【正文】 了技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可能性，在下一章中我們將著重介紹模塊的實(shí)現(xiàn)。 本科畢業(yè)論文22第 4 章 網(wǎng)絡(luò)故障管理專家系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)故障管理專家系統(tǒng)的環(huán)境 開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境本課題是以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障實(shí)時(shí)檢測(cè)和分析為目的，采用了人工智能中的專家系統(tǒng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)主體模塊。本設(shè)計(jì)的研究版是在個(gè)人機(jī)上 Windows XP Professional 操作系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)完成的。使用的編程語(yǔ)言是 Java 的 JDK 版本為， 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，數(shù)據(jù)庫(kù)為 Oracle8i，XML 解析器采用的是 dom4j 開(kāi)源軟件包。 網(wǎng)絡(luò)故障管理專家系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn) Web 服務(wù)器模塊由于實(shí)習(xí)時(shí)間較緊，沒(méi)有去實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障分析信息 Push（推向）管理員瀏覽器客戶端，而僅僅將故障信息輸出到控制臺(tái)。這部分主要實(shí)現(xiàn)了管理員通過(guò)瀏覽器登錄 Web 服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)規(guī)則的添加、刪除和修改功能。首先，管理員必須登錄服務(wù)器。用戶名和密碼在 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)中存放，當(dāng)用戶名和密碼都正確時(shí)進(jìn)入規(guī)則管理頁(yè)面，如圖 和圖 所示：圖 規(guī)則信息管理頁(yè)面 本科畢業(yè)論文23圖 規(guī)則信息管理頁(yè)面（續(xù)）當(dāng)用戶點(diǎn)擊“添加新規(guī)則”時(shí)，彈出添加規(guī)則對(duì)話框，如圖 所示：圖 添加規(guī)則信息頁(yè)面當(dāng)用戶點(diǎn)擊“修改”時(shí)會(huì)修改相應(yīng)的規(guī)則信息，如圖 所示：圖 修改規(guī)則信息頁(yè)面當(dāng)用戶點(diǎn)擊“刪除”時(shí)會(huì)刪除相應(yīng)的規(guī)則。 本科畢業(yè)論文24這里的規(guī)則信息的操作都是通過(guò)對(duì)一個(gè) XML 格式的規(guī)則文件來(lái)進(jìn)行的操作。這里采取的是 dom4j 開(kāi)發(fā)包來(lái)操作 XML。 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中建了 3 張表，分別是“EVENTLOG ”（告警信息記錄表） ，“PRETABLE”（告警信息事實(shí)表） ， “BACKTABLE”（告警故障分析表） 。分別用于存儲(chǔ)告警服務(wù)器模塊接收到的告警信息，故障事實(shí)，推理分析后得到的故障原因。具體在數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)現(xiàn)如表 、表 、表 所示：表 告警信息記錄表名稱 數(shù)據(jù)類型 大小 可否為空 默認(rèn)值 備注EventID NUMBER 10 否 無(wú) 事件 ID，主鍵EventDate DATE 否 無(wú) 事件日期HostIP VARCHAR2 15 否 無(wú) 設(shè)備 IPHostName VARCHAR2 15 否 無(wú) 設(shè)備名稱Severity VARCHAR2 10 否 無(wú) 告警級(jí)別EventOID VARCHAR2 25 否 無(wú) 事件 OID 號(hào)Event VARCHAR2 50 否 無(wú) 事件描述EventACK VARCHAR2 50 否 無(wú) 對(duì)事件的處理表 告警信息事實(shí)表名稱 數(shù)據(jù)類型 大小 可否為空 默認(rèn)值 備注TrapID NUMBER 10 否 無(wú) 告警 ID，主鍵TrapDate DATE 否 無(wú) 告警日期HostIP VARCHAR2 50 否 無(wú) 設(shè)備 IPTrapOID VARCHAR2 50 否 無(wú) 告警 OID 號(hào)EnterpriseID VARCHAR2 50 否 無(wú) 發(fā)生故障設(shè)備 OID 號(hào)TrapVar VARCHAR2 250 否 無(wú) 告警信息參數(shù)表 故障分析表名稱 數(shù)據(jù)類型 大小 可否為空 默認(rèn)值 備注HostIP VARCHAR2 15 否 無(wú) 設(shè)備 IP，主鍵TrapOID VARCHAR2 25 否 無(wú) 告警 OID 號(hào)EnterpriseID VARCHAR2 25 否 無(wú) 發(fā)生故障設(shè)備 OID 號(hào)TrapDes VARCHAR2 50 否 無(wú) 故障信息描述 規(guī)則管理模塊規(guī)則的表示在分析中，規(guī)則庫(kù)管理模塊通過(guò) JDBC 訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的規(guī)則信息。