（通信与信息系统专业论文）无线自组织网snmp网管代理的研究与设计.pdf

捅婴 摘要 网络管理是网络技术中的重要组成部分，是现今网络研究的热点。一个完整 的网络管理系统包括管理器、网管代理和网管协议，网络管理就是管理器根据网 管协议通过代理对被管对象进行管理。 本文研究并设计了一种特殊无线自组织网络的网管代理软件。该无线自组织 网络由无线路由器和无线主机组成，网络中一台无线主机作为管理器，每台无线 路由器作为网管代理。该代理软件使用s n m p 协议，在现今主流的软件开发包 n e t s n m p 的基础上开发的。 全文首先介绍了课题背景和s n m p 协议的基本原理，然后对该无线自组织网 络的网管特性进行了深入的分析，结合其特性设计了该网络管理代理的总体架构 和网管方案，并对被管对象进行了分析，引入了8 0 2 1 1 m i b 变量以更好地反映被 管对象的特点，最后基于n e t s n m p 软件包给出了代理软件的具体设计方法，并对 后续工作做了进一步的展望。 关键词：s n m p 、n e t - s n m p 、无线自组织网、a d h o c 、i e e e8 0 2 1 l b 、s m i 、m i b a b s t r a c t a b s t r a c t n e t w o r km a n a g e m e n ti sa l li m p o r t a n tp a r to fn e t w o r kt e c h n o l o g i e s ，i sah o t s p o to f t h en e t w o r kr e s e a r c ha tp r e s e n t aw h o l em a n a g e m e n ts y s t e mi n c l u d e sm a n a g e r , a g e n t a n dc o m m u n i c a t i o np r o t o c o l ，n e t w o r km a n a g e m e n ti st h em a n a g e rm a n a g e st h ed e v i c e s t h r o u g ht h ea g e n ta c c o r d i n gt ot h ep r o t o c 0 1 i nt h i st e x t ，a na g e n tt oas p e c i a lw i r e l e s ss e l f - o r g a n i z i n gn e t w o r ki sr e s e a r c h e d a n dd e s i g n e d ，t h ew i r e l e s ss e l f - o r g a n i z i n gn e t w o r ki sc o m p o s e do fw i r e l e s sr o u t e ra n d w i r e l e s sh o s t ，o n eh o s ti nt h en e t w o r ki st h em a n a g e ra n da l lt h er o u t e r sa r ea g e n t s t h ea g e n ti sb a s e do nt h es n m pp r o t o c 0 1 i ti sd e v e l o p e dw i t ht h ep o p u l a rs o f t w a r e d e v e l o p i n gp a c k e tn e t - s n m p i nt h et e x t ，t h eb a c k g r o u n do ft h ep r o j e c ta n dt h et h e o r yo fs n m pp r o t o c o la r e i n t r o d u c e df i r s t l y , t h e nt h em a n a g i n gc h a r a c t e r i s t i c so f t h en e t w o r ka r ed e e p l ya n a l y z e d ， a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c s ，d e s i g n e dt h ew h o l es t r u c t u r ea n dm a n a g i n gs c h e m eo f t h ea g e n t ，a n a l y z e dt h ec h o i c eo f m a n a g i n go b j e c t s ，i m p o r t e dt h e8 0 2 1 i m i b ，l a s t ，w i t h t h en e t - s n m ps o f t w a r ep a c k e t ，t h ed e t a i ld e s i g n i n