（计算机应用技术专业论文）snmp及其网络管理应用的研究与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着计算机网络的迅速发展，网络管理越来越重要，s n m p 在其中扮演着 重要角色。网络管理在我国的应用处于起步阶段，本论文针对国内中小型网 络的网络管理，对s n m p 协议框架、网管系统的体系结构及网管应用的开发方 式进行分析研究，提出了一个可行的设计方案，并进行了部分实现。 论文首先阐述了简单网络管理协议框架的三个组成部分，管理信息结构、 管理信息库和管理信息协议，并对简单网络管理协议的三个版本的内容作了 比较。在我国，网管的研究比国外落后许多，网管的应用也大多使用国外的 产品。因此，文中提出开发具有自主产权的网管系统，既可以支持国内的网 管应用，也不受制于人。 然后，论文分析了传统的c s 结构的二种网络管理体系结构和基于w e b 的网络管理体系结构，并对这两类网管体系结构的优缺点进行了比较。传统 网络管理的体系结构存在着软硬件使用费用高，不便于移动管理，学习使用 困难等缺点j 而基于w e b 的三层分布式应用正好克服了传统网络管理体系结 构的不足之处。这种三层b s 结构的网络管理体系具有使用简单，软硬件要 求低，便于移动管理的特点。但这种b s 结构也有应用不能太复杂，数据量 不宣过大等不足，而这些不足正是c s 结构的优点。因此，论文中提出了将 两类体系结构相结合的( b + c ) s 网管体系结构，这种结构具备c s 结构和 b s 结构的优点，有很好的应用前景。i 最后，在前面的分析比较的基础上，设计了( b + c ) s 体系结构的网络管 理系统，采用自主开发的方式，实现了代理信息浏览工具的开发，并在本地 主机和i n t e r n e t 上进行了测试。 关键词：s n m p ；自主开发； v网管黟结构“8 + g 莎x 结构川秒9v y a b s t r a c t w it ht h e d e v e o p m e n t o f c o m p u t e r n e t w o r kr a p i d l y ，t h en e t w o r k m a n a g e m e n t ism o r ei m p o r t a n tt h a ne v e r a m o n gt h en e t w o r km a n a g e m e n t a r c h i t e c t u r e s ，s n m pp l a y s a s i g n i f i c a n t r o l e b u ti no u r c o u n t r y ， a p p l i c a t i o n o fn e t w o r km a n a g e m e n ti sl a g g e db e h i n do t h e rn a t i o n s t h i sa r t i c l ea i m sa tt h em a n a g e m e n to fs m a l la n dm i d d l ec o m p u t e r n e t w o r k s ，a n ds t u d i e st h es n m pf r a m e w o r k ，t h ef r a m e w o r ko fn e t w o r k m a n a g e m e n t a n dt h em a n n e ro f d e v e l o p i n g an e t w o r k m a n a g e m e n t a p p l i c a t i o n ，a n dt h e nb r i n g sf o r w a r d8f e a s i b l ed e s i g nf o rt h et h e m e ， a n di m p l e m e n ta na p p l i c a t i o no fn e t w o r km a n a g e m e n tp a r t y a tf i r s t ，is t u d yt h em a i np a r t so fs n m pf r a m e w o r k ，t h e ya r es m i ，m i b a n ds n m p s n m p sv e r s i o nh a sb e e nd e v e l o p e df r o mlt o3 。