CN101329564A - 一种机房管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机房管理系统，包括监控模块、管理模块和交互模块，其中，监控模块包括监测单元和控制单元，管理模块包括数据管理单元、告警管理单元、配置管理单元、安全管理单元、自我管理单元和档案管理单元，交互模块包括人机交互单元和系统交互单元。采用了本发明的技术方案，能够集中管理计算机机房设备，实现机房所有设备网络化数字化管理。

Description

一种机房管理系统

技术领域

本发明涉及计算机通讯技术领域，尤其涉及一种机房管理系统。

背景技术

计算机机房的使用，首要问题是机房管理。机房的管理不同于一般的工厂、实验室的管理。它是涉及面比较宽、技术性比较严格的综合性技术管理。它涉及到机房的净化、恒温、恒湿、供配电系统、安全、消防、屏蔽技术、网络IT技术等多种学科和技术。机房的管理工作就是这些综合技术在机房中的应用与协调。如果这些技术的应用和协调发挥得好，并且在应用中有发展、有创新，那么机房就会长期为计算机工作创造良好的工作环境，机房将常用常新，保证计算机长期稳定可靠、良好地运行。否则，将不能满足计算机的工作环境，计算机等机房设备的正常运行也就得不到保证。

由于计算机机房里有许多各式各样的设备，担负各种不同功能，而要把这些众多设备管理起来是个复杂而具体的任务。而这些设备发展水平不等，功能接口不一，要想把这些设备统一管理起来，为IT系统服务和企事业单位核心业务运行与发展起到关键性作用。

机房监控管理系统是一个分布式计算机控制系统，它通过对管理范围内的IT系统和系统内的各种网络设备、服务器、电源设备、空调设备、配电设备以及机房环境进行远程监视，实时监视系统和设备的运行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障并适时通知机房管理人员，让其及时处理；进行必要远程操控，改变或调整设备运行状态；定期提交相关相应的数据和报表，从而实现机房尽量无人值守，节约管理成本、提高管理水平，增加管理效率；实现网络系统、电源系统、空调制冷系统以及环境系统的集中监控维护管理，提高机房IT系统的运行可靠性和机房设备的安全性。

我国中小企业大部分都建有大大小小的不同种类不同规格的计算机机房，而在这些机房里，又有不同厂家不同型号的NCPI设备。随着时代的进步，技术的发展，用户对机房管理的要求也逐渐提高，由管理一个厂家的设备上升到管理不同厂家的设备，由一个机房到多个机房，由一个地域到不同地域，现存的通过串口的管理技术已不能满足用户的需求，且还存在以下几方面的不足：

现有串口RS232或RS485数据采集技术，数据传输准确性差，距离有限，部署繁琐，现场调试麻烦、实施周期长；具有局限性；集成度差等特点。协议转换复杂，多个厂家不同设备，上千种协议需要转换，转换环节太多、故障点太多，容易产生干扰或误发信号造成不必要的关机、系统瘫痪。设备厂家已经有自己专一的管理系统，但由于与别的设备不兼容，管理系统语言不一致(有的是英文，有的是中文)，管理系统不统一，从而造成管理者的管理成本上升，管理任务加重，管理压力加大。要实行统一管理，需根据用户具体需求定制开发软件，让其产品项目化，导致开发周期长，且增加或更换设备又需重新开发。

现有技术中，在机房里安装一台工控机，通过多串口卡连接RS-232信号接口，采集机房里的多个被监测设备的运行数据和告警信息。该方案是现在比较常用的，采用多串口卡、RS-232和RS-422/485总线进行连接。在此方案中列举了一些机房设备，包含智能设备，非智能设备，以及烟雾、漏水、门磁等环境量。工控机采用多串口卡对所监控的内容进行并行处理。工控机通常放置在值班室，对于距离比较近的智能设备，尽可能通过多串口卡上的RS-232接口直接接入；对于距离比较远，超过了RS-232通信范围的设备，可以通过RS-422或RS-485总线接入，汇集后再通过接口转换器转换成RS-232，接入多串口卡。

在工控机上安装Windows 2000系统和机房监控软件C/S结构的。除监控主机外，系统配备了标准的智能模块、协议转换模块、信号处理模块、多设备驱动卡、串口服务器，监测传感器等智能设备组成。为了增强系统的功能，用户可根据需要选择配置多媒体声卡、智能电话语音卡、短信报警模块、视频卡等设备。如需报警功能，还需另配短信模块，电话报警器等。

图1是现有技术中监控系统的结构示意图。如图1所示，监控软件采用模块设计，系统初始化模块，数据采集模块，设备控制模块，数据管理模块，通信管理模块，人机界面模块，系统维护模块，统筹调度模块。

每个模块的作用是：

系统初始化模块完成程序运行中需要的变量定义、文件加载、通信收发队列初始化以及各采集通道初始化；

数据采集模块对所监控的各种设备的实时运行数据进行采集，包括智能设备、非智能设备、环境及其它监控对象的运行参数和工作状态；

设备控制模块对所监控的各种智能设备和非智能设备下发遥控命令，使其动作；

数据管理模块对所采集或接收的数据进行处理、统计、存储、转发等管理工作；

通信管理模块实现与各监控模块的通信，进行协议转换；

人机界面模块支持运行结果的显示和打印输出以及键盘输入，为系统维护、调试，管理提供人机界面；

系统维护模块实现对系统的自检、故障自诊断、程序复位、系统安全等方面的功能；

统筹调度模块通常是系统的主程序，用以完成对整个采集、控制、处理、通信过程的统一调度和安排，管理各个功能模块，使其协调工作。

监控软件的主要功能包括：

数据采集功能，周期性地采集各机房设备的实时数据、告警等信息；

设备控制功能，根据管理需要实施对设备的控制或参数调整；

数据处理和统计功能，根据管理要求对采集到的各种数据进行处理、存储、显示，统计各设备的数据列出最大值最小值平均值等；

数据存储功能，能够保存90天的历史数据和统计数据；

参数配置功能，能够根据实际需要对系统内各个设备以及通信接口等在内的各种参数进行增删、修改等配置；

通信功能，能够同时与各监控模块进行通信；

自我诊断功能，能够发现系统中存在的一些故障，并采取相应的措施(如复位等)。

现行方案的主要不足有：

1、设备数据通讯距离有限，不符合现在机房管理发展趋势，分布使用，集中管理。由于RS-232通信本身的特点决定了，用RS-232去采集数据信号只能在5米以内，RS-232的有效传输距离为5米，如果超过此距离可能会出现误码率高，通信失败，取不到数或取到的数不正确等故障。而用RS-485方式传输的最长距离1200米，对于在本楼或本小区的数据采集可以完成，但对于在不同城区或城市，这样的距离就无法实现了。而现在的趋势是企业总部管理全国各分支机构的所有机房，现在的RS-232和RS-485以及无法满足这种管理的需求了。

