一种基于实时可视化数据分析的服务监控终端系统的制作方法

1.本发明涉及软件服务化技术，特别涉及一种面向无人机指挥控制领域的基于实时可视化数据分析的服务监控终端系统。


背景技术：

2.目前，无人机地面站软件采用组件化架构，后续将逐渐过渡到服务化架构，采用上述架构的好处在于一个巨大的单体式软件应用可以被拆分为相互独立开发、部署、测试、运行的一组服务模块,使用轻量级通信机制在服务间进行通信，贯彻了高内聚低耦合的架构思想。随着国内无人机产业技术的迅速发展，无人机飞行操作需要地面站加载的服务数量也呈现快速增长趋势，应用服务化后给系统运维带来很大的挑战。随之而来的是错误定位难,排查难,服务调用关系难以理清等问题,这些问题随着服务模块的增多变得愈加复杂。
3.基于服务化架构的信息系统运行环境是随时变化的，所有设备都是不可信的，随时都可能出现超负荷运转或者出现意外故障。因此需要对服务化架构下的分布式服务运行环境进行实时监控，进而快速掌握服务在某一时刻的服务质量情况和系统性能情况，并及时对服务质量下降或者出现故障的服务进行相应处理。现有的服务监控系统是从服务使用者的角度，监控特定服务提供者单一节点的服务质量，只能采集和监控系统性能指标，而无法统计服务进程内部的服务质量指标。
4.随着无人机指挥控制系统的业务复杂度越来越高，为了满足服务模块的线下管控与线上高效运行，迫切地需要一个实时的服务监控终端系统对所有的服务模块进行性能监控和调用链路追踪，保障服务模块的高效和健康运行。


技术实现要素：

5.本发明的发明目的在于提供一种基于实时可视化数据分析的服务监控终端系统，主要用于网络拓扑监控、服务信息统计以及服务生命周期控制，准确掌握服务的状态，保障服务化架构的开发和维护。
6.本发明的发明目的通过以下技术方案实现：
7.一种基于实时可视化数据分析的服务监控终端，包含系统管理组件、监控管理组件、日志管理组件，监控管理组件将接收到的订阅的各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划传递给系统管理组件进行处理，根据系统管理组件反馈的结果对各服务的状态、各服务之间调用关系以及各服务所在节点的性能进行显示，将用户制定的服务生命周期变更消息传递给系统管理组件后发布给相应服务，从而实时控制各服务以规定的服务组合计划支撑服务工作；
8.同时系统管理组件将服务关键的实时数据在日志记录组件进行存储与导出。
9.较佳地，系统管理组件包含主界面管理模块和数据通信模块；监控管理组件包含服务监控模块、服务拓扑显示与控制模块、服务状态显示与控制模块、服务生命周期显示与控制模块、服务性能指标显示与控制模块；
10.主界面管理模块用于对各显示界面的相对位置、大小以及配色管理，对页面布局进行新建、删除、保存，并将所有页面布局保存至数据库中；
11.数据通信模块将从服务监控模块获取到的各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划进行数据处理，提取节点号、服务号、服务名称、服务状态传递给服务状态显示与控制模块，提取服务调用信息传递给服务拓扑显示模块，提取各节点的cpu占用率、内存占用率、节点负载、工作负载、响应时延给服务性能指标显示与控制模块；定时地与应用程序服务端进行数据交互，将服务生命周期显示与控制模块生成的服务生命周期变更消息发布给对应的服务；
12.服务监控模块通过dds接口定时的向服务管理软件发送订阅请求，获取各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划；
13.服务状态显示与控制模块从数据通信模块获取所需的各个服务的节点号、服务号、服务名称、服务状态等节点和服务信息生成列表进行可视化显示，列表显示的各个服务提供操作按钮，支持用户提出对选中服务的服务生命周期变更请求；
