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31.1项目背景31.2项目范围41.3项目要求41.4业务价值42项目目标52.1项目目标52.2性能要求53项目需求53.1功能需求53.2集成需求93.3实施需求93.4服务需求154环境要求164.1服务器164.2客户端174.3接口171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：1.5M1.3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①②③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。