【正文】 結(jié) 論 ..................................................................................................... 44 謝 辭 ....................................................................................................... 45 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 46 外文資料翻譯 ........................................................................................ 47 基于 nagios 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 商業(yè)化的網(wǎng)絡(luò)管理平臺已經(jīng)具備了比較完善的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測與管理功能，比較著名的商業(yè)化網(wǎng)絡(luò)管理平臺有惠普公司的 OpenView、 IBM 公司的 NetView、 SUN 公司的 SunNet Manager 等等。 詳細(xì)分析了 nagios 的架構(gòu)原理、工作流程、強(qiáng)大報(bào)警和插件擴(kuò)展方式的同時，也豐富了 nagios 的繪 圖效果，在原有的郵件報(bào)警基礎(chǔ)之上，增加了飛信報(bào)警、聲音報(bào)警功能， 并且對主機(jī)和服務(wù) 狀態(tài)進(jìn)行更直觀的監(jiān)控。 本 課題 立足于洛陽理工學(xué)院西區(qū)校園網(wǎng)，以開源網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件 nagios為基礎(chǔ)，搭建校園網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。而 Nagios 是一個基于 Linux 平臺的通用計(jì)算機(jī)服務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)?；?nagios 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 nagios 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控 管理 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘 要 大型企業(yè)和學(xué)校的 IT信息系統(tǒng)，其規(guī)模往往非常龐大，服務(wù)器總數(shù)量可以達(dá)到 10003000 臺之多，在日常的運(yùn)行維護(hù)工作中，對這些服務(wù)器的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控和管理就是非常具有挑戰(zhàn)性的工作。 而高可用系統(tǒng)采用負(fù)載均衡 等方式將故障節(jié)點(diǎn)對用戶進(jìn)行自動屏蔽，這種設(shè)計(jì)就要求監(jiān)控系統(tǒng)必須及時發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)并通知處理。其具有松散藕合、跨平臺、接口標(biāo)準(zhǔn)、高擴(kuò)展性、可基于 HTTP 協(xié)議靈活訪問等特點(diǎn)。通過對開源網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件 nagios 的二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn) 可以滿足自身校園網(wǎng)需求的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 通用，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，監(jiān)控利器 nagios，報(bào)警 基于 nagios 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II DESIGN AND IMPLEMENTATION BASED ON NAGIOS NETWORK MONITORING MANAGEMENT SYSTERM ABSTRACT Large enterprises and campus often has a largescale IT information system, it maybe have 1000 to 3000 servers. It39。 HP 的 OpenView 是一個跨 平臺的企業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)管理平臺，它的最大特點(diǎn)是被第三方應(yīng)用開發(fā)廣泛接收，已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者； IBM 的 NetView 是一個相對比較新，同時又具有良好兼容性的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，它可以作為一個跨平臺、即插即用的系統(tǒng)提供給用戶，也可以作為一個開發(fā)平臺，在上面開發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用； SUN 的 SunNet Manager 是第一個重要的基于 Unix 的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，它主要作為開發(fā)平臺而存在，僅僅提供很少的應(yīng)用功能。