2023年12月28日发(作者：)

基于Ｊａｖａ机房管理系统的设计和实现　何庆兵，杨芬秀，欧阳欣，韩晓山　（中　石油长庆油刚分公司勘探开发研究院）　摘　要：为了提高大型地球物理数据机房管理水平，本丈采用Ｊａｖａ技术设计实现了基于Ｗｅｂ方式访问的机　房管理系统。主要介绍了系统开发环境、采用的主要技术、数据库设计和系统功能开发。该系统具有软件管　理、硬件管理、用户管理、设备监控和远程控制等功能。通过该系统的运行，可辅助计算机技术人员对机房　状况快速了解，达到提高机房管理效率的目标，并具有一定应用和推广价值。　关键词：机房管理；远程控制；Ｊａｖａ技术　大型地球物理数据机房运行着大型并行计算　机、数据库服务器、专业服务器、磁盘阵列、网　络设备和高性计算集群系统，机房重要性不言而　喻。为保障计算机系统和硬件设备的正常运行，　机房环境和动力系统如配电、ＵＰＳ、空调、消防　Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ组件、Ｊａｖａ　Ｂｅａｎ类、Ｈｔｍｌ刚页、　ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ脚本、数据库和其他资源组成，统一在　Ｗｅｂ服务器中运行，客户端通过浏览器访问数据　库信息和使用软件系统功能．　．１．２　Ｗｅｂ应用服务器　等设施必须２４ｈ全天候运转。如果一旦机房设备　出现故障，对存储的数据和软件系统将造成影响，　甚至可能损坏硬件设备，造成经济损失，因此机　Ｗｅｂ应用服务器主要作为运行Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ组件　和ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ脚本的应用容器。Ｗｅｂ应用服务器　作为Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ应用容器，主要负责处理浏览器客　户端请求。Ｗｅｂ应用服务器把请求传送给　Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ，Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ处理后，Ｗｅｂ应用服务器冉　房日常管理已成为计算机技术人员主要任务。该　机房一般实行２４ｈ专人值班，按照机房巡视路线，　值班人员定时巡视机房设备，但随着计算机设备　不断增加，新技术不断引进，面对庞大的计算机　把结果返回给客户端。Ｗｅｂ应用服务器　Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ之间接口是南Ｊａｖａ　Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ　ＡＰＩ定义，　和环境设备运行产生的信息量，人工管理方式越　来越显得力不从心，因此需要建立一套与机房管　理对象相配套的信息平台，实现对设备运行状态、　ＣＰＵ及内存使用情况、设备维修保养记录、机房　运行环境和软件系统许可等信息的监控和管理。　为保障机房安伞运行，提高机房管理效率和水平，　本文尝试提出并设计一套基于Ｗｅｂ网页方式访　问、控制的机房管理系统。　Ｊａｖａ　Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ　ＡＰＩ定义了Ｗｅｂ应用服务器传递给　Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ的对象类，如请求对象ｓｅｒｖｅｒｌｅｔＲｅｑｕｅｓｔ　和响应对象ｓｅｒｖｅｒｌｅｔＲｅｓｐＯｎｓｅ。ｓｅｒｖｅｒｌｅｔＲｅｑｕｅｓｔ　ｌ系统开发环境及关键技术　１．１开发环境Ｉ　主要封装了客户请求信息，ｓｅｒｖｅｒｌｅｔＲｅｓｐｏｎｓｅ主　要封装了服务器响应结果。当浏览器客户端请求　访问Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ时，Ｗｅｂ应用服务器将创建　ｓｅｒｖｅｒｌｅｔＲｅｑｕｅｓｔ对象存储客户端请求信息，并把　陔信息传递给Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ组件，Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ把响应结　果写到Ｓｅｒｖｅｒ１ｅｔＲｅｓｐｏｎｓｅ对象巾，然后『＿｝ｊ＿　Ｗｅｂ应　用服务器把结果发送给浏览器客户端，同时在计　算机屏幕上显示。　１．３　Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ技术　机房管理系统软件开发平台采用企业级Ｊａｖａ　应用程序的集成开发环境，集成环境具有编码、　Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ是一利１支持Ｊａｖａ语言的服务器组　调试、测试和发布等四大功能，支持Ｊａｖａ语言、　Ｈｔｍｌ语言、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ脚本和ＪＤＢＣ数据库链接　Ｉ：具等多项功能。