时间：2023-08-17 17:34:45
序论：在您撰写网络可视化管理时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
本文主要从对网络可视化管理煤矿系统软件开发环境进行介绍，并在此基础上构思软件的总体设计，最后形成软件的总体设计，促进煤矿管理的信息化和数字化发展。
【关键词】网络可视化管理；煤矿软件；设计
煤矿工业是我国能源发展的一个重要环节，在我国的国民经济中占据着重要的经济地位，随着计算机网络技术的不断发展进步，煤矿管理的信息化和数字化进程也大大加快，并且成为了二十一世纪最整个能源生产行业的必然趋势，其中网络可视化技术的集成研究是当今煤矿数字化发展和建设的重要前沿。本文主要将可视化图形等计算机技术与传统的煤炭行业结合起来，并对煤炭的开采、管理等进行空间信息表示、安全信息管理、三维建模及可视化等相关技术进行研究，并在此基础上思考煤矿工程网络可视化管理的软件设计系统，主要的研究方面包括：煤炭工程动态可视化管理系统软件构造；煤炭工程属性数据录入系统研究；煤矿工程衔接计划编制管理研究；煤矿工程安全信息管理研究和煤矿工程三维可视化模型设计与实现。
一、网络可视化管理煤矿系统软件开发环境
（一）软件开发环境
软件开发环境采用WindowsXP操作系统，以及Autodesk公司开发生产的AutoCAD2002图形支撑软件，系统的硬件环境为普通的高配微机，另外需要相应的数字化仪、扫描仪、打印机等。
（二）开发工具的选择
对于煤矿软件的开发工具来说，都需要选择合适的开发工具，如VB、VBA、AutoCAD系统内嵌的Visual lisp语言等。首先，VB也就是Visual basic，是一种基于对象的额可视化程序开发工具，其便捷、简易的特点能够帮助软件成功的建立Windows应用程序。Visual basic是在原有的BASIC语言的基础上进一步发展得来的，他是微软公司自行研制的一种快速应用开发工具，具有简易、高校的辅助开发特点。而VB进行AutoCAD二次开发，在功能方面则变得更强大，还能实现仅用AutoCAD不能达到的效果，整体性强，运行速度快，整体配合起来，功能十分完善。
二、煤矿软件总体设计
（一）煤矿软件总体设计原则
面向对象原则。此方法是目前使用最为普遍的方式，它通过对实体进行抽象归纳，将实体属性与操作进行封装并形成类。
模块化设计原则。煤矿工程软件设计应该采用结构化和原型化相结合的方法，根据管理需要，自上而下的进行软件系统功能的解析与模块划分，在用户需求的基础上明晰软件系统子模块，通过对子模块的累积而逐渐形成上层模块，完善整个管理过程。
应用程序与数据分离的原则。为保证煤矿软件系统能有良好的可移植性和可维护性，在软件的结构化组织中坚持程序代码与图形数据库、属性数据库分离的原则。
软件界面友好原则。软件的用户界面是用户与计算机进行交流的中间媒介，也是应用程序中用户直观的系统运行部分。友好性应该满足软禁系统简单、操作对象突出、快捷现实帮助等条件，并遵循煤矿管理高校、规范和稳定的原则。
（二）煤矿软件总体设计特点
为更好的解决煤矿工程的网络可视化管理问题，应该结合矿井、采掘等具体的请况，从可视化模型出发，研究开发煤矿工程可视化管理系统。
煤矿管理软件系统采用属性数据混合管理模式管理数据，即采用图像属性化模式和数据库模式，让软件系统的集成化程度和数据处理效率大大提高；其次，软件有设计图形图素处理工具，满足了煤矿管理工程动态管理中图素属性数据化处理的要求；最后，软件的设计采用面向对象程序设计方法，是软件程序更具有通用性、可靠性和可移植性。
三、煤矿网络可视化软件程序结构设计
（一）组织程序结构方法
1.数据流驱动组织管理程序
在这种程序结构的组织方法中，要把对煤矿的数据处理的管理放在第一位，而把程序的优化放在其次。也就是说要按照数据处理的自然先后顺序，让每个数据流与一个相对独立的程序流对应。而在现实的煤炭管理中，数据流不会是一个简单的树状图形式，而是一种复杂的网状结构，如果用强制的方式把这种网状结构变成树型就会是程序的语句变得急剧膨胀，增加了管理录入的难度和失误率。
2.菜单驱动组织程序结构
随着计算机窗口技术的发展，使用菜单的用户越来越普及，对于煤炭管理来说，菜单系统的使用更能从程序上对煤炭的管理建立简洁的结构组织，并在此基础上建立一些子系统模块的划分，让整个煤炭管理的菜单功能的可维护性大大提高。
（二）组织程序结构策略
1.划分软件功能，缩小程序规模
应缩小程序，每个程序控制在一百行以下，这样的小程序有在应用和构造方面有很多的优势。首先小程序的可读性能好，因为对于煤矿工程来说，整个工程量复杂且多样，而一个一个小的模块就相当于把巨大的工程分给了很多小的部分，结构简单，处理起来也方便，对整个工程的管理控制也有很好的优化作用。其次，小程序因为作用单一，目标明确，重复使用的次数就多，在不同的项目中都能运用到这样的小模块，这也加快了不同系统的设计过程，实用性强。最后，因为小程序的文档容易编写，这对整个软件的组成质量也是很好的把握。
2.分层组织煤炭管理程序
把对整个煤矿管理的小程序组合起来就是最终的软件程序，对这些字程序的管理应该从程序的组织形式上进行考虑，一个层就是一个子程序库，要建立相应的软件使用制度，上层程序只能直接调用下属程序，不能跨层调用，下层程序也不能调用上层程序。层与层之间尽量使用参数的形式，少用全局变量，这样的组织为软件子程序维护和软件的下一步开发带来了很大的方便，保证了软件程序可移植性的同时，对其他相关的程序也不会有任何影响。
