[發明專利]一種船舶制造車間工業網絡智能監控系統及方法

有效

• 申請號: 201711436590.2
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN107948001B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 曹新朝;金風明;譚小野;馬健;王建勛
• 申請（專利權）人: 北京中船信息科技有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

1.一種根據船舶制造車間工業網絡智能監控系統的監控方法，其特征在于，所述船舶制造車間工業網絡智能監控系統采用層次結構模型，包括核心層、中間層和設備層：

所述核心層配置船舶制造車間工業網絡監控中心，所述船舶制造車間工業網絡監控中心是整個船舶制造車間工業網絡智能監控系統的中樞神經，用于監控系統與用戶交互，用于管理任務分配與協調，用于基于域委托進行主動節點代理的管理授權，用于定義每個域監控器的監控范圍，即，每個域監控器監控的網絡節點和網段；

所述中間層用于將整個船舶制造車間工業網絡監控管理劃分為若干特定的區域，在每個區域配置一臺域監控器；每臺域監控器用于監控域內所有節點的監控；域監控器用于與船舶制造車間工業網絡監控中心通信，用于根據船舶制造車間工業網絡監控中心下發的管理任務生成主動報文，用于監控域內的信息存儲；

所述設備層采用混合模式，包括主動節點、非主動節點和SNMP網絡設備；所述主動節點用于對船舶制造車間工業網絡進行管理，主動節點用于對本主動節點和其他非主動節點以及SNMP網絡設備進行管理，并向中間層提交監控數據；

所述主動節點是指安裝主動代理的船舶制造車間工業網絡設備，通過主動代理實現主動網絡中主動節點的全部功能；所述主動節點既是被管節點也是管理非主動節點的管理節點；所述主動節點通過主動代理實現采集數據，執行網絡監控命令；

主動節點包括：

接受模塊，用于接受船舶制造車間工業網絡監控中心的授權，開始對船舶制造車間工業網絡進行監控；

主動服務庫管理模塊，用于配合船舶制造車間工業網絡監控中心管理本地主動服務庫；

解釋執行模塊，用于解釋并執行主動報文中的主動代碼；

非主動節點和SNMP網絡設備管理模塊，用于通過調用本地SNMP主動服務、WMI主動服務來管理周圍的非主動節點和SNMP網絡設備；

數據過濾模塊，用于進行數據采集、分析和過濾，減少數據在船舶制造車間工業網絡中的流量；

方法包括以下步驟：

步驟1，在整個船舶制造車間工業網絡智能監控系統部署初期，首先安裝船舶制造車間工業網絡智能監控系統的船舶制造車間工業網絡監控中心、域監控器、主動節點、非主動節點和SNMP網絡設備；

步驟2，船舶制造車間工業網絡監控中心通過授權管理模塊劃分監控域和配置主動節點負責監控的節點；然后，船舶制造車間工業網絡監控中心使用主動服務管理將主動服務庫導入船舶制造車間工業網絡監控中心，并將相應的主動服務推送到主動節點中，進而使船舶制造車間工業網絡監控中心開始對整個船舶制造車間工業網絡進行監控；其中，當網絡監控人員發送監控任務時，船舶制造車間工業網絡監控中心的任務分配進程會處理監控任務，并將具體監控任務以主動報文方式發送給相應的域監控器；

步驟3，域監控器接收到載有監控任務的主動報文后，解析載有監控任務的主動報文，生成能夠執行船舶制造車間工業網絡監控管理任務的主動報文，并將主動報文傳送給主動節點；

步驟4，當一個主動報文到達主動節點后，主動節點的主動報文處理器首先判斷主動報文類型；如果主動節點不能識別主動報文的類型，那么主動節點丟棄該主動報文；

如果主動節點識別出主動報文是數據采集主動報文，則對主動報文進行安全認證，通過安全認證之后，主動節點的主動報文處理器根據報文類型發送給相應的主動環境，主動環境根據主動報文中的主動代碼調用相關主動服務完成數據采集工作；然后執行步驟5；

如果主動節點識別出主動報文是用于管理主動服務庫的報文，則將主動報文發送給主動節點的主動服務管理進程；主動服務管理進程根據主動報文的內容對主動服務庫進行管理；

步驟5，主動節點執行網絡監控任務后，生成數據報告；然后，主動節點將數據報告發送到域監控器；域監控器將收到的數據報告分析、處理后存儲在監控數據庫，然后，域監控器將數據報告轉發給船舶制造車間工業網絡監控中心；

