適應現(xiàn)代數(shù)字化造船模式的船企網(wǎng)絡(luò)管理模式探討

1、適應現(xiàn)代數(shù)字化造船模式的船企網(wǎng)絡(luò)管理模式探討滬東中華造船(集團 有限公司 郵編 200136 潘冬偉摘 要本文以造船設(shè)計、制造、管理一體化的現(xiàn)代造船模式對船舶企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理所帶來的新的要求為研究出發(fā)點。分析了船舶企業(yè)傳統(tǒng)單一集中式網(wǎng)絡(luò)管理模式的不足，提出與現(xiàn)代一體化造船模式相適應的網(wǎng)絡(luò)管理模式即分層部署, 多元管理, 集中控制的網(wǎng)絡(luò)管理模式。并就該網(wǎng)絡(luò)管理模式的設(shè)計和建設(shè)進行了探討和分析。關(guān)鍵詞：船舶企業(yè) 網(wǎng)絡(luò)管理模式 網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議1 船舶企業(yè)網(wǎng)絡(luò)及管理現(xiàn)狀1.1船舶企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)狀隨著全球信息化的日益普及和信息化技術(shù)在船舶行業(yè)的深入應用，現(xiàn)代造船模式進一步突破了時間和空間上的限制，殼、舾、涂、

2、管、纜等作業(yè)在空間上的分道已經(jīng)不僅僅局限在生產(chǎn)車間或生產(chǎn)部門上，跨企業(yè)、跨區(qū)域的分區(qū)生產(chǎn)，統(tǒng)一總組模式已經(jīng)逐步形成。造船模式的改進對造船企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理又提出了新的挑戰(zhàn)。采用什么樣的網(wǎng)絡(luò)管理模式方法和系統(tǒng)方案，不僅影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能和性能，而且也直接影響船舶企業(yè)信息化的開展和應用。因此，高效可靠的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是船舶企業(yè)信息化的保障，是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不可分割的重要組成部分。1.2 船舶企業(yè)傳統(tǒng)單一集中式網(wǎng)絡(luò)管理模式介紹雖然船舶行業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模已經(jīng)有了前所未有的發(fā)展，但網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)往往還延用以前單一的集中式管理模式。集中式網(wǎng)絡(luò)管理模式是由一個管理者對整個網(wǎng)絡(luò)的運行進行管理，負責處理所有代理上的管

3、理信息，它具有簡單、價格低及易維護等優(yōu)點。但是在多分布、邏輯架構(gòu)復雜，且網(wǎng)絡(luò)特性涉及BGP （邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）、OSPF （開放式最短路徑優(yōu)先）、多域、單域等多種環(huán)境并存的現(xiàn)代船舶企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的集中式網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)逐漸暴露出了不可克服的缺點。主要表現(xiàn)在：1 管理中心需要處理所有的管理信息，大量的數(shù)據(jù)可能來不及處理。所有的信息都涌向中央管理者，網(wǎng)絡(luò)傳輸量大，容易引起阻塞。對網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和管理平臺硬件要求高；2 整個網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)都依賴于管理中心，一旦它發(fā)生故障，管理系統(tǒng)都將崩潰，可靠性差；3 固有的輪詢機制導致了大量的網(wǎng)絡(luò)傳輸和時間延遲，影響了網(wǎng)管的效率甚至是正確性，也限制了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴展性

4、；4 網(wǎng)管功能固定，難于修改和擴充，并且管理者對設(shè)備只能進行簡單的管理操作，網(wǎng)絡(luò)管理信息不能共享；5 集中式網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應用中還存在采樣時間間隔設(shè)置的問題。如果數(shù)據(jù)采樣間隔過大時，則不能實時反映性能數(shù)據(jù)的變化趨勢，并及時做出應有的反應；相反，如果采樣間隔過小，面對大型、復雜的網(wǎng)絡(luò)又會造成管理信息的交換消耗大量的帶寬和計算資源，成為系統(tǒng)的I/O瓶頸, 造成存儲空間的急速增加。2 新型船舶企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理模式研究網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中最重要的部分就是網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，它定義了網(wǎng)絡(luò)管理器與被管代理間的通信方法。主要的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議有SNMP （簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）協(xié)議和CMIP （公共管理信息協(xié)議）協(xié)議。目

