（电力系统及其自动化专业论文）网络设备运行管理系统的设计与实现.pdf

t h e d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fn e t w o r ke q u i p m e n t o p e r a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e rn e t w o r k ，t h es t r u c t u r ea n ds c a l eo f n e t w o r kh a v eb e e ne x p a n d i n ga n da r ei n c r e a s i n g l y c o m p l e x a n ds o ，t h e i n t e g r a t e dm a n a g e m e n to fn e t w o r kb e c o m e sam o r ea n dm o r ei m p o r t a n t i n p a r t i c u l a r , t h ed y n a m i cm a n a g e m e n to fn e t w o r ke q u i p m e n ti sa ni m p o r t a n tp a r t o ft h ei n t e g r a t e dm a n a g e m e n to fn e t w o r k a tf i r s t ，t h i s p a p e r s t u d i e so nt h e g e n e r a l f r a m e w o r km o d e lo ft h e n m s b a s e do nt h ea b o v e ，t h ed e m a n da n a l y s i so ft h en e t w o r ke q u i p m e n t o p e r a t i o na n dm a n a g e m e n ts y s t e mi se x p e r t i z e d f i n a l l y , t h ep a p e rp r o p o s e st h e o v e r a l ls y s t e md e s i g np r o g r a m m eo ft h et h ed y n a m i cm a n a g e m e n ta n ds t a t i c m a n a g e m e n ta b o u tn e t w o r ke q u i p m e n t o nt h e b a s i so ft h ed e s i g no ft h ef u n d a m e n t a le q u i p m e n td a t a b a s e ，t h i s p a p e rp r o p o s e st h ed e s i g nm e t h o do ft h es t a t i ce q u i p m e n td a t a b a s e b yr e f e r i n g a n di n s p e c t i n gt h ee q u i p m e n t si nt h ed a t a b a s e ，t h ep a p e rp r o p o s e sae f f e c t i v e w a yo ft h eq u e r yo fe q u i p m e n t s s t a t e s i nt h i sw a y , t h es t a t u si n f o r m a t i o no ft h e n e t w o r ke q u i p m e n tc a l lb ee n q u i r i e d a n dt h e n ，b a s e do nt h ei n f o r m a t i o n ，t h i s p a p e rp r o p o s e sam o d e lo fr e a l t i m ef a u l ta l a r m ， a tt h ee n do ft h ep a p e r , ap r o t o t y p eo fn e t w o r ke q u i p m e n to p e r a t i o n a n dm a n a g e m e n ts y s t e mb ed e s i g n e di nd e t a i l k e yw o r d s ：n e t w o r km a n a g e m e n t ；n e t w o r ke q u i p m e n tm a n a g e m e n t ； i c m p i i 广西大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相 关知识产权属广西大学所有，本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文 的研究内容。