動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)大數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計

傳統(tǒng)的動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)體系架構(gòu)包含三個組成部分:監(jiān)控對象(SO)、現(xiàn)場監(jiān)控單元(FSU)、集中監(jiān)控中心(SC)，體系結(jié)構(gòu)如下:
傳統(tǒng)動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

        以上架構(gòu)設(shè)計適合小規(guī)模的應(yīng)用場景，難以解決大規(guī)模采集數(shù)據(jù)場景下的動環(huán)監(jiān)控業(yè)務(wù)應(yīng)用，本文提出一種集群大數(shù)據(jù)平臺技術(shù)架構(gòu)，以滿足動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)對大規(guī)模測點實時性采集和處理、大數(shù)據(jù)高效存儲和查詢、分布式容錯處理等要求，同時為第三方SC、SC、大數(shù)據(jù)分析、其它應(yīng)用提供共享服務(wù)。另外，還制定測點和設(shè)備編碼規(guī)范、測點和設(shè)備命名規(guī)范、事件和轉(zhuǎn)臺字典規(guī)范以及服務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范等。技術(shù)架構(gòu)設(shè)計包括數(shù)據(jù)采集、分布式消息隊列(Kafka集群)、在線實時處理(Storm集群)、數(shù)據(jù)存儲中心、共享服務(wù)、配置管理等部分。技術(shù)架構(gòu)如下圖所示:

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)大數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計

       1、面向不同層次的數(shù)據(jù)采集。支持面向第三方集中監(jiān)控中心(SC)和第三方現(xiàn)場監(jiān)控單元(FSU)數(shù)據(jù)采集;同時，支持面向動力系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控單元數(shù)據(jù)直采(一體式或主從式FSU)。依據(jù)不同的規(guī)約協(xié)議定制開發(fā)采集程序，底層采集數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚至分布式消息隊列(Kafka集群)。定制ETL單元采集數(shù)據(jù)推送至分布式消息隊列(Kafka集群)，由在線實時處理(Storm集群)應(yīng)用，基于配置管理預(yù)先定義的點表映射關(guān)系進行處理，轉(zhuǎn)換成動環(huán)監(jiān)控平臺自定義編碼;而現(xiàn)場監(jiān)控單元，基于配置管理預(yù)先定義的點表映射關(guān)系，將底層動力和環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)，直接轉(zhuǎn)換成動環(huán)監(jiān)控平臺自定義編碼，無需在線實時處理(Storm集群)應(yīng)用進行點表映射處理。

       2、集群式消息隊列。在支持各個子系統(tǒng)本身業(yè)務(wù)應(yīng)用要求的前提下，采集數(shù)據(jù)集中匯總到消息中間件(Kafka)緩沖，每一個采集服務(wù)器在消息隊列中采用唯一標(biāo)識的主題(Topic)存儲，消息中間件中的數(shù)據(jù)存儲格式采用JSON格式;集中存儲的優(yōu)勢在于:平臺級應(yīng)用方無須關(guān)注實現(xiàn)各個廠家不同的通訊方式和交互流程，在數(shù)據(jù)匯總的方式上基于互聯(lián)網(wǎng)的公開標(biāo)準(zhǔn)進行了統(tǒng)一，數(shù)據(jù)格式可以不統(tǒng)一。傳統(tǒng)做法是要求數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)格式處理轉(zhuǎn)嫁給了數(shù)據(jù)采集方，增加了數(shù)據(jù)采集方的工作量，另外，所謂的統(tǒng)一格式，也不能得到廣泛認(rèn)可，消息隊列的通訊方式是公認(rèn)的技術(shù)。

       3、實時高并發(fā)數(shù)據(jù)處理機制。統(tǒng)一業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)格式(設(shè)備編號、測點編號、測點數(shù)值、測點類型、采集時間等)，預(yù)先定義映射關(guān)系，將不同數(shù)據(jù)格式的底層采集數(shù)據(jù)，統(tǒng)一格式化成標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù);對于模擬量、計算量、開關(guān)量實時數(shù)據(jù)的處理和存儲。

       4、混合數(shù)據(jù)存儲模式。針對不同類型數(shù)據(jù)，依據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用實際要求，選擇合適的存儲模式進行數(shù)據(jù)持久化處理，并對外提供數(shù)據(jù)。對于文件、圖像、視頻以文件方式存儲;實時測點數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(Redis集群)，事件狀態(tài)數(shù)據(jù)局域(Redis)的消息訂閱機制，及時向外部應(yīng)用推送;歷史測點數(shù)據(jù)存儲在時間序列數(shù)據(jù)庫(OpenTSDB集群)，配置管理、基礎(chǔ)信息、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、主題分析數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(MySQL集群)。

       5、開放式共享服務(wù)接口。事件、狀態(tài)、告警等即時消息，通過消息隊列訂閱機制對外推送;提供RESTful Web服務(wù)共享接口，為遠程控制操作、實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)查詢提供應(yīng)用基礎(chǔ);同時，平臺對外開發(fā)時間序列數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、消息隊列訪問方式。

       6、可拓展業(yè)務(wù)應(yīng)用。共享服務(wù)支持第三方集控中心(SC)、SC、大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用、其它應(yīng)用等二次開發(fā)。

       7、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。動環(huán)監(jiān)控平臺制定規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的編碼、命名、字典、接口定義，基于標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化基礎(chǔ)，提供可視化的配置管理工具。

來源：機房監(jiān)控 http://www.dr4xxf.cn