李桂蘭 徐海東 陳振宇 楊曉東

摘 ?要：為降低IT設(shè)備維護(hù)成本，提高信息化系統(tǒng)的管理效率，在煤制油化工領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新性探索研究，將美國OSI Software公司PI System的性能管理監(jiān)控技術(shù)PI-MCNHM應(yīng)用到IT領(lǐng)域，對(duì)企業(yè)信息化應(yīng)用系統(tǒng)IT設(shè)備的性能參數(shù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和個(gè)性化分析應(yīng)用，從而建立了一套高效集成的可視化信息系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái)。文章以煤制油生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息管理系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控為例，闡述了平臺(tái)的架構(gòu)、實(shí)施方案和應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：煤制油化工;信息系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái);PI-MCNHM

中圖分類號(hào)：TP315 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）23-0011-06

Exploration and Research on Operation Monitoring of Information System of

Coal to Oil Chemical Industry Sector

LI Guilan，XU Haidong，CHEN Zhenyu，YANG Xiaodong

（CHN Energy Ningxia Coal Co.，Ltd.，Yinchuan ?750011，China）

Abstract：In order to reduce the maintenance cost of IT equipment and improve the management efficiency of information system，innovative exploration and research are carried out in coal to oil chemical industry，the performance management monitoring technology PI-MCNHM of PI System of US OSI Software company is applied to IT field to collect，store and personalized analyze the performance parameters of IT equipment in enterprise informatization application system，so as to establish a set of efficient and integrated visual information system operation monitoring platform. Taking the remote real-time monitoring of coal to oil production real-time information management system as an example，this paper expounds the architecture，implementation scheme and application effect of the platform.

Keywords：coal to oil chemical industry;information system operation monitoring platform;PI-MCNHM

0 ?引 ?言

隨著規(guī)模的不斷擴(kuò)大，國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱國能寧煤）煤化工企業(yè)越來越多的應(yīng)用大量IT設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)，對(duì)于信息系統(tǒng)的依賴程度也越來越高，因此IT設(shè)備必須保障信息化系統(tǒng)的正常運(yùn)行，一旦出現(xiàn)的故障沒有得到及時(shí)的處理，就可能影響企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營管理，嚴(yán)重的話可能會(huì)造成不可估量的損失。然而，由于煤化工企業(yè)地域特點(diǎn)，IT資源分散，IT資產(chǎn)管理難度大，系統(tǒng)管理員往往疏于日常監(jiān)控與管理，在出現(xiàn)故障時(shí)才疲于應(yīng)急維修。為了加強(qiáng)運(yùn)維管理，國能寧煤煤化工板塊需要建立一套實(shí)時(shí)的監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境、信息設(shè)備性能以及應(yīng)用服務(wù)等運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，用信息化手段提高管理效率和水平[1]。生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控器（Manufacturing Control Network Health Monitor，PI-MCNHM）可以檢測(cè)生產(chǎn)制造中IT基礎(chǔ)架構(gòu)流程中與性能低下、網(wǎng)絡(luò)問題、網(wǎng)絡(luò)瓶頸及安全威脅有關(guān)的潛在問題。作者基于PI-MCNHM進(jìn)行創(chuàng)新性應(yīng)用探索，建立國能寧煤煤制油化工板塊信息系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái)，監(jiān)控各信息系統(tǒng)IT設(shè)備及應(yīng)用服務(wù)運(yùn)行情況，幫助管理人員實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、隱患排查以及故障排除，節(jié)省人力的同時(shí)提高管理效率。

1 ?PI-MCNHM接口技術(shù)

PI-MCNHM是美國OSI Software公司PI system[2]的性能管理監(jiān)控模塊技術(shù)組件，用來監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、電腦性能和TCP/IP等協(xié)議，包含簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（Simple Network Management Protocol，SNMP）、性能（Performance）、Ping和TCP等服務(wù)。可監(jiān)測(cè)企業(yè)IT基礎(chǔ)架構(gòu)中潛伏的問題，幫助管理者發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)采取必要的措施，消除或盡量降低因?yàn)閿嚯?、基礎(chǔ)設(shè)施故障以及流程性能問題所帶來的附加成本和損失。

1.1 ?SNMP接口

如圖1所示，通過SNMP接口，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備、匯聚點(diǎn)交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)[3，4]（包括CPU負(fù)荷/內(nèi)存占用/各個(gè)網(wǎng)口的帶寬占用情況等）。

如圖灰色所涂區(qū)域，利用SNMP接口對(duì)各分系統(tǒng)數(shù)據(jù)源接入交換機(jī)、路由器、防火墻;核心交換機(jī)以及分配交換機(jī)等的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，從而獲得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、性能數(shù)據(jù)。