2、多种组网方式共存，兼容性差，可靠性有待提高。由于RS-232信号传输距离非常短，为了解决这个问题，引入RS-422/485方式的来补充长距离传输的问题，但由于在管理主机后面有多种传输网络，其兼容性不一定能得到保障，会发生通信异常和数据不能及时采集到等问题。

3、采用轮询方式，实时性得不到保障。由于RS-422/485总线采用主从轮询方式访问，在系统中接自身轮询时间较长的设备时，会造成其他设备的数据不能实时取到，进而影响到整个系统的告警实时性。

4、协议转换次数太多，数据的有效性差，准确性和精确性差，故障点增多。现在常见的组网传输模式是先RS-232转到RS-485，然后再从RS-485转到RS-232接入管理主机，中间还有可能进行其他协议转换，如把厂家的非标协议转为电信行业制订的标准协议。经过这么多次转换后，数据很可能出现误码，CRC验证错误等，容易让管理系统出现误告警。但机房管理系统对数据特别要求的有效性，准确性，精确性。而这样的传统组网方式会对其有效性，准确性，精确性大打折扣。

5、数据采集器、协议转换器过多，成本高。在上述系统中，我们可以看到在数据通讯过程中安装了许多数据采集器和协议转换器，如智能接口转换板、接口转换器、协议转换器等，这样在组网方面投入比较大，成本比较高，不适合大面积大范围使用。

6、数据采集器、协议转换器过多，耗电量大，使用材料多，不够节约和环保。在上述系统中，我们可以看到在数据通讯过程中安装了许多数据采集器和协议转换器，如智能接口转换板、接口转换器、协议转换器等，这些一旦投入使用会日常耗费大量电能，而且在制造这些设备也会使用大量的材料，在节能和环保方面还有待提高。

7、工控机里所使用的操作系统容易受到病毒和黑客攻击。当前机房管理系统里所用的操作系统大部分都是Windows 2000/XP等系统，而这些最容易被计算机病毒和黑客所攻击，其稳定性和可靠性受到威胁。但由于这些系统有比较多的软硬件支持，而且在这些系统上编程速度快，成本低，现在被许多客户和厂家所接受。

8、基于C/S结构的监控软件，不方便维护人员网络化管理机房。现在主流的机房管理系统都是基于C/S模式，Client/Server架构，单机使用，只能在中心机房的监控室里观看这些软件界面，而不能在办公区里的其他电脑上看到这些数据。这样就给机房维护人员造成很多不便，不太适应现在的随时随地网络管理的需求。

9、组网复杂、现场部署时间长。机房里的设备种类繁多，利用RS-232或RS-485进行数据采集，而RS-232线缆为9针或25针线缆需要现场焊接，铺管、穿线等工作，还需要与RS-485进行对接，让其距离传输更远，为此在现场组网需要花大量的时间，项目部署时间较长，无形中增加成本。

10、软件需定制化开发、软件项目化，开发周期长，实施时间长。基本上现在没有完全一样的机房，要不布局不同，要不里面所用设备不同，为此给机房管理带来比较大的困难，这样用户要求机房管理软件也是要不同的，有不同的设备加不同的管理模块，软件功能也需要定制化，为此现在的大部分机房管理系统厂家也都会根据用户的一个机房进行项目化管理。但这样的结果就是用户需求不定，软件开发周期长，反复测试和修改，进而造成一个机房管理系统项目的实施时间过长，最后甚至成了个“烂尾工程”。

11、管理主机外围模块较多，集成度不够，容易产生故障点。机房管理主机一般采用工控机，本身功能有限，如需其他功能，需要再外部添加模块，如实现电话报警功能，就需要在外部加装电话报警器(Modem)进行语音电话拨号告警，而这个电话报警器需要单独为其供电。还有要实现手机短信报警功能，也同样需要在外部安装一个GPRS模块，这个模块通过串口与其工控机相连，一旦有告警，机房管理软件就会通过工控机的串口发送信息到GPRS模块上进行短信通知。这样的使用，增加了许多故障点，环节太多，会造成出现问题不知从何查起。

12、现有机房管理系统智能化程度不够。现在机房管理系统普遍的智能化程度不高，都是一些简单的数据统计，曲线显示而已，而缺乏对这些所采集来的数据做更深一步的挖掘和分析，没有一套专家系统和智能分析系统来分析这个设备或系统的当前可用性。当系统出现故障时，现在的机房管理系统只是把告警信息简单而生硬的发给机房管理者，而如果有智能化功能的机房管理系统，不仅能及时告警，发出详细告警信息，而且能告诉机房管理员如何处理这些故障，这样就可以对机房进行闭环管理。

13、整个管理系统的维护性不足。由于现在的机房管理系统里的软硬件没有采用模块设计，软件升级困难，不断地、毫无规律地在其上增删改，打补丁，文档与系统的变化不同步，后人对前人程序代码的一知半解，使得系统维护的难度与日剧增。还有就是硬件现在采用的都是些不能带电插拔的采集器，这样的硬件不便维护，如果一旦那个采集器坏了，就必须把设备停电关机，才能更换采集模块。另外就是系统诊断、软件等基本功能不完善、配置繁琐，对系统扩容和升级都造成了相当大的困难。

14、整个管理系统的扩展性有待提高。机房是为企事业单位核心业务服务的，必须与时俱进，不断变化和升级，不断添加新设备和新系统，为此机房管理系统必须与之相适应。而现在的机房管理系统里的软硬件没有采用模块设计，要想添加一个新功能或者管理一个新设备就必须重头来一遍，写软件，现场调试等，而不能做到即插即用。机房管理系统的扩展性是有比较大的问题。

