（计算机应用技术专业论文）windows操作系统性能监测管理系统的设计与实现.pdf

摘要 论文题目： 学科专业： 研究生： 指导教师： w i n d o w s 操作系统性能监铡管理系统的设计与实现 计算机应用技术 王伦 崔杜武教授 摘要 签名： 签名； 随着电子商务的发展和社会信息化建设步伐的不断加快，企业不断投资构建各种r r 资源设施。众多r r 资源和系统不断增加并应用于实际，带来了资源系统使用的复杂化。 如何有效地解决这种复杂性，从而提高r r 资源管理的效率和质量，实现r r 资源管理工作 的规范化、流程化和自动化，成为越来越多企业关注的焦点。企业在r r 资源监控和管理 的理论和实践领域，都迫切需要进行专门研究。 针对上述企业的需求和问题，本课题遵循i t i l 技术框架结构的基础理论，并依据j 2 e e 技术体系，提出了一种能够对w i n d o w s 操作系统性能迸行跨平台远程实时监测管理的系 统设计和实现方案，讨论了影响系统性能的瓶颈及优化问题，同时充分利用了j f r e e c h a r t 、 m y s q l 数据库等开源软件项目。 考虑到整个1 1 r 资源管理系统软件的跨平台性，课题主要使用j a v a 语言实现，底层数 据采集的功能用c 语言实现。系统总体架构上采用b s 和c s 的混合软件结构设计模式， b ，s 部分便于用户和系统进行交互，c s 部分具体实现操作系统性能数据采集和管理功能。 在w e b 开发中使用了当前比较流行和通用的设计模式m v c 模式，使得系统的显示、 业务逻辑和数据并然有序，系统逻辑结构十分清晰。w e b 页面与服务器的交互过程中， 为了减少相互交互的时间与资源开销，利用了j a v a s c r i p t 的优点，使系统可以对用户的请 求做出及时的响应。 基于上述系统设计思路，本文详细阐述了w i n d o w s 操作系统性能监测系统的总体设 计、详细设计和系统实现，对一些核心模块和关键技术给予了详细介绍。包括基于j n i 和r m i 技术的性能数据采集、解析、传输、入库和趋势图形呈现模块的设计与实现。实 现了对w m d o w s 操作系统实时性能监测和历史趋势查询的目的，帮助系统管理员轻松管 理其现有各种资源，提高了企业1 1 r 管理的自动化程度。 关键词：w i n d o w s 操作系统性能监测；本地方法调用：远程方法调用；p d h r 裁 a b s t r a c t t i t l e ：d e s i g na n dl m p l e m e n t a m o no fw i n d o w so p e f u 汀l o n s y s t e mp e r f o r m a n c em o n 几。o 刚n gm a n a g e m e n ts y s t e m m a j o r ：c o m p u t e ra p p l i c a t i o n n a m e ：w a n gl u n s u p e r v i s o r - p r o f d u w uc u i a b s t r a c t s i g n a t u r e ： s i g n a t u r e - w i t ht h ed e m e l o p m mo f e i e c t r o n i cc o m m e 目o ca a dt h ea c c e l e r a t e dp a c eo f s o c i a ll u t b r m a t i z 撕o n ， 咖既p r i i n v e s t sm c e 碗f l g l ys h l 劬，r i i l gv m o n s1 tl l 器o u r c e 缸碰嚣al o to f r rl 七s o u t l c ea n ds y s t e m a n da p p l yt or e a l i t y , c o m p l i c a t i o nl 诅v i n gb m u g t l ta l o n g1 ti t 墨。埘勰s y s t e mu s a g e h o we f f e c t i v e l yt o r e s o l v et h i sc o m p l e x i t y , i m p r o v er r 陀蝴a d m i l i b t l 碰o ne t f i e i o n e ya n dr 1 1 a 豳t h e r d r y , r e a l i z ei t 托s 。