（计算机应用技术专业论文）基于snmp的网络设备agent模拟器设计与实现.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 当前网络管理已经成为保证网络正常运行的重要应用。但是在网络 管理的学习实验中，一般通过搭建网络来提供实验环境，但是这样的实 验环境不仅成本高而且难于管理。因此本文将构造一个模拟的网络设备 用于网络管理的学习研究，通过对该模拟器设定不同的网络状态，可以 模拟不同的网络事件，以便于进行网络管理系统的学习与研究。 本文主要研究网络管理系统中基于简单网络管理协议s n m p 的网络 设备代理与网络管理系统间的网络通信，提出模拟这种通信的方法，并 以此方法完成一个网络设备模拟器的设计及实现。网络管理系统由管理 进程、管理代理、管理信息库、网络管理协议等组成。其工作模式为： 管理代理收集网络设备的工作参数及运行状态信息，并将此信息传递给 管理进程；管理进程对上述信息进行处理后对网络设备发出控制指令： 网络设备接受到控制指令后，按照管理进程的要求工作。在网络管理系 统中，网络管理程序代表着管理进程，网络设备中的a g e n t 代表着管理 代理，网络管理的过程就在这两者之间来完成。由于网络管理程序所看 到的网络设备，仅仅是网络设备中的代理，并非网络设备硬件本身，因 此，在研究网络管理时，通过设计一个软件实现代理程序的功能，完全 可以代替网络设备本身。该软件需要实现的功能包括：能够响应管理站 的g e t r e q u e s t ，、g e t n e x t r e q u e s t 、s e tr e q u e s t 等请求；能够生成、发 送自陷( t r a p ) 报文及模拟网络设备的管理行为。由于该软件实现的是网 络设备中a g e n t 的功能，因此我们称之为a g e n t 模拟器。 每一个可通过s n m p 进行管理的网络设备，其内部均驻留有一个固定 的a g e n t ，该a g e n t 负责响应来自网络管理系统的发出的请求，根据请求的 要求，读取或者设置a g e n t 所在网络设备的状态或参数。a g e n t 读取或者设 置的状态参数，来自于设备自身的m i b 中。本文所设计的a g e n t 模拟器，模 拟了这个驻留在网络设备中的a g e n t ，模拟的方式有两种：一种是通过手 工设置该a g e n t 的各项参数，来模拟网络设备的工作状况；另一种是纪录 下真正的网络设备的以往工作状况，然后通过回放的形式在模拟器上重现 这个设备的工作状态。这两种模拟方法，均能够模拟出网络设备真实的网 运行情况，甚至是某些网络故障。该模拟器运行于s n m p 协议之上。 本文所设计的模拟器，是以c is c o3 5 5 0 交换机为目标，通过分析网 络管理系统的常用功能，确定模拟器使用交换机m i b 中的三个主要部分： r f c1 2 1 3 、i fm i b 、c i s c o s t a c k m i b ，这三部分涵盖了交换机中主要 的参数和状态，这三部分的数据在a g e n t 中以本地数据库方式来存储。网 山东大学硕士学位论文 络设备a g e n t i 作的模式为c s 模式，a g e n t 为服务器端，请求服务的网络 管理系统为客户端。 本文的程序，设计依据简单网络管理协议s n m p v l 标准，以及网络设 备代理的工作原理，开发采用c + + 语言，配合s n m p + + 和a g e n t + + 。实现了网 络设备a g e n t 程序。 经过测试后的结果表明，实现的s n m p 管理代理基本符合网络管理应 用的要求。最后，本文讨论了存在的问题和进一步的研究工作。 关键诃：网络管理、s n m p 、a g e n t 、模拟 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ist h e s ise x p l a i n st h ed e s i g ns e h e m ea n df u l f i l l m e n to fn e t w o r k a g e n ts i m u l a t o rb a s e do ns n m pi nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mt o p r o v i d eav i r t u a ln e t w o r ke n v i r o n m e n tf o rt h ed e p lo y i n g ，t e s t i n g a n d1 e a r n i n go ft h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m t h ec u r r e n tn e t w o r km a n a g e m e n th a sb e c o m et h ei m p o r t a n c et h a t g u a r a n t e et h en o r m a lm o v e m e n ti nn e t w o r kt h ea p p