a n dt h es t u d i e s o ft h e i ra p p li c a t i o n sh a v ea l s od e v e l o p e d b u tt h ew o r ki no u rc o u n t r y h a sd r o p p e db e h i n d ，a n dm a n yn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m sw eu s e da r e p u r c h a s e df r o mo t h e rc o u n t r i e s s o ，ib r i n gf o r w a r dt h a tw em u s td e v e l o p o u ra ll o d i a ln e t w o r km a n a g e m e n tp r o d u c t i o n sa d o p t i n gs e l f d e v e l o p m e n t m a n n e r a n dt h e n ，ia n a l y s i st h et r a d i t o n a lc 1 l e n t s e r v e ra r c h i t e c t u r ea n d w e b b a s e da r c h i t e c t u r eu s i n gi ns n y p ，c o m p a r et h e i ra d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e s u s i n g t r a d i t i o n a la r c h i t e c t u r et oc o n s t r u c ts n m p a p p l i c a t i o ni se x p e n s i v et od e v e l o pa n di n c o n v e n i e n c et om a n a g ea n d d i f f i c u l tt ou s e n o w ，t h ew e bt e c h n o l o g yi su s e dw i d e l y ，a n dt h e w e b b a s e dt h r e e t i e rd i s t r i b u t e da r c h i t e c t u r e ，i e t h r e e t i e rb s a r c h i t e c t u r e ，h a s t h e a d v a n t a g e s w h i c ha r et h e d i s a d v a n t a g e s i n c 1l e n t s e r v e rm e n t i o n e da b o v e h o w e v e r ，t h i sb sa r c h i t e c t u r eh a ss o m e s h o r t c o m i n g s a tt h es a m e t i m e ， i t s a p p l i c a t i o n c a n n o tb et o o c o m p l i c a t e da n dt h ed a t ai td e a l sw i t hc a n n o tb et o om u c h b u tt h e s e d i s a d v a n t a g e s o fb sa r c h i t e c t u r ea r e a d v a n t a g e s o fc s a r c h i t e c t u r e s o ，i na r t i c l e ，ip u tf o r w a r dt h en e wa r c h i t e c t u r e ，t h a ti s ( b + c ) sa r c h i t e c t u r e t h i sa r c h i t e c t u r ei n t e g r a t e sc sa r c h i t e c t u r e a n db sa r c h i t e c t u r e ，h a v i n gt h et w oa r c h i t e c t u r e sa d v a n t a g e s ，a n d t h i s ( b + c ) ss n m pa r c h i t e c t u r eh a sag o o df o r e g r o u n d l a s t l y ，o n t h e s t u d y a n d a n a l y s i sa b o v e ，id e s i g n an e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e m w h i c hh a s( b + c ) sa r c h i t e c t u r e a n do n s e l f - d e v e l o p m e n tm a n n e r ，i m p l e m e n tam a n a g e ra p p li c a t i o no nw i n s n m p ， 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 w h i c hc a l lb r o w s em i bd a t as t o r e di na g e n t s ，a n dt e s ti t o nl o c a la n d i ni n t e r n e t k e yw o r d s ：s n m p ( s m p l e n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) ：s e lf - d e v e l o p m e n t w b m ( w e bb a s e dm a n a g e m e n t ) ：n e t w o r km a n a g e m e n ta r c h it e c t u r e ：( b + c ) s a r c h i t e c t u r e ：w i n s n m p ， 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 问题的提出 第1 章绪论 随着计算机网络的应用领域日益广泛，网络的规模在不断扩大，网络的 结构也变得越来越复杂。