整合营销服务商

电脑端+手机端+微信端=数据同步管理

免费咨询热线:

HTML5岗位技能实训室建设方案

、系统概述

HTML5岗位技能技术是计算机类专业重要的核心课程,课程所包含的教学内容多,实践性强,并且相关技术更新快。传统的课堂讲授模式以教师为中心,学生被动式接收,难以调动学生学习的积极性和主动性。混合式教学结合线上线下教学模式,以学生为中心,变被动为主动,充分调动学生学习的积极性,提升课程的教学效果。

HTML5岗位技能是指构建 Web 应用程序用户界面的过程。它涵盖了网页设计、网页制作以及网站的前端开发等方面。HTML5岗位技能是属于互联网技术领域中的一项重要工作。

作为 HTML5岗位技能人员,我们的主要任务是将设计师提供的网页设计图转化为网页前端代码,然后通过浏览器展示给用户。在这个过程中,我们需要使用 HTML、CSS和JavaScript 等技术来实现网页的布局、样式和交互效果。

在Web前端开发中,我们还需要掌握一些常用的前端框架和工具例如,Bootstrap 是一个流行的前端框架,它提供了一套响应式的网页模板和组件,可以快速搭建出适配不同设备的网页。另外,还有Vue.js和 React等JavaScript 框架,它们可以帮助我们构建复杂的单页应用。

除了以上提到的技术和工具,作为 HTML5岗位技能人员,我们还需要了解和应用一些 Web 标准和最佳实践。比如,响应式设计是一种设计方法,可以使网页在不同设备上都能够良好地展示和使用。此外,还需要关注网页的性能优化,包括减少 HTTP 请求、压缩文件、使用缓存等方面的技巧来提升网页的加载速度和用户体验。

二、HTML5岗位技能实训室介绍

HTML5岗位技能实训室的培养目标是培养掌握Web前端基础理论知识、掌握前端开发技术、掌握移动端开发技术、掌握Web测试技术和掌握数据库技术等知识和技能、动手能力强、适应各种岗位工作的复合应用型人才,从事Web前端开发、移动端开发、软件测试、系统维护、解决方案设计等工作。

HTML5岗位技能实训室是一个旨在提供实践环境和教学资源的综合实训室。HTML5岗位技能实训室的目标是为学生提供一个真实的HTML5岗位技能环境,使他们能够学习并实践HTML5岗位技能的相关技术和方法。

HTML5岗位技能实训室建设方案系统是一个集硬件、软件和教学资源于一体的综合实训室,HTML5岗位技能实训室的建设旨在为学生提供一个实践和交流的平台,让他们通过实际项目的开发来应用所学的知识,培养解决问题和合作的能力,同时也促进创新和创业精神的培养。这样的实训室可以提升学生的实践能力,并为他们将来投身HTML5岗位技能行业做好准备。

HTML5岗位技能实训室以HTML5岗位技能领域学习者的职业生涯发展及终身学习需求为依据,重点满足职业院校在校学生、进修教师、企业员工、社会自学者四类对象不同层次的学习需求,联合全国高水平院校以及企业,建设HTML5岗位技能专业优质专业资源、课程资源、认证资源、竞赛资源。企业资源等内容:优化资源库平台,在“能学、辅教”的基础上,满足个性化学习者私人定制的实际需要,并完善平台的运行机制,保证平台内容的持续更新: 依托资源库平台,实现学生学习效果评价,能够为企业出具学生能力分析报告,指导企业招聘和学生就业。

三、HTML5岗位技能实训室组成

3.1HTML5岗位技能教学平台

平台基于spring cloud微服务架构,提供便捷的SSO单点登录,采用kubernetes进行部署,可支持公有云、混合云、私有云的安装模式,数据层使用MySQL集群和MongoDB集群,实现了全流程EdvOps自动化运维,具有高内聚、松耦合、业务单一、高性能、高并发、高可能、跨平台、跨语言等特点。主要模块有课程制作工具、云盘、共享课、我的课、云优选课、云视频库、3D模型库。

课程制作工具:由平台提供专用的微服务模块进行支撑,采用websocket双向通信技术,底层存储采用三层递进的缓存方式,目的就是为了加快课程资源的加载速度。自主研发视频转码,在线视频剪辑功能。支持由word文档直接导入,并且根据标题类型自动生成目录,方便快捷。同时支持ppt、excel、图片、超链接、视频、音频、3D模型、章节测验等内容的插入,实现多个超文本文件的同屏展示。

共享课:使用订单配发或校内共享的概念,让课程资源更大程度的进行共享。

我的课:支持从共享课资源中直接进行“生成副本”,导入进我的课中,并且同时支持自行创建。所有的课程资源支持导出功能,可导出为本地的离线文件,导出文件为后缀名为wz的加密文件,在使用平台进行二次导入直接生成课程资源,便于线上传播。

