基于Zabbix的校园网核心监控系统设计与实现
目录
开题报告
1．实验背景
2．实验目的、意义
3．研究内容
4．技术路线
5．难点内容
6．预期结果
1．实验背景
互联网在社会、经济、以及人们的日常生活中都是必不可少的工具，而互联网的稳定运行是互联网技术能够广泛应用的前提，因此网络监控技术应运而生。网络监控技术能够监控网络整体运行状态，可以提前预判网络中可能存在的问题，进而采取措施，保证网络的稳定运行。本系统采用的基于Zabbix软件的监控系统不仅能够监控网络系统，还可以扩展到其他方面的应用。
计算机网络技术发展迅速，网络在我们学校师生的生活、工作和学习中已经成为必不可少的工具。在网络需求量越来越大的情况下，保障网络运行稳定性，也成为在校师生密切关注和关心的问题。在这样的背景下，对于网络维护人员提出了更高的要求，拥有一个优良的网络设备监控平台就显得尤为重要，通过网络设备监控平台，观察各设备的运行状况，对运行情况进行数据分析，对问题设备及时处理，甚至实时监控和报警，这样才能够尽快处理全校师生在使用网络时遇到的各种问题。
2．实验目的、意义
在当前的开源服务器监控软件中比较热门的有Nagios、Ganglia、 OpenTSDB 、Zabbix等开源软件，每个软件都有自己的特点和功能。
在开源的软件中(Zabbix，Nagios，Cacti等)，开源的解决方案有流量监控和性能告警，而且每种软件都有自己特点和功能，各自的侧重点和目标不完全相同，在设计理念和实现方法上也大同小异，更多思想放在服务器监控的属性以及监控流程上，但是随着服务器数量的成倍增加，产生的数据将成倍增加，数据的读写成为最大的问题，所以简单的开源软件的使用已无法满足当前的需求。
学校网络设备监控平台采用的是多年前购买的PRTG平台，PRTG平台是一款通过路由器等设备上的SNMP协议取得流量资讯并产生图形报表的软件，可以为我们产生内部网络包括服务器、路由器、交换机、员工计算机等多种设备的网络流量图形化报表，并能够对这些报表进行统计和绘制。但在具体的使用过程中，仍然暴露出许多问题，我们学校的PRTG平台仅能监控汇聚交换机出入口流量，无邮件报警等及时的问题警告方式，在使用过程中需要人工不断地进行关注平台进出口流量信息来做出判断，对学校的网络硬件设备的监控缺少及时性报警和主动性报警，不能够满足出现网络问题及时发现的需要，给我们的网络管理人员带来很大的不便。
通过Zabbix平台对学校所有交换机、无线AP等网络设备流量、运行状况进行监控和告警，使用第三方平台通知设备负责人员设备的异常或故障，基于Zabbix的校园网监控系统使用更加灵活，对于学校网络管理和运维人员的工作有着切实的辅助作用。
3．研究内容
基于开源系统Zabbix设计与实现监控数量大、速度快的服务器监控方案，特别是对于大规模数据中心的基础设施的监控，从主机、网络、存储等方面实现对整个资源池的资源监控，将服务器的相关指标以可读性强的形式展现给运维人员，让运维人员充分把握服务器的各项指标，当某些指标出现异常时能够将异常以短信或者邮件的方式报给运维人员，在此基础上，分为四个核心要点 。
（1）实时图形：通过Zabbix将监控的网络设备数据绘成实时的图形。
（2）数据采集：通过Zabbix监控系统采集设备运行过程中的通断情况、进出口流量等信息
（3）异常监控：监控各核心设备机房和服务器机房的基本运行设备状态，对异常情况进行监控和记录，并触发告警机制。
(4)报警：对网络设备的运行状态故障、电力故障、接口故障等问题进行及时的报警，并可根据等级发送到不同的用户组。
4．技术路线
Zabbix是一个基于WEB界面的提供分布式系统监控以及网络监控功能的企业级的开源解决方案，采用多种方式进行数据采集，它将采集到的数据先存入数据库，然后对数据做进一步的分析与整理，达到阙值条件的就触发告警，不仅有专门独立的Agent,还可以使用支持SNMP、Telnet、SSH、IPMI、JMX等多种协议的方式。其扩展的灵活性和功能的丰富程度是其他监控系统所不能比的。能监视各种网络参数，保障网络系统的安全运营；并提供灵活的通知机制以让系统管理员快速定位和解决存在的各种问题。