而未来的社会是网络信息化社会，人们的工作、生 产和生活都和网络密切相关，网络的畅通与可靠运行是网络信息化社会正常 运转的必要条件。为了保持和增加网络的可用性，提高网络的运行性能，减 少故障的发生，人们需要对网络本身进行管理，网络管理已经成为信息网络 时代最重要的问题之一，对网络管理技术的研究也是计算机网络与通信领域 中的重要课题之一。 网络对企业或部门来说则显得更加重要，企业要发展，要扩大规模，要加 强管理，要步入国际市场，就需要建立自己的计算机网络，并连接到互联网。 要使这些网络运行良好，就必须要用网络管理的手段来密切监视网络运行状 况，有效管理分散在网络环境中的网络设备和各类网上资源，迅速恢复网络 的各类故障等。许多大型企业或重要部门很早就建立了自己的网络系统，并 有了一定的网络管理手段。近年来，越来越多的中小型企业或部门建立了自 己的网络系统，并连到了互联网，但由于各方面的限制，这些网络缺乏相应 的管理，使得这些网络的运行情况不是很好，网络的作用也就得不到充分的 发挥。因此，针对这些网络的网络管理应用的研究亟待加强。 网络近几年来在中国得到了迅速的发展，但网络管理仅是处于起步阶段。 现在，在国内真正使用专业的网络管理系统来进行网络管理的企业、机关、 团体并不多，大多使用一些操作系统自带的网管工具来进行简单豹网管。使 用专业网管系统的多数为大型的网络系统如大型企业、银行、电信、证券系 统等的网络，并且多使用国外的产品。但现在发展起来的中小型网络系统越 来越多，这些网络都需要进行管理。因此，在中小型网络的网络管理上有很 大的潜力和应用市场。 由于网络管理系统对一个网络系统的高效运行非常重要，因此在我国大力 推广网络管理系统的研究与应用非常迫切。国内对网络管理的研究与应用处于 起步阶段，与国外先进水平有一定的差距，但是，并不能因此就只依靠国外的产 品。国外的网络管理产品并不一定很适合我国的网络应用环境，而且这对我们 自己的网络管理研究开发也不利。所以，在研究方面，应尽可能跟踪国外的先 进技术，并开展自己的研究。 本论文将针对中小型网络管理，并针对目前国内的网络管理情况，包括体 系结构、实现技术、我国网管的使用现状、费用问题、开发难度、安全问题 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 等，提出了一个可行的网络管理系统设计方案。此方案基于中小型网络，如 一栋大楼内，一个公司或一个工厂的内部网，采用传统的集中式和基于w e b 的方式，自主开发，既降低费用，使用简单，又方便管理。 1 2 研究的内容及意义 本论文研究的内容基于简单网络管理协议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 ) ，对简单网络管理协议框架进行了分析和研究。目前， 在此协议框架之上构建的传统的网络管理体系结构主要有三种，但限于各种 原因，都不能适应高速发展的现代网络。基于w e b 的应用程序是一个不可避 免的发展趋势，此技术同样可用于网络管理应用，但这种技术也有其不足之 处。论文通过研究分析，提出了传统的与基于w e b 方式相结合的体系结构。 在开发方式上，提出了基于操作系统的a p i ( a p p l i c a t i 0 1 1p r o g r a m m i n g i n t e r f a c e ) ，自行开发的方式。 主要内容如下： 简单网络管理协议框架的研究与分析 研究分析了s n m p 协议框架的模型与三个组成部分，s n m p 三个版本的发展。 网络管理系统体系结构的研究与分析 分析了传统的三种网络管理体系结构，并指出其优缺点；研究基于w e b 的网络管理体系结构，提出两种体系结构的结合。 网管开发技术的研究分析 分析研究几种网络管理应用的开发技术，并提出采用基于操作系统a p i 的自主开发方式。 网络管理的系统设计与实现 在基于操作系统a p i 的开发方式下，具体对基于w e b 的集中式网络管理系 统进行分析设计，并部分实现。 本论文在分析s n m p 管理框架的基础上，提出了针对中小型网络的网络管 理的体系结构和设计方案，把蓬勃发展的基于w e b 的应用程序技术与传统的 网络管理实现技术结合起来，对于解决中小型网络的网络管理问题有一定实 际意义，提出的开发具有自主产权的网络应用产品对我国的网络管理的研究 也将有定积极意义。 1 3 网络管理基本概念 随着网络的应用领域日益广泛，网络的规模在不断扩大，网络的结构也 变得越来越复杂。为了保持和增加网络的可用性，减少故障的发生，人们需 要对网络本身进行管理。