gm e t h o di sg i v e n ，a n dt h ew o r ka f t e r t h i st e x ti sp r o s p e c t e d k e yw o r d s ：s n m p 、n e t - s n m p 、w i r e l e s ss e l f - o r g a n i z i n gn e t w o r k 、a dh o c 、i e e e 8 0 2 1 1 b 、s m i 、m i b i i 图表目录 图1 - 1 网络管理系统 图1 - 2 系统拓扑图 图2 - 1 网络管理逻辑模型 图2 2s n m p 结构 图2 3s n m p 数据报结构， 图2 - 4s n m p 的管理模型 图2 5 m i b 库中的对象树 图2 - 6 b e r 的编码结构 图2 7 标识符字段的八位位组结构 图表目录 图2 - 8 标识号大于3 0 时的标识字段编码 图2 - 9b e r 数据的标识格式 图2 1 0b e r 长度字段编码方式举例 图2 - 1 1 i p 地址2 1 1 8 3 9 8 8 8 的编码结果 图2 1 2m m - i i 结构 图2 1 3s n m p 管理者与s n m p 代理间的通信 图2 1 4s n m p p d u 的格式 图2 1 5s y s t e m s y s c o n t a c t 0 对象的s n m pg e t r e q u e s tp d u 图2 1 6s y s t e m s y s c o n t a c t 0 对象的s n m pg e t r e s p o n s ep d u 图3 - 1 无线自组织网络拓扑图 图3 2 无线自组织网络的管理模型 图3 3w r 整体模块图 v 1 3 5 9 9 1 0 1 2 1 8 1 8 1 9 1 9 2 0 2 0 2 2 2 4 2 5 2 6 2 7 3 2 3 3 3 4 图表目录 图3 - 4 代理软件的功能模块 图3 - 5 各功能模块关系图 图3 - 6 代理软件主程序的流程 图4 一l 模拟测试环境 图4 2 代理1 所在主机的数据流量 图4 3 代理2 所在主机的数据流量 v i 竹 弱 弱 缩略语 i s o c m i p i e t f s n m p w l a n a p w r w h s g m p a s n 1 b e r k t r p i e e e8 0 2 1 1 i p m i b r f c s m i u d p 缩略语 i n t e m a t i o n a ls t a n d a r do r g a n i z a t i o n c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o np r o t o c o l i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l w i r e l e s sl o c a la r e an e t w o r k a c c e s sp o i n t w i r e l e s sr o u t e r w i r e l e s sh o s t s i m p l eg a t e w a ym o n i t o rp r o t o c o l a b s t r a c ts y n t a xn o t a t i o n1 b a s i ce n c o d i n gr u l e k e r n e lt r e er o u t i n gp r o t o c o l i n t e r n e tp r o t o c o l m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e r e q u e s tf o rc o m m e n t s s t r u c t u r em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n u s e rd a t a g r a mp r o t o c o l v i i 国际标准化组织 通用管理信息协议 互联网工程任务组 简单网络管理协议 无线局域网 接入点 无线路由器 无线主机 简单网关监控协议 抽象语法记法1 基本编码规则 核心树路由协 无线局域网协议 网际协议 管理信息库 请求注解 管理信息结构 用户数据报协议 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：圭塑日期：加6 年尸月落日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名：圣数导师签 日期： 第一章引言 第一章引言 网络管理是通过某种方式对网络进行管理，使网络正常高效地运行，是计算 机网络的关键技术之一。其目的就是使网络中的资源得到更加有效的利用，当网 络出现故障时能及时报告和处理，并协调、保持网络系统的高效运行等。