TWI767427B

TWI767427B - 監控伺服器及其設備資源監控方法

Info

Publication number: TWI767427B
Application number: TW109142076A
Authority: TW
Inventors: 黃昱棠; 方澤涵
Original assignee: 中華電信股份有限公司
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-06-11
Also published as: TW202223774A

Abstract

本發明實施例提供一種監控伺服器及其設備資源監控方法。在此方法中，判斷待監控設備對應的功能模組，且功能模組記錄所支援的一個或更多個通訊協定。依據功能模組所支援的通訊協定確認一個或更多個拓樸演算法的支援度。依據支援度建立相關於待監控設備的拓樸資訊，且拓樸資訊相關於待監控設備的連結情形。藉此，可提供監控效率。

Description

監控伺服器及其設備資源監控方法

本發明是有關於一種監控技術，且特別是有關於一種監控伺服器及其設備資源監控方法。

隨著網際網路(Internet)技術蓬勃發展且網路設備虛擬化技術崛起，許多企業、學校內部網路規模日益增大，且網路設備與終端設備的廠牌、種類及數量眾多，使得管理者在監控設備資源時需要花費大量時間盤點。由此可知，現有技術針對多元設備的支援度不高，且監控效率低。

有鑑於此，本發明實施例提供一種監控伺服器及其設備資源監控方法，可方便管控多元設備。

本發明實施例的設備資源監控方法包括(但不限於)下列步驟：判斷待監控設備對應的功能模組，且功能模組記錄所支援的一個或更多個通訊協定。依據功能模組所支援的通訊協定確認一個或更多個拓樸演算法的支援度。依據支援度建立相關於待監控設備拓樸資訊，且拓樸資訊相關於待監控設備的連結情形。

本發明實施例的監控伺服器包括(但不僅限於)設備監控框架(framework)。設備監控框架提供設備模組管理模組及拓樸管理模組。設備模組管理模組判斷待監控設備對應的功能模組，且功能模組記錄所支援的一個或更多個通訊協定。拓樸管理模組依據功能模組所支援的通訊協定確認一個或更多個拓樸演算法的支援度，並依據支援度建立相關於待監控設備的拓樸資訊，且拓樸資訊相關於待監控設備的連結情形。

基於上述，本發明實施例的監控伺服器及其設備資源監控方法，提供可擴充的開放設備與資源監控框架，並具備區域網路內設備拓撲自動偵測功能。透過本發明實施例，可選定多種設備通訊協定以及多種拓撲演算法以快速監控、管理設備並建立設備關聯拓撲圖，從而大幅降低管理設備的複雜度，進而提升整體監控管理效率，並減低開發和維運人力成本的支出。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依據本發明一實施例的通訊系統1的架構圖。請參照圖1，通訊系統1包括(但不僅限於)一台或更多台待監控設備10及監控伺服器100。

待監控設備10可以是各類型自動化機械設備、感測裝置、電腦系統、智慧型家電或其他可連網裝置。須說明的是，這些待監控設備10的廠牌、種類、數量及功能可能不同，且本發明實施例不加以限制。

監控伺服器100可以是桌上型電腦、筆記型電腦、AIO電腦、智慧型手機、平板電腦、伺服器或其他運算裝置。

圖2是依據本發明一實施例的監控伺服器100的元件方塊圖。請參照圖2，監控伺服器100包括但不僅限於通訊收發器110、儲存器130及處理器150。

通訊收發器110例如是支援乙太網路(Ethernet)、光纖網路、或電纜等有線網路的收發器(其可能包括(但不僅限於)連接介面、訊號轉換器、通訊協定處理晶片等元件)，也可能是支援Wi-Fi、***(4G)、第五代(5G)或更後世代行動網路等無線網路的收發器(其可能包括(但不僅限於)天線、數位至類比/類比至數位轉換器、通訊協定處理晶片等元件)。在一實施例中，通訊收發器110用以傳送或接收資料。例如，透過通訊收發器110與待監控設備10相互傳遞訊息。