虽然目前有多种网管系统，但它们都有相似的概念 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 和原理，下面介绍几个重要的概念。 网络管理：一般是指对网络系统中的各种设备进行监测、分析与控制，从 而保障整个网络系统可靠、有效地运行。通常，网管系统主要是由管理者和 管理代理a g e n t 两种实体组成。网络管理员通过管理者与管理代理之间的交 互通信而达到对网络进行管理的目的。为了保证管理者与管理代理之间能正 确地交换管理信息，需对管理信息作出定义和在两者之间达成一致协议。 管理者：向各种被管理设备发送请求信息，从被管理设备中提取设备的信 息，并在管理方进行分析处理，同时根据要求向被管理设备发送命令信息， 指挥被管理设备进行各种操作。同时也接收被管理设备发来的陷阱信息，这 往往表示被管理设备出现了某种异常情况。 代理：存储着所管理设备的状态信息，根据管理的命令要求，提取设备数 据及状态信息，然后发送给管理方，或者执行管理者要求的对设备进行操作 的命令。在被管理设备发生异常事件时，也主动向管理者发送通告消息。 管理信息：被管理设备的各种基本信息及其状态信息，管理者和代理进行 操作、分析的就是这些信息。各个被管理设备都存储有自己的设备信息，管 理从各个代理处收集这些信息，并存储在管理方，以便进行分析处理。 网管协议：通常，一个网络由许多不同厂家的产品构成，要有效地管理 这样一个网络系统，就要求各个网络产品提供统一的管理接口，有了这个接 口，一个厂家的网络管理产品就能方便地管理其他厂家的产品，不同厂家的 网络管理产品之间还能交换管理信息。这个接口就是标准的网络管理协议， 管理者和代理之间通过这个协议进行通信和数据和处理。 目前，世界上使用最广泛的网管协议是基于t c p i p ( t r a n s f e rc o n t r o l p r o t o c 0 1 i n t e r n e tp r o t o c 0 1 ) 的简单网络管理协议s n m p ，该协议简单、易 于实现且具有良好的可扩充性，是工业界事实上的网管协议标准。 a s n 1 ：要实现对代理的管理，管理者需要知道代理中的信息模型( 即代 理包含的被管理对象的信息模型) 。为了这些信息的传送和处理，为了让不同 平台下的应用程序读懂对方的数据，必须规定一种没有二义性、统一的数据 描述语法和编码格式。这就是抽象语法表示l ( a s n 1 ，a b s t r a c ts y n t a x n o t a t i o n1 ) 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 第2 章简单网络管理体系结构理论与分析 2 1 s n m p 的管理模型 s n m p 的管理模型如图2 一l 所示 网络管理进程 被管网络实体 用户界面 圈圈圈 网络网络网络 l1l 管理管理管理 应用应用应用 i 滥i n m s i 代理 代理 进程 进程 i i b 网络协议网络协议 i互联网 图2 - 1s n m p 网管模型 s n m p 的网络管理模型由4 个组成部分： 被管节点 包括代理和被管理设备。 管理站n m s ( n e t w o r km a n a g e m e n ts t a t i o n ) 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。 管理信息库m i b ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ) 存放被管设备的信息。 管理协议 用来在网络管理工作站和代理之间交换信息的协议。 2 1 1 管理和代理 被管设备可以是主机、路由器、网桥、打印机以及任何可以与外界交流 状态信息的硬件设备。为了便于s n m p 直接管理，被管节点必须能运行s n m p 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 进程，即s n m p 代理( a g e n t ) 。每个代理都要维护一个本地数据库，存放它的 状态、历史记录并影响它的运行。几乎所有的计算机以及越来越多的网桥、 路由器和外部设备都能够满足这个要求。 2 1 2 模型的工作模式 s n m p 管理模型具备典型的客户服务器体系结构。网络管理站运行s n m p 管理软件的客户端，而被管的网络设备运行软件的服务器端( 通常称为a g e n t ， 代理) 。网络管理由管理站完成，管理站运行一个或多个管理进程，它( 或它 们) 通过s n m p 协议在网络上与代理通信，发送命令以及接收应答。该协议允 许管理进程查询代理的本地对象的状态，必要时对其进行修改。管理器软件 一般是图形界面，以图表、曲线方式显示各种网络数据；某些产品还具有相 当程度的智能，它能自动分析收集到的网络数据，必要时可以向网络管理员 报告错误并指出错误的原因。 管理代理( a g e n t ) 是一种特殊的软件( 或固件) ，它包含了关于一个特 殊设备和或该设备所处环境的信息。当一个代理被安装到一个设备上时，上 述的设备就被列为“被管理的”。换句话说，代理就是一个数据库。当管理向 代理发出请求时，代理将信息转换为s n m p 兼容的形式，并作为响应返回给管 理站。 