i s o ( i n t e r n a t i o n a ls t a n d a r do r g a n i z a t i o n ，国际标准化组织) 在i s o h e c7 4 9 8 4 文档中 定义了网络管理的五大功能，并被广泛接受。这五大功能是：故障管理、计帐管 理、配置管理、性能管理和安全管理。 目前流行的网络管理协议有两种，分别是由i s o 制订的c m i p ( c o m m o n m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o np r o t o c o l ，公共管理信息协议) 和由i e t f ( i n t e m e t e n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ，互联网工程任务组) 制订的s n m p ( s i m p l en e t w o r k m a n a g e m e n tp r o t o c o l ，简单网络管理协议) ，而s n m p 是现在事实上的网络管理标 准。 1 1 网络管理的体系结构 一个完整的网络管理系统由网络管理站、被管理对象( 一般叫做代理) 以及 网络管理协议组成，如图1 1 所示。管理站通过网络管理协议将管理员的命令或要 求传送到代理站，代理站用代理进程对管理端的消息进行处理，获得所需要的数 据或者仅仅是处理后的结果，将它们返回给管理站。 图1 - 1 网络管理系统 代理进程一般是一个或多个在网络设备中运行的进程，网络设备可以是路由 器、交换机、服务器、甚至一台普通的计算机。而管理器一般是运行在普通计算 电子科技大学硕士学位论文 机上的应用程序。 1 2 课题背景 本课题来源于8 6 3 计划项目无线移动自组织互联网技术及其实验系统研 制。课题中如对系统结构、路由等部分的研究都已比较深入并取得了较好的成果， 但对网络管理的研究相对较弱，尚有较多问题值得探讨和研究。本文的内容正是 进一步分析该无线自组织网络的管理特性和需求，并研究和设计s n m p 代理。 通常网络管理系统设计原则为：( 1 ) 由于管理信息而带来的通信量不应显著的 增加网络的通信量；( 2 ) 被管理设备上的协议代理不应显著增加系统处理的额外开 销，以致于该设备的主要功能都被削弱了。目前已经有针对本无线自组织网络设 计的网络管理系统，可以通过t e l n e t 、w e b 和c o n s o l e 等方式实现对网络进行管理 配置。由于本系统是处于无线环境，带宽资源少，而前面几种管理方式是通过面 向连接的方式来对系统进行管理的，耗费资源大，时延也比较大，而且这些管理 方式只能实现简单的查询和配置管理。 s n m p 网络管理模型是以u d p 传送方式为基础的，u d p 是无连接的传送方 式，对系统的管理引起的通信量不会造成对网络主要通信任务的影响，符合网络 管理设计的原则，同时s n m p 能够实现网络管理所有的功能，因而选择该方式对 系统进行管理。在n e t - s n m p 软件包基础上开发代理软件，可以在很大程度上缩 短开发周期，本文针对该系统在n e t - s n m p 软件包的基础上设计了s n m p 代理。 本系统采用由无线网点( 基站) 和移动用户( 无线用户) 的方式来构造无线 移动自组织网络，如图1 - 2 所示。其中，一个无线移动自组织网络就是一个管理域， 由少量的无线网点无线路由器( w i r e l e s sr o u t e r ，w r ) 和大量的移动用户一 一无线主机( w i r e l e s sh o s t ，w h ) 构成。管理站是在任意一台w h 上的应用程序， 而代理则是每台需要管理的无线路由器上的进程【l 】。管理站可以随时通过代理软件 获取w r 的信息并对w r 进行配置和故障处理。 2 第一章引言 1 3 本论文的工作 管理站 图1 - 2 系统拓扑图 本文的工作是对网络的管理特性进行分析，设计管理的方案和代理的功能模 块，并根据其管理特性设计需要管理对象的m i b ，选择并实现对传统m i b 和8 0 2 1 1 m i b 库中的部分变量进行管理，同时根据需要设计扩展的m i b 。在嵌入式l i n u x 平台上使用n e t - s n m p 软件包开发s n m p 网管代理软件，最后对代理进行模拟测 试和结果分析。本文的章节如下： 第一章：引言，简单描述了网络管理，本课题背景和论文完成的工作； 第二章：s n m p 协议介绍，主要讲述s n m p 协议的原理及相关内容，例如s m i ， m i b 等等； 第三章：基于n e t - s n m p 软件包的代理设计，主要分析了无线自组织网络的 管理特性，介绍了8 0 2 1 1m i b 相关的内容和n e t - s n m p 软件包等等； 第四章：实验与测试，介绍了利用n e t - s n m p 工具测试和分析代理软件的性 能方法，并设计了测试环境，给出了测试结果并分析。 第五章：总结。 