诹截h 血匠s 缸螨j 曲s 乇圜出取涮o r k 结 h n o l o g i c a lp r o c e s sa n da u t o r t 碰o n , b e c a m c 1 ef o c a l p o i n tm 越m o f ea n dm o r nn - 恤a y 日i 士e 邓l f i s es h o w ss o l i c i t u d ef o r b o t h 曩出啦t h e o r ym o m t o r i n ga n d m a n a g i n g i n i t r e s o m - e e a n d p r a c t i c e f i e l d sr e q u i r e t h a t t h e s p 面a h y b e i g i n p r o g r e s ss t u d i e s u r g e n t l y i n 硎盯t os o l v ep r o b l e ms p c o f i c a l l yf o ra b o 、，e n 帕雠i 锄e da 吐e 邛d s e 出ei m ) b l a na b i d e sb y1 t i l t e c h n o l o g yf l a m e ds u u c u m eb a s i ct h e o r y , a n dj u d g eb yj 2 e et e c h n o l o g ys y s t e m , l o n g - r a n g er e a lt i m e 堍i np r o g r e s sh a v i n gb r o u g h tf o r w a r do n ek i n db 面ga b l et ow i n d o w so sf l l l 磷o ns t r i d i n go x e r p l a t f o r mm o n i t o r 缸h l i l 血血妣s y s t e md e s i g m ga n dr e a l i 五n gas e h e r a e m dh a v ed i s c u s s e dt h e b o t t l e n e c ka f f e c t i n gs y s t e mf u n c t i o n sa n dh a v e 哪1 6 m 切e da p r o b l e m a tt h e 锄et i m e , h a v ef u l l yu s e d j f t e e c h a a , m y s q l d a t a b a s e e r e , t h e s o u r c e s o r w a r e p r o j e c t c o n s i d e r t h e p l a t f o r m m a n a g i n gs y s t e ms o t h v a r es t r i d i n g o v e r t o e 幽1 t r e s o u r c e , t i l e p r o b l e m u s e s j a v a t o 锄e t r u e m a i n l y , b o t t o m d a t a c o l l e c t f u n c t i o n u s e s c l a n g u a g e t o r e a l i z e ，c o m m i x t u r e s o r w 卸r e p 1 啪；i c a id e s i g np a t t e r na d o p tb sa n dc so ns y s t e mp o p l l l 商o nf l a m e , t h eb sp a r t 伽酉e a s y t o a n ds y s t e mc a r r yo u ti n t e r a c t i v e , t h ef u n c t i o nm o n i t o r sc o n c r e t ec sp a r tr e a l i z et h ef l l l l 甜o no fo s m a n a g e m e n t t h ep = t e md e s i g n = gp a t t e r nm v ch a n g u s e dl , t e s e me o m p a r a t i v e l y j ob ep o p u l a rf a r a n db ea p p l i e do ru s e du n i v e r s a l l yi ne x p l o i t a t i o ni nw e b ，f e a s i b l es ) i s t 即删cd i s p l a y , b u s i n e s sl 删 锄d a t a 砚d 吨也es y s t e ml o g i c 蛐m c n l i sv e r yl i m p i d i ni n t e r a c t i v ep r o c e s sb e t w e e nw e b a n dt h e s e r v e r , i no r d e rt oc u td o w nt h em l l l u a l l yj i l 幻m el i m ea n dr e 鲫峨鼎p e 璐e j l 挑m a d eu o ft h e j a v a s c r i p t , h a v em a d es y s t e me 血am a k et i m e l y r e s p o n d i n gt oo u tt oe o n s u m e e sr e q u e s t i n 吕 b a s eo nat r a i no fd e s i g n st h o u g