簡單描述和說明。

（1）運維管理的范圍

一般來說，運維管理的范圍涵蓋如下的內(nèi)容：

故障響應與處理，包括各類設備故障的監(jiān)測、響應、派單及工單管理等內(nèi)容；

預防性維護管理，包括定期巡檢管理、移動巡檢管理、日常巡檢等內(nèi)容；

統(tǒng)計分析，包括服務團隊的運作效率、工單處理情況、工作量等指標，運行情況的統(tǒng)計分析等；

知識共享和積累，包括故障處理經(jīng)驗沉淀、歸檔、共享，系統(tǒng)基礎資料，應急預案等。

（2）主要功能模塊

根據(jù)運維管理的范圍和主要活動，需要包括如下功能模塊以匹配和支撐對應的運維活動：

事件管理（IncidentManagement），用于故障的響應、分析、派單及后續(xù)的工單管理等活動，支撐和控制服務管理中所定義的各級處理團隊的協(xié)作和故障單流轉(zhuǎn)，是運維管理所依賴的基本功能；

預防性維護管理，主要是定期巡檢和移動巡檢，用于設備的預防性維護，通過周期性的檢查和維護在設備出現(xiàn)異常之初就進行修復和維護，從而防止重大故障的發(fā)生；

知識庫管理（KnowledgeManagement），對于日常故障管理需要提供信息共享平臺以便保存和共享有關(guān)的處理經(jīng)驗，提高協(xié)作的效率；

服務級別管理（ServiceLevel Management），用于確保和量化整體的服務交付質(zhì)量符合與客戶簽訂的服務合同，包括響應時間、解決時間、解決率等；

系統(tǒng)管理，包括用戶管理、部門管理、角色管理、權(quán)限管理等內(nèi)容，用于支撐其他功能的實現(xiàn)；

統(tǒng)計分析，用于日常工單的統(tǒng)計、分析，以便分析處理效率、響應能力、工作量等指標，便于運維服務的優(yōu)化和考核。

（3）能耗管理模塊

隨著能源價格上升，數(shù)據(jù)中心能耗成本在運營成本的比重隨之上升，數(shù)據(jù)中心的能耗管理成為熱點話題，“低碳”理念開始為數(shù)據(jù)中心管理者所接受與重視。為了推動數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排，工信部《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》提出“到2015年，數(shù)據(jù)中心PUE值需下降8%”；發(fā)改委組織的“云計算示范工程”要求數(shù)據(jù)中心PUE降到1.5以下。這都需要做好能耗管理。

1）能效測評

數(shù)據(jù)中心能源使用效率PUE是目前國際國內(nèi)比較一致認可的能效參數(shù)，定義為數(shù)據(jù)中心總能耗與IT設備能耗的比。云計算發(fā)展與政策論壇在2012年3月16日發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心能效測評指南》中指出，能效測評除了考慮PUE，還需要考慮CLF（制冷負荷系數(shù)）、PLF（供電負荷系數(shù)）和RER（可再生能源利用率）等參數(shù)，這樣能更為精細的反映了數(shù)據(jù)中心的能耗狀況。

能耗管理的關(guān)鍵在能耗狀況的監(jiān)測和分析，通過監(jiān)測獲取真實的、連續(xù)的功耗數(shù)據(jù)，然后以這些數(shù)據(jù)為基礎，按照科學的計算方法得到數(shù)據(jù)中心的能效數(shù)據(jù)。

目前，可以參照《數(shù)據(jù)中心能效測評指南》的要求進行能效測評。

2）能耗指標的監(jiān)測和計算

為了實現(xiàn)能耗監(jiān)測與分析，監(jiān)控管理系統(tǒng)還應包含能耗監(jiān)測與分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過分布在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)各重要節(jié)點的采集設備監(jiān)測電量、電流、電壓等參數(shù)，對采集的參數(shù)進行分析和統(tǒng)計，以報表的形式展示數(shù)據(jù)中心各能效評估域的能耗評估結(jié)果，供能耗優(yōu)化和調(diào)整時參考。使用該系統(tǒng)不但可以了解數(shù)據(jù)中心能耗狀況，還可以對能耗管理的結(jié)果進行橫向、縱向比較。

 

上圖為數(shù)據(jù)中心典型的供配電系統(tǒng)示意圖，以此為基礎，描述一下進行能耗監(jiān)測時的一些方案。

在正常情況下，數(shù)據(jù)中心的電能由市電提供，因此數(shù)據(jù)中心總耗電的測量點應放在市電輸入變壓器之前。當市電故障情況下，柴油發(fā)電機產(chǎn)生的電力作為數(shù)據(jù)中心總耗電的測量點。如果是多用途機房樓，數(shù)據(jù)中心總耗電計算中，需要減去辦公等其它耗電的測量值。