整个系统全部在r e dh a tl i n u x 下用c 语言进行开发，除了标准c 函数库外还 使用了n e t s n m p 5 2 1 2 的a p i ( 应用编程接v i ) 函数库。一个完整的网管系统是 电子科技大学硕士学位论文 很复杂的，无法在本论文工作中全部完成，所以实现时尽量考虑了可扩展性，为 后续的进一步开发打下了基础。 4 第二章s n m p 协议介绍 2 1 网络管理的含义 第二章s n m p 协议介绍 网络管理分为两类。第一类是网络应用程序、用户帐号( 例如文件的使用) 和存取权限( 许可) 的管理。它们都是与软件有关的网络管理问题。这里不作讨 论。 网络管理的第二类是由构成网络的硬件所组成。这一类包括工作站、服务器、 网卡、路由器、网桥和集线器等等。通常情况下这些设备都离人所在的地方很远。 由于这个原因，如果当设备有问题发生需要网络管理员可以自动地被通知。但是 路由器不会象用户那样，当有一个应用程序问题发生时就可以打电话通知，而当 路由器拥挤时它并不能够通知到。 为了解决这个问题，厂商们已经在一些设备中设立了网络管理的功能，这样 就可以远程地询问它们的状态，同样能够让它们在有一种特定类型的事件发生时 能够发出警告。这些设备通常被称为“智能”设备。 一个完整的网络管理模型通常被分为四个部分： 被管设备：即你想要监视的设备。 代理：用来跟踪被管理设备状态的特殊软件或固件( f i r m w a r e ) 。 管理工作站：与在不同的被管理节点中的代理通信，并且显示这些代 理状态的中心设备。 ， 网络管理协议：被网络管理工作站和代理用来交换信息的协议。 其逻辑模型如图2 1 。 管理芏柞站獠瞎昔理协议技管设备 图2 1 网络管理逻辑模型 5 电子科技大学硕士学位论文 当设计和构造网络管理的基础结构时，需要记住下列两条网络管理的原则： 由于管理信息而带来的通信量不应显著的增加网络的通信量。 被管理设备上的协议代理不应显著得增加系统处理的额外开销，以致于 该设备的主要功能都被削弱了。 2 2 网络管理的功能模型 在i s o 提出的网络管理框架模型( i s 0 7 4 9 8 4 ) 文件中，网络管理的功能划分为 五个功能域，每个功能域分别完成不同的网络管理功能。它们分别是故障管理、 配置管理、性能管理、计帐管理和安全管理。 故障管理( f a u l tm a n a g e m e n t ) 根据标准，故障管理包括故障检测、隔离和纠正o s i 环境中的非正常操作， 同时还包括了错误记录、故障定位和诊断测试等功能，其目的为了保证网络能够 提供连续可靠的服务。故障管理通过对来自硬件设备或网络节点的报警进行监控、 报告和存储，对故障进行诊断、定位与处理，能够动态地维持网络的服务等级。 同时，在必要时它还可以启动控制功能，通过诊断、修理、测试、操作外围设备 和备份来保证高度可用性。故障管理是网络管理的基本功能。 配置管理( c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t1 标准规定，配置管理是“以对互联服务进行准备、初始化和启动，并为其提 高连续的操作和终止互联服务为目的，对开发系统进行确认、实行控制，从中收 集资料，并为开发系统提供资料”。这些服务可以包括收集关于系统的信息，在系 统发生变化和系统配置发生改变时给予提醒。配置管理的功能包括识别被管网络 的拓扑结构，标识网络中的各个对象，自动修改指定设备的配置，动态维护网络 配置数据库等。配置管理也是网络管理的基本功能。 性能管理( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) 标准规定，性能管理“能使o s i 环境中的资源的行为和通信活动的有效性得 以评估”。性能管理涉及到网络通信信息的收集、加工和处理等一系列活动，其目 的是保证在使用最少的网络资源和具有最小的延迟的前提下，网络能够提供可靠、 连续的通信能力，并使网络资源的使用达到最优化的程度。性能管理的具体内容 包括：从被管对象中收集和网络性能相关的参数；统计并分析历史数据：建立性能 6 第二章s n m p 协议介绍 分析模型；预测网络性能的长期发展趋势，根据分析预测的结果对网络拓扑结构 以及被管对象的配置参数进行调整，逐步达到最佳状态。 计帐管理( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t1 标准规定，计帐管理是“以使用o s i 环境资源和使用这些资源所应付的费用 为目标而建立的”。计帐管理是商业化计算机网络的重要网络管理功能，通过统 计用户的信息流量、访问资源等信息来正确计算并收取用户的网络服务费用。此 外，计帐管理还要进行网络资源利用率的统计和网络的成本效益核算。 安全管理( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) 安全管理的目的是以产生、清除和控制安全服务和机制等功能来支持安全策 略的应用；发布和安全相关的信息；汇报与安全相关的事件等。网络安全管理既要 保证网络用户和网络资源不被非法使用，也要确保网管系统本身不被未经授权的 访问。