時間：2023-08-17 17:34:45
序論：在您撰寫網絡可視化管理時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
本文主要從對網絡可視化管理煤礦系統軟件開發環境進行介紹，并在此基礎上構思軟件的總體設計，最后形成軟件的總體設計，促進煤礦管理的信息化和數字化發展。
【關鍵詞】網絡可視化管理；煤礦軟件；設計
煤礦工業是我國能源發展的一個重要環節，在我國的國民經濟中占據著重要的經濟地位，隨著計算機網絡技術的不斷發展進步，煤礦管理的信息化和數字化進程也大大加快，并且成為了二十一世紀最整個能源生產行業的必然趨勢，其中網絡可視化技術的集成研究是當今煤礦數字化發展和建設的重要前沿。本文主要將可視化圖形等計算機技術與傳統的煤炭行業結合起來，并對煤炭的開采、管理等進行空間信息表示、安全信息管理、三維建模及可視化等相關技術進行研究，并在此基礎上思考煤礦工程網絡可視化管理的軟件設計系統，主要的研究方面包括：煤炭工程動態可視化管理系統軟件構造；煤炭工程屬性數據錄入系統研究；煤礦工程銜接計劃編制管理研究；煤礦工程安全信息管理研究和煤礦工程三維可視化模型設計與實現。
一、網絡可視化管理煤礦系統軟件開發環境
（一）軟件開發環境
軟件開發環境采用WindowsXP操作系統，以及Autodesk公司開發生產的AutoCAD2002圖形支撐軟件，系統的硬件環境為普通的高配微機，另外需要相應的數字化儀、掃描儀、打印機等。
（二）開發工具的選擇
對于煤礦軟件的開發工具來說，都需要選擇合適的開發工具，如VB、VBA、AutoCAD系統內嵌的Visual lisp語言等。首先，VB也就是Visual basic，是一種基于對象的額可視化程序開發工具，其便捷、簡易的特點能夠幫助軟件成功的建立Windows應用程序。Visual basic是在原有的BASIC語言的基礎上進一步發展得來的，他是微軟公司自行研制的一種快速應用開發工具，具有簡易、高校的輔助開發特點。而VB進行AutoCAD二次開發，在功能方面則變得更強大，還能實現僅用AutoCAD不能達到的效果，整體性強，運行速度快，整體配合起來，功能十分完善。
二、煤礦軟件總體設計
（一）煤礦軟件總體設計原則
面向對象原則。此方法是目前使用最為普遍的方式，它通過對實體進行抽象歸納，將實體屬性與操作進行封裝并形成類。
模塊化設計原則。煤礦工程軟件設計應該采用結構化和原型化相結合的方法，根據管理需要，自上而下的進行軟件系統功能的解析與模塊劃分，在用戶需求的基礎上明晰軟件系統子模塊，通過對子模塊的累積而逐漸形成上層模塊，完善整個管理過程。
應用程序與數據分離的原則。為保證煤礦軟件系統能有良好的可移植性和可維護性，在軟件的結構化組織中堅持程序代碼與圖形數據庫、屬性數據庫分離的原則。
軟件界面友好原則。軟件的用戶界面是用戶與計算機進行交流的中間媒介，也是應用程序中用戶直觀的系統運行部分。友好性應該滿足軟禁系統簡單、操作對象突出、快捷現實幫助等條件，并遵循煤礦管理高校、規范和穩定的原則。
（二）煤礦軟件總體設計特點
為更好的解決煤礦工程的網絡可視化管理問題，應該結合礦井、采掘等具體的請況，從可視化模型出發，研究開發煤礦工程可視化管理系統。
煤礦管理軟件系統采用屬性數據混合管理模式管理數據，即采用圖像屬性化模式和數據庫模式，讓軟件系統的集成化程度和數據處理效率大大提高；其次，軟件有設計圖形圖素處理工具，滿足了煤礦管理工程動態管理中圖素屬性數據化處理的要求；最后，軟件的設計采用面向對象程序設計方法，是軟件程序更具有通用性、可靠性和可移植性。
三、煤礦網絡可視化軟件程序結構設計
（一）組織程序結構方法
1.數據流驅動組織管理程序
在這種程序結構的組織方法中，要把對煤礦的數據處理的管理放在第一位，而把程序的優化放在其次。也就是說要按照數據處理的自然先后順序，讓每個數據流與一個相對獨立的程序流對應。而在現實的煤炭管理中，數據流不會是一個簡單的樹狀圖形式，而是一種復雜的網狀結構，如果用強制的方式把這種網狀結構變成樹型就會是程序的語句變得急劇膨脹，增加了管理錄入的難度和失誤率。
2.菜單驅動組織程序結構
隨著計算機窗口技術的發展，使用菜單的用戶越來越普及，對于煤炭管理來說，菜單系統的使用更能從程序上對煤炭的管理建立簡潔的結構組織，并在此基礎上建立一些子系統模塊的劃分，讓整個煤炭管理的菜單功能的可維護性大大提高。
（二）組織程序結構策略
1.劃分軟件功能，縮小程序規模
應縮小程序，每個程序控制在一百行以下，這樣的小程序有在應用和構造方面有很多的優勢。首先小程序的可讀性能好，因為對于煤礦工程來說，整個工程量復雜且多樣，而一個一個小的模塊就相當于把巨大的工程分給了很多小的部分，結構簡單，處理起來也方便，對整個工程的管理控制也有很好的優化作用。其次，小程序因為作用單一，目標明確，重復使用的次數就多，在不同的項目中都能運用到這樣的小模塊，這也加快了不同系統的設計過程，實用性強。最后，因為小程序的文檔容易編寫，這對整個軟件的組成質量也是很好的把握。
2.分層組織煤炭管理程序
把對整個煤礦管理的小程序組合起來就是最終的軟件程序，對這些字程序的管理應該從程序的組織形式上進行考慮，一個層就是一個子程序庫，要建立相應的軟件使用制度，上層程序只能直接調用下屬程序，不能跨層調用，下層程序也不能調用上層程序。層與層之間盡量使用參數的形式，少用全局變量，這樣的組織為軟件子程序維護和軟件的下一步開發帶來了很大的方便，保證了軟件程序可移植性的同時，對其他相關的程序也不會有任何影響。