當(dāng)專家 本科畢業(yè)論文25在分析故障癥狀之后添加一條新的規(guī)則時(shí)，由規(guī)則庫(kù)管理系統(tǒng)將該信息添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中。另外，規(guī)則庫(kù)管理模塊自動(dòng)學(xué)習(xí)到的規(guī)則在由管理員或者專家確認(rèn)后自動(dòng)錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，成為新的規(guī)則。但是在我們的實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們把規(guī)則全部存入到了一個(gè)文件中，而沒(méi)有存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中。所有的規(guī)則是以 XML格式來(lái)保存的。在 Web 服務(wù)器模塊中對(duì)規(guī)則進(jìn)行的所有操作實(shí)際上都是對(duì)XML 進(jìn)行的操作。顯示規(guī)則就是檢索整個(gè) XML 文件，并將所有的符合條件的節(jié)點(diǎn)顯示出來(lái)。添加，修改和刪除操作都是對(duì)該 XML 文件中的規(guī)則節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的操作。這個(gè) XML 規(guī)則文件轉(zhuǎn)化為 CLP 文件后的一個(gè)規(guī)則信息如下：在 XML 中的表示如圖 所示：圖 XML 格式的規(guī)則。假如發(fā)現(xiàn)trap的OID ，那么就判定在該設(shè)備的認(rèn)證上出了問(wèn)題。并在事實(shí)庫(kù)中將該Trap事實(shí)去掉。(defrule authenticationFailure 認(rèn)證出了問(wèn)題 ?TrapEvent(PreTable {trapOID == .}(date ?date)(hostIP ?hostIP)(trapVar ?trapVar)(enterpriseID ?EnterpriseID)) = (add (new BackTable ?hostIP 該設(shè)備登錄管理服務(wù)器但沒(méi)有通過(guò)認(rèn)證 ?date ?EnterpriseID))(retract ?TrapEvent)) 本科畢業(yè)論文26以上就是一個(gè)規(guī)則的詳細(xì)表示。當(dāng)系統(tǒng)接收到一個(gè)告警信息時(shí)，告警服務(wù)模塊把告警信息封裝成一個(gè)告警對(duì)象，放入規(guī)則引擎中并對(duì)規(guī)則進(jìn)行匹配。如果接收到一個(gè)“登錄服務(wù)器時(shí)認(rèn)證不正確”時(shí)，上面顯示的規(guī)則會(huì)被激發(fā)，并分析出詳細(xì)的結(jié)果，圖 是在實(shí)習(xí)單位時(shí)接收到告警信息并匹配規(guī)則時(shí)的圖：圖 檢測(cè)到的告警信息對(duì)規(guī)則的管理對(duì)于規(guī)則的管理主要是管理員通過(guò)瀏覽器在成功登錄服務(wù)器后的操作?？蓞⒖忌厦娴?Web 服務(wù)器模塊的設(shè)計(jì)。 告警服務(wù)模塊該模塊實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的交互，主要包括兩部分：一部分負(fù)責(zé)向網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備發(fā)送輪詢信息及接收相應(yīng)的反饋信息，并對(duì)該信息進(jìn)行處理，從而獲得網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞刃畔?；另一部分，?dāng)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備或拓?fù)涑霈F(xiàn)異常時(shí)，該模塊自動(dòng)接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的告警信息，結(jié)合上一部分輪詢獲得的信息，調(diào)用規(guī)則庫(kù)管理模塊獲得相應(yīng)的規(guī)則對(duì)告警信息進(jìn)行過(guò)濾，分析得出該故障的發(fā)生原因及定位。下面的這段代碼用于接收告警信息的一段程序，它在源程序中是處于一個(gè)線程中的，源程序是個(gè)多線程程序。 if(() == ){//如果告警服務(wù)模塊接收到的是告警信息（非輪詢信息 trapObj = new PreTable()。 if(() != null)//接收到的 trap信息的Enterprise OID。 (().toString())。 else ( )。 (().toString())。 (new Date())。 (().toString())。//每一條過(guò)來(lái)的trap信息都帶有特定數(shù)量的參數(shù)，所以只需要將每個(gè)參數(shù)的值按一定的順序存入即可。 String trapVar = 。 for(int i=0。 i=().size()1。 