5、前常見的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要是基于SNMP 協(xié)議開發(fā)。因此，本文也以基于SNMP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)為研究對象。不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定了不同的網(wǎng)絡(luò)管理模式。船舶企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨著信息化應用模式的變更已從一個大的星形結(jié)構(gòu)逐步過渡到層次化的樹形結(jié)構(gòu), 乃至網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。因此與之相對應的新的網(wǎng)絡(luò)管理模式必須包含以下幾個特點：分層部署，多元管理，集中控制。將整個網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)按區(qū)域劃分為多個管理單元，各個管理單元實行區(qū)域自治管理，并配備管理服務(wù)器。在網(wǎng)管中心設(shè)立集中控制服務(wù)器、安全服務(wù)器等，同時配備數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。網(wǎng)管中心的集中控制服務(wù)器只需要向各個管理單元內(nèi)的服務(wù)器提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)，而不需要向各個管理節(jié)點查詢和獲取信息

6、。管理模型如圖1所示。 圖1船舶企業(yè)新型網(wǎng)絡(luò)管理模型2.1 分層部署合理的層次化分級管理能有效地處理好大型網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)管理范圍和職責的劃分。利用現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)管理軟件對分布式部署的全方位支持，基層管理員可在局域范圍內(nèi)把網(wǎng)管工作做細，也可通過過濾策略把關(guān)鍵信息上傳到運維管理中心。從而使網(wǎng)絡(luò)管理工作既能把控網(wǎng)絡(luò)的全局信息，也能把控全網(wǎng)細枝末節(jié)的網(wǎng)絡(luò)健康狀態(tài)，保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的順暢運行。雖然基于 SNMP 的網(wǎng)管系統(tǒng)中具有類似中斷的 trap 功能，但主要的管理項目還是通過輪詢實現(xiàn)的，即網(wǎng)管系統(tǒng)服務(wù)器通過向各設(shè)備中的網(wǎng)管代理發(fā)送和收集各種網(wǎng)管信息。若采用每次輪詢一個代理的方式，則網(wǎng)管系統(tǒng)的規(guī)模遵循公式： S（

7、C-D ）/A ，其中：S 為管理節(jié)點數(shù)，它代表了一個管理單元的規(guī)模；C 為輪詢周期，即管理服務(wù)器對本管理單元內(nèi)所有管理節(jié)點一次輪詢開始到下一次輪詢開始的時間差；D 為輪詢間隔，為減少網(wǎng)管系統(tǒng)輪詢給網(wǎng)絡(luò)帶來的額外數(shù)據(jù)負荷，一個輪詢周期內(nèi)應包含輪詢間隔。A 為對一個管理節(jié)點進行一次完整的操作所需要的平均時間，它取決于如下因素： 在網(wǎng)管服務(wù)器產(chǎn)生一個請求的時間；網(wǎng)管服務(wù)器到管理節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)時延；管理節(jié)點解釋消息的處理時間；管理節(jié)點產(chǎn)生響應的處理時間；管理節(jié)點到網(wǎng)管服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)時延；網(wǎng)管服務(wù)器接收和解釋響應的處理時間?，F(xiàn)假設(shè)某個管理單元輪詢周期為 30 分鐘，即 C=3060=1800 （ s ），輪

8、詢間隔為20分鐘，即D=2060=1200 （ s ），處理時間在于 50 毫秒數(shù)量級，網(wǎng)絡(luò)時延為 0.2 秒，則 A=(40.05+ (20.2=0.6(s ，因此S （1800-1200）/0.6=1000 ，即這個網(wǎng)絡(luò)管理單元最大可以管理 1000 個節(jié)點。1 管理單元劃分時，除了根據(jù)區(qū)域劃分外，還要考慮一個區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，如果一個區(qū)域網(wǎng)絡(luò)規(guī)模過大，則應當將這個區(qū)域劃分為兩個或多個管理單元；2 各個管理單元應采用同一的管理平臺和管理軟件，避免因管理軟件的不同而導致各單元與管理中心之間的不兼容；3 加強各管理單元內(nèi)基層網(wǎng)管人員的技術(shù)和管理培訓，并建立統(tǒng)一的配套管理制度和管理方法，通過標準化