14.服务拓扑显示模块从数据通信模块获取服务调用信息，并按照节点和服务进行分类，得到节点间不同服务的调用链路关系，以此生成具备服务交互功能的拓扑展示视图进行显示，还为拓扑展示视图上显示的服务提供服务操作按钮，供用户对某一选定节点上的某一类服务指出服务生命周期变更请求；
15.服务性能指标显示与控制模块将从数据通信模块获取的cpu占用率、内存占用率、节点负载、工作负载、响应时延构建成实时且持续化的可视化视图进行显示，对性能指标的实时数据和性能趋势进行监视；
16.服务生命周期显示与控制模块将用户在服务状态显示与控制模块、服务拓扑显示模块提出的服务生命周期变更请求进行显示，在确认后生成为服务生命周期变更消息发送至数据通信模块。
17.较佳地，监控管理组件还包含服务状态还原模块；日志管理组件包含日志记录模块和故障分析模块；
18.日志记录模块将数据通信模块发送的故障日志数据包转发给故障分析模块，故障分析模块将故障分析结果反馈给数据通信模块，然后数据通信模块将故障分析结果发送到服务还原模块，服务还原模块根据故障分析结果得出需要进行开启或关闭的服务，进而生成这些服务的服务生命周期变更请求，并发送至服务生命周期显示与控制模块，服务生命周期显示与控制模块在与用户确认后生成服务生命周期变更消息。
19.较佳地，日志管理组件还包含文件存储模块，将记录的不同类型信息导出到数据库或文本文件中分类保存。
20.较佳地，基于实时可视化数据分析的服务监控终端还包含桥接控制组件，桥接控制组件包含服务组合重构模块；
21.服务组件重构模块显示多个不同场景的服务组合计划，用户在服务组件重构模块中根据需要选中服务组合计划进行灵活配置并启动自定义服务组合计划；用户在构建自定义服务组合计划后，服务组件重构模块将根据服务组合计划生成服务生命周期变更消息发送至数据通信模块，数据通信模块将服务生命周期变更消息发送至服务发布方，等待服务的重新部署。
22.较佳地，在方案切换时，服务组件重构模块首先分析新服务组合计划和旧服务组合计划，仅将需要变更状态的服务生成服务生命周期变更消息。
23.本发明的有益效果在于：
24.本发明提供的基于实时可视化数据分析的服务监控终端系统，对分布式复杂拓扑下的多节点、多服务进行监控，监控的指标包括服务节点的系统性能指标以及服务本身的质量性能指标。同时，服务监控终端系统的业务逻辑和ui界面收集、存储并展示丰富的多维度的可视化数据，通过对服务网络拓扑、服务信息等实时数据的非入侵式观察，快速准确掌握服务的状态并对发生故障的服务进行问题定位，保障服务的高效和健康运行。
附图说明
25.图1是本发明的系统逻辑架构图；
26.图2是本发明的系统功能模块分解图；
27.图3是本发明的系统整体交联图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
29.如图1所示，本实施例所示的一种基于实时可视化数据分析的服务监控终端系统具有高实时性、低延迟、强稳定性的特点，采用c/s架构，具体包含四个组件：系统管理组件、监控管理组件、日志管理组件和桥接控制组件。各组件采用分层的逻辑架构，自上而下可分为视图层，业务逻辑层和数据层。视图层主要是各组件的人机交互界面，用于各可视化操作与数据显示；业务逻辑层是各组件的业务逻辑，支撑各组件功能的实现；数据层实现了数据库的各类操作、日志文件的各类操作以及dds通信。通过该架构实现监控系统对服务进行实时监控、状态还原，组合计划重构、故障分析等操作。
30.监控管理组件将接收到的订阅的各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划传递给系统管理组件进行处理，根据系统管理组件反馈的结果对各服务的状态、各服务之间调用关系以及各服务所在节点的性能进行显示，将用户制定的服务生命周期变更消息传递给系统管理组件后发布给相应服务，从而实时控制各服务以规定的服务组合计划支撑服务的稳定、持续的工作。
31.日志记录组件主要用于将服务关键的实时数据进行存储与导出，并根据服务信息日志进行异常故障分析，从而支撑服务组合计划重构功能与服务异常状态还原等功能。