i++) { trapVar += (i).toString() + 39。39。 } (trapVar)。 (trapObj)。 (trapVec)。 //將接收到的告警信息放入規(guī)則引擎進(jìn)行匹配。} 本科畢業(yè)論文27目前的設(shè)計(jì)中僅僅實(shí)現(xiàn)了告警信息的接收，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞陌l(fā)現(xiàn)。采用 AdventNet 公司的 SNMP Java 開(kāi)發(fā)包，可以使得接收并存儲(chǔ)告警信息變的很簡(jiǎn)單。該程序可以接收到的網(wǎng)絡(luò)故障信息包括設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞奈锢碜兓蛘吲渲米兓瑫r(shí)也可以也可以通過(guò)使用相應(yīng)的協(xié)議來(lái)判斷一些應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)故障，例如 web 服務(wù)故障、 mail 服務(wù)故障、ftp 服務(wù)故障。 項(xiàng)目中的難點(diǎn) 規(guī)則信息的收集網(wǎng)絡(luò)故障是由告警服務(wù)器模塊來(lái)接收的，要對(duì)這些故障信息進(jìn)行分析并制定規(guī)則，就必須先收集網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)設(shè)備的 MIB 信息以及可以發(fā)送的 Trap（告警）信息。然后制定相應(yīng)的規(guī)則。但是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商非常多，而每一個(gè)廠商的設(shè)備中的 MIB（管理信息庫(kù)）信息都不同。另外，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備也是多種多樣，比如有路由器、交換機(jī)、PC 機(jī)等設(shè)備，而每一種設(shè)備的 MIB 信息也各不相同，因此要識(shí)別網(wǎng)絡(luò)的故障信息，工作量非常大。本設(shè)計(jì)針對(duì)的設(shè)備主要是思科的設(shè)備。由于每個(gè)告警信息中都有相應(yīng)的告警信息 ID 號(hào)，所以通過(guò)查詢 ID 號(hào)就可以找到網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生的原因。我們要做的就是把思科可能產(chǎn)生的告警全部總結(jié)出來(lái)，并制定相應(yīng)的規(guī)則。這樣做過(guò)之后，無(wú)論思科系統(tǒng)發(fā)出什么樣的故障告警，系統(tǒng)都能夠檢測(cè)并接收到，隨后的處理也會(huì)變的比較簡(jiǎn)單。要搜索到所有的告警信息對(duì)象，就要先將思科的所有的 MIB 庫(kù)下載下來(lái)，然后一個(gè)個(gè)進(jìn)行分析。圖 是思科告警對(duì)象與 MIB 的對(duì)應(yīng)圖： 本科畢業(yè)論文28圖 思科設(shè)備的全部告警對(duì)象信息打開(kāi)每一個(gè)告警（Trap）對(duì)象，就可以進(jìn)入每一個(gè) Trap 的詳細(xì)描述頁(yè)面。比如“ciscoFlashDeviceInsertedNotif”就是一個(gè)當(dāng)思科閃存設(shè)備插入機(jī)器是產(chǎn)生的一個(gè)消息。當(dāng)點(diǎn)擊進(jìn)入后會(huì)有如圖 的顯示：圖 ciscoFlashDeviceInsertedNotif 告警對(duì)象的詳細(xì)描述上面的“DESCRIPTION”是對(duì)這個(gè)告警對(duì)象的詳細(xì)描述，而“OBJECTS”則是該告警信息的參數(shù)。這里共有兩個(gè)參數(shù)：ciscoFlashDeviceMinPartitionSize 和 ciscoFlashDeviceName。其中第一個(gè)參數(shù)是代表這個(gè)插入的可移除設(shè)備的最小分區(qū)的大小，而另一個(gè)參數(shù)是這個(gè)可移除設(shè)備的名字。整個(gè)告警信息的描述是這樣的：在該機(jī)器上插入了一個(gè)最小分區(qū)大小為 ciscoFlashDeviceMinPartitionSize，設(shè)備名字叫ciscoFlashDeviceName 的可移除設(shè)備。這樣一條完整的告警分析就完成了。整個(gè)思科設(shè)備的告警對(duì)象約有 2638 個(gè)，每一個(gè)都做具體分析的話工作量極 本科畢業(yè)論文29其大，并且顯得非常亂。針對(duì)第四軍醫(yī)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心試驗(yàn)網(wǎng)的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)圈定了可檢測(cè)告警信息的范圍，主要包括：登錄認(rèn)證、線路鏈接、遠(yuǎn)程操作、設(shè)置改變、設(shè)備實(shí)體插入、機(jī)器環(huán)境改變（比如及其內(nèi)部風(fēng)扇狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)題） 、允許 ip 設(shè)置、模塊變化等多個(gè)方面。測(cè)試期共挑選出 25 個(gè)告警對(duì)象并制定了相應(yīng)的規(guī)則。 規(guī)則知識(shí)基于 Jess 的規(guī)則引擎的編寫(xiě)也是一個(gè)非常復(fù)雜的事情。