（三）界面设计
良好的界面设计可以提升煤矿管理的效率，并对从用户的角度进行软件的界面设计，因为对于windows的操作系统平台来说，是被大家广泛接受的，所以煤矿管理软件就是采用了windows标准。
综合来说，对煤炭的开采、管理等进行空间信息表示、安全信息管理及可视化等相关技术进行研究，并在此基础上对煤矿工程网络可视化管理软件进行系统设计，从而加快煤矿管理的信息化和数字化进程。
参考文献：
[1]刘玲.基于煤矿企业的PERT可视化决策支持系统研究[D].中国地质大学（武汉）管理科学与工程，2010
[2]刘芳.信息可视化技术及应用研究[D].浙江大学，2013
[3]邢存恩.煤矿采掘工程动态可视化管理理论与应用研究[D].太原理工大学，2009
1）网络中交换机越来越多，多种厂家网络设备不能集中统一进行管理，所有交换机处于无序管理状态，线路拓扑结构没有清晰明了的视图，只是机械的添加、更换维护等状态，具体某个竖井位置有几台交换机如何级联都不能清晰明了地了解，不能很好地统筹管理。
2）交换机的级联层级越来越多，具体不能确定到底有几级。因为由于不断地增加交换机，每台交换机与核心交换机之间有几级不能确定。注意的是交换机不能无限制级联，超过一定数量的交换机进行级联，最终会引起广播风暴，导致网络性能严重下降。
3）交换机出现环路情况无法及时诊断与确定。因医院科室地面需要定期清洁，需要把相应的线路进行收起来后重新清洁地面。往往清洁完地面后，人为原因导致把一根网线的2端都插入到交换机上，造成了整个网络死锁，并导致整个网络瘫痪。这种故障不易排查，发作也比较突然。
4）网络中某一交换机出现故障，导致其级联下的全部中断。故障不能及时发现，必须到现场进行逐个测试排查，从故障终端向上追溯逐个检查，直到检测到相关设备故障，才能解决故障，不能及时定位到具体哪台出现故障，整个检测过程比较费时费力。
5）交换机的数据转发性能有差别，如何将合适的交换机配置到合理的位置，只能根据网络流量大小进行分布，传统的网络不能监控网络中交换机端口的流量，只能凭借经验及管控的大小进行分析，有时分析不当会造成网络出现瓶颈或者浪费问题存在。实时的流量监控可以出现流量异常现象不能及时处理，对医院网络系统硬件监控力度不够。
6）核心交换机及服务器集换机出现故障如何及时发现，往往该交换机出现故障后相关故障灯没有报警，整个网络出现中断，服务器无法进行访问，到底是服务器故障还是核心交换机故障，在排查过程中费时费力。这个是医院网络威胁最大的故障，并且是最难发现排查的。如何第一时间发现故障、排查故障是很关键的。面对以上的问题，传统的网络管理方法单一、管理力度不足、管理操作复杂，已不能全面高效地管理现有的网络，不能实时监控到相关设备的报警信息，不能及时排除网络故障，更不能对网络资源和业务进行全面的融合管理与调配。以下将通过可视化网络管理软件与合理的布局可视化网络管理软件的服务器端与客户端就可以很好地发现解决以上问题。
2网络管理软件实现可视化管理与对策
2.1可视化前期准备
先将网络中的服务器、存储、交换机等资源进行融合管理，对相应的服务器及存储进行IP地址分配管理，网络中的交换机通过交换机的console口对全院内网交换机进行了统一的IP地址分配与相关策略配置，全部内网交换机都重新打上了标签进行编号标注，对没有可管理功能的交换机进行替换升级，保证对交换机的管理覆盖到终端，很大程度上实现了对数据中心网络的全覆盖管理，更方便了当终端出现故障时可以第一时间进行定位排查。
2.2可视化管理
H3CiMC智能管理平台创造性的使用业界主流虚拟化软件（VMware，Hyper-V）等对服务器、VM的管理能力，将网络管理服务器、网络管理报警客户端及交换机统一纳入到资源可视化管理中，虚拟网络拓扑以实际的链接拓扑方式体现相应设备之间的从属与链路关系。同时，通过设备之间的链接关系，展示出网络设备所在的网络地理位置。满足数据中心基础设备间的链路关系、所见即所得的管理需求。可使医院的交换机分配具有了可视化监控，出现故障也可及时查看与排除。通过网络拓扑结构图，对现有的交换机层级进行了线路优化，使得山西省人民医院的交换机层级达到最小化。医院外部的医疗联合体医院网络也通过专线也实现了网络实时监控。在可视化界面上可以实时查看相关设备的运行状态、设备属性及当前报警信息等。
2.3流量性能与报警管理
流量性能管理方案包括IMCNTA，ACLM，QoSM等组件。流量性能管理可以使用支持NetStream/sFlow/NetFlow等技术的网络设备提供网络流量信息，也可以使用DIG探针采集器对网络流量信息进行采集。通过可视化界面实时查看各设备流量的分布图与明细图，在对流量分析的基础上，通过ACLM、QoSM从实际应用层次上去规划网络管理，创建QoS规划、控制QoS部署、监控QoS部署效果，优化部署策略，屏蔽底层设备差异，实现QoS服务保证所见即所得，实现流量异常实时报警功能。并且提供SLA工具，通过获取抖动、时延、丢包率等指标数据来量化QoS，并输出图形报表，使得关键的业务得到端到端的带宽保证。从而使人们从实时输出图形报表中分析流量，并且进行相应的管理与优化。iMC提供了通过对交换机相关属性设置，自动监控网络中的交换机状态及链路情况，甚至细微到每个交换机的端口启停状态，自动发现应用、应用监控、主机监控、分类监视等模块，同时拥有丰富的报表功能。当被监视的交换机相应的状态出现异常时，系统就会自动产生告警，通过这些告警，可以鉴别出网络故障出现问题的根本原因。
