电力通信网多数据采集节点集中管理方法

摘要

电力通信网多数据采集节点集中管理方法，本发明基于管理端，代理和节点的三层架构，通过JMX和TCP/IP通信协议，实现管理端的一键启动、运行配置、主备管理、协议提交、库协议检索、控制指令获取和现场环境备份功能；代理端的节点自发现、节点监视器、节点协议加载和节点运行控制；节点的启动、守护、告警采集、性能采集、配置采集和控制指令执行。通过自动侦测网络采控节点的在线状态，进行集中操作，实现对电力系统网络节点的远程协议部署，配置更新和数据采集操作。并且对于节点工作的全过程，提供监视输出、保存日志、备份、暂停、运行、销毁等相关操作和功能。

权利要求

1.电力通信网多数据采集节点集中管理方法，其特征在于，基于管理端，代理和节点的三层系统，通过JMX和TCP/IP通信协议，实现管理端的一键启动、运行配置、主备管理、协议提交、库协议检索、控制指令获取和现场环境备份功能；代理端的节点自发现、节点监视、节点协议加载和节点运行控制；节点的启动、守护、告警采集、性能采集、配置采集和控制指令执行；

其中，管理端与代理进行交互的方法为：代理通过JMX框架发布节点运行控制服务，管理端获取代理发布的服务后，根据服务对节点进行相关操作；

代理与节点交互的方法为：代理同节点之间通过TCP协议进行通信，代理新建的每个节点都是占用独立的端口跟代理进行信息交互；

管理端异常解决方法为双机主备，主管理端异常终了的情况下，备用管理端启动，执行主管理端功能，同时保持资源文件与主管理端同步；

双机主备的实现方式为管理端启动后先监听报文，根据报文了解当前网络中是无管理端运行，则将自己设置为主管理端；启动后，发送UDP报文，广播自己状态，发布自己的JMX服务；另一管理端启动，获取广播信息，如已有管理端启动，则自己只能为备用管理端，同时广播IP地址，主管理端接收到IP地址后进行JMX服务连接；实现JMX服务连接之后，主管理端对本地配置文件进行任何修改操作时，会同时将操作信息发送给备用管理端，同时修改备用管理端本地配置文件，使主备配置文件保持同步；在主管理端发生异常的情况下，备用管理端监听到此事件，开始启动运行，实现在主管理端异常终了的情况下，自动启动；

代理异常解决方法为通过系统框架实现代理，同节点管理机低耦合；代理发生异常终了的情况下，会在管理端反应状态，管理端会得知代理发生异常，在代理重新启动以后，管理端通过控制，让代理重新连接已经工作的节点，继续采集工作；

节点异常解决方法为通过复制原异常节点，创建新节点替代原异常节点工作；在节点发生异常终了的情况下，代理会将节点异常信息发送给管理端，管理端得知节点异常以后，定位此节点，并重新建立一个节点对原异常节点采集设备进行采集。

说明书

电力通信网多数据采集节点集中管理方法

技术领域

[0001] 本发明设计一种基于JMX和TCP协议的数据网信息采集。实现分布式环境下电力系统网络设备告警信息的采集和实施监控。

背景技术

[0002] 随着企业IT规模的不断增长，IT资源数量不断增加，IT资源的分布也越来越分散。可以想象，甚至对于一家只有几百台PC公司的IT管理人员来说，分发一个安全补丁并且保证其在每台PC上的安装，如果只依赖人工来完成那简直就是一场噩梦。这样，IT管理系统就应运而生。JMX--Java Management Extensions，即Java管理扩展，是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架。JMX可以跨越一系列异构操作系统平台、系统体系结构和网络传输协议，灵活的开发无缝集成的系统、网络和服务管理应用。其优点可以非常容易的使应用程序具有被管理。

[0003] JMX的实现是要包括：设备层(Instrumentation Level)：主要定义了信息模型。在JMX中，各种管理对象以管理构件的形式存在，需要管理时，向MBean服务器进行注册。该层还定义了通知机制以及一些辅助元数据类。

[0004] 代理层(Agent Level)：主要定义了各种服务以及通信模型。该层的核心是一个MBean服务器，所有的管理构件都需要向它注册，才能被管理。注册在MBean服务器上管理构件并不直接和远程应用程序进行通信，它们通过协议适配器和连接器进行通信。而协议适配器和连接器也以管理构件的形式向MBean服务器注册才能提供相应的服务。

[0005] 数据采集

[0006] 数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛引用在各个领域。

[0007] 被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。采集一般是采样方式，即隔一定时间(称采样周期)对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值。准确的数据量测是数据采集的基础。数据量测方法有接触式和非接触式，检测元件多种多样。不论哪种方法和元件，均以不影响被测对象状态和测量环境为前提，以保证数据的正确性。数据采集含义很广，包括对连续物理量的采集。在计算机辅助制图、测图、设计中，对图形或图像数字化过程也可称为数据采集，此时被采集的是几何量(或包括物理量，如灰度)数据。