因?yàn)橐?guī)則語(yǔ)言跟平時(shí)遇到的語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則大相徑庭，所以要重新學(xué)習(xí)這樣一門(mén)新的語(yǔ)言—Jess。該語(yǔ)言的元素包括事實(shí)，規(guī)則，原子，變量和函數(shù)。 事實(shí)：用來(lái)表示已知的數(shù)據(jù)或信息。事實(shí)是一個(gè) N 元式，由一對(duì)圓括號(hào)括住的一個(gè)或 N 個(gè)域組成，這些域的數(shù)據(jù)可以是三種不同的類型，即：字 (以字母打頭的字符串) 、符號(hào)串 (括在一對(duì)雙引號(hào)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)字符串)、數(shù)值(整形數(shù)或?qū)嵭蛿?shù))，域之間用空格分開(kāi)。所有事實(shí)都保存在在工作存儲(chǔ)器中，所以稱事實(shí)為工作內(nèi)存元素。事實(shí)舉例：(hight 100m)表示“高度 100 米”可用命令“(assert 事實(shí)名)”可以將一個(gè)事實(shí)添加到工作內(nèi)存中。 規(guī)則：用來(lái)表示系統(tǒng)推理的有關(guān)知識(shí)。Jess 中的規(guī)則是變形的產(chǎn)生式規(guī)則，可用defrule 命令來(lái)定義，其格為如下：(defrule 規(guī)則名[注釋] 模式＝＞動(dòng)作) 待處理事件表：用于存儲(chǔ)匹配成功的規(guī)則集合，它相當(dāng)于一般產(chǎn)生式系統(tǒng)中的沖突集。 原子、變量和函數(shù)一個(gè) jess 程序由原子、數(shù)字、字符串組成。專用原子有 本科畢業(yè)論文30nil、TRUE、FALSE。一個(gè)基本的句子單元稱為 list。Jess 中所有形式都是通過(guò)list 實(shí)現(xiàn)的函數(shù)調(diào)用的形式。例如(colour orange) 或(+ 4 5 6)等等。下面以一個(gè)例子來(lái)解釋下一個(gè)規(guī)則的制定：在基于 Jess 的規(guī)則引擎中，添加一個(gè)“有一個(gè)舊手機(jī)待機(jī)時(shí)間是 23 小時(shí)”的事實(shí)，并添加一個(gè)規(guī)則“當(dāng)有待機(jī)時(shí)間低于 24 個(gè)小時(shí)的舊手機(jī)時(shí)，購(gòu)買(mǎi)新手機(jī)” 。 首先定義舊手機(jī)的模板：Jess (deftemplate 舊手機(jī) (slot 價(jià)錢(qián))(slot 待機(jī)時(shí)間)) 接著添加事實(shí)：Jess (assert (舊手機(jī)(待機(jī)時(shí)間 23))) 最后添加規(guī)則：當(dāng)舊手機(jī)的待機(jī)時(shí)間低于 24 個(gè)小時(shí)的時(shí)候，購(gòu)買(mǎi)一部新手機(jī)。Jess (defrule 買(mǎi)手機(jī) ?手機(jī)(舊手機(jī)(待機(jī)時(shí)間 ?timeamp。:( ?time 24)))(assert (購(gòu)買(mǎi)新手機(jī) ))(retract ?手機(jī))) 本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了網(wǎng)絡(luò)故障管理專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，并對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題及解決方案進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。這個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)涉及到了很多較新的知識(shí)，因此在開(kāi)發(fā)上有一定的技術(shù)難度。 本科畢業(yè)論文31第 5 章 結(jié)論本課題的目的是要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠檢測(cè)并分析網(wǎng)絡(luò)中的大部分故障的程序。由于工作量很大，因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)中主要是針對(duì)實(shí)習(xí)單位（第四軍醫(yī)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中學(xué)）的實(shí)際情況，對(duì)以太網(wǎng)中可能發(fā)生的故障進(jìn)行規(guī)則制定（著重針對(duì)思科設(shè)備） 。這項(xiàng)設(shè)計(jì)有很大的實(shí)際意義。它彌補(bǔ)了很多網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中對(duì)故障管理缺失的漏洞，并能夠較好的完成實(shí)時(shí)故障檢測(cè)和分析，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理有很大的促進(jìn)作用。由于這項(xiàng)設(shè)計(jì)采用的是專家系統(tǒng)的技術(shù)，可以由網(wǎng)絡(luò)管理員通過(guò)不斷的添加規(guī)則信息來(lái)豐富系統(tǒng)可以檢測(cè)的設(shè)備故障種類，因此是