摘要： 本文介紹了SNMP的原理、移動短信的原理。提出用SNMP原理來管理電源設(shè)備運行，使用移動短信來傳輸電源管理信息和指令的電源管理無線系統(tǒng)的組成框架。
敘詞：電源管理 SNMP 移動短信
Abstract： This paper introduces the protocol of SNMP&SMS. Introduced the makeup of the system using SNMP to manage power supply system, sent the messages by SMS.
Keyword：Power supply manage SNMP SMS
1 引言
計算機的使用離不開電源，因此計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機應(yīng)用系統(tǒng)的電源供應(yīng)是實現(xiàn)計算機正常運行的必備條件。隨著計算機在各行各業(yè)的應(yīng)用日益深入，對它的供電電源的運行情況進(jìn)行監(jiān)測、控制十分必要。用來管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行的網(wǎng)絡(luò)管理原理發(fā)展至今已經(jīng)相當(dāng)成熟，而用來管理電源運行則是一種新的嘗試。
現(xiàn)在計算機應(yīng)用越來越廣泛，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的擴展，計算機應(yīng)用系統(tǒng)分布的地理位置比較分散，對應(yīng)地供電電源的分布也比較分散，電源管理值班員要保障分散的在運行電源正常應(yīng)用、及時得知故障信息并非易事。移動通信在我國發(fā)展迅猛，利用移動通信短信業(yè)務(wù)的不受時空、線路限制的優(yōu)勢，將電源監(jiān)控的有關(guān)信息用短信發(fā)到值班員的手機上，讓他隨時隨地地監(jiān)視電源運行狀況，是完全可能并且是行之有效的方式。
本文要闡述的是利用網(wǎng)絡(luò)管理原理來管理計算機供電電源，通過無線方式實現(xiàn)電源監(jiān)控信息與值班員交互的系統(tǒng)的組成框架所涉及的協(xié)議原理、組成元素等。
2 網(wǎng)絡(luò)管理原理和SNMP簡介
2.1 構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的幾個要素
所謂網(wǎng)絡(luò)管理，一般是指對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的監(jiān)控對象(這里一般指各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)進(jìn)行監(jiān)測、分析與控制，從而保障整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠、有效地運行。一個典型的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)包括四個要素：管理者、管理代理、管理信息數(shù)據(jù)庫、代理服務(wù)設(shè)備。一般說來，前三個要素是必需的，第四個只是可選項。
1)管理者(Manager)
管理者應(yīng)該定期查詢管理代理收集到的監(jiān)控對象的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、配置及性能等的信息。
2)管理代理(Agent)
管理代理通過獲得監(jiān)控對象的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、設(shè)備特性、系統(tǒng)配置等相關(guān)信息來完成管理者布置的采集信息的任務(wù)，通過控制監(jiān)控對象的管理信息數(shù)據(jù)庫中的信息來管理該監(jiān)控對象。
3)管理信息數(shù)據(jù)庫(MIB)
管理信息數(shù)據(jù)庫(MIB)定義數(shù)據(jù)對象，值班員可以通過直接控制這些數(shù)據(jù)對象去監(jiān)控、配置監(jiān)控對象。
4)代理設(shè)備(Proxy)
代理設(shè)備在標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)管理軟件和不直接支持該標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的系統(tǒng)之間起橋梁作用。
2.2 SNMP協(xié)議概述
SNMP(Simple Network Management Protocol)即簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，幫助值班員管理TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中各種監(jiān)控對象，應(yīng)用范圍非常廣泛，主要有如下幾個特點：
1)相對于其它種類的網(wǎng)絡(luò)管理體系或管理協(xié)議而言，SNMP易于實現(xiàn)。SNMP的管理協(xié)議、MIB及其它相關(guān)的體系框架能夠在各種不同類型的監(jiān)控對象上運行，設(shè)計簡單、擴展靈活、易于使用。