管理进程和代理之间的信息交换以s n m p 信息的形式进行，s n m p 信息的负 载可以是s n m p v l ( s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tv e r s i o n1 ) 或s n m p v 2 ( s i m p l e n e t w o r k m a n a g e m e n tv e r s i o n2 ) 的协议数据单元( p d u ，p r o t o c o ld a t a u n i t ) 。 p d u 表示某一类管理操作( 例如取得和设置管理对象) 和与该操作有关的变量 名称。s n m p v 3 ( s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tv e r s i o n3 ) 规定了可以使用信 息头的用户安全模块( u s m ，u s e rs e c u r i t ym o d e l ) ，与安全有关的处理在信 息一级完成。 2 1 3 管理信息的描述 大多数实际网络都采用了多个制造商的设备，为了使管理站能够与所有 这些不同设备进行通信，由这些设备所保持的信息必须严格定义。如果一个 路由器根本不记录其分组丢失率，那么管理站向它询闯时就得不到任何信息。 所以s n m p 极为详细地规定了每种代理应该维护的确切信息以及提供信息的确 切格式。s n m p 模型的最大部分就是定义谁应该记录什么信息以及该信息如何 进行通信。总之，每个设备都具有一个或多个变量来描述其状态。这些变量 叫做对象( o b j e c t ) 。网络的所有对象都存放在一个叫做管理信息库( m i b ) 的数据结构中。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 s n m p 采用一种标准的数据表示方式和标准的数据存取手段，即采用 a s n 1 ( 抽象语法表示1 ) 描述对象的语法结构以及进行信息传输。s n m p 中定义 的m i b 变量包含广泛的信息，使用a s n 1 来描述所有的对象使得其不同厂家 可以对自己的设备定义专有的m i b ，而同时可以仍然采用标准的方式进行操 作。这样，通过一个统一的管理平台，就可以对不同的网络设备进行管理。 所有这些都极大地方便了网络管理。 信息的获得方式 从被管理设备中收集数据有两种方法： 一种是轮询的方法，即由管理向各个代理发出请求，逐个询问各对象的 值；另一种是基于中断( i n t e r r u p t b a s e d ) 的方法，也就是陷阱方法，当被 管设备出现问题时，或者某个变量超出了设定的阀值时，代理就向管理站发 出信息，告知管理方，然后管理方再根据情况进行处理。 2 1 4 安全问题 在s n m p 中，加密和验证起着特别重要的作用。管理站具有了解它所控制 的众多节点的能力以及关闭它们的能力。因此，对于代理来说很重要的一点 是，必须弄清楚那些宣称来自管理站的查询是否真的来自管理站。在s n m p v l 中，管理站通过在每条信息中设置一个明文密钥来证明自身，即共同体名。 在s n m p v 2 中，使用了现代加密技术，但大大增加了协议的复杂性，最后还是 将它抛弃了。s n m p v 3 则通过简明的方式实现了加密和验证功能。 2 1 5 委托代理 在一些偶然的情况下，在一个特定的设备上可能因为系统资源的缺乏，或 者因为该设备不支持s n m p 代理所需要的传输协议，而不能实现一个s n m p 代 理。这是否就意味着你不能监视这个设备昵? 答案并不是这样的，在这种情 况下并不是完全没有办法的。你可以使用受托代理( p r o x ya g e n t ) ，它相当 于外部设备( f o r e i g nd e v i c e ) 。 受托代理并非在被管理的外部设备上运行，而是在另一个设备上运行。 网络管理工作站首先与受托代理联系，并且指出( 通过某种方法) 受托代理 与外部设备的一致性。然后受托代理把它接收到的协议命令翻译成任何一种 外部设备所支持的管理协议。在这种情况下，受托代理就被称为应用程序网 关( a p p i c a t i o ng a t e w a y ) 。 如果外部设备不支持任何管理协议，那么受托代理必须使用一些被动的 方法来监视这个设备。举例来说，一个令牌环网桥的受托代理可以监视它的 性能，并且如果它检测到任何由网桥所报告的拥挤错误时，它就会产生自陷。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 幸运的是，目前大多数网际互联设备类型都是支持s n m p 可管理设备的，所以 你可以很容易地使用一个s n m p 可管理设备，例如集线器、网桥和路由器。有 一些厂商甚至还在他们的网卡上提供s n m p 代理。 2 2s n m p 的网络管理标准 s n m p 标准由三部分组成：简单网络管理协议( s n m p ) ；管理信息结构 ( s m i ，s t r u c t u r eo fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n ) ；管理信息库m i b 。 s n m p 协议主要涉及通信报文的操作处理，协议规定m a n a g e r 如何与a g e n t 通信，定义了它们之间交换报文的格式和含义，以及每种报文该怎样处理等 等。 