（信号与信息处理专业论文）基于snmp协议的多媒体终端管理系统设计和实现.pdf

南京邮电大学 硕士学位论文摘要 学科、专业：工学信号与信息处理 研究方向：图像处理与多媒体通信 作者：2 0 0 7 级研究生张爱华 指导教师：王俊 j i i iii ri i irp ir i l liriij y 17 5 5 0 6 6 题目：基于s n m p 协议的多媒体终端管理系统设计和实现 英文题目：s n m pb a s e dm u l t i m e d i af a c i l i t i e sm a n a g e m e n ts y s t e m d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n 主题词：简单网络管理协议代理m i b 网络管理系统t r a p k e y w o r d s ：s n m pa g e n t m i bn m st r a p 课题来源：杭州华三通信技术有限公司多媒体管理平台开发项目 南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要 摘要 随着网络规模不断扩大，功能不断增强，企业内部网和因特网的迅猛发展，网络变得 越来越普遍，但结构却越来越复杂，而且现在涌现出大量的各种各样的网络应用、硬件、 平台和协议，对系统的安全、可靠性、性能、经济等方面的要求也变得日益迫切，因而对 网络管理也就提出了越来越高的要求。 s n m p 协议凭借其结构简单，使用方便的特性，已经占据了现今世界网络管理的主要 地位，在各种各样的网络管理应用中发挥出巨大的作用。本论文提出了基于s n m p 协议的 多媒体监控终端管理系统的整体的设计思路，并给出了s n m p 代理端的具体实现过程；接 着针对设计方案中的不足之处，对整个方案进行了优化，大大提高了整个管理系统的运行 速度和性能；最后通过一系列系统测试和联调，发现并解决问题，最终给出了结果并对其 进行了分析。论文的研究为以后网络管理的发展奠定了良好的基础。 关键词：简单网络管理协议代理m i b 网络管理系统t r a p a b s t r a c t a s t h en e t w o r ks c a l ea n df u n c t i o n sa r eb e i n gc o n s t a n t l ys t r e n g t h e n e d ，c o r p o r a t ei n t r a n e t s a n dt h ei n t e r n e ta ler a p i dd e v e l o p i n ga n dt h en e t w o r ki sb e c o m i n gi n c r e a s i n g l yu n i v e r s a l b u t t h en e t w o r ks t r u c t u r ei si n c r e a s i n g l yc o m p l e xa n di ti sn o we m e r g i n gal a r g en u m b e ro fv a r i o u s n e t w o r k a p p l i c a t i o n s ，h a r d w a r e ，p l a t f o r m s a n d p r o t o c o l s s y s t e ms e c u r i t y ,r e l i a b i l i t y , p e r f o r m a n c e ，e c o n o m ya n do t h e rr e q u i r e m e n t sa r ea l s ob e c o m i n gi n c r e a s i n g l yu r g e n t t h u st h e r e q u i r e m e n t so fn e t w o r km a n a g e m e n ta r ea l s or a i s e dh i g h e ra n dh i g h e r t h es t r u c t u r eo fs n m pp r o t o c o li ss i m p l ea n de a s yt on s e s oi th a so c c u p i e dt h em o s t i m p o r t a n tp o s i t i o ni nm o d e mw o r l da n dp l a y e das i g n i f i c a n t r o l ei nav a