（三）界面設計
良好的界面設計可以提升煤礦管理的效率，并對從用戶的角度進行軟件的界面設計，因為對于windows的操作系統平臺來說，是被大家廣泛接受的，所以煤礦管理軟件就是采用了windows標準。
綜合來說，對煤炭的開采、管理等進行空間信息表示、安全信息管理及可視化等相關技術進行研究，并在此基礎上對煤礦工程網絡可視化管理軟件進行系統設計，從而加快煤礦管理的信息化和數字化進程。
參考文獻：
[1]劉玲.基于煤礦企業的PERT可視化決策支持系統研究[D].中國地質大學（武漢）管理科學與工程，2010
[2]劉芳.信息可視化技術及應用研究[D].浙江大學，2013
[3]邢存恩.煤礦采掘工程動態可視化管理理論與應用研究[D].太原理工大學，2009
1）網絡中交換機越來越多，多種廠家網絡設備不能集中統一進行管理，所有交換機處于無序管理狀態，線路拓撲結構沒有清晰明了的視圖，只是機械的添加、更換維護等狀態，具體某個豎井位置有幾臺交換機如何級聯都不能清晰明了地了解，不能很好地統籌管理。
2）交換機的級聯層級越來越多，具體不能確定到底有幾級。因為由于不斷地增加交換機，每臺交換機與核心交換機之間有幾級不能確定。注意的是交換機不能無限制級聯，超過一定數量的交換機進行級聯，最終會引起廣播風暴，導致網絡性能嚴重下降。
3）交換機出現環路情況無法及時診斷與確定。因醫院科室地面需要定期清潔，需要把相應的線路進行收起來后重新清潔地面。往往清潔完地面后，人為原因導致把一根網線的2端都插入到交換機上，造成了整個網絡死鎖，并導致整個網絡癱瘓。這種故障不易排查，發作也比較突然。
4）網絡中某一交換機出現故障，導致其級聯下的全部中斷。故障不能及時發現，必須到現場進行逐個測試排查，從故障終端向上追溯逐個檢查，直到檢測到相關設備故障，才能解決故障，不能及時定位到具體哪臺出現故障，整個檢測過程比較費時費力。
5）交換機的數據轉發性能有差別，如何將合適的交換機配置到合理的位置，只能根據網絡流量大小進行分布，傳統的網絡不能監控網絡中交換機端口的流量，只能憑借經驗及管控的大小進行分析，有時分析不當會造成網絡出現瓶頸或者浪費問題存在。實時的流量監控可以出現流量異?，F象不能及時處理，對醫院網絡系統硬件監控力度不夠。
6）核心交換機及服務器集換機出現故障如何及時發現，往往該交換機出現故障后相關故障燈沒有報警，整個網絡出現中斷，服務器無法進行訪問，到底是服務器故障還是核心交換機故障，在排查過程中費時費力。這個是醫院網絡威脅最大的故障，并且是最難發現排查的。如何第一時間發現故障、排查故障是很關鍵的。面對以上的問題，傳統的網絡管理方法單一、管理力度不足、管理操作復雜，已不能全面高效地管理現有的網絡，不能實時監控到相關設備的報警信息，不能及時排除網絡故障，更不能對網絡資源和業務進行全面的融合管理與調配。以下將通過可視化網絡管理軟件與合理的布局可視化網絡管理軟件的服務器端與客戶端就可以很好地發現解決以上問題。
2網絡管理軟件實現可視化管理與對策
2.1可視化前期準備
先將網絡中的服務器、存儲、交換機等資源進行融合管理，對相應的服務器及存儲進行IP地址分配管理，網絡中的交換機通過交換機的console口對全院內網交換機進行了統一的IP地址分配與相關策略配置，全部內網交換機都重新打上了標簽進行編號標注，對沒有可管理功能的交換機進行替換升級，保證對交換機的管理覆蓋到終端，很大程度上實現了對數據中心網絡的全覆蓋管理，更方便了當終端出現故障時可以第一時間進行定位排查。
2.2可視化管理
H3CiMC智能管理平臺創造性的使用業界主流虛擬化軟件（VMware，Hyper-V）等對服務器、VM的管理能力，將網絡管理服務器、網絡管理報警客戶端及交換機統一納入到資源可視化管理中，虛擬網絡拓撲以實際的鏈接拓撲方式體現相應設備之間的從屬與鏈路關系。同時，通過設備之間的鏈接關系，展示出網絡設備所在的網絡地理位置。滿足數據中心基礎設備間的鏈路關系、所見即所得的管理需求?？墒贯t院的交換機分配具有了可視化監控，出現故障也可及時查看與排除。通過網絡拓撲結構圖，對現有的交換機層級進行了線路優化，使得山西省人民醫院的交換機層級達到最小化。醫院外部的醫療聯合體醫院網絡也通過專線也實現了網絡實時監控。在可視化界面上可以實時查看相關設備的運行狀態、設備屬性及當前報警信息等。
2.3流量性能與報警管理
流量性能管理方案包括IMCNTA，ACLM，QoSM等組件。流量性能管理可以使用支持NetStream/sFlow/NetFlow等技術的網絡設備提供網絡流量信息，也可以使用DIG探針采集器對網絡流量信息進行采集。通過可視化界面實時查看各設備流量的分布圖與明細圖，在對流量分析的基礎上，通過ACLM、QoSM從實際應用層次上去規劃網絡管理，創建QoS規劃、控制QoS部署、監控QoS部署效果，優化部署策略，屏蔽底層設備差異，實現QoS服務保證所見即所得，實現流量異常實時報警功能。并且提供SLA工具，通過獲取抖動、時延、丟包率等指標數據來量化QoS，并輸出圖形報表，使得關鍵的業務得到端到端的帶寬保證。從而使人們從實時輸出圖形報表中分析流量，并且進行相應的管理與優化。iMC提供了通過對交換機相關屬性設置，自動監控網絡中的交換機狀態及鏈路情況，甚至細微到每個交換機的端口啟停狀態，自動發現應用、應用監控、主機監控、分類監視等模塊，同時擁有豐富的報表功能。當被監視的交換機相應的狀態出現異常時，系統就會自動產生告警，通過這些告警，可以鑒別出網絡故障出現問題的根本原因。