云优选课:由行业资深从业人员在互联网上收集整理的学习资源,包括系列类学习视频和知识点类学习视频,供教师和学生进行自主学习。

云视频库:平台提供数百个包含各专业的微课视频,可直接引用到课程资源中。

3D模型库:采用three。js技术,实现在线加载3D模型,提供更加直观形象的教学体验。

题库:题库支持通用题目(单选题、多选题、判断题、填空题、主观题)以及实训题目(编程题、web前端题、虚拟化题等);对于通用类题目可采用excel模板批量导入,采用瀑布流的展示方式,可共享到校内供其他教师进行使用。

作业:支持手动建题和从题库中选题两种模式创建作业,提供作业库模块,作业库内的作业可多次发放给学生,对于作业平台提供自动评测,包括单选题、多选题、判断题、填空题、编程题、虚拟化题。

考试:支持导入试卷、手动创建、题库选题三种创建方式,同时支持系统随机组卷功能;提供试卷库模块,试卷库内的试卷可多次发放给学生,支持试卷的自动判分。

课堂活动:平台支持多种课堂活动,如:签到、主题讨论、提问、分组任务、投票、问卷、计时器等,提高课堂的趣味性和参与性。

个人云盘:平台将用户在备课,教学等过程中使用的文件,保存在个人云盘空间,支持二次直接使用和存档,实现云文件的保存。

3.2HTML5岗位技能实训平台

平台采用B/S结构,运用spring cloud微服务技术,构建多个稳定、高效的服务模块,提供SSO单点登录服务,并使用统一的身份认证鉴权。平台基于k8s实现公有云、混合云、私有云多种部署方式,提供在线HTML5岗位技能的运行环境,并内置代码运行结果检测,自动进行测评统计,实现真正的云开发,开箱即用,主要模块有课程制作工具、作业、活动、云盘、共享课、我的课、云优选课。

便捷的实验制作工具:让教师轻松实现pdf、ppt、word、excel等不同格式的文本、图片、音频、视频、超链接等进行混合编排,并自动生成动态实验目录,从而实现不同实训资源同屏展示。

智能代码评测,助力HTML5岗位技能实训:平台支持在线对学生提交的实验代码进行评测,将评测结果统计分析后展示给教师,提高教师的教学效率,方便学生的学习过程。

提交代码查重,防止抄袭:对于学生提交并且通过测评的HTML5岗位技能实训代码进行代码的查重,防止学生互相抄袭代码。

在线问答,及时解答学生疑问:平台提供HTML5岗位技能实训的在线问题,学生在HTML5岗位技能实训过程中,通过在线问答及时与老师进行沟通,提高学习效率。

可记录学习情况的实验笔记:平台为用户在HTML5岗位技能实训页面提供实验笔记功能,用户可在实验过程中记录下自己的笔记。

实验题解,帮助学生掌握实验知识点:平台会在每个HTML5岗位技能实训题目后面,提供相应的实验题解,教师可改变其是否展示给学生。从而让学生在实验完成之后进行学习,更好的掌握实验的知识点。

支持高并发的评测服务:平台采用kafka消息队列来处理评测的请求,并内置高配置的底层沙箱服务,支持高并发的用户同时使用。

学生测评结果自动统计:平台将课堂内的用户的评测结果进行统计,按照消耗内存、消耗时间两个维度进行展示,从而直观的展示该实验的整体评测数据。

支持公共资源课程,便于老师教学:HTML5岗位技能实训平台可内置完整的实训资源,其中包括实训文档以及在线资源包,用户可以直接进行使用。

个人云盘,资源不丢失:平台会为用户提供云盘服务,云盘内所有文件都会按照不同的文件类型进行分开,便于用户查看和操作。

平台支持Web前端应用程序开发、web企业级开发、数据库设计等实验。

3.3HTML5岗位技能教学资源包

HTML5岗位技能教学资源包包含专业基础课程: 计算机应用基础、静态网页设计与制作、C语言程序设计、数据结构、HTML5 + CSS3 Web 前端开发技术、计算机专业英语等。专业核心课程:HTMI5 与 JavaSeript 程序设计、UI 设计基础、美学基础、Bootstrap 应用开发、NodeJS 应用开发、Vue 应用程序开发、Web 前端综合实战等。

3.4HTML5岗位技能实训资源包

对接真实职业场景或工作情境,在校内外进行HTML5岗位技能实训。使学生掌握网页设计与制作的技术,能够利用HTML5、CSS3等技术进行网页布局,基于项目化教学的模式培养学生实践动手能力;使学生了解JavaScript的基本语法,具备JavaScript的编程技巧和编程步骤;掌握常用的前端框架技术主要包含JQuery框架、Bootstrap框架、React框架、Vue框架、Angular框架等。利用数据库管理系统和数据挖掘系统设计出能够实现对数据库中的数据进行添加、修改、删除、处理、分析、理解、报表和打印等多种功能的数据管理和数据挖掘应用系统;并利用应用管理系统最终实现对数据的处理、分析和理解。