2.4总结经验优化管理
网络管理服务器与网络管理报警客户端地理位置不在一个地方使用，网络管理服务器在密封的机房环境内统一管理，而网络管理报警客户端则在办公室机房内使用，二者之间要实现实时管理需要交换机进行连接，故障发生时，如果之间的交换机有一个发生故障就会导致系统瘫痪，实时监控就无法使用了。总结经验，把网络管理服务器与网络管理报警客户端的所有交换机都去掉，对网络管理服务器新增了第二块网卡，在网络管理服务器与网络管理报警客户端新增加专线，采用双网卡把二者直连起来，当网络中出现故障时，排除了相关交换机出现故障导致网络不能进行实时呈现监控。从很大程度上提高了系统的稳定性、实时性。
2.5网络内部安全管理
因院内网机器数目多，使用人员多，操作复杂，导致内网感染病毒较多，最终造成网络及内网程序不能正常工作。为解决此类问题，通过使用网络版杀毒软件，经过对比各类杀毒软件性能，采用了赛门铁克局域网杀毒软件，并设置了相应的杀毒、管理及升级策略，定期每周进行杀毒软件病毒库的升级。安装后的客户端计算机不能卸载，所有移动存储设备、光驱等都被相应禁止掉了，无法使用。该杀毒软件上线以来，从一定程度上遏制了病毒的传播和破坏，进一步保证了院内网信息系统网络的安全性。
2.6培养优秀的信息系统管理人员
医院信息系统网络管理需要24小时人员值班，处理故障需要快速及时有效，这就需要工作人员，技术水平高，并具备高度的责任心。他们即要熟悉医院的相关医疗事务，医疗信息系统的管理与维护，以及医院网络系统的设计、安装与日常的维护工作，还需要及时处理各种网络突发故障，因此，工作人员水平的高低与医院信息系统管理服务质量密切相关。在人才建设方面，科室树立以人为本，人员每周五下午轮流给大家讲课并相互交流经验，定期每个月初先进的技术厂商前来进行相关先进技术讲学。
3结束语
随着信息时代的发展，网络的普及，固定宽带网络作为一种高效、低价和稳定的互联网接入方案仍然是目前用户的首选。随着用户数量的与日剧增，相应的通信基础设备也在不停的增多。目前，基础通信设备的数量已经很难用常规的方法进行管理和维护，在可预见的将来，大量的网络设备的管理和用户信息监控将成为网管部门工作的难点。如何在大量数据的状态下准确定位设备，维护设备，保证工作质量，提高工作效率成了急需解决的问题。目前，在工作实践中原管理方式存在几下几个突出问题：（1）维护人员使用传统的手工输入命令的方式进行网络设备的信息检索与维护。这种原始的方法一方面人工输入的方式增加了错误发生几率，另一方面人工输入方式效率极低，无法应对未来发展。（2）没有严格的权限管理。权限的开放使得所有维护人员都可以对设备进行管理，甚至越权管理。在出现问题的时候没有办法追溯问题原因，追究责任，造成过程不可知、结果不可控的问题。（3）设备数量的增长导致维护任务的增多，在保持原有维护人员和管理方法的情况下，会造成管理跟不上数据的增长的现象。没有一套实用又简单的管理程序代替工作人员完成繁琐的数据整理工作将会使管理任务堆积，设备可靠性降低。针对以上问题和矛盾，设计并研发了网络设备管理系统。该系统能够对现有城域网中设备的管理，通过数据可视化技术对设备进行图形化检索和展示，降低了底层维护工作人员的操作难度，简化了操作流程。同时，系统能够实时采集用户上网信息，分析并进行过滤处理，能够提高错误定位效率，极大提高了障碍处理的速度。在安全方面，实现了维护人员权限分级，相应的权限只能处理相应权限内的信息，记录维护人员的操作流程，能够形成完整的操作日志并对追溯信息进行管理。
2.网络设备管理系统
网络设备管理主要针对接入网络内的以下几种设备：（1）OLT（OpticalLineTerminal）OLT是光线路终端，用于连接光纤干线的终端设备，可以与前端（汇聚层）交换机用网线相连，转化成光信号，用单根光纤与用户端的分光器互联。（2）ONT（OpticalNetworkTerminal）ONT是光网络终端，是xPON网络接入方案中的产品，是一种用于用户端的光网络设备，主要应用于最终用户。（3）ONU（OpticalNetworkUnit）ONU是光网络单元，也是一种用户端的光网络设备，他与用户之间通常还有其他的网络设备，比如交换机、路由器、网桥等。其中多个ONU设备与ONT设备连接在OLT设备下，多个OLT设备连接到数据中心，构成一个树形拓扑网络结构。针对网络结构的特点和具体的业务需求，系统主要分为用户账户管理、上网信息管理和设备信息管理三大模块。网络设备管理系统的主要特点如下：①系统采用B/S架构，以HTML5通过浏览器呈现数据，无需安装客户端，能够适应几乎所有的操作系统平台。②系统基于开源数据库存储数据，自主加密数据储存，数据的安全性、可靠性得到充分保证。③系统具有一定的自我维护能力，能够辅助管理人员，将管理人员从繁琐、重复性的工作中解放出来，提高维护效率，真正实现软件适应用户。④系统数据展示方式多样，除了传统的表单方式，还有更加直观的图形方式，使管理人员操作难度降低，提高用户体现。⑤系统实现了从网管中心到分局的数据全面共享，使不同部门的操作人员管理、协作更加方便。⑥规范化的操作日志记录功能将所有账户的操作情况记录在案，做到所有操作可追溯，方便责任认定。⑦系统可根据管理员提供的关键字查询OLT设备、ONT设备和ONU设备的信息，可以对ONT设备进行注册、删除操作，替代传统的拆装机工作。在开通PITP（PolicyInformationTransmissionProtocol，策略信息传送协议）或PPPoE（Point-to-PointProtocoloverEthernet，以太网上的点对点协议）功能的服务器上，可追踪话单信息，查询用户所使用端口、VLAN、MAC地址、登陆账号、登陆时间和离线时间等信息。当出现障碍时，维护人员可以通过系统查询用户登陆账号或MAC地址等关键信息快速定位到用户设备所在地，做到故障及时排查。