2.4總結經驗優化管理
網絡管理服務器與網絡管理報警客戶端地理位置不在一個地方使用，網絡管理服務器在密封的機房環境內統一管理，而網絡管理報警客戶端則在辦公室機房內使用，二者之間要實現實時管理需要交換機進行連接，故障發生時，如果之間的交換機有一個發生故障就會導致系統癱瘓，實時監控就無法使用了?？偨Y經驗，把網絡管理服務器與網絡管理報警客戶端的所有交換機都去掉，對網絡管理服務器新增了第二塊網卡，在網絡管理服務器與網絡管理報警客戶端新增加專線，采用雙網卡把二者直連起來，當網絡中出現故障時，排除了相關交換機出現故障導致網絡不能進行實時呈現監控。從很大程度上提高了系統的穩定性、實時性。
2.5網絡內部安全管理
因院內網機器數目多，使用人員多，操作復雜，導致內網感染病毒較多，最終造成網絡及內網程序不能正常工作。為解決此類問題，通過使用網絡版殺毒軟件，經過對比各類殺毒軟件性能，采用了賽門鐵克局域網殺毒軟件，并設置了相應的殺毒、管理及升級策略，定期每周進行殺毒軟件病毒庫的升級。安裝后的客戶端計算機不能卸載，所有移動存儲設備、光驅等都被相應禁止掉了，無法使用。該殺毒軟件上線以來，從一定程度上遏制了病毒的傳播和破壞，進一步保證了院內網信息系統網絡的安全性。
2.6培養優秀的信息系統管理人員
醫院信息系統網絡管理需要24小時人員值班，處理故障需要快速及時有效，這就需要工作人員，技術水平高，并具備高度的責任心。他們即要熟悉醫院的相關醫療事務，醫療信息系統的管理與維護，以及醫院網絡系統的設計、安裝與日常的維護工作，還需要及時處理各種網絡突發故障，因此，工作人員水平的高低與醫院信息系統管理服務質量密切相關。在人才建設方面，科室樹立以人為本，人員每周五下午輪流給大家講課并相互交流經驗，定期每個月初先進的技術廠商前來進行相關先進技術講學。
3結束語
隨著信息時代的發展，網絡的普及，固定寬帶網絡作為一種高效、低價和穩定的互聯網接入方案仍然是目前用戶的首選。隨著用戶數量的與日劇增，相應的通信基礎設備也在不停的增多。目前，基礎通信設備的數量已經很難用常規的方法進行管理和維護，在可預見的將來，大量的網絡設備的管理和用戶信息監控將成為網管部門工作的難點。如何在大量數據的狀態下準確定位設備，維護設備，保證工作質量，提高工作效率成了急需解決的問題。目前，在工作實踐中原管理方式存在幾下幾個突出問題：（1）維護人員使用傳統的手工輸入命令的方式進行網絡設備的信息檢索與維護。這種原始的方法一方面人工輸入的方式增加了錯誤發生幾率，另一方面人工輸入方式效率極低，無法應對未來發展。（2）沒有嚴格的權限管理。權限的開放使得所有維護人員都可以對設備進行管理，甚至越權管理。在出現問題的時候沒有辦法追溯問題原因，追究責任，造成過程不可知、結果不可控的問題。（3）設備數量的增長導致維護任務的增多，在保持原有維護人員和管理方法的情況下，會造成管理跟不上數據的增長的現象。沒有一套實用又簡單的管理程序代替工作人員完成繁瑣的數據整理工作將會使管理任務堆積，設備可靠性降低。針對以上問題和矛盾，設計并研發了網絡設備管理系統。該系統能夠對現有城域網中設備的管理，通過數據可視化技術對設備進行圖形化檢索和展示，降低了底層維護工作人員的操作難度，簡化了操作流程。同時，系統能夠實時采集用戶上網信息，分析并進行過濾處理，能夠提高錯誤定位效率，極大提高了障礙處理的速度。在安全方面，實現了維護人員權限分級，相應的權限只能處理相應權限內的信息，記錄維護人員的操作流程，能夠形成完整的操作日志并對追溯信息進行管理。
2.網絡設備管理系統
網絡設備管理主要針對接入網絡內的以下幾種設備：（1）OLT（OpticalLineTerminal）OLT是光線路終端，用于連接光纖干線的終端設備，可以與前端（匯聚層）交換機用網線相連，轉化成光信號，用單根光纖與用戶端的分光器互聯。（2）ONT（OpticalNetworkTerminal）ONT是光網絡終端，是xPON網絡接入方案中的產品，是一種用于用戶端的光網絡設備，主要應用于最終用戶。（3）ONU（OpticalNetworkUnit）ONU是光網絡單元，也是一種用戶端的光網絡設備，他與用戶之間通常還有其他的網絡設備，比如交換機、路由器、網橋等。其中多個ONU設備與ONT設備連接在OLT設備下，多個OLT設備連接到數據中心，構成一個樹形拓撲網絡結構。針對網絡結構的特點和具體的業務需求，系統主要分為用戶賬戶管理、上網信息管理和設備信息管理三大模塊。網絡設備管理系統的主要特點如下：①系統采用B/S架構，以HTML5通過瀏覽器呈現數據，無需安裝客戶端，能夠適應幾乎所有的操作系統平臺。②系統基于開源數據庫存儲數據，自主加密數據儲存，數據的安全性、可靠性得到充分保證。③系統具有一定的自我維護能力，能夠輔助管理人員，將管理人員從繁瑣、重復性的工作中解放出來，提高維護效率，真正實現軟件適應用戶。④系統數據展示方式多樣，除了傳統的表單方式，還有更加直觀的圖形方式，使管理人員操作難度降低，提高用戶體現。⑤系統實現了從網管中心到分局的數據全面共享，使不同部門的操作人員管理、協作更加方便。⑥規范化的操作日志記錄功能將所有賬戶的操作情況記錄在案，做到所有操作可追溯，方便責任認定。⑦系統可根據管理員提供的關鍵字查詢OLT設備、ONT設備和ONU設備的信息，可以對ONT設備進行注冊、刪除操作，替代傳統的拆裝機工作。在開通PITP（PolicyInformationTransmissionProtocol，策略信息傳送協議）或PPPoE（Point-to-PointProtocoloverEthernet，以太網上的點對點協議）功能的服務器上，可追蹤話單信息，查詢用戶所使用端口、VLAN、MAC地址、登陸賬號、登陸時間和離線時間等信息。當出現障礙時，維護人員可以通過系統查詢用戶登陸賬號或MAC地址等關鍵信息快速定位到用戶設備所在地，做到故障及時排查。