培养具有良好职业道德和人文素养,掌握web前后端数据交互、响应式开发等知识,具备动态网页设计、开发、调试、维护等能力,能从事web前端软件编程、软件测试、软件技术服务、智能终端界面开发等工作的中级技术技能人才。

3.5HTML5岗位技能实训室配套设施

HTML5岗位技能实训室配套设置包含实训室硬件设施、HTML5岗位技能软件和工具等内容,其中硬件设施如智慧黑板、教师讲台、多媒体设备、学生实训电脑、桌椅、服务器、交换机、机柜及HTML5岗位技能实训室装修和HTML5岗位技能文化建设。HTML5岗位技能软件和工具应包含常用的HTML5岗位技能软件和工具,这些HTML5岗位技能软件和工具可以帮助学生进行应用程序的编写、测试和调试。

四、HTML5岗位技能实训室建设图

HTML5岗位技能实训室建设图

五、HTML5岗位技能实训室方案清单

六、HTML5岗位技能实训室方案价值

6.1专业教学支撑

6.2教材联合开发教材

联合各院校教授专家,开发HTML5岗位技能专业系列教材,为院校专业实验课程开展和教学提供参考。

6.3 产学研支撑平台

平台采用spring cloud微服务开发架构,各服务模块单独运行并提供服务接口;可提供稳定、快速、高效的服务;平台整体采用前后端分离和分布式微服务的弹性计算架构实现,后端主要基于Java的Spring cloud实现,前端vue实现等,具有高内聚、松耦合、业务单一、高性能、高并发、高可能、跨平台、跨语言等特点。

平台提供SSO单点登录,多个应用系统统一登录,统一的用户管理,一个账户可登录验证教学全场景以及数字技术专业群实践教学等所有应用模块系统。

平台采用kubernetes技术进行部署,支持公有云、私有云、混合云模式安装;平台支持多数据源从而保证技术的一致性;确保服务的稳定、可扩展、弹性扩容;每个独立服务支持分布式集群部署,理论上可以无限横向扩展,提高系统处理能力,支持大规模并发教学全场景和数字化专业群教学实践应用。

基础虚拟化服务由docker和kvm两种虚拟化技术根据学科性质进行选择性支撑,可满足不同的虚拟化需求,提供稳定、可自行配置的虚拟机器。

基于全流程DevOps自动化运维,支持持续集成、分析、服务注册与发现、系统监控、性能监控、日志管理、预警、持续部署(基于docker的镜像仓库,Kubernetes的容器云管理调度平台,在线可视化管理、监控、调度容器)。

基础持久化层支持RDS和NoSQL两种方式,采用MySQL集群和MongoDB集群搭建,支持基于CQRS的分布式事务处理,支持数据自动备份,同时使用于Redis集群对热点数据进行缓存,支持大并发;支持纯本地化数据源。

基础服务层支持在线验证码服务、基础文件服务、消息队列服务、OSS对象存储服务、用户/鉴权服务、个人云盘服务、WebSocket服务等,保证平台的通用性。用户基础信息管理:对订单实行按业务方向进行配置,对班级、教师、学生相关信息进行新增、修改、删除以及数据权限进行配置。

6.4 技能大赛支撑

6.5 1+X认证服务

日常项目建设和实施过程中,经常会遇到类似数据可视化的实现场景。对于数据可视化已经从简单的统计图表展现,扩展到类似监控大屏,拓扑图,流程编排图,集成架构图等方面的呈现。而这些往往不是简单的使用图表就能够解决的。

因此今天总结下对于数据可视化和图形绘制方面的工具整理。

数据可视化综述

推荐首先阅读知乎的关于有哪些可视化工具推荐的回答,内容已经相当全面了

https://www.zhihu.com/question/19929609

要注意的是当前主流的仍然是基于javasrcirpt开发的图表库,对于偏重的flex不应该作为选择的基础。下面对一些选择的思路做些简单的说明。

首先可选的主流图表库包括了百度的Echart,Highchart,D3.js这三个。

这三个可视化图表库的使用客户也相当多,能够应对的常见可视化场景也足够。对于百度的Echart又推出有新的V4.0版本,虽然支撑的图表扩展没有大的变化,但是在性能上有明显改进。当然从支持的图表类型种类和开放性来谈,最强大的还是D3.js,但是前面两种已经能够基本满足实际的图表层面使用的需要。

对于百度Echart,对里面的关系图做了详细分析后,实际上没有找到用来做网络拓扑图的工具,系统集成关系图的组件。当然百度Echart里面有的关系图,桑基图,地图,热力图迁徙图,矩阵图,日历图,树图等功能已经足够强大。

采用百度Echart也很容易自己来实现类似监控大屏这种前端应用。

对于网络关系图,在可视化里面常见的一种类型,其中主流的应该是Gephi,Gephi是一款开源免费跨平台基于JVM的复杂网络分析软件, 其主要用于各种网络和复杂系统,动态和分层图的交互可视化与探测开源工具。其次是R语言中的iGraph和networkD3包,功能也足够强大。还有就是基于python语言实现的networkx,是专门进行网络可视化呈现的一个小工具。