核心層只有一個船舶制造車間工業網絡監控中心；

監控域定義域監控器監控范圍，即所包含的節點和網段被管資源；

該船舶制造車間工業網絡智能監控系統中的主動報文采用XML描述；

(1)船舶制造車間工業網絡監控中心

船舶制造車間工業網絡監控中心是整個船舶制造車間工業網絡智能監控系統的中樞神經，為網絡管理員提供一個跨平臺、統一的網絡監控管理工具；船舶制造車間工業網絡監控中心具備如下功能：

1)提供船舶制造車間工業網絡智能監控系統的操作界面；

2)分析船舶制造車間工業網絡監控管理任務，將具體監控任務分配到域監控器；

3)對主動節點管理授權，包括劃分域監控器負責的監控域和主動節點負責監控的節點；

4)負責注冊和管理主動服務；

5)負責維護主動節點的主動服務庫；

6)船舶制造車間工業網絡監控中心在系統維護時可以與主動節點直接通信，但是在執行網絡監控任務時并不直接管理主動節點；

7)提供負責處理來自于域監控器的數據報告、故障處理報告、異常處理報告的數據服務；

8)負責診斷全局網絡狀態和故障；

(2)域監控器

域監控器是船舶制造車間工業網絡智能監控系統的第二層，是船舶制造車間工業網絡智能監控系統的重要處理中心；域監控器負責監控域內所有節點的監控，監控域的范圍一般是不變的，只有網絡拓撲結構發生重大變化時，監控域的范圍才變化；域監控器具有如下功能：

1)接收船舶制造車間工業網絡監控中心分配的監控管理任務，根據監控管理任務生成主動報文，并將主動報文發送到主動節點；

2)接收和響應來自監控域內主動節點的服務請求；

3)接收和處理來自船舶制造車間工業網絡監控域內主動節點的狀態、故障和異常報告；

4)分析船舶制造車間工業網絡監控域內的網絡狀態和性能；

5)存儲監控域內所有的網絡監控數據；

域監控器接收來自船舶制造車間工業網絡監控中心的監控管理任務，生成基于XML的主動報文，并將主動報文發送到主動節點；主動節點收到主動報文后，根據主動報文中的主動代碼執行網絡監控任務并生成數據報告；接著，主動節點將數據報告發送到域監控器；域監控器將收到的數據報告分析、處理后存儲在監控數據庫，接著域監控器將數據報告轉發給監控中心；

(3)主動節點

船舶制造車間工業網絡智能監控系統中，車間工業網絡設備可以分為主動網絡設備和非主動網絡設備；主動網絡設備是指具有節點操作系統和執行環境，并可以運行主動代碼來完成監控任務的主動節點；傳統的網絡設備被動地接收信息輪詢和管理，而主動網絡設備能夠主動管理設備，包括定期報告網絡運行狀態、主動監測網絡異常事件、主動執行網絡監控任務；非主動網絡設備包括非主動節點和SNMP網絡設備；非主動節點是指網絡中沒有安裝主動節點操作系統和執行環境的網絡主機；SNMP網絡設備是指傳統的網絡交換設備，包括交換機、路由器；非主動網絡設備只能完成管理者指點的簡單任務；

主動代理具有如下功能：

1)接受船舶制造車間工業網絡監控中心的授權，開始對船舶制造車間工業網絡進行監控；

2)配合船舶制造車間工業網絡監控中心管理本地主動服務庫；

3)解釋并執行主動報文中的主動代碼；

4)通過調用本地SNMP主動服務、WMI主動服務來管理周圍的非主動節點和SNMP網絡設備；

5)進行數據采集、分析、過濾，減少數據在船舶制造車間工業網絡中的流量，降低域監控器的計算任務；

主動服務庫負責主動服務的存儲；對主動服務庫的動態維護可以動態增加或修改主動節點的功能；

(4)主動報文

在船舶制造車間工業網絡智能監控系統中，主動報文作為各個組成部分的數據通信載體負責主動程序和數據的傳輸；在船舶制造車間工業網絡監控中心，主動報文負責將監控任務傳送到域監控器；域監控器解析載有監控任務的主動報文，生成能夠執行船舶制造車間工業網絡監控管理任務的主動報文，并將主動報文傳送給主動節點；主動節點執行船舶制造車間工業網絡監控管理任務，并將數據結果封裝到主動報文中通過域監控器返回到船舶制造車間工業網絡監控中心。