l ic a t i o n b u ti n n e t w o r km a n a g eo fs t u d ye x p e r i m e n t ，p a s st ot a k et os e tu pt h e n e t w o r kt 0p r o v i d et oe x p e r i m e n tt h ee n v i r o n m e n tg e n e r a l ly 1 i k e t h i so ft h ee x p e r i m e n te n v i r o n m e n ti sn o to n l yc o s tisb e e nh i g h a n dd i f f i c u l ti nm a n a g e m e n t t h ef o rt h isr e a s o nat e x tw i l l c o n s t r u c tt h es t u d yt h a tan e - t w o r ko fs i m u l a t i o ne q u i p m e n tsu s e d f o rn e t w o r km a n a g e m e n ts t u d i e s ，p a s s i n gt os e tu pt h ed i f f e r e n t n e t w o r ka p p e a r a n c et ot h a ts i m u l a t o r ，e a n n i n gi m i t a t et h ed i f f e r e n t n e t w o r ka f f a i r s ，i no r d e rt 0i np r o o e e dt h en e t w o r km a n a g et h es t u d y o ft h es y s t e m i nt h isa r t i c l em a i nr e s e a r c hn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do n s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n ta g r e e m e n ts n m pn e t w o r ke q u i p m e n ta g e n t a n dn e t w o r kc o r r e s p o n d e n c eb e t w e e n n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ， p r o p o s e ds i m u l a r e st h i sk i n do fc o r r e s p o n d e n c e t h em e t h o d ， a n d c o m p l e t e san e t w o r ke q u i p m e n ts i m u l a t o rb yt h ism e t h o dt h ed e s i g n a n dt h er e a l i z a t i o n t h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mb yt h e m a n a g e m e n ta d v a n c e m e n t ，t h em a n a g e m e n ta g e n t ，t h em a n a g e m e n t d a t a b a s e ，t h en e t w o r km a n a g e m e n ta g r e e m e n ta n ds o o ni se o m p o s e d i t sw o r k i n gp a t t e r nis ：t h em a n a g e m e n ta g e n tc o l le c t st h en e t w o r k e q u i p m e n tt h eo p e r a t i o n a lp a r a m e t e ra n dt h er u n n i n gs t a t u s i n f o r m a t i o n ，a n dt h isi n f o r m a t i o nt r a n s m i s s i o nf o rm a n a g e m e n t a d v a n c e m e n t ：t h em a n a g e m e n ta d v a n c e m e n tc a r r i e so np r o c e s s i n g a f t e rt h ea b o v ei n f o r m a t i o nt os e n do u tt h ec o n t r o lc o m m a n dt ot h e n e t w o r ke q u i p m e n t ：t h en e t w o r ke q u i p m