h tt h a ta b o v e - m e n t i o n e ds y s t c 虹l ，t h ep o p u 伽j o nh a v i n gs e tf o r t h w i n d o w so sf i l l 蜘o nm o n i t o rs y s t e mh a sd c s i g n e d , d c t a i k dd e s i g na n ds y s t e mh a v er e a l i z e d , t h e t e c h n o l o g yh a sg i v e nt oaf e wc o r e sm o d l 1 l ea n dk e yt l cm a i nb o d yo fab o o kd e t a i l e di n t r o d u c et h a t 西安理工大学硕士学位论文 d e t a i l e & i n c l u d ej n i a n di 帅蛐蜒扩b a s e df l i n l m o r ld a t ac o e c t ，锄a ：啁啪铷剃s s i 册，d 商印a n d 代组l i 刎o nb e i n gp u ti ns t o r a g ep r e p a r i n gt h et r e n da r t w o r kp r c s e n t a l i o nf o r m a tm o d u l e h a v er e a t t z z d t h ep l l l p o s el i l 址t h er e a lt i m ef u n c t i o nm o n i t o ra n dt h eh i s t o r yt r e n d 访q i l 讹a b o u tt ow i n d o w so s 柚v e h e l p e dr e l a x e da d m i n i s t r a t i o no fs y s t e ma d l n i n j s t 枷v ep e r s o ni t st h ea u t o m a t o nd e g r e en o wh a v i n g h a dv a r i o u sr e s o l v i n g i m p r o v e de n t e r p r i s ei ta d m i n i m 血 o n k e yw o r d s ：w i n d o w so sp e r f o r m a n c em o n i t o r i n g ；y n i ：i u 缸：p d h 独创性声明 秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学位论文是我个 人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成 果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。 本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任 论文作者签名：型芷。序月棚 学位论文使用授权声明 一i 套、 本人：i 三兰坠在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩，并 已经在西安理工大学申请博士硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权 西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生按学校规定提交 印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生e 交的 学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编人有关数据库进行检索；2 ) 为教学和 科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图弗馆、资料室 等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 本人学位论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权西安理工大学研究生部办 理。 ( 保密的学位论文在解密后，适用本授权说明) 论文作者签名：。兰兰兰匕导师签名： ，、一 夕年；刖；日 结论 1 绪论 1 1 课题研究的背景及其意义 随着企业之间竞争的加剧和世界范围内电子商务的兴起，1 1 r 系统受到了企业越来越多 的重视。一方面，企业不断投资构建各种硬件、系统软件和网络，另一方面不断开发实施 e r p 、s c m 、c r m 、决策支持系统和知识管理系统等各种各样的系统。经过长期的投资 和建设，许多企业的r r 系统已经产生了巨大的效果，但是随着信息化进程的不断推进， 人们逐渐认识到，r r 系统的管理已经成为目前企业信息化建设的“瓶颈”。 