一种网络机房智能管理助手的设计

骏捷（广东）科技有限公司 陈文智

随着网络机房数据服务业务的不断拓展，机房的规模不断扩大，硬件设施数量与种类不断增多，如何智能化进行网络机房管理成为一项研究课题。本文给出了一种网络机房智能管理助手的设计方法，对软件整体架构进行了设计，对数据库构建、智能辅助策略析出等技术进行了阐述，对丰富智能化管理系统构建理论具有一定意义。

网络机房作为网络服务与数据交换的管理机构，在实现网络应用服务、维护数据交互稳定、保持网络安全等方面具有关键作用。网络机房一般配备有网络服务器、应用工作站、数据交换机、网络路由器、网络防火墙、数据存储站、各类PC应用计算机等。网络机房中的设备设施是实现网络应用的关键。随着数据服务业务的不断拓展，网络机房的规模不断扩大，硬件设施数量与种类不断增多，如何高效快捷智能化进行网络机房管理成为一项研究课题。本文给出了一种网络机房智能管理助手的设计方法，给出了软件整体架构设计，对数据库设计、智能辅助策略析出等关键性技术进行了阐述。本文对丰富智能化管理系统构建理论具有一定意义。

1 系统架构设计

本文系统架构可分为三个部分，一是基础数据库部分，主要包括设备表格、软件表格、软硬件故障特征表格、应急预案表格、日志表格，能够为系统功能实现提供基础数据支撑；二是Web服务部分，主要包括语音识别Web服务、安全监管Web服务、通信报警Web服务、其他Web服务等，能够为系统功能实现提供跨平台的分布式应用程序调用支持；三是功能应用部分，主要包括智能监管、故障识别、人机交互、数据挖掘等，是本文所述的网络机房智能管理助手的基础功能外在表现。

2 关键技术

2.1 数据库设计

本文将数据库设计为五个表格，其中设备表格属性包括：设备ID号、设备名称、设备功能、安装位置、保管员、维保电话、厂家信息、网络地址、接口地址，设备ID号为检索关键字。软件表格属性包括软件ID号、软件名称、软件功能、部署位置、管理员、维护电话、厂家信息、端口地址，软件ID号为检索关键字。软硬件故障特征表格属性包括设施类型、故障ID号、故障名称、故障特征、一般处理方法，故障ID号为检索关键字。应急预案表格属性包括应急预案ID号、应急预案类型、应急预案内容、编写者、审核人、效果反馈，应急预案ID号为检索关键字。日志表格属性包括日志来源、日志ID、日志类型、日志内容、日志变更记录、管理员联系方式，日志ID号为检索关键字。

2.2 Web服务的绑定

Web服务是一种软件接口，可达到跨平台的远程功能接口调用效果，通过SOAP协议获取Web服务的接口信息，并进行面向端口的数据交互满足系统搭建需求。本文在系统搭建中对语音识别、安全监管、通信报警等功能的实现采用远程调用Web服务的模式，Web服务的绑定算法如下所述。

算法1：Web服务绑定算法。输入：Web服务集合Q，用户需求Ureq。输出：Web服务。第一步：形式化定义Web服务，本文将Web服务形式化定义为一个四元组，即Web服务Webitem={ID，FUN，URL，Qos}，其中ID唯一标识一个Web服务，FUN标识了Web服务的功能，URL标识了Web服务的调用地址，Qos标识了Web服务的服务质量，如响应时间、用户满意度等，且Qos为小于1的实数。第二步，形式化用户需求，本文将用户需求形式化为一个三元组，即用户需求Ureq={ID，FUN，Qos}，其中ID唯一标识一个用户需求，FUN标识了用户需要查询的Web服务功能，Qos标识了用户对服务质量的要求。第三步，构建服务本体统一服务属性的描述语义，本文定义服务本体R={Orig，Seman}，其中Orig标识一般词汇，Seman标识了对应的语义词汇。第四步，进行语义标注，遍历Web服务集合Q及用户需求Ureq，假设当前元素为item，则遍历服务本体R.Orig，若R.Orig中的元素ci与item相同，且ci对应的语义为Semank，则将item替换为Semank。第五步，Web服务析出，依次设定用户需求为Ureq1={1，语音识别，0.6}，Ureq2={1，安全监管，0.8}，Ureq3={1，通信报警，0.9}，并以Ureq.FUN为关键字遍历Web服务集合Q中全部Webitem.FUN，若当前元素Webitem.FUN与Ureq.FUN相等，且Webitem.Qos与Ureq.Qos相同，则输出Web服务Webitem。

