（计算机应用技术专业论文）基于web和snmp的网管系统关键功能研究与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第f 页 摘要 由于网络技术的飞速发展，网络的规模更加庞大，结构更加复杂，网络中 各种设备能否正常运行对整个网络系统至关重要。因此，如何管理这些设备就 变得十分重要。基于w e b 图形化的网络实时监控能够为网络管理带来极大的 方便性和直观效果，简单网络管理协议( s n m p ) 作为t c p i p 协议簇的一部分， 已成为网络管理事实上的标准，有着极为广泛的应用。 本文首先介绍了网络管理系统的现状及其研究意义，在此基础上，通过对 s n m p 协议的介绍和分析，提出了系统的总体设计方案，主要研究两大核心功 能模块：性能管理模块和故障管理模块，对其关键和核心问题进行了分析和解 决。性能管理模块通过m i b 中的o l d 对象获取网络流量信息，进而通过计算 公式得到网络性能数据。提出了一种轮询机制通过调用d l l 文件定时采集数 据，丌拓性地采用s v g 技术实现了实时的网络流量的绘制，网络管理员可以 及时了解网络运行状况。故障管理模块设计出了t r a p 信息的收集与处理程序， 通过实时监听管理主机的16 2 端口来获取各个代理端发送过来的t r a p 故障信 息。同时，针对s n m p 协议是基于不可靠的u d p 协议的问题，设计出了一个 后台服务程序来保证故障监控的准确性和可靠性。其主要对路由器的接口流 量、在线状态等信息实时监控，并提供多种报警方式。 最后，对网络管理系统两大功能模块进行了测试，总结了不足之处，提出 了以后工作中还需要完善的地方。 关键词：s n m p 协议；网络管理；s v g 技术；性能管理；故障管理 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a bs t r a c t b e c a u s eo ft h er a p i dd e v e l o p m e n to fn e t w o r kt e c h n o l o g y ，t h en e t w o r ks c a l ei s m o t el a r g e r ，t h es t r u c t u r ei sm o r ec o m p l i c a t e d ，a l lk i n d so fe q u i p m e n t sn o r m a l r u n n i n gi sv e r yi m p o r t a n tf o rt h ew h o l en e t w o r ks y s t e m t h e r e f o r e ，n e t w o r k m a n a g e m e n ti sb e c o m i n gi n c r e a s i n g l yi m p o r t a n t ar e a l t i m en e t w o r km o n i t o r b a s e do nw e bc a nb r i n gc o n v e n i e n c ea n di n s t i n c ts e n s e a sc o m p o n e n to ft c p i p p r o t o c o ls u i t e ，s n m ph a sb e c o m es t a n d a r da c t u a l l ya n di ti sa p p l i e dw i d e l y t h i sp a p e ri n t r o d u c e dt h es t a t u so fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ma n di t s r e s e a r c hs i g n i f i c a n c ef i r s t l y o nt h i sb a s i s ，i tp r o p o s e ds y s t e mw h o l ed e s i g nb y i n t r o d u c i n ga n da n a l y z i n gt h es n m pp r o t o c o l ，w h i c hm a i n l ys t u d i e dt w oc o r e m o d u l e s ：p e r f o r m a n c em a n a g e m e n tm o d u l ea n dt r a pm a n a g e m e n tm o d u l e ，w h i c h w e r e a n a l y z e d a n dr e s o l v e df o r k e y a n dc o r e p r o b l e m t h ep e r f o r m a n c e m a n a g e m e n tm o d u l ec o l l e c t e dn e t w o r kd a t ab yo l do b j e c t sf r o mm 1 b ，t h e ng o t n e t w o r k p e r f o r m a n c e d a t a b y c a l c u l a