32.桥接控制组件主要用于供用户灵活地重新规划服务组合计划，并根据当前最新的服务组合计划，对相应服务进行生命周期控制，实现服务方案的在线切换。
33.参见图2所示，系统管理组件包含主界面管理模块和数据通信模块。
34.监控管理组件包含服务监控模块、服务状态还原模块、服务拓扑显示与控制模块、服务状态显示与控制模块、服务生命周期显示与控制模块、服务性能指标显示与控制模块。
35.日志管理组件包含文件存储模块、日志记录模块和故障分析模块。
36.桥接控制组件包含服务组合重构模块。
37.如图3所示，主界面管理模块的功能为渲染主界面和优化页面布局，可以对系统管理组件、监控管理组件、日志管理组件、桥接控制组件中各模块显示界面的相对位置、大小
以及配色等进行管理，可以对页面布局进行新建、删除、保存等操作，并将所有页面布局保存至数据库中，实现页面布局的记忆功能，页面布局的修改不会随着软件的重启而被重置。
38.如图3所示，数据通信模块作为系统内数据处理中心，将从监控管理组件的服务监控模块获取到的各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划进行数据处理，提取节点号、服务号、服务名称、服务状态等服务状态信息传递给服务状态显示与控制模块，提取服务调用信息传递给服务拓扑显示模块，提取各节点的cpu占用率、内存占用率、节点负载等节点性能指标和工作负载、响应时延等服务性能指标信息给服务性能指标显示与控制模块，以此减轻所述服务监控模块的运行压力。进一步地，该数据通信模块还支持将各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划等信息转发至日志管理组件进行持久化保存。进一步地，该数据通信模块定时地与应用程序服务端进行数据交互，将服务生命周期变更消息发布给对应的服务，以此保障用户对不同节点上各个服务进行实时性生命周期控制，满足了高频率、低时延的数据通信需要。
39.如图3所示，所述服务监控模块通过dds接口定时的向服务管理软件发送订阅请求，获取各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划，以此保障对各个节点的服务状态的实时跟踪。其中，服务管理软件管理各服务，对服务进行注册与发现，接收服务上报的服务信息，服务监控模块需要订阅的服务详情信息、故障日志数据以及服务组合计划等信息都存放于服务管理软件中。进一步地，作为服务监控终端系统的数据通信起点，该服务监控模块将接收到的由外部接口获取的各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划等信息传递给数据通信模块。
40.如图3所示，服务状态显示与控制模块从数据通信模块获取所需的各个服务的节点号、服务号、服务名称、服务状态等节点和服务信息生成列表进行可视化显示。进一步地，服务状态显示与控制模块为列表显示的各个服务提供操作按钮，支持用户提出对选中服务进行开启、关闭等服务生命周期变更请求，并将服务生命周期变更请求传递给服务生命周期显示与控制模块，由服务生命周期显示与控制模块进行服务生命周期的控制。进一步地，还将服务生命周期变更请求以及生成的列表发送至日志记录模块进行持久化存储。
41.如图3所示，服务拓扑显示模块从数据通信模块获取服务调用信息，并按照节点和服务进行分类，得到节点间不同服务的调用链路关系，以此生成具备服务交互功能的拓扑展示视图进行显示。进一步地，服务拓扑显示模块还为拓扑展示视图上显示的服务提供服务操作按钮，供用户对某一选定节点上的某一类服务提出开启、关闭等服务生命周期变更请求，服务拓扑显示与控制模块将服务生命周期变更请求传递给服务生命周期显示与控制模块，由服务生命周期显示与控制模块进行服务生命周期的控制。进一步的地，服务拓扑显示模块还将服务生命周期变更请求以及生成的拓扑展示视图发送至日志记录模块持久化存储。
