一种基于资源树的数据中心管控系统的制作方法

1.本发明涉及数据中心管控技术领域，具体涉及一种基于资源树的数据中心管控系统。


背景技术：

2.从当前形势来看，数据中心已然成为国民生计、经济发展、国防建设等诸多要素的重要支撑。数据中心管控系统，通过对数据中心it、制冷、供电、ups、环境、安防、消防等设备进行实时监测和智能调节控制，实现实时监控、预防故障、迅速排障等功能；同时，实时记录和处理各设备运行及报警数据，实现对数据中心的综合管控。由此可见，在数据中心生命周期中，管控系统全程扮演着守护角色，时刻感知数据中心各分系统的运行状态，能够有效提高数据中心运行效率；在发生异常初期对数据中心进行保护，降低异常情况对数据中心的损害，保障数据中心稳定运行，提高管理人员工作效率，实现数据中心少人或无人值守。
3.然而，随着云计算、物联网、大数据技术的爆发式发展，带来数据中心规模的不断扩大，同时设备数量和环境状况也越来越复杂，当前数据中心管控系统已难以承担由此带来的压力，出现如下几大问题亟待解决：
4.1、数据中心基础设施设备类型复杂，导致系统接口较多，开发标准不一，运维管理工作量巨大。在传统的数据中心管控系统中，运维人员需要在各个子系统界面分别管控，操作不便且易出现误操作而且传统数据中心管控系统分别运行在各个独立的设备上，无法进行联动，再次加重了运维人员的工作负担。
5.2、系统实时性较差。由于传统的数据中心管控系统的各个系统间的信息无法进行联动，实时性较差，当数据中心的环境指标(温度、湿度、电压等)出现异常时，无法迅速感知异常，更无法快速定位、快速解决异常，给数据中心的正常运行带来灾难。
6.为解决上述技术问题，提出一种基于资源树的数据中心管控系统。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题在于：如何解决当前数据中心管控系统存在的数据中心基础设施设备类型复杂，导致系统接口较多，开发标准不一，运维管理工作量巨大以及系统实时性较差等问题，提出了一种基于资源树的数据中心管控系统。系统采用资源树理念，将数据中心及其设备按照功能类别映射到系统的虚拟资源中。为了适用不同类型设备数据采集，系统提供http、coap和mqtt等多种应用层协议接口，适用于多种客户端，并将采集到的数据按照已定义的资源树形态和级联规则进行虚拟化描述，解决现有数据中心管控系统接口较多、开发标准不一的问题。同时，系统采用mqtt等协议实现数据实时采集以及到设备端的指令下发，采用websocket实时更新前端页面数据，实现设备实时监测和及时报警等功能，解决现有系统实时性较差的问题。配置模块管理系统配置参数，确保系统安全可靠。本系统可以广泛应用于多个领域和多种网络环境，既可以应用于单个数据中心的动力环境监控，亦可应用于多个联网数据中心实现集中监控。
8.本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括数据服务平台、管控平台和前端可视化模块；
9.所述数据服务平台，面向不同类型设备提供数据采集、资源管理、数据存储和数据推送功能；该平台采用资源树理念，实现将多种不同设备、部件的数据，按照已定义的资源树形态和级联规则进行统一管理和存储；
10.所述管控平台，以资源树管理模块为基础，实现设备监测、异常检测、故障管理、远程控制和后台配置管理。资源树管理模块，通过多种不同协议(如http、coap)对采集服务平台中资源树节点的操作，实现对数据中心的统一便捷管理；设备监测、异常检测、故障管理、远程控制模块，用于通过资源树管理模块获取设备实时状态信息，实现及时发现异常、及时排除故障和远程控制数据中心目的；后台配置管理模块，用于通过配置数据库实现管控系统相关配置参数的管理；
11.所述前端可视化模块，主要包括3d数据中心、it资源监测、供配电监测、能耗监测和环境监测模块，采用三维立体模型、云图、数据图表等形式全方位展示数据中心运行状态信息；同时管控平台前端可视化可接收用户指令或操作，通过rest api从管控平台直接拉取数据或通过mqtt协议推送数据，达到人机交互的目的。