t i o n a lf o r m u l a i t p r o p o s e d a p o l l i n g m e c h a n i s mt oc o l l e c td a t at i m e l yb yt r a n s f e r r i n gd l lf i l e s i tr e a l i z e dr e a l t i m e l y n e t w o r kt r a f f i cs t a t i s t i c s i nc h a r t t h r o u g h s v gt e c h n o l o g y s on e t w o r k a d m i n i s t r a t o r sc a nk e e pa b r e a s to ft h es i t u a t i o no fn e t w o r k t r a pm a n a g e m e n t m o d u l ed e s i g n e dap r o g r a mo ft r a pi n f o r m a t i o n sc o l l e c t i o na n dd i s p o s a l ，w h i c h r e a l t i m e l y l i s t e n e d1 6 2p o r tt oc o l l e c t i o n t r a p i n f o r m a t i o nf r o ma l lc l i e n t c o m p u t e r s a tt h es a m et i m e ，a i m i n ga ts n m pp r o t o c o li sb a s e do nt r u s t l e s su d p p r o t o c o l ，i td e s i g n e d ab a c ks e r v i c ep r o g r a m m e rt o p r o v et h er i g h t n e s sa n d r e l i a b i l i t yo ft r a pm o n i t o r t h ei n t e r f a c et r a f f i ca n do n l i n es t a t u so ft h er o u t e r s w e r em o n i t o r e di nt r a pa l a r mm o d u l e w h i c hw o u l da l a r mi nv a r i o u sf o r m sf o r t r a pi n f o r m a t i o n f i n a l l y ，t h e t h e s i st e s t e dt h et w of u n c t i o nm o d u l e sa n dp o i n t e do u tt h e s h o r t c o m i n g s ，w h i c hl o o k s f o r w a r dt ot h ef u r t h e re f f o r t st ob em a d ei nt h e d e s i g n i n g k e y w o r d s ：s n m pp r o t o c o l ；n e t w o r km a n a g e m e n t ；s v gt e c h n o l o g y ； p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ；t r a pm a n a g e m e n t 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并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 借阅。本人授权西南交通大学可以将本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、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密囱，使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：亨产岛每 日期：知f 口6 g 指捌撇：必址 日期： z o f 口占参 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 第一，针对较大型网络系统特别是省级企业网络，打破了常规采用的以静 态图展示接口流量的方式，开拓性地采用s v g 技术，实现了在w e b 下以实时 图的形式及时、准确地绘制接口流量信息，真正达到了实时监控的目的。 第二，实时监控省级企业网络的故障信息，在采用s n m p v 2 提供的代理端 自动向管理端发送t r a p 故障信息的基础上，由于t r a p 包的传输是基于不可靠 的u d p 协议，在线路不好等异常情况下极可能出现丢包的现象，设计出了以 多线程运行的后台监控服务程序。这样通过双重监控，解决了现在网络管理系 统存在的故障漏报的问题。