42.如图3所示，服务性能指标显示与控制模块将从数据通信模块获取的cpu占用率、内存占用率、节点负载等节点性能指标和工作负载、响应时延等服务性能指标信息，将数据构建成实时且持续化的可视化视图进行显示，方便对性能指标的实时数据和性能趋势进行监视。
43.如图3所示，服务生命周期显示与控制模块是一个服务生命周期控制指令的生成中心，将用户在服务状态显示与控制模块、服务拓扑显示模块提出的服务生命周期变更请
求进行显示，在确认后生成服务生命周期变更消息，经内部接口发送至数据通信模块，与外部数据接口通信，将服务生命周期变更消息发送至服务发布方，服务状态变更后，服务发布方将信息上报至服务管理软件，最终更新服务状态显示与控制模块内显示的服务状态。进一步地，由用户触发的服务生命周期变更消息需要发送至日志记录模块进行持久化存储。
44.如图3所示，服务状态还原模块负责将状态异常变更的服务进行状态还原。首先日志记录模块将故障日志数据包转发给故障分析模块，故障分析模块将故障分析结果反馈给数据通信模块，然后数据通信模块将故障分析结果发送到服务还原模块，服务还原模块根据故障分析结果得出需要进行开启或关闭的服务，进而生成这些服务的服务生命周期变更请求，并发送至服务生命周期显示与控制模块，服务生命周期显示与控制模块在与用户确认后生成服务生命周期变更消息，至此完成异常服务的状态还原。进一步地，将服务生命周期变更请求发送到日志记录模块进行持久化存储。
45.如图3所示，所述日志记录模块负责保存服务监控终端系统中所有节点和服务的状态和操作。日志管理组件作为一个独立的组件，该组件的日志记录管理模块以可视化界面的方式管理各种类型的消息记录。进一步地，该组件的文件存储模块能够将记录的不同类型信息导出到数据库或文本文件中分类保存。进一步地，该组件的故障分析模块能够从数据库或文本文件中检索或获取历史消息记录，进行服务故障分析调试。
46.如图3所示，服务组件重构模块显示多个不同场景的服务组合计划，该模块提供了以方案的方式来启动不同的服务组合计划。在提供默认服务组合计划的前提下，用户可以在服务组件重构模块中根据需要选中服务组合计划进行灵活配置并启动自定义服务组合计划。进一步地，用户在构建自定义服务组合计划后，服务组件重构模块将根据服务组合计划生成服务生命周期变更消息发送至数据通信模块，数据通信模块将服务生命周期变更消息发送至服务发布方，等待服务的重新部署。进一步地，在方案切换时，该模块首先分析新服务组合计划和旧服务组合计划，仅将需要变更状态的服务生成生命周期变更消息，从而避免频繁地启动和销毁服务所造成的资源开销。
47.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种基于实时可视化数据分析的服务监控终端，包含系统管理组件、监控管理组件、日志管理组件，其特征在于监控管理组件将接收到的订阅的各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划传递给系统管理组件进行处理，根据系统管理组件反馈的结果对各服务的状态、各服务之间调用关系以及各服务所在节点的性能进行显示，将用户制定的服务生命周期变更消息传递给系统管理组件后发布给相应服务，从而实时控制各服务以规定的服务组合计划支撑服务工作；同时系统管理组件将服务关键的实时数据在日志记录组件进行存储与导出。2.根据权利要求1所述的一种基于实时可视化数据分析的服务监控终端，其特征在于系统管理组件包含主界面管理模块和数据通信模块；监控管理组件包含服务监控模块、服务拓扑显示与控制模块、服务状态显示与控制模块、服务生命周期显示与控制模块、服务性能指标显示与控制模块；主界面管理模块用于对各显示界面的相对位置、大小以及配色管理，对页面布局进行新建、删除、保存，并将所有页面布局保存至数据库中；数据通信模块将从服务监控模块获取到的各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划进行数据处理，提取