可视化数据中心软件的技术方案
数据中心可视化技术方案北京金商祺股份有限公司2013.12
目录
1项目概况3
1.1项目背景
3
1.2项目范围
4
1.3项目要求
4
1.4业务价值
4
2项目目标5
2.1项目目标
5
2.2性能要求
5
3项目需求5
3.1功能需求
5
3.2集成需求
9
3.3实施需求
9
3.4服务需求
15
4环境要求16
4.1服务器
16
4.2客户端
17
4.3接口
17
1项目概况
1.1项目背景
中国科学院计算机网络信息中心ARP运行支持中心（简称ARP中心）是中国科学院科研管理信息化方面的技术支撑与服务机构，承担中国科学院资源规划（ARP）项目的建设、运行保障和应用支持工作，以及中国科学院网站群系统建设和平台维护、各站点运行保障和技术支持工作。同时，ARP中心还着力在科研管理与信息技术融合、政府行业信息化、信息资源指标体系建设与信息挖掘服务等方面开展大量的研究工作
经过近几年的发展，IT环境在业务发展的重要性越发明显，但另一面由于ARP 中心管辖的机房建设历史时间较久，在目前的IT管理过程也有以下问题：资源信息分散：目前IT部门所管理的资源类型和数量较多，但是缺乏一个精确的整体资源视图。加上不同部门与人员查看的信息又有所不同，设备维护与管理导致信息分散记录在不同的系统与团队，整体的IT资源情况没有一个统一的平台直观
的查阅与了解。另一方面目前IT架构经常发生面临着日常的变更，加上虚拟化技术的应用，使得当前的IT架构信息日益成为一个黑匣子，这使得变更与日常作业的风险加大，同时对整个IT架构的演进也越来越缺少把握与了解。
监控数据缺乏整合：目前ARP中心部署着各种监控系统，从环境监控到主机监控与网络构监控，被按设备类型分散到各个不同的监控系统之中，这使得日常的告警与关联分析面临较大的困难，而且难以清楚的了解一个机房到底目前有多少告警。
针对ARP中心机房的日常运维管理，本方案希望借助利用最新的计算机图形技术，基于三维虚拟现实的最佳形式实现对数据中心的真实展现，能够实现基于三维环境对机房、机柜和各类设备的管理功能，真正实现一个立体式、可视化的新一代机房运行管理平台，以长远改善这一现状，利用现有监控工具的监控能力与监控数据，通过可视化平台进行展示与分析，以提高信息传输理解的效率，更直观的掌握数据中心的整体情况。
参考资料：
可视化（Visualization）是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术
1.2项目范围
物理范围：中科院院机关机房
集成范围：将神州泰岳的NMS对接可视化平台。
功能范围：机房环境可视化、资产可视化、监控可视化
1.3项目要求
需要扎实构建一个平台级的可视化系统，长远的满足各种信息需求，宏观上可以整个机房的情况，具体要求如下：
1)将目前数据中心的物理情况进行虚拟仿真，将机房与外面的监控
室进行楼宇建模，从机房的任何一个机柜或设备，完成物理可视化。
2)将每一个设备的基本配置信息纳入可视化平台，通过任何物理可
见的设备就可以查找到相关的配置信息，通过任何一条配置信息也可以查
找到相关设备，完成资产配置可视化，实现基本的资产管理功能。
3)集成目前神州泰岳的NMS监控工具的监控数据，如主机性能、网
络性能数据，以及各种设备的告警信息。
1.4业务价值
采用3D技术对数据中心进行刻画，这被称为虚拟仿真（Virtual Environment），即通过技术手段把数据中心的一切物理存在的对象进行数据建模（从楼宇到设备，从地板到网线），以3D的方式在计算机中生成出来，进行查看、交互、分析，机房不再需要现实中用脚走过去参观与查看，而是随时随地的以任意一个视角进行切入，如果想知道核心的业务系统的机器分别分步在哪一些机柜之中，或者哪一些机柜空间的空间剩余还过半的，用一个查询，虚拟3D机房就会直观的输出一个图景，各种监控设备的运行数据和状态信息，与虚拟机房相结合后，并允许用户从任意时间、任意地点、任意视角进行查看任意对象的任意信息
IT管理人员可以借助可视化平台的交互能力，透视数据中心的每一个角落，查看其关心的各种基础设施组件，获取相关信息，查询实时状态，甚至执行必要的操作指令。采用符合直觉的操作方式，降低了信息查询和浏览的难度，使运维管理人员能够大幅提升操控效率，加快响应速度，缩短处理时间
2项目目标
2.1项目目标
1)构建一个平台级的可视化系统
2)完成机房的物理环境、资产设备的虚拟仿真可视化
3)完成基础监控工具的监控数据可视化与IT监控的告警可视化