据g a r t n e r g r o u p 调查发现，在经常出现的问题中，源自技术或产品方面的只占2 0 ， 流程失误占了加，人员疏失占了4 0 。流程失误包括变更管理没做好、超载、没有测 试等流程上的错误或不完整，人员疏失包括忘了做某些事情、训练不足、备份错误或安全 疏忽等。可见运营方面的问题更多不是来自技术，而是来自管理。加强对1 1 r 系统运行 阶段的运营、服务管理是十分必要且迫在眉睫的任务。 出于对以上矛盾的日益显现，人们提出了i t s m ( r r 服务管理1 的概念及具体实施方案， 现在，它正在不断的发展和完善中。国际权威组织i t s m f ( m 际r r 服务管理论坛) 则认为 i t s m 是一种成为导向、以客户为中心的方法，它通过整合r r 服务和组织业务，提高组 织r r 服务提供和服务支持的能力及水平。i t s m 的核心思想是，1 1 r 组织，不管它是企业 内部的还是外部的，都是r r 服务提供者，其主要工作就是提供低成本、高质量的r r 服务。 由此得出本课题所开发之操作系统性能监测系统，要体现传统r r 管理由被动的业务流程 技术支持变为主动的提供监测管理服务，由为用户服务变为完全以客户为中心，功能集成 而分布式部署管理的核心思想。 w i n d o w s 操作系统平台作为r r 资源管理系统中最重要的组成部分，与r r 资源系统中 各种应用服务资源密不可分，在企业信息化建设过程中起着举足轻重的作用。因此，我们 需要一个w i n d o w s 操作系统性能监测管理系统来帮助系统管理员轻松管理其现有的各种 资源。而w i n d o w s 自带的性能管理器又不能满足系统管理员的要求，传统的系统监测管 理方式已经不适应当前企业的发展要求，研究和开发基于w e b 的r r 监测管理系统是十分 重要和必要的。 西安理工大学硕士学位论文 1 2 本系统与i t 资源管理系统的关系 1 2 1 隶属关系 w i n d o w s 操作系统性能监测系统，隶属于研究室开发的i t 资源管理系统下的一个子 系统，也可以作为一个独- r _ f 1 0 系统软件运行，它与i t 资源监控管理系统的关系如下图1 - 1 所示。 图1 - 1 企业i t 资源监控管理系统结构 f i 导l - la h i e c m o f e n t e q d r i s ei tr e u r sc o n t r o l m a 旧萨蜘ns y s l e m 企业i t 资源监控管理，是对企业i t 资源进行有效监测、控制和管理，现包括五大部 分：远程控制、操作系统性能监测管理、软件分发、网络管理和数据库监测管理，还可以 进行有效扩展，如进行对服务器i n t e m e t 信息服务和w e b 服务的监测管理等。 远程控制：用于控制和支持远程系统。通过共享桌面等形式，对远程主机做任何操作， 就像控制本地的机器一样。这种控制技术可以对远程设备( 软件) 进行维护、监控与故障诊 断等。为了能在服务器端监控到客户设备的运行状况，采用了共享客户机桌面的远程控制 方法，轻松地实现了服务器端对客户端的屏幕监控，并能够在多个画面间进行切换。 w i n d o w s 操作系统性能监测管理：用于监测w i n d o w s 操作系统的各项系统性能指标 数据，以实时图形的方式直观的显示出来，用于监测主机当前的运行情况；同时，可以通 过循环采集机制，将数据解析存入数据库，以便将来查看历史性能指标数据，发掘各项系 统关键指标的性能变化趋势，发现规律性问题，为系统管理员管理系统提供方便。 网络管理：用于主动监测网络性能，自动进行网络故障的检测与解决，以维护网络的 良好运转，从而更好地服务于整个企业的业务系统。它能提供对网络状态、性能进行监控 管理，同时自动实时显示网络拓扑图。 2 、r7吴，zo大 绪论 数据库监测管理：能够对数据库数据的可用性、库存储空间、事务日志、连接情况、 死锁情况等进行监测。 软件分发：企业要对分散分布的r r 资源能真正意义上的做到智能化管理，一个良好 的软件分发系统是必需的。软件分发系统实现企业中对软件进行全自动地远程分发、安装、 卸载、更新。 1 2 2 与i t 资源管理系统的配合与集成 1 性能数据提交 对所管理的局域网内的计算机操作系统性能数据采集并加以简单统计整理后，向上一 级系统进行提交，以便于资源管理系统进行分析与优化。 2 性能数据处理 计算机操作系统性能数据采集得到后，为配合r r 资源管理系统，还要完成以下功能： 资源管理系统对所管理的局域网内的网络设备进行识别并以图形的方式显示网络 的拓扑结构，性能数据可帮助生成网络拓扑图内所需的属于计算机操作系统部分的数据。 参与统计分析历史性能数据，通过数据挖掘技术对数据进行处理，经统计与分析后以 图形和文字的形式将系统性能趋势展示出来，并且可以对i t 系统性能瓶颈进行分析、 预测，提出解决系统瓶颈的方法供系统管理员参考，得出相应的管理和优化方案。 根据保存在数据库中的历史性能数据生成相应的图形( 饼图、折线图、柱状图等) ， 并对性能趋势进行分析，也可以通过对报警信息的过滤、分析与关联，结合玎系统被监 控对象的性能数据并参考r r 系统管理的最佳实践经验对产生报警信息的问题根源进行分 析，以提供相应的解决方法供参考。 1 3 课题国内外发展现状 1 3 1 国外发展现状 国内外的许多大中型软件开发部门都已经开始关注这个领域并做了初步的尝试和实 践。