儲存器130可以是任何型態的固定或可移動隨機存取記憶體(Radom Access Memory，RAM)、唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)、快閃記憶體(flash memory)、傳統硬碟(Hard Disk Drive，HDD)、固態硬碟(Solid-State Drive，SSD)或類似元件。在一實施例中，記憶體130用以記錄程式碼、軟體模組(例如，設備監控框架131、北向介面管理模組132、核心功能模組133、設備模組管理模組134、拓樸管理模組136及南向介面管理模組138)、組態配置、資料(例如，一個或更多個功能模組(adapter或module)135、一個或更多個拓樸演算法137、一個或更多個通訊協定139、拓樸資訊、功能模組或監控內容等)或檔案。

在一實施例中，核心功能模組133包括排程器133-1、設備資源池133-2、資料處理器133-3及數值計算器133-4。排程器133-1用以對各個監控作業的任務排程。設備資源池133-2用以儲存那些待監控設備10的相關資訊。資料處理器133-3用以處理運算後資料。數值計算器133-4用以處理每次取得監控內容的數值之比對。

在一實施例中，設備模組管理模組134用以管理開發人員30實作(implement)之功能模組135。拓撲管理模組136用以管理開發人員30實作之拓撲演算法204，並提供自動探索功能，以探索網段內所有可納管之待監控設備10。南向介面管理模組138提供多種與設備溝通之通訊協定139，以供給開發人員30用以實作功能模組135與拓撲演算法137。

在一實施例中，各功能模組135記錄所支援的一個或更多個通訊協定139(例如，簡單網路管理協定(Simple Network Management Protocol，SNMP)、安全外殼協定(Secure Shell，SSH)等)。在另一實施例中，各功能模組135記錄所提供的網路服務。在一些實施例中，各功能模組135更記錄設備的能力(例如，硬體規格、網路連線能力等)。

在一實施例中，拓撲演算法137可以是生成樹協定(Spanning Tree Protocol，STP)、快速生成樹協定(Rapid Spanning Tree Protocol，RSTP)或其他拓樸排序演算法。

在一實施例中，北向介面管理模組132用以管理各種北向介面(Northbound Interface)(即，應用層與控制層溝通的介面。例如，表現層狀態轉換(Representational State Transfer，REST) API)。北向介面可用於設備監控、查詢功能模組135、或查詢拓撲演算法137，但不限於此。此外，北向介面的功能具可擴充性。而南向介面管理模組138用以管理各種南向介面(Southbound interface)(即，控制層與基礎設施層溝通的介面。例如，OpenFlow、NetConf或OVSDB)。

在一實施例中，設備模組管理模組134用以管理開發人員30實作之功能模組135。而拓樸管理模組136用以管理開發人員30實作之拓撲演算法，並自動探索功能，以探索特定網段內所有可納管之待監控設備10。

處理器150耦接通訊收發器110及儲存器130，處理器150並可以是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、圖形處理單元(Graphic Processing unit，GPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程式化控制器、現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、特殊應用積體電路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)或其他類似元件或上述元件的組合。在一實施例中，處理器150用以執行監控伺服器100的所有或部份作業，且可載入並執行儲存器130所記錄的各軟體模組、檔案及資料。

下文中，將搭配通訊系統1中的各項裝置、元件、模組及人員(例如，開發人員30及維運人員50)說明本發明實施例所述之方法。本方法的各個流程可依照實施情形而隨之調整，且並不僅限於此。

值得注意的是，維運人員50在監控設備資源時可能需要花費大量時間盤點。此外，因應各種協定、網路系統與架構之網路拓撲圖51，許多已知技術提出建立網路拓撲圖51之方法。然而，這些現有技術僅關注於演算法的創新，並無考量到應用至實際案場會遇到的困難點。因此，本發明實施例提出一個具備拓撲自動偵測功能的設備資源監控系統，提供一個設備監控框架131用以自動探索與監控設備並繪製拓撲圖，可大幅降低開發、維運人力成本。