图 1Zabbix 5.0架构
1、Zabbix Server
Zabbix server 是 agent 程序报告系统可用性、系统完整性和统计数据的核心组件，是所有配置信息、统计信息和操作数据的核心存储器。
2、Zabbix 数据库存储
所有配置信息和 Zabbix 收集到的数据都被存储在数据库中。
3、Zabbix Web 界面
为了从任何地方和任何平台都可以轻松的访问Zabbix, 我们提供基于Web的Zabbix界面。该界面是Zabbix Server的一部分，通常(但不一定)跟Zabbix Server运行在同一台物理机器上。
如果使用 SQLite,Zabbix Web 界面必须要跟Zabbix Server运行在同一台物理机器上。
4、Zabbix Proxy 代理服务器
Zabbix proxy 可以替Zabbix Server收集性能和可用性数据。Proxy代理服务器是Zabbix软件可选择部署的一部分；当然，Proxy代理服务器可以帮助单台Zabbix Server分担负载压力。
5、Zabbix Agent 监控代理
Zabbix agents监控代理 部署在监控目标上，能够主动监控本地资源和应用程序，并将收集到的数据报告给Zabbix Server。
图2 Zabbix逻辑图
Zabbix监控系统运行大概流程：
Zabbix agent需要安装到被监控的核心机房服务器上，它负责定期收集各项数据，并发送到Zabbix server端。
各区域核心设备机房的核心设备则通过SNMP协议实现对设备的管理和访问，SNMP协议（简单网络管理协议）是网络中管理设备和被管理设备之间的通信规则，它定义了一系列消息、方法和语法，用于实现管理设备对被管理设备的访问和管理。
Zabbix server将数据存储到数据库中，Zabbix web根据数据在前端进行展现和绘图。
这里agent收集数据分为主动和被动两种模式：
- 主动：agent请求server获取主动的监控项列表，并主动将监控项内需要检测的数据提交给server/proxy
- 被动：server向agent请求获取监控项的数据，agent返回数据。
SNMP网络元素分为NMS和Agent两种。
- NMS（Network Management Station，网络管理站）是运行SNMP客户端程序的工作站，能够提供非常友好的人机交互界面，方便网络管理员完成绝大多数的网络管理工作。
- Agent是驻留在设备上的一个进程，负责接收、处理来自NMS的请求报文。在一些紧急情况下，如接口状态发生改变等，Agent也会主动通知NMS。
SNMP提供四种基本操作：
- Get操作：NMS使用该操作查询Agent的一个或多个对象的值。
- Set操作：NMS使用该操作重新设置Agent数据库（MIB，Management Information Base）中的一个或多个对象的值。
- Trap操作：Agent使用该操作向NMS发送报警信息。
- Inform操作：NMS使用该操作向其他NMS发送报警信息。
5．难点内容
- 面对各机房交换机繁多的交换机设备，设备品牌型号都不相同，如何高效的配置模板，方便添加导入监控设备？
- 根据实际工作需求，设计多元化功能，最大限度监控网络设备状态。
2、如何实现对设备运行故障信息根据不同的用户进行分类并及时反馈到网络管理员？
3、如何实现在前端页面绘制统计图？
6．预期结果
- 配置Zabbix，对学校各机房接入交换机、汇聚交换机的异常监控和流量监测，学校外网到校园网的流量、通断信息监测。
- 核心设备CPU利用率、内存使用率、电源，风扇，温度等运行情况进行监控。
- 实时核心设备异常微信/邮件报警，根据设备等级和严重情况发送到不同用户组
- 各区域无线接入人数以及出入口流量
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