比較著名的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商 Cisco 公司針對自己的產(chǎn)品開發(fā)了 CiscoWork，它基于 SNMP 業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，利用嵌入式特征，在不同的異構(gòu)性網(wǎng)絡(luò)內(nèi)提供 Cisco 管理方案。 在開源領(lǐng)域，現(xiàn)在也出現(xiàn)了很多出色的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測與網(wǎng)絡(luò)管理軟件。 RRDTool 也是由 Tobias Oetiker 編寫的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載的開源軟件。 RRDTool 的繪圖功能非常強(qiáng)大，不過由于 RRDTool 的命令 復(fù)雜繁多，缺少數(shù)據(jù)采集功能，因此不便于使用。它的界面簡潔直觀，彌補(bǔ)了 RRDTool 命令復(fù)雜的缺點(diǎn)。在圖像管理上， Cacti 采用了樹狀結(jié)構(gòu)的查看界面，用戶還可以為某項(xiàng)監(jiān)測內(nèi)容建立模板，也可以導(dǎo)入別人做好的模板。對于不在默認(rèn)監(jiān)測范圍的服務(wù)，可以通過自己編寫插件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。開源網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測軟件也因此受到越來越多網(wǎng)絡(luò)管理人員的青睞。該監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對校園網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控、 cpu 負(fù)載情況的監(jiān)控、 web 服務(wù)器的運(yùn)行狀況監(jiān)控，以圖形 化的友好界面進(jìn)行顯示，并安裝了短信報(bào)警機(jī)制、郵件報(bào)警機(jī)制等功能。 基于 nagios 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 1 章 緒論 論文選題背景 隨著高校擴(kuò)招后的快速發(fā)展，校園網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模也相應(yīng)不斷擴(kuò)大，作為校園網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)人員，面對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不斷增多的情況下，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管 理方法已經(jīng)顯得力不從心。 作為網(wǎng)絡(luò)管理人員，最重要的任務(wù)就是要隨時了解網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況。 同時隨著我國各行各業(yè)信息化的迅速普及，機(jī)房作為 信息化的重要標(biāo)志其數(shù)量日益增多，銀行、電信運(yùn)營商等傳統(tǒng)的 IT 大戶自不必說，就是普通的大中企業(yè) .政府、院校以及大型醫(yī)院等在機(jī)房建設(shè)的投入上也是日漸增多，機(jī)房的規(guī)模越來越大。怎樣有效地管理好這么多的服務(wù)器成為擺在各 IT 部門面前的一道棘手的難題，在管理這些服務(wù)器的工作中有很重要一環(huán)是怎樣實(shí)時監(jiān)測它們的運(yùn)行狀態(tài)以及性能，如果單靠人工去監(jiān)測這么多服務(wù)器顯然既不科學(xué)也不現(xiàn)實(shí) 。發(fā)現(xiàn)這些問題后，可以在業(yè)務(wù)尚能正常運(yùn)行的情況下對潛在問題提前進(jìn)行處理 。 隨著高校數(shù)字化校園建設(shè)的深入 , 校園網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)的重要性日益彰顯 , 如何保證各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)為此提供穩(wěn)定可靠的服務(wù) , 是校園網(wǎng)絡(luò) 管理者所面臨的重要課題 . 校園網(wǎng)信息服務(wù)已從提供豐富的信息系統(tǒng)種類轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁└咝Ф€(wěn) 定的信息服務(wù) 。部分關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)己經(jīng)部署了監(jiān)控程序，但是往往存在以下局限性 : （ 1） 是所能監(jiān)控的項(xiàng)目有限，局限于簡單的 CPU 負(fù)載、 內(nèi)存使用、磁盤空間等項(xiàng)目 。 因此，一個能夠?qū)崟r監(jiān)測服務(wù)器系統(tǒng)的軟件對于服務(wù)器管理人員就顯得尤為重要。它強(qiáng)大的功能可以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器進(jìn)行全面的監(jiān)控，包括服務(wù)器上運(yùn)行的服務(wù) ( Apache、 MySQL、 FTP、 DNS 和 sshd 等 ) 的狀態(tài)和服務(wù)器系統(tǒng)資源的狀態(tài)。該監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對校園網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控、 cpu 負(fù)載情況的監(jiān)控、 web服務(wù)器的運(yùn)行狀況監(jiān)控、路由交換設(shè)備的監(jiān)控等以圖形化的友好界面進(jìn)行顯示，充分利用其報(bào)警功能，并安裝了聲音報(bào)警機(jī)制、郵件報(bào)警和飛信報(bào)警機(jī)制等功能。