试析3D机房运维可视化系统的设计与实现

摘 要 伴随着信息中心规模的快速增长，给信息中心管理人员带来了巨大挑战，使得信息中心的运维管理存在较大安全隐患，一旦出现重大问题，损失将非常严重。同时管理设备数量的增加、运维设备的老化，造成维护成本的大幅增长。因此建立一个直观、有效的信息中心运维管理系统变得非常迫切。

关键词 3D机房运维；可视化系统；设计；与实现

1 3D运维可视化系统的设计功能

1.1 三维场景的漫游

系统为管理人员提供了通过三维建模设施来观察机房内部设备运行和设备布局的功能，在这一漫游模式之下，工作人员可以实现对三维场景的观察和缩放，方便了用户对机房内部设施的修改，提升了管理效率。

1.2 健康度管理

系统的健康度管理功能主要是指管理人员可以通过系统通过对设备的运行是否存在故障的情况进行了解，便于管理和检修人员及时发现故障和拍摄出故障。设备的健康度指的是设备的运行效率、存储效率等质量属性，用户通过管理系统的数据分析可以对机房内部设备的健康度有直观的认识，方便維护参考。

1.3 自动巡检

三维运维可视化系统设计中最重要的功能就是对机房设备的自动巡检，这一功能可以使管理操作人员迅速对机房内部的设备布局和各个设备的运行情况有充分的了解，自动巡检设备还可以将场景镜头对准疑似故障设备，方便维护检修人员进行及时的处理[1]。

2 3D机房运维可视化系统的实现

2.1 HTML5技术

HTML5技术的使用主要是针对系统的安装和使用进行优化，在三维运维可视化系统的安装之中，一般不需要在客户端进行软件安装，而是在服务器端进行数据保存和功能的实现，这就方便了HTML5技术的使用。同时，为了解决数据量大给服务器带来的压力，一般采用HTML5技术将部分数据存储在本地客户端，避免大量数据影响服务器的存储量和网络速度，对于系统数据传输速度的发展有很大的意义。在HTML5语言的应用之中，其使用了WebStorage和WebSQL数据库两种本底存储方式来对传统的Web应用的数据存储方式进行优化。与传统的数据存储方式相比，WebStorage将数据存储在本机的客户端，不再需要进行将数据传回服务器端的操作，WebStorage还可以存储更多的数据，优化了传统的数据存储操作。在实际的使用过程之中，WebStorage支持任意类型的数据的键/值对的保存形式，但是，部分浏览器在使用之中会将网站的数据类型固定为文本类型。一些主流的浏览器如chrome等都支持JSON，这就是将原本的数据对象作为文本形式进行传输的，在JSON数据传输之中，其先将数据传输对象和文字文本字符进行转换，并通过HTTP协议将该文本对象传输到Web应用的服务器，实现数据对象的持久化存储。WebSQL实际上不属于HTML5技术的规范范围内，但是，在实际的互联网技术的使用中，WebSQL会作为一个独立规范，在计算机数据存储之中使用。WebSQL技术可以进行数据查询和修改，属于真正意义上的数据库。HTML5技术支持将数据存储在客户端之中，提高了网络Web应用程序的运行性能，降低了服务器的存储压力，当前大多数浏览器都支持WebSQL数据库。

2.2 WebGL技术

WebGL技术是一种可以进行多平台使用的免费API，可以在不同的浏览器上进行三维模型的监理，通过HTML5技术对浏览器web应用的数据传输和存储方式进行优化事后，WebGL技术可以直接在浏览器之中进行三维动画的绘制和模型建模，且可以提供对模型的加速渲染，且本技术为了减少管理设备的负担不需要在本地客户端之中下载插件即可以实现对设备建模的过程。WebGL技术的提出极大地方便了传统的web应用的交互问题，解决了三维动画建模过程之中对本地资源的占用，可以在网页界面创建设备的三维模型。在实际使用过程之中，该技术的主要优点包括：第一，WebGL技术可以通过HTML5技术，在不安装本地软件的情况之下实现三维图形的建设和渲染。第二，技术的开放性决定其可以在多个平台上使用，且作为该技术使用的基础，HTML5技术的开放性使得移动客户端和PC端都可以进行使用，不再受到平台和设备的限制。第三，本技术对于三维模型的渲染和加速是通过操作系统本身的cpu来实现的，开发人员在实际研究之中可以在浏览器端实现更为顺畅的建模过程，提高了管理系统的建设效率。

2.3 Three.js框架

WebGL技术虽然可以实现在浏览器端的三维模型构建和渲染，但是，该技术是基于系统底层编码来实现的，实际操作之中，假如管理人员没有相当高的编程技术，那么建模过程反而会变慢。技术人员为了降低系统操作对管理人员的要求，建立更为友好的三维模型开发环境，一般会在浏览器之中安装开源框架简化建模操作过程，Three.js框架是使用较多的一种浏览器框架，以直观的方式实现了三维模型的建模。极大降低了浏览器三维图形建模的效率。

2.4 高性能三维模型加载技术

三维运维可视化管理系统的主要建设目的是方便管理人员对设备运行情况的观察，直观化的视觉体验可以提升管理人员的维护工作的效率，在传统的三维场景的加载过程由于模型文件的体积过大，往往会造成系统的内存使用内过大，影响客户端的运行流畅性，严重时还会直接导致客户端浏览器的崩溃。要建立使用性能较高的三维管理系统首先要解决的就是系统的运行使用流畅度问题，在当前的三维场景加载优化之中，一般使用如下的几种方法优化其性能：第一，动态加载，在系统三维模型的加载时使用模型动态加载技术，采取即时加载即时删除的方法，降低模型对客户端运行的压力。第二，克隆代替加载，使用克隆已加载模型的方法代替新模型的加载。第三，处理模型文件，将模型可以进行合并的边和面进行合并操作，对模型文件进行压缩[2]。

3 结束语

探讨了3D机房运维可视化系统的主要功能、系统架构、核心技术以及人机交互功能的实现，对系统的性能进行了优化，最终使系统在易用性和流畅性方面得到了保证，该研究具有一定的理论意义和现实意义。

参考文献

[1] 陈亮.绿色数据中心[J].智能建筑与城市信息，2011，（5）：30-39.

[2] 方强.基于WebGL的3D图形引擎设计与实现[D].合肥：安徽大学，2013.

作者简介

祁胜华（1985-），女，四川；学历：大本，现就职单位：新疆油田公司数据公司，研究方向：机房运维。