e n ta c c e p t sa f t e rt h ec o n t r o l c o m m a n d ，a c c o r d i n gt 0m a n a g e m e n ta d v a n c e m e n tr e q u e s tw o r k i n n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ，t h en e t w o r km a n a g e m e n tp r o c e d u r eis 山东大学硕士学位论文 r e p r e s e n t i n gt h em a n a g e m e n ta d v a n c e m e n t ，i nn e t w o r ke q u i p m e n t a g e n tisr e p r e s e n t i n gt h em a n a g e m e n ta g e n t ，t h en e t w o r km a n a g e m e n t p r o c e s si nt h e s et w ob e t w e e nc o m p l e t e s b e c a u s et h en e t w o r k m a n a g e m e n tp r o c e d u r es e e st on e t w o r ke q u i p m e n t isi nt h en e t w o r k e q u i p m e n ta g e n tm e r e l y ，b yn om e a n sn e t w o r ke q u i p m e n th a r d w a r e i t s e l f ，t h e r e f o r e ，w h e nr e s e a r c hn e t w o r km a n a g e m e n t ，t h r o u g h d e s i g n sas o f t w a r er e a l i z a t i o na g e n tp r o c e d u r et h ef u n c t i o n ， d e f i n i t e l ym a yr e p l a c en e t w o r ke q u i p m e n ti t s e l f t h i s s o f t w a r e n e e d st or e a l i z et h ef u n c t i o ni n c l u d e s ：c a nr e s p o n dt h em a n a g e m e n t s t a t i o ng e t r e q u e s t ，g e t n e x t r e q u e s t ，r e q u e s ta n ds oo ns e tr e q u e s t ： c a np r o d u c e ，t h et r a n s m i s s i o nf r o mf a l l s ( t r a p ) t h et e x to fa t e ie g r a ma n dt h ea n a l o gn e t w o r ke q u i p m e n ta d m i n is t r a t i v ea c t i o n b e c a u s et h iss o f t w a r er e a l iz e si si nt h en e t w o r ke q u i p m e n tt h ea g e n t f u n c t i o n ，t h e r e f o r ew ec a l li tt h ea g e n ts i m u l a t o r e a c han e t w o r kf o rc a np a s s i n gs n m pp r o c e e d i n gm a n a g e m e n t e q u i p m e n t s ，i t si n n e rp a r ta 1 1h a l t st os t a yaf i x e da g e n t ，t h a t a g e n tisr e s p o n s i b l ef o rt h ee m a n a t i v ec l a i mt h a tr e s p o n dt oc o m e s f r o mt h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ，a c c o r d i n gt ot h er e q u e s to ft h e c l a i m ，r e a do re s t a b l is ha g e n tp l a c en e t w o r ke q u i p m e n t sa p p e a r a n c e o rp a r a m e t e r s ，t h ea g e n tr e a d so rt h ea p p e a