4)具备未来功能拓展与其它工具集成的开放能力
2.2性能要求
1)展示对象配置信息<3秒
2)进入任意场景视图<3秒
3)图层信息展示视图<3秒
4)告警数据展示<2秒
5)查询任何对象<3秒
3项目需求
3.1功能需求
要求能够充分利用最新的计算机图形技术，以3D虚拟仿真的最佳形式实现对数据中心的真实展现，能够实现基于3D环境对机房的运行情况进行实时监控，同时可以支持充分的针对机房、机柜和各类设备的管理功能，真正实现一个立体式、可视化的新一代机房运行管理平台。具体要求功能如下：
系统采用B/S架构，支持利用浏览器直接通过鼠标实现直接实现三维系统的的访问和浏览；
系统展示效果要求全三维：通过鼠标点击三维可视化环境中实现建筑、机房，机房子区域、机柜、设备和设备端口逐级进入和浏览。
建筑
物级
楼层
级
房间
级
机柜
组级
机柜
级别
设备
级别
监控系统可视化：监控系统可视化功能模块提供丰富的数据接口，支持接入环境监控工具的监控数据，从而在三维仿真环境中实现数据中心监控系统的实时数据和报警展示：
环境监控接入模块：支持电力、制冷、温湿度、安防、消防等
根据建筑图纸和机房实际部署情况建立完整园区、楼层、机房、设备安装部署情况及动力环境等附属设施的直观3D展示场景。为数据中心基础设备管理提供与实际情况相一致的3D可视化管理环境和统一的用户访问界面。
在3D可视化管理环境中采用Google Earth类似的逐级进入方式，实现园区（数据中心），楼层，机房，机柜组和机柜，设备，端口，线缆七级全3D 浏览和全鼠标操作。
3D模型要求：
机房3D模型：表现机房楼层的结构布局和典型特征。
设备3D模型：通过模型可以明确识别设备品牌和型号，支持用户现场已有设备的前后面板展现。
模型支持在线下载更新。
资产管理针对数据中心的所有物理设备，包括独立设备（大型服务器和存储、空调、UPS、配电柜）和上架设备（上架安装的服务器、存储和网络设备等）的可视化管理。
信息查询：支持在3D可视化环境中通过鼠标点击操作实现对设备台帐信息的直观查询。
设备定位：实现通过关键字在3D可视化环境中的进行快速设备定位查询：支持通过关键字进行设备信息的模糊查询，必须支持针对设备品牌、操作系统类型、管理员对象、设备使用单位几个重要关键字对设备进行模糊查询和定位。方便管理员快速了解目前的相关资产信息和分布。
数据管理：支持基于现场实际机柜布局和已有设备台账数据自动生成
机房3D场景。在相关场景中，机柜间的位置关系、设备在机柜中的位置与实际中的布局一致。
数据录入：
提供资产设备信息的批量导入方式（电子表格）进行维护
提供系统界面来手工维护供资产设备信息
提供开放的数据接口，供日后与资产管理或CMDB进行对接，以便自动维护资产信息。
在3D可视化环境中支持对机房中所有机柜的连续可用空间分布查询，,统计结果能够在3D环境中以柱状图方式直观表现
在3D可视化环境中支持机房机柜用电量分布统计，能根据不同的颜色区分相关的机柜用电量大小；支持对机房机柜用电量的分布图可视化渲染表现。
在3D可视化环境中支持对机房承重分布情况统计，能够以柱状图方式直观表现当前机房中每个机柜的承重状态，方便管理员实时了解机房布局并进行有效调整。
3.2集成需求
可视化系统需与环境监控系统实现对接，功能要求说明如下：
在NMS监控系统中的主机、网络以及环境设备的监控数据，告警至少包括：
对象ID
时间信息
设备类型
告警级别
告警标志
告警文本
性能数据至少包括：
对象ID
性能指标名称
性能指标阀值
监控性能数据
3.3实施需求
对于实施过程中需要用到的3D建模制作，相关的要求细节及制作规则如下。
3D制作要求
1.机房内部结构布局（室内建筑）：实现机房内部的三维表现
1 .1
所需信息：机房建筑结构及设备
总体布局
数据要求：CAD平面布局图（DWG文件）
VISIO文件
说明：根据CAD图需得到以下基本信息：
①各房间的详细建筑尺寸。（如房间的长，宽等）
②房间附属物体的位置及大小信息。（如门窗的位置和大小，房柱的位置和大小等）
③房间内设备的布局示意，如机柜，小型机等（如左下图所示）
④如CAD图可反应出房间内砖块的真实布局（如右下图蓝线所示），则更有利
于三维场景逼真再现实际机房布局，使如机柜或小型机等设备可按实际砖块位置摆放。
另外，如果有设备布局的其他文件如VISIO或PDF也可使用
示例：
此类CAD图可提供以下信息：
①房间的建筑尺寸
②设备的大致布局
无法从此类CAD图得到如下信息：
①设备的精确位置