3.數據可視化
傳統系統采用列表式展示數據結果，在設備數量過多時，具有相同關鍵字的數據將會特別多。比如以區域進行檢索，結果常常達到數百條，維護人員很難在長達4-5頁的檢索結果內定位故障設備。分局信息以拓撲圖形式直觀的展示出來，通過點擊分局可查看分局下掛接設備的拓撲結構。通過拓撲圖方式，網絡設備的層次結構，狀態信息得到了直觀的展示，維護人員可以不依靠關鍵字，甚至不依靠鍵盤的情況下依靠鼠標或觸摸設備準確查詢設備信息。這種方式還適用于移動便攜式客戶端使用，為現場處理故障提供了可行、可靠的判斷依據。
4.結論
關鍵詞： 可視化運維系統； 網絡管理； 應用實踐
中圖分類號： TP393 文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2012）06-0065-01
前言
隨著互聯網業務的蓬勃發展，VoIP、IPTV、移動服務、VPN業務、游戲以及越來越多的增值業務在IP/MPLS網絡上運行。如何管理客戶的各種質量體驗、實時監控業務質量、業務出現故障時準確快速故障定位、新業務開展前的能力評估、7*24小時的業務綜合質量評估是當今電信運營商面臨的新挑戰。
一、可視化運維系統的應用意義
由于IP網絡運維存在三個“不可視”的問題，導致網絡運維效率整體偏低。
1.承載的業務品質不可視，不能感知終端用戶體驗。網絡性能與業務品質是分離的，業務部門和網絡部門認識故障的維度不統一，沒有統一的度量尺度，造成故障定位需要跨部門專家協同工作，人員技能要求高，故障定位效率低。
2.路由不可視，看不到業務路徑。IP網絡引入動態路由，三層網絡是一片云，看不到業務的路徑。路由不可視導致在IP網絡運維過程中，經常出現終端用戶申報了故障，而當運維人員進行故障定位時，故障又消失了，問題無法重現，又沒有歷史信息可以查詢，無法找到故障原因，無法徹底解決用戶的問題，造成排除故障隱患困難。
3.端到端管道不可視，創建過程復雜，且狀態不可視。端到端管道的創建過程需要跨域部署，并且配置內容復雜。在業務部署過程中，需要運維人員全盤考慮每個節點上業務部署的參數和參數之間的相互關系，一旦發生參數配置錯誤，也很難檢查和糾正，對IP運維人員的專業技能要求高。
對于承載著各種業務的運營商網絡，如何判斷承載的業務質量劣化、如何評估網絡承載業務的能力、如何監控網絡健康狀況，特別是當網絡出現故障的時候，如何通過測試手段快速而準確地定位故障點、區分是業務平臺的問題還是網絡自身問題，成為當前IP網絡維護面臨的新挑戰。
可度量，才可管理；可管理，才可改進。在網絡IP化后，最先需要解決的問題就是可度量，也就業界提出的IP運維可視化方案。
IP網絡可視化運維有以下三個要求：快速解決故障，即當網絡和業務出現故障時，需要快速解決問題，實現迅速的故障定界和定位；主動預防問題，即對業務質量和網絡性能實時監控，及時發現問題，IP承載網的故障需要關聯到被影響的業務上，并通過趨勢分析，提前做出預警；網絡日常管理，即建立網絡質量監控和健康評估系統，通過整套的指標體系來反映和管理用戶體驗，掌握網絡的實際運行狀態，不斷提高用戶的忠誠度。
二、陜西鐵通可視化IP網絡運維應用實踐
陜西鐵通互聯網網管主要使用IP城域網綜合網管及其子系統實現對省內互聯網業務的全方位綜合監控管理。綜合網管系統可以對城域網核心層、業務控制層、接入層網絡運行情況進行實時監控。
三、綜合網管系統在網絡質量管理中的應用
1.設備和鏈路性能管理
通過綜合網管系統對在網設備的實時監控，不僅可以發現當前網絡中正在發生的故障，還可以通過其強大的后臺信息庫系統，追查故障的歷史記錄信息。并且通過定期檢查在網設備TOP N排名情況，對存在問題的局點，深入分析問題根因，采取適當措施進行整治，如對接入層設備的上行帶寬進行擴容、對存在隱患的設備進行更換或進行線路整改等。
2.用戶質量管理
（1）面向接入層的用戶質量管理
用戶資料準確率，端口速率達標率，用戶異常掉線率，是衡量網內寬帶用戶接入層質量最重要的三項指標。綜合網管系統可以按地市、分局、機房、型號、類型等有選擇的顯示所有接入層DSLAM、LAN、PON設備信息。后臺數據采集任務對所有網元進行掃描測試，提取用戶端口和線路參數，形成寬帶用戶歷史信息數據庫。各類報表的輸出可以對用戶端口達標率及掉線率的統計分析工作提供有效的數據支持。
通過綜合網管系統，可以做到接入層設備可控可管理可查詢，包括設備局點、端口、用戶資料等多方面信息，為各種數據分析、數據挖掘、數據統計等提供了完整的原始資料，為維護和故障查修部門提供了整治依據，逐步提高接入層網絡質量，從而在一定程度上改善了用戶體驗。