r a n c ep a r a m e t e rt h a t e s t a b l is h e s c o m ef r o mt h em i bo ft h ee q u i p m e n t so n e s e l fi n s i d e t h ist e x tat h ee m u l a t o ro fa g e n tf o rd e s i g n i n g ，i m i t a t eaw a yf o r h a l t i n gs t a y i n gi nt h en e t w o r ka g e n ti nt h ee q u i p m e n t s ，e m u l a t i o n h a v et w ok i n d so f ：ak i n do fi sw o r kc o n d i t i o nt h a tv a r i o u s p a r a m e t e r st op a s sh a n d i c r a f te s t a b l is h e s t h a ta g e n t ，i m i r a t et h e f i e t w o r ke q u i p m e n t s ：a n o t h e rak i n do fisf o r mt h a tt h ef o r m e rw o r k c o n d i t i o nt h a tt h er e c o r dd e s c e n d s t h er e a ln e t w o r ke q u i p m e n t s ， t h e np a s sb a c kt op u to nt h e e m u l a t o r w o r ka p p e a r a n c eo f r e a p p e a r i n gt h i se q u i p m e n t s t h e s et w ok i n d so fe m u l a t i o n sm e t h o d ， a l lc a ni m i t a t ean e tf o rt h en e t w o r ke q u i p m e n t sist r u ec i r c u l a t e t h ec i r c u m s t a n c e e v e ni ss o m en e t w o r k st ob r e a kd o w n t h a t s i m u l a t o rc i r c u l a t e st on e g o ti a t ei nt h es n m po n t h ist e x ta ne m u l a t o rf o rd e s i g n i n g ，w i t hc is c o3 5 5 0e x c h a n g et h e 山东大学硕士学位论文 m a c h l n ef o rt a r g e t ，p a s st h en e t w o r kt h a ta n a l y z et h ei n commonu s e t u n c t l o nm a n a g et h es y s t e m ，t h ec e r t a i ne m u l a t o ru s a g ee x c h a n g e s t h em a c h i n em i bi n s i d eo ft h r e em a i np a r t ：r f c1 2 1 3 ，i fm i b ，c i s c o s t a c k m i b ，t h e s et h r e ep a r t sc o v e r e dt h em a i np a r a m e t e ri ni n s i d e i nm a c h i n ei nc o m m u t a t i o nw i t ht h ea p p e a r a n c e ，t h e s et h r e ep a r to f d a t aa r eina g e n tb yn a t i v ed a t a b a s et 0 s a v i n g t h em o d eo ft h e n e t w o r ke q u i p m e n t sa g e n tw o r kisac sm o d e ，t h ea g e n tc a r r i e sf o r t h es e r v e r ，r e q u e s t i n gt h em i n is t r a n tn e t w o r kt h em a n a g e m e n tt h e s y s t e mt 0c a r r yf o rt h ec u s t o m e r t e x t u a lp r o c e d u r e ，d e s i g nt h eb a s ist h es i m p l en e t w o r km a n a g e m e n t t h ea g r e e