具體研究內(nèi)容包括 : (1) 分析現(xiàn)有各類監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀和問題，對當(dāng)前主流的商業(yè)監(jiān)控軟件、開源監(jiān)控軟件進(jìn)行比較和研究 。 (3) 分析統(tǒng)一監(jiān)控服務(wù)平臺的整體需求，包括告警、處理流程和功能要求等 。 (5) 根據(jù)校園網(wǎng)絡(luò) IT 系統(tǒng)部署的實(shí)際情況，分析、規(guī) 劃和部署監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)，盡可能實(shí)現(xiàn)跨地域、多層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的系統(tǒng)服務(wù)器監(jiān)控平臺，對實(shí)施過程中遇到的問題給出解決方法 。在設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中將 nagios 與現(xiàn)有服務(wù)系統(tǒng) (如郵件系統(tǒng)、短信系統(tǒng) )進(jìn)行了整合 。 (8) 對比分析新建應(yīng)用監(jiān)控平臺和原有監(jiān)控系統(tǒng)，并就相互的優(yōu)缺點(diǎn)評基于 nagios 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 述該系統(tǒng)為校園網(wǎng)絡(luò) IT 運(yùn)行管理工作帶來的效率和水平 等方面的提升。 (2) 提供多樣化的告警手段從而使維護(hù)人員能夠及時獲得報(bào)警信息 。 (4) 減輕監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)端的網(wǎng)絡(luò)、處理負(fù)荷，從而有效的提升整個監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行效率及可靠性 。 本文的結(jié)構(gòu)安排 論文共分六個章節(jié)，首先介紹了論文的背景情況、建設(shè)該系統(tǒng)的必要性，以及主要工作內(nèi)容，之后介紹了 nagios 系統(tǒng)的相關(guān)概念和技術(shù)原理。最后對該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施情況進(jìn)行了總結(jié)和展望。其隨著近些年企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐步擴(kuò)大、應(yīng)用系統(tǒng)復(fù)雜化而逐漸被關(guān)注。如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)尤其是 IT 數(shù)據(jù)中心的核心系統(tǒng)失效或運(yùn)行狀態(tài)不佳，企業(yè)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)就不能有效傳遞，使正常的業(yè)務(wù)流程受到影響，嚴(yán)重的更會給企業(yè)經(jīng)營帶來巨大損失，兩年前某國有大型銀行數(shù)據(jù)中心服務(wù)器故障導(dǎo)致整個業(yè)務(wù)系統(tǒng)停用大半天時間，就是一個很好的例子。為使用最少的資源對整個企業(yè)中的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行有效維護(hù)，以保持其性能和可靠性，管理人員必須選擇有效的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)來最大程度地發(fā)揮管理工具的價值，以減輕日常的重復(fù)性勞動和工作壓力，提高工作效率，將更多的精力用在系統(tǒng)管理上 。以前網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小，故障少，處理簡單，隨著校園網(wǎng)經(jīng)過一定時間的建設(shè)后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量增多，型號多樣，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)問題日益復(fù)雜化，問題層出無窮。運(yùn)行情況是否異常的最直觀判斷來自于對網(wǎng)絡(luò)流量的監(jiān)測，這是因?yàn)橥ㄟ^對網(wǎng)絡(luò)出口和各主干網(wǎng)的流量進(jìn)行監(jiān)測，才能獲得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及主干網(wǎng)的流量數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，就能發(fā)現(xiàn)基于 nagios 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 整個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況是否異常，判斷網(wǎng)絡(luò)的故障，并根據(jù)所掌握的情況進(jìn)行一些適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)量不斷增加，相互之間的融合交互日漸增多，應(yīng)用架構(gòu)體系越來越復(fù)雜，出現(xiàn)問題的概率也越來越高，使得管理員疲于奔命，卻仍然無法及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。