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所 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研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本 人承担。 学位论文作者签名：奸隽每 r 期：2 0 l0 6 g 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景 第1 章绪论 i n t e r n e t 的飞速发展给人们的日常生活和工作带来了巨大的影响，i n t e r n e t 不仅是一种资源共享、数据通信和信息查询的手段，还逐渐成为人们了解世界、 讨论问题、购物休闲，乃至从事学术研究、商贸活动、教育的重要领域。i n t e r n e t 的全球性和开放性，使人们愿意在i n t e r n e t 上发布和获取信息。总之，网络的 出现给人们带来的好处是显而易见的。 由于人们对网络的依赖性越来越强，所以对网络的可靠性、安全性等各方 面要求也越来越高。如果网络发生了故障，就会给用户的工作和生活产生很大 的不良影响，甚至会造成巨大的经济损失，作为一个网络提供商不得不认真考 虑这个问题。当然，这种情况要完全避免是不可能的，但要尽量做到当故障发 生后能够在最短的时间内发现并排除它，使网络恢复正常的运行。这就要求对 网络设备的运行情况进行监视，在设备出现故障后能及时地通知网络管理人 员，让他们采取措施进行修复。于是，i n t e r n e t 体系结构委员会定义了一种标 准化的公共网络管理体系结构和协议s n m p v l ，并迅速得到各网络设备生产厂 家的广泛支持，成了事实上的网络管理工业标准，具有简单、容易实现且成本 低特点。如今它经过三次改进以及功能的完善，目前己被众多的厂商设备所支 持，以至成了全球网络管理的事实标准。 目前的网络管理系统大多采用的是s n m p v 2 ，s n m p v 2 不仅可以采用集中 式的模式，也可以采用分布式模式。在分布式模式下，可以有多个顶层管理站， 每个管理服务器可以直接管理代理者。同时，管理服务器也可以委托中间管理 者担当管理者角色监控一部分代理者。这种体系结构分散了处理负担，减小了 网络的业务1 2 l 。另外，s n m p v 2 在通信协议方面还增加了两个新的协议 p d u g e t b u l k r e q u e s t 和l n f o r m r e q u e s t ，前者使管理者能够有效地提取大块的 数据，后者使管理者能够向其他管理者发送t r a p 信息，大大方便了网络管理。 1 2 国内外研究现状 由于计算机网络的发展带来了良好的经济效益，因此，对网络的管理足计 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 i i i i 算机网络开发厂商所必须考虑到的。早在九十年代早期，就开始开发s n m p 协议，其目的是简化大型网络中设备的管理和数据的获取。这一研究成果取得 了很好的效果，各个网络硬件厂商开始把s n m p 协议加入到它们制造的每一台 设备上。今天，各种网络设备上都可以看到默认安装的s n m p 服务，从交换机 到路由器，从防火墙到网络打印机，无一例外。 国外研究现状：国外众多网络服务商看到了网络管理的迫切性和潜力，纷 纷推出了自己的网络管理系统1 3 j 。其中十分有影响力的有：h p 公司的 o p e n v i e w 、c i s c o 公司的c i s c o w o r k s ，这些网络管理产品包括了针对各种网络 设备性能的管理、集成化的网络管理、远程网络监控和管理等功能。另外，比 较有影响力的还有c a b l e t r o n 系统公司的s p e c t r u m 、太阳微系统公司的 s o l s t i c e 、t i v o l i 系统公司的t m en e t v i e w 等网络管理系统软件l 引。 国内研究现状：在国内，随着网络设备的大量应用，各大网络软件提供商 都自主开发具有各自特色的网络管理系统。特别是在电信级网络设备的应用上 更是普遍，像华为、中兴等各大网络公司都相继推出面向各种网络设备的通用 网络管理软件，i m a n a g e rn 2 0 0 0 固定网络综合网络管理系统是华为公司开发的 针对固定网络设备、数据通信设备提供统一管理和维护的网管产品1 5 】。清华大 学针对校园网络进行了计费系统的研究，开发了自己的网络计费系统，并在全 国十几所高校得到应用。另外，还有一些中小型企业推出了各自的网络管理产 品，如迈普的m a s t e r p l a n 、南京联创的o s s 综合网络管理系统等。 1 3 研究意义 网络管理系统的开发使用的是简单网络管理协议( s n m p ) j ，简单网络管 理协议是广泛应用于t c p i p 的网络管理标准。s n m p 提供了一种从运行网络 管理软件的中央服务器来管理网络主机( 如工作站或服务器、路由器、网桥和 集线器) 的方法。s n m p 执行管理服务，方法是使用管理系统的分布式体系结 构和代理。利用好s n m p 协议所提供的功能，就能收集足够的网络运行状态信 息和故障信息。然后，经过充分收集、合理的分析再加上及时的处理，就能形 成一个功能强大的网络管理系统。 但是。