15、系统所管理的设备有限，兼容性不够，不能成为大统一大管理的系统。现在的机房管理系统主要管理的是机房网络关键物理设施，如UPS、配电系统、空调、温湿度等，而不能管理机房里的其他设备，如网络交换机、路由器、服务器等。兼容性不够，造成机房管理系统管理的设备有限，而造成一个机房管理员将面对多个管理系统，如机房动力环境监控系统，网络管理系统，服务器管理系统，安全管理系统，视频安防管理系统等。而做为机房管理者来说，需要的是一套全面而集中的综合管理系统，才能将机房里的所有问题由其解决。

16、系统的本地化和行业化太强，不适合全球范围内部署和使用，国际化有待完善。在不同行业的机房有其行业应用特点，都带有比较强的行业特点，而且基本是中文化，本地系统应用，在软件和硬件配置方案也是限于本地化使用，如GPRS模块只能支持国内移动GSM网络，管理主机也只能在国内电源环境下使用，而不能在海外机房进行部署。而随着更多的国内企业不断地国际化，在海外有分支机构，它们的机房也需要管理，为此我们的机房管理系统也需要国际化，使用一些全球标准。

发明内容

本发明的目的在于提出一种机房管理系统，能够集中管理计算机机房设备，实现机房所有设备网络化数字化管理。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种机房管理系统，包括监控模块、管理模块和交互模块，其中，所述监控模块包括监测单元和控制单元，所述监测单元与机房设备连接，用于监测和获取所述机房设备的实时运行数据和所述机房设备运行环境条件信息，发送给所述管理模块分析，

所述控制单元一端与所述机房设备连接，一端与交互模块连接，用于从交互模块获取控制命令，并转换成所述机房设备能够识别的指令发送给所述机房设备执行；

所述管理模块包括数据管理单元、告警管理单元、配置管理单元、安全管理单元、自我管理单元和档案管理单元，所述数据管理单元用于数据显示、数据存储、数据查询、数据备份和恢复、数据处理和统计，

所述告警管理单元用于告警显示、告警屏蔽、告警过滤、告警确认、告警信息发送短信，

所述配置管理单元用于参数配置、界面自定义、时间校对，

所述安全管理单元用于所述机房管理系统、设备和人员的安全，用户管理、操作记录管理、远程控制的安全保障，

所述自我管理单元用于对所述机房管理系统进行维护和管理，

所述档案管理单元用于对机房管理系统维护信息和设备信息的管理；

所述交互模块包括人机交互单元和系统交互单元，所述人机交互单元用于所述机房管理系统和管理人员之间的信息交互，所述系统交互单元用于所述机房管理系统之间的信息交互。

还包括智能分析模块，所述智能分析模块用于分析所述机房设备的实时运行数据和历史数据，以优化所述机房管理系统的性能。

所述智能分析模块包括告警分析单元，所述告警分析单元用于对产生的告警进行过滤、关联，并进行分析和提出解决方案。

所述智能分析模块包括故障预测单元，所述故障预测单元用于根据获取的所述机房设备运行数据、分析所述机房设备的运行情况，并做出参数发展趋势预报和故障的预测。

所述智能分析模块包括运行优化单元，所述运行优化单元用于根据获取的所述机房设备运行数据，提供运行优化建议或者调整所述机房设备的参数。

还包括辅助功能模块，所述辅助功能模块用于向管理人员提供操作指导。

所述机房设备安装有简单网络管理协议接口模块，所述监测模块与所述机房设备之间通过TCP/IP协议进行传输。

将所述机房设备设置为SNMP管理代理，通过SNMP管理站/系统实时采集所述机房设备信息。

对于带有RS-232/485接口模块的机房设备，通过SNMP协议转换器采集所述机房设备信息。

所述机房设备与所述监控模块之间通过TCP/IP协议传输信息。

采用了本发明的技术方案，具有以下效果：

1、现场组网简单，节约工期和材料成本，工期缩短50％以上，成本节约30％以上；

2、管理主机集成化设计，功能更完善，成本更低了；

3、管理软件开发周期缩短，仅为原来的30％；

4、后期维护简捷，节约维护成本，仅为原来的50％

5、系统可用性提高了，MTBF大于三万个小时，MTTR小于10分钟；

6、整个系统成本较低，仅为现在通用系统的20％。

附图说明

图1是现有技术中监控系统的结构示意图；

图2是本发明的具体实施方式中机房管理系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

机房网络管理系统主要发展方向和趋势包括这些方面：

1、全面综合化管理。综合化全面管理是机房管理系统发展的一个必然趋势。在计算机机房中有多个厂家和多种管理系统，如管理路由器、网络交换机等网络设备的网管软件，也有管理电源空调等系统的环境管理系统，还有管理服务器系统的服务器管理系统，等等。所以对于机房管理人员来说，同时使用多套系统来管理机房是多么费时费力的事情，这样一来，机房管理系统将从传统的机房环境管理转向以机房网络关键物理设施管理为主，包含网络系统、服务器、操作系统、应用系统等在内的机房综合管理系统(TMS，Total ManagementSystem)。

2、全面网络化。全面网络化是机房管理系统发展的另一个必然趋势，这也同时是实现综合化管理的前提。随着IPv6网络技术的发展和实际应用的推广，机房设备越来越多的实现了IP化，网络化。从而全面实现网络化采集机房设备信息和工作状态，进行数字化监控管理，简化了系统底层硬件结构，提高了系统可用性。另外机房管理系统本身就是一个需要网络化管理系统，分支机房与总部机房之间需要网络互通互联，机房与管理本部之间需要网络连接，以方便机房管理人员随时随地了解机房运行情况。这也是现代IT技术发展和机房管理的发展要求和趋势。

3、高度集成化。随着IT技术和集成芯片、软件技术的高速发展，有许多IT设备带有一些额外功能，一些管理模块已经集成了多个管理功能，如UPS，现在只能通过串口获取设备信息，而以后通过高度集成化的网络管理适配器可以直接获取UPS的所有运行参数和工作状态，而且还可以获取UPS内部温度和外部的温湿度以及连接漏水烟感等环境传感器，实时监控UPS自身以及UPS所处位置的环境参数。同样监控主机也是将高度集成化，在一个主机里能集成数据存贮、数据处理、3G模块、语音模块、GPS模块进行机房设备全球定位等。这样的高度集成，使得机房管理功能更加全面和完善，也使得系统更加节能和环保。