12.更进一步地，所述数据服务平台，采用资源树理念，面向不同类型设备提供数据采集、资源处理、数据存储和数据推送功能；数据采集模块提供多种应用层协议接口，能够对多种不同设备、部件的数据进行采集，多种应用层协议接口包括http、coap、mqtt应用层协议接口；资源处理模块采用资源树将数据抽象成平台节点、应用节点、设备节点、记录节点、分组节点和通知节点，六类资源节点级联实现对数据中心及其中设备的物联网化描述；数据存储模块分为索引数据库和存储数据库，其中索引库用于资源树的关系描述，存储数据库直接负责数据的存储；数据推送模块内部维护一个消息推送队列，系统捕捉到资源的推送事件后将资源封装为推送报文，交由发送器根据用户设定的推送地址发送数据。
13.更进一步地，管控平台中的设备监测模块用于通过资源树管理模块，对特定设备的资源映射节点属性的查询、或建立订阅关系，实现对设备状态的实时监测；管控平台中的异常监测模块，用于通过资源树管理模块，获取数据中心设备的实时状态属性，根据预先设定的报警规则，实现对it、供配电、制冷、消防等设备状态的异常监测，当设备指标满足异常报警触发条件时，通过websocket将异常信息推送至前端；管控平台中的故障管理模块，用于通过资源树管理模块，获取数据中心设备的实时状态属性，并开启状态监控线程实时监控数据中心设备，当设备发生故障时，第一时间将故障信息推送至可视化前端，同时推送故障信息给用户。
14.更进一步地，所述前端可视化模块能够通过实时监测和非实时监测两种模式，实现对数据中心实时监控的目的；3d数据中心通过调用接口连接管控平台获取资源树，实现以虚拟仿真的形式，将数据中心众多孤立设备在可视化场景中统一呈现和管理，可接受用户输入动作指令，实现数据中心及其子设备旋转、平移、缩放功能，达到人机互动的目的；所述it资源监测、供配电监测、能耗监测和环境监测模块，采用仪表盘、趋势图、面积图等多种形式，全方位展示数据中心运行状态信息；所述实时监测通过http、coap协议实时接收设备指标(如：设备状态、网络流量、温湿度)，采用内部协议格式(如json)保存并解析数据；所述非实时监测通过前端发送请求，管控平台根据请求获取相应数据进行分析处理，其中相应
数据包括设备属性、资源利用率、24h电力趋势指标数据。
15.本发明相比现有技术具有以下优点：
16.1)高扩展性，方便开发和维护
17.基于资源树的数据中心管控系统数据服务平台，采用资源树理念，通过http、coap和mqtt等多种应用层协议接口采集不同类型的设备数据，提供数据采集、资源处理、数据存储和数据推送功能。同时，资源树管理模块能够保证系统能够在数据中心设备、数据中心规模发生变化时，方便灵活的实现设备监测、异常检测、故障管理、远程控制和后台配置管理。
18.2)高实时性
19.采用mqtt实现数据实时采集以及到设备端的指令下发，采用websocket实现前端页面数据的实时更新，实现设备实时监测和及时报警等功能。从测试效果来看，数据中心设备告警变化开始，到管控系统监控主机打包送出告警的时间不大于7s。
20.3)高适用性
21.可支持http等多种应用层协议接口，适用于多种客户端(如手机、平板、电脑等)，同时可以广泛应用于多个领域和多种网络环境，既可以应用于单个数据中心的动力环境监控，亦可应用于多个联网数据中心实现集中监控。
附图说明
22.图1是本发明实施例中的系统架构示意图；
23.图2是本发明实施例中的资源树结构示意图；
24.图3是本发明实施例中的管控系统异常监测示意图。
具体实施方式
25.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
26.本实施例提供一种技术方案：一种基于资源树的数据中心管控系统，如图1所示，该系统首先将数据中心以及其中的设备等物理世界实物，按照功能类别映射到系统的虚拟资源中，构建完整的数据中心资源树。数据采集管理模块通过http、coap和mqtt等多种应用层协议接口，采集来自it、制冷、供电、ups、环境、安防、消防等设备的数据，并且将采集到的不同类型数据按照已定义的资源树形态和级联规则进行虚拟化描述，便于统一管理和存储。同时，通过web api从数据采集管理模块中主动拉取或被动推送的方式实现设备的实时监测、报警管控、故障管控功能。系统前端通过html和vue实现可视化，通过websocket实现数据实时更新。管控系统包括权限管理、配置管理和远程访问功能，保证系统的安全性和可靠性。