（2）面向用戶感知的端到端質量管理
陜西鐵通近年來端到端時延/丟包合格率始終控制在96%左右，優于業內認可的平均指標，但仍有用戶頻繁反映下載速度慢、視頻緩沖、游戲卡等問題，這也間接反映出以時延/丟包為主的網絡質量評估系統難以全面準確反映客戶的上網感知。
通過綜合網管系統，能夠對全網數據進行采集分析。不僅可以對各鏈路流量進行單獨評估；也可以細化網內流量模型中的各種成分，如對P2P，VOIP，HTTP等業務進行細分，并進行針對性控制；還可以基于特定用戶進行流量流向的統計分析，為我們掌握用戶的上網行為提供了有力的數據支持。通過這些方法，我們將得到的信息進行深入分析，并根據分析結果展開互聯網鏈路優化，流量流向分配，用戶差異化管理等工作，大大提高了IP網絡運維的主動性和針對性。
同時，為了解決端到端用戶體驗不可視問題，我們建立了一套獨立的用戶Q值體驗系統。通過該系統，我們對采集的原始數據進行分析，并對比本地其它運營商的用戶測試結果，找出網絡質量差異。對不達標的項目，有目的的進行限期整改，使用戶綜合質量感受始終保持在較好的水平。
關鍵詞：計算機應用；網絡維護；數據可視化；拓撲圖
0 前言
隨著信息時代的發展，網絡的普及，固定寬帶網絡作為一種高效、低價和穩定的互聯網接入方案仍然是目前用戶的首選。隨著用戶數量的與日劇增，相應的通信基礎設備也在不停的增多。目前，基礎通信設備的數量已經很難用常規的方法進行管理和維護，在可預見的將來，大量的網絡設備的管理和用戶信息監控將成為網管部門工作的難點。如何在大量數據的狀態下準確定位設備，維護設備，保證工作質量，提高工作效率成了急需解決的問題。
目前，在工作實踐中原管理方式存在幾個突出問題：
（1）維護人員使用傳統的手工輸入命令的方式進行網絡設備的信息檢索與維護。這種原始的方法一方面人工輸入的方式增加了錯誤發生幾率，另一方面人工輸入方式效率極低，無法應對未來發展。
（2）沒有嚴格的權限管理。權限的開放使得所有維護人員都可以對設備進行管理，甚至越權管理。在出現問題的時候沒有辦法追溯問題原因，追究責任，造成過程不可知、結果不可控的問題。
（3）設備數量的增長導致維護任務的增多，在保持原有維護人員和管理方法的情況下，會造成管理跟不上數據的增長的現象。沒有一套實用又簡單的管理程序代替工作人員完成繁瑣的數據整理工作將會使管理任務堆積，設備可靠性降低。
針對以上問題和矛盾，設計并研發了網絡設備管理系統。該系統能夠對現有城域網中設備的管理，通過數據可視化技術對設備進行圖形化檢索和展示，降低了底層維護工作人員的操作難度，簡化了操作流程。同時，系統能夠實時采集用戶上網信息，分析并進行過濾處理，能夠提高錯誤定位效率，極大提高了障礙處理的速度。
2 網絡設備管理系統
網絡設備管理主要針對接入網絡內的以下幾種設備：
（1）OLT（Optical Line Terminal）
OLT是光線路終端，用于連接光纖干線的終端設備，可以與前端（匯聚層）交換機用網線相連，轉化成光信號，用單根光纖與用戶端的分光器互聯。
（2）ONT（Optical Network Terminal）
ONT是光網絡終端，是xPON網絡接入方案中的產品，是一種用于用戶端的光網絡設備，主要應用于最終用戶。
（3）ONU（Optical Network Unit）
ONU是光網絡單元，也是一種用戶端的光網絡設備，他與用戶之間通常還有其他的網絡設備，比如交換機、路由器、網橋等。
針對網絡結構的特點和具體的業務需求，系統主要分為用戶賬戶管理、上網信息管理和設備信息管理三大模塊。網絡設備管理系統的主要特點如下：
①系統采用B/S架構，以HTML5通過瀏覽器呈現數據，無需安裝客戶端，能夠適應幾乎所有的操作系統平臺。②系統基于開源數據庫存儲數據，自主加密數據儲存，數據的安全性、可靠性得到充分保證。③系統具有一定的自我維護能力，能夠輔助管理人員，將管理人員從繁瑣、重復性的工作中解放出來，提高維護效率，真正實現軟件適應用戶。④系統數據展示方式多樣，除了傳統的表單方式，還有更加直觀的圖形方式，使管理人員操作難度降低，提高用戶體現。⑤系統實現了從網管中心到分局的數據全面共享，使不同部門的操作人員管理、協作更加方便。⑥規范化的操作日志記錄功能將所有賬戶的操作情況記錄在案，做到所有操作可追溯，方便責任認定。⑦系統可根據管理員提供的關鍵字查詢OLT設備、ONT設備和ONU設備的信息，可以對ONT設備進行注冊、刪除操作，替代傳統的拆裝機工作。
在開通PITP（Policy Information Transmission Protocol，策略信息傳送協議）或PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet，以太網上的點對點協議）功能的服務器上，可追蹤話單信息，查詢用戶所使用端口、VLAN、MAC地址、登陸賬號、登陸時間和離線時間等信息。當出現障礙時，維護人員可以通過系統查詢用戶登陸賬號或MAC地址等關鍵信息快速定位到用戶設備所在地，做到故障及時排查。
3 數據可視化
傳統系統采用列表式展示數據結果，在設備數量過多時，具有相同關鍵字的數據將會特別多。比如以區域進行檢索，結果常常達到數百條，維護人員很難在長達4-5頁的檢索結果內定位故障設備。分局信息以拓撲圖形式直觀的展示出來，通過點擊分局可查看分局下掛接設備的拓撲結構。點擊OLT設備可查看板卡端口使用狀態。選擇板卡端口可查看下掛接設備信息及結構。通過拓撲圖方式，網絡設備的層次結構，狀態信息得到了直觀的展示，維護人員可以不依靠關鍵字，甚至不依靠鍵盤的情況下依靠鼠標或觸摸設備準確查詢設備信息。這種方式還適用于移動便攜式客戶端使用，為現場處理故障提供了可行、可靠的判斷依據。