r i e t yo fn e t w o r k m a n a g e m e n ta p p l i c a t i o n s t h i sp a p e rp r o p o s e da no v e r a l ld e s i g ni d e ao fm u l t i m e d i af a c i l i t i e s m a n a g e m e n ts y s t e m ，a n dt h e ng a v et h er e a l i z a t i o no fs n m p a g e n t i t w a sp r o p o s e da na d v a n c e d p r o g r a ma g a i n s tt h e f o r m e rr e a l i z a t i o n sd e f i c i e n c i e sw h i c hg r e a t l yi m p r o v e dt h ep r o j e c t p e r f o r m a n c e a tl a s t ，t h r o u g ha s e r i e so fs y s t e mt e s t s ，p r o b l e m sw a sd i s c o v e r e da n ds o l v e d t h e f i n a lr e s u l t sw e r eg i v e na n da n a l y z e d t h es t u d yo ft h i sp a p e ri so fs i g n i f i c a n c ef o rt h ef u t u r e d e v e l o p m e n to fn e t w o r km a n a g e m e n t k e yw o r d s ：s n m pa g e n t m i bn m st r a p 南京邮电大学硕士研究生学位论文 目录 目录 j 商要i a b s t r a c t u e j录i i i 第一章绪论l 1 1 课题研究背景。l l 一s n m p 发展现状。2 1 3 论文研究目的与意义3 1 4 本文工作与组织结构3 1 4 1 本文工作3 1 4 2 本文组织结构4 第二章网络管理的相关技术分析5 2 1 网络管理概述5 2 1 1 网络管理的发展5 2 1 2 网络管理的逻辑模型6 2 2 s n m p 协议简介一7 2 2 1 s n m p 管理模型7 2 2 2 管理信息结构7 2 2 3 管理信息库1 0 2 2 4 s n m p 协议原理1 1 2 3 本章小结。1 4 第三章 s n m p 网络管理系统实现思路与设计。1 5 3 1 本项目多媒体框架概述1 5 3 2 系统整体实现方案设计l6 3 3 网管端功能模块设计1 8 3 3 1 实现思路l8 3 3 2 准备工作2 0 3 4 代理端功能模块设计2 2 3 4 1实现思路2 2 3 4 2 准备工作2 2 3 5 终端功能模块设计2 3 3 5 1实现思路。2 3 3 5 2准备工作2 5 3 6 本章小结3 0 第四章s n m p 代理端具体实现3l 4 1 s n m p a g e n t 模块。3 l 4 1 1s 卜m 佃d 模块。3 2 4 1 2 。s n m p 协议栈模块一3 3 4 1 3 m m 实现模块3 4 4 2 t r a p 模块3 7 4 3 配置模块3 9 4 4 自动生成工具的开发4 0 4 5 本章小结4l 第五章系统性能的优化4 3 5 1 错误码优化4 3 5 2 速度优化4 4 5 2 1 m m 组标识4 4 u l 南京邮电大学硕士研究生学位论文 目录 5 2 2二级缓存机制4 5 5 2 3m m 组请求标识节点4 5 5 2 4总体实现方案：。4 5 5 3本章小结4 8 第六章测试和结果4 9 6 1环境搭建和系统配置4 9 6 2调试过程4 9 6 3 结果分析5 1 6 3 1 代理端到设备的操作( s e t ) 5 1 6 3 2 设备到代理端的告警上报( t r a p ) 5 2 6 3 3性能优化前后结果对比5 3 6 4本章小结5 5 第七章 总结与展望5 6 7 1总结5 6 7 2展望。5 6 致谢5 8 参考文献5 9 作者在硕士研究生期间发表的论文6 1 图表清单6 2 i v 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章绪论 1 1 课题研究背景 第一章绪论 计算机与通信的结合产生了计算机网络，信息社会对计算机网络的依赖，又使得计算 机网络本身运行的可靠性变得至关重要，对网络的管理运行提出了更高的要求。