m e n tt h es n m p v l s t a n d a r d ，a n dt h ew o r kp r i n c i p l et h a t n e t w o r ke q u i p m e n t sa c tf o r ，d e v e l o p m e n ta d o p t i o nc + + l a n g u a g e m a t c hw i t ht h es n m p + + w i t ha g e n t + + r e a l i z et h en e t w o r ke q u i p m e n ts a g e n tp r o c e d u r e t h er e s u l tt h a tis t h r o u g ht e s te n u n c i a t i o n ，t h es n m pt h a t r e a l i z e sm a n a g e m e n ta c tf o rb a s i cm a t c hn e t w o r km a n a g e m e n ta p p l i e d r e q u e s t f i n a l l y ，t h ist e x td is c u s s e d t h ee x i s t e n tp r o b l e mw i t h f u r t h e ro fr e s e a r c hw o r k k e y w o r d s ：n e t w o r km a n a g e m e n t 、s n m p 、a g e n t 、s i m u l a t i o n v 山东大学硕士学位论文 原创性声明和关于论文使用授权的说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责 任由本人承担。 冉t 2 论文作者签名：逝墨亟日期：也q 垩：丝：f 5 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借闷：本人授权山东大学可 以将本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、缩印或其他 复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：盈导师签名：逊百期： 2 d 0 4 ，| 。( f 山东大学硕士学位论文 1 1 背景介绍 1 引言 随着i n t e r n e t 的飞速发展，网络已经渗透到社会生活的各个领域。 对社会经济发展产生了深刻的影响，促使人们的工作甚至生活方式发生着 巨大的变革。如今世界对网络的依赖程度就如同世界对电力的依赖一样， 任何原因的中断都将会产生难以弥补的巨大损失。同时，伴随网络规模的 快速扩张，一些隐藏在网络中的不安全因素也逐渐影响到网络服务的稳定 性，如网络设备( 交换机、路由器以及通信线路等) 的失效问题、主机和终 端的故障问题、软件中出现的问题、安全保密问题等。因此，网络服务的 复杂度也大大增加。如何进行有效的网络管理，确保信息网络可靠、稳定 的运行已经成为一个迫切需要解决的问题。 通过采用网络管理系统，可以有效地解决网络运行中出现的各种问 题。在网络管理系统中，通过管理工作站自动对系统中原来手工完成的工 作进行检查，从而使系统的运行更加可靠、系统的运行状态始终处于非常 清楚明确的状态中。并可以通过对历史数据的积累、分析，判断系统的运 行状态是否可能在未来的时间中产生问题，影响系统的运行。系统管理人 员因此必须掌握网络管理系统的使用，才能有效地对网络实施管理。 在网络管理系统的学习中，实验是其中重要的部分，而且实验需要 使用到比较多的网络设备。因此，学习的效果如何，在于是否有一个良好 的实验环境。但是由于搭建网络管理实验所需设各通常比较昂贵，因此往 往缺乏足够的设备去满足实验的要求。另一方面，即使有充足的硬件条件， 可以搭建起实验环境，但由于在实验环境中缺乏网络流量，很多管理功能 仍然无法实验。 1 2 本文的工作 本文提出以编写具备交换机管理m i b 的a g e n t 程序代替网络设备。通 过对s n m p 协议的分析，设计一个模拟网络设备的a g e n t 程序，并使用c + + 及s n m p + + a g e n t + + 来实现这个模拟器。 通过使用这个模拟器，可以与网络管理系统一同完成网络管理系统 的相关实验内容。 第l 页 山东大学硕士学位论文 2 1 网络管理的发展 2 网络管理 网络管理的需求是多方面的，从技术角度来说，网络管理系统应该 能够实现网络的故障诊断、计费功能、网络的安全管理功能、网络流量控 制以及网络路由选择策略管理等功能；从用户角度考虑，一个网络管理系 统应该满足的要求有：同时支持网络监视和控制，能够管理所有的网络协 议，尽可能大的管理范围和尽可能小的系统开销，可容纳不同的网络管理 系统，网络管理的标准化等。 网络管理的发展也是经历了一个从无到有、从简单到复杂的过程， 这个过程是伴随着网络和通信技术的发展而发展的。特别是全球范围内 i n t e r n e t 的繁荣，为网络管理提供了条件和迅速发展的动力。 