管理信息结构和管理信息库两个协议标准是关于管理信息的标准，它们 规定了被管理的网络对象的定义格式，m i b 库中都包含哪些对象，以及怎样访 问这些对象等等。 s m i 规定了定义和标识m i b 变量的一组原则。它规定所有的m i b 变量必须 用a s n i 来定义。a s n 1 即抽象语法表示法。它是一种描述数据结构的通用方 法，作为o s i ( o p e ns y s t e mi n t e r c o n n e c t i o n ) 研究的一部分，由i s o ( i n t e r n a t i o n a lo r g a n i z a t i o nf o rs t a n d a r d i z a t i o n ) 推出。 每个m i b 变量都有一个名称用来标识。在s m i 中，这个名称以对象标识 符( o b j e c ti d e n t i f i e r ) 来表示。对象标识符相互关联，共同构成一个分层结 构，在这个分层结构里，一个对象的标识符是由从根出发到对象所在节点的 途中所经过的一个数字标号序列组成。如i n t e r n e t 的对象标识符就是 1 3 6 1 。对象标识符的命名有专门的机构负责。 m i b 规定管理信息库中应保存哪些网络对象，以及允许对每个对象的操 作。设计m i b 的目标之一，就是建立一个通用的数据存储格式，使被管理对 象与管理协议无关。s n m p 问世以后，各网络产品的厂商纷纷采用，能够支持 各种网络产品的m i b 协议不断被推出。一些厂商也根据自己产品的特点，将 标准的m i b 加以扩充，加进去自己特有的内容，这使得s n 艘能管理的对象越 来越多。 下面结合s n m p v l 来阐述简单网络管理框架的三个要素。 2 2 1s n m p 管理信息结构 管理信息结构s m i 在r f c ( r e q u e s tf o rc o m m e n t s ) 1 1 5 5 中定义，给出 了定义和构造m i b 结构的总体框架。 管理信息结构s m i 是管理信息库( m i b ) 中的对象定义和编码的基础。s m i 是对公共结构和一般类型的描述，和标识方法一起，在实现中使用。就如模 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 式描述数据库中对象的格式和布局一样，s m i 描述m i b 中的对象。s m i 中最关 键的原则是管理对象的形式化定义要使用抽象语法表示1 ( a s n 1 ) 来描述。 s m i 定义m i b 中的对象的类型。 s n m p 对象类型的三个最基本的属性是：对象类型名；对象类型的语 法；对象类型的编码。 ( 1 ) 对象类型名 对象类型名也称为对象标识符，它唯一地代表一个对象类，使用一串有 序整数表示，该整数串是遍历所有已知s n m p 对象构成的全局树得到的。所有 对象用层次结构化的方式表示，这个编号方案保证了所产生的所有名称都是 唯一的。 这一层次化结构用一棵全局树来表示，这棵树以一个没有名字的根结点开 始，用挂在根上的节点代表已命名的各种对象。以这种方式表示的不仅仅是 s n m p 管理的m i b 对象，这一全局树也同时容纳了用来表示组织、规约和其它 的相关对象。只有在命名树上遍历到一棵特定的子树时，才能知道s n m p 的m i b 变量名。 对象标识符用点分十进制整数字符串来表示，每个后继的十进制数代表层 次化全局命名结构中的下一层次。 表格中对象的名称比简单变量的名要长，因为他们还要包含额外的表项， 如表项的索引，并且还要指定表项的字段。 ( 2 ) 对象类型的语法 语法是用抽象语法表示1 ( a s n 1 ) 对对象类结构的形式化定义，语法定 义了对应于具体对象的抽象数据结构，每个对象有4 个标准属性是必须定义 的：语法类型；访问模式；状态；名值 ( 1 ) 语法类型 这个属性定义了一个特定对象的名字，例如s y s u p t i m e 。它只不过是一个 标记。在表示数据时，s m i 使用了a s n 1 。对于互联网络管理m i b 来说，用a s n 1 表示来表示的标识符开头如下： i n t e r n e to b j e c ti d e n t i f i e r ：= i s o ( 1 ) o r g ( 3 ) d o d ( 6 ) l 或者用一种简单的 格式：1 3 6 1 这是从a s n 1 文档中抽取的，它为标识符定义了一个树形的格式，该树 是由一个根及与之相连接的许多被标记的节点组成。每一个节点由一个非负 整数值和尽可能简明的文字说明所标识。每一个节点可能也拥有同样被标记 的子节点。 当描述一个对象标识符时，你可以使用几种格式，最简单的格式是列出由 根开始到所讨论的对象遍历该树所找到的整数值。 s n m p 中使用的类型符号必须在a s n 1o b j e c t s y n t a x 集合中选择，对s n m p 来说，o b j e c t s y n t a x 数据结构可以是下列三种类型之一： 简单数据类型 西南交通大学硕士研究生学位论文 第9 页 简单数据类型是所有实现中都共同的和必须具有的基本数据类型。包括： i n t e g e r 。