网络系统 的维护与管理日趋繁杂，网络管理人员用人工方法管理网络已无法可靠、迅速地保障网络 的正常运行，无法满足当前开放式异种机互联网络环境的需要，人们迫切地需要用计算机 来管理网络，提高网络管理水平，使信息安全，快捷地传递。于是计算机网络管理系统便 应运而生了。 网络管理是指对网路的运行状态进行监测和控制，使其能够有效、可靠、安全、经济 地提供服务。网络管理包含两个任务，一是对网络和设备的运行状态进行监测，通过监测 可以了解当前状态是否正常，是否存在瓶颈和潜在的危机；二是对网络和设备的运行状态 进行控制，通过控制可以对网络状态进行合理地调节或配置，以提高性能，保证服务的正 常运转【1 1 。 常见的网络管理方式有以下几种： s 舯管理技术； r m o n ( r e m o t e n e t w o r km o n i t o r i n g ) 管理技术； 基于w e b 的网络管理。 s n m p 是英文“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 的缩写，中文意思是“简单网络 管理协议”。s n m p 首先是由i n t e r n e t 任务组织( l n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) ( i e t f ) 的研究 小组为了解决i n t e r n e t 上的路由器管理问题而提出的。 s n m p 协议是目前最常用的环境管理协议。因为它被设计的与协议无关，所以它可以 在i p ，i p x ，a p p l e t a l k ，o s i 以及其他用到的传输协议上被使用。s n m p 是一系列协议组 和规范，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。s n m p 也为设备向 网络管理工作站报告问题和错误提供了一种方法。 目前，几乎所有的网络设备生产厂家都实现了对s n m p 的支持。领导潮流的s n m p 是一个从网络上的设备收集管理信息的公用通信协议，设备的管理者收集这些信息并记录 在管理信息库( m m ) 中，这些信息包括设备的特性、数据吞吐量、通信超载和错误等。m i b 文件有公共的格式，所以来自多个厂商的s n m p 管理工具可以收集m i b 信息，在管理控 1 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章绪论 制台上呈现给系统管理员。 一个被管理的设备有一个管理代理，它负责向管理站请求信息和动作，代理还可以借 助于t r a p 为管理站提供异常信息，因此，一些关键的网络设备( 如集线器、路由器、交换 机等) 便提供了这一管理代理，又称s n m p 代理，以便通过s n m p 管理站进行管理【厶5 1 。 刚开始，人们只是把s n m p 当作一种应急措施，等到日后有更加成功，更加成熟的新 协议出现时将会被自然淘汰。然而，发展到现在，虽然不断有新的协议推出，但是s n m p 凭借其结构简单，使用方便的特点一直到今天仍然被广泛使用。 1 2 s n m p 发展现状 s n m p 即简单网络管理协议，它为网络和系统管理提供了底层的框架，使得网络和系 统管理员能够远程监测和配置管理他们的网络设备、操作系统、应用系统等。网络管理发 展的历史，也可以看成t c p i p 网络的发展历史。 7 0 年代，t c p i p 网络技术早期，没有专门的网络管理协议，t c p i p 协议族的子协议 一c m i p 成为当初网络管理所使用的主要协议。当时网络管理员广泛应用的工具就是 p n i g 。 随着网络的发展，p i n g 功能已经不能满足对网络管理的需求。1 9 8 7 年1 1 月发布的简 单网关监控协议( s g m p ) ，成为第一个专门为网络管理提出的协议。该协议提出了直接监控 网关的方法。i e t f 通过对s g m p 进一步修改后，形成了著名的s n m p ，也称s n m p v l 【6 】。 s n m p v l 具有简单、容易实现且成本低等特点。同时，他还有以下特点：可伸缩性一 s n m p 可管理大部分符合i n t e m e t 标准的设备；可扩展性一通过定义新的“被管理对象”， 可以方便地扩展管理能力；健壮性一即使在被管理设备发生严重错误，也不会影响管理 者的正常工作。由于以上的特点，s n m p 技术得到了迅猛的发展以及广泛应用。