Angell IMS机房综合监控系统技术白皮书
文章附图

随着社会电子信息化进程的加快,人们在日常工作中越来越离不开信息化处理,所有信息化处理都离不开三个基本要求,基础物理环境的安全、设备的正常工作、链路的良好联通性:

1)基础物理环境的安全

IT设备需要一个恒温恒湿、电源稳定、防止雷击和静电、接地良好、防火防尘防照防水、安全进出的一个家中心机房,一旦设备环境改变,就可能导致电气设备硬件工作异常,硬件不能正常工作,软件系统无从谈起。

2)设备的正常工作含硬件正常、软件正常、网络正常(延迟和通断),设备一旦不与网络联通,用户就会失去某种功能,系统不能向外提供服务;设备一旦延迟太长,就会导致系统响应缓慢、系统容量大幅度下降。

3)链路的良好联通性,链路的通断会导致中心机房与外界不能通信,链路延迟太长导致中心机房对外界不能进行快速响应和服务。

对于基础物理环境的安全,人们提出了传统的机房环境监控系统;对于设备的工作状态和链路的连通性,人们提出了网络管理系统,但两者不能从简单实用、价格、用户体验、稳定可靠、分布式部署等多方面做到一个完美的结合,存在如下诸多问题和缺点:

1) 它们只是简单的拼凑,不是真正无缝集成,做不到简单易用。

2) 两者加起来价格不菲,大大提高用户的投资。

3) 它们不是一个独立的嵌入式设备,均依赖于windows服务器(机房环境监控系统需要在windows服务器上安装数据库、监控软件,连接报警设备;网络管理系统需要在服务器安装网管软件),稳定可靠性大大降低,一旦服务器出现问题,机房环境监控系统基本失效,网管系统瘫痪。

4) 由于是人为将两个系统拼凑,用户体验可想而知。

5) 由于每个监控系统本身就不是一个完全独立设备,所以真正多级分布式部署完全不可能实现。

安智软件依靠在中心机房建设、弱电设计、系统集成、嵌入式开发、应用软件定制、用户体验多个领域数年的耕耘,通过与不同行业的IT管理人员深入的了解沟通基础上,为用户开发了机房综合监控系统,该系统完美解决了用户关心的上述问题。

通过对机房综合监控系统全面的建设,为机房运行环境及设备提供一个集中监控、易于管理的管理维护平台。

主要监控内容:

1) 机房动力配电系统;

2) 机房环境系统;

3) 机房安防系统;

4) 机房消防系统

5) 网络及安全设备;

6) 网络链路;

7) 服务器;

8) 数据库;

9) 中间件;

10) 应用系统;

11) VMvarecitrix虚拟机监控;

12) 将报警信息通过相应的报警措施(如短信、邮件、电话语音、声光等)通知机房管理人员;

13) 报警日志能通过查询分析功能进行分析查询、导出;

14) 远程控制灯光、窗帘、普通空调、门禁等设备;

2.系统概述

IMS机房综合监控系统采用了业界领先的嵌入式技术、物联网技术和开放的INTERNET网络架构平台,能够监控机房环境智能设备、机房IT系统、机房进出线路、采集数字量、模拟量,设置关键变量阈值或阀值、设置设备联动、输出控制,同时提供统一报警平台,设置短信、语音、邮件、声光等多种方式进行报警。

IMS可以对监控现场实施远程遥测和诊断,使很多无人值守现场或重要机房成为可远程网管的对象,并通过Internet / Intranet技术将所有基站、机房、现场设备整合在统一的IP网络平台下。IMS全部采用了内嵌WEB网页方式实现人机交互,并支持TCP(UDP)/IP、XML、SOCKET、SOAP等多种标准网络协议和数据格式,可轻松实现各种需求二次开发及与其他管理系统的无缝集成。

2.1系统架构

1) 能够实现分布式部署管理、集中监控的要求;

2) 系统基于成熟的ARM-LINUX嵌入式技术开发,禁止采用串口服务器+windows中心端的方式进行组网,能够确保系统的稳定性、可靠性和独立工作能力;