本文创建的机房管理系统Ｊａｖａ　Ｗｅｂ项目，应用集成至Ｗｅｂ服务器作为系统发布　和测试环境。该系统前端浏览器客户通过Ｈｔｍｌ、　ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ语言编写的网页访问Ｗｅｂ服务器，后　件，运行在Ｊａｖａ虚拟机上，是一种动态加载模块，　为浏览器客户请求提供服务，Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ采ｊ｛ｊ请求　和响应方式与客户端进行通信～Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ技术框　架主要由Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ抽象类、接口和Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ　ＨＴＴＰ　类组成，这些接ｆ］封装了浏览器客户端清求和响　应信息，如请求　‘式、参数名、参数值、　议、　台使用Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ和Ｊａｖａ　Ｂｅａｎ技术实现与数据库　的动态交互。综上所述，机房管理系统由一组　响应输出流等。这些类和接ｎ软件包在Ｗｅｂ应用　服务器启动后会自动装载Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ容器中，并调　

用初始化方法进行配置。当有客户端请求时，　Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ容器负责创建请求和响应对象，根据互　联网超文本传输协议标准，最常见的请求方式　主要有ＧＥＴ、ＰＯＳＴ两种，通过ＧＥＴ或ＰＯＳＴ获　取请求信息和返回响应信息，Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ技术实现　了Ｗｅｂ网页多客户端请求和访问数据库的功　能，并具有返回给客户动态Ｈｔｍｌ网页功能，最　后Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ随Ｗｅｂ应用服务器终止而释放系统　资源。　１．４　ＪａｖａＢｅａｎ技术　系统要求具有智能化实时语音电话报警、短信提　示、实时事件记录功能。最后系统除要求达到实　时监测机房环境各项运行指标外，还要符合国家、　集团公司和油田公司对计算机机房管理标准和制　度要求。　２．２功能需求　根据总体要求，系统设计１３个功能模块，主　要包括动力环境监控、精密空调监控、漏水监控、　配电监控、视频监控、门禁监控、消防监控、ＣＰＵ　监控、存储监控、软件许可监控、网络监控、远　ＪａｖａＢｅａｎ是一种用Ｊａｖａ语言写成的可重用、　跨平台的软件组件，在Ｗｅｂ应用项目中，开发者　将模块功能、数据处理、数据库访问等方法用　Ｊａｖａ语言创建、统一打包ＪａｖａＢｅａｎ组件对象中。　按照传统面向对象程序设计思想，ＪａｖａＢｅａｎ由属　性、方法和事件３部分组成。ＪａｖａＢｅａｎ分为两种：　种是有用户界面，另一种是没有用户界面，没　有用户界面的ＪａｖａＢｅａｎ主要负责处理事务，如数　一程处置和地震磁带介质管理。结合目前技术能力，　本文主要对机房空调设备、计算机ＣＰＵ和内存运　行状态、软件许可、硬件设备、磁带介质管理等　功能模块实现初步开发，并实现计算机工作站远　程关机功能（图１）。　地球物理数据机房管理系统　据运算、操纵数据库。ＪａｖａＢｅａｎ对象在使用过程　中分为页面、请求、对话、应用４个范围。在项　目开发过程中可以把ＪａｖａＢｅａｎ看成一个黑盒子，　黑盒子功能和属性一般由项目开发小组成员独立　开发，其他成员只需引用而不必了解其内部结构。　访问ＪａｖａＢｅａｎ的属性通过ｇｅｔ和ｓｅｔ方法，浏览　器客户端网页通过ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ、Ｓｅｒｖｌｅｔ来使用这　些方法。通过ＪａｖａＢｅａｎ技术，使得ＨＴＭＬ美工　设计与Ｊａｖａ程序开发相分离，降低了网站前端美　工设计人员对Ｊａｖａ编程能力的要求，提高了开发　Ｗｅｂ项目效率。　地　震　磁　带　介　【Ｉ薹　翼ｌ　Ｉｌ　ＩＩ墓　ｌＩ孳ｌＩ量　控｝　１图１机房管理系统功能　远　程　处　置　质　管　理　３系统设计与实现　在上述需求分析中，明确了系统要完成的功　能，是目标系统的一个逻辑模型，系统设计与实　现就是把“做什么”的逻辑模型转换为“怎么做”　的物理模型。　３．１系统功能设计　２需求分析　需求分析在软件系统设计、开发过程中处于　起始位置，主要完成对用户需求的分析调研，编　制需求分析报告，提出系统要“做什么”的要求，　在此基础上确定系统总体要求和系统结构。　２．１总体要求　系统功能设计是把一个复杂问题逐步分解为　若干个小模块的过程，每个模块完成系统中某一　功能，将所有模块整合，就形成一个完整的系统。　本文利用统一建模语言（Ｕｎｉｆｉｅｄ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　Ｌａｎｇｕａｇｅ，简称ＵＭＬ）活动图描述机房管理系统　的实现步骤。