但是，随 着网络的发展，s n m p v l 己经不能满足需要，i e t f 在1 9 9 3 年初推出了s n m p v 2 。在保持 s n m p v l 特点基础上，提供了验证机制、加密机制、时间同步机制。并提供了一次性取回 大量数据的g e t b u l k 操作，效率大大的提高。另外，还提供了i n f o r m 操作，使得一个n m s ( 网 络管理系统) 能发送t r a p 给另一个n m s 并能收到回复，接着1 9 9 6 年发布的s n m p v 2 c 是 s n m p v 2 的修改版本，功能得到增强，主要是协议操作和数据类型的更新，但是安全性能 仍没有得到改善，继续使用s n m p v l 的基于明文密钥的身份验证方式。随着s n m p 进一步 发展，i e t f 的s n m p v 3 工作组于1 9 9 8 年1 月提出了互联网建议r f c 2 2 7 1 2 2 7 5 ，正式形成 了s n m p v 3 。s n m p v 3 在s n m p v 2 基础上增加了安全和管理机制。s n m p v 3 具有以下特点： 、适应性强：适用于多种操作环境，既可以管理最简单的网络，实现基本的管理功能， 2 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章绪论 又能够提供强大的网络管理功能，满足复杂网络管理需求；二、扩充性好：可以根据需要 增加模块；三、安全性好：具有多种安全处理模块。s n m p 协议经过三次改进以及功能的 完善，目前已被众多的厂商设备所支持，成为全球网络管理的事实标准【7 - s 。 1 3论文研究目的与意义 简单网络管理协议( s n m p ) 己经成为事实上的工业标准，它代表了标准的网管协议，并 在网络管理方面得到广泛应用。但目前s n m p 的管理范围仅限于对网络设备的管理，如路 由器，集线器等，而在多媒体终端上还没有具体的应用，为此，本论文基于这个问题进行 了研究，实现了s n m p 对多媒体监控系统终端的管理，即整个多媒体系统中的编码器，解 码器，云台以及巡航轨迹，存储器，摄像头等设备。 s n m p 协议从刚开始发展到现在，已经成为现如今网络管理方面最流行的协议，但是， 任何协议都不是完美的，s n m p 也不例外，它也有自己的局限性和缺点。首先，s n m p 的 错误响应不详细，协议栈里自带的错误码很少，具体的业务错误网管端没法直接获取，还 需要查看日志文件才能定位具体的问题，这就给网管端的管理带来了一定的局限性；其次， 每次通过m i b 获取设备侧的信息，都占用了一定的网络带宽，如果获取间隔时间很短的 话，设备信息很有可能没有改变，这样的话，就相当于浪费了大量的带宽和时间，影响业 务性能。 本论文针对以上两个问题，对s n m p 协议进行了优化，并实现了对多媒体终端的有效 管理。为以后的业务类项目的管理和实现奠定了基础，也为以后s n m p 协议的进一步完善 提供了条件。 1 4 本文工作与组织结构 1 4 1本文工作 本文具体工作如下： ( 1 ) 了解s n m p 协议基本工作原理和应用场景，进而分析协议本身的不足和局限性。 ( 2 ) 根据本业务需要选择适当的s n m p 开源代码，并进行裁剪。 ( 3 ) 根据所要管理终端的信息和需要获取的业务信息，制定m i b 文档，并完成m i b 文 件的编写。 ( 4 ) 根据业务需求，分模块实现对多媒体终端的管理。 ( 5 ) 对整个实现进行优化，包括错误码优化和速度优化两方面。 ( 6 ) 对整个系统进行系统测试和联调，并解决发现的问题。 3 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章绪论 1 4 2 本文组织结构 本论文主要是在s n m p 协议的基础上实现了对多媒体终端的管理，并且在协议的基础 上进行了相应的改进。主要分以下几个部分： 第一章主要介绍了论文的研究背景、目的意义、s n m p 发展现状及本文工作、组织结 构。 第二章简单描述了网络管理的基本概念，从而引出s n m p 简单网络管理协议。 第三章先介绍了整个多媒体框架和系统方案设计，然后分别介绍了网管端，代理端， 终端的设计实现思路。 第四章是在前几章的基础上主要讲解了s n m p 代理模块的具体实现，然后又介绍了自 动生成工具的开发，此工具大大减少了代码量。 第五章主要是在原先协议的基础上，针对该协议的不足和局限性，提出改进和优化措 施，并且对具体的优化进行了介绍。 第六章是主要是以黑盒为主，白盒为辅的方式，对整个系统进行系统测试和联调测试， 并对性能优化前后进行了对比，最终给出结果并进行了简单的分析。 