嚴格來說，IT設備能耗指標應該在各IT設備輸入電源處測量耗電量并進行加總，但鑒于IT設備數(shù)量較多，這一方法將大大增加測量工作量和成本。因此，在實際操作中，我們一般在UPS輸出或者列頭柜配電輸入處進行測量，將測量值之和作為IT設備耗電指標。即：

PUE =（PM1+PM2-PM4）/PM3

在實際測量中，由于測量位置、測量儀表和共享電力等的限制，有時耗電量可能無法直接測量得到或測量數(shù)值不精確，因此必須通過一定的方法進行間接測量和估算；有文獻根據(jù)IT功耗的測量點位置不同將PUE測量級別精確到1、2、3級，考慮到此種區(qū)分對PUE值影響極小，區(qū)分級別地測算PUE必要性不大。

對制冷設備能耗來說，采用水冷空調(diào)的數(shù)據(jù)中心通常與所在建筑的辦公場所等共用冷水機組，為測量數(shù)據(jù)中心制冷所消耗的電能，可測量或估計數(shù)據(jù)中心和其它負載之間的熱負荷比例（根據(jù)水流量、水溫的設置等），然后根據(jù)比例將冷水機組消耗電能的一部分分配給數(shù)據(jù)中心。計算pPUE（局部PUE，見名詞解釋）的區(qū)域與其它區(qū)域有共享制冷系統(tǒng)時，也可采用這種方法進行間接測量和估算。

對供配電系統(tǒng)來說，在測量供配電系統(tǒng)能耗的過程中，如果指定的測量點難以安裝測試設備，可根據(jù)相關(guān)設備的能效因子進行間接推算。例如，在PUE測量中，如果無法在數(shù)據(jù)中心變壓器之前直接測量數(shù)據(jù)中心的總能耗，可根據(jù)變壓器之后的實測值進行推算。

為了防止評價指標的計算誤差過大甚至計算錯誤，根據(jù)這些指標之間的關(guān)系，可以進行驗證。例如：根據(jù)PUE≈CLF+PLF+1，我們就可以對這三個指標的準確性進行大致的驗證。

能耗指標的數(shù)值受各種因素的影響，會隨季節(jié)、節(jié)假日和每天忙閑時段的改變發(fā)生變化，為全面、準確了解數(shù)據(jù)中心的能效，需對數(shù)據(jù)中心能耗（用電量）進行了持續(xù)、長期的測量和記錄，用于按月、季、年計算PUE.

三、總控中心系統(tǒng)

總控中心系統(tǒng)中包含告警模塊和大屏控制模塊兩個重要模塊。

1、告警模塊

告警模塊在系統(tǒng)或者是監(jiān)控對象出現(xiàn)告警時，能以短信、電話、郵件、聲光等形式，及時通知用戶，使故障得到快速解決。一般監(jiān)控管理系統(tǒng)中會統(tǒng)一集中告警，因此告警模塊一般提供開放式的訪問接口，如SOCKET、Webservice等，以供監(jiān)控管理系統(tǒng)中其它子模塊調(diào)用其告警服務。告警模塊的告警信息輸出方式，往往提供（包含且不僅限于）短信、電話、郵件、聲光等方式，還可以和企業(yè)的短信網(wǎng)關(guān)進行對接，通過統(tǒng)一信息平臺發(fā)布告警信息。

告警模塊作為信息交互的終端，其交互信息的準確性很重要。如果通過告警模塊發(fā)出的告警信息過多，往往會將真正重要的信息淹沒，導致重大事故產(chǎn)生。因此，輸入到告警模塊中的信息必須經(jīng)過有效性過濾，也就是說在告警信息發(fā)出之前必須經(jīng)過復雜事件分析模塊的分析處理。復雜事件分析模塊的有效性，決定了告警模塊信息交互的有效性。

告警模塊作為告警有效信息的重要輸出載體，保證信息的目標可達性也至關(guān)重要。在告警模塊運行過程中，程序的崩潰、網(wǎng)絡故障、機器宕機等都隨時導致告警信息的丟失，貽誤故障處理的有效時機。因此，告警模塊應具備容錯機制，包括重發(fā)、斷點恢復續(xù)傳等。根據(jù)數(shù)據(jù)中心等級建設的要求，告警模塊也需要進行對應的冗余設計。同時，由于告警方式的不可靠性，如電話有可能無法接通，郵箱服務器可能發(fā)生故障等，為保證信息的送達，一般還需要在告警模塊中設計告警升級功能，如根據(jù)服務等級，對于高等級的事件，超時未處理的事件應進行各種條件的告警升級處理。升級處理，包括告警對象的升級處理，如值班人員A未撥通電話，重試失敗后升級到值班人員A的主管；還包括告警方式的升級，從總控中心現(xiàn)場的聲光告警，升級到短信、電話報警。復雜情況，還包括兩種升級方式的組合。