1.2 ?Performance接口

如圖2所示，通過Performance接口可以把服務(wù)器、接口機(jī)及應(yīng)用軟件（如：SQL Server）的運(yùn)行狀態(tài)（包括CPU/硬盤/內(nèi)存/網(wǎng)絡(luò)通信等）參數(shù)采集起來，為設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控提供支撐。

如圖2，利用Performance接口對(duì)各信息系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)源層系統(tǒng)、管理客戶端系統(tǒng)等的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，從而獲得系統(tǒng)服務(wù)器及應(yīng)用軟件、服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)、性能數(shù)據(jù)。

1.3 ?PING接口和TCP接口

如圖3所示，通過PING接口和TCP接口監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的連通情況，測(cè)量端口的連接和延遲例如：POP3、FTP、HTTP、SMTP，可以識(shí)別服務(wù)的可用性、網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)擁堵等。

如圖3中加粗線路，利用PING接口和TCP接口對(duì)各信息系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)源層系統(tǒng)、管理客戶端系統(tǒng)等節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行采集。

2 ?煤制油化工板塊信息系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)

根據(jù)企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控需求，作者研究設(shè)計(jì)了煤制油化工板塊信息系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)，具體研究?jī)?nèi)容和實(shí)施方法見以下章節(jié)所述內(nèi)容。

2.1 ?平臺(tái)邏輯架構(gòu)

監(jiān)控的主要硬件包括各應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器、交換機(jī)、防火墻、路由器、顯示終端等。平臺(tái)邏輯流程如圖4所示。

首先通過PI-MCNHM接口組件采集各設(shè)備性能數(shù)據(jù)（服務(wù)器、交換機(jī)等IT設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)），再將數(shù)據(jù)傳輸至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)，最后根據(jù)應(yīng)用需求通過客戶端工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應(yīng)用和展示，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、應(yīng)用程序等的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以保證系統(tǒng)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的正常運(yùn)行和安全，幫助運(yùn)行維護(hù)人員方便地管理服務(wù)器等重要設(shè)備。

2.2 ?數(shù)據(jù)采集

首先要在監(jiān)控的設(shè)備上安裝SNMP、Performance、Ping和TCP等接口軟件，再通過PI-ICU（PI Interface Configuration Utility）配置并啟動(dòng)接口，通過PI-SMT（PI System Manage-ment Tools）建立測(cè)點(diǎn)讀取需要監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)[5]。下面以Performance接口為例，介紹軟件安裝、接口配置及參數(shù)采集過程。

2.2.1 ?環(huán)境配置

在安裝接口的設(shè)備和監(jiān)控的服務(wù)器上創(chuàng)建共同賬戶、并且該賬戶擁有管理員權(quán)限。

2.2.2 ?接口安裝配置

在接口機(jī)、服務(wù)器或需要監(jiān)控性能的機(jī)器上安裝性能接口軟件PIPerfMon、配置數(shù)據(jù)源、掃描頻率和指定用戶登錄并啟動(dòng)服務(wù)，如圖5所示。

2.2.3 ?測(cè)點(diǎn)配置

在此機(jī)器上打開System Management Tools→IT Points→

Performance Counters，在Tag Setting選中接口和掃描頻率，如圖6所示。

在Build Tags點(diǎn)擊添加圖標(biāo)添加需要監(jiān)控的地址，在該機(jī)器下選中多個(gè)點(diǎn)名就可以在右側(cè)顯示名稱、數(shù)值等信息，選中Write tags to CSV Flie以把測(cè)點(diǎn)保存為CSV文件，也可以選中“Create tags on PI Ser”，創(chuàng)建數(shù)據(jù)建到PI數(shù)據(jù)庫中，如圖7所示。

2.2.4 ?測(cè)點(diǎn)介紹

性能監(jiān)控測(cè)點(diǎn)的主要屬性如圖8所示。

主要屬性有Tag（位號(hào)名）、pointsource（數(shù)據(jù)源）、Pointtype（數(shù)據(jù)類型）、Location1（ID號(hào)）、Location4（掃描頻率）、descriptor（描述）、exdesc（通信內(nèi)容）等屬性，其中exdesc為主要通信內(nèi)容，exdesc主要有三部分組成：主機(jī)IP地址/主機(jī)名稱、性能分類、內(nèi)容，如下所示：

＼＼10.186.65.16＼LogicalDisk（_Total）＼% Free Space

＼＼CTL-PISERVERA＼LogicalDisk（_Total）＼% Free Space

關(guān)于SNMP、PING、TCP組件接口的安裝配置及測(cè)點(diǎn)的配置采集方法與上文所介紹的Performance組件相似。

2.3 ?數(shù)據(jù)展示與分析應(yīng)用

監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的展示是用繪圖功能軟件對(duì)設(shè)備及服務(wù)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行組態(tài)，按照系統(tǒng)劃分將各信息系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以設(shè)備圖、趨勢(shì)圖、棒圖等形式在Web畫面展示，協(xié)助管理員數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控、分析，快速的獲知系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，利于對(duì)企業(yè)信息系統(tǒng)的監(jiān)控管理，畫面支持設(shè)備顏色自定義、歷史數(shù)據(jù)回放、同類設(shè)備性能趨勢(shì)對(duì)比等，幫助管理員監(jiān)測(cè)故障前后數(shù)據(jù)，迅速識(shí)別問題的源頭所在，并對(duì)關(guān)鍵數(shù)值和事件做出正確的反應(yīng)，大大縮短故障診斷和排除時(shí)間。