在网络管理协议产生以前的相当长的时间里，管理者要学习各种从 不同网络设备获取数据的方法。因为各个生产厂家使用专用的方法收集数 据，相同功能的设备，不同的生产厂商提供的数据采集方法可能大相径庭。 在网络发展的最初，连在网上的计算机和各种网络设备都很少，且种类单 一，因此这种方式在一段时期内能够胜任网络的管理任务。到了2 0 世纪8 0 年代后期，由于连入i n t e r n e t 的计算机数量爆增，而且i n t e r n e t 中使用的 路由器、协议、应用软件都是由许多不同的厂商提供的，所以。那种早期 的、由建设和使用i n t e r n e t 的研究人员协商就能完成的网络管理工作，显 然已不能适应i n t e r n e t 发展的需求，而需要有一种通用的管理机制来为网 络管理员提供监控整个网际网通信状态的能力，这就要有一个比p i n g 功能 强大的网络管理标准协议来支持，因此制定一个行业标准的紧迫性越来越 明显。 首先开始研究网络管理通信标准问题的是国际上最著名的国际标准 化组织1 s 0 ，他们对网络管理的标准化工作始于1 9 7 9 年，主要针对0 s i ( 开 放系统互连) 七层协议的传输环境而设计。i s o 的成果是c m i s ( 公共管理 信息服务) 和c m i p ( 公共管理信息协议) 。c m i s 支持管理进程和管理代理 之间的通信要求，c m i p 贝0 是提供管理信息传输服务的应用层协议，二者规 定了o s i 系统的网络管理标准。基于o s i 标准的产品有a t & t 的a c c u m a s t e r 和d e c 公司的e m a 等，h p 的o p e n v i e w 最初也是按o s i 标准设计的。 后来，i n t e r n e t l 程任务组( i e t f ) 为了管理以几何级数增长的 i n t e r n e t ，决定采用基于o s i 的c m i p 协议作为i n t e r n e t 的管理协议，并对 它作了修改，修改后的协议被称作c m o t ( c o m m o nm a n a g e m e n to v e r t c p i p ) 。 第2 页 山东大学硕士学位论文 2 1 网络管理的发展 2 网络管理 网络管理的需求是多方面的，从技术角度来说，网络管理系统应该 能够实现网络的故障诊断、计费功能、网络的安全管理功能、网络流量控 制以及网络路由选择策略管理等功能；从用户角度考虑，一个网络管理系 统应该满足的要求有：同时支持网络监视和控制，能够管理所有的网络协 议，尽可能大的管理范围和尽可能小的系统开销，可容纳不同的网络管理 系统，网络管理的标准化等。 网络管理的旋展也是经历了一个从无到有、从简单到复杂的过程， 这个过程是伴随着网络和通信技术的发展而发展的。特别是全球范围内 i n t e r h e t 的繁荣，为网络管理提供了条件和迅速发展的动力。 在网络管理协议产生以前的相当长的时间里，管理者要学习各种从 不同两络设备获取数据韵方法。因为各个生产厂家使用专用的方法收集数 据，相同功能的设备，不同的生产厂商提供的数据采集方法可能大相径庭。 在网络发展的最初，连在网上的计算机和各种网络设各都很少，且种类单 一，因此这种方式在一段时期内能够胜任网络的管理任务。到了2 0 世纪8 0 年代后期，由于连入i n t e r n e t 的计算机数量爆增，而且i n t e r n e t 中使用的 路由器、协议、应用软件都是由许多不同的厂商提供的，所以，那种早期 的、由建设和使用i n t e r n e t 的研究人员协商就能完成的网络管理工作，显 然已不能适应i n t e r n e t 发展的需求，而需要有一种通用的管理机制来为网 络管理员提供监控整个网际网通信状态的能力，这就要有一个比p i n g 功能 强大的网络管理标准协议来支持，因此制定一个行业标准的紧迫性越来越 明显。 首先开始研究网络管理通信标准问题的是国际上最著名的国际标准 化组织i $ 0 ，他们对网络管理的标准化工作始于1 9 7 9 年，主要针对0 s i ( 开 放系统互连) 七层协议的传输环境而设计。i s o 的成果是c m i s ( 公共管理 信息服务) 和c m i p ( 公共管理信息协议) 。c m i s 支持管理进程和管理代理 之间的通信要求，c m i p 0 是提供管理信息传输服务的应用层协议，二者规 定了o s i 系统的网络管理标准。基于o s i 标准的产品有a t & t 的a c c u m a s t e r 和d e c 公司的e m a 等，h p 的o p e n v i e w 最初也是按0 s i 标准设计的。 后来，i n t e r n e t l 程任务组( i e t f ) 为了管理毗几何级数增长的 i n t e r n e t ，决定采用基于0 s i 的c m i p 协议作为i n t e r n e t 的管理协议，并对 它作了修改，修改后的协议被称作c m o t ( c o m m o n m a n a g e m e n to v e r t c p i p ) 。 