②设备的具体型号
③机柜的朝向无法辨别
此CAD图可提供以下信息：
①房间的建筑尺寸
②设备在房间中的准确位置（可以通过
数地板块来确定）
③可以看出机柜的正面朝向（如红圈所
示）
④可以看出设备的型号（如绿圈所示，
NW表示网络机柜）
VISIO文件也可以详细的看出设备的布
局及精确位置和朝向及型号等信息
三维场景实现
1
.2
所需信息：机房高度信息数据要求：层高信息：地板以下高度、地
板到天花板高度、天花板以上高度。
示例：
地板下高度：0.8M 地板到天花板高度：3M 天花板以上高度：1.5M
1
.3
所需信息：机房装修风格；设备
布局；机柜/独立设备外形
数据要求：机房内部照片
示例：
照片不低于500w像素，清晰，尽量正视拍摄；
机房布局照片：按照通道顺序拍摄，便于了解机房布局情况。（如下图中的①～③所示的拍摄顺序为逆时针围绕机房进行拍摄）
需要重点表现的细节：尽量正视照片，清晰照片。
实景图片三维场景实现
①
②
③
对于建筑物特殊的细节也需要拍照
机房的边缘也需要拍摄，可看到砖块在边缘
的实际情况
对于机房内的典型设施需特写拍照（如
烟感，门禁等设备）
细节尽量以正视角度拍，如对这个门的
特写照片
4.专用设备：实现设备的三维展现
4
.1
所需信息：设备外形数据要求：设备外形照片
说明：照片不低于500W像素
典型标志：正面照片
实景图片三维场景实现
正面特写
背面特写
侧面特写
设备细节特写，最好能拍到设备的型号，这样有助于我们能够查到更详尽的设备信息
4
所需信息：设备参数数据要求：长、宽、高外形尺寸
.2
说明：三维模型设备制作需要准确的外形尺寸信息。
①设备的具体型号
②设备的外形尺寸
如可以对设备进行特写拍照，可按以下方式进行：
从正面拍摄设备的底部，可看出该设备
宽度和所占砖块的比例关系。
从侧面拍摄设备的底部，可看出该设备
深度和所占砖块的比例关系。
3.4服务需求
可视化系统需要提供售后服务保修，保修期从系统验收之日起算为一年时间。
并遵循以下条款提供售后服务和技术支持：
技术咨询
在项目期间保证安全和质量的前提下提供技术咨询服务
在网络安装和系统测试期间，有义务对买方的技术人员进行指导。
在系统扩容、软件升级及新增或扩容相关系统时，需有技术人员指导。
合同系统投入生产前，我方协助买方建立系统有关的维护细则和维护流程。
产品升级
在系统投产后，系统软件产品现有模块功能有所改进，增加新功能的最新版本，均免费提供买方使用。
在合同规定的保修期内提供系统更新，负责免费装载。纠正或替换的系统资料随系统更新免费提供给买方。
故障支持
在保修期内，如提供的系统出现故障，应提供灵活、多样的通信手段，
提供5*8的响应服务，保证在任何时候买方人员都能及时找到服务人员。
服务手段
针对不同性质和严重级别的故障，依次采用如下手段进行服务：
电话支持服务：技术支持人员会尽量即时在电话中帮助用户解决问题，若当时不能马上解决，热线人员会记录用户单位的名称，联系电话及联系人，在得到解决方案后，立刻主动与用户联系。我方提供每周5天、每天8小时的电话支持服务。
电子邮件热线服务：用户碰到问题，通过电话联系不便的情况下，为用户提供了电子邮件服务。用户可将电子邮件发到指定的电子邮箱，将有专人接收用户的邮件并及时做出解答。
远程联机服务，如果能够给我方提供远程联机服务的相关条件，如VPN接入或拨号接入等，在发生故障或需要技术支持的情况下，我方工程技术人员能够直接远程进入用户系统，及时进行检查或进行技术支持，查找故障、分析并提出解决问题的方案
现场服务：服务方在接到需方的技术支持服务请求后，如果不能通过电话支持服务和远程支持服务解决设备发生的技术故障，且经双方商议确认需要进行现场支持的情况下，服务方将派技术小组赴现场协助需方排除故障。到场和解决的时限按照服务内容中约定要求执行。
保持经常性的联系：为了准确了解用户的需求、实际应用中所面临的问题及对用户的服务状况，公司客户服务中心将通过电话方式定期访问用户，以便及时发现问题适时调整服务内容从而更好地做好服务。
4环境要求
4.1服务器
Server 2003 windows+
双核CPU2.8GHz+
内存8G Memory+
硬盘300GB+
JDK 1.6
4.2客户端
Server 2003 windows以上或wnidows7双核CPU2.8GHz+
内存1G +
显存1G+
硬盘300GB+
IE8.0
4.3接口
支持的接口类型：
WebService
ActiveMQ
数据类型
JSON
XML