目前比较出色的解决方案有b m c 公司的r e m e d yi t 服务管理解决方案( p a t r 0 1 ) ，m m 公司的t i v o l im o n i t o r i n g 系列软件，惠普公司的o p e n v i e wi t s m ( i t 服务管理) 解决方案， c a 的u n a c , c e n t e z lr r 资源管理等。其中以b m c 和珂m 公司的解决方案尤为出色，他们 都可以提供从一整套完整的解决方案到单个管理内容的解决方案。 a 、b m c 基础架构管理。 集服务管理、信息系统管理和业务优化解决方案为一体。b m c 软件公司的性能管理 与自动化产品之间的非凡集成使企业可以主动管理自身r r 环境，超越服务级别协议( s l a ) 并提升客户满意度。 b 、c a ( c o m p u t e r a s s o c i a t e si n t e r n a t i o n a l ，i n e ) 的u n i e e n t e r 企业r r 系统管家，也 3 西安理工大学硕士学位论文 叫公司基础架构管理方案。 旨在确保企业成功地管理按需计算的r r 环境，使r r 部门能够根据它所支持的服务来 查看r r 基础设施，并在动态的、不断变化的环境下保持这些视图的实时更新。并根据所 需服务的不同，1 1 r 资源在不断地被重新分配。它可以驱动管理过程的自动化、优化t 1 r 资 源的使用、简化操作过程，并实现日常管理的自动化，从而让1 1 r 部门更好地根据业务所 需的服务水平来确定r r 资源的使用。 c 、m mt i v o l i 软件系统管理。 从广度上，可以实现从主机架构( m a i n f r a m e ) n 包括各种u n i x 和w m d o w s 甚至 n e t w a r e 平台在内的分布式异构平台的统一的端到端的管理：从深度上讲，mt i v o l i 软件可以监控网络、操作系统、中间件、数据库服务器等的管理。 从目前各巨头在中国推广r r 资源管理软件的情况来看，也存在不少问题。例如， 国外产品普遍功能强大，适用于多平台和大型企业的基础架构管理。但价格昂贵，对硬件 平台要求高，占用系统资源较多。它们没有针对中国用户的具体特点做出相对个性的解决 方案；在实施和服务支持方面没有配以足够的网络和人力资源。 1 3 2 国内发展现状 国外已经有不少企业r r 系统管理的解决方案软件，并且已经成功地应用于众多国外 企业。但对于国内的大部分企业，尤其是中小企业，这些解决方案的费用十分昂贵，而且 管理方面众多，难以适应大多数国内企业的需求，盲目地应用这些解决方案也许反而会成 为企业的负担，再加上国内和西方在管理思想及文化上的差异，使得这些解决方案未必十 分适合现阶段我国的企业。因此，在吸收国际的先进管理理念和方法的基础上，进一步研 究适合于中国国情的，价格合适的企业r r 系统管理软件具有重要意义。 国内在企业r r 系统管理方面相对落后，主要开发商有北京神州泰岳公司，广东飞创 公司，以及上海卓航信息科技有限公司的r r 资源管理专家软件和北京游龙网网络科技公 司设计开发的s i t e v i e w e c c 系统管理软件。以上所提及企业r r 系统管理软件，大都以网 络管理作为系统的主要开发方向，难以从宏观上对整个企业系统进行把握，不利于企 业提升整体的管理水平。再者，同国外的同行相比，它们起步相对较晚，而且技术也相对 落后，产品所涉及的面也较窄。 总体来看，国内用户对r r 资源管理软件认识不足，应用也非常少。有些用户面对日 益复杂的系统甚至感到手足无策，但很多人不知道有r r 资源管理软件这样的工具可以 为其分忧解难。根据计世咨讯的市场调查i ”，在已应用i t 资源管理软件的用户中，其应 用水平相对较低。有不少用户只是将软件安装在机器里，却从来没用过。还有的用户在一 开始还能用来做点事情，但用过几次之后，尤其是软件提供商的技术支持人员关注变少之 后，就用得越来越少。同时，对r r 资源管理软件的认知度非常低。很多用户根本没有听 过“i t 资源管理软件”或系统管理软件等理念，也不知道还可以借助软件管理自己日益 4 绪论 复杂的1 1 r 系统。因此，可以说用户在信息化建设中还投有将1 1 r 资源管理作为必要的投入， 这也就是说，r r 资源管理软件在中国还没有形成一个稳定的市场。 1 4 论文选题依据和主要研究内容 1 4 1 论文选题依据 随着i n t e r n e t i n t r a n e t 的迅速发展与企业信息化的不断深入，国家确定要大力发展信息 产业，以高新技术的发展带动其他产业的发展，国家大力倡导具有自主知识产权的民族软 件的发展。陕西是一个科技和教育大省，作为国家实施西部大开发战略的桥头堡，陕西已 优先考虑信息产业的发展，大力扶持相关高新技术项目，以求有所突破。开发1 1 r 系统管 理软件完全符合国家和陕西省大力发展信息产业的政策。 企业的r r 系统建设逐渐从简单走向复杂、从简单协作走向协同运行，规模不断变大， 二层、三层乃至多层的网络体系结构不断出现，大型应用系统成为系统管理的组成部 分。