27.本发明的数据服务平台，通过http、coap和mqtt等多种应用层协议接口接收来自各设备上传的工作状态和传感数据，进而采用资源树理念，将采集到的不同类型数据抽象成六类资源节点映射到平台的虚拟资源中，进行统一管理和存储，并且通过虚拟资源标准的rest api接口管理资源数据以达到与物理设备交互的目的，完整的数据中心资源树如图2所示。资源树包括平台节点、应用节点、设备节点、记录节点、分组节点和通知节点六类资
源节点，级联实现对数据中心及其中设备的物联网化描述。其中平台节点，命名为dscp；应用节点为“数据中心”，命名为app；应用节点后连接“计算与存储、环控、供配电、消防”等设备节点，命名为dev；设备节点后连接多个更细粒度的设备节点、记录节点和通知节点，记录节点负责存储具体的数据，命名为rec；通知节点，命名为not。数据服务平台内部捕捉到资源的推送事件后，将资源封装为推送报文，交由发送器根据用户设定的推送地址发送数据，实现数据推送。
28.管控平台以资源树管理模块为基础，实现设备监测、异常检测、故障管理、远程控制和后台配置管理。
29.资源树管理模块，用于通过对数据服务平台中资源树节点的操作，实现对数据中心的统一便捷管理。尤其是当数据中心设备及规模发生变化时，该模块对当前资源树进行更新，通过rec记录节点存储并更新数据，实现对设备方便快捷地管理。
30.设备监测模块用于通过资源树管理模块，对特定设备的资源映射节点属性的查询、或建立订阅关系，实现对设备状态的实时监测。
31.异常监测模块，用于通过资源树管理模块，获取数据中心设备的实时状态属性，根据预先设定的报警规则，实现对it、供配电、制冷、消防等设备状态的异常监测。当设备指标满足异常报警触发条件时，通过相应协议将异常信息推送至前端。异常触发条件，主要根据设备使用频次、不同故障级别的发生概率以及给数据中心造成的影响等因素综合评估，异常等级分为严重、重要和一般。当模块出现异常时，每间隔一定时间(如2秒)后复检一次，复检次数超过阈值仍异常，则报警。
32.故障管理模块，用于通过资源树管理模块，获取数据中心设备的实时状态属性，并开启状态监控线程实时监控数据中心设备，当设备发生故障时，第一时间将故障信息推送至可视化前端，同时将故障信息存储至管控平台，达到快速定位并解决故障，使数据中心快速恢复正常运行。
33.远程控制模块，用于通过资源树管理模块对设备相应资源树节点进行操作(如增加、删除、修改等行为)，实现对数据中心设备的远程控制。
34.前端可视化，主要包括3d数据中心、it资源监测、供配电监测、能耗监测和环境监测。通过websocket实时接收管控平台推送的数据，并以三维立体模型、云图、数据图表等形式实时展现数据中心运行状态。同时管控平台前端可视化可接收用户指令或操作，通过rest api从管控平台直接拉取或mqtt数据推送，达到人机交互的目的。
35.3d数据中心，采用框架技术(如three.js)搭建三维立体模型，通过调用web api接口连接管控平台，获取数据中心资源树，包括数据中心各设备形态、空间位置关系等信息，并将其转换为内部协议格式(如json文件)，实现以虚拟仿真的形式，将数据中心众多孤立设备在可视化场景中统一呈现和管理；基于此，接受用户输入动作指令，实现3d数据中心及其子设备旋转、平移、缩放功能，达到人机互动的目的。同时搭载云图，能够帮助管理人员直观查看数据中心温度分布情况，便于及时发现过热点。系统前端从管控平台获取温度参数生成云图，在温度达到阈值时立马告警。
36.it资源监测包括it资源利用率监测、计算节点和存储节点运行状态监测；供配电监测包括ups监测事件和配电温度和输出电流监测；能耗监测包括能耗基本信息、实时电力监测、能耗利用率及排行；环境监测包括柜内温湿度监测、风冷系统监测、消防状态监测和
水冷系统监测。
37.综上所述，上述实施例的基于资源树的数据中心管控系统，能够将采集到的不同类型数据，按照已定义的资源树形态和级联规则进行统一管理和存储，实现高扩展性，方便开发和维护；采用websocket实现前端页面数据的实时更新，达到实时监控目的；可支持http等多种应用层协议接口，适用于多种客户端，如手机、平板、电脑等；可以广泛应用于多个领域和多种网络环境，既可以应用于单个数据中心的动力环境监控，亦可应用于多个联网数据中心实现集中监控。
38.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。