ＵＭＬ语言是一种用于软件系统开发　的图形化语言，为软件开发所有阶段提供模型化　和可视化支持，适用于从需求分析、系统设计至　为保障大型地球物理数据机房设备正常运　行，通过采用先进的计算机技术、智能化技术、　网络通信技术、视频传输技术、图像处理技术等，　实现对机房供电、ＵＰＳ、空调、消防、漏水、新　风、温湿度检测、门禁系统、计算机ＣＰＵ运行状　态、软件许可、存储资源、网络流量等信息进行　集中统一监控和管理。在机房停电、电源故障、　环境温度过高、非法闯入、火灾和漏水等紧急情　况下，能够及时记录、查询，并自动快速报警，　系统测试等不同阶段。ＵＭＬ活动图主要用来展示　系统功能模块工作流程及执行顺序（图２）。　３．１．１　ＣＰＵ监控和内存监控　ＣＰＵ监控和内存监控功能主要实现以图、表　方式监控计算机设备ＣＰＵ和内存使用情况。该功　Ｌ０ｗ　Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　Ｏｉｌ＆Ｇａｓ　Ｆｉｅｌｄｓ低渗透油气田　１４３　

图２机房管理系统总体活动图　能提供ＣＰＵ和内存利用率信息的录入和查询界　面。由于机房计算机设备多，为减轻信息录入工　作量，同时开发了批量、自动获取计算机设备ＣＰＵ　和内存信息功能。　式读取机房４台空调的温度、湿度数据。本文开　发了空调设备监控ＫｔＳｂＧ１Ｄｂ的ＪａｖａＢｅａｎ组件，　设计了数据录入、查询、显示接口和方法。在今　后系统完善过程中，可在机房加装温度、湿度传　感器，实现实时检测机房内温度、湿度，一旦机　房内温度、湿度值越限，系统将自动报警，还可　以将一段时间内机房里的温度、湿度值通过历史　曲线直观地表现出来，以方便机房管理人员进行　对比查看。　３．１．４远程关机　自动获取ＣＰＵ和内存利用率功能模块实现　思路如下：在被监控的Ｌｉｎｕｘ计算机上创建　Ｃｒｏｎｔａｂ周期性执行命令，输入Ｃｒｏｎｔａｂ，录人格　式为　ｆｒｅｅ　１　ｇｒｅｐ’Ｍｅｍ：’［ｇａｗｋ’｛ｐｒｉｎｔ￥３｝’＞　／ｔｍｐ／ｆｒｅｅ．ｔｘｔ命令，计算机将自动把内存利用率存　储到ｆｒｅｅ．ｔｘｔ文件中。录入格式为　ｔｏｐ—ｎ　１　ｌ　ｇｒｅｐ’Ｃｐｕ（ｓ）’Ｉｇａｗｋ’｛ｐｒｉｎｔ￥２）’Ｉｇａｗｋ—Ｆ’％　｛ｐｒｉｎｔ　￥１｝’＞／ｔｍｐ／ｃｐｕ．ｔｘｔ命令，计算机将自动把ＣＰＵ利　用率存储到．ｃｐｕ．ｔｘｔ文件中。在Ｗｅｂ服务器后台，　系统管理ＪａｖａＢｅａｎ组件ＣＰＵＧＬＤＢ批量扫　描．ｆｒｅｅ．ｔｘｔ和．ｃｐｕ．ｔｘｔ文件，读取文件中数据并写　入数据库ｈｄｃｐｕ、ｈｄｍｅｍｏｒｙ表中，最后用户通过　该功能模块主要实现对机房处理、解释计算　机工作站一键式远程关机。本文开发了工作站管　理ＹｕａｎＣｈｅｎＣＺ　Ｄｂ的ＪａｖａＢｅａｎ组件，实现工作　站名称、操作系统类型、版本、网络地址、维护　人员、安装时间等信息的录入、查询，设计了批　量、远程、关闭工作站的方法。　远程关机功能实现思路如下：通过浏览器客　户端批量选择要关闭工作站后，用户点击提交后　台，后台ＪａｖａＢｅａｎ组件会自动查询要关闭工作站　ＣＰＵＸＩＮ　ＴＸ．ｊｓｐ、ＣＰＵＸＩＮ　ＣＸ．ｊｓｐ脚本文件访问　数据库表，并以图、表方式浏览设备ＣＰＵ和内存　使用情况及其效果图。　３．１．２软件许可管理　软件许可管理功能主要开发、设计了软件相　关信息的数据库表和ＪａｖａＢｅａｎ组件，该功能模块　主要实现软件版本、安装设备、安装时间、升级　的数据库信息表，并向被关闭的工作站发送　ｓｈｕｔｄｏｗｎ．ｍ”＋工作站网络地址＋“一ｓ—ｔ　０”　命令。　３．２数据库设计　“时间、维护人员和许可时间等信息的录入和查　询。对许可到期的软件，系统会自动提前一个月　进行预警提示。本文开发了软件许可管理　ＲｕａｎＪｉａｎＸｋＤｂ的ＪａｖａＢｅａｎ组件。　３．１．３空调设备监控　—数据库是整个系统的基础和核心，通过把系　统中大量的数据按照系统逻辑模型集合起来，创　建最优的数据库模型，建立物理数据库表，最后　实现应用系统数据存储和查询。数据库设计一般　有６个阶段，即需求分析、概念模型设计、逻辑　模型设计、数据库物理设计、数据库实施和数据　空调设备监控功能主要实现机房空调温、湿　度信息的录入、查询和显示，并以温湿计图形方　库运行维护等。概念模型是设计人员从用户角度　１４４－避低渗透油气田Ｌｏｗ　Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉ　