3.数据可视化
传统系统采用列表式展示数据结果，在设备数量过多时，具有相同关键字的数据将会特别多。比如以区域进行检索，结果常常达到数百条，维护人员很难在长达4-5页的检索结果内定位故障设备。分局信息以拓扑图形式直观的展示出来，通过点击分局可查看分局下挂接设备的拓扑结构。通过拓扑图方式，网络设备的层次结构，状态信息得到了直观的展示，维护人员可以不依靠关键字，甚至不依靠键盘的情况下依靠鼠标或触摸设备准确查询设备信息。这种方式还适用于移动便携式客户端使用，为现场处理故障提供了可行、可靠的判断依据。
4.结论
关键词： 可视化运维系统； 网络管理； 应用实践
中图分类号： TP393 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）06-0065-01
前言
随着互联网业务的蓬勃发展，VoIP、IPTV、移动服务、VPN业务、游戏以及越来越多的增值业务在IP/MPLS网络上运行。如何管理客户的各种质量体验、实时监控业务质量、业务出现故障时准确快速故障定位、新业务开展前的能力评估、7*24小时的业务综合质量评估是当今电信运营商面临的新挑战。
一、可视化运维系统的应用意义
由于IP网络运维存在三个“不可视”的问题，导致网络运维效率整体偏低。
1.承载的业务品质不可视，不能感知终端用户体验。网络性能与业务品质是分离的，业务部门和网络部门认识故障的维度不统一，没有统一的度量尺度，造成故障定位需要跨部门专家协同工作，人员技能要求高，故障定位效率低。
2.路由不可视，看不到业务路径。IP网络引入动态路由，三层网络是一片云，看不到业务的路径。路由不可视导致在IP网络运维过程中，经常出现终端用户申报了故障，而当运维人员进行故障定位时，故障又消失了，问题无法重现，又没有历史信息可以查询，无法找到故障原因，无法彻底解决用户的问题，造成排除故障隐患困难。
3.端到端管道不可视，创建过程复杂，且状态不可视。端到端管道的创建过程需要跨域部署，并且配置内容复杂。在业务部署过程中，需要运维人员全盘考虑每个节点上业务部署的参数和参数之间的相互关系，一旦发生参数配置错误，也很难检查和纠正，对IP运维人员的专业技能要求高。
对于承载着各种业务的运营商网络，如何判断承载的业务质量劣化、如何评估网络承载业务的能力、如何监控网络健康状况，特别是当网络出现故障的时候，如何通过测试手段快速而准确地定位故障点、区分是业务平台的问题还是网络自身问题，成为当前IP网络维护面临的新挑战。
可度量，才可管理；可管理，才可改进。在网络IP化后，最先需要解决的问题就是可度量，也就业界提出的IP运维可视化方案。
IP网络可视化运维有以下三个要求：快速解决故障，即当网络和业务出现故障时，需要快速解决问题，实现迅速的故障定界和定位；主动预防问题，即对业务质量和网络性能实时监控，及时发现问题，IP承载网的故障需要关联到被影响的业务上，并通过趋势分析，提前做出预警；网络日常管理，即建立网络质量监控和健康评估系统，通过整套的指标体系来反映和管理用户体验，掌握网络的实际运行状态，不断提高用户的忠诚度。
二、陕西铁通可视化IP网络运维应用实践
陕西铁通互联网网管主要使用IP城域网综合网管及其子系统实现对省内互联网业务的全方位综合监控管理。综合网管系统可以对城域网核心层、业务控制层、接入层网络运行情况进行实时监控。
三、综合网管系统在网络质量管理中的应用
1.设备和链路性能管理
通过综合网管系统对在网设备的实时监控，不仅可以发现当前网络中正在发生的故障，还可以通过其强大的后台信息库系统，追查故障的历史记录信息。并且通过定期检查在网设备TOP N排名情况，对存在问题的局点，深入分析问题根因，采取适当措施进行整治，如对接入层设备的上行带宽进行扩容、对存在隐患的设备进行更换或进行线路整改等。
2.用户质量管理
（1）面向接入层的用户质量管理
用户资料准确率，端口速率达标率，用户异常掉线率，是衡量网内宽带用户接入层质量最重要的三项指标。综合网管系统可以按地市、分局、机房、型号、类型等有选择的显示所有接入层DSLAM、LAN、PON设备信息。后台数据采集任务对所有网元进行扫描测试，提取用户端口和线路参数，形成宽带用户历史信息数据库。各类报表的输出可以对用户端口达标率及掉线率的统计分析工作提供有效的数据支持。
通过综合网管系统，可以做到接入层设备可控可管理可查询，包括设备局点、端口、用户资料等多方面信息，为各种数据分析、数据挖掘、数据统计等提供了完整的原始资料，为维护和故障查修部门提供了整治依据，逐步提高接入层网络质量，从而在一定程度上改善了用户体验。
（2）面向用户感知的端到端质量管理