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究成果，也不包含 本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个人和集 体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名：努惜 2 0 0 8 年0 5 月3 0 日 学位论文使用授权说明 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本： 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文： 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： 臼即时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 攀蚍虮川曲 网络设鲁运行管理系统的设计与实现 1 1 课题背景 第1 章绪论 随着i n t e r n e t 在全球的迅速兴起，给我们的生活和工作带来巨大变化，特别是近年 来因特网和局域网( i n t e r n e t i n t r a n e t ) 技术的快速发展，给国内高校和企业带来了革 命性的变化，o a 系统，网络教学，电子商务等等被广泛应用到各行各业的生产生活当中。 随着应用规模的扩大，网络规模也日渐扩大，业务应用也越来越依靠网络来实现。自然 的，网络建设需要的网络设备越来越多，由于生产网络设备的产商众多，型号各异，原 来的基于纸质的网络设备管理也不能适应发展的要求了，建设一套网络设备管理系统成 为发展的必然n 1 。同时，由于网络设备运行正常与否直接关系到整个单位、企业的工作 是否能正常开展，因此，网络管理员除了正常的设备资产管理之外，必须随时了解网络 设备的运行状态，出现故障及时处理，以保证网络的正常运行。怎样构建一套即能够进 行正常的网络设备资产管理，又能够实时反映整个网络运行状态，还能够及时进行故障 报警的网络设备运行管理系统就成为网络管理研究的一个重要领域了。 一个企业的局域网络由网络软硬件设备组成，包括：硬件基础设施，各种网络设备 和布线系统，服务器操作系统、运行于各种平台的数据库、各种网络应用系统、媒体信 息等组成。如此众多的网络设备，怎样进行管理是网络管理中首先要解决的一个问题。 网络设备的管理与其它的资产管理、普通仪器设备管理不一样，网络设备有它自己的硬 件和软件配置，要根据实际使用情况进行配置，网络设备的连接方式决定了局域网络的 运行模式和使用状况，这些数据对于网络的维护和日常管理至关重要，而且网络设备需 要管理的信息比较复杂、专业性极强。目前普遍采用的方法是使用单位的资产管理方法， 把要管理的设备内容分门别类建立不同的纸质文档【2 2 1 。例如i p 地址分配表，网络设备信 息卡、服务器使用清单等等。但是，随着网络规模的不断扩大，原有的管理方式已经越来 越难以满足实际需要。采用纸质的管理方法、用文件的形式记录网络设备信息，使整个 信息内容的及时更新变得非常困难，资料的安全难以得到保证，在查询设备的使用情况 上也显得无力，不能及时查询到所需要的设备动向信息。所以对网络设备的管理除了按 照固定资产管理系统进行管理外，有必要建立一套适合网络管理员自己使用的网络设备 管理系统f 1 1 。 研究如何利用计算机信息管理技术对网络设备进行高效的管理，提高网络管理的工 作效率，是一个非常实际和有意义的课题。同时，也是提高网络管理效率，简化管理人员， 实现网络软件化、自动化管理的前提和基础。 一套完善的网络设备管理系统，可以给网络管理人员的设备管理带来极大的便利， 广西大学硕士学位论文 网络设薯r 运行管理系统的设计与实现 但在实际使用过程中，网络管理人员更关注设备运行的状态，例如：设备购买后是否上 线运行，已经分配了什么i p 地址，通过设备的网络流量，在线的设备是否出了故障等等。 与之相应地国内外开始研究网络运行的管理方式和方法，希望能够通过开发出集中式的 网络运行管理软件，解决运行中的各种管理要求【2 】。实际上，独立的适应某一个方面的 网络运行状态管理软件已经开始出现，并对实际的网络运行管理产生积极的影响，但基 于设备管理和设备运行状态管理相结合的综合管理系统的研究相对薄弱。 1 2 网络管理概述 一、网络管理发展概况 网络管理的问题已经存在有相当一段时间了。1 9 世纪末的电信网络中的电话话务 员，就是电话网络系统的管理员。虽然话务员管理的内容不多，但作为网络管理的岗位 已经出现。 计算机网络的管理是伴随着计算机网络的产生而产生的。计算机网络源于计算机与 通信技术的结合，从2 0 世纪5 0 年代开始，近2 0 年来发展非常迅速。从发展的历史来看， 计算机网络经历了几个阶段： 1 面向终端的计算机网络 2 计算机一计算机网络 3 计算机网络标准化 4 微机局域网时期 5 i n t e r n e t 发展时期 早期的a r p a n e t ( a d v a n c e dr e s e a r c hp r o j e c t sa g e n c yn e t w o r k ) 是第二代计算机 一计算机网络的典型代表，它是1 9 6 9 年美国国防部高级研究规划署( d e n f e n s ea d v a n c e d r e s e a r c hp r o j e c t sa g e n c y ，d a r p a ) 建立的一个实验网络，该网络已经有一个与之相 应的网络管理系统。