9、的流程策略和相關(guān)制度約束，保證網(wǎng)管策略自上向下地有效貫徹；4 各管理單元內(nèi)的網(wǎng)管人員應經(jīng)常保持與管理中心的溝通，發(fā)現(xiàn)特殊故障或有可能影響全局的問題時應當及時報告管理中心；5 當有管理單元內(nèi)有大量的網(wǎng)管信息需要傳送到管理中心時，應當選擇適當?shù)臅r間段，避免對關(guān)鍵業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響；6 各管理單元之間應加強技術(shù)交流，一個管理單元內(nèi)所發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)問題往往能給其它管理單元提供借鑒和幫助；7 配套行政手段需落實到位，僅靠單純的技術(shù)手段，管理策略并不能完全落實。需建立有效的機制，落實督促管理策略。分層分布式的管理，并不意味著放任自流，而是要通過有效的機制使網(wǎng)絡(luò)管理工作更加有效。2.2集中控制集中控制是在層次化分級網(wǎng)

10、絡(luò)管理的基礎(chǔ)上，建立基于數(shù)據(jù)大集中的集中控制層，這也是大型船舶企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理中關(guān)鍵的一步。因為在單一的分層式處理模式下，系統(tǒng)管理信息分布在不同地理區(qū)域的內(nèi)部服務(wù)器上，信息的管理和可用性受到了很大限制，許多應該透明、共享的信息在人為的壁壘下不能充分發(fā)揮應有的作用，系統(tǒng)的升級和新業(yè)務(wù)的開發(fā)部署也都不能及時響應，而且主要數(shù)據(jù)的分散存儲也將產(chǎn)生軟、硬件投資金額過大的問題。集中控制中心建設(shè)可以從數(shù)據(jù)采集，服務(wù)處理，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，數(shù)據(jù)備份，信息下發(fā)等方面進行考慮。1 數(shù)據(jù)采集以各管理單元內(nèi)的管理服務(wù)器為管理基礎(chǔ)，利用各種技術(shù)（如探針、監(jiān)控器等），采集各種類型的網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、主機、應用的故障及性能信息，以及多種服務(wù)

11、可用性指標，并且能過濾重復信息及其它無用的信息。統(tǒng)一各種數(shù)據(jù)的信息格式，為大量關(guān)鍵信息、異類事件的進一步集中處理創(chuàng)造條件。2 服務(wù)處理的出發(fā)點是建立管理單元服務(wù)器與管理中心服務(wù)器之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，幫助網(wǎng)絡(luò)中心管理員直接定位故障對業(yè)務(wù)的影響面，確定故障處理的輕重緩急，準確衡量網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平和內(nèi)部運維水平。3 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)主要是呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體界面，幫助網(wǎng)絡(luò)中心管理員從不同的視角，比如從網(wǎng)絡(luò)故障管理的視角，從性能管理的視角，從業(yè)務(wù)服務(wù)水平的視角或內(nèi)部運維流程的視角去監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的情況，而且提供歷史數(shù)據(jù)的分析報告作為階段分析的依據(jù)。4 信息下發(fā)主要是協(xié)同各管理平臺的管理策略。實現(xiàn)配

12、置下發(fā)、補丁分發(fā)、安全升級等功能。實現(xiàn)管理單元與管理中心之間的信息聯(lián)動。1 在考慮與業(yè)務(wù)相關(guān)的軟、硬件環(huán)境建設(shè)監(jiān)控管理的同時，要充分考慮機房場地環(huán)境的監(jiān)控管理。集中控制中心涉及的服務(wù)器、存儲陣列、PC Cluster 等大容量存儲的集中上線，使得針對機房場地空調(diào)、濕度、電源、消防和部署空間提出了更高的需求，因此要充分考慮到各因素的可拓展空間和性能需求。集中控制中心應有針對性地對業(yè)務(wù)附屬設(shè)施進行全方位的監(jiān)控。2 選擇適當?shù)墓芾碥浖?。目前，隨著國際大型網(wǎng)管軟件公司的戰(zhàn)略調(diào)整，許多軟件公司之間的并購、整合屢見不鮮。而其整合后的產(chǎn)品線往往也只是從概念上有了一個更完整的體系。但在實際情況中，新老產(chǎn)品的更