Gephi地址和例子参考:https://gephi.org/

对于商用的图表和可视化工具当然是Tableau,据Gartner魔力象限,2014年的测评,tableau可执行速度最快,整体市场表现也在前列。在Tableau官方网站可以免费下载到桌面试用版进行试用。

如果仅仅是提供常用的画图API接口,自己完全根据需要绘制SVG渲染图,对于这种场景你仍然可以选择Echart和Highcharts来实现,在官方网站也有制作SVG渲染图的例子。

当然还有一类即经常用于网管类,日志类监控分析的前端图表展示软件,在ELK日志分析系统 Logstash+ElasticSearch+Kibana4里面会使用Kibana4进行前端图表展现。

Grafana是另外一个基于JavaScript的前端展示工具,Grafana provides a powerful and elegant way to create, explore, and share dashboards and data with your team and the world。对于Grafana支持Graphite, Elasticsearch, Prometheus, InfluxDB, OpenTSDB and KairosDB各种数据采集源。

对于Grafana当前和类似InfluxDB时序数据库结合的很紧密,可以很容易是基于时序数据的可视化图表展示,包括当前在Kurbernetes里面用的很多的Prometheus监控方案,仍然是基于时序数据库和Grafana来实现资源性能监控。

Grafana的官方地址:https://grafana.com/

最后说下Processing,功能相当强大,但是要有一定的开发基础和学习门槛,Processing 在 2001 年诞生于麻省理工学院(MIT)的媒体实验室,主创者为 Ben Fry 和 Casey Reas,当然还有来自 Carnegie Mellon、洛杉矶的加利福尼亚大学以及迈阿密大学等的贡献。

具体例子可以参考:https://processing.org/examples/

数据可视化和图表仅仅是前端呈现的工具,对于数据可视化最重要的还是首先要搞清楚你当前有哪些数据,数据本身的结构和数据间关系是如何的?其次搞清楚数据呈现的场景和模式,其次才是呈现问题。

对IT资源拓扑图的可视化

对于ESB服务总线,特别是涉及到两级架构集成的时候,采用类似拓扑图的可视化思路来进行集成架构和部署架构图的可视化是一个可选的方案。基于拓扑图可视化为关键字搜索,搜索到两个可视化工具软件,虽然都是付费软件,但是对于拓扑图,部署架构,集成关系图等方面的展示能力还是相当强。

TWaver工具:http://www.servasoft.com/

TWaver关注于数据的图形展示,它是面向开发人员的,需要进行二次开发。

TWaver的图形组件库中提供了拓扑组件、地图组件、设备图组件,以及表格、树图、属性表、图表等丰富的通用图形界面组件,为电信运营支撑系统(OSS)的开发提供“一站式”的组件产品和解决方案,是快速设计、开发和部署OSS的利器。

可以看到TWaver本身的功能相对强大,完全可以胜任复杂的资源拓扑图的设计,但是如果仅仅用于拓扑图展示的话有点大材小用。

对于TWaver,实际上可以看到对于数据中心资源和资产的全三维可视化建模是另外一个做的相当好的地方。这个软件可以实现数据中心内所有设备对象的虚拟仿真,以完全3D模式构建整个数据中心环境,并将数据中心内的监控子系统,如视频、动环、门禁等,纳入到可视化机房管理平台中来,实时分析查看监控信息。 软件采用B/S架构,无需安装任何插件即可在浏览器中流畅漫游数据中心三维场景,实现数据中心级、机房级、机柜级、设备级和端口级管理和监控。

类似下图:

Qunee工具:http://qunee.com/

Qunee是一套基于HTML5的网络图组件。其使用HTML5 Canvas技术,绘制清新、流畅的网络图,可用于社交网络图、拓扑图、流程图、地图等需求, JS组件封装,藏繁琐于简洁,轻松构建优雅的互联网应用与企业应用,让数据的在线可视化变得容易。

在网站上有详细的例子可以参考,可以看到Qunee相对来说轻量些,用于实现一些简单的网络拓扑,集成架构图展示完全可以满足去。

类似上图,可以很方便的通过Qunee提供的可视化设计工具实现。

基于这些可视化拓扑设计工具,结合ESB服务总线集成实际的集成场景来说,初步考虑可以应用的点包括如下。

1. 实现两级架构的拓扑图效果展示和接口服务集成监控。

布局原来一直太强调结合地图进行展示,实际上效果并不一定太好。这里可以直接自己定义布局模式,初步想法就是中心为集团,四边方框来线上各个省或子公司。形成完整的两级集团展示效果。这种展示方式也方便直接线上到大屏上去。