目前的网络管理系统在功能上还存在诸多的不足之处，比如：路由 器的接口流量大多以静态图的形式展示，根本达不到实时的要求，即使有的网 管软件实现了实时的要求，但是绘制的实时图保证不了高效性和准确性；另外， 对于设备发生的故障信息往往会出现漏报的情况，大多数网管系统采用了 s n m p 协议自身提供的t r a p 功能来监控故障信息，而t r a p 是基于不订f 靠的u d p 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 协议进行通信的，会出现丢包现象，特别对于省级企业网而言，由于线路可靠 性较差，漏报问题更容易发生。本论文研究的目的就是针对以上难题给出详细 的设计思路和可行的解决方法，并且要有测试结果。 1 4 研究内容以及创新之处 本课题的主要研究内容罗列如下： ( 1 ) 本文将介绍s n m p 协议及其网络管理功能模型，主要包括s n m p 概述、 管理信息库m i b 、网络管理功能模型、s n m p v 2 协议操作及其体系结构等内容。 ( 2 ) 对网络管理系统的实现技术进行了介绍，特别说明了用到的关键技术： 开发平台a s p n e t 2 0 、底层a p i 使用的h ps n m p + + 丌发包、绘制接口实时图 用的s v g 技术。 ( 3 ) 分析了网管系统的总体设计方案，提出两大功能模块的重点和难点问 题，对其进行详细的分析和研究，给出了切实可行的解决方法。这是本论文的 重点部分。 ( 4 ) 对实现了的两大功能模块进行测试并给出结论。 本文主要创新之处： ( 1 ) 针对较大型网络系统特别是省级企业网络，打破了常规采用的以静态 图展示接口流量的方式，开拓性地采用s v g 技术，实现了w e b 环境下以实时 图的方式动态展示接口流量。 ( 2 ) 实时监控省级企业网络的故障信息，在采用s n m p v 2 提供的t r a p 自 动接收代理端发送故障信息的基础上，设计出了以多线程运行的后台监控服务 程序，彻底解决了现在网络管理系统存在的故障漏报问题。 1 5 论文组织 第一章是绪论，主要阐述了课题的相关背景、国内外研究现状、研究意义 以及相关的研究内容及创新点。 第二章是关于s n m p 协议的一些基本知识。在本章当中将介绍s n m p 协 议的基本内容，网络管理系统的管理模型，特别是本论文中用到的s n m p v 2 协议的操作、消息格式等内容。 第三章将阐述系统丌发中用到的关键技术，如主要的丌发工具和丌发语 言、实时展示接口流量的s v g 技术、编写a p i 函数用到的s n m p + + 开发包等。 第四常分析了网络管理系统的总体设计方案，对系统的功能需求和设计目 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 标进行了阐述，针对性能管理和故障管理两大模块的功能要求，介绍了数据库 和两大模块的设计方案。 第五、六章是本文的重点，对两大功能模块在实现时遇到的难点问题进行 了深入的研究和分析，给出了详细的解决方案。实现了功能需求要求的功能， 并进行了多次测试给出测试结果。 第七章对本文进行了总结，并提出了不足之处以及以后要研究的内容。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 第2 章简单网络管理协议s n m p 及s n m p v 2 2 1 简单网络管理协议概述 简单网络管理协议( s n m p ) 是目前t c p i p 网络中应用最为广泛的网络管 理协议。1 9 9 0 年5 月，r f c1 1 5 7 定义了s n m p ( s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n t p r o t o c 0 1 ) 的第一个版本s n m p v l i 。s n m p v l 采用了管理者代理的结构模型， 管理者是运行管理应用程序的计算机，代理位于被管理的设备上，每个代理管 理一个存放着可供管理的设备信息的m i b ，实现起来非常简单。因此，s n m p 得到了广泛应用，并成为网络管理的事实上的标准【酬。 9 0 年代初s n m p 得到了迅猛发展，同时也暴露出了明显的不足，如不完 全适合接收大量的数据，仅仅是单纯的集中式管理，不支持管理站到管理站之 间的通信，缺少身份验证( a u t h e n t i c a t i o n ) 和加密( p r i v a c y ) 机制等l 引。因此， 1 9 9 3 年i e t f 又发布了s n m p v 2 ，其具有以下特点： 即支持集中式的网络管理，也支持分布式网络管理 扩展了几种新的数据类型，并增强了对象的操作能力 可以实现大量数据的同时传输，提高了效率 引进了管理进程和管理进程之间的通信进行状念报告 虽然s n m p v 2 相对于s n m p v l 在管理信息结构、管理者之| 1 ；| j 的通信能力 和协议操作等方面有了重大的改进，但是安全性能方面没有得到很好的完善， 仍然使用的是s n m p v l 的基于明文密钥的身份验证方式。i e t fs n m p v 3 工作 组于1 9 9 8 年1 月j 下式颁布了s n m p v 3 。s n m p v 3 采用基于用户的管理框架， 主要在安全性和管理机制方面对s n m p v 2 进行了扩展p j 。