陕西铁通近年来端到端时延/丢包合格率始终控制在96%左右，优于业内认可的平均指标，但仍有用户频繁反映下载速度慢、视频缓冲、游戏卡等问题，这也间接反映出以时延/丢包为主的网络质量评估系统难以全面准确反映客户的上网感知。
通过综合网管系统，能够对全网数据进行采集分析。不仅可以对各链路流量进行单独评估；也可以细化网内流量模型中的各种成分，如对P2P，VOIP，HTTP等业务进行细分，并进行针对性控制；还可以基于特定用户进行流量流向的统计分析，为我们掌握用户的上网行为提供了有力的数据支持。通过这些方法，我们将得到的信息进行深入分析，并根据分析结果展开互联网链路优化，流量流向分配，用户差异化管理等工作，大大提高了IP网络运维的主动性和针对性。
同时，为了解决端到端用户体验不可视问题，我们建立了一套独立的用户Q值体验系统。通过该系统，我们对采集的原始数据进行分析，并对比本地其它运营商的用户测试结果，找出网络质量差异。对不达标的项目，有目的的进行限期整改，使用户综合质量感受始终保持在较好的水平。
关键词：计算机应用；网络维护；数据可视化；拓扑图
0 前言
随着信息时代的发展，网络的普及，固定宽带网络作为一种高效、低价和稳定的互联网接入方案仍然是目前用户的首选。随着用户数量的与日剧增，相应的通信基础设备也在不停的增多。目前，基础通信设备的数量已经很难用常规的方法进行管理和维护，在可预见的将来，大量的网络设备的管理和用户信息监控将成为网管部门工作的难点。如何在大量数据的状态下准确定位设备，维护设备，保证工作质量，提高工作效率成了急需解决的问题。
目前，在工作实践中原管理方式存在几个突出问题：
（1）维护人员使用传统的手工输入命令的方式进行网络设备的信息检索与维护。这种原始的方法一方面人工输入的方式增加了错误发生几率，另一方面人工输入方式效率极低，无法应对未来发展。
（2）没有严格的权限管理。权限的开放使得所有维护人员都可以对设备进行管理，甚至越权管理。在出现问题的时候没有办法追溯问题原因，追究责任，造成过程不可知、结果不可控的问题。
（3）设备数量的增长导致维护任务的增多，在保持原有维护人员和管理方法的情况下，会造成管理跟不上数据的增长的现象。没有一套实用又简单的管理程序代替工作人员完成繁琐的数据整理工作将会使管理任务堆积，设备可靠性降低。
针对以上问题和矛盾，设计并研发了网络设备管理系统。该系统能够对现有城域网中设备的管理，通过数据可视化技术对设备进行图形化检索和展示，降低了底层维护工作人员的操作难度，简化了操作流程。同时，系统能够实时采集用户上网信息，分析并进行过滤处理，能够提高错误定位效率，极大提高了障碍处理的速度。
2 网络设备管理系统
网络设备管理主要针对接入网络内的以下几种设备：
（1）OLT（Optical Line Terminal）
OLT是光线路终端，用于连接光纤干线的终端设备，可以与前端（汇聚层）交换机用网线相连，转化成光信号，用单根光纤与用户端的分光器互联。
（2）ONT（Optical Network Terminal）
ONT是光网络终端，是xPON网络接入方案中的产品，是一种用于用户端的光网络设备，主要应用于最终用户。
（3）ONU（Optical Network Unit）
ONU是光网络单元，也是一种用户端的光网络设备，他与用户之间通常还有其他的网络设备，比如交换机、路由器、网桥等。
针对网络结构的特点和具体的业务需求，系统主要分为用户账户管理、上网信息管理和设备信息管理三大模块。网络设备管理系统的主要特点如下：
①系统采用B/S架构，以HTML5通过浏览器呈现数据，无需安装客户端，能够适应几乎所有的操作系统平台。②系统基于开源数据库存储数据，自主加密数据储存，数据的安全性、可靠性得到充分保证。③系统具有一定的自我维护能力，能够辅助管理人员，将管理人员从繁琐、重复性的工作中解放出来，提高维护效率，真正实现软件适应用户。④系统数据展示方式多样，除了传统的表单方式，还有更加直观的图形方式，使管理人员操作难度降低，提高用户体现。⑤系统实现了从网管中心到分局的数据全面共享，使不同部门的操作人员管理、协作更加方便。⑥规范化的操作日志记录功能将所有账户的操作情况记录在案，做到所有操作可追溯，方便责任认定。⑦系统可根据管理员提供的关键字查询OLT设备、ONT设备和ONU设备的信息，可以对ONT设备进行注册、删除操作，替代传统的拆装机工作。
在开通PITP（Policy Information Transmission Protocol，策略信息传送协议）或PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet，以太网上的点对点协议）功能的服务器上，可追踪话单信息，查询用户所使用端口、VLAN、MAC地址、登陆账号、登陆时间和离线时间等信息。当出现障碍时，维护人员可以通过系统查询用户登陆账号或MAC地址等关键信息快速定位到用户设备所在地，做到故障及时排查。
3 数据可视化
传统系统采用列表式展示数据结果，在设备数量过多时，具有相同关键字的数据将会特别多。比如以区域进行检索，结果常常达到数百条，维护人员很难在长达4-5页的检索结果内定位故障设备。分局信息以拓扑图形式直观的展示出来，通过点击分局可查看分局下挂接设备的拓扑结构。点击OLT设备可查看板卡端口使用状态。选择板卡端口可查看下挂接设备信息及结构。通过拓扑图方式，网络设备的层次结构，状态信息得到了直观的展示，维护人员可以不依靠关键字，甚至不依靠键盘的情况下依靠鼠标或触摸设备准确查询设备信息。这种方式还适用于移动便携式客户端使用，为现场处理故障提供了可行、可靠的判断依据。