[0008] 在互联网行业快速发展的今天，数据采集已经被广泛应用于互联网及分布式领域，数据采集领域已经发生了重要的变化。首先，分布式控制应用场合中的智能数据采集系统在国内外已经取得了长足的发展。其次，总线兼容型数据采集插件的数量不断增大，与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。国内外各种数据采集机先后问世，将数据采集带入了一个全新的时代。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于通过自动侦测网络采控节点的在线状态，通过集中操作，实现对电力系统网络节点的远程协议部署，配置更新和数据采集操作。并且对于节点工作的全过程，提供监视输出、保存日志、备份、暂停、运行、销毁等相关操作和功能。

[0010] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0011] 本发明基于管理端，代理和节点的三层系统，通过JMX和TCP/IP通信协议，实现管理端的一键启动、运行配置、主备管理、协议提交、库协议检索、控制指令获取和现场环境备份功能；代理端的节点自发现、节点监视、节点协议加载和节点运行控制；节点的启动、守护、告警采集、性能采集、配置采集和控制指令执行。

[0012] 管理端：

[0013] 整个系统的核心，通过管理端可以发现已经发布JMX服务的代理端，根据配置文件，自动连接。连接后可以在代理端上创建多个节点。节点创建成功以后，对节点进行协议的注入，注入过程中可以对协议内容进行配置和修正。节点在被注入协议后就可以被启动，管理端对节点拥有控制权限，可以控制节点的启动、暂停、再启动、销毁。并在节点启动以后能对节点状态和节点反馈信息报文进行展现。

[0014] 代理：

[0015] 代理了分布式计算机上对节点控制的服务，每台服务器只有一个代理。代理端主要功能是发布JMX服务供管理端进行连接，接收管理端的指令，实现节点创建、协议接收和部署、节点暂停、节点销毁和节点监视信息的反馈等功能。

[0016] 节点：

[0017] 节点是由代理创建的，从代理接收操作指令，用于采集各个设备网管的信息数据的独立程序。节点生成以后处于未激活状态，只有在被注入协议以后，根据代理端发送指令启动协议，进行告警采集、性能采集、配置采集。并通过代理将采集信息和当前状态实时发送管理端展示。

[0018] 本发明的方法主要步骤如下：

[0019] 管理端与代理进行交互

[0020] 代理通过JMX框架发布节点运行控制服务，管理端获取代理发布的服务后，根据服务对节点进行相关操作；

[0021] 交互内容：

[0022] a)代理注册服务

[0023] b)管理端对节点控制命令(新增、启动、暂停、销毁、日志收集)

[0024] c)管理断对节点业务下发(业务报文)

[0025] d)代理和节点对管理断反馈(心跳，日志)

[0026] 代理与节点交互

[0027] 代理同节点之间通过TCP协议进行通信，代理新建的每个节点都是占用独立的端口跟代理进行信息交互。

[0028] 交互内容：

[0029] a)节点端控制指令(新增、启动、暂停、销毁、日志收集)

[0030] b)管理器对节点业务下发(业务报文)

[0031] c)节点端对管理器反馈(心跳，日志)

[0032] 系统健壮性

[0033] 以下分别对此系统3层架构中的，管理端、代理和节点在异常情况下如何处理进行说明。

[0034] 管理端异常解决方案：双机主备

[0035] 主管理端异常终了的情况下，备用管理端启动，执行主管理端功能。同时保持资源文件与主管理端同步。保证系统在异常情况下，系统的健壮性。

[0036] 双机主备的实现方式：

[0037] 管理端启动后先监听报文，根据报文了解当前网络中是无管理端运行，则将自己设置为主管理端。启动后，发送UDP报文，广播自己状态。发布自己的JMX服务。

[0038] 另一管理端启动，获取广播信息。如已有管理端启动，则自己只能为备用机。同时广播IP地址，主管理端接收到IP地址后进行JMX服务连接。

[0039] 实现JMX服务连接之后，主管理端对本地配置文件进行任何修改操作时，会同时将操作信息发送给备用管理端，同时修改备用管理端本地配置文件，使主备配置文件保持同步。

[0040] 在主管理端发生异常的情况下。备用管理端监听到此事件，开始启动运行。实现在主管理端异常终了的情况下，自动启动。

[0041] 代理异常解决方案：通过系统框架实现代理，同节点管理机低耦合。

[0042] 代理发生异常终了的情况下，一方面会在管理端反应状态，管理端会得知代理发生异常，另一方面，代理的异常终了不会印象此代理服务器上节点的正常工作。在代理重新启动以后，管理端可以通过控制，让代理重新连接已经的工作节点，继续采集工作。