2. 对于当前ESB平台本身的资源和服务状态监控可视化

这套可视化工具很容易实现这点,我们只需要先可视化的设计出部署架构布局,然后再将实际对数据库,应用中间件资源,包括服务运行的各种状态信息,异常信息直接显示到整体部署逻辑架构图上即可。这样可以更加可视化的监控到资源当前的运行状态和异常发生情况。

3. 服务集成架构展示

在最早我们做自研ESB产品的时候,采用Flash实现了一个集成架构的展示效果,但是整体效果并不是很好。而通过这套可视化工具,可以用来实现这种集成架构的效果展示。同时可以展示出两级架构的集成效果。即可以分层展开效果。

集成架构不需要提前进行设计,而是需要在后台提取了集成关系后,自动进行拓扑生成和自动化布局。集成架构中的连线可以用来表示当前系统间的接口服务连通性和接口服务调用流量等信息。但是上图实际上离我们需要的集成架构图可视化设计仍然有具体,具体见后面集成架构图设计部分的一些思考。

4. 端到端流程监控可视化设计

基于服务间的集成关系和调用先后顺序来实现端到端的流程监控,这个我在博客前面多次提到,也一直在寻找比较好的前端设计工具来做。比如对我们已有的流程平台流程建模工具前端进行适度改进来支持等。

对于这类需求也可以用前面提到的工具来实现,先进行端到端监控流程图的设计,然后在进行运行展示。其中最主要的还是在运行态的各类信息,比如运行状态,数量,是否有异常等是否很容易叠加到已有的设计图上。只要能够解决这个问题,那么就能够很好的应用到端到端流程监控的可视化设计中。

集成架构图的可视化设计

对于集成架构图的绘制一直是我关注的一个点,也看了类似百度Echart,D3和HighChart等,基本都没有发现适合用来做类似集成架构图绘制的工具。同时集成架构图往往都不是自动绘制,而需要提前进行集成架构的图形布局设计,布局好后才能够用JS去绘制。

因此更多我们需要的是一个JS绘图工具库,能够汇总线条,矩阵,圆等基础图形形状即可。我们可以看下一个简单的集成架构图,经过设计排版后布局可能如下:

对于这类图可以看到实际上各类可视化图表库并不太容易实现。原来我们采用过Flash来进行集成架构图的绘制,但是Flash相对偏重不太合适。因此还是需要找一个JS绘图库来实现这种简单的集成架构图的绘制工作。

基于这个思路我们在网上找了下比较好的一些JS绘制工具库。

jsPlumb开源流程图绘制工具库

那么如果你应该使用它取决于你想用jsPlumb做什么。该框架适用于必须绘制图表的Web应用程序,例如类似于Visio的应用程序或工作流程设计器等。由于图表项目和连接的所有参数都是非常精细可控的,因此您可以绘制您可以想到的任何类型的图表。

该开源库的GitHub地址为:https://github.com/wangduanduan/jsplumb-chinese-tutorial

在该地址也有详细的中文使用教程,根据教程的一些截图可以看到,该工具库很适合用来绘制我们上面的集成架构图,因为这种图本身也就是形状和线条的一些简单组合,而且来拖拽功能都不需要。

当然基于该工具库,我们也可以用来实现更加复杂的集成架构图,即将两个业务系统间的所有关键集成接口全部以连线的方式表示出来。这种集成架构图也是无法自动生成,需要首先进行整体部版设计,然后再通过jsPlumb工具库进行绘制即可。

如果要连接多条线条,需要整个节点作为source或者target, 并且将锚点设置成Continuous,那么锚点就会随着节点的位置改变而改变自己的位置。这个功能特性可以很方便我进行多线条设置。

注意在这个网址,https://jsplumbtoolkit.com/community/doc/anchors.html, 这个工具库是存在License费用的,因此如果这个工具库用于商业用途,按道理会涉及到License的购买问题。

一篇关于该工具库的使用参考:https://www.cnblogs.com/xcj26/p/9870734.html

另外一个用该工具库实现的流程设计器和表单设计器: http://formdesign.leipi.org/

付费JS绘制工具库:GoJS

GoJS是一套基于JavaScript的付费图形绘制工具库,地址:https://gojs.net/latest/index.html

这套工具库有免费版本,也有收费版本,收费版本比jsPlumb工具库来说就强大了很多,特别是动态Port图和动态分组图,这两个用来绘制我们集成架构图,应用架构图等都相当有用。

  • Dynamic Ports:Dynamically add ports and custom link routing. USe data-bindings to save and load routes within the Model JSON.
  • Dynamic Grouping:Use groups as containers and subgraphs, with group members bounds by their own rules and layouts.