第七章是本论文的总结，介绍了本次实现的创新和研究意义，并指出了有待改进的方 面，最后根据现状提出展望，为以后网络管理的发展奠定了良好的基础。 4 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章网络管理相关技术分析 第二章网络管理的相关技术分析 网络管理通过监视、组织和控制网络通信服务和信息处理等方式对网络进行管理，使 网络能正常、健壮和高效地运行。网络管理的目标是确保网络连续正常运行，或者当网络 运行出现异常时能及时响应并排除故障。随着网络技术的不断发展，网络复杂性和异构性 的增加，特别是分布式计算的出现，使得网络管理显得更加重要。网络管理己经成为计算 机网络的一项关键技术。 2 1网络管理概述 2 1 1 网络管理的发展 早在2 0 世纪7 0 年代末，国际标准化组织提出其开放系统互连参考模型o s i 的同时， 就提出了网络管理标准的框架，即开放系统互连管理框架，并制定了相应的协议标准，即 公共管理信息服务( c m i s ) 和公共管理信息协议( c m i p ) 。然而，由于历史和现实的原因，国 际标准化组织依据o s i 模型制定的七层协议标准始终未能得到业界和社会的广泛支持和应 用，相应地，符合o s i 网络管理标准的可供实用的产品也几乎没有。尽管如此，o s i 的网 络管理标准协议还是具有十分重要的参考意义【9 l 。 与此同时，i n t e m e t 及其制定的t c p i p 协议以其简单、易于实现和互连性强等优点迅 速得到业界及其他领域的广泛应用。i n t e m e t 发展初期，由于网络规模较小，整个网络互连 的技术尚未成熟，网络管理一直未引起人们的足够重视，基本上是由网络系统管理人员手 工完成的。随着i n t e m e t 的不断增长，这种手工管理方式己经无法适应网络管理的需要。 一些厂商开始针对自己的产品开发专用的网络管理系统。这种专用网管系统一般只局限于 管理某些特定厂商的产品，而难于对其他厂商的通信产品及网络系统进行管理。 随着2 0 世纪8 0 年代后期i n t e m e t 的迅猛发展，这种专用的网络管理系统己经很难胜 任i n t e m e t 的全面管理。特别是面对大规模、复杂和多厂家产品互连的异构计算机网络， 人们更迫切需要一种标准网络管理协议的出现。 8 0 年代末，i n t e m e t 架构委员会( 1 a b ) 意识到它需要获得一种方法来管理日益增长的 i n t e m e t 和其他附属网络。该委员会考虑了三个提案：高层实体管理系统( h e m s ) ；采用c m i s 和c m i p 的以o s i 为基础的系统；扩展构成i n t e m e t 的地区网络正在使用的简单网关监视 5 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章网络管理相关技术分析 协议( s g m p ) 【1 0 11 1 。 i a b 决定采用两步法来实现i n t e r n e t 管理。加强s g m p 使之成为简单网络管理协议 ( s n m p ) ，用于提供短期的解决办法。长期的解决办法将建立在c m i s c m i p 体系上，称之 为c m o t 。r f c l 0 5 2 对这三个方案作了综述。 1 9 9 0 年i n t e m e t 工程任务组发布了i n t e r a c t 标准草案r f c l1 5 7 ，正式推出了s n m p ， 1 9 9 3 年4 月，i e t f 又在r f c l 4 4 1 中发布了s n m p v 2 。1 9 9 8 年1 月，i e t fs n m p v 3 工作 组又发布了r f c 2 2 7 1 2 2 7 5 ，正式形成了s n m p v 3 。由于s n m p 具有易于实现、便于扩充 等优点，得到包括m m ，c i s e o ，l i p ，s u n 等在内的众多厂家的支持和广泛应用，目前己 成为网络管理领域中事实上的工业标准【1 2 】。 对于c m o t 这一长期解决方案，由于其复杂性和实现代价过高，未能获得业界广泛的 支持。在c m o t 上进行的工作于1 9 9 2 年就完全停止了。 2 1 2 网络管理的逻辑模型 现代计算机网络的网络管理系统基本上由四部分组一个管理器或管理工作站、一种通 用的网络管理协议和一个或多个管理信息库。 管理器：实施管理的处理实体称为管理器，管理器通常驻留在管理工作站上。管 理工作站负责接收用户的命令，并通过网络管理协议向各被管代理转发，同时接 收来自被管代理的通告或中断信息，并向用户显示或报告； 网络管理协议：管理器和被管代理之间通过交换管理信息来进行工作。