随后各大巨头企业又出现了一些其它的网络结构，i b m 的s n a 、a p p l e 的a p p l e t a l k 等，也基本上都有相应的网络管理系统。 早在8 0 年代初期国外的一些机构就开始了网络管理的研究，提出了多种网络管理方 案，包括s g m p ( s i m p l eg a t e w a ym o n i t o r i n gp r o t o c 0 1 ) c m i s c m i p ( t h ec o m m o nm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns e r v i c e p r o t o c 0 1 ) 等等。具体的情况是：i n t e r n e t 体系结构委员会( i a b ， i n t e r n e ta r c h i t e c t u r eb o a r d ) 这个国际标准化组织在1 9 8 8 年3 月的会议上，i a b s t j 订了 i n t e r n e t 管理的发展策略。采用s g m p ( s i m p l eg a t e w a ym o n i t o r i n gp r o t o c o l ，简单网 关监控协议) 作为短期的i n t e r n e t 的管理解决方案，并在适当的时候转向c m i s c m i p ( c m i s - c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns e r v i c e s ，公共管理信息服务程序； c m i p - c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a ti o np r o t o c o l ，公共管理信息协议) 。随后，i a b 分 2 网络设j r 运行管理系统的设计与实现 别成立了不同的工作组，对i n t e r n e t 的管理方案进行分类和修改。这些工作组随后相应 推出了s n m p ( 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 0 1 ) ( 1 9 8 8 ) 和c m o t ( c m i p c m i so v e r t c p i p ) ( 1 9 8 9 ) 且p t c p i p 网上的公共管理信息协议。 1 9 9 0 年i e t f ( i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 在r f c1 1 5 7 中正式公布了s n m p 。 i e t f 是把己有的s g m p 做了进一步修改后作为临时的解决方案，在s g m p 基础上开发的这个 解决方案就是后来著名的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 0 1 ) 协议，称为 s n m p v i t 4 1 。 随着i n t e r n e t 网络安全模型的设计完成，i e t f 又设计了更有效和功能更强的网络管 理协议，这就是1 9 9 3 年正式发表的s n m p 第二版s n m p v 2 ( c o m m u n i t y b a s e ds n m p v e r s i o n2 ) ，它弥补了s n m p v l 在安全性和数据组织上的缺陷，加入了数据保密、身份 认证、存取控制等安全机制，在数据组织方面，允许详细的变量定义及专用的表操作p d u 。 现在，s n m p 已经发展到了s n m p v 3 ，它在安全方面有了更大的增强。 目前，i s o 的网络管理标准已经成熟了，s n m p 已经得到了各大厂商的支持，包括著名 的i b m 、h p 、f u j i t s u 、s u n s o f t 等大公司和厂商。实际上，s n m p 已成为网络管理领域中 事实上的工业标准，并被广泛支持和应用。近些年来，各大计算机与网络通信厂商推出 了各自的网络管理系统，如h p 的o p e n v i e w 、i b m 的n e t v i e w 系列及s u n s o f t 的s u n n e t m a n a g e r 等等。它们都已在各种实际应用环境下得到了一定的应用，并已有了相当的影 响。 在学术领域，i e e e 通信学会下属的网络营运与管理专业委员会( c n o m ) ，从1 9 8 8 年起 每两年举办一次网络营运与管理专题讨论会。国际信息处理联合会( i f i p ) 也从1 9 8 9 年开 始每两年举办一届综合网络管理专题讨论会。o s i 网络管理论坛( 0 s i n mf o r u m ) ，专门 讨论网络管理的有关问题。 二、网络管理的定义与分类 l 、网络管理的定义 随着网络的广泛应用，必然需要对网络进行管理。当前计算机网络的发展的规模不 断扩大，复杂性也越来越高。