4、智能化。智能化无疑也是机房管理系统今后发展的一个重要方向，因为这一点最能体现计算机的优势，而恰恰又是目前机房管理系统最为薄弱的环节。特别是在数据分析和故障处理方面，还主要依靠人员的经验，耗费了可贵的人力资源，降低了实效。积极实现机房管理系统的智能化，可以进一步发挥系统潜能，加强自动化，提高其实用性，减轻机房管理人员的负担，减少工作量，提高机房管理的效率和可靠性。

5、浏览器化。这些年随着网络软件技术的发展，许多网络软件和网络管理软件都运用了Internet浏览器技术，采用了浏览器方式的界面。在这种方式下，系统软件结构变得非常简单，对机房管理系统的访问只需打开浏览器键入系统主机IP地址，就可以进行正常的维护管理操作了。这种结构在理论上可以无限制地进行扩充，而不会影响管理系统的实时性。因此有人预计浏览器技术将成为未来机房管理系统的主流。

6、简单化。随着IT技术和集成芯片、软件技术的高速发展，硬件高度集成，功能全面而丰富，使得系统数据传输向简单化发展，由目前的从机房设备的RS-232串口上取数据，需要先将RS-232转为RS-485，再通过协议转换器传输到管理主机，再接入管理主机之前，还需要把RS-485再转回RS-232才能接到管理主机，实现对设备的采集。而以后就简单多，直接通过以太网网线直接接入机房设备的网络接口，另一头再接到机房网络交换机上，这样管理主机直接通过IP方式就可以全面实现对机房设备监控维护管理了。从而提高了系统稳定性，也简化了现场部署环节。通过在管理软件上使用浏览器技术也大大简化了管理软件的结构，使用也简单多了。

7、产品化。由于现在基本上没有一个机房是完全一样的，所以现在的机房管理系统都会根据单个机房的配置不同和要求不同做定制化开发，这是完全系统项目化。一个机房就是一个项目，这样会造成前期投入大、开发周期长、可扩展性差、售后服务难等问题。

随着计算机软件和硬件的高速发展，逐步能做到机房管理系统产品化，不管什么设备只要协议接口符合要求，直接输入IP，加入设备清单中，这样就可以管理维护这些设备了。在软件设计时是以模块化设计，可自由添加删减功能模块，以及机房布局图。

8、标准化。由于机房管理是机房建设的一个重要组成部分，已在一些重要行业，如电信、金融、IDC，更是重中之重，因为这些行业就是靠机房的正常稳定运行来维持公司正常业务。为此在这些行业特别是电信行业，已经陆续出台一些标准，如机房管理系统的设计标准、技术要求、测试方法、验收规范等，从而加强了机房管理系统的规范化建设和管理，完善管理体制。

9、国际化。现在IT系统应用基本上是一致的，而这些IT设备在通信协议方面又是全球一致的，为此为机房管理系统的国际化趋势奠定了良好的技术基础，这样机房管理系统不仅可以管理国内机房，也可以管理国外的一些机房，通过添加一些模块，硬件模块，如电源，同时可以支持50HZ和60HZ，软件模块增加多语言版。

10、嵌入式架构。随着嵌入式系统技术的进步与发展，现在一个嵌入式系统已经可以完成一台相当于奔四主频的计算机处理能力，为此用于一个机房管理的数据处理已经足够。而嵌入式系统可以防止病毒入侵、黑客攻击等，看门狗技术可以防止系统异常，自动重启，复位工作。对于计算机机房这种24小时全天候工作的环境，嵌入式不间断运行是非常必要的。而嵌入式系统需要嵌入式硬件和软件的有机结合才能发挥其强大功能，从而提高其系统运行可靠性，使其维护更加简便，扩展和升级更加容易。

图2是本发明的具体实施方式中机房管理系统结构示意图。如图2所示，机房管理系统包括监控模块10、管理模块20、交互模块30、智能分析模块40和辅助功能模块50。其中监控模块包括监测单元101和控制单元102，管理模块包括数据管理单元201、告警管理单元202、配置管理单元203、安全管理单元204、自我管理单元205和档案管理单元206，交互模块包括人机交互单元301和系统交互单元302。

监控模块是机房管理系统最基本的功能模块。包括监测单元和控制单元。

监控模块的主要作用是通过SNMP协议采集机房设备的工作参数和接受机房设备的告警信息。监控模块的信息输入来自于从被管理的机房设备，只要信息有如机房设备的工作参数和机房设备的告警信息；监控模块的信息输出主要有两类，一是向被管理的机房设备发出控制命令，实现其控制功能，二是经过监控模块处理后的数据(机房设备的工作参数和机房设备的告警信息)输出给管理模块。

1、监测单元。机房管理系统能够对设备的实时运行状况和影响设备运行的环境条件实现不间断的监测，获取设备运行的原始数据和各种状态，以供系统分析处理。这个过程就是遥测和遥信。同时，机房管理系统还能够通过安装在机房里的摄像机，以图像的方式对设备、环境进行直接监视，并能通过现场的麦克风将声音传到监控中心，以帮助维护人员更加直观、准确地掌握设备运行状况，查找告警原因，及时处理故障。这个过程也常被称为遥像或遥视。监测功能要求系统具有较好的实时性、准确性和精确性。

2、控制单元。机房管理系统能够把维护人员在业务台上发出的控制命令转换成设备能够识别的指令，使设备执行预期的动作，或是参数调整。这个过程也就是遥控和遥调。机房管理系统遥控的对象包括各种被监控设备，也包括机房管理系统本身的设备，如对云台和镜头进行遥控，使之能够获取满意的图像。控制功能也同样要求系统具有较好的实时性和准确性。

交互模块，是指机房管理系统与人之间以及机房管理系统之间相互对话的功能模块，包括人机交互界面所实现的功能和系统间互联通信的功能。

1、人机交互单元

图形界面，人类天生就具有极强的形象思维能力，一个人对图形(尤其是彩色图形)的接受能力远远强于对文字的授受能力。机房管理系统运用计算机图形学技术和图形化操作系统，为我们提供情报了友好的彩色图形操作界面，其内容包括：地图、空间布局图、系统网络图、设备状态示意图、设备树和统计图等。图形与文字的结合(又称图文界面)，使得界面简洁、直观，也使维护人员的操作变得简单、有效，不易出错。

