基于SNMP协议实现油区网络监控管理平台

［摘 要］ 在“发展大油田、建设大气田，实现油气当量5000万吨”的宏伟目标下，大规模产能建设和数字化应用对油田信息化设备的管理提出了前所未有的高要求。基于snmp协议的网络监控管理平台，实现了对油区数字化设备的远程、有效的管理，为油田生产提供了可靠的服务保障。
　　［关键词］ snmp； 数字化； 网络监控

　　1概述
　　
　　在油田数字化的进程中，大量数字化设备的安装部署，一方面为油田管理带来了便利，另一方面也带来了巨大的维护工作量。目前对于这些数字化设备的管理基本上采取一种分散、被动的方式，如何实现数字化设备的集中管理和数字化系统的信息化管理，是当前必须考虑的一个问题。
　　目前，有两种网络管理协议在计算机网络管理中占主导地位：一种是开放系统互连组织（ｏｓｉ）提出的公共管理信息及协议（ｃｍｉｓ／ｃｍｉｐ）；另一种是ｉｎｔｅｒｎｅｔ工程任务组（ｉｅｔｆ）提出的简单网络管理协议（ｓｎｍｐ）。ｉｅｔｆ指定的ｓｎｍｐ协议显得简单实用，容易实现，因而被迅速地推广开来，得到了广泛支持。
　　ｓｎｍｐ是为网络管理服务而定义的应用协议，ｓｎｍｐ实际上是指网络管理的一系列标准，包括协议、数据库定义和一系列数据对象。作为基于ｔｃｐ／ｉｐ协议的网络管理协议，它工作在传输层之上，完全独立于底层的传输机制，采用“管理者－代理”模型来监视和控制各种可管理的网络设备，利用无连接的ｕｄｐ协议在管理者和代理之间进行信息的传递。
　　在油田开展的ｅｐｏｎ组网改造中，由于油区数字化网络设备的管理没有统一的管理平台，造成改造过程中出现故障不能及时发现，并且故障上报后由于所掌握的信息较少，往往也很难快速准确判断出故障源，使得维护工作非常被动，不能从全局上把握目前网络的整体运行情况。针对这一现状，在ｅｐｏｎ二期改造的工程中，采用了基于ｓｎｍｐ协议的网络监控平台对部分站点的数字化网络设备运行状态进行监测，监测设备包括：ｍｏｘａ串口服务器、视频服务器、视频工作站、ｐｌｃ柜、工控机、无线网桥、交换机、ｏｎｕ等。重要设备采用网络层和应用层两个层面的监测，不仅对这些设备的网络通道进行监测，而且还对这些设备的服务状态进行监测。管理人员可以实时掌握油区网络的运行状态，及时发现故障，解决故障，确保油区生产网络的正常运行。
　　
　　2系统设计
　　
　　目前要实现所有作业区和厂部的数字化网络监控，可以按照如下方案进行部署：
　　（1） 在作业区（联合站）的网络汇聚点可以各安装一台嵌入式服务器，实现对本作业区（联合站）的数字化网络设备的监控，在作业区（联合站）网络管理部门可以安装一台客户端，实现辖区内的网络设备监控。
　　（2） 在厂部信息中心安装一台嵌入式服务器，实现厂部的全部应用服务器和数字化网络设备的监控，厂部服务器可以将各作业区的服务器作为代理，实现各作业区数字化网络设备的监控管理。
　　（3） 网络监控布局按照联合站－增压点、增压点－井场两级布局。
　　
　　3系统功能
　　
　　从数字化管理的角度看，油区网络监控平台实现了四大管理功能。即服务管理、故障管理、拓扑管理和资产管理。
　　３．１服务管理
　　油区数字化网络设备是油田生产的关键设备，要实时监控其服务状态，只通过网络层的监控是不能确保万无一失的。由于在用设备都是模块化设计的，有专门的网络模块来处理网络通信。在其他服务模块出现问题而网络处理模块正常的情况下，网络层监控是无法确定设备服务状态的，需要使用应用层的探针。应用层的探针可以通过发送特定的协议消息来探测被监控设备的服务状态，同样可以将采集到的数据采用实时曲线图的方式呈现给管理者。通过应用层的探针可以确保重点设备的服务状态。
　　这一特点在油区ｅｐｏｎ改造中得到了证实。由于先前网络存在不稳定因素，造成了增压点的视频监控无法在西安控制中心显示，但是本地可以显示，因此认为是增压点的网络传输有问题，但是通过pｉｎｇ测发现所有的视频服务器都可以在西安pｉｎｇ通，说明网络传输没有问题的，前后得出的两种相反的测试结果，对处理故障带来了困惑。而后通过查看油区网络监控平台发现，增压点和转油站应用层探针有同样的告警提示，网络层探针无告警，于是将注意力转移到增压点和转油站的连接情况，通过交换机端口数据的对比，发现增压点和转油站之间存在环路，从而找出了故障原因。
　　更重要的是油区网络监控平台可以通过ｓｎｍｐ协议采集各种网络设备的运行参数，如端口状态、端口速率、地址表等参数，并将各参数实时地显示在网络拓扑图上，这些运行参数同样可以采用实时曲线图的方式呈现给管理者，方便对网络的整体性能做出评估和优化。例如目前油区中井场到增压点的数据传输设备大量使用的是无线网桥，采用监控平台ｓｎｍｐ协议可以实时地监测各站点无线网桥的信号强度和工作状态，使整个无线网络处于可管理的状态下。
　　３．２故障管理
　　油区网络监控平台对网络设备的监控是实时的，设备出现故障后可以通过多种方式上报，包括弹出窗口、声音告警、记录日志、发送邮件、发送短信等。同时为了避免误报，系统采用的是状态管理机制，将设备划分为正常、不稳定、故障3种状态，通过不稳定期作为一个缓冲，可以大大提高故障上报的准确度，故障设备和故障类型可以实时显示在拓扑图上。