这种信息 交换通过一种网络管理协议来实现。网络管理协议用于封装和交换管理工作站和 被管代理之间的命令和响应信息； 被管代理：用户主机和网络互连设备等所有被管理设备的网络设备称为被管设备， 驻留在这些被管设备上的配合网络管理的处理实体便称为被管代理。被管代理负 责接收来自管理器的命令并发起响应事件； 管理信息库：管理器和被管代理间交换的信息分别驻留在管理工作站和被管设备 的管理信息库( m i b ) 中。管理信息库由一个系统内的许多管理对象及其属性组成， 它实际上就是一个数据库，用于提供有关被管网络设备的信息。 因此，一个网络管理系统从逻辑上可抽象为四个部分：网络管理工作站，网络管理协 议、被管代理和网络管理信息库【1 3 】。如图2 1 所示： 6 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章网络管理相关技术分析 管理工作站 网络警理协议被管设备 2 2 s n m p 协议简介 2 2 1s n m p 管理模型 图2 - 1 网络管理模型图 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、网络管理协议和管理信息库m i b 。s n m p 的网络管理模型如图2 2 所示。s n m p 管理站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【1 4 】。 s n 御管理站 s n i 嚏p 被管代理 2 2 2 管理信息结构 图2 - 2s n m p 管理模型图 s m i 是s t r u c t u r eo f m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n 的英文缩写。这是关于m i b 的一套共 用的结构和表示符号。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。根据s m i 的表述，对于被管对象的定义可以分为以下三个部分： 7 堕塞堂皇查堂堡主堡窒竺兰垡笙茎 釜三兰塑竺篁里塑差垫查坌堑 对象的标识：对象的名字，或称对象标识符( o i d ) ，唯一定义了一个被管对象。o i 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 是一种与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 b i 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：管理站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贝j j ( b e r ) 。被管对象的实例使用 b e r 编码为一串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盼1 6 1 。 2 2 2 1 对象的标识 s n m p 环境中的所有被管理对象都按层次性的结构或树形结构来排序。树结构端 结点对象就是实际被管理对象，每一个对象都代表一些资源，活动或其他要管理的相 关信息。 每个对象都由一个唯一的对象标识符来表示，对象标识是一个整数序列，以点“ 分隔。这些整数构成一个树型结构。对象识别从树的顶部开始，顶部没有标识，以r o o t 表示。如图2 3 ： 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章网络管理相关技术分析 l 融t ：t ：相l ，c l j o i i 止一i c c i t t ：a 4 l 们嘻渤 | ：二i ：_ l 、 i ，形歹刁n i l j i | - 。 ， i 。一一一一一一一一一一- - - - 。一一面i 孟i ；蔽鼬。4 一。一。一。一一j 图2 3m i b 节点图 例如：s y s t e m 节点的标识符为1 3 6 1 2 1 1 。 2 2 2 2 抽象语法标识 c c t i 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。 s m i 定义了三种类型：原始类型、结构类型和已定义类型。对于a s n 1 ，原始数据类 型( 或称简单数据类型) 包括n i 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 n i g 、 o c t e ts t r n i 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 n c e 、s e q u n c eo f 、 s e t 、s e t o 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。