圖3是依據本發明一實施例的設備資源監控方法的流程圖。請參照圖3，設備模組管理模組134判斷一台或更多台待監控設備10對應的功能模組135(步驟S310)。具體而言，不同類型、廠牌或種類的待監控設備10的功能、能力或規格並不相同，使得其功能模組135也不盡相同。

圖4是依據本發明一實施例的開發作業的流程圖。請參照圖4，以監控J牌 EX系列交換機設備為例。首先開發人員30評估需求及研究設備，決定收集哪些待監控設備10的數值並提供告警服務。例如，本次監控欲收集J牌 EX系列交換機設備之CPU平均使用率及記憶體使用率。設備模組管理模組134透過北向介面查詢所要求之待監控設備10(本範例是J牌 EX系列交換機設備)是否已存在適合的對應功能模組135可使用(步驟S401)。例如，比對記錄有已開發功能模組135的對照表。

若未有待監控設備10對應的功能模組135，則設備模組管理模組134測試並研發此待監控設備10的設備模組135。在一實施例中，設備模組管理模組134可經由南向介面連接待監控設備10，並確認透過已知功能模組135的通訊協定139存取待監控設備10的監控資訊的支援能力。這監控資訊可以是待監控設備10的運作狀態(例如，硬體、軟體或服務的使用率、啟動狀態、休眠情況等)。例如，設備模組管理模組134可對待監控設備10測試現存的設備模組135，並確認是否能取得對應運作狀態，從而判斷其支援能力是「支援」或「不支援」(步驟S402)。若仍未有合適的現存設備模組135，則設備模組管理模組134可對待監控設備10使用各通訊協定分別測試，並取得其對應支援能力，且據以決定所支援的通訊協定。

此外，設備模組管理模組134可對待監控設備10實作符合設備監控框架131規範之設備障礙管理(Fault Management，FM)、效能管理(Performance Management，PM)、組態管理 (Configuration Management，CM)或其他網路管理之功能(步驟S403)。

若待監控設備10已有對應的功能模組135或已開發有功能模組135，則設備模組管理模組134將此功能模組135管納於設備資源池133-2，並再次驗證功能模組135是否符合監控的需求(例如，可連線、可取得正確資訊等)(步驟S404)。藉此，可完成功能模組135的開發(步驟S405)。若未符合需求，則重新開發功能模組135。

請參照圖3，拓樸管理模組136可依據功能模組135所支援的一個或更多個通訊協定139確認一個或更多個拓樸演算法的支援度(步驟S330)。具體而言，拓樸管理模組136測試待監控設備10對於各種拓撲演算法137所需之資訊是否支援。例如，請參照圖4，開發人員30可透過設備監控框架131提供的南向介面連接待監控設備10，並測試待監控設備10是否支援STP演算法以及支援位址解析通訊協定（Address Resolution Protocol，ARP）或其他快取(cache)存取。測試後，可確認此待監控設備10透過SNMP及SSH協定可取得相關資訊，並據以得出支援度/支援能力(步驟S406)。即，支援度相關是否支援特定拓樸演算法及快取存取。

請參照圖3，拓樸管理模組136可依據支援度建立相關於待監控設備10的拓樸資訊(步驟S350)。具體而言，拓樸資訊相關於待監控設備10與其他設備(例如，其他待監控設備10、監控伺服器100或主機)的連結情形。例如，請參照圖4，拓樸管理模組136可透過南向介面實作STP演算法以及ARP cache，即可取得與此待監控設備10相連接主機或設備的拓撲資訊(例如，網路拓樸圖51)(步驟S407)。