13、新?lián)Q代、用戶端使用習慣、產(chǎn)品功能的預期差異等都或多或少會出現(xiàn)問題。所以選擇適當?shù)墓芾碥浖?，不盲目跟風，才能在保證網(wǎng)絡(luò)管理平臺功能的同時，降低投資成本。3 在加強網(wǎng)絡(luò)管理的同時，要不斷引進成熟可靠的新技術(shù)。以虛擬化技術(shù)為例，有通過虛擬化技術(shù)虛擬出來的硬件平臺能夠運行那些特定的操作系統(tǒng)，盤活了企業(yè)的資產(chǎn)。所以新技術(shù)的引進極其重要，新技術(shù)的不斷引進創(chuàng)新才是發(fā)展的最終動力。4 集中控制中心在關(guān)心與各管理單元的接口類型的同時，一定要做好數(shù)據(jù)優(yōu)先等級的劃分。在保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)應用的同時，將網(wǎng)管系統(tǒng)本身的數(shù)據(jù)也進行優(yōu)先等級劃分，如提高遠程控制信息的優(yōu)先級，保證在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)擁塞等故障時，集中控制中心還能

14、遠程控制和調(diào)整遠端的設(shè)備。而一些管理數(shù)據(jù)或需要集中存儲的數(shù)據(jù)則可適當降低優(yōu)先級，或在主干鏈路相對空閑時段進行傳輸。2.3多元管理這里所說的“多元管理”是指將網(wǎng)絡(luò)管理的職責和任務(wù)分解到各個網(wǎng)絡(luò)管理單元內(nèi)（網(wǎng)絡(luò)管理子區(qū)域），從而形成單元內(nèi)區(qū)域自治、系統(tǒng)中心集中管理及審計全程監(jiān)管相結(jié)合的多元化、立體式的管理方式。并且各層面配備相應的網(wǎng)絡(luò)管理人員，即基層管理員；在信息管理中心配備系統(tǒng)中心管理員；同時為保證網(wǎng)絡(luò)管理自身的可靠性，需配備相應的系統(tǒng)審計員?；鶎庸芾淼闹饕蝿?wù)：基層管理主要負責各個網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)的日常運維。區(qū)內(nèi)交換、用戶終端、區(qū)內(nèi)異常流量監(jiān)控、病毒局部侵擾等事項是基層管理的重點。（1）區(qū)內(nèi)交換管理

15、一個管理單元內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)往往還可能劃分為多個虛擬子網(wǎng)，即Vlan 。區(qū)內(nèi)交換是指管理單元內(nèi)所包含的Vlan 之間信息交換及Vlan 內(nèi)部信息交換。這些交換信息不會發(fā)送到其它管理單元內(nèi)，因此它不是整個網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)關(guān)心的重點，但對于基層網(wǎng)絡(luò)管理來說卻是保證內(nèi)部信息正常交換的首要任務(wù)。區(qū)內(nèi)交換管理主要是維護和管理本單元內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通訊鏈路、交換配置等，包括配置管理、性能監(jiān)控、區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)管理等，保證相關(guān)業(yè)務(wù)能正常開展。（2）終端管理船舶企業(yè)內(nèi)的信息化終端往往有數(shù)量大、機型雜、種類多的特點。將終端管理任務(wù)分解到各個管理單元內(nèi)，由基層管理員承擔，在很大程度上減輕了信息管理中心的負擔，并且也大大提高了維護管理的效率。區(qū)內(nèi)的終端管理主要是終端IP 地址分配管理，網(wǎng)絡(luò)非法接入控制，內(nèi)部用戶信息訪問權(quán)限管理等。（3）區(qū)內(nèi)異常流量監(jiān)控區(qū)內(nèi)異常流量是指由于內(nèi)部用戶有意或無意的非正常數(shù)據(jù)發(fā)送給單元內(nèi)網(wǎng)絡(luò)帶來的負面影響。這些異常流量包括惡意廣播包、ARP 欺騙包、D