2) SNMP協(xié)議是免費開放的。只有經(jīng)過IETF的標(biāo)準(zhǔn)議程批準(zhǔn)(IETF是IAB下設(shè)的一個組織)才可以改動SNMP協(xié)議。監(jiān)控對象的廠商們也可以私下改動SNMP協(xié)議，但這樣作的結(jié)果很可能得不償失，因為他們必須說服其他廠商和用戶支持他們對SNMP協(xié)議的非標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)，而這樣做卻有悖于他們的初衷。
3) SNMP協(xié)議有很多詳細(xì)的文檔資料，網(wǎng)絡(luò)業(yè)界對這個協(xié)議也有著較深入的理解，這些都是SNMP協(xié)議近一步發(fā)展和改進(jìn)的基礎(chǔ)。
4) SNMP是通過使用請求報文和返回響應(yīng)的方式在管理代理和管理者之間傳送信息。這種機制減輕了管理代理的負(fù)擔(dān)，它不必要非得支持其它協(xié)議及基于連接模式的處理過程。因此，SNMP協(xié)議提供了一種獨有的機制來處理可靠性和故障檢測方面的問題。
5) SNMP協(xié)議之所以易于使用，這是因為它對外提供了三種用于控制MIB對象的基本操作命令。它們是：Set 、Get 和 Trap。Set命令是一個特權(quán)命令，通過它來改動設(shè)備的配置或控制設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。Get命令可從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中獲得管理信息。Trap命令的功能就是在網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)沒有明確要求的前提下，由管理代理通知網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)有一些特別的情況或問題發(fā)生了。
6)SNMP協(xié)議沒有定義其它的監(jiān)控對象管理代理命令，可應(yīng)用于MIB數(shù)據(jù)對象的操作只有Set和Get命令，這兩個命令的目標(biāo)是數(shù)據(jù)對象的值。比如說，SNMP協(xié)議中沒有定義reboot(重啟)命令;然而，管理代理軟件把MIB數(shù)據(jù)對象和監(jiān)控對象的內(nèi)部命令聯(lián)系起來，這樣就可以實現(xiàn)某些特殊的命令操作。如果現(xiàn)在想要重啟某個監(jiān)控對象，管理系統(tǒng)就把某個與重啟有關(guān)的MIB數(shù)據(jù)對象的值設(shè)為1(我們的假定)。這樣就會觸發(fā)管理代理執(zhí)行重新啟動的命令，同時還把這個MIB數(shù)據(jù)對象重新設(shè)置為原來的狀態(tài)。
SNMP管理員使用GetRequest從擁有SNMP代理的監(jiān)控對象中檢索信息，SNMP代理以GetResponse消息響應(yīng)GetRequest，如系統(tǒng)的名字，系統(tǒng)自啟動后正常運行的時間，系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)等等。SetRequest可以遠(yuǎn)程設(shè)置監(jiān)控對象的名字，關(guān)掉一個端口或清除一個地址解析表中的項。Trap即SNMP陷阱，是SNMP代理發(fā)送給管理者的非請求消息。這些消息告知管理者本設(shè)備發(fā)生了一個特定事件，如端口失敗，掉電重起等，管理站可相應(yīng)的作出處理。
2.3 MIB概述
管理信息數(shù)據(jù)庫(MIB)包含了管理代理中的有關(guān)配置和性能的數(shù)據(jù)，其完整的標(biāo)識符應(yīng)該是這樣的：iso.identified-organization(3).dod(6).internet(1).mgmt(2).mib-2(1)，也可以用數(shù)字形式標(biāo)識符來表示就是：1.3.6.1.2.1。這兩種表達(dá)格式的作用是一致的，都表示同一個MIB數(shù)據(jù)對象。
在定義MIB數(shù)據(jù)對象時，訪問控制信息確定了可作用于該數(shù)據(jù)對象的操作種類。SNMP協(xié)議有如下的MIB數(shù)據(jù)對象訪問方式：只讀方式(Read-only)、可讀可寫(Read-write)、禁止訪問(Not-accessible)。
網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)無法改動只讀方式的MIB數(shù)據(jù)對象，但可以通過Get或Trap命令讀取數(shù)據(jù)對象的值。例如，MIB數(shù)據(jù)對象sysDescr，它代表System Description，包含了管理代理軟件所需要的廠商信息。又例如，為了確保有關(guān)性能的信息及其它統(tǒng)計數(shù)據(jù)正確，不至于因誤操作而改動它們，以只讀方式操作。
SNMP是一個應(yīng)用層協(xié)議，作為數(shù)據(jù)傳輸方法和數(shù)據(jù)的組織形式MIB結(jié)合，為網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供了底層的保障。
3 移動短信原理
SMS(Short Message Service)即短信息服務(wù)。它能夠在移動用戶及外部系統(tǒng)(比如電子郵件、頁面調(diào)度以及聲音郵件系統(tǒng))之間傳送包括文字與數(shù)字的短信。短信通常最多只能是160個字符。