按照国际标准化组织( 1 5 0 ) 的定义，网络管理是指规划、 监督、控制网络资源的使用和网络的各种活动，以使网络的性能达到最优。一般而言， 网络管理有五大功能：网络故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和计费管理。这 是国际标准化组织公认的五个部分。 从一般性的概念来看，通常又有广义的和狭义的网络管理之分。 从广义的角度来看，网络管理包括：人员管理、网络设备资产管理、网络运行状态 管理等。 1 ) 人员管理。实施网络管理的人员，是网络管理的安全基础。通过对人员的权限 管理，确保网络管理分层次，有计划的进行，保证网络管理在安全的范围内运作。 2 ) 网络设备资产管理。网络设备资产管理是网络管理的主要内容之一，这里网络 3 广西大掌硕士学位论文网鳍h 殳备运行管理系统的设计与实现 设备可以是路由器，交换机，或者u n i x i 作站、网络打印机等，也可以是其它的网络设 备，通过对这些设备资产的管理可以获得本地设备的基本信息、使用状态、设备特点、 系统配置、使用年限等信息。这些静态信息的收集是网络动态管理的基石。 3 ) 网络运行状态管理。它是网络管理的核心内容，完成各种复杂网络状况的管理 功能。收集到的信息将用于确定单个网络设备、部分网络或整个网络运行的状态是否正 常。包括网络设备的运行状态、运行参数、数据通信的统计信息和安全信息等。这些信 息动态地收集、管理，是网络运行状态管理的重要数据来源。通过对运行状态信息进行 详细分析，并依此作出管理，保证网络正常运行。 从狭义的角度来看，网络管理一般是指对网络中各个组成部分的静态、动态的信息 进行管理。即能够提供网络设备的基本信息，又能够对网络进行实时监控，网络管理是 将这二者结合起来的有机整体。 与之相应的是网络管理系统软件，也就是管理网络系统的软件。网络管理的任务是 收集、监控网络中各种设备和相关设施的基本信息、工作状况、运行参数，并将这些所 以的信息提交给管理员进行处理，通过对网络设备的基本信息和运行参数进行分析，找 出网络管理中的具体问题并加已解决，从而控制网络在正常的范围内运行，实现对整个 网络的有序管理，保证网络安全、可靠、高效地运行，并达到合理分配网络系统资源、 优化网络整体性能、减少网络故障。 2 、网络管理的分类 根据网络管理功能分类，大致分为五类：网络安全管理、网络故障管理、网络配置 管理、网络性能管理、网络计费管理。 ( 1 ) 网络安全管理 网络安全管理是对网络资源及其重要信息访问的约束和控制，包括验证网络用户的 访问权限和优先级、检测和记录未授权用户企图进行的不应有的操作。随着互联网技术 的迅速发展和信息技术在企事业单位的广泛应用，网络安全管理日益变得重要且必不可 少，安全问题已经成为一个企业核心竞争力的组成部分。 ( 2 ) 网络故障管理 检测、定位和排除网络硬件和软件中的故障。当出现故障时，该功能确认故障，并 记录故障，找出故障的位置并尽可能地排除这些故障。在大型计算机网络中，当发生失 效故障时，往往不能轻易、具体地确定故障所在的准确位置，而需要相关技术上的支持。 因此，需要有一个故障管理系统，有效地管理网络发生的所有故障。 ( 3 ) 网络配置管理 掌握和控制网络的状态，包括网络内各个设备的状态及其连接关系。配置管理的典 型方法是，用逻辑图来描绘所有的网络设备及其逻辑关系，并将网络的确切物理布局， 以适当的比例映射到这个逻辑图上。用精心设计的各种图标来表示各种网络对象，而这 些图标又往往涂上不同颜色表示相应设备的不同状态。 4 广西大掌硕士掌位论文网络设备运行管理系统的设计与实现 ( 4 ) 网络性能管理 主要考察网络运行的好坏。性能管理使网络管理员能够监视网络运行的参数，如吞 吐率、响应时问、网络的可用性等。由于网络资源的有限性，因此最理想的是在使用最 少的网络资源的前提下，使网络资源的使用达到最优化的程度。 ( 5 ) 网络计费管理 记录各个用户和应用程序对网络资源的使用情况。计账管理提供计算一个特定网络 或网段的运行成本的手段。目前以硬件计费产品为主，相对来讲，硬件给人感觉更可靠。 网络计费在某些网络环境下是必须的。 三、网络管理的新技术 近十年来，通信技术和网络技术高速发展，网络从小规模向超大规模发展，网络正 在向智能化、综合化、标准化发展，先进的千兆以太网交换技术、a t m 交换技术、神经 网络技术等正在不断应用到网络中来，随着新技术的出现和应用，网络管理也在不断发 展，出现了许多新的网络管理技术和方法。 r m o n 技术( r e m o t em o n i t o r i n g ，远程监控) 网络管理技术的一个新的趋势是使用r m o n 技术进行远程网络监控。r m o n 的目标是为 了扩展s n m p 的m i b i i ( 管理信息库) ，使s n m p 更为有效、更为积极主动地监控远程设 备。r m o nm i b 由一组统计数据、分析数据和诊断数据构成，利用许多供应商生产的标准 工具都可以显示出这些数据，因而它具有独立于供应商的远程网络分析功能。r m o n 探测 器和r m o n 客户机软件结合在一起对网络设备进行远程监控。 基于b s 结构的网络管理技术 随着w e b 的流行和技术的发展，将网络管理和w e b 结合起来，使得管理端无需专门的 客户软件，网络管理软件更容易部署【5 】。