總之，本文的網絡設備管理系統，采用了跨平臺的HTML5技術，設計并開發了基于數據可視化的拓撲圖的展示功能，維護人員行為追溯功能，權限管理功能等，新系統上線以來受到維護人員好評，生產中采樣測試結果以及實踐運行證明，本文系統能夠顯著提高工作效率。
參考文獻：
關鍵詞：網絡管理；SNMP；網絡拓撲；RESTful
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）34-0099-03
Abstract： With the development of network technology， network equipments have become one of the most important assets in many company. In order to manage the intranet of company and network equipments effectively， this paper presents the visualization network management system based on web.The system takes advantage of the convenience of web system and the universality of SNMP to implement a visualization system that include devices management， network topology management， machine room monitoring， intelligent alarm， repairing management.
Key words： network management； SNMP； network topology； RESTful
隨著網絡的快速發展，網絡設備已成為各單位的重要資產之一，網絡的安全性、可用性嚴重影響著企業單位工作環境，對網絡的使用不當有可能會給單位帶來巨大的損失。網絡設備的管理和故障的快速修復也影響著企事業的競爭力。另一方面，Web技術由于其良好的兼容性，擴展性及便捷性已經逐漸取代C/S架構的技術，成為軟件開發的主流?；赪eb的可視化網絡管理系統就是利用了Web技術，構建了集設備管理、網絡拓撲、機房監控、智能報警、故障報修等功能的可視化管理系統。
1 系統需求分析
基于Web的可視化網絡管理系統的用戶角色主要分為四類：系統管理員、資產管理員、網絡運維員、普通員工，其中：
1）系統管理員：主要負責保障系統的正常運行，包括對用戶的權限進行調整，系統參數的設置等功能。
2）資產管理員：主要負責對網絡設備及網絡相關設備進行登記，利用可視化的界面對機房及網絡設備的位置進行維護。
3）普通員工：主要是單位的網絡設備使用者，通過系統申請網絡設備，申請保修網絡設備。
4）網絡運維員：主要負責對設備故障進行檢修，及時發現網絡中的故障，并進行處理。
在對于不同的用戶角色的需求進行分析后，基于Web的可視化網絡管理系統的主要功能如圖1所示。
1）設備管理的主要用戶是資產管理員，主要包括設備的基本信息管理和生命周期管理?；拘畔嗽O備的名稱、種類、型號及在網絡中的位置。生命周期管理包括了設備的入庫、分配、使用、維修、報廢的完整生命周期。
2）網絡拓撲管理的主要用戶是網絡運維員，網絡運維員能夠通過Web方式對網絡拓撲進行分層維護，能夠通過Web直觀地展現企業內部的完整網絡拓撲結構。在后期的運維過程中，能夠通過可視化的網絡拓撲結構，快速發現和解決網絡故障和設備故障問題。
3）機房監控的主要用戶是網絡運維員，機房監控主要利用傳感器和攝像頭將機房內的環境數據和實時畫面通過Web的方式展現。及時發現機房內的溫濕度環境變化。
4）智能報警分為閾值報警和發現報警，閾值報警通過對設備及環境設置閾值，當通過傳感器收集的數據超過了閾值的范圍，觸發報警事件。發現報警是通過SNMP協議[1]主動發現網絡中的未知設備進行報警。報警方式分為管理系統彈出、郵件通知、短信通知等。
5）故障保修功能是對設備產生故障后的保修流程管理，主要的使用用戶是普通員工和網絡運維員。普通員工可以對正在使用的網絡及相關設備進行報修申請，網絡運維員接到系統的申請提示后對故障進行排查和檢修，并在系統中記錄維修情況并及時回饋用戶。網絡運維員也可以通過智能報警主動發現設備故障，并發起報修。
6）統管理主要是對系統的基本設置進行維護。為了保證系統正常運行，可以對系統的參數進行設置，設置的內容包括報警短信的網關接口，報警電子郵件的發送地址，發送用戶和密碼，通過SMTP/POP3協議發送和接受電子郵件，傳感器和攝像頭的IP地址配置等。
7）用戶權限的管理是維護系統的用戶及角色信息，針對不同的角色分配不同的權限功能。
2 系統設計
2.1 系統架構設計
基于Web的可視化網絡管理系統采用Tomcat作為應用服務器，MySQL作為數據庫存儲。