但是，由于s n m p v 3 较之s n m p v 2 也增加了至少2 0 的复杂度，而且在配置时要添加诸如鉴别、加 密和访问控制等功能也增加了复杂性，所以，现在应用广泛的还是s n m p v 2 。 s n m p 最大的特点是简单，容易实现并且成本低；仅仅需要t c p i p 提供 的无连接的数据包传输服务，因此，s n m p 应用实体问通信降低了丌销，减轻 了网络负担，并且s n m p 很容易应用到其他的网络上去。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 2 2 管理信息库m i b 管理信息库1 1 0 】，用来描述、定义管理信息。在m i b 中，定义的管理信息 称为被管理对象。m i b 用来储存收集到得被管理对象的一个虚拟信息存储空 问，m i b 不是数据库，其中也没有可用的值。只有包含在m i b 中的对象才是 s n m p 所能够管理的，例如，路由器维持各网络接口的状态，丢弃的分组和有 差错的报文的统计信息等。m i b 独立于具体的网络管理协议，因此，m i b 不仅 可以被s n m p ，也可以被其他网络管理协议使用。m i b 采用和域名系统d n s 相似的树型分层结构，它的根在最上面，然后依次向下展开，如下图2 1 所示： 图2 - 1 管理信息库的组织结构 m i b 模型是一颗抽象的树，并没有对根进行命名，单个的数据项目以及 m i b 变量就是这棵树的叶子，它的下面定义了三种主要的分支1 1 1 】： 国际电报和电话咨询委员会( c c i t t ) 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 国际标准化组织( i s o ) i s 0 和c c l t t 的结合 在m i b 中每个对象都被赋予一个对象标识符( o l d ) ，以此命名对象，对象 标示符的值是层次结构的。o l d 可以采用数字或名字两种方式命名，一个o i d 是按照顺序从左向后书写的，比如图2 1 的m g m t ( 管理1 结点的标识可表示为 i s o o r g d o d i n t e r n e t m g m t 或者是1 3 6 1 2 。 m i b 中所有的被管理对象，按照所表示管理信息的不同，被分成不同的组。 其优点是使对象的位置安排紧凑、合理，方便分配对象标识符【1 2 l 。m i b i i 中 定义的顶端节点和组结点在o i d 树中的位置如下图2 2 所示： 图2 2m i b l l 中的组结点 ( 1 ) s y s t e m 组 s y s t e m 组包含所有和系统信息有关的被管理对象。 ( 2 ) i n t e r f a c e s 组 i n t e r f a c e s 组包含与系统巾的接口有关的被管对象。 ( 3 ) a t 组 a t 组由一个表构成，表中的每一行完成系统中的一个物理接口地址向网 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 络地址的映射。 ( 4 ) i p 组 i p 组包含i p 协议中的各种参数信息及一些用于性能和故障监测的被管 对象，i p 组由标量对象、地址表、路由表、网络地址以及介质表组成。 ( 5 ) i c m p 组 i c m p 组为每种类型的消息( 包括设备接收到的和发送出去的) 提供了计 数功能，提供从路由器或其他主机向主机传递消息的手段，其基本作用是 反馈通信环境中存在的问题。 ( 6 ) t c p 组 t c p 组包含与面向连接的传输控制协议( t c p ) 有关的被管理对象。 2 3 网络管理功能模型 按照o s i 的定义，网络管理主要包括五个功能域：网络故障管理、网络 性能管理、网络配置管理、网络安全管理和网络计费管理【蚓。这五大功能域 之间既相对独立，又存在着联系，如下图2 3 所示： 图2 3 网络管理的功能域 下面分别对网络管理的五大功能进行阐述【1 3 l 【1 4 1 ： 网络故障管理 网络故障管理是判断、查找、排除网络故障的过程。网络管理的一项重要 的工作就是使网络稳定、可靠的运行，利用网络运行信息分析网络运行的状态， 对网络结构进行优化，监控网络上的异常情况，比如某个设备突然出现异常的 流量，某个设备的端口突然出现大量的错误包等，从而对网络故障提供预警。 网络性能管理 网络性能管理用于对管理对象的行为和通信活动的有效性进行管理。其作 用足维护网络服务质量和网络运营效率。因此，性能管理要提供性能监测功能、 性能分析功能、性能管理控制功能及判断、报告和报警网络性能。这罩的网络 性能主要针对嘲络设备的接口和i p 的性能。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 网络配置管理 网络配置管理负责监控和管理整个网络的配置状态。配置管理是网管系统 的基础，它的主要功能包括发现网络的拓扑结构、监视和管理网络设备的配置 情况。 网络安全管理 网络安全管理的作用是提供信息的保密、认证和完整性保护机制，使网络 中的服务、数据和系统免受侵扰和破坏。安全方案的实施不仅要防范外部网络 对内部网络的诸多攻击，而且还要防范来自网络内部主动发起的攻击，尤其是 非法接入攻击。当然，安全管理系统并不能杜绝所有的对网络的侵扰和破坏， 只能最大限度地防范，以及在受到侵扰和破坏后将损失尽量降低。 网络计费管理 计费管理是用来对使用管理的用户进行流量计算、费用核算、费用的收取。 