所有Demo演示地址参考:https://gojs.net/latest/samples/regrouping.html

JointJS工具库

这个也是常用的绘图工具库,地址在:https://www.jointjs.com/

这个库官方介绍的例子都感觉比较重,而实际其它搜索到的一些使用介绍来看,用于简单从集成架构图,流程图类绘制还是没有太大问题的。基本还是标准的新建画板,画布,然后进行各种图形的定义和绘制。

jointJS是一个基于svg的图形化工具库,在画布上画出支持拖动的svg图形,而且可以导出JSON,也能通过JSON配置导入直接生成图形。由于这个工具库是基于SVG的,因此也不太推荐使用。

一篇使用参考:https://segmentfault.com/a/1190000015972176

监控大屏的可视化

Quick V 是一套数据可视化大屏展示方案。在大数据时代,Quick V 将数据全面、直观地呈现在用户眼前,帮助管理者在面临业务复杂度的急剧变化时,即刻拥有海量有序的决策支持信息,满足会议展览、业务监控、风险预警、地理信息分析等多种业务的展示需求。

参考:http://www.uileader.com/quickui_display.html

大家可以先看下上面这个大屏可视化效果,感觉整体还是做的相当不错。这个工具本身商用收费,比较好的就是对于我们常见的大屏监控已经固化为各种模板,基本都可以直接使用。

基于百度Echart自己实现可配置的监控大屏

在前面我也谈到,实际上对于监控大屏实现,当前我们完全可以采用百度Echart来定制实现,而这篇文章主要想谈下如何对监控大屏可视化做到灵活可配置。

首先我们看到监控大屏可视化,实际上跟我们前面谈到的自定义报表相当类似,其核心仍然是单面板设计,多面板组合。基于这个思路我们逐一展开进行描述。

在讲自定义报表的时候,我们单面板设计数据集和实际的数据呈现是耦合在一起的,而实际上更好的思路是数据集和数据呈现进行分离。基于这个思路,逐一展开讲关键功能点实现。

数据集设计

数据源定义,对于数据源定义,最好也进行独立,一个报表前端呈现本身也可能涉及到多个数据源。数据集设计,即返回一个二维的数据集合,可以有多列。我们需要通过配置的方式来实现,即首先选择数据源,然后自定义Sql语句,然后返回具体的数据集对象。在sql过程中我们可以对字段标题名称等进行转义。

更加解耦的方法是数据集可以直接选择具体的WS服务,由服务返回一个二维的数据集对象。这种方式可以进一步实现报表平台和底层数据库的解耦。

单面板设计

单面板设计简单来说就是将前端的呈现方式,究竟是折线图,饼图还是雷达图等,和后端的数据集进行绑定。在这个过程中重点是要确认具体的图表呈现的一些关键配置,包括X,Y轴显示,图表名称,图例是否显示等关键配置,都需要在单面板设计的是配置完成。

单面板设计完成后,最好提供预览功能按钮,可以马上体验到单面板展示的效果。

大屏设计

对于大屏设计,实际上里面有几个关键点,首先就是大屏展示需要有一个CSS模板,这个模板决定了所有的单面板图表的配色风格,包括具体的底色,前端的色系选择等。选择模板就是确保最终的大屏展示各个单面板风格能够完全保持一致。

大屏版面设计,仍然采用标准的Grid布局模式即可,可以看到所有的大屏展示基本都采用Grid布局模式。每个单面板你唯一要确定的就是横向跨几行,纵向跨几列即可。类似上面的图,我们采用4*4Grid进行布局,中间的地图展示则是横向跨3行,纵向跨两列。

大屏整体的展示动态刷新能力

在以上设计完成后,我们整个大屏展示效果也就出来了。在该大屏设计中我们没有考虑动态查询功能。但是大屏监控仍然需要动态进行刷新。因此在设计大屏的时候需要具备动态刷新能力,为了考虑后续具备一定的扩展性,我们需要能够将关键的一些变量参数传递到图表展示中。

最关键的参数就是当前时间,当前的时间需要能够传递到每一个数据集Sql中,方便我们根据时间进行数据过滤。同时对于大屏我们需要配置定时刷新频率,基于该频率对展示内容进行动态刷新。

IDC(Internet Data Center,指互联网数据中心)行业有这样一句操作效率的名言:"你无法控制没有经过测量的事物。"言外之意:要想减少能源浪费情况就必须从最基本的测量开始。但如果无法得知能源都用到了什么地方的话,管理人员就无法知悉将重点放哪。

本文介绍通过 HT 打造一个完整的三维数据中心可视化系统。在实现传统的数据中心监控可视化的功能外,添加了极具图扑特色的设计元素,将中国的水墨画融合进了平时枯燥的运维监控系统中,为枯燥的场景增添了一抹独特的节奏与气韵。

系统分析

宏观到微观,逐级下钻

利用三维虚拟仿真技术对三维地球进行立体全景展示,通过采用 HT 的球体模型加以匹配地理环球贴图来实现该效果。并可通过接入各个数据中心的经纬度信息自动生成坐标点的位置,直观展示分布在全球各地的数据中心。虽然 HT 也整合了开源 Cesuim 的方案实现 GIS 的功能,该方式完全不必采用 WebGIS 相关功能模块,而是通过简单的三角函数进行球体坐标算法运算来实现预期效果,相比之下采用该方案来实现会更加轻量快捷,甚至不需要建模的介入就可以完成,极大降低了实施成本和周期。