总之，本文的网络设备管理系统，采用了跨平台的HTML5技术，设计并开发了基于数据可视化的拓扑图的展示功能，维护人员行为追溯功能，权限管理功能等，新系统上线以来受到维护人员好评，生产中采样测试结果以及实践运行证明，本文系统能够显著提高工作效率。
参考文献：
关键词：网络管理；SNMP；网络拓扑；RESTful
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）34-0099-03
Abstract： With the development of network technology， network equipments have become one of the most important assets in many company. In order to manage the intranet of company and network equipments effectively， this paper presents the visualization network management system based on web.The system takes advantage of the convenience of web system and the universality of SNMP to implement a visualization system that include devices management， network topology management， machine room monitoring， intelligent alarm， repairing management.
Key words： network management； SNMP； network topology； RESTful
随着网络的快速发展，网络设备已成为各单位的重要资产之一，网络的安全性、可用性严重影响着企业单位工作环境，对网络的使用不当有可能会给单位带来巨大的损失。网络设备的管理和故障的快速修复也影响着企事业的竞争力。另一方面，Web技术由于其良好的兼容性，扩展性及便捷性已经逐渐取代C/S架构的技术，成为软件开发的主流。基于Web的可视化网络管理系统就是利用了Web技术，构建了集设备管理、网络拓扑、机房监控、智能报警、故障报修等功能的可视化管理系统。
1 系统需求分析
基于Web的可视化网络管理系统的用户角色主要分为四类：系统管理员、资产管理员、网络运维员、普通员工，其中：
1）系统管理员：主要负责保障系统的正常运行，包括对用户的权限进行调整，系统参数的设置等功能。
2）资产管理员：主要负责对网络设备及网络相关设备进行登记，利用可视化的界面对机房及网络设备的位置进行维护。
3）普通员工：主要是单位的网络设备使用者，通过系统申请网络设备，申请保修网络设备。
4）网络运维员：主要负责对设备故障进行检修，及时发现网络中的故障，并进行处理。
在对于不同的用户角色的需求进行分析后，基于Web的可视化网络管理系统的主要功能如图1所示。
1）设备管理的主要用户是资产管理员，主要包括设备的基本信息管理和生命周期管理。基本信息包括了设备的名称、种类、型号及在网络中的位置。生命周期管理包括了设备的入库、分配、使用、维修、报废的完整生命周期。
2）网络拓扑管理的主要用户是网络运维员，网络运维员能够通过Web方式对网络拓扑进行分层维护，能够通过Web直观地展现企业内部的完整网络拓扑结构。在后期的运维过程中，能够通过可视化的网络拓扑结构，快速发现和解决网络故障和设备故障问题。
3）机房监控的主要用户是网络运维员，机房监控主要利用传感器和摄像头将机房内的环境数据和实时画面通过Web的方式展现。及时发现机房内的温湿度环境变化。
4）智能报警分为阈值报警和发现报警，阈值报警通过对设备及环境设置阈值，当通过传感器收集的数据超过了阈值的范围，触发报警事件。发现报警是通过SNMP协议[1]主动发现网络中的未知设备进行报警。报警方式分为管理系统弹出、邮件通知、短信通知等。
5）故障保修功能是对设备产生故障后的保修流程管理，主要的使用用户是普通员工和网络运维员。普通员工可以对正在使用的网络及相关设备进行报修申请，网络运维员接到系统的申请提示后对故障进行排查和检修，并在系统中记录维修情况并及时回馈用户。网络运维员也可以通过智能报警主动发现设备故障，并发起报修。
6）统管理主要是对系统的基本设置进行维护。为了保证系统正常运行，可以对系统的参数进行设置，设置的内容包括报警短信的网关接口，报警电子邮件的发送地址，发送用户和密码，通过SMTP/POP3协议发送和接受电子邮件，传感器和摄像头的IP地址配置等。
7）用户权限的管理是维护系统的用户及角色信息，针对不同的角色分配不同的权限功能。
2 系统设计
2.1 系统架构设计
基于Web的可视化网络管理系统采用Tomcat作为应用服务器，MySQL作为数据库存储。
系统主要采用B/S的三层架构[2]，JAVA语言编写，使用RESTful风格[3]的架构方式，将整个系统分为表现层，业务逻辑层，数据访问层，如图2所示。