2、大屏控制模塊

總控中心是中大型數(shù)據(jù)中心運維團隊進行運行監(jiān)控值守的場所，運行維護值守人員主要依托監(jiān)控管理系統(tǒng)的總控中心大屏展示的信息來了解、獲知、分析龐大、復雜的系統(tǒng)和設備的運行情況。由于監(jiān)控管理對象的復雜性，很多情況下，值守人員需要從不同維度同時了解、分析數(shù)據(jù)中心運行情況，這就需要從不同維度展示運行情況的多個顯示屏幕。顯然在一套大屏上從多個維度集中展示的監(jiān)控、故障相關(guān)信息越豐富、越清晰明了，越有助于運維人員及時發(fā)現(xiàn)和快速解決問題。因此，在數(shù)據(jù)中心監(jiān)控管理中心（或ECC）都配備有多個屏幕拼接組成的大屏顯示系統(tǒng)。

大屏幕展示模塊在數(shù)據(jù)中心的應用一般有兩種方式：

一種是采用專業(yè)的智能屏控系統(tǒng)，一種是采用簡單的液晶屏組合系統(tǒng)。

（1）智能屏控系統(tǒng)

智能屏控系統(tǒng)也稱多屏拼接處理器，是大屏顯示系統(tǒng)的核心功能單元。大屏幕拼接墻系統(tǒng)一般包含屏幕控制軟件和拼接墻處理器，來完成大屏幕的分屏、合屏等屏顯功能。

智能屏控系統(tǒng)采用超大規(guī)模FPGA的純硬件架構(gòu)，以高帶寬網(wǎng)絡交換技術(shù)為手段，以基于像素的圖像縮放引擎為基礎，采用分布式的模塊化設計，來實現(xiàn)大屏幕拼接墻靈活，方便，高性能的顯示控制。

智能屏控系統(tǒng)支持即插即配、海量信號管理、支持DVI、VGA、HDMI、Video等信號源接入，支持多顯示墻、多屏信號共享、多屏聯(lián)動，支持自由拼接、單獨開窗拼接、信號任意拖拽，支持圖像任意縮放，跨屏，漫游，疊加，超大分辨率底圖、超高分辨率動態(tài)圖像的大屏顯示，大屏回顯錄播、數(shù)字標牌上屏，支持多組顯示方案預設，支持多用戶，操控靈活等。

對于總控中心的大屏顯示系統(tǒng)僅有大屏控制功能是不夠的，為了使各屏顯示的內(nèi)容具有相關(guān)性、互補性與互動性，還需要監(jiān)控管理軟件本身的顯示頁面支持多窗口顯示與顯示聯(lián)動控制。

智能屏控系統(tǒng)一般使用在中大型數(shù)據(jù)中心的總控中心。

（2）簡易多屏拼接系統(tǒng)

對于中小型的數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控室，以經(jīng)濟實用為原則，不一定需要智能屏控系統(tǒng)。此時可通過多屏輸出顯卡和幾個顯示器完成一個小型的拼接墻系統(tǒng)。由于多屏顯卡的輸出端子有限，因此該方案一般支持的視窗是有限的。使用Windows管理液晶屏組合展示時，可以將多個液晶顯示器映射成一個虛擬大液晶顯示器，通過分屏展示模塊完成業(yè)務視圖的顯示分割、布局；也可以將多個液晶顯示器映射成獨立顯示單元，每個液晶顯示器顯示獨立的業(yè)務視圖，此時和大屏幕拼接墻系統(tǒng)一樣，僅要求分屏展示軟件模塊能提供對應的多個業(yè)務視圖窗口。

（3）大屏控制模塊的應用

圖4 大屏顯示系統(tǒng)應用示意圖

 