虽然无法通过 LOD 动态加载出地图细节,但场景交互设计还能够更加自由发挥出各种视觉效果,例如通过交互、切换场景等实现逐级下钻,实现了从地球-区域-园区-机房-机柜设备的逐级下钻的功能,场景过度顺滑自然。

通过点击对应区域,逐层下钻到数据中心的园区外景。整体场景采用了轻量化建模的方式,对数据中心所在园区、楼宇样貌进行高精度建模还原,支持 360 度观察虚拟园区,通过 HT 自带交互,即可实现鼠标的旋转、平移、拉近拉远操作,同时也实现了触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移操作不必再为跨平台的不同交互模式而烦恼。

这是个问答小模块

—— 很多未做过可视化项目的会有疑问?

1、如何完成这样一个园区的三维建模?

常规情况下可通过提供卫星云图、效果图、鸟瞰图、CAD图、现场照片等资料,由设计师进行轻量化建模。

2、目前手头有 BIM 的模型信息,是否能够直接用于这个场景的展示?

BIM 模型除了包含基本模型形状外,还包含了大量业务和层次结构信息,所以一般 BIM 文件都非常大,几百 MB 到上 GB 的都有,这对于采用所有展示内容都是实时加载的 Web 便是最大的困难点。虽然 HT 也提供了读取 BIM IFC 格式的内容,通过动态加载部分信息再在 Web 上进行实时渲染展示,但是在实际的项目执行过程中,还需要考虑各方因素,需要具体分析能否直接使用。大多数BIM都是工程使用,主要以呈现工程细节为主,在美观效果上还是重新建模能达到更好的效果。

3、除了人工建模,是否还有其它方式?

目前可以通过无人机航拍生成倾斜摄影模型,再通过 GIS 方案展示出来。当然航拍的方式一般风格比较固定,该是什么样,拍出来不会有太大差距,如遇到一些老旧厂区,跟之前页面效果可能格格不入,包括 BIM 的方式,也大部分是比较丑的,所以轻量化重新建模的方式,设计师就有“设计”的发挥空间,创造更多美学上的都关系,如这个有山有水的园区,一眼必是“中国造”的。

动力监控可视化

IDC 能耗与管控系统作为一个大型整体的数据中心展示系统,在宏观使用场景下,将会更加关注整体数据。通过对接区域内的数据中心数量信息、能耗情况、节能信息、节能同比等,最大限度地帮助决策者观察到各类的对象,为决策者贴心打造数据智能决策平台。

同时作为一个监控系统,预警、告警不可少。对接感知网络数据,通过事件列表展示后台实时推送的数据信息,实现显示数据实时感知,设定预警阀值实现数据监测预警,有效监控监测数据业务数据运行态势。 PUE (Power Usage Effectiveness),作为评价数据中心能源效率的指标,通过数据面板直观展示。

资产管理可视化

资产可视化模块将会随着层级关系的递进查看不同下钻层级的资产状况。资产管理模块具备全生命周期管理功能,通过后台数据接口实现了自动上下架,无需人工手动操作,以接口数据来保证展示内容的准确性,最终集成了平台上的所有设施设备。通过 3D 视图进行关键信息查看,如虚拟机、系统进程、磁盘空间占用以及其他实时的数据监控。可呈现资产的信息,包括但不限于设备类型、型号、采购及上架日期、位置、维保等信息,并自动刷新设备现有位置信息。

模块中支持对场景内的设备进行模糊查找和定位,镜头自动移动到定位设备的当前位置,点击即可弹出相关设备信息,辅助运维管理人员快速查找所需的设备。满足不同类型资产的运维管理特性,确保资产信息完整无误且有据可循。

容量管理可视化

可视化不仅仅能将肉眼所见的对象用图像描绘出来,也能将设备的信息状态形式表达出来。通过机位、U位、承重、功耗等各种可视化图表,机房运维人员将更加清晰地掌握当前的容量情况,如当前机房的电力负载、机柜剩余空间、机房各区域承重情况以及存储的容量情况,都可以形象直观的表达出来,有效管理机房的容量资源,让机房的各类资源负载倍加均衡。

容量可视化管理功能还支持通过空间搜索功能,对于已用空间和可用空间进行精确统计和展现。协助人员迅速找到合适新增设备的上架空间,精确定位所需空间。主要功能介绍如下:

  • 可视化机位:透视当前数据中心环境中,已使用机位数量与剩余机位数量情况。
  • 可视化U位:透视每个机柜的U位使用情况。
  • 可视化承重:透视每个机柜的承重负荷情况。
  • 可视化功耗:透视每个机柜的总功耗情况,进而了解机房的能耗分布情况。

当与监控可视化相结合时,便实现了与动环监控系统的PDU(Power Distribution Unit,电源分配单元)监控集成,机柜实时功率分布统计和机房PUE(Power Usage Effectiveness)的展示。能按不同区域查看能耗的用量,如楼层、房间、机柜进行查找和统计。运维人员不再需要通过原始数据去推理建立心理形象,而是直接用感官快速理解情况。