系統主要采用B/S的三層架構[2]，JAVA語言編寫，使用RESTful風格[3]的架構方式，將整個系統分為表現層，業務邏輯層，數據訪問層，如圖2所示。
系統還提供RESTful的開放接口提供各類傳感器向系統報送實時數據。
2.1 使用框架
1）RESTEasy：JBoss的一個開源框架，用于構建REST風格的Web服務，本系統中，通過使用RESTEasy框架，為表現層提供統一的REST風格Web服務，通過JSON進行數據交互。同時為傳感器提供標準接口上報實時數據。
2）Hibernate：用Hibernate作為ORM框架，用作數據與實體之間的映射，由于系統主要采用面向對象的設計方法，為了消除面向對象方法與關系型數據庫之間的差異，采用Hibernate作為數據操作的基本框架。
3）jQuery：在展示層使用HTML+CSS+JS的組合方式，jQuery是JS的框架。在網頁形式下提供各種前端特效，使操作更人性化，便捷化。
4）jTopo：jTopo是基于Web的圖形化展示框架，主要用于展示網絡拓撲效果。
3 系統實現及技術
本系統主要使用的技術是利用REST架構與傳感器等進行交互，利用jTopo實現基于Web的網絡拓撲功能。
3.1 RESTful架構
REST即表述性狀態傳遞（英文：Representational State Transfer，簡稱REST）是Roy Fielding博士在2000年他的博士論文中提出來的一種軟件架構風格。它是一種針對網絡應用的設計和開發方式，可以降低開發的復雜性，提高系統的可伸縮性。在REST架構中，沒一個URI都是一種資源的標識，在對系統功能進行實現時，將每個網絡設備都作為一種網絡資源通過唯一的URI進行標識，在利用HTTP的不同的請求方式對資源進行狀態改變。
定義資源標識[4]的規則如下：
http：//IP：PORT/{系統名稱}/{應用名稱}/{設備類型}/{設備ID}
系統名稱為本系統的英文標識，應用名稱針對系統中的不同應用進行標識，設備類型是以小寫英文字母的方式對設備進行枚舉標識，設備ID是系統為每個設備分配的唯一標識。例如，在監控系統中的ID為s001的服務器對應的URI標識為：http：//IP：PORT/system/monitor/server/s001。利用HTTP的不同的請求方式，可對該資源進行狀態改變。不同的請求方式分別是：
1）GET請求：獲取資源，查看資源的信息
2）POST請求：創建資源，新建所需要的資源對象
3）PUT請求：更新資源，對資源信息進行修改
4）DELETE請求：刪除資源，將資源刪除
對資源屬性的說明采用JSON的數據格式，以鍵值對的方式構成，屬性名稱記為PNi，屬性值記為PVi，格式如下：
{PN1：PV1， PN2：PV2，......，PNn：PVn}
以服務器s001為例，當采集到服務器的CPU占用率為34%，內存占用率為27%時，需要將數據更新到系統中時，對http：//IP：PORT/system/monitor/server/s001的URI進行PUT請求，請求的內容大致為：
{cpu：0.34，memory：0.27，......}
3.2 網絡拓撲圖框架jTopo
jTopo（Javascript Topology library）是一款完全基于HTML5 Canvas的關系、拓撲圖形化界面開發工具包。利用jTopo可以構建基于Web的網絡拓撲圖[5]。jTopo分為四層：畫布（Canvas），舞臺（Stage），場景（Scene），對象（Object），畫布是整個繪畫的容器，一個畫布上可以有多個場景，每個場景可以有許多對象，舞臺是畫布中當前展示的場景。
在系統中充分利用了這四層關系對網絡拓撲進行展示，首先在畫布中建立了各個不同的場景，包括機房、機柜、服務器，在進行不同場景切換時展現的內容也不同，在機房場景中展現的是機房整體結構，機柜、空調的位置等，如圖3所示。
在機柜場景中，展示的是機柜內服務器，交換機，路由器等設備的位置，如圖4所示。
利用場景在舞臺上的切換達到各個拓撲圖之間的轉換。
3.3 主要功能界面
網絡拓撲功能可以維護查看各類網絡設備的位置及狀態，對不同的設備可以設置閾值報警，當設備發生異常時網絡拓撲圖中會以紅色標識設備發出告警。
系統提供折現圖，柱狀圖，儀表盤等方式對網絡的實時數據和歷史數據進行展示，效果如圖6，圖7所示：
4 結束語
基于Web的軟件系統是目前軟件開發的主流方式，本文實現了基于Web的可視化網絡管理系統，并在實際應用中獲得了較滿意的效果。在此系統的基礎上，能夠有效地管理各類網絡設備，快速發現網絡及設備故障并解決故障。方便了運維人員對網絡狀況的實時掌握及故障排查。系統中的基于Web方式展示網絡拓撲的技術可以為相關技術人員提供借鑒。
參考文獻：
[1] 劉振山， 徐孟春， 程瑋瑋. 基于SNMP協議的網絡拓撲結構發現[J]. 信息工程大學學報， 2003， 4（4）： 44-46.
[2] 張馳， 羅鐵堅， 王相根. 基于Web的信息可視化系統的設計與實現[J]. 計算機系統應用， 2009（12）： 5-9.
[3] Roy Thomas Fielding.Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures[D]. Ph.D.， Information and Computer Science， UC Irvine， 2000.