大屏展示模塊根據(jù)業(yè)務需要，可以配置出多種不同應用場景的展示組合。

監(jiān)控信息展示

如對于全局的監(jiān)控視圖，如全國聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)點監(jiān)控狀態(tài)監(jiān)控視圖，可以設計成主畫面，使用4個顯示單元組合顯示；其他的監(jiān)控管理子業(yè)務系統(tǒng)使用1個顯示單元顯示，設計成從畫面。這樣對整個監(jiān)控管理系統(tǒng)的全局到局部都能進行實時監(jiān)控。每個監(jiān)控管理子業(yè)務系統(tǒng)還可以設計頁面輪詢策略，輪流顯示每個關(guān)鍵監(jiān)控指標。一旦某個監(jiān)控畫面發(fā)生報警，則停留在該畫面，并提示當前的報警信息。

同時，監(jiān)控管理系統(tǒng)的主畫面與從畫面之間，從畫面和從畫面之間還可以設置聯(lián)動，如對主畫面中的某個業(yè)務子系統(tǒng)進行操作時，該業(yè)務子系統(tǒng)顯示單元便切換到該業(yè)務子系統(tǒng)指標監(jiān)控畫面。也可以利用屏控模塊的預設功能，設定多種監(jiān)控顯示模版，供使用者根據(jù)使用場景靈活調(diào)用。

告警信息展示與分析

當某個故障發(fā)生需要進行分析、會診時，可用一個屏幕3D展示該設備的物理位置信息（有必要時再用一個屏幕展示其視頻信息，實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實結(jié)合展示），一個屏幕用2D展示其邏輯關(guān)系信息（如拓撲關(guān)系），一個屏幕展示其故障詳細信息，一個屏幕展示相關(guān)知識庫信息或應急預案信息等。通過這種故障信息的關(guān)聯(lián)展示，有助于快速分析定位故障根源，有助于組織運維力量準確處理，提高數(shù)據(jù)中心可用性。

管理信息展示與分析

當需要橫向比較各機房模塊的能耗，可以把各機房單元的PUE、CLF、PLF分別在不同屏幕上顯示出來；當需要全域了解所有機房SPC容量時，可以把每個機房的SPC分別在不同屏幕上顯示出來；但需要做運行分析時，可以把月度、季度、年度的運行情況、同比、環(huán)比情況、匯總情況分別在不同的屏幕上顯示出來等。這些常見顯示場景可以用預設功能固定下來以備需要時調(diào)用，有利于提高工作效率。

四、基礎服務模塊

1、數(shù)據(jù)庫模塊

數(shù)據(jù)庫模塊根據(jù)存儲的業(yè)務數(shù)據(jù)及實現(xiàn)技術(shù)的不同，主要分為三類數(shù)據(jù)庫模塊：實時數(shù)據(jù)庫模塊、歷史數(shù)據(jù)庫模塊和配置管理數(shù)據(jù)庫模塊。

（1）實時數(shù)據(jù)庫模塊

監(jiān)控管理系統(tǒng)根據(jù)對數(shù)據(jù)實時性業(yè)務要求的不同，會將業(yè)務數(shù)據(jù)分離到兩類不同的數(shù)據(jù)庫中，一個是實時數(shù)據(jù)庫，一個是歷史數(shù)據(jù)庫。

實時數(shù)據(jù)庫（RTDB，Realtime Database）是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的一個分支，是數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合實時處理技術(shù)產(chǎn)生的。實時數(shù)據(jù)庫專用于處理帶有時間戳的數(shù)據(jù)，其特點是產(chǎn)生頻率快，并發(fā)量大，數(shù)據(jù)和時間有緊密關(guān)聯(lián)關(guān)系。實時數(shù)據(jù)采集產(chǎn)生大并發(fā)和持續(xù)的數(shù)據(jù)流，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫并不適合流式數(shù)據(jù)處理，需要精心考慮數(shù)據(jù)存儲策略。實時數(shù)據(jù)庫在監(jiān)控系統(tǒng)中作為高速數(shù)據(jù)訪問的緩存設施，提供實時測點訪問、實時事件訪問等服務。

實時數(shù)據(jù)庫最大的特點就是及時性。實時數(shù)據(jù)庫要保證采樣的數(shù)據(jù)能及時的更新到實時數(shù)據(jù)庫中，因此實時數(shù)據(jù)庫的訪問延遲時間不應大于采樣頻率。同時，實時數(shù)據(jù)庫也通過一些特定機制保證實時數(shù)據(jù)庫中新鮮的數(shù)據(jù)能及時被數(shù)據(jù)使用者及時獲取。

實時數(shù)據(jù)庫另外的一個特點是存儲信息多樣性。由于實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)處理的高速性，越來越多的對性能要較高要求的應用，都開始將實時數(shù)據(jù)庫作為自己的應用緩存，以加快處理速度。

