气象通信系统传输配置的可视化与管理

摘 要：气象通信系统是国内和国际气象资料传输与交换的枢纽,而传输配置是通信系统业务的核心.目前通信系统的传输配置以文件方式存放,当发生业务调整时,由业务管理员通过手工修改这些配置文件的方式进行业务更新.但随着业务量快速增长,资料多发、中转等原因导致资料在系统中的流转过程非常复杂,这给业务管理员掌握各类资料流程的全貌以及业务流程的梳理等工作带来了难度.通过采用NetMiner这一社会网络分析和可视化工具,通信系统的配置文件被换为可视化的网状结构图,图形化的展示方式使得各类资料在不同主机之间的流程一目了然,有助于资料流程的分析和优化；同时,图形化的网状结构还可以通过编辑被逆向导回成为通信系统的配置文件.可视化管理提高了配置的规划性、可操作性和灵活性.

关 键 词 ：传输配置,NetMiner,可视化

中图分类号：TP391 文献标识码：A

1.引言

国家气象信息中心承担着全国气象资料实时收集、国际气象资料实时交换、各类气象资料与预报预测产品的分发和资料共享怎么写作等职责,是世界气象组织全球通信系统GTS（Global Telemunication System）主干网上的亚洲区域通信枢纽RTH（Regional Telemunication Hub）,也是全国气象通信中心.运行在国家气象信息中心的气象通信系统主要由国际通信系统、国内通信系统、同城用户怎么写作系统等组成[1].气象通信系统的传输配置是对资料交换控制和传输调度的核心,本文针对通信系统的传输配置难以直观地展现和分析业务流程、不易于可视化管理等问题,提出了使用NetMiner这一社会网络分析和可视化工具对其进行图形化转换的方法,为解决业务中的上述问题进行了理论分析和实验.

气象通信系统的传输配置是通信系统进行资料传输控制的依据,资料从哪里来、到哪里去、经过哪些处理等都在传输配置中进行定义.其具体内容包括了数据的来源主机、来源目录、收集/分发文件名匹配规则、分发目的主机、目的地址以及需要进行的特殊处理和优先级配置等[2].目前,通信系统的传输配置是文件方式存放,其结构简单、灵活,当发生业务增加、变更或者取消时,由业务管理员通过手工修改这些配置文件的方式进行业务更新,更新配置文件时无须重启系统应用,不会对运行中的业务造成影响.

随着气象业务的飞速发展,系统内资料的种类和数量不断增长,用户对资料的需求也在不断扩大.以国内通信系统为例,目前传输的资料种类有23大类,205小类；每日传输的资料量超过200GB,文件数超过170万份,通信传输配置的内容也超过了6000行.虽然每次业务调整会通过电子或纸质文件的方式进行记录,业务管理员也会在每次业务变更时通过版本管理等技术手段记录本次调整对于配置文件的修改,但由于通信传输配置是非结构化的文档,随着时间推移,业务调整信息越来越多,而且由于资料的多发、中转、备份等原因常常导致资料在系统中的流转过程非常复杂,即使是业务管理员也无法完整描述业务的全貌和每类资料的流程,这给业务梳理和业务调整工作带来了难度.

经过分析,每一项资料的收集或分发配置,实质上都是一个从源点到目的点并具备一定规则的指向,而通信系统各个传输主机的所有配置项则构成了一个网状结构,如果能够将这个网状结构以图形化的方式展示出来,那么各类资料的流程则一目了然,而且能够直观定位主机的传输负载,从而进行配置的优化；如果还能够通过图形化的方式对这些源或目的节点以及它们之间的指向关系进行修改,并逆向导回生成配置文件中,那么业务管理员的配置工作将更加方便、灵活和准确.