隨著信息化技術的發展及人類精神和空間需求的提升，同時隨著互聯網+理念的提出并執行，計算機技術已經廣泛應用于人們生活的各個方面。各中小型企業迫切渴望加快發展步伐，增多人與人之間的交流，各種會議越來越多，傳統的會議開展及交流方式已越來越不能滿足現狀。規范的會議管理及超越面對面的交流已越來越重要，由此產生了對視頻會議的需求。視頻會議管理系統已成為現在各種企業發展的必備。
本系統開發旨在設計滿足中小型企業需求、以信息化為手段、以智能化為目標的現代化視頻會議管理系統。并幫助參會人員或者管理人員更高效的完成會議的管理及會議的進行，提高會議管理人員工作效率，降低工作量，促進社會的信息化。使人們從忙碌的差旅奔波中解脫出來，減少了不必要的時間損耗，提升了各行業的溝通效率，節省了管理成本及差旅費用的開支。
2功能設計與分析
視頻模塊主要集中在可以進行開啟視頻會議或者邀請成員進入視頻會議，這里可以實現一對一的視頻會議和多對多的視頻會議同時還可以進行文字交流。功能如下：
音視頻即時通訊：提供語音，視頻一對一.多對多的實時通訊，支持高清視頻和高質量音視頻效果。
文字交流：支持多用戶之間的文字交流。參與會議的成員既可以進行對所有人的公開文字交流，也可發起與指定與會者之間的點對點私密交流。
錄像：支持針對個人的音視頻錄制，整個視頻通話過程內容的合成音視頻錄制以及集中服務保存錄制。
透明通道：提供客戶端，客戶端跟服務端之間的數據通訊能力
文件傳輸：支持客戶端之間，客戶端跟服務端之間的文件傳輸功能。在會議進行過程中，用戶可以便捷地將某個文件實時傳送給全體參會者或指定人；可以對本地用戶上傳與下載的文件進行管理；主席用戶可以及時清除會議中的傳輸文件。
動態設置音視頻參數：提供音視頻參數設置的接口，可以根據需要動態設置分辨率，碼率，幀率等視頻參數等。
電子白板：電子白板是由所有用戶共同維護的工作空間，在不改變原來的會議文檔的條件下，用戶在當前屏幕上顯示的會議文檔內容進行標注或修改操作，系統將自動保存將其標注或修改后的部分保存為圖片，以便會后查閱。
3架構設計
可視化網絡視頻會議管理系統數據業務是非常復雜的，涉及很多專業數據處理方法，模塊間的邏輯聯系、數據聯系也非常密切，為了降低系統的復雜性，提高軟件的開發效率，節省開發時間和維護成本，系統設計時盡量保證高內聚、低耦合。將系統分為以下三層，前端展示層，服務器層，數據庫層。
本系統設計架構是一套不同于傳統應用開發的技術架構，可以簡化且規范應用系統的開發與部署，進而提高可移植性、安全與再用價值，目前市場上使用的軟件視頻會議系統大多數采用的是C/S架構，需要在不同的客戶端安裝相對應的軟件，在一定程度上增加了開發和維護的成本。項目在充分利用服務器資源的基礎上設計和研發一套的視頻會議系統，減少不必要的投資，避免了多版本的軟件安裝，降低了大量的開發和維護工作，并且擴展后的系統具備跨平臺特性，可以實現瀏覽器和PC客戶端的視頻互通，也為未來的多客戶端視頻融合通信打下了基礎。
Web端采用了分層的架構。Web端分為三個層，從高層到低層分別是Web顯示界面層、數據訪問層、接口層。具體分層如圖2所示。
4系統實現
4.1系統基本流程
基本流程如圖3所示。
4.2電子白板功能設計開發
企業在進行視頻會議的時候可能需要建立各類數據的協同工作，以適應需求。所以設計開發電子白板功能，使得多用戶間實時共享想法。
4.2.1白板功能設計描述
設計并實現共享白板主要由三部分：用戶列表區，工具箱，白板區。用戶列表展示當前在線會議的人員；工具箱為用戶提供各種畫筆顏色以及畫線、圓、矩形等各種圖形選擇；白板區為用戶提供一個操作空間。系統使用了WebRTC的繪圖板組件一作為對實時功能上獨立于文字聊天和音視頻組件，作為實時聊天的輔助，主要功能包括：顏色選擇，圖形選擇，進行撤銷，并保證不同終端之間繪圖信息同步。繪圖組件對基本圖形繪制進行了實現，并封裝了繪圖接口，以便根據不同需求擴展。
4.2.2共享白板邏輯及實現
系統提供參會者共享白板進行繪圖，參會者可以在白板區域繪圖，系統借助HTML提供的API在canvas上進行繪圖，提供用戶使用的基本圖形有直線，矩形，圓形等基本圖形。繪圖信息流程圖如圖4。
消息流程為，用戶在終端A繪制圖形，瀏覽器得到繪圖參數信息，將繪圖信息封裝成JSON格式數據，將繪圖信息發送至服務器，服務器推送到其他業務服務器。
4.3音視頻壓縮涉及算法
在編解碼器的選擇上采用編碼效率較高、使用率較廣的H.264視頻編碼以及G.723.1語音編碼。其涉及核心技術有：幀間/幀內預測，整數DCT變換，熵編碼，編碼流程如下：
幀間預測：在運動矢量不大的情況下，用前一幀對應位置的像素來對當前幀進行預測
1）利用相鄰幀中的宏塊估計當前幀中宏塊的相對位置移動運動估計
2）運動估計得到的圖像與原始圖像作差（即估計殘差）。然后將這個差值也傳送到解碼端，這樣就彌補了運動估計的不在運動補償。
3）運動估計和運動結果的編碼。
運動估計思想：將圖像的每一幀分割成不相連的塊，然后對每一塊在前后幀中根據某種算法尋找最匹配的塊，即匹配塊。以下列出幾種塊匹配算法：
變換的精髓：把一個域內看起來很大的信號變換到另一個只需少量數據就可以表達的域內。圖像分為一個或幾個像條（片），一個像條分為若干個（宏）塊一基本處理單元4*4塊無乘法整數變換編碼算法，有效降低了編解碼的運算量。
3結束語