使用監(jiān)控系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動化的監(jiān)控，實(shí)時查看全系統(tǒng)中應(yīng)用和服務(wù)的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性能的瓶頸，進(jìn)行自動處理或告警，保證整個業(yè)務(wù)系統(tǒng)高效、可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)，減輕管理人員的工作強(qiáng)度，提高工作作效率，減少因故障帶來的損失，有效的保障了企業(yè)的整體利益 。作為商用軟件，為了達(dá)到最佳的兼容性， OpenView、Tivoli 和 SiteView ECC 都使用 SNMP 一協(xié)議來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理功能，其中 Tivoli 可視為 OpenView 的更新和擴(kuò)展。而 Nagios 則擅長同時監(jiān)控大量服務(wù)器上的服務(wù)是否運(yùn)行正常，并提供多種報(bào)警手段。 SiteView ECC 作為一款國產(chǎn)軟件，從界面到操作都非常人性化，易于上手，支持分布式部署，可通過 SNMP 協(xié)議監(jiān)控大量主機(jī)運(yùn)行情況，但其也具有監(jiān)控指標(biāo)單一、定制性 擴(kuò)展性較差、新增監(jiān)控項(xiàng)受到產(chǎn)品授權(quán)約束等缺點(diǎn)，且在實(shí)際使用中表現(xiàn)一般，尚無法滿足通用監(jiān)控平臺的要求。 同樣是開源軟件的 Nagios 提供了不同的思路，其摒棄了使用傳統(tǒng)而復(fù)雜的 SNMP 協(xié)議，轉(zhuǎn)而使用監(jiān)控客戶端與服務(wù)端配合工作的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了簡單而有效的監(jiān)控手段，通過將監(jiān)控插件與程序本體分離的做法，提供了極佳的監(jiān)控?cái)U(kuò)展性和便利性，更出于其 系統(tǒng)資源占用小、支持分布式架構(gòu)、強(qiáng)大的主機(jī)服務(wù)狀態(tài)監(jiān)控能力和豐富的報(bào)警手段，使得其非常適合作為校園網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)內(nèi)部通用應(yīng)用監(jiān)控平臺。 nagios 監(jiān)控系統(tǒng)的 介紹 官方網(wǎng)站介紹： nagios174。在系統(tǒng)或服務(wù)狀態(tài)異常時發(fā)出郵件或短信報(bào)警第一時間通知網(wǎng)站運(yùn)維人員，在狀態(tài)恢復(fù)后發(fā)出正常的郵件或短信通知。 Nagios 能監(jiān)視所指定的本地 或遠(yuǎn)程主機(jī)以及服務(wù)，同時提供異常通知功能等。 Nagios 的功能是監(jiān)控服務(wù)和主機(jī)，但是它僅僅是整個監(jiān)控體系的框架，真正對服務(wù)的監(jiān)控和檢測功能都是由其調(diào)用插件來實(shí)現(xiàn)的。 Nagios 的主要功能包括 : （ 1） 對常見的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)行監(jiān)控 (PING.、 HTTP、 SMTP、 POP FTP 等 )。 （ 3） 提供接口以便用戶編寫專有檢測插件來實(shí)現(xiàn)對特殊服務(wù)的檢測 。 （ 5） 支持通過標(biāo)準(zhǔn)接口編寫腳本，在服務(wù)或主機(jī)發(fā)生問題時使用多樣化的手段將告警信息發(fā)送給指定聯(lián)系人或群組 (EMail、短信、 MSN、 等自定義方式 )。 （ 7） 支持通 過結(jié)構(gòu)擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)對主機(jī)的冗余監(jiān)控 。 （ 9） 可通過 WEB 界而進(jìn)行常用監(jiān)控命令操作 : （ 10） 支持分布式部署，可以應(yīng)用于大規(guī)模和多網(wǎng)絡(luò)層次的環(huán)境中。 （ 12） 外部命令界面，通過事件操作者 ,網(wǎng)絡(luò)界面和第三方的應(yīng)用，允許在傳輸過程中有修改監(jiān)控和通知的行為。 Nagios的監(jiān)控工作都是通過插件實(shí)現(xiàn)的，因此， Nagios 和 Nagiosplugins 是服務(wù)器端工作所必須的組件。各插件關(guān)系如下圖 21 所示 。 Nagios 將此信息暫存在一個待處理信息的隊(duì)列中，定期掃描這個隊(duì)列，從中取出檢測的結(jié)果信息進(jìn)行分析，并按照程序邏輯來做適當(dāng)?shù)膭幼?(比如發(fā)出告警、記錄日志、執(zhí)行命令等等 )，就這樣周而復(fù)始的完成整個監(jiān)控過程。這也是所有監(jiān)控模式中最為簡單的一種，具有以下特點(diǎn) : 基于 nagios 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 （ 1） 監(jiān)控模式簡單，配置簡便，只需在監(jiān)控主機(jī)上根據(jù)需要的監(jiān)控項(xiàng)進(jìn)行配置即可 。 （ 3） 要求監(jiān)控主機(jī)和被監(jiān)控機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)端口直接可達(dá)，例如要監(jiān)控A 主機(jī)的 FTP 服務(wù)， B 主機(jī)的 HTTP 服務(wù)， C 主機(jī)的 SSH 服務(wù)及所有主機(jī)的開機(jī)情況，則監(jiān)控主機(jī)分別到達(dá)這些主機(jī)的 Ping、 FTP、 HTTP、 SSH 端口必須打開，否則無法進(jìn)行