网络安全管理的主要内容包括；与安全措施有关的信息分发( 如密钥的分 发和访问权设置等) ，与安全有关的事件通知( 如网络有非法侵入、无权用户对特定 信息的访问企图) ，安全服务设施的创建、控制和删除，安全管理日志的记录、维 护和查询等。在开放系统中，网络安全的问题日益突出，网络安全管理正成为网 管功能模型中不可或缺的一个组成部分 2 1 。 2 3s n m p 概述 简单网络管理协议( s n m p ) 是流行的两种网络管理协议的一种，它是由互联网 工程任务组( i e t f ：i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 定义的一套网络管理协议。 该协议源于简单网关监视协议( s g m p ：s i m p l eg a t e w a ym o n i t o rp r o t o c 0 1 ) 。利用 s n m p ，一个管理工作站可以远程管理所有支持这种协议的网络设备，包括监视网 络状态、修改网络设备配置、接收网络事件警告等。 s n m p 是由一系列协议组和规范组成的，它们提供了一种从网络上的设备中 收集网络管理信息的方法。管理系统由管理工作站、被管理节点、网络管理协议 建立起来。在管理工作站与被管节点交流过程中，使用统一的命令并且命令种类 很少，使得实现变得非常简单。通常，网络管理工作站监视节点是通过读取被管 理节点上的数据实现的，同时管理工作站也能够通过向被管理节点写入数据来实 现对它的控制。被管理节点产生一个特别的事件时，被管理节点可以向管理工作 - 7 - 电子科技大学硕士学位论文 站发送一条简单的网络事件消息，这个过程称为发送一个t t a p ( 陷阱) ，管理工作 站和被管理节点之间通过网络管理协议进行通讯。 2 3 1s n m p 的发展 简单网络管理协议( s n m p ) 的研制工作始于1 9 8 7 年，其开发基础是s g m p 。 1 9 9 0 年5 月，r f c1 1 5 7 定义了s n m p 的第一个版本s n m p v l 。r f c1 1 5 7 和另一 个关于管理信息的文件r f c1 1 5 0 一起，提供了一种监控和管理计算机网络的系统 方法。由于s n m p 的简单和易于实现，因此，s n m p 得到广泛应用，并成为网络 管理的事实上的标准。 由于s n m p v l 本身缺乏一个较完备的体系结构，且其安全性较差，s n m p 在 9 0 年代初得到了迅猛发展的同时，也暴露出了明显的不足。 1 9 9 3 年4 月，关于s n m p 第2 版标准的工作由i n t e m e t 工作组完成，并提交 给i e t f 验收。这些标准公布在r f c1 4 4 1 1 4 5 2 中。s n m p v 2 包含了两个明显的改 进：协议本身和安全方面。s n m p v 2 在其发展过程中，出现了多个不同的版本： s n m p v 2 p ：基于伙伴( p a 啊) 的s n m p v 2 。此版本在s n m p v l 基础上对安全机 制进行了加强，采用基于的安全性方案。伙伴表示代理与管理器之间的逻辑 关系。伙伴定义了许多安全参数，其中包括所使用的安全协议、密码等，以 确保代理和管理器间的通信安全。 s n m p v 2 c ：基于共同体的s n m p v 2 。此版本对s n m p v l 的功能进行了增强， 使用了增强的操作类型，但它仍采用s n m p v l 中基于共同体的认证方式，在 安全性方面没有什么改进。 s n m p v 2 u ：基于用户的s n m p v 2 。此版本采用了基于用户的安全性方案。 s n m p v 2 * ：此版本没有形成过标准文档。 这些版本中，只有s n m p v 2 c 得到了广泛的应用，一般提到的s n m p v 2 也就是 指s n m p v 2 c 。 尽管s n m p v 2 对前一版本作了大量的改进，在总体管理能力上有了极大的增 强，但是对于得到广泛应用的s n m p v 2 c ，其安全性方面仍然没有得到提高，它继 续使用了s n m p v l 的以明文发送共同体的身份验证方式。 为了弥补这个不足，1 9 9 8 年，i e t fs n m p v 3 工作组发布了r f c 2 2 7 1 2 2 7 5 正 式形成s n m p v 3 。s n m p v 3 定义了包含s n m p v l ，s n m p v 2 所有功能在内的体系框 8 第二章s n m p 协议介绍 架和包含鉴权服务和加密服务在内的全新的安全机制，同时还规定了一套专门的 网络安全和访问控制规则。因此，s n m p v 3 是在s n m p v l 和s n m p v 2 基础上对 s n m p 的扩展，它的推出解决了管理机制和安全性这两个主要的问题，同时提供 了一个可以扩充的模块化体系结构。 2 3 2s n m p 的基本原理 s n m p 采用了c l i e n t s e r v e r 模型的特殊形式( 参见图2 2 ) ：代理管理器模型。 