节点号、服务号、服务名称、服务状态传递给服务状态显示与控制模块，提取服务调用信息传递给服务拓扑显示模块，提取各节点的cpu占用率、内存占用率、节点负载、工作负载、响应时延给服务性能指标显示与控制模块；定时地与应用程序服务端进行数据交互，将服务生命周期显示与控制模块生成的服务生命周期变更消息发布给对应的服务；服务监控模块通过dds接口定时的向服务管理软件发送订阅请求，获取各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划；服务状态显示与控制模块从数据通信模块获取所需的各个服务的节点号、服务号、服务名称、服务状态生成列表进行可视化显示，列表显示的各个服务提供操作按钮，支持用户提出对选中服务的服务生命周期变更请求；服务拓扑显示模块从数据通信模块获取服务调用信息，并按照节点和服务进行分类，得到节点间不同服务的调用链路关系，以此生成具备服务交互功能的拓扑展示视图进行显示，还为拓扑展示视图上显示的服务提供服务操作按钮，供用户对某一选定节点上的某一类服务指出服务生命周期变更请求；服务性能指标显示与控制模块将从数据通信模块获取的cpu占用率、内存占用率、节点负载、工作负载、响应时延构建成实时且持续化的可视化视图进行显示，对性能指标的实时数据和性能趋势进行监视；服务生命周期显示与控制模块将用户在服务状态显示与控制模块、服务拓扑显示模块提出的服务生命周期变更请求进行显示，在确认后生成为服务生命周期变更消息发送至数据通信模块。3.根据权利要求2所述的一种基于实时可视化数据分析的服务监控终端，其特征在于监控管理组件还包含服务状态还原模块；日志管理组件包含日志记录模块和故障分析模块；日志记录模块将数据通信模块发送的故障日志数据包转发给故障分析模块，故障分析模块将故障分析结果反馈给数据通信模块，然后数据通信模块将故障分析结果发送到服务
还原模块，服务还原模块根据故障分析结果得出需要进行开启或关闭的服务，进而生成这些服务的服务生命周期变更请求，并发送至服务生命周期显示与控制模块，服务生命周期显示与控制模块在与用户确认后生成服务生命周期变更消息。4.根据权利要求3所述的一种基于实时可视化数据分析的服务监控终端，其特征在于日志管理组件还包含文件存储模块，将记录的不同类型信息导出到数据库或文本文件中分类保存。5.根据权利要求1所述的一种基于实时可视化数据分析的服务监控终端，其特征在于还包含桥接控制组件，桥接控制组件包含服务组合重构模块；服务组件重构模块显示多个不同场景的服务组合计划，用户在服务组件重构模块中根据需要选中服务组合计划进行灵活配置并启动自定义服务组合计划；用户在构建自定义服务组合计划后，服务组件重构模块将根据服务组合计划生成服务生命周期变更消息发送至数据通信模块，数据通信模块将服务生命周期变更消息发送至服务发布方，等待服务的重新部署。6.根据权利要求5所述的一种基于实时可视化数据分析的服务监控终端，其特征在于，在方案切换时，服务组件重构模块首先分析新服务组合计划和旧服务组合计划，仅将需要变更状态的服务生成服务生命周期变更消息。

技术总结
本发明公开了一种基于实时可视化数据分析的服务监控终端，包含系统管理组件、监控管理组件、日志管理组件，监控管理组件将接收到的订阅的各服务的详情数据包、各服务的故障日志数据包和服务组合计划传递给系统管理组件进行处理，根据系统管理组件反馈的结果对各服务的状态、各服务之间调用关系以及各服务所在节点的性能进行显示，将用户制定的服务生命周期变更消息传递给系统管理组件后发布给相应服务，从而实时控制各服务以规定的服务组合计划支撑服务工作；同时系统管理组件将服务关键的实时数据在日志记录组件进行存储与导出。本发明能准确掌握服务的状态，保障服务化架构的开发和维护。开发和维护。开发和维护。


技术研发人员：陈龙震 周亮 闫乐 肖荣辉 潘雷 王子晔 景文君 王敏
受保护的技术使用者：中国航空无线电电子研究所
技术研发日：2023.01.17
技术公布日：2023/7/19