其目的是控制和监测网络操作的费用和代价。 2 4s n m p v 2 协议 2 4 1s n m p v 2 中的主要协议操作 s n m p v 2 中规定了8 种协议数据单元p d u ( 也就是s n m p 报文) 用于管 理进程和代理之间交换，分别进行介绍： g e t r e q u e s t 操作：由管理工作站发出，从代理进程处提取一个或多个参 数值。 s e t r e q u e s t 操作：由管理者发出，用来请求改变一个或多个对象的值。 g e t n e x t r e q u e s t 操作：由管理工作站发出，从代理进程处提取紧跟当前 参数值的下一个参数值。 r e s p o n s e 操作：应答p d u ，由代理应答管理工作站发出的查询、设置 请求p d u ，是前面三种操作的响应操作。 t r a p 操作：代理发出，向管理工作站报告本地网络事件。 g e t b u l k r e q u e s t 操作：管理站向代理读取表中苦干行的操作。 i n f o r m r e q u e s t 操作：管理站向另一台管理站报告通报的消息。 其中r e s p o n s e 操作、t r a p 操作以及r e p o r t 操作是代理进程发给管理进程 的，其它的5 种操作是由管理进程向代理进程或其它管理进程发出的f 8 j f l 引。管 理端与客户端的 ：作方式如下图2 。4 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 g e t r e q u e s t ， r e s p o n s e g e t n e x t r e q u e s t i n f o r m r e q u e s t r e s p o n s e r e s p o n s e g e t b u l k r e q u e s t 管理者管理者代理 r e s p o n s e s e t r e q u e s t r e s p o n s e r e p o r t trap 图2 4s n m p v 2 操作模型 2 4 2s n m p v 2 的体系结构 s n m p 为应用层协议，它通过用户数据报协议( u d p ) 来操作。在分立的管 理站中，管理者进程对位于管理站中心的m i b 的访问进行控制，并提供网络 管理员接口。管理者进程通过s n m p 完成网络管理。s n m p 在不可靠的u d p 协议之上实现。s n m p 基本体系结构1 1 6 j 如下图2 5 所示： s n m pm a n a g e m e n ts t a t i o n s n m pa g e n t 图2 - 5s n m p 基本体系结构 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 s n m p 体系结构由管理站、代理、管理信息库和通信协议s n m p 构成。管 理站和代理之间共享的管理信息由代理系统中的m i b 给出。代理系统中被管 理对象的集合构成该系统的m i b ，对于管理站，代理通常只提供本系统m i b 的一个子集允许其访问，该子集被称为m i bv i e w 。 管理站中要配置一个管理数据库( m d b ) ，用来存放从各个代理获得的管理 信息的值，是实际的数据库。而m i b 是被管理对象名的集合，是虚拟的数据 库。 管理信息的交换通过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 t r e q u e s t 、t r a p 、 g e t r e s p o n s e 共五个s n m p 协议消息进行，其中前三个消息有管理站发给代理， 用于请求读取或修改管理信息，后两个消息由代理发给管理站，g e t r e s p o n s e 用来对各种读取和修改管理信息的请求进行应答，t r a p 用于主动向管理站报告 代理系统中发生的事件。 2 5 本章小结 本章阐述了s n m p 的总体概况。首先，介绍了s n m p 协议产生的原因、 历史和功能，重点分析了网络管理最核心的部分管理信息库m i b 。然后，s n m p 协议做为网络管理事实上的标准协议，在全球得到了广泛的应用，其网络管理 模型也分为固定的五部分，本文分别对其进行了解释和功能说明。最后对现在 应用最广泛的s n m p v 2 协议从消息格式、主要协议操作等方面进行了详细的介 绍。 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 3 1a s p n e t 2 0 技术 3 1 1 系统开发环境 第3 章相关技术介绍 a s p n e t 是一个统一的w e b 开发平台【1 9 】，它提供了生成企业级应用程序 所必需的全部服务。a s p n e t 是一个编译的且基于n e t 的环境；我们可以用 任何被n e t 支持的语言( 比如m i c r o s o f tv i s u a lb a s i c n e t ，m i c r o s o f tv i s u a l c 撑) 创建应用程序。n e t 平台支持标准的i n t e r n e t 协议，包括h t t p 、x m l 和s o a p ( 简单对象访问协议) ，从而实现异构系统之间的应用程序的集成和 通信【2 1 1 。