对网络的管理与维护是通过管理器与s n m p 代理间的交互工作完成的。每个s n m p 代理负责回答s n m p 管理器关于m i b 定义信息的各种查询【3 1 。 图2 - 2s n m p 结构 s n m p 代理和管理器通过s n m p 协议中的标准消息进行通信，每个消息都是 一个单独的数据报。s n m p 使用u d p ( 用户数据报协议) 作为第四层协议( 传送 协议) ，进行无连接操作。s n m p 消息报文包含两个部分：s n m p 报头和协议数据 单元p d u 。数据报结构如图2 3 。 l 版本标识符i 公用区ls n m p p d u 图2 3s n m p 数据报结构 版本识别符：确保s n m p 代理使用相同的协议，每个s n m p 代理都直接抛弃 与自己协议版本不同的数据报。 公用区：用于s n m p 从代理对s n m p 管理器进行认证，如果网络配置成要求 验证时，s n m p 从代理将对团体名和管理器的i p 地址进行认证，如果失败，s n m p 从代理将向管理器发送一个认证失败的t r a p 消息。 0 电子科技大学硕士学位论文 协议数据单元( p d u ) ：其中p d u 指明了s n m p 的消息类型及其相关参数。 2 3 3s n m p 的管理模型 一个完整的s n m p 网络管理系统应该包括四个基本的组成部分：网管代理、网 络管理工作站、网络管理协议和网络管理信息库m i b 。s n m p 的网络管理模型如 图2 - 4 所示( 该图出自参考文献嘲) 。s n m p 管理器运行网管系统的管理程序，基 于m i b 视图与被管代理通信，周期性地从各被管设备获取网管信息，或者监听来 自被管代理的t r a p 消息。 s n m p 管理站 s n m p 被管代理 图2 - 4s n m p 的管理模型 2 3 4s n m p 提供的基本服务 在s n m pv 1 0 中定义了5 种基本的操作。通过这些操作，管理系统就可以预 备管理节点进行有效的通讯。他们是 g e t 请求：从一个特定的变量读取数值。 g e t r e s p o n s e 请求：从一个特定的变量表格中截取信息。 g e t n e x t ：请求下一个对象的值。 s e t 请求：用来修改或创建对象。 1 0 第二章s n m p 协议介绍 t r a p ：s n m p 代理向s n m p 管理器发送非请求消息，一般用于描述某一事件的 发生。 后来s n m p v 2 中又增加了以下两个服务： i n f o r m r e q u e s t ：s n m p 代理向s n m p 管理器发送请求消息，要求管理器回答。 g e t b u l k r e q u e s t ：同时请求多个对象的值。 s n m p v 3 中没有再增加新的服务。 2 3 5 管理信息结构 在r f c l l 5 5 中规定的s m i 定义了一个基本框架，在此框架内可以对m i b 进 行定义和构造。s m i 确定了可用于m i b 中的数据类型并说明对象在m i b 内部怎样 表示和命名。s m i 的基本理念是m i b 鼓励的简单性和可扩展性，因此，m i b 只能 存储简单的数据类型：标量和标量的二维数组。可以看到s n m p 只能检索标量， 包括表中的单个条目，s m i 不支持复杂数据结构的创建和检索。这和o s i 管理形 成鲜明的对照，o s i 管理为支持更强大的功能而提供了复杂数据结构和检索模式。 s m i 为简化实现任务避免使用复杂数据结构并因此提高协同工作能力。m i b 不可避免地含有供应商创建的数据类型，除非为这些数据类型的定义制定非常严 格的限制，但协同性将受到影响。 s m i 提供标准化的技术来定义了三个部分： 对象的标识：对象的名字，或称对象标识符( 0 i d ) ，唯一定义了一个被管对象。 o l d 可以以数字或可读文本的形式出现。s m i 采用的是层次型的对象命名规 则，所有对象构成一棵命名树。层次型的命名对应于层次型的管理，有利于对 象名字的分配和管理。 对象信息的描述：被管对象的信息使用抽象语法表示a s n 1 的子集来定义，同 时也根据s n m p 的需要作了一定的扩充。利用a s n 1 不仅可以用于定义被管 对象，还可以用于定义协议数据单元。a s n 1 是一种机器无关的表示方法，这 意味着使用a s n 1 进行被管对象和m i b 库的定义时，无需考虑具体机器及操 作系统的特性。 对象信息的编码：管理器和被管代理之间的通信要求对管理信息进行统一编 码，为此，s m i 规定了管理信息的编码采用基本编码规则( b e r ) 。被管对象的 电子科技大学硕士学位论文 实例使用b e r 编码为串8 位位组。b e r 定义了这些对象编码和解码规则， 这样它们就可以在传输介质上进行传输。 2 3 5 1 对象的标识 m m 库中所有的被管对象被组织在一个树状结构中，这种结构是s n m p 命名 机制的基础。除了树根r o o t 外，树上的每个节点都用一个整数进行标识。