NetMiner是一个把社会网络分析和可视化探索技术结合在一起的软件工具,它支持以可视化和交互的方式探查网络数据,以找出网络潜在的模式和结构[3].本文选取国际通信系统5台主机的315条传输配置进行实验,将其转换格式后导入NetMiner,生成网状图,并且通过对网状图的可视化编辑,逆向生成配置文件,实现了通信系统传输配置文件的可视化分析和管理.

2.气象通信系统传输配置文件结构

气象通信系统传输配置文件主要由收集目录、收集文件、分发目的三个主要部分组成.其中同一个收集目录可以通过多个文件名匹配策略收集多种规则的文件,每一类文件名规则的文件又可以分发到多个目的地.在数据收集和分发时支持本地拷贝以及FTP、TP、HTTP等多种协议,并且在收集时可指定收集时间间隔、源文件删除和重复性校验等策略,分发时可以配置优先级、重命名、归档等处理策略[4],这些配置是通信系统在进行资料收发时交换控制和传输调度的重要依据.传输配置文件结构如图1所示.

3.配置文件格式的转换

为了将配置文件转换为NetMiner能识别的格式,需要对配置文件进行格式转换.本文实验过程中使用Ja语言编写应用程序,将文本格式的配置文件转换为EXCEL数据表的格式.

由于在配置文件中收集目录和收集文件是一对多的关系,收集文件和分发目的也是一对多的关系,因而将分发目的主机作为最小单位,将收集目录和收集文件等相关信息冗余存储,形成关系型的一对一的数据表格[5],数据表结构和数据示例如表1所示.

在该网络图上,通过节点上链接线的集散程度,可以看到业务在各个源主机/目的主机上的分布情况；通过多个节点之间链接线的串连,可以追踪某类资料的全流程；通过链接线的不同颜色和粗细程度,可以区分转发主机并判断该主机上承担的业务量；当存在资料的重复接收/发送或不合理的流程时,也可以通过该图迅速地定位.

6逆向导出配置文件

NetMiner不仅提供了网状结构的图形化显示功能,而且还支持直接在图形化的网状结构上进行节点和链接的编辑功能.通过使用“Graph Editor”工具,可以任意增加/减少节点、建立/删除链接,进而实现对网络结构的修改,而且修改后的网状结构可以逆向导出成EXCEL等格式的文件. 这样,当通信系统有业务增加、修改或取消时,业务管理人员只需要通过NetMiner对之前生成的网状结构进行修改,然后导出成EXCEL文件,再通过应用程序导回成为配置文件即可,大大提高了操作的可规划性、可操作性和灵活性,也减少了手工输入出现失误的可能性.图4是通过NetMiner的图形编辑器添加一个分发节点“New Node（1）”并建立源节点到新建节点之间有向链接的过程.

7.应用效果

本文在使用业务实际配置的基础上,首先通过正向转换,实现了通过传输配置文件生成业务网状结构图,尽管业务流程非常复杂,但通过该图可以一目了然地对业务量分布、业务流程的合理性等问题进行直观的分析和定位；而后又通过图形化编辑和逆向转换,实现了对传输配置的可视化编辑和管理,使得业务配置工作更加简单、灵活和准确.

8结 论

本文选取了国际通信系统部分配置文件进行解析和转换,并最终生成了以收发主机为节点的业务网状关系,只是对部分通信业务粗粒度的展示.而且,对于远程收集和远程分发的情况,配置文件所在的主机实质上承担了转发怎么写作器的角色,将资料从远程拉取到本地,再由本地分发至远程,为了网络结构图的简单明晰,本文只是将作为中转怎么写作器的本地主机信息作为链接属性,以体现其转发关系.

在本文研究的基础上,下一步可以将分析范围扩大至整个通信系统,节点粒度精细到收发主机的每个目录,并且将中转怎么写作器由链接属性转化为节点,将文件名的匹配规则作为链接属性,以图形化网络的方式全面展示通信系统的业务概貌、精准地描述各类资料的业务流程,满足业务管理和决策人员快速、高效、准确分析和调整业务的需求.