它作了修改，修改后的协议被称作c m o t ( c o m m o n m a n a g e m e n to v e r t c p i p ) 。 菇2 巫 山东大学硕士学位论文 但由于c m o t 迟迟未能出台。i e t f 决定把已有的s g m p ( 简单网关监控协议) 进一步修改后，作为临时的解决方案。这个在s g m p 基础上开发的解决方案 就是著名的s n m p ( 简单网络管理协议) 。 近年来，s n m p 发展很快，已经超越传统的t c p i p 环境，受到更为广 泛的支持，成为网络管理方面事实上的标准。支持s n m p 的产品中最流行的 是i b m 公司的n e t v i e w 和h p 公司的o p e n v i e w 。除此之外，许多其他生产网络 通信设备的厂家，如c is c o 、n o r t e l 、3 t o m 等也都提供基于s n m p 的实现方 法。相对于0 s i 标准，s n m p 简单而实用。” 2 2 网络管理的功能 在实际网络管理过程中，网络管理应具有的功能非常广泛，包括了 很多方面。在o s i 网络管理标准中定义了网络管理的5 大功能：配置管理、 故障管理、性能管理、安全管理和计费管理，这5 大功能是网络管理最基 本的功能。事实上，网络管理还应该包括其他一些功能，比如网络规划、 网络操作人员的管理等。不过除了基本的网络管理5 大功能，其他的网络 管理功能实现都与具体的网络实际条件有关，因此我们只需要关注o s i 网 络管理标准中的5 大功能。 2 2 1 配置管理 配置管理相当重要。它初始化网络，并配置网络，以使其提供网络 服务。配置管理是一组对辨别、定义、控制和监视组成的一个通信网络的 对象所必须的相关功能，目的是为了实现某个特定功能或使网络性能达到 最优。这包括： 设置开放系统中有关路由操作的参数 被管对象和被管对象组名字的管理 初始化或关闭被管对象； 根据要求收集系统当前状态的有关信息 获取系统重要变化的信息 更改系统配置 2 2 2 故障管理 故障管理是网络管理中最基本的功能之一。用户都希望有一个可靠 的计算机网络，当网络中某个组成部分失效时，网络管理系统必须迅速找 到故障并及时排除。分析网络故障原因是网络故障管理的核心内容。网络 故障管理包括故障检测、隔离和纠i e - - 个方面。应包括以下典型功能： 山东大学硕士学位论文 维护并检查错误日志 接受跟踪检测报告并做出相应反应 跟踪、辨认错误 纠正错误 对于网络故障的检测依据对网络组成部件状态的检测，不严重的简 单故障通常被记录在错误日志中，并不作特别处理；而严重一些的故障则 需要通知网络管理系统，即所谓的报警；一般网络管理应用应根据有关信 息对警报进行处理，当网络故障比较复杂时，网络管理系统应能够执行一 些诊断测试来辨别故障原因。 2 2 3 性能管理 性能管理估计系统资源的运行状况及通信效率等系统性能、其功能 包括监视和分析被管网络及其所提供服务的性能机制，性能分析的结果可 能会触发某个诊断测试过程或重新配置网络以维护网络的性能；性能管理 收集分析有关被管网络当前状态的数据信息，并维持和分析性能日志。一 些典型的功能包括： 收集统计信息 维护并检查系统状态日志 确定自然和人工状态下系统的性能 改变系统操作模式以进行系统性能管理的操作 2 2 4 安全管理 安全性一直是网络的薄弱环节之一，而用户对网络安全的要求叉相 当高，因此网络安全管理非常重要；网络中主要有以下几大安全问题：网 络数据的私有性( 保护网络数据不被侵入者非法获得) ，授权( 防止侵入者 在网络上发送错误信息) ，访问控制( 控制对网络资源的访问) ，相应地， 网络安全管理应包括对授权机制、访问控制的管理，另外还要维护和检查 安全日志，包括： 创建删除控制安全服务和机制 与安全相关信息的分布 与安全相关事件的报告 2 2 5 计费管理 计费管理记录网络资源的使用，目的是控制和检测网络操作的费用 和代价；它对一些公共网络极为重要。它可以估算出用户使用网络资源可 第4 页 山东大学硕士学位论文 能需要付出的费用和代价，以及已经使用的网络资源。网络管理员还可以 规定用户可以使用的最大费用，从而控制用户过多占用网络资源。这也从 另一个方面提高了网络的效率；另外，当用户为了一个通讯目的需要使用 多个网络中的资源时，计费管理应该计算总计费用。”“”3 2 3 网络管理的要素 管理进程( m a n a g e r ) 管理进程一般都驻留在带有显示器的工作站上，这些工作站被称为 管理站，可以显示所有被管设备的状态( 例如连接是否掉线、各种连接上 的流量状况等) 。 管理代理( a g e n t ) 被管设备种类繁多，例如：路由器、终端服务器等。这些被管设备 的共同点就是都运行t c p i i p 协议。被管设备中与管理相关的软件叫做代 理程序( a g e n t ) 或代理进程。网络管理代理是驻留在网络设备中的软件模 块，这里的设备可以是网络设备、服务器、网络存储设备、网络打印机， 甚至可以是p c 。 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 io nb a s e ) 管理信息数据库( m i b ) 定义了一种数据对象，它可以被网络管理系统 控制。