基于b s 结构的网络管理系统的实质就是允许通 过w e b 浏览器进行网络管理，通过浏览器就完成大部分网络管理的工作。 基于b s 结构的网络管理模式的实现有两种基本的方法。 第一种方法是独立服务器软件方式，即在网络内的一台计算机上运行w e b 服务器及 相应的软件作为信息接收端。这个w e b 服务器与网络设备通信，通过相关的协议获得有 关的网络设备状态信息，管理员通过浏览器连接w e b 服务器，在浏览器中获取网络运行 状况信息。在这种方法中，网络管理软件成为操作系统上的一个应用。它介于浏览器和 网络设备之剐6 1 。在网络管理的过程中，网络管理软件负责将收集到的网络信息传送到 浏览器，并将传统管理协议( 如s n m p ) 转换成w e b 协议( 如h t t p ) 1 9 】。 第二种实现方法是嵌入式方式。它将w e b 功能嵌入到网络设备中，每个设备有自己 的w e b 地址，管理员可通过浏览器直接访问并管理该设备。在这种方式下，网络管理软 件与网络设备集成在一起。网络管理软件无须完成协议转换。所有的管理信息都是通过 h t t p 协议传送。但要让w e b 真正应用于网络管理，以取代传统的网络管理模式，还需要 国际标准组织、网络设备供应商、网络管理系统供应商和用户作大量的基础工作。 广西大掌硕士学位论文网络设鲁运行菅理系统的设计与买巩 ， 分布式网络管理 分布式网络管理可以解决跨平台连接和交互的问题。分布式网管的设立可以减少核 心网管的负载，减少网络状态信息的传递，使管理变得更加高效。 目前，分布式网络管理技术主要有两个方面：一个是基于c o r b a 的网络管理技术， 一个是基于移动代理的网络管理技术。 综合集成的网络管理系统 这是一种适应网络管理新需求的管理软件。随着网络规模的扩大，网络管理由最初 的单一人员管理演变为层次化的管理，由单纯的资产管理、单纯的设备状态管理演变为 综合集成的管理。网络管理员的需求变化为，在一套系统内就可以完成网络管理的方方 面面，即能够查看网络设备资产清单，合同详细内容；又能够获得当前网络的运行状态， 流量信息，还能够快速定位故障位置、故障类型。综合型的网络管理系统成为未来发展 的重要方向。 1 3 网络设备运行管理 一、设备管理 设备管理就是设备的日常管理。它是从设备的采购计划开始，对购置、安装、使用、 维修的全过程进行管理【7 1 。设备管理的全过程涉及到设备的安装、使用等许多部门和单 位，所以对使用设备的企业来说，企业的设备日常管理是一个企业范围内的微观管理。 从一般的设备管理意义来看，设备的采购和使用部门管理设备的使用期。 。 设备管理的主要目的是用技术上先进、经济上合理的方法，采取有效措施，保证设 备长期、安全地运行，来保证设备发挥其最好的经济效益。 在单位中，设备管理是日常管理的一个重要部分，设备管理搞好了，才能提高工作 效率，保证各项工作的正常运行。所以，加强对设备的有效管理，才能有利于企事业单 位的发展。加强对设备的管理，还可合理地做好设备更新工作。 ：网络设备是企事业单位进行数字化、信息化建设的物质基础。进行合理的管理，是 高速发展的保障。所以，做好网络设备管理工作非常重要。在当今的信息时代，搞好网 络设备管理对一个企事业单位来说，保证了日常工作的正常运行，极大地提高生产效率。 二、网络设备运行管理 随着科学技术的进步，以及计算机网络的高速发展，各单位网络建设也如火如荼地 开展起来，随着时间和发展的积累，越来越多的设备投入了实际使用。同时设备也高度 专业化，维护和管理的难度增加，管理和维护的工作量也变得越来越大，网络管理人员 和维护使用人员疲于奔命。网络设备运行管理系统，就是即管理网络设备资产状况，又 能管理设备运行状况，实时反映设备的静态信息和动态信息两种状况，让网络设备运行 6 广西大学硕士掌位。论文网络设萱r 运行管理系统的设爿j 可薯；现 管理平台来处理中间过程，简化网络设备的管理工作，减少网管员的工作量，减少设备 故障反应时间，提高设备运行效率，预防事故的发生。 网络设备运行管理是网络管理的一个重要研究方向，主要研究在一个网络管理系统 软件里完成网络静态信息和动态运行信息的收集，实现网络设备的动、静态信息管理， 并将静态信息与网络设备运行的动态信息结合起来，在一个系统里全面地管理网络中所 有信息的一种软件设计方法。这也是本文提出的网络管理软件的构建方法。 三、网络设备运行管理的研究现状 网络设备管理与运行管理是网络管理的一部分。它是涉及到计算机网络体系结构、 网络技术、通信技术等多方面的综合技术。随着i n t e r n e t 使用范围的扩大，电子商务应 用的日渐增多，网络管理成为网络发展中相当重要的一项技术，其重要性已经为越来越 多的人所认识。 网络近年来在国内得到了迅速的发展，特别是在政府部门、一些大型企业、高等院 校、金融机构、银行等领域，应用尤为广泛。网络设备运行管理系统在一个企业网络系 统的正常、高效运行扮演着非常重要的角色。 目前，国外对网络管理的研究已经有很多，许多厂家都在致力于开发自己的网络管 理软件平台，如c i s c o 公司的c i s c o w o r k 系列软件，h p 公司的h po p e n v i e w 、s u n 公司的s u n n e t m a n a n g e r 等f 9 】。