看待数据和Ｔ作流程，产生　能被用户理解的模　型，在软件系统开发过程中一般使用实体一联系　方法图。图３为硬件设备实体图。　作，在系统测试前需准备好测试方案和测试数据，　测试的重点在于系统能否实现需求分析中设计的　功能，同时挖掘出系统存在的错误与缺陷，提供　给软件开发人员进一步改进。系统测试一般采用　黑盒子测试，把程序看成一个黑盒子，不考虑程　序内部结构，重点测试程序是否满足需求分析说　明要求的功能。本文在开发过程中就进行了数据　测试，重点检查了系统功能的逻辑错误和程序　图３　机房管理系统硬件设备实体图　缺陷。　逻辑模型阶段主要任务就是把概念模型阶段　的实体一联系方法图转换为某数据库产品支持的　逻辑结构表（表１）。　表１　机房管理系统硬件设备逻辑模型结构表　列名　ｈｄｎａｍｅ　数据类＇　Ｖａｒｃｎａｒ　长度（ｍ）　２０　３０　ｌ６　４结论　（１）采用基于Ｊａｖａ机房管理系统作为研究　对象，以提高机房管理效率为目标，利用软件Ｔ　程方法实现对象系统。　（２）在系统开发过程中，主要介绍了系统需　允许宅　功能描述　计算机硬件名称　求分析、总体要求和功能需求，并应用ＵＭＬ统　一ｈｄｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｖａｒｃｈａｒ　ｈｄｉｐ　Ｖａｒｃｎａｒ　是　足　物　位置　网络地址　建模语言分析系统模型，设计了数据库，采用　系统功能，最后通过软件部署测试了系统功能。　参考文献　Ｊａｖａ语言、Ｓｅｒｖｅｒｌｅｔ和ＪａｖａＢｅａｎ等关键技术实现　ｈｄｃｐｕ　ｌｆｏａｔ　是　ＣＰＵ信息　ｈｄｍｅｍｏｒｙ　ｌｆｏａｔ　是　肉“　息　３．３系统部署及测试　［１】　孙Ｈ琴，李洪成，等．Ｔｏｍｃａｔ　Ｊａｖａ．Ｗｅｂ　ＪＩ：发技术洋解【Ｍ】，北　京：电子１　业　版｝ｆ：，２００４：２９　３９．１２３　１２８．　机房管理系统Ｗｅｂ平台部署在Ｗｅｂ应用服　务器中，为提高用户连接数量和效率，本文把数　据库与Ｗｅｂ应用服务器配置到不同设备＿卜。系统　部署时只需将项目的目录、文件全部拷贝到Ｗｅｂ　应用服务器ｗｅｂａｐｐｓ目录下，启动服务器后会自　动加载系统。部署好后，在浏览器上就可以直接　访问软件系统。　第一作者简介：　何庆兵（１９７７一），男，高级工程师，硕士，目前主要从事计算机　集群系统的研究。　通信地址：陕西省西安市未央区长庆兴隆园小区勘探开发研究院　邮编：７ｌ０Ｏ１　８　系统测试是保障系统质量和可靠性的最后　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｏｏｍ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＪＡＶＡ　ＨＥ　ＱｉｎｇＢｉｎｇ，ＹＡＮＧ　ＦｅｎＸｉｕ，ＯＵＹＡＮＧ　Ｘｉｎ，ａｎｄＨＡＮＸｉａｏＳｈａｎ　（Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ　Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ　Ｏｉｌｉｆｅｌｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｏｏｍ　ｗｉｔｈ　ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ　ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　ｄａｔａ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｄｏｐｔｓ　Ｊａｖａ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　ａ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｏｏｍ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｗｅｂ　ａｃｃｅｓｓ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｕｓｅｄ，ｄａｔａｂａｓｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｈａｒｄｗａｒｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｕｓｅｒ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｄｅｖｉｃｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ，ｉｔ　ｃａｎ　ａｓｓｉｓｔ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｔｅｃｈｎｉｃｉａｎｓ　ｔｏ　ｑｕｉｃｋｌｙ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｏｏｍ　ａｎｄ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｇｏａｌ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｆｔｈｅ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｏｏｍ．Ｉｔ　ｈａｓ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｏｏｍ；ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ；Ｊａｖａ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