为了阅 读的方便，树上每个节点同时还有一个文字名。因此，被管对象的o l d 可以是一 个整数序列或者是一个文字名序列，整数( 或文字名) 之间以点号“”分隔。而序列 中的每个整数( 或文字名) 正是该被管对象在m i b 树中的路径上各节点所对应的整 数( 或文字名) 。比如，对象m i b 2 的o i d 可以标识为1 3 6 1 2 1 ，或是 i s o o r g d o d i n t e r n e t m g m t 1 1 2 1 。 i h e h i bir e e i s o ( 1 l 0 1 9 ( 3 l | 佃忙。掣 e n t e w p f i z e s | l l l c i s c o ( 9 ) 3 c o m ( 4 3 ) m i c r o s o | t ( 3 1 1 ) 图2 - 5m m 库中的对象树 2 3 5 2 抽象语法表示 c c i t t 标准x 2 0 8 提供了一种高层的数据类型定义语言，允许使用者使用独 立于物理传输的方法定义数据类型。i s o 采纳了这一标准并将其命名为抽象语法表 示a s n 1 。a s n 1 描述的是用户数据表示和传送过程中的语法，而不涉及数据的 语义。 1 2 第一章s n m p 协议介绍 a s n 1 之所以重要有好几方面的原因：首先可用于定义应用程序数据的抽象 语法，尽管任何正式语言都可以使用这一用途，实际上a s n 1 可能是用得最广泛 的；其次，a s n i 用于定义应用程序结构和表示p d u ；最后a s n 1 用于为s n m p 和o s i 系统管理定义管理信息库。 s m i 定义了三种类型：原始类型、结构类型和己定义类型。对于a s n 1 ，原始 数据类型( 或称简单数据类型) 包括i n t e g e r ，b o o l e a n ，r e a l ，e n u m e r a t e d ，b i t s t r l n g , o c t e t s t r i n g , o b j e c ti d e n t i f i e r ，n u l l 等，结构类型有 s e q u e n c e ，s e q u e n c eo f , s e t , s e to f , c h o i c e ，a n y , t a g g e d 等。结构类型 用于产生列表和表格。已定义类型是简单或复杂a s n 1 类型的代名，通常具有更 强的描述性。 s n m p 的s m l 只使用了a s n 1 的几种简单类型，同时根据需要作了一些扩展。 s m i 的基本原则是鼓励m i b 的简单性和可扩展性，不支持创建或者检索复杂数据 结构。 a s n 1 的模块定义 模块( m o d u l e ) 是a s n 1 的基本单位，它实际上是由一组类型定义和值定义组成 的。类型定义指定了类型的名称和类型的格式，值定义则规定将什么样的具体值 赋给某一类型的变量。a s n 1 模块的基本形式是： d e f i n i t i o n s ：= b e g i n e x p o l r t s i m p o r t s a s s i g n m e n t l i s t e n d 其中，模块标识符m o d u l e r e f e m e e 是模块名，后面可以跟一个对象标识符来标 识该模块。e x p o r t s 结构定义了其他模块可以移植的值或类型。i m p o r t s 结构 规定了模块中某些定义是从其他模块中移植过来的。a s s i g n m e n t l i s t 是赋值列表， 是由类型赋值、取值赋值和宏定义组成的。类型和取值赋值的形式是 ：= 电子科技大学硕士学位论文 a s n 1 的宏 a s n 1 中提供了宏定义的机制，可以构造新的a s n 1 类型或规定这些类型的 值。a s n i 的宏机制使得a s n 1 具有很强的可扩展性。宏定义的模板如下： m a c r o ：= b e g i n t y p en o t a t i o n ：= v a l u en o b 虹i o n - - = e n d m a c r o 关键字表明定义了名为 的宏：b e g i n 和e n d 关键字限 定了宏定义体。t y p en o t a t i o n 和v a l u en o t a t i o n 分别用于定义用户自定 义类型和值的产生规则， 贝l 给出了宏定义体中类型的详细语法。 s n m p 中所定义的宏主要有： o b j e c t t y p e ：定义管理对象的数据类型，访问权限和当前状态等； m o d u l e i d e n t i t y ：记录模块的更新情况： m o d u l e c o m p l i a n c e ：定义模块中所包含组的集合： o b j e c t - g r o u p ：定义组中包含对象的集合： a g e n tc o m p l i a n c e ： n o t a f i c a t i o n t y p e t e x u a l c o n v e n t i o n ； 定义管理代理实现的兼容性； 定义通知报文信息； 正文约定，更精确地对数据类型进行抽象； s n m p 的基本数据类型 s n m p 定义了四种基本的数据类型，同时在这些基本数据类型的基础上还建 立了几种抽象数据类型。