值得注意的是，此拓樸資訊將有助於後續維運人員50了解整體網路情況，進而輔助障礙排除。

圖5是依據本發明一實施例的維運作業的流程圖。請參照圖5，核心功能模組133經由北向介面接收對待監控設備10的識別資訊，且識別資訊包括該功能模組135。即，維運人員50可透過北向介面納管待監控設備10。例如，維運人員50透過北向介面代入各項所需參數(即，識別資訊；例如，識別碼(id)、網際網路位址(IP address)、埠(port)、功能模組135、各通訊協定139及連線資訊等)。即可完成「註冊」設備監控，核心功能模組133自動把這些資訊存入設備資源池133-2中。

若有維運需求，核心功能模組133可確認是否現存待監控設備10的型號及其功能模組135(步驟S501)。若未存在現存功能模組135，則將相關資訊提供給開發人員30或設備模組管理模組134，並據以重新開發對應功能模組135(步驟S502)。若有現存功能模組135，即可管納設備，並驗證功能模組135是否符合需求(步驟S503)。

納管完設備後，設備監控框架131可自動處理所有後續監控作業，並取得且產生拓撲所需資訊。在一實施例中，核心功能模組133經由北向介面並依據識別資訊排程待監控設備的監控作業。監控作業相關於作業觸發時機、監控內容、及對監控內容的數值運算。例如，完成設備納管後，排程器133-1自動排程定期執行監控作業，且當作業被觸發時會向待監控設備10取得當下欲監控內容之數值。假設取得 CPU「平均」使用率，則使用功能模組135時會以標記(tag)註記。如此一來，設備監控框架131會透過數值計算器133-4自動對多次CPU使用率數值計算。接著，透過資料處理器133-3處理完資料後，傳送監測值給上層系統進行加值處理(例如，報表呈現、障礙告警…等)。同時，拓撲管理模組136選擇拓樸演算法(步驟S504)。例如，拓撲管理模組136會與待監控設備10溝通取得STP(Spanning Tree Protocol)演算法所需與其他設備、主機的對接連線的資料。

且在監控作業中，核心功能模組133可提供基於拓樸資訊的告警資訊。例如，當維運人員50在收到此J牌設備的障礙告警時，想知道此設備於所在機房的連接狀況，即可透過北向介面呼叫拓撲產生功能，並可綜觀整體已納管設備之網路架構，從而快速排除網路障礙。最後，可完成設備監控作業(步驟S505)。

綜上所述，本發明實施例的監控伺服器及其設備資源監控方法，提供開放式的資源監控框架，自動探索且監控設備，並據以繪製網路拓撲圖。藉此，可大幅降低管理設備的複雜度，提升整體監控管理效率，並減低開發及維運人力成本的支出。

本發明實施例包括(但不限於)以下特點：

在本發明實施例中，系統開發者可基於本框架依照廠牌、型號以及服務依照種類快速的開發有具繼承性、擴充性及組合性的監控模組，僅需專注於實作監控模組邏輯，進而抽離業務邏輯，並降低開發複雜度。

採用本發明實施例之框架，開發及維運人力可以妥善的分配工作範疇，開發人力負責設備模組開發，維運人力僅需透過使用定義好的北向介面即可完成設備管理之目的。

採用本發明實施例之框架，底層提供多種南向介面連線模組，開發者可直接使用實作設備模組與設備關聯拓撲圖時所需之南向介面，僅專注於設備關聯邏輯即可完成，並降低開發複雜度。

具跨系統共用、合作研發特性，本發明實施例的框架提供多種設備及連線模組，並保留彈性。針對不足之處，框架可自行研發模組，並貢獻至資源池中，共同精進並厚實監控框架能力，並拓展應用至各領域案場中。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1:通訊系統 10:待監控設備 30:開發人員 50:維運人員 51:網路拓樸圖 100:監控伺服器 110:通訊收發器 130:儲存器 150:處理器 131:設備監控框架 132:北向介面管理模組 133:核心功能模組 133-1:排程器 133-2:設備資源池 133-3:資料處理器 133-4:數值計算器 134:設備模組管理模組 135:功能模組 136:拓樸管理模組 137:拓樸演算法 138:南向介面管理模組 139:通訊協定 S310~S350、S401~S407、S501~S505:步驟