(1)多样化的数据显示方式。机房管理系统给人们提供的数据显示方式不再是简单的文字和报表，而是文字和图形相结合、视觉和听觉相结合的多样化显示。一台设备的监测数据可以以列表的方式显示，也可以以示意图的方式显示；可以以文字的方式显示，也可以以直方图、曲线图、甚至形象的仪表盘、刻度尺的方式来显示；可以将某台设备的所有监测量在同一界面上显示，也可以将不同设备的相关监测量放在一起对比显示；设备的告警信息可以在屏幕上通过不同颜色的图标或指示灯加以显示，也可以通过音响、警铃给人以听觉上的警示。多样化的数据显示方式给维护人员提供了更大的灵活性和自由度，增强了系统的实用性，提高了维护的有效性和可靠性。

(2)声像监控界面。声像监控无疑让机房管理系统与人之间的相互对话变得更加形象直观，使得维护人员能够较为准确地了解现场一些实时数据监测所不能反映的情况，增强维护和故障处理的针对性。难怪人们形象地将其称之为机房管理系统的千里眼和顺风耳。

(3)便捷的操作控制手段。前面提到的都是机房管理系统向维护人员发出的信息，而维护人员则依靠各种便捷的操作控制手段向系统发送查询、控制等操作命令。机房管理系统提供了键盘、鼠标、甚至游戏操纵杆和麦克风，并配合相应的图形操作界面，使得维护人员能够灵活自如地指挥和控制整个系统。

(4)预留人机接口。无人值守的机房，前置机或前端智能处理机通常不设置显示器和键盘、许多设备智能监控模块通常也不设置显示器和键盘。但为了调试和维护的需要，它们都应具有外接显示器、键盘或便携计算机的接口能力。通过该接口，维护人员能够了解到相应的设备、监控模块或整个管理机房的告警信息和设备运行状况，进行一定的调测操作。

2、系统交互单元

系统交互单元是指机房管理系统的纵向、横向联网的功能单元，它使得机房管理系统可以灵活地进行纵向和横向的联网，组成大型的监控网络。

(1)纵向交互功能单元。纵向交互功能单元是指具有管辖关系的上下级机房管理系统能够通过一定的协议接口进行了联网，使得上级机房管理系统可以对下级机房管理系统及其监控内容进行管理，从而实现一定范围内的集中机房管理管理的功能。

(2)横向交互功能单元。横向交互功能单元是指机房管理系统可以通过一定的协议接口与其他系统(网管系统)互联，使得监控数据可以共享网管数据平台，实现数据综合管理的功能。

管理模块是机房管理系统最重要和最核心的功能模块。它包括对实时数据、历史数据、及时告警、配置、人员、设备以及档案资料的一系列管理和维护。

数据管理单元用于数据显示、数据存储、数据查询、数据备份和恢复、数据处理和统计。机房管理系统中的数据包括了反映设备运行状况和环境状况的所有被监测的数值、状态和告警。管理系统对数据的处理、管理和维护功能包括以下几个方面：

1、数据显示功能。数据显示功能使得机房管理人员能够直接观测到机房设备当前运行的特性数据，了解机房设备运行情况。数据显示的方式主要图文并茂，视觉和听觉相结合的多样化显示。一个设备的运行数据可以以列表的方式显示，也可以以示意图的方式显示；可以以文字的方式显示，也可以以直方图、曲线图、甚至是形象的仪表盘、刻度尺的方式来显示；可以将这个设备的所有监测量在同一界面上显示，也可以将不同设备的相关监测量放到一起对比显示；设备的告警信息可以在屏幕上通过不同颜色的图标或指示灯加以显示，也可以通过音响、警铃给人意听觉上的警示。多样化的数据显示方式给机房管理人员提供了更大的灵活性和自由度，增强了系统的实用性，提高了机房管理的有效性和可靠性

2、数据存储功能。大量的数据在显示之后就被丢弃了，但也有许多数据(大部分可能是未经显示的)对反映设备性能和长期运行状况、指导以后的管理工作具有相当重要的意义，因此需要对他们进行归档，保存到数据库当中去。

3、数据查询功能。当数据被简单处理后，就以历史数据的形式被保存在磁盘中。为了了解一些设备的长期特性和运行情况，从中得出一些规律性和建设性的结论，经常需要对历史数据进行查询。系统为用户提供高效的搜索引擎和逻辑运算功能，以帮助机房管理人员迅速找到需要的数据

4、数据备份和恢复功能。大量的历史数据保存在有限的磁盘空间中，占据着宝贵的系统资源。当这些数据经过一段时间后，对机房管理工作已经显得不是那么重要，却又有一定的留档价值的时候，就需要将它们导出到备份存储设备中，如光盘、磁盘等。而当需要这些数据的时候，再将它们导入系统。这就是数据的备份和恢复。这项工作对系统的安全性也非常重要。经常将系统内的运行数据和配置数据和配置数据进行备份，在系统一旦因不可预见的原因而崩溃时，能够使损失减少到最低程度。

5、数据处理和统计功能。数据处理和统计，即运用数学原理，通过计算机强大的处理能力，对大量杂乱无章的原始数据进行归纳、转换和统计，得出具有一定指导意义的统计数据，并从中找出一定规律的过程。常见的统计运算有平均值、最大值、最小值和均方值等。同时，系统还能够根据用户的需要，生成各式各样的报表、曲线、统计图和趋势图，为维护工作提供科学的依据

告警管理单元是管理系统最重要的监测数据，告警管理功能也是机房管理系统最重要的功能单元。对告警的管理，除了在数据管理功能所提到的外，还有如下几个特点：

告警显示。告警显示和数据显示一样都具有多种不同的显示方式，所不同的是告警必须能够根据其重要性和紧急性分等级显示。通常不同的告警等级以不同颜色的字体、指示灯、图标等在显示器或大屏幕上显示，同时还配以不同的语音信息或警报声。