隨著數(shù)據(jù)中心建設規(guī)模越來越龐大，要求管理的實時數(shù)據(jù)規(guī)模也越來越龐大。因此對實時數(shù)據(jù)庫模塊的處理性能，承載容量的需求也越來越高。

（2）歷史數(shù)據(jù)庫模塊

實時數(shù)據(jù)庫模塊為實時數(shù)據(jù)計算提供數(shù)據(jù)來源，歷史數(shù)據(jù)庫模塊則為后期的數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計、挖掘提供數(shù)據(jù)來源。

歷史數(shù)據(jù)庫是一種支持在線事務處理和數(shù)據(jù)挖掘的中間數(shù)據(jù)庫，它負責將實時數(shù)據(jù)庫中的實時數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)儲到中間數(shù)據(jù)庫中，供日后分析處理。歷史數(shù)據(jù)庫應具備較好的數(shù)據(jù)容錯性，便于數(shù)據(jù)備份和恢復；還應具備良好的數(shù)據(jù)訪問接口，便于在此之上進行數(shù)據(jù)分析。

由于業(yè)務的發(fā)展和多變，歷史數(shù)據(jù)庫模塊首先需要解決業(yè)務的變化的適應性。因此，歷史數(shù)據(jù)庫一般支持業(yè)務規(guī)則描述，通過預先定義的業(yè)務規(guī)則，抽取、轉(zhuǎn)換原始數(shù)據(jù)，得到期望的業(yè)務數(shù)據(jù)。業(yè)務的變化，只需要調(diào)整對應的業(yè)務規(guī)則描述即可迅速的適應新業(yè)務。

歷史數(shù)據(jù)庫遇到的另一個挑戰(zhàn)是大數(shù)據(jù)量的存儲和檢索。一個超大型數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控測點數(shù)以幾十萬計，如果不進行任何處理，要對這些測點數(shù)據(jù)進行存儲，數(shù)據(jù)量每天以GB級別的增長。因此，存儲前的數(shù)據(jù)壓縮處理和數(shù)據(jù)庫的合理設計，對大數(shù)據(jù)的存儲和檢索性能至關(guān)重要。

（3）配置管理數(shù)據(jù)庫模塊

配置管理數(shù)據(jù)庫（CMDB）不是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，也不是企業(yè)的資產(chǎn)庫。配置管理數(shù)據(jù)庫存放所有的軟件和硬件（不僅僅是計算機軟硬件），這些組件我們稱之為配置項（CI）。配置管理數(shù)據(jù)庫存放配置項和配置項之間的關(guān)系（Relation）。配置管理數(shù)據(jù)庫是監(jiān)控管理系統(tǒng)業(yè)務服務管理策略的核心，是配置信息的唯一來源。它保證信息的唯一性，準確性。

配置管理數(shù)據(jù)庫模塊是監(jiān)控管理系統(tǒng)的靈魂，這個模型的建設的好壞，決定著監(jiān)控管理系統(tǒng)的管理效率和有效性。

2、雙機熱備模塊

根據(jù)GB 50174-2008對機房可用性等級的要求，對應高等級的數(shù)據(jù)中心監(jiān)控管理系統(tǒng)應匹配冗余設計。雙機熱備模塊則是監(jiān)控管理系統(tǒng)的基礎服務系統(tǒng)中實現(xiàn)監(jiān)控管理系統(tǒng)冗余設計的重要公共模塊。

（1）雙機熱備的分類及定義

雙機熱備使用兩臺服務器，互相備份，共同執(zhí)行同一服務。當一臺服務器出現(xiàn)故障時，可以由另一臺服務器承擔服務任務，從而在不需要人工干預的情況下，自動保證系統(tǒng)能持續(xù)提供服務。雙機熱備由備用的服務器解決了在主服務器故障時服務不中斷的問題。

從工作方式上來劃分，雙機熱備有兩種：active/standby和active/active. active/standby也叫主備方式，當主機產(chǎn)生故障后，備機及時接管主機的服務。active/standby方式永遠只有一臺服務器處于激活工作狀態(tài)，另一臺服務處于等待非工作狀態(tài)。

active/active工作模式，主、備機都同時工作，提供相同的對外服務�？蛻舳嗽L問其中的任意一臺機器都可完成需要的業(yè)務，既可以實現(xiàn)簡單的負載均衡，也可以將故障的切換時間降到最低。

（2）雙機熱備的選擇

選擇雙機熱備模塊的工作方式，主要取決于運行在雙機熱備模塊之上的應用服務的工作特性。如果應用服務允許同時運行工作，則active/active是個不錯的選擇。如果應用服務在同一時刻，只允許一個實例運行工作，則只能選擇active/standby模式了。

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