o c t e ts t r i n g ，o b j e c t ， i d e n t i f i e r ，n u l l 。 简单结构类型 简单结构类型指列表和表格，它们是s n m p 中十分重要的两种结构类型。 在s n m p 中使用的两种简单结构类型是：s e q u e n c e 和s e q u e n c eo f ，前者用于 列表，后者用于表格。 应用数据类型 应用数据类型是为s n m p 专门定义的。这些数据类型都是引用简单数据类 型来定义。s m i 定义了s n m p 中使用的6 种应用数据类型：i p a d d r e s s ， n e t w o r k a d d r e s s ，c o u n t e r ，g a u g e ，t i m e t i c k s ，o p a q u e 。 ( 2 ) 访问模式 是对对象所允许的操作级别，合法的值有：只读、读写、只写和不可存取。 ( 3 ) 对象的状态 对象的状态定义了被管节点是否要实现该对象，包括几种状态：必备的 ( 被管理节点必须实现该对象) ；可选的( 被管理对象可能实现该对象) ；或 者已废弃的( 被管理设备不需要再实现该对象) 。 ( 4 ) 名值 名值是一段简短的文字，即对象描述符。 ( 3 ) 对象类型的编码 如果某对象类型的实例定义了以后，它们的值就可以在代理和管理之间 传送，传送时要用a s n 1 编码规则对对象类型的语法进行编解码。s n m p 采用 的传输语法是基本编码规则( b e r ，b a s i ce n c o d i n gr u l e s ) 。a s n 1 不仅是一 种数据描述语言，它还为通信的双方规定了同一种数据编码格式 一般厂商的设备都需要用a s n 1 语法将该设备的信息模型描述出来，以 方便用户或者别的厂商实现对该设备的管理。由于硬件不同，软件平台上的 数据格式( 编码格式、字长、结构内部寻址边界等等) 的不同，管理者和被 管理者必须通过统一的数据描述语法a s n 1 描述，保证对接收的数据作出正 确的解析，取出正确的数据内容。 s m i 还规定了m i b 中对象的格式，即定义所有对象的通用模板： o b j e c t ： 对象描述符对象标识符 s y n t a x ： 对象抽象数据结构的a s n 1 语法 d e f i n i t i o n ： 对象的描述 a c c e s s ： 只读、读写、只可写或不可访问 s t a t j s ： 西南交通大学硕士研究生学位论文第l o 页 必备的、可选的或废弃的 其中，对象描述符为一个指定对象类型的简短的字符串。对象标识符是其 i d ，即一组点分十进制数，是其在全局命名树中的位置的表示。s y n t a x 是对 其用a s n 1 进行定义。d e f i n i t i o n 是对该对象的一个容易理解的描述。 2 2 2s n m p 的管理信息库 我们通常很少把在一个被管理设备中的数据库称为一个数据库。在s n m p 术语中它通常被称为管理信息库( m i b ) 。 m i b 定义了可以通过网络管理协议进行访问的管理对象的集合，1 9 9 8 年 首次定义了一组m i b ，称之为m i b i 。后来又在此基础上增加了对象，包含 m i b i 的新的对象集称为m i b i i 。s m i 为管理对象定义了类型，m i b 说明了每 个具体的对象实例，并为每个实例绑定了一个值。m i b 经常被视为管理对象的 虚拟数据库。 按照a s n 1 命名方式，s n m p 代理维护的全部m i b 对象组成一棵树( 即 m i b i i 子树) 。树中的每个节点都有一个标号( 字符串) 和一个数字，相同深度 节点的数字按从左到右的顺序递增，而标号则互不相同。每个节点( m z b 对象) 就是由从树根到该对象对应的节点的路径上的标号或数字序列准一确定。虽 然在书写m i b 对象名称时也可以使用标号序列或标号与数字混合序列，但在 内部存储或传输时只使用数字序列表示m i b 对象。这是因为数字表示比标号 表示更紧凑，因而节省报文空间。 根节点有3 个子节点，分别表示三个组织：c c i t t ，i s o ，j o i n t i s o c c i t t 每个节点都分配了一个数字，通常从0 开始后继同层节点则依次递增。 这里就分别用0 ，l ，2 来表示c c i t t ，i s o ，j o i n t i s o c c i t t ，如图2 2 所示。 根节点 0 厂 _ 图2 - 2 m i b 的分层结构1 其中，i s o 分支又包括s t a n d a r d ，r e g i s t r a t i o n a u t h o r i t y ，m e m b e r b o d y ， i d e n t i f l e d o r g a n i z a t i o n 等子节点，如图2 3 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第11 页 厂+ s t a n d a r d 0 r e g i s t r a t i o n m e m b e r b o d y 2 i d e n t i f i e d a u t h o r i t v f l o r g a n i z a t i o n f3 图2 3 m i b 的分层结构2 往下则以此类推。 