这些玎软件资源主要包括三大类：( 1 ) 各种操作系统，如d o s 、m i c r o s o f tw i n d o w $ 系列、l i n u x 、u n i x 、n e t w a r e 、m mo s 2 等：( 2 ) 各种驱动程序，如不同设备的显卡驱动， 声卡驱动等；( 3 ) 各种应用软件，如办公软件，财务软件，管理软件等。这么多软件要部 署到几百台、几千台计算机上，如何有效管理成为一个大问题。单靠人工进行管理是一件 非常耗时和麻烦的工作，同时工作效率也会明显下降 基于上述缺点，有必要研发一个企业r r 资源管理系统，给企业提供一个统一的软件 资源管理平台，使企业软件部署高度自动化和集中化，提高企业r r 管理的自动化程度， 提高管理效率，这将有助于把r r 管理员解放出来，让他们将精力集中在更关键的业务上 操作系统作为企业r r 资源管理系统中非常重要的应用平台，其性能的监测显得尤为重要。 传统的企业r r 系统监控管理方式已经不适应当前企业的发展，基于w e b 的r r 资源监控 管理系统成为发展的趋势。 本论文的重点在于设计和实现一个w m d o w s 操作系统性能监测管理系统，通过远程 采集客户端操作系统性能数据并以图形显示达到监视4 的目的，同时对性能瓶颈河题及其解 决优化进行了必要分析。实现了一个w i n d o w s 操作系统集中监测平台。 系统遵循目前r r 资源管理系统所普遍参照的i t i l 基础架构，以j n i 嘲和脚为主 要开发技术，采用i a v a 程序调用p d h 库函数对w i n d o w s 操作系统性能数据进行采集监测。 通过远程采集被监测端操作系统性能数据并进行整理达到监测和管理的目的，可以实时显 示选定主机的当前操作系统各项性能数据，并且对超过设定阀值的性能数据进行自动报警 处理；通过历史性能状况查询可以查看指定主机、指定时间段内、指定性能数据( 指标) 的性能趋势图，对性能数据进行规律和趋势分析进而为操作系统的优化管理提供辅助提示 和建议。最终完成了一个具有对远程w m d o w s 操作系统性能监测功能的系统设计，真正 做到了随时随地通过浏览器登陆w e bs e r v e r 服务器对远程联网计算机w i n d o w s 操作系统 西安理工大学硕士学位论文 性能进行集中式监测管理。 在系统体系结构设计上，本系统采用b s 和c s 的混合模式，发挥两种模式各自的优 点，弥补各自的缺点单纯使用c s 模式，只有在安装了代理的主机上才可以进行控制与 访问，这样虽然有其控制与交互的优势，但已不符合用户可以通过网络使用的发展趋势。 使用b s 模式来进行数据显示、业务逻辑控制，使得所有的操作都可以通过浏览器来进行； 利用c ，s 模式控制能力强并且与操作系统等底层设备交互便利的优点进行操作系统性能 数据的采集，而这正好弥补了b s 模式的不足。这样对于使用者来说统一了访问平台，增 加了系统的可用性与方便性，也降低了运营费用。 为了使管理员更加直观的监视服务器性能，分别采用折线图、饼图、柱状图与表格形 式对数据进行显示。系统的界面比较友好，使管理员尽量少输入信息，如监控时间、监控 主机口以及计数器名称可以进行选择，不必输入，使操作更为方便，避免了由误操作引 起的异常。以上设计，都使得系统管理员在对系统性能不是很熟悉的情况下就能掌握服务 器的性能和运行状况，以最大限度的利用现有资源，提高r r 维护的自动化水平，减少了 维护r r 资源的成本。 1 4 2 主要研究内容 系统研究的主要内容包括，充分了解w i n d o w s 操作系统的主要性能指标，对影响其性 能的主要指标进行统计分析。并对这些性能指标进行分类规划，分析各个性能之间的相互 影响与作用关系。把各项重要性能指标的数值进行采集、解析、传输并入库，以便提供历 史数据供日后分析。同时，可以在任何时候通过浏览器对这些性能进行监视，以便了解服 务器当前运行状况，并且对超标数据进行报警处理。实时及历史性能指标数据可以通过图 形方式呈现为性能趋势图。本论文给出了该系统完整的需求、设计和实现。 6 相关技术综速 2 相关技术综述 2 1 i t i l ( i t 技术架构库) i t i l 2 3 4 。1 ，全称i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi n f r a s t r u c t u r el i b r a r y ，译为“信息技术基 础架构库”或“i t 基础架构库”。它是英国国家计算机和电信局c c l a ( 现在已并入英 国商务部) 于8 0 年代中期开始开发的一套针对r r 行业的服务管理标准库。 当时英国政府为了提高政府部门r r 服务的质量，启动了一个项目来邀请国内外知名 r r 厂商和专家共同开发一套规范化的、可进行财务计量的r r 资源使用方法。这种方法应 该是独立于厂商的并且可适用于不同规模、不同技术和业务需求的组织。这个项目的最终 成果就是现在被广泛认可的r r 几。 r r 几虽然最初是为英国政府部门开发的，但它很快在英国企业中得到广泛的应用。 在2 0 世纪9 0 年代初期，i t i l 被介绍到欧洲的许多其它国家并在这些国家得到应用 到9 0 年代中期i t i l 已经成为欧洲管理领域事实上的标准。9 0 年代后期r r 几又 被引入美国、南非和澳大利亚等国。