这些软件都能为网络管理人员提供了一个方便的网络管理平台，其中 有一些还可以为熟悉软件开发的应用开发人员提供二次开发的平台，以便于开发出适合 本单位网络管理的系统应用软件。在国内，清华大学针对国内高校网络进行了校园网络 综合应用系统的研究，开发了自己的网络应用系统，并在全国十几所高校得到应用。还 有许多其他的学校根据自己学校网络系统的特点，开发了属于自己的网络管理软件 1 0 】。 国外公司开发的网络管理软件在我国国内企事业单位也有一些应用，如c i s c o 公司 的c i s c o w o r k 系列软件，h p 公司的h po p e n v i e w 等，但是，这些软件大部分都是基于自己 的网络设备产品开发的，主要是监测网络设备的状态，只能实行单一的网络设备状态管 理，不能对基本设备资产进行有效的管理；而传统的实验仪器设备管理又只能管理设备 的资产，而不能针对网络设备的运行状态进行管理【2 1 ；所以网络设备运行管理系统的开 发将两者结合起来，把设备的静态资产管理与设备的动态运行状态管理相结合，在网络 管理的研究领域作出了新的探索。 1 4 课题的意义 国内单位的实际网络设备使用和管理情况是，由于不同网络设备厂家生产的设备各 不相同，加上网络协议的多样化，因而形成的异构网络给网络系统带来高度的复杂性。 使网络管理变得越来越困难。而且，随着网络应用的不断普及，对网络的依赖程度越来 7 广西大掌硕士掌位论文网络设j r 篮i 行管理系统的设计与实现 越大。使用网络的用户不再只满足于网络的简单连通的低层次要求，而是希望有更好的 速度、质量、安全、及服务。网络规模的日益扩大，教育资源的相对落后，没有培养出 足够的掌握网络技术的专业人员，从事网络管理的专业人员素质不高。这些因素都导致 需要功能强大的、使用方便的管理工具来管理各单位局域网中的网络设备，以较少的代 价，实现网络的正常运行管理。传统的网络管理多数采用基于网络管理命令驱动，必须 由专业网络管理人员操作、使用和维护。随着网络规模扩大，网络管理功能越来越复杂， 传统网络管理软件界面的友好程度显得越来越差，不但价格高，对网络管理人员的素质 要求较高，而且系统复杂，也不适合于大面积推广使用。因此研究开发一套简单易用的 网络设备运行管理系统显得非常有必要了。 此外，我国各企事业单位的网络系统还在建设中，从百兆到千兆，再到万兆；从目 前基于i p v 4 的网络到以后的基于i p v 6 的网络，我们的网络系统必然会经常发生变化。拥 有自己研发的网络设备运行管理系统，能够适应网络规模和设备的变化，不会出现网络 管理软件不能适应这种网络新变化的情况【3 】。 因此，立足于自身，研究并开发具有我国自主知识产权的网络设备运行管理软件具 有重要的现实意义。 1 5 主要的研究内容 本课题研究的主要内容是实现网络设备运行管理系统的功能模块构建，数据库结构 的设计，以及功能模块之间的数据共享。具体有： ( 1 ) 网络运行管理系统开发相关技术的研究。 ( 2 ) 网络运行管理系统的总体设计。 ( 3 ) 网络设备管理运行状态和故障检测方法的研究。 ( 4 ) 网络运行管理系统。 1 6 论文组织结构 本论文分为五章，内容安排如下： 第一章绪论：介绍了论文课题产生的背景，研究的意义；介绍了网络管理的概念、 基本定义，以及网络设备运行管理的含义；说明了本人所作的研究内容，并列出了论文 的结构内容。 第二章软件开发工具及主要技术：介绍本系统中所使用的开发工具，同时介绍系统 中用到的主要技术。 第三章网络设备运行管理系统的总体设计：介绍开发环境，进行需求分析和功能模 8 广西大掌硕士掌位论文 网络设备运行管理系统的设计与实现 型设计。数据库设计。 第四章网络设备运行管理系统的实现：描述软件系统的具体设计思想，系统中各子 程序的详细流程图，所使用的方法和模型。 第五章总结与展望：对论文的工作进行系统总结，说明网络设备运行管理系统设计 的特点，提出存在的问题并展望未来网络设备管理的发展。 9 网络设备运行管理系统的设引j 可实现 2 1 面向对象技术 第2 章软件开发工具及主要技术 本小节简单介绍了面向对象方法学的基本理论，然后介绍了面向对象设计技术的基 本概念，将面向对象的技术作为建模的工具，结合本课题研究的问题，采用面向对象的 技术来进行设计和开发，建立网络设备基础管理数据库，并以此为基础开发网络设备运 行管理系统。 2 1 1 面向对象方法学 目前，面向对象技术的研究领域概括起来主要有：面向对象的程序设计：面向对象的 数据库技术：面向对象的系统分析和设计以及面向对象的操作系统、硬件系统等主要方 向，其应用领域也在不断扩大，尤其是在一些复杂系统：如智能计算机、计算机辅助系 统工程、办公信息系统的应用也愈来愈多。面向对象是一种认知方法学，它提供了从一 般到特殊的演绎手段( 如继承) ，又提供了从特殊到一般的归纳形式( 如对象类) 。面向对 象方法学认为：1 ) 客观世界是由各种“对象”所组成，任何事物都可看作对象，每个对 象都有自己的运行规律和内部特点，每个对象都属于某个对象类，都是该对象类的一个 元素。复杂的对象可以是由相对比较简单的各种对象以某种方式而构成，不同对象的组 合相互作用就构成了要研究、分析和构造的客观系统。2 ) 通过类比，发现对象间的相似 性，即对象间的共同属性，这就是构成对象类的根据。