告警屏蔽。有些系统所监视到的告警信息，可能对机房管理人员来说是没有什么实际意义的，或是因某种特殊原因而不需要让其告警的，这是便需要有管理系统对这些告警信息进行屏蔽，使它们不再作为告警反映给机房管理人员。如在白天上班时一些有人职守的机房的红外和门禁告警，再如例行维护设备，对设备进行更换、维修、测试等所产生的一些设备告警等。当需要时再对这些告警项目进行恢复，取消屏蔽。需要注意的是，告警屏蔽并不等于该告警数据不上传，如屏蔽后的门磁告警点仍然能够实时监测门开关状态，只不过门开时系统不把这个状态作为告警信息提示给机房管理人员(没有颜色、声音、光告警)，也不将其写入历史告警记录中。

告警过滤。机房管理系统的告警功能为及时发现并排除设备的故障提供了良好的帮助，但有时过多相关的告警信息又反而会使机房管理人员难以判断直接的故障原因，为管理工作带来麻烦。比如停电时，交流配电、直流配电、整流器等都会发出相应的告警，可能一下子会在管理系统界面上产生几十条告警。这是需要系统能够根据预先设定的逻辑关系，判断出最关键最根本的告警，而将其余关联的告警过滤掉，做到真正的告警定位。

告警确认。在很多情况下，告警既意味着“不正常”，意味着告警或故障，必须及时处理各种故障和突发事件。告警确认使得这种处理有据可依。当管理人员对一条告警进行确认时，管理系统会自动记录下确认人、确认时间等信息，并且这些信息不能被修改。

告警远程呼叫显示当机房管理人员离开机房或者管理那些无人职守机房，管理系统能够通过GSM无线移动网，将产生的告警发送短信息到小灵通或手机上，并将告警名称、发生地点、发生时间、告警等级等信息显示在管理人员的小灵通或手机上，提醒管理人员进行处理，为故障的及时解决赢得了宝贵的时间。故障解除后，系统应以同样的方式将故障清除信息发送给机房管理人员。

配置管理单元用于通过对机房管理系统的配置参数，界面等特性进行编辑修改，保证系统正常运行，优化系统性能，增强系统实用性。它包括参数配置功能、组态功能和校时功能等方面。

参数配置功能。系统参数是保证机房管理系统正常运行、如实反映设备情况的重要配置信息。这些参数包括数据处理参数，如数据采样周期、数据存储周期、数据存储阀值等；告警设备参数，如告警上、下限、告警屏蔽时间段、是否启动声音告警等；通信与端口参数，如通信速率、串行数据位数、端口与模块数量、地址等；采集器补偿参数，如采集点斜率补偿、相位补偿、函数补偿等。这些参数有的常常需要根据实际情况进行一些必要的调整，机房管理系统必须能够为用户提供方便实用的参数配置功能。

组态功能。组态功能是机房管理系统个性代的一个标志，体现了系统操作以人为中心的特点，提高了系统的适应性。组态功能包括界面组态、报表组态和监控点组态等。

界面组态也称为图形组态，是指维护人员能够根据系统所提供的组态元件库和模板，进行全屏幕编辑，形成实用、美观、个性化强的用户界面。报表组态是指维护人员能够自由设计报表和曲线的格式、内容，作为系统标准报表和曲线的补充。监控点组态是指维护人员能够根据实际需要灵活地对监控点进行命名、关联，以及增加、删除、修改等操作。

校时功能。机房管理系统是一个实时系统，对时间的要求很高，如果系统各部分的时钟不统一，将会给系统的记录和操作带来混乱。系统的校时功能能够有效地防止这种混乱的发生。校时功能能包括自动校时和手动校时。自动校时就是由系统服务器定时向整个系统发出校时命令，或是系统定时检查各主机的时钟，发现超过允许偏差值立刻发出校时命令予以校准。手动校时就是维护人员能够在业务上人为地发出校时命令，或是调整系统时钟，从而使整个系统达到新的时钟同步。手动校时常在整个系统发生时钟偏差时或系统性能测试时进行。

安全管理单元有两个功能，一是机房管理系统的安全，二是设备和人员的安全。机房管理系统采取了一些必要的措施来保证他们的安全，这项功能称为安全管理功能。

用户管理功能。为了保证机房管理系统的安全性，需要为每个登录系统的用户设置不同的用户帐号、权限和密码。用户权限通常分为3种：一般操作员、系统操作员和系统管理员，也有称为客人、操作员和管理员的，其中一般操作员只能进行一些简单的浏览、查看和检索操作；系统操作员则能够在此基础上，进行告警确认、设备遥控以及一些参数配置等维护操作；系统管理员具有最高权限，除具有系统操作员的权限外，还能够进行全面的参数配置、用户管理和系统维护等操作。每个用户以不同的帐号来区分，并以密码进行保护。

为了便于对具有相同权限的若干个不同用户进行管理，通常还可以设置用户组，并对用户组进行权限设置。通过将用户增加到某个用户组中来使该用户获得该用户组的操作权限。

对用户或用户组进行权限分配可以采用两种方案：能力方案和对象列表方案。能力方案即从用户(组)的角度来规定该用户(组)可以进行的操作(如可查看、可查询报表、可遥控、可修改配置等)；对象列表方案即从资源的角度，规定可对具体某一监控对象(监控模块)或某一机房进行操作的用户(组)。机房管理系统应综合使用这两种方案，赋予不同用户不同的操作权限，以保证系统及数据的安全。

操作记录管理功能。系统的操作记录常常是查找故障、明确责任的重要依据。机房管理系统对维护人员进行的所有的重要操作都进行了详细的记录，如登录、遥控、修改参数和增删监控点等。记录的内容包括操作的时间、对象、内容、结果和操作人等。

遥控操作的安全保障功能。遥控操作是通过操作台直接向设备发出指令，要求其执行相应动作的过程，不适当的遥控可能对设备造成损害，甚至造成人员伤亡。重要设备应具有在设备端禁止远程遥控的功能。使用单位应针对机房管理系统制定详细的操作流程，以保证遥控操作的安全性。同时，在机房管理系统中也对遥控操作采取了一些相应的安全措施，如要对设备发出遥控命令时要求验证密码，再如设备遥控操作前系统能够以声、光等信号提醒可能存在的现场人员警觉等。

自我管理单元是机房管理系统对自身进行维护和管理的功能单元，按照要求，机房管理系统的可靠性必须高于被监控设备，自我管理功能是提高系统运行稳定性和可靠性的重要措施。

系统自诊断功能。机房管理系统自身必须保持健康，一个带病运行的系统是不能进行良好地监控管理的，系统的自诊断功能从系统自身的特点出发，对每个功能模块进行自我检查和测试，及时发现可能存在的病症，找出病因，提醒维护人员予以解决。