s n m p 的分支在i s o i d e n t i f i e d o r g a n i z a t i o n d o d i a b 之下，i a b ( i n t e r n e ta r c h i t e c t r u eb o a r d ，i n t e r n e t 架构委员会) 节点分为4 个分支： d i r e c t o r y 是为将来在i n t e r n e t 上实现的o s i 目录服务预留的。 m a n a g e m e n t 分支包括那些在i a b 文档中定义的对象，m a n a g e m e n t 的第一 个分支就是标准的s n m pm i b 。所以，所有的标准m i b 对象都有相同的对象标 识符前缀：1 3 6 1 2 1 。 i a b 下的e x p e r i m e n t a l 分支用于放置进行测试和研究的对象 e x p e r i m e n t a l 的后继是p r i v a t e 分支。用于由各个组织或团体命名的对 象，其主要作用是在其e n t e r p r i s e 分支中分配厂商自定义的m i b 对象，任何 公司都可以申请一个节点号，并在节点下定义自己的对象。这些对象主要是 他们的产品中想用s n m p 来管理的变量。 注意，对象标识符不能重新分配，即使一个对象永不再使用。 可以把m i b 看作s n m p 的所有管理对象组的集合，称之为m i b 空间。管理 者、代理者及其之间的管理对象可以重合。即可以同时管理相同的对象，他 们的关系如图2 - 4 所示： 圈2 - 4m i b 空间 一个代理进程包含很多个对象，每个对象都至少有3 个基本属性：名字、 语法和编码，代理进程中的管理信息库如图2 5 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 代理 圈圈圈进程 图2 - 5 代理端的管理信息库 在m i b 中，存在着两类管理对象：标量对象和表式对象。标量对象仅定 义了一个对象实例；而表式对象定义了多个相关的对象实例集。每个对象实 例唯一地对应一个实例标识。标量对象和表式对象的每个实例都是m i b 树的 叶子节点，可以被s n m p 访问，面表对象和行对象不是叶子节点，所以它们的 状态是n o t a c c e s s i b l e 。 s n m p 最终操作的不是这些对象，而是对象的实例( i n s t a n c e ，以下称为变 量) 。对象表示一种数据类型，而不代表具体的网管信息。各节点代表的都是 对象。只有树叶节点对象拥有实例，其它节点仅起标识作用。s h m i p 协议规定 了如何从对象的名称得到实例的名称。 2 2 3s n m p 协议 简单网络管理协议s n m p 是为网络管理服务而定义的应用协议，在1 9 8 8 年8 月首次定义，很快在r f c l l 5 7 中成为了正式标准。 s n m p 首先是由i n t e r n e t 工程任务组织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。许多人认为s n 肝在i p 上运行的原 因是i n t e r n e t 运行的是t c p i p 协议，然而事实并不是这样。s n m p 被设计成 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 以及其他传输协议上 被使用。 s n m p 是n m s 和代理之间的异步请求和响应协议，是系列协议组和规范， 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，对网络设备状 态的监视和控制主要通过查询代理m i b 中相应对象豹值来完成。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，即代理以发出陷阱来 引导n m s 的查询，这种方法称之为陷阱引导查询。 一、s n m p 通信报文的操作处理 网管代理支持和处理五种报文类型，它接收来自管理站的各种请求，并 根据请求执行相应的操作，最后向管理站返回响应。 s n m p v l 中规定的网络管理操作有五种，分别是： 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 3 页 ( 1 ) g e t r e q u e s t ：m a n a g e r 用来从a g e n t 取得存储于指定变量内的数值 ( 2 ) g e t n e x t r e q u e s t ；m a n a g e r 用来从a g e n t 取回某变量的下一个变量的值 ( 3 ) s e t r e q u e s t ；m a n a g e r 用来设置( 或改变) a g e n t 上某变量的取值 ( 4 ) g e t r e s p o n s e ；a g e n t 返回的操作的结果。 ( 5 ) t r a p 。a g e n t 用来向m a n a g e r 报告某一异常事件的发