n e t 平台的核心是n e t 框架，它整合了许多资源和技术( m i c r o s o f t 和非m i c r o s o f t 的) ，形成了一个功能众多的丌发平台。 n e t 框架是一种新的计算平台，它包含了操作系统上软件开发的所有层， n e t 框架大致可分为两个部分，即通用语言运行库( c o m m o nl a n g u a g e r u n t i m e ，简称c l r ) 和n e t 的基本类库。 通用语言运行库是n e t 框架的基础，是n e t 框架的运行时环境。其作用 是负责执行程序，提供内存管理、线程管理、安全管理、异常处理等核心任务。 n e t 的基本类库是一个综合的面向对象的可重用类型集合，统一的类库 提供了调用平台函数的通用方法，例如a d o n e t ，a s p n e t 等。n e t 的基类 库与n e t 框架紧密集成在一起，可被n e t 支持的任何语言所使用。 a s p n e t 建立在n e t 框架类库的基础之上，并提供了由控件和基础部分 组成的“w e b 程序模板”，从而大大简化了w e b 程序和x m lw e b 服务的开发。 a d o n e t 也是建立在n e t 框架的基础之上，它提供了平台互用性和可伸 的数据访问。 n e t 框架的体系结构图如下图3 1 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 图3 1 n e t 框架体系结构图 网络管理系统使用的开发环境为v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 。v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 是进行n e t 开发的工具，也是很好的开发工具，具有十分强大的功能【1 8 】： 第一，它可以自动执行编译源代码的步骤，同时可以完全控制重写他们时 所应用的任何选项，文本编辑器能够配合v s 2 0 0 5 支持的语言，可以动态检测 错误，在输入代码时给出合适的推荐代码。 第二，能够支持许多种应用程序的开发。比如：a s p n e tw e b 应用程序， 用来开发企业级的w e b 应用程序；w i n d o w s 服务，是服务器端的w i n d o w s 应 用程序，随着服务器上的启动而启动，关闭而关闭：w i n d o w s 应用程序，基于 w i n d o w sf o r m s ( w i n d o w s 窗体) 的应用程序，是一种基于图形界面接口g u i 的 应用程序。 第三，许多类型的项目都有创建向导，开发人员只需根据提供的向导一步 步来操作即可，最终生成的项目框架也有提供的一些功能固定的代码，这样就 减少了开发人员从头开始创建一个项目所花的时间。 第四，在开发项目时，v s 2 0 0 5 可以使用高级调试技巧，例如能够一次调 试一行命令，设置断点，并监视应用程序的状态。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 鼍曼! 曼曼曼! 曼曼曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼i i i i i。 i 皇曼鼍曼鼍曼曼曼! 曼! 曼! ! 曼曼寡 3 1 2 系统开发语言 网络管理系统使用的开发语言是c 撑。c 静( cs h a r p ) 是新一代的编程语言， 是m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t 的一部分。它源自c 、c + + 语言，伴随着微软公 司的n e t 框架出现，c 撑毫无疑问地成为用于编写下一代视窗应用程序的主要 语言，这也是n e t 计划的目的所在。简言之，c 撑是一种简单、类型安全、面 向对象的编程语言，语法风格源自c c + + 语言，但c 舞在语法以及思维方面跟 j a v a 非常相近。c 带语言最大的优点是兼有v i s u a lb a s i c 语言的易用性和c c + + 的执行效率。每一个程序员都对c 、c + + 持中立的态度，一方面深爱其强大的 功能和灵活性，但是伴随而来的开发的复杂性又使程序员们望而却步。有一些 语言开发效率比较高，如v i s u a lb a s i c ，但失去了c c + + 的灵活性，并且限制 使用底层代码，不能对现有平台上的高效开发提供有力支持。基于此，微软推 出了c 撑，并且对c 舞寄予厚望：“c 舞是一种类型安全的、先进的、简单的，由 c c + + 衍生而来的面向对象的编程语言，它可以立即被c c + + 的使用者所熟悉。 c 撑的目的就是综合v i s u a lb a s i c 的高生产率和c + + 的强大的功能”。利用c 静可 以方便快捷地建立w i n d o w s 平台的网络应用程序，也可以为c c + + 和j a v a 程 序员提供快速的开发手段1 1 9 】。c 带语言的主要特点包括以下几个方面： 第一，c 撑去掉了全局函数、全局变量和全局常数，而是将它们都封装在一 个类中，即全局的概念退化成类的静态成员，这进一步减少了命名冲突。 第二，c 务只允许单继承，即一个类不会有多个基类，从而避免了类型定义 的混乱。 