己定义类 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【1 7 1 。 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 b i 的简单性和可扩展性，不支持创建或者检索复杂数据结构。 下面用一个节点对象的定义语句来说明： t y p en o t a t i o n ：= “s y n t a z ”t y p e a c c e s s a c c e s s “s t a t u s ”s t a t u s d e s c r p a r t r e f e r p a r t 9 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章网络管理相关技术分析 i n d e x p a r t ，d e f v a l p a r t s y n t a x ：对象类型的抽象语法。 a c c e s s ：定义通过s n m p 或其他协议访问对象实例的方法，选项有只读，读写，只 写和不可访问。 s t a t u s ：指明该对象所需要的实现支持。表示不应该实现( o b s o l e t e ) 的，和( c u r r e n t ) 表 示当前实现的，( d e p r e c a t e d ) 表示管理系统不再实现该对象。 d e s c r p a r t ：对象类型语义的文本描述。该字句是可选的。 r e f e r p a r t ：在其他m i b 模块中定义的文本交叉索引。该字句是可选的。 i n d e x p a r t ：用于定义表。 d e f v a l p a r t ：定义可接受的默认值，代理在创建实例时使用。该字句是可选的【1 引。 2 2 2 3 基本编码规则 a s n 1 使用基本编码规贝j j ( b e r ) 来对管理器和代理之间传输的串行比特流进行统一编 码。b e r 编码的基本单位是八位位组，八位位组中的二进制编号从8 到1 ，并约定第8 位 为最高有效位，第l 位为最低有效位。每个b e r 编码实际上是一个1 v l 三元组( 标签，长 度，内容) ，如表2 - l 所示。其中标签( t a g ) 字段描述关于标签和编码格式的信息；长度( l e n g t h ) 字段描述内容字段的长度；内容( v a l u e ) 字段包含实际的数据。三元组中的每个字段都是由 一个或多个八位位组组成【1 9 1 。 表2 1b e r 编码规则表 2 2 3 管理信息库 管理信息库( m i b ) 是网络管理数据的标准，它规定了代理必须实现的被管对象、对象 数据类型以及每个对象所允许的操作。通过m i b 库被管对象的访问，可以获取代理所在设 备的管理信息，实现各项网络管理功能。 m i b 库中所有的被管对象被组织成一个树状结构，采用树形结构组织方式的优势在 于： 易于管理：层次型的管理结构将不同的子树分配给不同的管理实体对象，便于对 对象进行管理，从节点标识就可以判断出隶属关系。管理代理可以根据自身需要 进行取舍，或者定义自己的管理子树； 便于扩充：树形结构可以方便地加入新的管理对象，并且由于新加入的对象是对 堕室塑皇奎兰堡主堡窒生兰垡笙茎蔓三皇塑垒篁堡塑茎垫查坌塑 其父结点子树的延伸，故不会影响其他节剧2 0 1 。 在对象树中，根节点下有三棵子树：e e i t t ( 0 ) ，i s o ( 1 ) ，和j o i n t i s o e e i t t ( 2 ) 。其中，e c i t t 子树由国际电话与电报顾问委员会( c c i t t ) 管理，j o i n t - i s o c c i t t 子树由i s o 与c c i t t 共同 管理，这两棵子树与s n m p 无关，也不在本文讨论范围内。 i s 0 子树下的i s 0 0 ) o r g ( 3 ) d o d ( 6 ) i n t e m e t ( 1 ) 是s n m p 管理中最常用到的m i b 子树，它由 i n t e m e t 架构委员会管理。i n t e m e t 节点下定义了四个子树： d i r e c t o r y ：本子树保留给o s i 目录服务( x 5 0 0 ) ，以备将来之用。 m g m t ：本子树定义了i n t e m e t 管理对象的一个标准集。 