2.3 智能人机交互

本文设计智能人机交互场景为三类：一是面向基础数据库的信息问答，用户可通过应用客户端向系统提出相关问题，如此网络机房的设备清单是什么？ID号为001的交换机网络接口地址是什么？系统能够根据用户问题检索数据库，并输出问题答案。二是基于Web服务的机房安全管理。网络机房设备常年运行，机房管理员可查看Web服务提供的网络机房视频监控画面，收听查阅报警信息，实现智能化机房管理。三是当系统故障时，用户可将状态录入系统，系统根据用户输入的信息并结合系统基础数据向用户提供故障识别智力支持，并提供故障辅助处理。

算法2：人机交互问答算法。输入：用户问题。输出：问题答案。第一步：格式化用户问题，本文将用户问题格式定义为三个部分，一是问题类型，包括软件、硬件、日志、预案、故障五个类型；二是属性信息，如名称、ID号、位置等；三是关键字，即属性对应的数值如交换机、路由器等。第二步，获取用户问题中的类型信息，并进行数据库检索。若问题类型为软件则检索软件表格，若问题类型为硬件则检索设备表格，若问题类型为日志则检索日志表格，若问题类型为预案则检索应急预案表格，若问题类型为故障则检索软硬件故障特征表格。第三步，获取用户问题中的属性信息，进行数据挖掘，并返回问题答案。以检索软件表格为例，遍历软件表格，假如当前记录的属性与用户问题中的属性一致，且属性值相同，则输出此数据记录。

算法3：故障识别算法。输入：故障基本特征。输出：故障判定结果及处理措施。第一步，构建故障识别神经网络如算法4所述，建立故障特征与故障判断及处理措施的神经网络关联关系。用户输入故障基本特征后，经过神经网络感应，输出判断结果。第二步，构建故障识别快速检索库，用户输入故障特征后，通过信息检索得到故障判定结果。定义故障识别快速检索库为一个关系集合Gbase={Relations}，其中Relations为一个关系集合，其元素格式为，Tz标识了故障特征，Info为故障信息，Steps为故障处理措施。故障检索库的构建采用专家判断法和实践结论法，即通过专家实践经验来为Gbase.Relations中的元素进行赋值。第三步，获取用户输入的故障基本特征，通过故障快速检索库进行特征匹配，若匹配成功则输出故障判定结果，并输出处理措施；否则，将用户录入的故障基本特征输入到神经网络进行感应，得到判定结果并输出处理措施。

算法4：故障识别神经网络构建算法。输入：故障列表及其特征和处理措施集合，输出故障识别神经网络。第一步，构建神经元，定义神经元为一个四元组，神经元Sitem={Id，input，Sense，Output}，其中Id唯一标识一个神经元，input标识了神经元的输入信息，Sense标识了神经元的感知单元，Output标识了神经元的输出信息。定义神经元的感知规则为：当有信息发向神经元Sitem时，神经元Sitem从Input接收信息，然后通过Sense对Input中的信息进行感知，若产生反应则通过Output输出逻辑真，若没有反应则通过Output输出逻辑假。这里感知可以是简单的字符串匹配，也可以是复杂的逻辑关系。第二步，构建单个故障检测神经子网。定义故障检测子网为一个三元组，即故障检测子网Znet={Sitems，Info，Steps}，其中Sitems为一个神经元集合，Info为故障信息，Steps为故障处理措施。假设故障p的特征数量为n，则构建n个神经元，即Znet.Sitems，令每个神经元的Sense依次赋值为故障p的特征值，将故障p的故障信息赋值给Znet.Info，将故障p的故障处理措施赋值给Znet.Steps。故障检测子网的故障判断规则为：用户向故障检测子网发送信息后，故障检测子网中的各个神经元遍历所有信息，当有反应的神经元达到系统设定的阀值时，故障检测子网判定故障匹配，并输出Znet.Info和Znet.Steps。第三步，构建故障识别神经网络。将故障识别神经网络形式定义为一个三元组，即故障识别神经网络Snet= {Znets，Infos，Steps}，其中Znets为一个神经子网集合，Info为故障信息集合，Steps为故障处理措施集合。遍历故障列表及其特征和处理措施集合，假设当前元素为故障p，构建故障p的故障检测神经子网，并赋值Snet。故障识别神经网络的运行规则为：用户向故障检测神经网络发送信息后，故障检测神经网络中的故障检测子网遍历所有接收到的信息，进而故障检测子网中的各个神经元遍历所有信息，当有反应的神经元达到系统设定的阀值时，故障检测子网判定故障匹配，并输出Snet.Infos中对应的故障信息及Snet.Steps中对应的故障处理措施。

结语：为了提升网络机房管理的智能化水平，本文给出了一种网络机房智能管理助手的设计方法，对基础数据库、Web服务、功能应用三个系统架构组成部分进行了介绍；对数据库表格设计、Web服务的绑定、智能人机交互方法进行了详细阐述；给出了Web服务绑定算法、人机交互问答算法、故障识别算法、故障识别神经网络构建算法，对丰富智能化管理系统构建理论具有一定意义。