3) 系统采用多线程处理技术,保证系统性能卓越;

4) 系统充分利用LINUX系统的特点,采用多进程守护方式保证系统运行安全,保护用户的信息安全;

5) 支持标准的MODBUS协议,基于RS232的私有设备协议,适应机房设备的多样性和复杂性;

6) 扩展性强,采用模块化的设计,各个子系统接入是单独的模块、系统具有良好的弹性,易于扩展、更新和维护,通过SOAP协议与任何管理平台无缝集成;

7) 监控中心与监控引擎能够分开独立运行,互不影响,同时也能够进行集中管理和分布部署;

8) 系统易用,利用先进的多媒体技术,系统提供了友好的人机交互界面,简单易用;

2.2系统组成

系统由以下几个部分组成:

1) 集中监控中心

集中监控中心为软件系统,安装在windows服务器上,对监控引擎提供集中管理和分级管理,也可以单独使用作为综合监控系统,能够具备嵌入式引擎的所有功能外还能够支持网络监控、链路监控、服务器监控、数据库监控、中间件监控、VMvareCitrix虚拟机监控、应用监控等功能;

监控中心端还具备分布式设计,适应大型分级网络应用;能够至上而下的进行分级部署,进行多级管理,还能够对所有的监控引擎进行管理配置。

2) 日志分析中心

日志分析中心为软件系统,安装在windows服务器上,对综合监控系统提供管理操作日志,故障时间日志等信息的存储、分析、报表使用;

3) 嵌入式监控引擎

嵌入式监控引擎为采集接口(模拟量接口、数字量接口、485接口、232接口、继电器输出接口等),通讯接口(RJ-45),报警接口(232接口等)WEB服务器等为一身的一体化设备,所有的传感器、报警设备直接连接到设备上,不需其他增加故障点的转换设备

具体设备参数见下表:

项目

描述

尺寸

2U 设备

电源

交流电源:100V~240V50Hz ~60Hz

功耗

<20W

可靠性

MTBF>100000小时

防雷

4KV

环境温度

工作环境温度:-5~+45

存储环境温度:-40~+70

环境湿度

相对湿度20%~90%,非凝结

接口类型

RJ45 10/100Base-TX  1

110/100Mbps自适应以太网接口,物理接口为RS45插座

USB                1

数据导入导出

RS232              2

1RS232接口,支持2400bps115200bps波特率,可用于接入RS232智能设备

RS485             14

13RS485接口,支持反接过滤保护,分别扩展了8/6路工业接线端子,支持2400bps115200bps波特率

12v电源接口       13

12V电源输出,提供13路,30W电源输出

模拟量接口          8

0—5V模拟量输入,测量精度0.1%

数字量接口          8

数字量输入,带光隔保护功能

继电器接口          8

继电器输出控制

4) 报警设备

报警设备通过相应的线缆直接连接到嵌入式监控引擎,不需要其他诸如协议转换器设备进行转换,以减少故障点;

集中管理模式报警设备也可以接入到中心端服务器上。

5) 前端传感器

传感器直接通过双绞线缆链接到嵌入式监控引擎想对应的接口,不需要通过其他诸如协议转换器设备进行转换,以减少故障点;

2.3系统结构图

IMS机房综合监控系统监控机房环境设备、机房IT系统、网络链路,机房环境设备以模拟量采集、数字量采集、通过MODBUS、RS485、RS232等通信方式连接到监控引擎上,机房IT设备通过以太网与监控引擎通信;IMS监控引擎根据监控设置、阈值设置、报警设置、三维立体图设置进行数据采集、数据处理、数据比较,向用户呈现一个三维立体监控地图,监控引擎监测到设备参数异常时,以短信、语音、邮件、声光等方式进行报警。

IMS监控引擎自动检测如果发现了IMS管理中心,IMS监控引擎自动将报警信息上报到IMS管理中心;监控引擎内置的WEB服务器提供了一个完整的人机交互界面,用户通过界面进行监控查看、报警查看、系统设置、监控设置、IT设备设置、报警设置、三维立体视图的设置等。