9 0 年代末，r r 几也被有关公司引入中国。 围绕1 t i l ，人们正在开发各种各样的t r 服务管理方法，比如荷兰巧e 大学软件工 程研究中心( s e r c ) 正在组织开发r r 服务能力成熟度模型0 ts e r v i c ec m m ) ，微软公司为 所有微软产品开发了m o f ( 镜j 软运营框架) ，i - i p 公司开发了该公司实施r r 服务管理的方 法论h i ) i t s mr e f e r e n c em o d e l ( 惠普r r 服务管理参考模型) 。c a 公司的u a i c e n t e r 服务管 理解决方案已经可以实现r r 各核心流程的集成管理。 r r 几框架由l o 个模块组成，如图2 1 所示： 图2 一li t i l 框架 f i g 2 - 1i t i lf r a m e 7 西安理工大学硕士学位论文 2 2j n i ( j a v an a t i v oi n t e r f a t e ) ，j a v a 本地接口技术 当需要用j a v a 语言编写的程序与非j a v a 语言编写的服务、a p i - r 具箱以及程序集成 在一起时，j a v a 提供了一个本地编程接口( j n t ) ，它是j d k 的一部分，定义了一个标准 的命名和调用准则，从而允许j a v a 虚拟机调用以c ，c - h 语言编写的本地方法。j n 允许 使用本地共享的对象接口并运行其方法，这使得用c 或c + + 编写的系统相关代码可以在 j a v a 中使用。j n i 提供了一个本地代码的接口框架。使用j n i 可以在j a v a 代码中调用本地 方法，这样在一定程度上提高了j a v a 程序运行的效率。 由于采集数据的动态链接库是用c 语言编写的，所以需要用j n i 技术来实现j a v a 调 用本地方法。j a v a 、j n i 和c 的关系如图2 - 2 所示： j a v a c e x c e p t i o n sl i f u n c t i o j n i i c l a s s e s l l i l i b r a i e s i v m f i 图2 2 ：j a v a , j n 和c 的关系 f i 9 2 - 2 ：t h er e l a t i o m h i po f j a v a , j n ia n dc 2 3r ( r e m o t em e t h o din v o c a tio n ) r m 盯1 ( r e m o t em e t h o di n v o c a t i o n ，远程方法调用) 是开发分布式程序的核心包，它 使软件开发人员能够编写这样的分布式程序：在此程序中，其远程对象的方法能够被运行 于不同主机上的其他j a v a 虚拟机的方法所调用。位于不同j a v a 虚拟机上的对象可以利用 r m i 进行通信。 r m i 系统由3 层组成：桩构架( s t u b s k e l e t o n ) 层，远程引用层和传输层。桩构架层 是应用程序层与系统其他部分的接口：远程引用层负责为独立于客户桩和服务器构架的多 种形式的远程引用和调用协议提供支持；传输层负责在不同的地址空间内传输序列化的流 等工作。 2 4p d h ( p e r f o m a n o ed a t ah eip e r ，性能数据帮助) 技术 p e r f o r m a n c ed a t ah e l p e r 8 1 ( p d 功是与w m d o w sn t 操作系统性能监视功能部件相配 套的库，它建立在标准的w m d o w sn t 性能监视部件之上。w i n d o w sn t 操作系统提供的 性能参数包括数量不定的对象类型、每个对象的实例和每个对象类型的计数器。计数器用 来测量各种类型的性能。例如，进程对象包括句柄数计数器，它用来测量进程打开的句柄 数。在应用程序中可以通过p d h 提供的接口得到性能数据。 相关技术综述 在使用p d h 获取性能数据时需要包括四个基本步骤： 创建查询 查询是计数器的集合，它是用自定义代码创建的，用于管理性能数据的集合。查询还 用于p d h 函数调用中更新它管理的计数器，从而获取性能数据。创建查询会返回一个句 柄，可以用它来访问p d h 函数中的查询。通过调用p d h o p e n q u c r y ( p s z d a t a s o l l r c e ， d w u s e r d a t a ，& h q u e r y ) 函数来创建查询。 使计数器与查询相关联 将计数器添加到查询。通过调用p d h a d d c o u n t c r ( h q u m - y ，s z f u l l c o u n t c r p a t h ， d w u s e r d a t a ， & p h c o t m t e r ) 函数使计数器与查询相关联。 收集和处理数据 可以收集原始数据并人工处理它，也可以使用内置的p d i 日志记录函数。通过调用 p d h c o l l e c t q u e r y d a t a ( h q u e r y ) 来收集数据。 