本方案由三个模块组成：
- Prometheus：开源原生的监控组件，负责向负载均衡组件下发采集任务，并进行监控数据采集和存储。
- 负载均衡组件：负责将多个prometheus节点下发的采集任务随机、均匀地分配给改进型SNMP采集器集群中的节点。
- 改进型SNMP采集器：交换机数据采集组件snmp-exporter的改进版本，新增数据缓存、同步任务功能，负责使用SNMP协议进行交换机数据采集，并向prometheus提供数据。多个改进型SNMP采集器可构成改进型SNMP采集器集群，支持高可用，避免单点失效问题。
本发明创造的技术方案由以下四个过程实现：
- 改进型SNMP采集器集群节点状态检测过程：改进型SNMP采集器集群内的各个节点定时互相检测运行状态，并各自更新自己本时段的可用节点IP地址表。
- Prometheus采集任务下发过程：高可用prometheus架构中，N个prometheus节点同时采集M个交换机监控数据。每个prometheus节点下发M个采集任务至负载均衡组件。
- 改进型SNMP采集器选取过程：负载均衡组件收到采集任务后，将采集任务随机、均匀分配至改进型SNMP采集器集群各个节点上，利用分布式任务调度算法，无中心、自适应地选取改进型SNMP采集器集群中运行状态良好的改进型SNMP采集器节点执行采集任务。
- 改进型SNMP采集器执行任务过程：利用选取出的改进型SNMP采集器节点，根据采集任务中含有本次采集的交换机IP地址，对指定交换机进行数据采集，并将数据提供给发送该采集任务的prometheus节点。
过程详细介绍：
- 改进型SNMP采集器集群节点状态检测过程
参考附图1，多个改进型SNMP采集器构成一个改进型SNMP采集器集群。改进型SNMP采集器集群内部的各个节点定时通过访问各自的健康检测http接口，获取集群内其他节点的状态信息。健康检测接口如下：
http://改进型SNMP采集器的ip:端口/health，如果返回文本为“ok”，则表示该节点运行状态正常，否则表示节点运行状态不正常。
在获取集群内其他节点的状态信息后，该节点将当前时段运行状态正常的节点地址写入自己的可用节点IP地址表，定时更新。
写入内容为：（假定节点3运行状态不正常）
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改进型SNMP采集器1IP 改进型SNMP采集器2IP 改进型SNMP采集器4IP ..... |
- Prometheus采集任务下发过程
高可用prometheus架构中，N个prometheus节点采集M个交换机监控数据。每个prometheus节点下发M个交换机采集任务至负载均衡组件。一个采集任务表示一次交换机采集。采集任务为http请求，含有本次采集的交换机地址，请求如下。
- 改进型SNMP采集器选取过程
参考附图2，负载均衡组件收到来自N个prometheus节点的交换机采集任务后，对每个任务均使用分布式任务调度算法选取合适的改进型SNMP采集器执行本次采集任务，算法具体过程如下：
- 负载均衡。负载均衡组件将采集任务随机分配到改进型SNMP采集器集群中的所有改进型采集器节点上，避免单个节点执行多个采集任务，提高采集效率。
- 选取执行任务节点。改进型SNMP采集器A经负载均衡后收到本次采集任务，进行执行任务的节点选取：
1）读取改进型SNMP采集器A当前可用节点IP表中的所 有可用IP地址，进行一致性哈希运算并生成Hash环， 环上的每个节点表示当前集群运行状态正常的节点；
2）读取本次采集任务中的需采集信息的交换机IP地 址，使用一致性哈希运算映射在1）中的Hash环上；
3）从交换机IP地址经过运算后的哈希值顺时针查找， 遇到的第一个哈希值所对应的IP地址即为执行本次采 集任务的改进型SNMP采集器B的IP地址;
3.任务转发。改进型SNMP采集器A将采集任务发送至经过2
步骤选出的改进型SNMP采集器B，由采集器B执行本次采
集任务。
- 改进型SNMP采集器执行任务过程
参考附图3，在通过上述的改进型SNMP采集器选取过程后，选出改进型SNMP采集器B执行本次采集任务。改进型SNMP采集器节点采集交换机数据过程为：
- 查询自身缓存。改进型SNMP采集器节点收到采集任务
后，先查询自身缓存。若自身缓存已存在当前需要采集的交换机数据，则读取缓存数据并通过prometheus提供的collect接口上提供给prometheus使用。
- 查询节点执行状态。若自身缓存不存在当前需要采集
的交换机数据，进一步判断节点执行任务状态：
1）当该节点处于空闲状态，则从SNMP协议中获取进行交换机数据（例如交换机状态，名称，In/Out报文数目），采集结束后将该数据存储在缓存中并提供给prometheus。
2）当节点正在执行采集任务，该采集任务进行阻塞等待，直至节点完成正在进行的采集任务后，任务从阻塞等待中释放并执行步骤1。
通过本方法，多个prometheus节点可同时获取多个交换机数据。本方法利用改进型SNMP采集器和分布式任务调度算法控制交换机采集频率，在企业级监控中保证交换机侧不受流量负荷增大的影响，提高交换机采集效率和质量。