IMS管理中心以分布式部署进行级联,下级中心端通过SOAP协议向上级中心端上报报警数据、日志信息、引擎导航树,上级中心端可以导航查看下级中心端或引擎信息,实现远程实时监测。同时中心端也具有短信、语音、邮件、声光等报警功能,可以对该级IMS管理中心收到的所有报警信息以设定的报警方式进行报警。

3.系统功能

3.1动力配电系统监控

3.1.1 市电和UPS配电柜监控

实时监控的参数有:三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素、频率、有功电能、无功电能;

并以图形化列表显示,明确的反应出报警状态和正常状态。

3.1.2 配电开关状态监控

对配电柜中的配电开关进行监测,监测是否跳闸或断电等状态;以能够快速的发现配电开关跳闸及断电,避免计算机系统停止工作,造成机房运行暂停。当配电开关跳闸或断电时,综合机房监控系统将立马进行报警,将故障信息第一时间通知机房管理员进行处理,并将故障时间日志记录到系统中。

3.1.3 UPS实时监控

系统能够实时监控到UPS的工作状态和工作参数;

工作状态包括:在线模式、旁路状态、电池状态、逆变器状态、整流器状态、负载保护、负载过载等状态;

工作参数包括:输入输出电压、输入输出电流、输入输出频率、负载电压、负载电源、负载频率、逆变器电压、逆变器电流、逆变器频率、各相有功功率、标称功率、视在功率、负载率等。

3.1.4 电池组监控

监控UPS连接电池组的电池工作状态;

监控参数包括:电池组总电压工作状态、单体电池电压工作状态、电池组充放电电流、电池组总电压、电池组充放电电流异常状态、电池组表面温度等。

3.1.5 发电机监控

监控备用柴油发电机的工作状态;

通过柴油发电机所带的智能通讯接口及通讯协议,对发电机的输出电压、电流、电池电压、控制屏状态、转换屏告警、油箱液位、油压等进行实时监控和显示。

3.1.6 防雷器监控

对防雷设备进行检测,当防雷设备报警时,环境监控系统可接收报警信息。

3.2机房环境监控功能

3.2.1 精密空调监控

系统对精密空调进行全面的参数、状态监测和运行控制;

监控的工作状态:空调开关状态、加热器运行状态、压缩机运行状态、加湿器运行状态、去湿器运行状态、风机运行状态、压缩机高压状态、低压状态、滤网状态等部件状态和报警状态;

监控的工作参数:回风温湿度、送风温湿度、回风温湿度高低限报警值、风机、压缩机、加热器等部件的累计运行时间;需实现的控制功能:远程控制空调机的启、停,调整运行参数。

3.2.2 普通空调监控

对壁挂式空调、中央空调、柜式空调任意品牌的空调进行监测和控制,自动学习空调本身的命令集,如设置温度、运行模式、风速、扫风等各种命令;实时监测环境温度、湿度,诊断空调制冷、制热、运行状态是否正常

具备实现如下:

1) 实现来电自动启动:来电使空调恢复断电前运行模式;温度自动控制功能

2) 实现温度自动控制功能:当环境温度高于设定温度上限时,自动开启空调;低于设定温度下限时,自动关闭空调,大大地实现节能效果。

3) 实现空调轮换功能:实现两台空调的周期轮换,保证两台空调运行时间一致,延长使用寿命。

4) 实现温湿度采集功能:实时采集环境的温湿度,提供超大屏LCD显示,显示直观。

5) 实现遥控器命令复制功能:当学习完一台空调的所有命令后,可以进行批量复制,节约学习时间。

3.2.3 新风系统监控

检测的状态有:开关状态、运行状态;

实现的控制功能:远程控制新风机的启、停,调整运行参数。

3.2.4 区域漏水监控

漏水检测:对所有的精密空调或其它可能漏水的区域下端进行漏水监测

使用漏水监测绳对空调摆放位置地板下方或者其它可能的漏水点。系统能实时显示并记录漏水线缆感应到的漏水状态。

3.2.5 定位漏水监控

使用漏水监测绳对地板下方进行矩形围闭。系统要能实时显示并记录漏水线缆感应到的漏水状态及故障状态。发生漏水现象时,感应线缆精准的定位到感应到某处有漏水事件发生,系统将即刻响应,通过定义的报警手段,来告知值班人员需前往处理。