m i b 是一个信息存储库，这里包括了数千个数据对象，网络管理员 可以通过直接控制这些数据对象去控制、配置或监控网络设备。 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 ) 管理信息结构是关于m i b 的一套公用的结构和表示符号，在r f c1l5 5 中定义。用于定义通过网络管理协议可访问的对象的规则。s m i 定义在m i b 中使用的数据类型及网络资源在m i b 中的名称或表示。 网络管理协议 目前使用最多的网络管理协议是简单网络管理协议( s n m p ，s i m p e n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) ，在r f c1 1 5 7 中定义，包括数据报交换的 格式等。尽管可以在运输层采用各种各样的协议，但是在s n m p 中，用得最 多的协议还是u d p 。r f c1 1 5 7 所定义的s n m p 口h 做s n m pv l ，或者就叫做s n m p ； 后来，又有一些新的关于s n m p 的r f c 发表，产生了第二版的s n m p ，称为s n m p v 2 ；而现在第三版的s n m p ( s n m pv 3 ) 也已经基本成型。后两版的s n m p 协议 比前两版在m i b 数据对象的数量上以及协议安全性上都有了很大的提高。 随1 口】 山东大学硕士学位论文 2 4 网络管理的运行模式 作为一个网络管理系统，它的主要任务是：收集网络中各种设备和系 统的工作参数，运行状态信息；处理收集到的各种信息，并以各种各样的、 可视化的方式呈现给网络管理人员：接收网络管理人员的指令或根据对上 述信息的处理结构向网络中的设备发出控制指令：既实现网络控制功能， 同时又监视指令执行的结果；保证网络设备按照网络管理系统的要求工 作。 网络管理体系结构主要涉及到网络管理系统的组成部件和结构，各 部件之间的关系。网络管理应该包括的功能以及这些功能应该如何划分。 网络管理内容的一致性使得各种网络管理系统在组成上也具有基本统一 的结构，图2 1 即为网络管理的通用结构模型。 管理工作坫，棼 督设蔷 鬻辫 g e c s e tr e q v e s t 蔷嚣蠹 鼢曜进翟 、簇浮g e n “? ，龟j r e s p o n s e r e p o r t 图2 1 网络管理基本结构 如图所示，网络管理系统基本上由四部分组成：多个被管代理、至少 一个网络管理站、一种通用的网络管理协议和一个或多个管理信息库。 网络管理站通过驻留其上的网络管理进程负责网络管理的全部监视 和控制，网络管理进程与被管代理进行信息交互，接收管理者的命令，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，并向管理人员显示或报告。网管代理驻留在被管设备上，时刻监 听和响应来自网络管理器的网络管理查询或设置命令，另外，代理也有可 能在某些情况下主动向管理站传送信息。 网络管理协议用于封装和交换管理站和代理之间的命令和响应信 息，规定了被管代理与网络管理进程之间信息交互的动作规则和数据格式 等，简化了网络管理的复杂过程。被管对象是经过抽象的网络元素，对应 于网络中具体可以操作的数据，被管对象的集合构成了被管设备的管理信 息库，即m i b 。管理信息库提供被管网络设备的信息。用于网络配置、网 络失效、网络性能和安全以及计费管理。”“” 山东大学硕士学位论文 3 s n m p 协议 t c p i p 是目前世界上使用最广的计算机网络传输协议，为了对基于 t c p i p 的互联网进行有效的管理，i a b ( i n t e r n e ta c t i v i t i e sb o a r d ) 制定 了t c p i p 网络的管理协议- - - - s n m p ( s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n t p r o t o c 0 1 ) 。按照i a b ( i n t e r n e ta c t i v i t i e sb o a r d ) 的构想，对t c p i p 网络进行管理分成两步一为适应网管的需求，短期内的管理标准以s n m p 为核心二逐步过度到o s l 的网络管理框架，当前最活跃且己经实用化的是 第一步。以s n m p 为核心的网络管理。 s n m p 网络管理系统采用客户机服务器结构，该管理框架主要由三个 r f c 文件定义： r f c1 2 1 3 ：m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s ef o rn e t w o r km a n a g e m e n to f t c p i p b a s e di n t e r n e t s 1 r f c1 15 5 ：s t r u c t u r ea n di d e n t i f i e a t i o no fm a n a g e m e n t i n f o r m a t i 0 1 3f o rt c p i p b a s e di n t