[0043] 节点异常解决方案：通过复制原异常节点，在短时间内创建新节点替代原异常节点工作，极大的降低节点异常对采集造成的影响。

[0044] 在节点发生异常终了的情况下，代理会将节点异常信息发送给管理端，管理端得知节点异常以后，可以定位此节点，并重新建立一个节点对原异常节点采集设备进行采集。

[0045] 系统使用报文说明

[0046] 心跳报文格式

[0047] 心跳报文描述了管理器与代理、节点交换的数据规范，规则定义以Xml方式描述。

[0048] 报文格式的描述信息规范如下：

[0049]

[0050] 规则定义Message为当前报文的类型，Body定义当前报文是心跳报文还是控制报文。Type的发送类型是节点还是代理，State表示报文发送方的状态，off为未启动，on为启动、pause为暂停，TimeStamp表示当前报文的发送方时间，Addr表示报文发送方的ip地址，Name表示报文发送方的名称，Description表示报文发送方的描述性信息，如节点无法启动的原因。

[0051] 控制报文格式

[0052] 控制报文描述了管理器与代理、节点之间下发控制信息的数据规范，规则定义以Xml方式描述。

[0053] 报文格式的描述信息规范如下：

[0054]

[0055] Message type为Controll表示当前报文为控制报文，Body表示当前报文体的类型，HB为心跳报文，CONTROLL为业务报文，Type表示当前报文的发送方类型，Operation控制命令，start为启动节点、pause为暂停节点、destroy为销毁节点。Destination目标节点的端口号。

[0056] 业务报文

[0057] 业务报文描述了管理器与代理、节点之间下发控制信息的数据规范，规则定义以Xml方式描述。

[0058] 报文格式的描述信息规范如下：

[0059]

[0060]

[0061] Message取值BUSINESS表示当前报文的类型，BUSINESS为业务报文，Body表示当前报文体的类型，ALARM为告警采集，PM为性能采集、MARSHAL为配置采集，Params业务操作参数集合，Operation业务操作命令，QuerySys为采集全网，QueryMeQqp为采集某个网元配置、QueryMeCc为采集网元交叉标准格式、QueryTopo为采集系统拓扑结构、QuerySnc为采集通道，Param业务操作参数。

附图说明

[0062] 图1为基于JMX和TCP协议的平台架构模式图。

[0063] 图2为三层架构中各个模块功能示意图。

[0064] 图3为各模块运作时序图。

具体实施方式

[0065] 为了使本发明的上述目的、特征和优点更加明显易懂，以下结合附图和具体的实施流程对本发明的技术方案作进一步描述：

[0066] 图1为基于JMX和TCP协议的平台架构模式图。图1展示了管理端，代理和节点之间的关系。在本系统中只存在一个管理端，管理端同时控制N个代理。在每个代理上可以创建N个节点。管理端和节点之间不会进行直接的通信，代理端在中间起到了桥梁作用，一方面，接收管理端发送给节点的指令，控制节点，另一方面，实时获取节点状态，和信息发功给管理端，达到管理端对于节点端实时监控的目的。并且，使用此方法，弱化了用户对节点的直接管理，在每台服务器上只要运行一个代理，就可以对此服务器上的多个网路设备进行数据采集。

[0067] 图2对本发明中的各个模块的功能进行了说明。管理端，主要完成工作为一键启动，运行配置，主备管理，协议提交，协议库检索，控制指令获取，控制指令分发，环境现场备份。代理主要功能为节点的自发现，节点监视器，节点协议加载，节点日志备份，节点运行监控。节点的功能主要是，节点启动，节点状况汇报，节点守护，告警采集，性能采集，配置采集，控制命令执行。

[0068] 图3对整个系统的工作流程进行了简单的说明。首先将代理发布到服务器并且启动代理。

[0069] 管理机启动后根据配置代理IP信息，发现代理。同代理建立连接。然后管理端可以向代理发送指令新建节点。代理接收新建节点指令后在所在服务器创建一个节点程序。新建节点以后，管理机可以对指定节点发送协议，将协议从管理机发送到代理，代理将协议配置到指定节点。此时节点处于可启动状态。管理端发功启动指令，节点启动，进行相关数据的采集工作，并且通过代理将实施采集信息和状态反馈给管理端。在节点启动以后，管理端还可以向节点发送，暂停，再启动指令，控制节点采集状态。最后当节点完成采集任务以后，管理端向代理发送销毁节点指令。代理端销毁响应节点，至此整个采集过程结束。