Návrh klientskej aplikácie pre monitorovanie počítačovej siete

Obsah práce

1.	Počítačová sieť
2.	Komunikácia v počítačových sieťach
3.	Manažment počítačovej siete
4.	Návrh klientskej aplikácie pre monitorovanie počítačovej siete

Účelom návrhu je špecifikovať vstupné podmienky, analyzovať ich a navrhnúť najvhodnejšie riešenie klientskej aplikácie. Výsledkom riešenie je aplikácia, ktorá musí spĺňať súčasné štandardy a normy.

Charakteristika aplikácie

Hlavným cieľom aplikácie je komunikácia s SAEAUT SNMP OPC serverom. Výsledkom komunikácie je grafická vizualizácia získaných hodnôt používateľovi. Po pripojení k serveru aplikácia umožňuje prezeranie stromovej štruktúry MIB databázy monitorovaných zariadení a hodnôt jednotlivých položiek. K tomuto účelu slúži vstavaný OPC Items Browser. OPC Items Browser pracuje v tzv. offline režime.

Používateľ má možnosť výberu údajov pre monitorovanie cez OPC Items Browser, priamym zadaním názvu položky alebo výber z preddefinovaných položiek. Pri priamom zadaní je potrebná dobrá znalosť štruktúry MIB databázy. Údaje monitorovaných položiek sú používateľovi zobrazené v dvoch režimoch. V prvom režime sa hodnoty zo servera aktualizujú v stanovenom intervale. Interval aktualizácie môže používateľ meniť, štandardná hodnota je 30 sekúnd. Druhý režim slúži na jednorazové načítanie hodnôt zo servera. Hodnoty zo servera je možné načítať synchrónne alebo asynchrónne. Ak klientska aplikácie a OPC server nebeží na tom istom počítači je vhodnejšie použiť asynchrónne čítanie hodnôt zo servera. Prostredníctvom aplikácie používateľ môže meniť hodnoty vybraných položiek. Hodnoty môže meniť len jednej položky alebo všetkým monitorovaným položkám naraz. Zápis nových hodnôt môže byť uskutočnené synchrónnym alebo asynchrónnym spôsobom. Údaje položiek, ktoré sú len na čítanie nie je možné meniť.

Dátový tok

Komunikácia komplexného monitorovacieho systému je založená na sieťovom protokole TCP/IP. Nad týmto protokolom prebieha komunikácia dvomi protokolmi, SNMP a OPC. Server komunikuje s pripojenými zariadeniami protokolom SNMP cez komunikačné porty UDP 161 a 162. Verzia SNMP protokolu je závislá od agenta SNMP. Klientska aplikácia komunikuje so serverom prostredníctvom protokolu OPC DA špecifikácia 3.0 cez komunikačný port TCP 135.

Obr. 17 Dátový tok

Obrázok 17 znázorňuje dátovú komunikáciu komplexného monitorovacieho systému založeného na SAEAUT SNMP OPC serveri a SNMP OPC klientovi. Pre správnu činnosť monitorovacieho systému je potrebné nastavenie Firewall operačného systému, t.j. povolenie komunikačných portov.

Vývojový diagram

Činnosť SNMP OPC klienta je schematický znázornená vývojovým diagramom (obrázok 18). Aplikácia po spustený testuje dostupnosť OPC serverov na lokálnom počítači. Používateľ má možnosť vybrať OPC server a pripojiť sa. Ak nastane chyba pri pripájaní na server, používateľ je o tom informovaný. Po úspešnom pripojení k OPC serveru používateľ vytvorí skupinu, do ktorej priradí položky a spustí monitorovanie. Opäť ak nastane chyba pri vytváraní skupiny alebo neplatnosti položky je o tom používateľ informovaný. Ak nenastane žiadna chyba spustí sa monitorovanie. Údaje sa zobrazujú v okne aplikácie. Zápis nových hodnôt je obdobný proces ako čítanie. Používateľ vyberie položku alebo skupinu položiek, zadá novú hodnotu alebo hodnoty a spustí zápis. Ak je všetko v poriadku do MIB databázy sa zapíšu nové hodnoty, v opačnom prípade používateľ upovedomený o chyby.