系统日志管理功能。系统日志是系统记录自身运行过程中各种软事件的记录表，是系统进行处我维护的重要工具，也是维护人员藉以了解系统运行情况的重要依据。建立完善的系统日志可以帮助维护人员发现机房管理系统中存在的异常，排除系统故障。

档案管理单元是机房管理系统的一项辅助管理功能单元。它将与机房管理系统相关的设备、人员、技术资料等信息作归纳整理，进行统一管理。

系统维护信息管理。系统维护信息是指整个机房管理系统建设、组网调测过程中产生或记录的软、硬件、网络配置及维护信息，如计算机名称、配置、IP地址、使用地点；公用网络设备端口、配置、路由、网关；各部分维护及服务人员、电话号码；调测记录、故障分析及维修记录等。对这些信息的集中管理，可以在关键时刻解决重要而繁杂的问题，迅速有效地排除系统故障，避免造成更大损失。

设备管理功能。设备管理功能是将机房的所有重要电源设备以及机房管理系统的重要硬件设备进行统一管理，记录其名称、型号、规格、生产厂家、购买日期、启用日期、故障和维修情况等信息，以备查询。设备管理功能对设备维护、对机房管理系统本身的维护都具有重要的帮助作用。

人员管理功能。人员管理是指将机房管理中心的相关电源维护管理人员登记造册，记录其姓名、职务(岗位)、联系电话等与维护有关的内容，以方便管理维护工作的开展。

技术文档管理功能。机房管理系统在其建设的过程中，会形成大量的技术文档的资料，包括系统结构图、分布图、布线图、测点列表和器件特性等到。这些资料对设备维护、系统的维护、扩容和升级都具有相当重要的意义。利用计算机对这些资料进行集中管理，可以提高管理质量和检索效率。

智能分析模块是采用专家系统、模糊控制、神经网络等人工智能技术，来模拟人的思维，在系统运行过程中对设备相关的知识和以往的处理方法进行学习，对设备的实时运行数据和历史数据进行分析、归纳，不断地积累经验，以优化系统性能，提高维护质量，帮助维护人员提高决策水平的各项功能的总称。包括：

1、告警分析单元。告警分析是指系统运用自身的专家知识库，对所产生的告警进行过滤、关联，分析告警原因，揭示导致问题出现的根本所在，并提出解决问题的方法和建议。

2、故障预测单元。故障预测即根据系统监测的数据，分析设备的运行情况，做出参数发展趋势预报，提前预测可能发生的故障。这项功能也被称为故障预告警功能。

3、运行优化单元。运行优化是指系统根据所监测的数据，自动进行设备性能分析、节能效果分析等工作，给维护人员提供节能建议和依据，或者直接对设备的某些参数进行调整。

智能分析功能的运用，使系统的监控理论向真正的智能化方向发展，拓宽了监控技术领域，具有划时代的意义。

辅助功能模块。一个完善的计算机系统，一定要有其完备的帮助功能。在监控系统中，帮助信息的方式是多种多样的。最常见的是系统帮助，它是一个集系统组成、结构、功能描述、操作方法、维护要点及疑难解答于一体的超文本文件，一般通过系统菜单的“帮助”项调用。系统帮助能够给用户提供系统相关的丰富信息，并且还提供了目录和索引等多种查询方式。

除系统帮助外，还需要有在线帮助。在线帮助是指系统采用在线提示的方式，给用户的某一步操作提供解释性或指导性的文字帮助。激活在线帮助的方法很多，有鼠标右键弹出菜单激活，有《F1》等快捷键激活，有对话窗口的“？”或“帮助”按钮激活，还有一些简单的提示信息采用标签标注的方法，当鼠标移动到对象上方时自动显示。

此外，有的系统还为初学用户提供演示和学习程序，有的系统将一些复杂的操作设计成“向导”模式，逐步地指导用户进行正确的操作。随着多媒体技术在监控系统中的运用，还会出现语音、图像等方式的帮助信息，使维护人员能够更快，更好地使用监控系统。

下面描述监控模块与被监控的机房设备之间的数据通讯和工作流程。

数据采集是如下方式实现的：通过SNMP协议的使用，完全把设备网络化，基于TCP/IP协议去传输，被管理的机房设备是SNMP管理代理，通过机房管理软件(SNMP管理站/系统/)去实时采集SNMP设备信息。对于一些本身不带SNMP功能的设备而带有RS-232/485设备，这样的设备可以通过SNMP协议转换器进行采集设备信息。

在SNMP管理模型中有三个基本组成部分：管理站(Manager)，被管设备代理(Agent)和管理信息库(MIB)。管理站一般是一个单机设备或一个共享网络中的一员，它是网络管理员和网络管理系统的接口，能将网络管理员的命令转换成对远程网络元素的监视和控制，同时从网上所有被管实体的MIB(管理信息库)中提取出信息数据。作为管理站，它还必须拥有能进行数据分析、故障发现等管理应用软件。整个管理站的管理工作是通过轮询代理来完成的。管理者可以通过SNMP操作直接与管理代理通信，获得即时的设备信息，对网络设备进行远程配置管理或者操作；也可以通过对数据库的访问获得网络设备的历史信息，以决定网络配置变化等操作。SNMP管理代理指的是用于跟踪监测被管理设备状态的特殊软件或硬件，每个代理都拥有自己本地的MIB。实际上，SNMP的管理任务是移交给管理代理来执行的。代理翻译来自管理站的请求，验证操作的可执行性，通过直接与相应的功能实体通信来执行信息处理任务，同时向管理站返回响应信息。

由于SNMP是工作在UDP上的协议，即无连接的报文通信方式，它不保证报文是否正确到达。与其他网络管理协议不同的是，SNMP使用一种称作“取-存”的范例来实现各种操作。主要有以下3种信息：

(1)Get(下行)：由管理站去获取代理管理信息库的值，通过发送Get-Request，Get-Next-Request两种消息来实现。管理站通过发送Get-Request报文从拥有SNMP管理代理的网络设备中获取指定对象的信息，而管理代理用Get-Response报文来响应Get-Request报文。Get-Next-Request是获取一个表中指定对象的下一个对象，因此通常用它来获取一个表中的所有对象信息。