SMS服務(wù)利用了短信服務(wù)中心作為短信的保存、轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)。該服務(wù)的一個顯著特點是一個可用的移動手機能夠在任何時候接收或提交短信，不依賴于是否該手機正在通話或正在傳送信息。暫時的故障導(dǎo)致難以獲得接收的地點，這時故障被確認(rèn)，并且短信將被存在短信服務(wù)中心一直到目的地的手機恢復(fù)。
SMS的特色還在于擴展帶寬信息包的傳輸及低帶寬的信息傳輸，這樣就產(chǎn)生了一個高效的方法用于傳輸簡短而緊急的數(shù)據(jù)。
4 SNMP用于電源管理系統(tǒng)
4.1 SNMP協(xié)議用于電源管理
SNMP協(xié)議的兩個實體Manager和Agent的交換信息方式有Polling模式、Trap模式。如圖1。
Polling模式：SNMP Request 由Manager發(fā)出，Agent接收。該Request包含三個基本信息：執(zhí)行的動作類型、執(zhí)行的動作對象，對象的參數(shù)。其中執(zhí)行的動作類型是：Set命令、Get命令。比如我們想預(yù)設(shè)電壓達(dá)到250v時Agent必須報警，該設(shè)定通過Manager的Set命令下達(dá)到Agent，Agent自動判斷當(dāng)前電壓值，根據(jù)情況發(fā)出報警。同時，值班員為了監(jiān)視電壓值，Manager必須定期通過Get命令從Agent上獲得當(dāng)前電壓值。
Trap模式：Trap由Agent發(fā)出，Manager接收。當(dāng)某種預(yù)先定義的變量達(dá)到報警值時，Agent主動發(fā)出信息給Manager。比如當(dāng)電源電壓達(dá)到250v時，Agent主動通過Trap數(shù)據(jù)包向Manager報告。
相比之下，Trap模式的實時性較強，Polling模式是定期采集，有時間間隔。
4.2 基于SNMP的電源監(jiān)控系統(tǒng)
隨著無人值班、計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展，要求實現(xiàn)電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控成為趨勢。圖2是基于SNMP的無線短信電源管理系統(tǒng)的模型。
圖2 基于SNMP無線短信電源管理系統(tǒng)模型
該模型由以下幾部分組成：
1)監(jiān)控對象端
包括電源設(shè)備(監(jiān)控對象)、電壓/電流傳感器(主要完成高電壓到低電壓、大電流到小電流的轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換)、MCU(微處理器，將信號處理后觸發(fā)無線發(fā)射模塊發(fā)射短信到Agent。)、GSM/GPRS短信發(fā)射模塊(發(fā)射/接收短信)。
2)監(jiān)控系統(tǒng)Agent
該Agent內(nèi)置一個實時操作系統(tǒng)，TCP/IP協(xié)議棧、SNMP Agent 等。通過自帶的無線發(fā)射模塊，向監(jiān)控對象端發(fā)送和接收信息。通過有線網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)，接收Manager發(fā)來的請求，將當(dāng)前的電壓、電流值反饋給Manager。如果出現(xiàn)電壓過高或過低現(xiàn)象，通過SNMP Trap通知Manager。
3)SNMP Manager
SNMP Manager接收值班員發(fā)來的命令，通過SNMP Resquest發(fā)送到Agent，采集相關(guān)的信息，同時接收Agent發(fā)出的Trap數(shù)據(jù)包，并將警告信息通知電源管理員。
4)Http Server/Web server
Internet的最大優(yōu)點是人機界面友善和內(nèi)容隨處可見。值班員通過瀏覽器訪問Http Server，監(jiān)視和查看當(dāng)前和歷史數(shù)據(jù)、畫面、多媒體信息等。同時通過Applet等技術(shù)，Http Server還可以將實時的警告信息主動傳送到瀏覽器上，通過電子郵件、呼叫中心等將電源告警信息處理后轉(zhuǎn)發(fā)給其他相關(guān)值班員。
5 利用短信服務(wù)實現(xiàn)電源的遠(yuǎn)程監(jiān)控
以不間斷電源(UPS)為例。利用SMS，我們可以將UPS當(dāng)前的工作狀態(tài)例如online/on battery，加上預(yù)先約定的其它信息，如當(dāng)前時間、UPS設(shè)備編號等，組合成短消息，發(fā)送到異地的值班員的手機上。同樣地，UPS當(dāng)前的負(fù)載量、當(dāng)前的電池容量、內(nèi)部溫度、所處機房的溫度濕度或其他傳感信號也可以用這個方法傳輸。
利用SMS，身處異地的值班員將指令合成短信(這當(dāng)然要UPS產(chǎn)品的支持和接收)，發(fā)到機房內(nèi)的UPS控制器，實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。可實現(xiàn)的操作包括：開啟/關(guān)閉UPS、設(shè)定休眠時間、自檢并發(fā)送報告、設(shè)定調(diào)整自檢時間表、設(shè)定各項運行參數(shù)。
6 結(jié)束語
計算機運行離不開電源供應(yīng)，利用SNMP來管理計算機供電電源，足以滿足一般的正常供電的需求，而使用移動短信的方式實現(xiàn)電源監(jiān)控信息的傳輸，來與值班員進(jìn)行交互，則可以提高工作效率，起到減人增效的結(jié)果。 |