这些基本数据类型和抽象数据类型组成了核心s m i 数 据类型。s n m p 的基本数据类型有： i n t e g e r ：一个3 2 位值，采用2 的补数表示法。i n t e g e r 通常用来表示枚 1 4 第一章s n m p 协议介绍 举数值。 o c t e ts t r i n g ：8 位组串，串中的每个8 位位组的取值为0 - 2 5 5 。 o c t e t s t r i n g 通常用于代表一个文本串。 o b j e c ti d e n t i f i e r ：对象标识符，它是一个整数序列，用于表示一个对象 的名字。 n u l l ：空值，用于位置填充。 在上述基本类型的基础上，s n m p v l 扩展的抽象数据类型( 也称应用类型) 有： n e t w o r k a d d r e s s ：用于表示一个协议族。此类型在s m i v 2 中己经废弃。 i p a d d r e s s ：用于表示一个i p 地址，它被定义为一个4 字节o c t e ts t r i n g 。 c o u n t e r ：3 2 位非负整数，用于表示一个计数器。该计数器计数达最大值后自动 清0 ，开始重新计数。 g a u g e ：3 2 位非负值，用于表示一个游标。该游标的标数达最小值后不能再减 少，或达最大值后不能再增加。 t i m e t i c k s ：32 位非负整数，用于表示一个时间计数值。t i m e t i c k s 通常用于 计量某一特定时刻后的时间值，单位为0 0 1 秒。 o p a q u e ：本类型允许将任意数据编码为一个o c t e ts t r i n g 。s n m p v 2 进一步 定义了以下应用类型： i n t e g e r 3 2 ：同i n t e g e r 。 c o u n t e r 3 2 ：同c o u n t e r 。 g a u g e 3 2 ：i 司g a u g e 。 u n s i g n e d 3 2 ：j 司g a u g e 3 2 。 c o u n t e r 6 4 ：6 4 位的非负整数，用于表示一个6 4 位计数器。 s n m p 的结构数据类型 为简化s n m p 的实现，s n m p 只支持两种结构数据类型：s e q u e n c e 和 s e q u e n c eo f ，分别用于表示有序列表和向量。 ( 1 ) s e q u e n c e ：s e q u e n c e 的使用方式为 s e q u e n c e ， s e q u e n c e 与c 语言中的“s t r u c t u r e ”类似，它定义了一个包含0 个或多个元素 的有序列表，有序列表中每个元素的类型为其他的a s n 1 数据类型。 ( 2 ) s e q u e n c eo f ：s e q u e n c eo f 的使用方式为 s e q u e n c eo f 1 5 电子科技大学硕士学位论文 s e q u e n c e o f 定义了一个向量，向量中的所有元素都具有相同的类型。 在s n m ps m i 中，s e q u e n c e 和s e q u e n c eo f 常常结合起来，用于进行表 的定义。即先通过s e q u e n c e 定义一个由不同类型表项组成的e n t r y 类型，然后 再用s e q u e n c eo f 定义由此e n t r y 类型组成的表。换而言之，s e q u e n c e 定义 了表的行，而s e q u e n c eo f 定义了由行组成的表。 s n m p 的正文约定 s m i v 2 中引入了正文约定( t e x t u a lc o n v e n t i o n s ) ，从而可以以更加标准和抽象的 方式来定义被管对象。正文约定可以看作是对基本类型进行精炼而得到的，实际 上，正文约定将被解析成基本数据类型。正文约定能使读者更容易地理解m i b 模 块。 s n m p v 2 定义的文本约定有： d i s p l a y s t r i n g ：d i s p l a y s t r i n g 代表用n v ta s c i i 字符集表示的文本信息，它解 析为一个o c t e ts t r i n g ，其最大长度为2 5 5 个字符。 p h y s a d d r e s s ：p h y s a d d r e s s 表示一个介质层或物理层地址，它解析为个 o c t e ts t r 烈g 。m a c a d d r e s s ：m a c a d d r e s s 表示一个按“规范”次序的8 0 2 m a c 地址( 就象是先发送最