在按“类、“子类一、“超类 的概念构成对象类的层次关系时，处于下一层次的对象可自然地继承位于上一层次的对 象的属性。3 ) 对于已分成类的各个对象，可以通过定义一组“方法 来说明该对象的功 能，也就是允许作用于该对象上的各种操作。对象间的相互联系是通过传递“消息”来 完成的，消息是通知对象去完成一个允许作用于该对象的操作。至于该对象将如何完成 这个操作的细节，则是封装在相应对象类的定义中的，对于外界是隐蔽的。综上所述， 面向对象的方法学比较自然地模拟了人类认识客观世界的方式，基于v b 的网络管理系统 的设计与实现为人们分析、设计和实现系统提供了有效的方法【1 1 1 。 2 1 2 面向对象技术的基本概念 1 、对象、类和实例 对象是指应用问题中所出现的各种实体，对象在语言中是用类来定义的，类中定义 了与某一种对象相关联的一组数据以及施与该数据的一组基本操作，对象是数据与操作 1 0 广西大掌司仕掌位论，文网络设萱r 运行管理系统的设计与实现 的统一体。 在面向对象的程序设计中，如果某一个变量被定义成属于某一个类，那么该变量即 可成为这种对象中的一个实例。 2 、数据封装 数据封装是指在面向对象的程序设计中，对象的实现过程( 包括数据的存储方式、 操作的执行过程) 作为私有部分被封装在类结构中，使用者不能看到，也不能直接操作 该类中所存储的数据，而只能根据对象提供的外部接口来访问或操作这些数据。 3 、消息与事件驱动 消息是指引发对象产生某种动作的信号，在w i n d o w s 环境下是指，例如用户操作、 某时间点等，都会发出相应的消息。 事件是指通过发生消息对程序的执行产生影响的外界动作，或程序执行中的某一个 特殊的执行点。 事件驱动是指由事件的发生来控制程序的执行【1 2 l 。在一个事件驱动的程序中是由使 用者来决定要做什么，使用者引发事件后，程序即执行相应的动作。 2 2 软件开发工具 本系统软件开发采用面向对象程序设计语言d e l p h i 。 2 2 1d eip hi 语言概述 d e l p h i 是全新的可视化编程环境，为我们提供了一种方便、快捷的w i n d o w s 应用程 序开发工具。它使用了m i c r o s o f tw i n d o w s 图形用户界面的许多先进特性和设计思想， 采用了弹性可重复利用的完整的面向对象程序语言、当今世界上最快的编辑器、最为领 先的数据库技术。对于程序开发人员来说，使用d e l p h i 开发应用软件，无疑会大大地提 高编程效率。 d e l p h i 实际上是p a s c a l 语言的一种版本，但它与传统的p a s c a l 语言有天壤之别。一 个d e l p h i 程序首先是应用程序框架，而这一框架正是应用程序的“骨架 。在骨架上即 使没有附着任何东西，仍可以严格地按照设计运行。您的工作只是在“骨架 中加入您 的程序。缺省的应用程序是一个空白的窗体( f o r m ) ，您可以运行它，结果得到一个空白 的窗口。这个窗口具有w i n d o w s 窗口的全部性质：可以被放大缩小、移动、最大最小化 等，但您却没有编写一行程序。因此，可以说应用程序框架通过提供所有应用程序共有 的东西，为用户应用程序的开发打下了良好的基础。d e l p h i 已经为您做好了一切基础工 作程序框架就是一个已经完成的可运行应用程序，只是不处理任何事情。您所需要 做的，只是在程序中加入完成您所需功能的代码而已【13 1 。 广西大学硕士掌位论文网络设j r 运行管理系统的设计与实现 面向对象的程序设计( o b j e c t o r i e n t e dp r o g r a m m i n g ，简记为o o p ) 是d e l p h i 诞生的 基础。o o p 立意于创建软件重用代码，具备更好地模拟现实世界环境的能力，这使它被 公认为是自上而下编程的优胜者。它通过给程序中加入扩展语句，把函数“封装”进 w i n d o w s 编程所必需的“对象 中。面向对象的编程语言使得复杂的工作条理清晰、编 写容易。说它是一场革命，不是对对象本身而言，而是对它们处理工作的能力而言。对 象并不与传统程序设计和编程方法兼容，只是部分面向对象反而会使情形更糟。除非整 个开发环境都是面向对象的，否则对象产生的好处还没有带来的麻烦多。而d e l p h i 是完 全面向对象的，这就使得d e l p h i 成为一种触手可及的促进软件重用的开发工具，从而具 有强大的吸引力。 一些早期的具有o o p 性能的程序语言如c + + ，p a s c a l ，s m a l l t a l k 等，虽然具有面向对 象的特征，但不能轻松地画出可视化对象，与用户交互能力较差，程序员仍然要编写大 量的代码。d e l p h i 的推出，填补了这项空白。您只要在提供的程序框架中加入完成功能 的代码，其余的都交给d e l p h i 去做。欲生成漂亮的界面和结构良好的程序丝毫不必绞尽 脑汁。它允许在一个具有真正o o p 扩展的可视化编程环境中，使用它的o b j e c tp a s c a l 语 言。这种革命性的组合，使得可视化编程与面向对象的开发框架紧密地结合起来。 2 2 2d e i p h i 面向对象程序的基本特性 d e l p h i 是一种面向对象的编程方法，和c + + 等面向对象程序设计语言相比毫不逊色， 它是完全的面向对象的程序设计语言。