系统还提供RESTful的开放接口提供各类传感器向系统报送实时数据。
2.1 使用框架
1）RESTEasy：JBoss的一个开源框架，用于构建REST风格的Web服务，本系统中，通过使用RESTEasy框架，为表现层提供统一的REST风格Web服务，通过JSON进行数据交互。同时为传感器提供标准接口上报实时数据。
2）Hibernate：用Hibernate作为ORM框架，用作数据与实体之间的映射，由于系统主要采用面向对象的设计方法，为了消除面向对象方法与关系型数据库之间的差异，采用Hibernate作为数据操作的基本框架。
3）jQuery：在展示层使用HTML+CSS+JS的组合方式，jQuery是JS的框架。在网页形式下提供各种前端特效，使操作更人性化，便捷化。
4）jTopo：jTopo是基于Web的图形化展示框架，主要用于展示网络拓扑效果。
3 系统实现及技术
本系统主要使用的技术是利用REST架构与传感器等进行交互，利用jTopo实现基于Web的网络拓扑功能。
3.1 RESTful架构
REST即表述性状态传递（英文：Representational State Transfer，简称REST）是Roy Fielding博士在2000年他的博士论文中提出来的一种软件架构风格。它是一种针对网络应用的设计和开发方式，可以降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。在REST架构中，没一个URI都是一种资源的标识，在对系统功能进行实现时，将每个网络设备都作为一种网络资源通过唯一的URI进行标识，在利用HTTP的不同的请求方式对资源进行状态改变。
定义资源标识[4]的规则如下：
http：//IP：PORT/{系统名称}/{应用名称}/{设备类型}/{设备ID}
系统名称为本系统的英文标识，应用名称针对系统中的不同应用进行标识，设备类型是以小写英文字母的方式对设备进行枚举标识，设备ID是系统为每个设备分配的唯一标识。例如，在监控系统中的ID为s001的服务器对应的URI标识为：http：//IP：PORT/system/monitor/server/s001。利用HTTP的不同的请求方式，可对该资源进行状态改变。不同的请求方式分别是：
1）GET请求：获取资源，查看资源的信息
2）POST请求：创建资源，新建所需要的资源对象
3）PUT请求：更新资源，对资源信息进行修改
4）DELETE请求：删除资源，将资源删除
对资源属性的说明采用JSON的数据格式，以键值对的方式构成，属性名称记为PNi，属性值记为PVi，格式如下：
{PN1：PV1， PN2：PV2，......，PNn：PVn}
以服务器s001为例，当采集到服务器的CPU占用率为34%，内存占用率为27%时，需要将数据更新到系统中时，对http：//IP：PORT/system/monitor/server/s001的URI进行PUT请求，请求的内容大致为：
{cpu：0.34，memory：0.27，......}
3.2 网络拓扑图框架jTopo
jTopo（Javascript Topology library）是一款完全基于HTML5 Canvas的关系、拓扑图形化界面开发工具包。利用jTopo可以构建基于Web的网络拓扑图[5]。jTopo分为四层：画布（Canvas），舞台（Stage），场景（Scene），对象（Object），画布是整个绘画的容器，一个画布上可以有多个场景，每个场景可以有许多对象，舞台是画布中当前展示的场景。
在系统中充分利用了这四层关系对网络拓扑进行展示，首先在画布中建立了各个不同的场景，包括机房、机柜、服务器，在进行不同场景切换时展现的内容也不同，在机房场景中展现的是机房整体结构，机柜、空调的位置等，如图3所示。
在机柜场景中，展示的是机柜内服务器，交换机，路由器等设备的位置，如图4所示。
利用场景在舞台上的切换达到各个拓扑图之间的转换。
3.3 主要功能界面
网络拓扑功能可以维护查看各类网络设备的位置及状态，对不同的设备可以设置阈值报警，当设备发生异常时网络拓扑图中会以红色标识设备发出告警。
系统提供折现图，柱状图，仪表盘等方式对网络的实时数据和历史数据进行展示，效果如图6，图7所示：
4 结束语
基于Web的软件系统是目前软件开发的主流方式，本文实现了基于Web的可视化网络管理系统，并在实际应用中获得了较满意的效果。在此系统的基础上，能够有效地管理各类网络设备，快速发现网络及设备故障并解决故障。方便了运维人员对网络状况的实时掌握及故障排查。系统中的基于Web方式展示网络拓扑的技术可以为相关技术人员提供借鉴。
参考文献：
[1] 刘振山， 徐孟春， 程玮玮. 基于SNMP协议的网络拓扑结构发现[J]. 信息工程大学学报， 2003， 4（4）： 44-46.
[2] 张驰， 罗铁坚， 王相根. 基于Web的信息可视化系统的设计与实现[J]. 计算机系统应用， 2009（12）： 5-9.
[3] Roy Thomas Fielding.Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures[D]. Ph.D.， Information and Computer Science， UC Irvine， 2000.