e x p e r i m e n t a l ：本子树留作试验与研究之用。 p r i v a t e ：本子树下的对象由个人或组织自行定义。p r v i a t e 下目前只定义了一个e n t e r p r i s e 子树，它用于为软硬件厂商提供定义私有对象的能力。各厂商可以在此子树下为他们的被 s n m p 管理的任何类型软硬件定义私有对象2 1 抛1 。 2 2 4s n m p 协议原理 s n m p v i 中支持了五种基本的操作响应原语：g e t r e q u e s t 、g e n e x t r e q u e s t 、s e t r e q u e s t 、 t r a p 和g e t r e s p o n s e ，s n m p v 2 中又增加了三种操作：g e t b u l k r e q u e s t 、i n f o r m r e q u e s t 和 r e p o r t 。s n m p v 3 支持的操作与s n m p v 2 相同。s n m p 各种操作的用途如下： g e t r e q u e s t 操作：用于从代理获取一个或多个参数值； g e t n e x t r e q u e s t 操作：用于从代理获取一个或多个参数的按字典序排序的下一个参 数值； s e t r e q u e s t 操作：用于向代理设置一个或多个参数值； g e t r e s p o n s e 操作：用于代理返回来自对管理器请求的响应； t r a p 操作：代理主动向管理器发出的报文，用于向管理器通知某些事件的发生； g e t b u l k r e q u e s t 操作：用于从代理获取批量参数值； i n f o r m r e q u e s t 操作：在管理器一管理器通信模式下，具有管理器代理双重身份的 s n m p 实体向高层管理器报告突发事件，并要求获得确认。i n f o r m r e q u e s t 可以理 解为是一个需要得到响应的t 融谨； r e p o r t ：报表，报告处理s n m p 消息时检测到的错误【2 3 】。 2 2 4 1s n m p 消息的传输 在原则上，s n m p 实体执行下列动作来传输5 种p d u 中的一种到另一个s n m p 实体。 使用在r f c l l 5 7 中定义的a s n 1 的结构来构造p d u 。 l l 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第- t _ 章网络管理相关技术分析 该p d u 来源及目地传输层地址和公共体名称一起被送往鉴别服务。鉴别服务对这 些交换执行要求的交换，例如加密或鉴别密码，然后返回结果； 协议实体构造消息，包括版本字段，公共体名称和从第2 步返回的结果； 新的a s n 1 对象使用b e r 对其编码，然后送往传输服务。 2 2 4 2s n m p 消息的接收 原则上，s n m p 实体在接收到s n m p 消息后执行下列动作： 对消息进行基本的语法检查，如果不能分析则删除该消息； 检查版本号，删除版本号不匹配的消息； 协议实体发送用户名，消息的p d u 部分和来源及目标传输地址到鉴别服务； 对p d u 进行基本的语法检查，如果分析失败则删除该p d u ，否则选择合适的s n m p 访问策略，并对该p d u 进行相应的处理 2 铊5 1 。 2 2 4 3s n m p 消息格式 通过s n m p ，管理工作站和代理之间的信息交换以s n m p 消息的形式进行。每一条消 息都包含指示s n m p 版本序列和5 种协议数据单元类型中的一种。 ( 1 ) 一般报文格式 v a r i a b l eb i n d i n g s ： l i 版本号 团体名 s n m pp d u l 图2 - 4s n m p 报文格式 版本号：标示当前s n m p 协议使用那个版本v 1 ，v 2 ，v 3 ： 团体名：用来区分不同团体的字符串( 团体名实际上是一个相关权限的密码( 可以访问 哪些节点，访问的类型) ) ； p d u ( p r o t o c o ld a t au n i t ) 类型：用来标示当前使用那种s n m p 操作； r e q u e s ti d ：通过给每个请求提供一个独有的i d 来区分未处理请求； e r r o rs t a t u s ：差错状态，当其不为0 时表示有错误发生。 1 2 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章网络管理相关技术分析 表2 - 2 错误描述表 差错状态名称描述 on o e