Súbor:Jk dp 18.png

Obr. 18 Vývojový diagram

Funkčné požiadavky

• Vyhľadanie dostupných OPC serverov na lokálnom počítači resp. v lokálnej sieti.
• Vytvorenie funkčného spojenia s OPC serverom.
• Selekcia zariadení a položiek, ktoré budú monitorovaná používateľom. Selekcia musí byť prehľadná a dostatočne variabilná.
• Monitorovanie vybraných položiek zariadení a to:
  • načítanie aktuálnych hodnôt v určenom intervale,
  • jednorazové načítanie aktuálnych hodnôt.
• Zmena údajov a zápis nových hodnôt.

Architektúra aplikácie

Klientska aplikácia je trojvrstvová aplikácia pre prostredie operačného systému Microsoft Windows. Umožňuje vzdialené pripojenie na zdroj údajov, SAEAUT SNMP OPC server alebo SAEAUT OpcDbGateway a monitorovanie vybraných premenných zo zdroja údajov

Obr. 19 Návrh hlavného okna aplikácie

Aplikácia SNMP OPC klient prezentuje monitorované údaje v grafickej podobe v oknovej aplikácii Windows. Používateľ má možnosť nie len sledovať monitorované položky, ale aj meniť ich hodnoty. Na obrázku 19 je návrh hlavného okna aplikácie. V ľavej časti okna bude zobrazená informácia aktívnych skupinách monitorovaných zariadení. V pravej časti okna má používateľ možnosť pracovať s položkami a zobrazujú sa hodnoty monitorovaných položiek. Spodná časť okna slúži na doplňujúce informácie o činnosti a stave SNMP OPC klienta. Všetky operácie klientskej aplikácie sú dostupné cez hlavné menu aplikácie a panel nástrojov. Obrázok 20 znázorňuje komunikáciu celého systému založeného na OPC aplikáciách. SAEAUT OPC server komunikuje priamo s monitorovanými zariadeniami, SNMP agenti. OpcDbGateway komunikuje s SAEAUT OPC serverom a vytvára procesné databázy o stavových veličinách. SNMP OPC klient komunikuje s SAEAUT OPC serverom alebo OpcDbGateway.

Obr. 20 Komunikácie monitorovacieho systému

Záver

Diplomový projekt je zameraný najmä na teoretickú časť daného problému. Úvodná časť opisuje základné pojmy ako je počítačová sieť, komunikačné protokoly a princíp komunikácie protokolu TCP/IP. Ďalšia časť diplomového projektu je venovaná manažmentu siete. Podrobnejšie je opísaný SNMP protokol a ukladanie dát do MIB databázy a OPC protokol ako štandard priemyselnej automatizácie. Posledná časť projektu rieši návrh aplikácie SNMP OPC klient. Návrh aplikácie je spracovaný na základe teoretických vedomosti z úvodných častí diplomového projektu. Ďalšia časť diplomového projektu bude zameraná na napísanie samotnej aplikácie – SNMP OPC klienta. Funkčnosť aplikácie bude testovaná v spolupráci s firmou SAE Automation s.r.o. Nová Dubnica.

Zoznam použitej literatúry

1. OPC Foundtion. http://www.opcfoundation.org/
2. Frank Iwanitz – Jurge Lange, OPC – Fundamentals, Implementation and Application. Hutthing Fachverlag. 2002
3. Interné materiály spoločnosti SAE AUTOMATION s.r.o. http://www.saeautom.sk
4. Heather Osterloh. TCP/IP Komplentí pruvodce. SoftPress. 2003
5. RFC 1157, RFC 1213, RFC 1902, RFC 3410. http://www.ietf.org/rfc.html