　　所有故障均可以在系统日志中查询到开始时间、结束时间、经历时间等相关信息，对于已知的故障可以进行确认，确认后故障将暂停上报。通过油区网络监控平台的故障管理功能，可以实时地掌握油区网络设备的运行状况，出现故障及时上报，及时解决，保证油田数字化系统的安全稳定运行。
　　３．３拓扑管理
　　随着油田数字化建设的推进，油区的数字化网络规模已经越来越庞大，网络的拓扑结构也在不断更新，如果拥有一张能够动态更新的拓扑图对网络的管理是非常必要的。油区网络监控平台正是一张能够动态更新的网络拓扑图，平台可以与电子地图相结合，显示节点的地理位置，管理人员可以直观地看到当前网络结构，便于优化网络布局。
　　油区网络监控平台的网络拓扑图采用的是多级子网结构，可以按照不同的等级划分网络层次。目前在油区采用的是两级结构，联合站到增压点为网络的第一级，增压点到井场为网络的第二级，采用分级的方式使整个网络由单层的平面结构，变成了多层的立体结构，管理起来更加方便，同时拓扑图的显示也更加清晰明了。
　　３．４资产管理
　　油田数字化建设投入了大量的资金，所安装的数字化设备是油田的重要资产，如果这些设备停止工作将是一种损失。如何确保数字化设备的稳定工作，以最大限度地保护资产不受损失，是值得关注的问题。油区网络监控平台的应用，是通过服务管理、故障管理实时监控油区的各种数字化设备的运行状态，管理人员可以通过油区网络监控平台实时掌握当前资产的运行情况，出现故障可以及时发现解决，确保资产有效运行。
　　
　　4系统优点
　　
　　４．１提高故障处理的效率
　　在传统方式下，只有当故障发生影响到数字化平台运行后，监控人员才会上报故障，由于没有全局的信息，无法准确判断出故障点的位置，网络维护人员通常需要从网络的末端开始排查故障，效率较低。在应用了网络监控平台后，网络的故障是实时上报的，网络维护人员在发生故障后可以准确地判断出故障点，主动出击排除故障，从而使从故障发生到排除的时间大大缩短，效率得到了很大提高。
　　４．２降低网络维护成本
　　油区网络具有分布范围广、站点分散的特点，随着网络规模的增加，维护人员的数量也需要增加；采用网络监控平台之后，网络维护的工作量得到减少，维护人员的数量也相应得到了减少，同时网络维护人员在出发前基本就可以定位故障点，可以直接前往故障点处理故障，减少了车辆的行驶里程，降低了网络的维护成本。
　　４．３多种设备统一管理
　　目前油区的网络设备种类、型号多样，各厂商的设备管理软件无法管理其他厂商的设备；采用ｓｎｍｐ协议可以管理不同厂家的各种型号的设备。ｓｎｍｐ协议是网络设备管理最通用的协议，可以兼容丰富多样的网络设备，对于新类型的设备可以通过加载相应的ｍｉｂ（管理信息库）实现管理，因此基于ｓｎｍｐ协议的油区网络监控平台可以无缝兼容各种新类型的设备，实现平台的平滑升级。
　　４．４提高数字化网络设备管理水平
　　随着油田数字化的建设，油区网络设备数量和类型都在快速增长，如果继续使用传统的维护方式，将很难满足网络维护的需求。基于ｓｎｍｐ协议的油区网络监控平台改变了传统的网络维护方式，网络管理人员通过平台可以实时掌握油区网络的运行状态，出现故障可以及时定位处理，提高了数字化网络的管理水平，确保了油田数字化系统的安全可靠运行。
　　
　　5结束语
　　本文以油田数字化网络为背景，针对油区网络系统在管理方面还相对落后，排除故障还停留在传统模式上等问题，开展了基于ｓｎｍｐ协议的网络管理软件在油区网络监控方面的应用实验，通过部分故障处理案例和日常网络管理方面的作用来看效果良好，有效地提高了网络故障的排除效率，降低了网络管理的成本，提高了油区数字化网络的管理水平。