随着信息化技术的发展及人类精神和空间需求的提升，同时随着互联网+理念的提出并执行，计算机技术已经广泛应用于人们生活的各个方面。各中小型企业迫切渴望加快发展步伐，增多人与人之间的交流，各种会议越来越多，传统的会议开展及交流方式已越来越不能满足现状。规范的会议管理及超越面对面的交流已越来越重要，由此产生了对视频会议的需求。视频会议管理系统已成为现在各种企业发展的必备。
本系统开发旨在设计满足中小型企业需求、以信息化为手段、以智能化为目标的现代化视频会议管理系统。并帮助参会人员或者管理人员更高效的完成会议的管理及会议的进行，提高会议管理人员工作效率，降低工作量，促进社会的信息化。使人们从忙碌的差旅奔波中解脱出来，减少了不必要的时间损耗，提升了各行业的沟通效率，节省了管理成本及差旅费用的开支。
2功能设计与分析
视频模块主要集中在可以进行开启视频会议或者邀请成员进入视频会议，这里可以实现一对一的视频会议和多对多的视频会议同时还可以进行文字交流。功能如下：
音视频即时通讯：提供语音，视频一对一.多对多的实时通讯，支持高清视频和高质量音视频效果。
文字交流：支持多用户之间的文字交流。参与会议的成员既可以进行对所有人的公开文字交流，也可发起与指定与会者之间的点对点私密交流。
录像：支持针对个人的音视频录制，整个视频通话过程内容的合成音视频录制以及集中服务保存录制。
透明通道：提供客户端，客户端跟服务端之间的数据通讯能力
文件传输：支持客户端之间，客户端跟服务端之间的文件传输功能。在会议进行过程中，用户可以便捷地将某个文件实时传送给全体参会者或指定人；可以对本地用户上传与下载的文件进行管理；主席用户可以及时清除会议中的传输文件。
动态设置音视频参数：提供音视频参数设置的接口，可以根据需要动态设置分辨率，码率，帧率等视频参数等。
电子白板：电子白板是由所有用户共同维护的工作空间，在不改变原来的会议文档的条件下，用户在当前屏幕上显示的会议文档内容进行标注或修改操作，系统将自动保存将其标注或修改后的部分保存为图片，以便会后查阅。
3架构设计
可视化网络视频会议管理系统数据业务是非常复杂的，涉及很多专业数据处理方法，模块间的逻辑联系、数据联系也非常密切，为了降低系统的复杂性，提高软件的开发效率，节省开发时间和维护成本，系统设计时尽量保证高内聚、低耦合。将系统分为以下三层，前端展示层，服务器层，数据库层。
本系统设计架构是一套不同于传统应用开发的技术架构，可以简化且规范应用系统的开发与部署，进而提高可移植性、安全与再用价值，目前市场上使用的软件视频会议系统大多数采用的是C/S架构，需要在不同的客户端安装相对应的软件，在一定程度上增加了开发和维护的成本。项目在充分利用服务器资源的基础上设计和研发一套的视频会议系统，减少不必要的投资，避免了多版本的软件安装，降低了大量的开发和维护工作，并且扩展后的系统具备跨平台特性，可以实现浏览器和PC客户端的视频互通，也为未来的多客户端视频融合通信打下了基础。
Web端采用了分层的架构。Web端分为三个层，从高层到低层分别是Web显示界面层、数据访问层、接口层。具体分层如图2所示。
4系统实现
4.1系统基本流程
基本流程如图3所示。
4.2电子白板功能设计开发
企业在进行视频会议的时候可能需要建立各类数据的协同工作，以适应需求。所以设计开发电子白板功能，使得多用户间实时共享想法。
4.2.1白板功能设计描述
设计并实现共享白板主要由三部分：用户列表区，工具箱，白板区。用户列表展示当前在线会议的人员；工具箱为用户提供各种画笔颜色以及画线、圆、矩形等各种图形选择；白板区为用户提供一个操作空间。系统使用了WebRTC的绘图板组件一作为对实时功能上独立于文字聊天和音视频组件，作为实时聊天的辅助，主要功能包括：颜色选择，图形选择，进行撤销，并保证不同终端之间绘图信息同步。绘图组件对基本图形绘制进行了实现，并封装了绘图接口，以便根据不同需求扩展。
4.2.2共享白板逻辑及实现
系统提供参会者共享白板进行绘图，参会者可以在白板区域绘图，系统借助HTML提供的API在canvas上进行绘图，提供用户使用的基本图形有直线，矩形，圆形等基本图形。绘图信息流程图如图4。
消息流程为，用户在终端A绘制图形，浏览器得到绘图参数信息，将绘图信息封装成JSON格式数据，将绘图信息发送至服务器，服务器推送到其他业务服务器。
4.3音视频压缩涉及算法
在编解码器的选择上采用编码效率较高、使用率较广的H.264视频编码以及G.723.1语音编码。其涉及核心技术有：帧间/帧内预测，整数DCT变换，熵编码，编码流程如下：
帧间预测：在运动矢量不大的情况下，用前一帧对应位置的像素来对当前帧进行预测
1）利用相邻帧中的宏块估计当前帧中宏块的相对位置移动运动估计
2）运动估计得到的图像与原始图像作差（即估计残差）。然后将这个差值也传送到解码端，这样就弥补了运动估计的不在运动补偿。
3）运动估计和运动结果的编码。
运动估计思想：将图像的每一帧分割成不相连的块，然后对每一块在前后帧中根据某种算法寻找最匹配的块，即匹配块。以下列出几种块匹配算法：
变换的精髓：把一个域内看起来很大的信号变换到另一个只需少量数据就可以表达的域内。图像分为一个或几个像条（片），一个像条分为若干个（宏）块一基本处理单元4*4块无乘法整数变换编码算法，有效降低了编解码的运算量。
3结束语