第三，c 挣去掉了指针，它的指针功能由代理( d e l e g a t e ) 概念来模拟。 3 2 可缩放矢量图形s v g 技术 3 2 1s v g 特点 s v g ( s c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c s ) 可缩放矢量图形是w 3 c 推出的一种丌放 标准的文本式矢量图形描述语言，它是基于x m l 的，用于描述二维矢量图形 的置标语言，是专门为网络而设计的图形格式。s v g 具有以下特点【2 2 】1 4 7 l ： ( 1 ) 是矢量图像 矢量图像，通过为确定每个像素的值指定所需的命令，而不是指定每个像 素的值本身，因此能够使基于数据库信息动态地创建图像，快速连续地显示单 西南交通大学硕士研究生学位论文 第15 页 独图像。矢量图像利用点和线等矢量化的数据描述图像，并在图形中包含色彩 和位置信息。其最大的优点是图像的任意缩放对分辨率没有影响。 ( 2 ) 基于x m l x m l 将网站的内容和框架完全分离，通过定义结构数据类型，网站用户 能够自主地利用客户端程序显示和处理数据，具有很好的扩展能力。s v g 是完 全基于x m l ，因此具备很好的扩展性，而且可以不受限制地与j a v a s c r i p t 脚本 语言混合在一起。 ( 3 ) 采用文本来定义图像 与传统的图像格式不同，s v g 的文件格式是文本的，因此，我们可以不用 任何图像处理工具，仅用记事本就可以生成一个s v g 图像并且仅利用记事本 就可以打开进行编辑。s v g 图像是纯文本格式，因此不受操作平台的限制，可 以跨平台作业 ( 4 ) 具有交互性和动态性 由于网络是动态的媒体，s v g 要成为网络图像格式，必须要具有动态的特 征，这也是区别于其它图像格式的一个重要特征。s v g 是基于x m l 的，它提 供无可匹敌的动态交互性。 ( 5 ) 完全支持d o m d o m ( d o c u m e n to b j e c tm o d e l 文档对象模型) 是一种文档平台，通过d o m 的接口，外部应用程序使用脚本语句可以很方便的做出s v g 动画。 ( 6 ) s v g 支持矢量滤镜 利用s v g 支持的矢量滤镜，可以创作出各种滤镜效果，而且这些滤镜效 果在出现后是可以调整的。s v g 使用的滤镜效果不直接针对像素进行操作，而 是作为对象的一个独立属性存在文本中，对图像效果的修改仅仅是调整图像的 这一属性，而且调节任务可在客户端进行。 3 2 2s v g 应用 基于s v g 以上特点，我们首先利用s v g 编写一个模板，其实也就是相当 于一个框架。然后在这个模板上填充代码，形成实时监控图。在i e 浏览器上 使用s v g 需要下载并安装s v g v i e w 插件。 以该系统中编写的s v g 的典型代码为例来进行讲解s v g 的应用。 n e t w o r kf l u x m i n i m u mo l o w e rl i m i t1 0 2 0 3 0 代码中主要属性说明：p a t h 属性指定路径( 路径是一系列命令，用来创建 作为图像一部分精确定义的形状) ，f i l l 属性指定用来填充内部对象的颜料， s t r o k e 属性指定元素外边框的外观，s t r o k e w i d t h 属性指定笔画线的宽度，l i n e 属性指定两个坐标之间的连线，p o l y l i n e 显示顶点在指定点的一组线，( x ，y ) 用来指定坐标位置。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 3 3h ps n m p + + 开发包 3 3 1s n m p + + 开发包特点 s n m p + + 是h p 公司提供的丌发基于s n m p 网管应用程序的应用程序编程 接口，是为网络管理应用开发者提供s n m p 服务的一系列c + + 类。s n m p + + 并 不是在已有的s n m p 引擎上的一个附加层。为了更能够保证移植性和高效性， s n m p + + 总是最少地利用已经存在的平台相关的s n m p 库【1 7 】【2 3 1 。h ps n m p + + 开发包具有以下特点： ( 1 ) 内存管理方面。在创建或销毁一个对象时，s n m p + + 类负责该对象使 用资源的申请和释放，不用担心使用s n m p + + 对象而引起资源或内存泄露问 题。 ( 2 ) 可移植性强。s n m p + + 中所有的类都是由c + + 代码编写的，在不同的 平台提供统一的应用程序编程接口，因此不需要做任何改变就可以移植到其他 的平台。 ( 3 ) 提供超时和重传机制。s n m p + + 在t a r g e t 类中提供了超时和重传机制， 程序员只需设置参数就可以实现超时和重传功能。 ( 4 ) 支持t r a p 的发送和接收。使用s n m p + + n - a f 以实现t r a p 的发送和接收， 并且可以调整t r a p 发送与接收时使用的u d p 端口。 3 3 2s n m p + + 类介绍 s n m p + + 使用c + + 语言编写，因此充分利用了面向对象的编程技术，s n m p 编程涉及的所有数据结构，全部被封闭在相应的类中。所有的底层操作细节， 对使用者来说是完全透明的，使用者只需要设置好相应