关闭查询 当已经收集了全部所需的数据时，通过调用p d h c l o s c q u o r y ( h q u c r y ) i 弱数来关闭查询。 综上所述，实现利用p d h 接口采集性能数据的流程可表示为如图2 - 3 。 图2 - 3 ：p d h 接口采集性能数据的流程图 f i 口一3 ：t h ef l o w ( ：h a r to f c l l l e c t i n gf u n c e t i o nd a t aw i t hp d h i n t e r f a c e 其中，创建q u e r y 是用来收集单个或一组计数器的必要步骤。有时，对不同类型的性 能数据，可采用不同的数据源，如果是实时采集，数据源应取自系统的注册表接口，而非 实时读取某个阶段的记录数据，可先指定一个日志文件。 9 西安理工大学硕士学位论文 2 5j f r e e c h a r t f r c i l a r t 【9 】是开放源代码站点s o u r c e f o r g e n e t 上的一个j a v a 开源软件项目，它主要 用来绘制各种各样的图表。 性能趋势图就是通过对数据库中指定数据库表进行查询，然后使用j f r e e c h a r t 包中的 绘图函数绘制出的性能图形。 实际应用及实现在5 2 4 节中详细说明。下表2 1 简单介绍了j f r e e c h a r t 中几个核心 的对象类： 黔鹬搿努粼磋弘暴露摹婺鹫凌紧鬻蠹舔i i l 箩礴的十明以及简单描述霉壑擎雾篓蘸l g 攥骥 图表对象，任何类型的图表的最终表现形式都是在该对象进行一些属性 j f r e e c h a r t 的定制。j f r e e c h a r t 引擎本身提供了一个工厂类用于创建不同类型的图 表对象 数据集对象，用于提供显示图表所用的数据。根据不同类型的图表对应 x ) d d d ( d a t a s e t 着很多类型的数据集对象类 图表区域对象，基本上这个对象决定着什么样式的图表，创建该对象的 x x x x x p l o t 时候需要a x i s 、r d e m r 以及数据集对象的支持 x ) c ( x j s用于处理图表的两个轴：纵轴和横轴 i ) 。d ( r e n d e r e r 负责如何显示一个图表对象 x x ) ( ) o ( i 瓜i g 咖 用于生成w e b 图表中每个项目的鼠标点击链接 x x x x x t o o l t i i 触 r a t o r 用于生成图象的帮助提示，不同类型图表对应不同类型的工具提示类 l o t 曲k2 1 ：i n w a d u c t i o no f j f r e e c h a r t sc o mc l a s s 系统需求分析 3 系统需求分析 3 1 功能需求分析 为了明确系统的功能需求，下面给出系统功能用例图并加以说明： 加撇据芝哆( 二了骂：) 系彖菩一 系统管理员性能状态蝴岭( ， 赢_ 、) 弋殿雠醐性雠粕翱 致据库参数配置 子g ”oo 报警参数配置采样周期配置 图3 - 1 ：系统功能用例图 f i 9 3 1 ：t h eu s ec a s ed i a g r a mo f s y a e m f a n e t i o n 系统主要功能模块包括：性能数据采集、性能状态监测和数据库参数配置。 这里对其中两个核心功能模块描述如下： 实时性能监测：监测端主动发起请求，需要察看被监测服务器的当前性能状态， 被监测端接收到监测端的请求，采集操作系统的性能数据，并传回监测端，监测端以 固定的模式将实时性能数据呈现。若服务器性能数据超出某个阀值，可以发出警告和 报警信息。 历史性能查询：监测端以设定的时间间隔，定时循环采集被监测端服务器的性能 数据，并将采集到的数据存入监测端的数据库中，监测端以数据库中的数据为基础， 生成某一时间段内的性能趋势图，供系统管理员发现规律性的问题。 3 2 性能数据源分析与处理 要对w i n d o w s 操作系统性能监测和管理，首先要对性能数据源进行分析，确定影响 计算机性能的关键项目指标，过滤非根源性采集数据，设置正常运行时各种监测对象的报 西安理工大擘硕士擘住论丈 警阀值以便及时发现性能瓶颈：其次根据历史性能状况显示性能趋势图，有助于系统管理 员直观方便的观测整个系统的性能趋势，发现性能瓶颈并报瞀，通过对报警信息的过滤、 关联和分析，提出相应的性能评定和调校建议以供参考。 w i n d o w s 操作系统性能监测的对象主要包括两类信息：一类是操作系统基本配置信 息概览，这些信息通过系统配置说明和使用v b s c l i p t 脚本程序调用w m i ( w i n d o w s 系统 性能管理工具) 对象即可得到；另一类是操作系统运行性能状态信息，如c p u 、内存、进 程、物理磁盘和逻辑磁盘运行情况等。前者描述了计算机硬件基本配置信息，这些信息的 变化相对较缓，属于静态信息；后者体现了计算机操作系统动态运行的性能指标，主要有 c p u 管理、内存管理、物理磁盘管理、逻辑磁盘管理、网络设备管理、服务管理、i i s 管 理、日志管理、缓存管理、网络协议管理、页面交换文件管理、系统运行状态等。对于不 同的操作系统监测内容，主要通过m i c r o s o f t 性能