圖1是依據本發明一實施例的通訊系統的架構圖。圖2是依據本發明一實施例的監控伺服器的元件方塊圖。圖3是依據本發明一實施例的設備資源監控方法的流程圖。圖4是依據本發明一實施例的開發作業的流程圖。圖5是依據本發明一實施例的維運作業的流程圖。

S310~S350:步驟

Claims

一種設備資源監控方法，包括：判斷一待監控設備對應的一功能模組，其中該功能模組記錄所支援的至少一通訊協定；依據該功能模組所支援的該至少一通訊協定確認至少一拓樸演算法的支援度；以及依據該支援度建立相關於該待監控設備的一拓樸資訊，其中該拓樸資訊相關於該待監控設備的連結情形，其中依據該功能模組所支援的該至少一通訊協定確認該至少一拓樸演算法的支援度的步驟包括：經由南向介面測試該待監控設備是否支援該至少一拓樸演算法及快取(cache)存取，以得出該支援度。
如請求項1所述的設備資源監控方法，其中判斷該待監控設備對應的該功能模組的步驟包括：反應於未有該待監控設備對應的功能模組，測試並研發該功能模組。
如請求項1或請求項2所述的設備資源監控方法，其中判斷該待監控設備對應的該功能模組的步驟包括：經由該南向介面連接該待監控設備；以及確認透過該功能模組的該至少一通訊協定存取該待監控設備的監控資訊的支援能力，其中該監控資訊包括該待監控設備的運作狀態。
如請求項1所述的設備資源監控方法，其中依據該支援度建立相關於該待監控設備的該拓樸資訊的步驟之後，更包括：經由北向介面接收對該待監控設備的識別資訊，其中該識別資訊包括該功能模組；依據該識別資訊排程該待監控設備的一監控作業，其中監控作業相關於作業觸發時機、一監控內容、及對該監控內容的數值運算；以及在該監控作業中，提供基於該拓樸資訊的告警資訊。
一種監控伺服器，包括：一設備監控框架(framework)，提供一設備模組管理模組、一拓樸管理模組及一南向介面管理模組，其中該南向介面管理模組提供一南向介面，其中該設備模組管理模組判斷一待監控設備對應的一功能模組，其中該功能模組記錄所支援的至少一通訊協定，該拓樸管理模組依據該功能模組所支援的該至少一通訊協定確認至少一拓樸演算法的支援度，並依據該支援度建立相關於該待監控設備的一拓樸資訊，其中該拓樸資訊相關於該待監控設備的連結情形，其中該拓樸管理模組經由該南向介面測試該待監控設備是否支援該至少一拓樸演算法及快取存取，以得出該支援度。
如請求項5所述的監控伺服器，其中判斷該待監控設備對應的該功能模組的步驟包括：反應於未有該待監控設備對應的功能模組，測試並研發該功能模組。
如請求項5或請求項6所述的監控伺服器，其中該南向介面連接該待監控設備，且該設備模組管理模組確認透過該功能模組的該至少一通訊協定存取該待監控設備的監控資訊的支援能力，其中該監控資訊包括該待監控設備的運作狀態。
如請求項5所述的監控伺服器，其中該設備監控框架更提供一北向介面管理模組及一核心功能模組，該北向介面管理模組提供一北向介面以接收對該待監控設備的識別資訊，其中該識別資訊包括該功能模組，該核心功能模組經由該北向介面並依據該識別資訊排程該待監控設備的一監控作業，且在該監控作業中，該核心功能模組提供基於該拓樸資訊的告警資訊，其中監控作業相關於作業觸發時機、一監控內容、及對該監控內容的數值運算。