3 ?煤制油生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息管理系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控案例

作者以生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息管理系統(tǒng)[2]為例對(duì)論文研究成果進(jìn)行應(yīng)用說明，介紹各信息系統(tǒng)IT設(shè)備的監(jiān)控內(nèi)容和效果。主要監(jiān)控服務(wù)器、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集接口機(jī)、交換機(jī)及應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)吞吐量、負(fù)載情況[6]（如：CPU利用率，可用內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬、改為AF服務(wù)器和SQL Server的應(yīng)用服務(wù)狀態(tài)等信息）。

3.1 ?網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

如圖9所示，本部分主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集接口機(jī)、接入交換機(jī)、辦公核心交換機(jī)、HA服務(wù)器、Web服務(wù)器、AF服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控。

3.2 ?數(shù)據(jù)采集接口機(jī)狀態(tài)監(jiān)控

如圖10所示，本部分主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各生產(chǎn)裝置數(shù)據(jù)采集接口機(jī)的CPU使用率，內(nèi)存管理、硬盤空間、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、應(yīng)用服務(wù)（如接口程序）等狀態(tài)監(jiān)控。

3.3 ?網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控

如圖11所示，本部分主要實(shí)現(xiàn)對(duì)核心交換機(jī)、接入交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)吞吐量、端口狀態(tài)等性能監(jiān)控。

3.4 ?服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控

如圖12所示，本部分主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（PI Server）、Web服務(wù)器（Web server）、AF服務(wù)器（AF Server）

的CPU利用率，內(nèi)存利用率，硬盤空間、應(yīng)用服務(wù)（如SQL Server等）的狀態(tài)監(jiān)控。

4 ?結(jié) ?論

探索研究煤制油化工板塊信息系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái)，將生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)組件PI-MCNHM應(yīng)用于IT設(shè)備監(jiān)控管理，按照各個(gè)信息系統(tǒng)進(jìn)行劃分，將系統(tǒng)應(yīng)用和硬件設(shè)備信息有機(jī)地結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)可視化的實(shí)時(shí)監(jiān)控，系統(tǒng)運(yùn)維管理人員可以隨時(shí)察看IT設(shè)備及應(yīng)用服務(wù)的重要參數(shù)，掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況，從而提高管理水平，顯著提高了安全生產(chǎn)可靠程度和經(jīng)濟(jì)效益。本平臺(tái)建設(shè)后已在煤制油生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息管理系統(tǒng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及應(yīng)用服務(wù)狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、圖形化展示和分析應(yīng)用，下一步，可參照對(duì)其他信息系統(tǒng)或企業(yè)各個(gè)片區(qū)信息化機(jī)房進(jìn)行擴(kuò)展實(shí)施，以達(dá)到對(duì)整個(gè)園區(qū)IT設(shè)備集中監(jiān)控的目的。同時(shí)，本研究?jī)?nèi)容也為寧東基地其他大型企業(yè)信息化系統(tǒng)的管理提供了借鑒的價(jià)值和技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 全國信息安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC 260）.信息安全技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求：GB/T 22239-2019 [S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2019.

[2] 李桂蘭.基于PI System的生產(chǎn)實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)研究 [J].山東化工，2019，48（4）：98-100+102.

[3] 張純金，林澤東，薛方芳.SNMP協(xié)議在校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)控中的應(yīng)用 [J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2010，27（11）：299-301.

[4] 田津津，蘇偉，陳佳.智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)的能耗分析與研究 [J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2015，32（5）：136-140.

[5] 酒巧娜.PI-MCN在IT設(shè)備健康狀況監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 [J].山東化工，2019，48（17）：148-149+158.

[6] 臺(tái)憲青，吳夢(mèng)悅，馬玉峰，等.數(shù)據(jù)中心服務(wù)器資源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2019，36（7）：14-20.

作者簡(jiǎn)介：李桂蘭（1984—），女，回族，寧夏銀川人，工程師，碩士研究生，研究方向：信息技術(shù)及應(yīng)用;徐海東（1973—），男，漢族，寧夏石嘴山人，高級(jí)工程師，碩士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù);陳振宇（1972—），男，漢族，湖南郴州人，高級(jí)工程師，碩士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù);楊曉東（1989—），男，回族，寧夏銀川人，助理工程師，本科，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)。