管线可视化

管线可视化内容通常分为网络链路可视化、暖通管道可视化、电气线路可视化等管线类型的可视化展示。如果使用传统的人工建模方式,通常成本费用较高、实施周期较长,且搭建出来的可视化内容在场景中的使用意义不大,并且可视化的方向在于监管业务数据,而非真实意义上的管线排布。

因此 HT 推出基于管线可视化的独特算法用于生成设备与设备之间相连的管线生成,包括网络接口、暖通管线(水冷空调、水塔、冷水机组、冷却泵、恒湿机)人工建模或数据生成)、电气管线(变压器、配电箱、电池组、电池柜、电力监控通讯柜、开关柜、主控柜)等链路可视化功能。系统可与网络线路、电气、暖通自控系统进行数据对接,通过算法自动排布生成管线,以可视化及动画形式展现设备的运行状态和连接状态,因此连接关系和链路走向都能让运维人员了然于目。

动环监控可视化

3D 空间内展现了对整个数据中心动环资源实时的管理与监控(包括UPS、自动旁路、空调送风等状态),对设备资源进行状态查询、参数监测、预警告警等智能监测功能。以压缩机、冷凝器、列头柜各回路参数(电压、电流、功率因数)等设备为主要监测,监视设备开关状态以及设备参数变化的记录和报警处理。

(1)UPS 监控

监测设备的参数和状态,参数包括输入输出电压、电流、功率、蓄电池组的电压、温度等;状态包括整流器、逆变器、电池、负载等部件的状态,显示和记录各参数的变化曲线,并对各类报警状态进行记录和报警处理。可实现机柜实时功率分布统计并按不同区域(楼层、房间、机柜)查看和统计设备能耗的用量。

(2)三维热力云图

通过对接数据中心内的物联网设备(温湿度传感器),获取到场景中的温度点位信息,渲染出三维的热力云图效果。目前很多数据中心已经垂直安装使用了低中高垂直方向的传感器,传统的热力云图是将将渲染出来的图片贴合到平面地板上,使用三维的热力云图,可以带来更直观的视觉体验,可以更快定位每个机柜上的设备发热情况。

(3)气流感知模拟

依照温湿度传感器传达的数据,形成实时气流组织分布图 CFD (Computational Fluid Dynamics),使其清晰地看到机房内冷热气流流向和分布情况。

(4)节能监控

当前,降低制冷系统的能耗是数据中心规划建设的基本准则,且影响着数据中心建设效益。采用可视化节能策略,利用系统提供的智能算法,计算当前设备和环境温度,自动给出各个制冷设备的最佳功率。优化数据中心空调气流,达到降低能耗,有效制冷的科学应用。

实时统计全年节能电量以及节能收益情况。

(5)门禁监控

三维可视化在门禁监控层面主要是与视频安防监控系统及门禁系统进行集成,能展示所有视频安防监控点和门禁的位置,能查看人员历史进出信息、摄像头实时视频,对于故障和预警的设备还可以清楚直观的在场景中展示出来。其中对于视频流监控 HTML5 原生仅支持 MP4、OGG等,并不能支持目前实时视频流的 RTSP 等视频的播放,常见的解决方式是可通过转码服务来实现在网页上播放视频。同时视门禁监控还可以支持人脸识别(识别错误抓拍记录)进出、刷卡进出(非法刷卡抓拍记录)乃至新兴的视频融合技术(采用贴图+算法处理不规则形状、视频校正、色彩校正的方式实现),以此来达到场景中虚实结合一体化监控的效果。

(6)预警告警

系统内具有完善的故障预警告警、事件自诊断、分析等功能,对于超过性能阈值的性能指标系统,能够进行故障告警或预警并通知相应的运维管理人员,并做到保存历史信息和报警事件。

动环监控系统目的是为了将上述各自独立又或部分关联的设备监控起来,实现了机房设备的集中统一管理。

总结

图扑软件(Hightopo)的数据中心 3D 可视化系统将多种复杂的管理系统信息聚集在虚拟仿真环境下,以人类最直观的理解形式展现,大幅度提升了信息交互和操控的效率,减少时间损耗和信息的浪费,保证信息的及时性和准确性。

继而实现了数据中心端到端的 IT 可视化,强化 IT 管制手段和管理水平,包括缩短响应时间加速排障,提升资源利用率和运营效率过程,最终完成对数据中心高效绿色智能化运营。由此为数据中心科学决策有效管理打下夯实的基础。

当然我们也更新了数百个2D/3D 可视化案例集,在这里你能发现许多新奇的实例:《分享数百个 HT 工业互联网 2D 3D 可视化应用案例 》,有兴趣的可以到 图扑软件 - 构建先进 2D 和 3D 可视化所需要的一切 官网查看更多行业可视化案例与申请试用~