在d e l p h i 中，对象是由类创建的，因而对象是类 的一个实例。类定义对象的界面，不管对象是否是公共的或其它环境下建立的，都是这 样。类的描述保存在类型库中。而且通过对象浏览器可以查看。另外，d e l p h i 对象能够 为实现多态性提供额外的界面。而且，d e l p h i 还通过继承来提供多态性的。 2 3 数据库技术 2 3 1 数据库技术的基本概念 本小节主要介绍数据库技术的一些基本概念。 l 、数据、数据处理和数据管理 数据( d a t a ) 是对客观事物的符号表示，是用于表示客观事物的未经加工的原始素 材，如图形符号、数字、字母等。或者说，数据是通过物理观察得来的事实和概念，是 关于现实世界中的地方、事件、其他对象或概念的描述。数据处理是对数据的采集、存 储、检索、加工、变换和传输。数据处理的基本目的是从大量的、可能是杂乱无章的、 难以理解的数据中抽取并推导出对于某些特定的人们来说是有价值、有意义的数据。数 1 2 广西大学硕士掌位论文 网络设备运行管理系统的设计与实现 据管理是利用计算机硬件和软件技术对数据进行有效的收集、存储、处理和应用的过程。 其目的在于充分有效地发挥数据的作用。实现数据有效管理的关键是数据组织。从以上 介绍的概念可以看出，数据是基础，是数据处理和数据管理的对象，数据管理包含数据 处理。 2 、数据库、数据库管理系统和数据库系统 数据库( d a t a b a s e ) 是存储在一起的相关数据的集合，这些数据是结构化的，无有害 的或不必要的冗余，并为多种应用服务：数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插 入新数据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行。当某个系统中 存在结构上完全分开的若干个数据库时，则该系统包含一个“数据库集合”。 数据库管理系统( d a t a b a s e m a n a g e m e n t s y s t e m 简称d b m s ) 是一种操纵和管理数据库 的大型软件，是用于建立、使用和维护数据库，简称d b m s 。它对数据库进行统一的管理 和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过d b m s 访问数据库中的数据，数据库 管理员也通过d b m s 进行数据库的维护工作。它提供多种功能，可使多个应用程序和用户 用不同的方法在同时或不同时刻去建立，修改和询问数据库。它使用户能方便地定义和 操纵数据，维护数据的安全性和完整性，以及进行多用户下的并发控制和恢复数据库。 数据库系统( d a t a b a s e s y s t e m - - d b s ) 是由数据库及其管理软件组成的系统。数据库 系统是由计算机硬件、软件、数据库和有关人员组成的一个有机的整体。数据库系统是 为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理的核心机构。 数据库系统一般由4 个部分组成：数据库，即存储在磁带、磁盘、光盘或其他外 存介质上、按一定结构组织在一起的相关数据的集合。数据库管理系统( d b m s ) 。它 是一组能完成描述、管理、维护数据库的程序系统。它按照一种公用的和可控制的方法 完成插入新数据、修改和检索原有数据的操作。数据库管理员( d b a ) 。用户和应 用程序。由此也可以看出，数据库系统中的人员包括：数据库管理员、系统分析员、应 用程序员以及用户，软件包括：操作系统、数据库管理系统应用开发工具及应用程序。 3 、数据结构模型 ( 1 ) 数据结构 所谓数据结构是指数据的组织形式或数据之间的联系。如果用d 表示数据，用r 表 示数据对象之间存在的关系集合，则将d s = ( d ，r ) 称为数据结构。例如，设有一个电话 号码簿，它记录了n 个人的名字和相应的电话号码。为了方便地查找某人的电话号码， 将人名和号码按字典顺序排列，并在名字的后面跟随着对应的电话号码。这样，若要查 找某人的电话号码( 假定他的名字的第一个字母是y ) ，那么只须查找以y 开头的那些名字 就可以了。该例中，数据的集合d 就是人名和电话号码，它们之间的联系r 就是按字典顺 序的排列，其相应的数据结构就是d s - - ( d ，r ) ，即一个数组。 ( 2 ) 数据结构种类 数据结构又分为数据的逻辑结构和数据的物理结构。数据的逻辑结构是从逻辑的角 1 3 广西大掌硕士掌位论文网络设j r 运行管理系统的设计与实现 度( 即数据间的联系和组织方式) 来观察数据，分析数据，与数据的存储位置无关。数据 的物理结构是指数据在计算机中存放的结构，即数据的逻辑结构在计算机中的实现形 式，所以物理结构也被称为存储结构。 ， 目前，比较流行的数据模型有三种，即按图论理论建立的层次结构模型和网状结构 模型以及按关系理论建立的关系结构模型【1 4 】。 2 3 2 数据库技术的发展 。数据管理技术经历了一个由简单到复杂的不断完善的发展过程，大致可分为三个阶 段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库管理阶段。数据库系统阶段对所有的数据