(2)Set(下行)：由管理站设置代理的管理信息库的对象值，通过发送Set-request来实现，它可以对一个网络设备进行远程参数配置。

(3)Trap(上行，告警主动上报)：使得代理能够向管理站通告重要事件，是属于非请求的消息，这些消息通知管理站发生了特定事件。Trap消息可以用来 通知管理站线路的故障、连接的终端和恢复、认证失败等消息。一个SNMP实体在接收SNMP报文时，一般要进行基本的语法检查、版本号的验证、认证(若成功就以ASN.1的形式返回一个PDU)、对返回的PDU再进行语法检查。当所有的验证和语法解析成功以后，实体就选择适当的访问策略，对该PDU进行相应的处理。管理系统工作时，管理站周期性地发送Get-Request/Get-Next-Request报文来轮询各个代理，获取各个MIB中的管理信息，同时，管理站也接收代理发来的Trap报文，并记录在一个数据库中。网络管理员可以通过专用的应用软件从管理站上查看每个代理提供的管理信息。各个节点的代理程序驻留在工作站内存中，负责收集被管对象的网络状态信息。当代理接收到管理站的Get报文后，代理将根据请求的内容从本地MIB中提取所需信息，并以Get-Response报文方式将结果回送给管理站。代理一方面在161端口上(SNMP的默认端口)循环侦听来自管理站的Get-Request/Get-Next-Request报文，并做出相应的响应，读取或修改MIB中的变量值，将结果返回给管理站，另一方面，它也不断地检查本地的状态，适当地发送Trap报文。

SNMP MIB访问流程如下：首先根据自变量接收一个要访问的被管理对象主机名，如IP地址，并接收要查询的对象标识符的简略定义形式.过程首先生成SNMP报文，一旦报文生成，再把报文简单反转过来，发送出去.这其中要将请求标识符段内容及标识符长度保存起来，留待以后进行匹配检查.生成SNMP报文后，建立代理地址，创建套接字连接，以便代理能将响应发回.然后，启动警告信号处理器，将SNMP请求报文发给代理，等待一个响应的到来.因为SNMP是工作在UDP之上的，所以在SNMP应用实体间通信时，无需先建立连接，这样虽降低了系统开销，但UDP传输是不可靠的，为此，网络管理站采取了相应的超时和重发策略.本系统在发出请求报文之后，启动超时计数器，等待响应的到来，并设置重发次数为3.若3次之后仍没有收到响应，则关闭套接字，并返回一个“接收失败”错误代码.反之，若确定收到一个响应，则调用一过程来把响应转换成为内部表示形式，即对SNMP报文进行译码.再用已保存的Request-id与响应Request-id段进行比较，来验证这个报文是否是刚才发出的请求报文的响应.若是，就调用另一个过程，把每段对象标识符的ASN.1表示形式转换成自己的内部形式，并显示其值.由于SNMP报文对各个段都使用可变长度编码，这就使得即便是从SNMP报文中提取一简单整数段，也要进行许多计算，因而，所开发的系统原码程序中包含了一个语言较长、结构复杂的特殊句法分析程序，用于提取报文的各个段并进行译码，此句法分析软件必须把一指针移遍报文中所有各段，以找出各段长度并提取其数值。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种机房管理系统，其特征在于，包括监控模块、管理模块和交互模块，其中，所述监控模块包括监测单元和控制单元，所述监测单元与机房设备连接，用于监测和获取所述机房设备的实时运行数据和所述机房设备运行环境条件信息，发送给所述管理模块分析，

所述控制单元一端与所述机房设备连接，一端与交互模块连接，用于从交互模块获取控制命令，并转换成所述机房设备能够识别的指令发送给所述机房设备执行；

所述管理模块包括数据管理单元、告警管理单元、配置管理单元、安全管理单元、自我管理单元和档案管理单元，所述数据管理单元用于数据显示、数据存储、数据查询、数据备份和恢复、数据处理和统计，

所述告警管理单元用于告警显示、告警屏蔽、告警过滤、告警确认、告警信息发送短信，

所述配置管理单元用于参数配置、界面自定义、时间校对，

所述安全管理单元用于所述机房管理系统、设备和人员的安全，用户管理、操作记录管理、远程控制的安全保障，

所述自我管理单元用于对所述机房管理系统进行维护和管理，

所述档案管理单元用于对机房管理系统维护信息和设备信息的管理；

所述交互模块包括人机交互单元和系统交互单元，所述人机交互单元用于所述机房管理系统和管理人员之间的信息交互，所述系统交互单元用于所述机房管理系统之间的信息交互。

2、根据权利要求1所述的一种机房管理系统，其特征在于，还包括智能分析模块，所述智能分析模块用于分析所述机房设备的实时运行数据和历史数据，以优化所述机房管理系统的性能。

3、根据权利要求2所述的一种机房管理系统，其特征在于，所述智能分析模块包括告警分析单元，所述告警分析单元用于对产生的告警进行过滤、关联，并进行分析和提出解决方案。

4、根据权利要求2所述的一种机房管理系统，其特征在于，所述智能分析模块包括故障预测单元，所述故障预测单元用于根据获取的所述机房设备运行数据、分析所述机房设备的运行情况，并做出参数发展趋势预报和故障的预测。

5、根据权利要求2所述的一种机房管理系统，其特征在于，所述智能分析模块包括运行优化单元，所述运行优化单元用于根据获取的所述机房设备运行数据，提供运行优化建议或者调整所述机房设备的参数。

6、根据权利要求1所述的一种机房管理系统，其特征在于，还包括辅助功能模块，所述辅助功能模块用于向管理人员提供操作指导。

7、根据权利要求1所述的一种机房管理系统，其特征在于，所述机房设备安装有简单网络管理协议接口模块，所述监测模块与所述机房设备之间通过TCP/IP协议进行传输。

8、根据权利要求1所述的一种机房管理系统，其特征在于，将所述机房设备设置为SNMP管理代理，通过SNMP管理站/系统实时采集所述机房设备信息。

9、根据权利要求1所述的一种机房管理系统，其特征在于，对于带有RS-232/485接口模块的机房设备，通过SNMP协议转换器采集所述机房设备信息。

10、根据权利要求8或者9所述的一种机房管理系统，其特征在于，所述机房设备与所述监控模块之间通过TCP/IP协议传输信息。

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