3.2.6 温湿度监控

湿检测:在机房理想区域加装温湿度传感器,进行温度及湿度的检测,系统将实时显示记录每个温湿度传感器所检测到的室内温度与湿度的数值。当运行异常时,通过定义的报警手段,告知值班人员需前往处理。

3.3安保系统监控

对物理环境视频、门禁、消防、红外、烟雾进行全方位监控, 保证其环境的物理安全。

4.3.1 视频系统监控

机房综合监控系统能够与视频监控系统集成,能通过机房监控系统将视频监控系统集成到机房综合监控系统中,直接管理视频监控系统,能够调用任意监控摄像头的监控信息。

4.3.2 门禁系统监控

系统能够对门禁的运行状态以及工作记录进行监控,

监控内容包括: 添加删除控制器、门禁卡状态、门卡添加、删除门卡状态、门磁开关闭合状态、门锁开关闭合状态、时间同步、门禁开关状态、刷卡者刷卡ID状态、卡正常刷卡状态、门卡的异常刷卡状态、门卡刷卡记录,以及门禁的所有管理操作日志查询。

4.3.3 消防系统监控

通过机房综合监控系统通过通讯接口与消防主机进行集成,当消防主机出现各种报警信息时,消防主机采集到各种消防报警信息通过机房综合监控系统的短信、电话、邮件及时的通知机房管理人员,以协助能够尽快的解决问题。

4.3.4 红外监控

通过机房综合监控系统与红外传感器或者红外对射主机进行联动,将红外传感器的输出信息传输到机房综合监控系统,当红外检测区域有人移动时,系统将会立即报警,通知机房管理人员以及安保人员。

3.4远程控制功能

1)远程控制灯光开关、亮暗度;

2)远程控制门禁系统开关门;

3)远程控制电动窗帘上下;

4)远程控制普通空调开关机、温度;

3.5网络及应用系统管理监控

机房综合监控系统具备网络设备监控、应用系统监控、网络链路监控等功能,全面的监控机房提供业务的工作状态以及周期性自动统计运行情况。

3.5.1 网络及安全设备监控

监控机房运行的网络设备的运行情况。

能够通过SNMP管理到的设备包括网络交换机、路由器、防火墙、IDS设备等设备,在图示上展示设备的CPU / MEM负载状况,设备连续运行时间,通过这些信息,可以了解整个网络的业务运行状况;

具备设备真实面板图,确切的反映这些设备的真实运行状态,并可查看端口所连设备、查看端口状态信息等,发现异常流量时,管理员可以直接将该端口DOWN掉,保证网络的正常运行。

还需具备以下功能:

1) 设备状态管理

2) 运行状态信息采集

3) 系统配置管理

4) 历史数据统计显示功能

5) 设备巡检管理

6) 事件报警管理

7) 端口UP/DOWN控制

当网络设备出现异常状况时,要求能够将信息及时通过短信、电话、邮件的形式告知管理员,以能够及时的发现问题解决问题。

3.5.2 网络链路监控

机房综合监控系统能够生成可视化直观、可视化的网络拓扑图,通过网络拓扑图了解网络规模、应用分布、故障定位等信息;能够动态实时反映网络链路状态信息,设备运行状态及链路的流量变化情况,关联和管理事件、监视网络的健康状况、采集网络性能数据以及报表管理等,帮助用户一目了然的掌控整个网络的实时运行状态。

依据网络拓扑结构图能够直观的显示如下信息:

n 直接了解整个网络设备的负载状况(CPU/Mem

n 直接了解各线路流量状况

n 直观显示每台设备真是名称和别名

n 拓朴图的备份与导入

3.5.3 服务器监控

服务器监控:

服务器管理系统能够提供服务器运行时的多种状态值,包括如下信息:

1) CPU使用率;

2) 内存使用率;

3) 硬盘吞吐量;

4) 服务器关键进程实时运行信;

5) 网络速率

……等等。为了直观的显示服务器的运行状态,服务器管理系统主界面提供多页显示功能,在主界面上以多页面的方式显示多种不同的运行状态信息,方便管理员查看服务器的运行状态。

3.5.4 数据库监控

数据库管理能够实现对SQLDB2OracleMysql等数据库系统关键资源的自动监控,以图表的方式直观显示数据库的存储空间的变化以及变化趋势,帮助管理员及时发现故障和故障隐患。

3.5.5 中间件监控

中间件管理能够实现对IISWebSphereTomcatWebLogicApache中间件的监控,针对发现的可用性及性能方面的问题,及时进行报警。

3.5.6 应用系统监控

对服务器上运行的HTTPHTTPSFTPTelnetFTPICMPIMAPMysqlDB2OracleSql serverPop3SMTP和任意TCP端口上的应用服务进行监控,通过服务器的响应速度来提前预知服务异常;同时可以模拟应用服务的登录过程,实时检测应用服务的运行结果是否正确;在发现应用服务运行出现异常时,即时通过声音、windows消息、邮件、图标显示、短信等方式进行告警,方便管理员进行应用服务状态监控。

3.6智能报警管理

机房综合监控系统提供多种智能报警方式(短信、电话、邮件、声光),通过系统内置的智能报警机制为管理者进行报警信息过滤、提供快捷的故障通知措施。

3.7日志分析管理

机房综合监控系统具备基于查询、存储、分析的日志系统,IMS系统的IAC日志分析中心,对管理操作日志、历史报警日志、资源访问日志、用户日志等系统 产生的日志进程存储、查询、分析,并能够生成相应的分析报表。

4.技术特点

稳定性:基于成熟的ARM-LINUX嵌入式技术开发,保证了系统的稳定性和健壮性;

高性能:采用多线程处理技术,很好的保证了系统的性能;

安全性:充分利用LINUX系统的特点,采用多进程守护方式保证系统运行安全,保护用户的信息安全;

开放性:兼容标准的MODBUS协议,基于RS232的私有设备协议,适应机房设备的多样性和复杂性;

扩展性:采用模块化的设计,系统具有良好的弹性,易于扩展、更新和维护;

易用性:利用先进的多媒体技术,系统提供了友好的人机交互界面,简单易用。

集成性:系统集成了机房环境监控、IT系统监控、网络链路监控三大部分,通过一个嵌入式系统完美解决了集成物理环境的安全监控、IT设备正常工作的安全保障、网络链路的监测。

同时监控引擎和中心端通过SOAP协议与任何管理系统进行无缝集成。

5.部署方案

5.1单机房部署

Angell IMS机房综合监控引擎可以独立工作,实现对机房内的各种设备进行监控,通过引擎内置的WEB服务器对机房监控设备进行配置管理,对设备状态进行实时监控,对异常状态通过短信、语音电话或者邮件进行实时报警。

5.2多机房部署

Angell IMS机房综合监控系统可以通过监控管理中心对多台监控引擎进行集中管理,在管理中心实时监控多个机房内的设备状态进行监控,对各机房设备异常状态通过短信、语音电话或邮件等方式进行统一报警,也可以由各引擎直接报警。


5.3分布式部署

Angell IMS机房综合监控系统支持多个机房多级分布式部署,分级管理的部署方式。上级管理中心可以对所有下级管理中心及监控引擎进行实时状态监控,并可以导航到监控引擎,查看机房各设备的实时状态。Angell IMS机房综合监控系统可以根据用户实际需要,配置层级管理结构,没有层级限制。

6.成功案例

湖北省委组织部      武汉市委组织部房

1130单位           咸宁人社局

咸宁财政局           通山人社局

崇阳人社局           咸安人社局

嘉鱼人社局           湖北人社厅

武汉口岸检疫研究所           武汉地铁              

黄石大冶军分区               随州市地税局                

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