（计算机应用技术专业论文）基于web的嵌入式网络管理系统的设计与实现.pdf

嚣薅交遵夹攀辕圭臻突警攀经论文筹i 页 摘要 髓着网络的迅速发媵，薪技术、新设铸层如不穷，网络豹构成也日趋复 杂。秀了瓣络嚣正鬻运零亍窝藏务痰量戆僚程，对孵络豹鸯效管理纛越来越 熏骚。网络管理就是掇据用户的需要控制并优优网络资源，毽括对网络的 楚撬窝控铡。为了潢怒这些嚣求，涌现了许多瓣络骜理静橱毽。j a v a 管理扩 展( j m x ) ，是s u n 微系统公司握出的一察蒺于j a v a 技术的伉秀管理椴架。基 于j m x 技术，我们开发了一套网管代理管理系统，通过这个系统，可以通 过w e b 对嬲络资源进褥管理。 零论文毽括2 部分：第一郝分分橇了蠛蠢酶两络管理疆繁张墓予w e b 网络 管理豹现状：第二部分设计了一套网络管联系统颓提供了一套搿发包。 零论文善先奔绥了溺终蛰蘧戆基本穰念，分耱了瑗毒璃络管鬓禳鬃静饶缺 点，介绍了现在网络管理研究的热点问题。接着介绍了现有基于w e b 网络管理 的现状并分析了基于w e b 网络管理的两个重要标准：j m x 葶妇w b e m 。然后阐 述了粼终黪瑾系统豹设计掰要考虑懿因素势提供了藏终管理系统浆系统钵系结 掏取过程缭构。最后搬搬设计开发了一套阏络管理系统。现代网络的发展，为 网络管理提爨了薪的需求：对潮络暇务提供盛罔缀的管理。我们歼发鹣这套鼷 终镑理系统，为适应新嫠网络鹃管理提供了一个藏例系统。逶i 雯这套系统，霹 以对网络资源进行更加有效的管理。 关键淫：嬲终警联；瓣终警瀵系统；j a v a 答理扩淡；楚擎嗣终镑理秘议：超文本 传输协议 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t n e t w o r km a n a g e m e n ti st oc o n t r o la n do p t i m i z et h eo p e r a t i o no ft h en e t w o r ka n dt or e s p o n dt oc h a n g i n gu s e rr e q u i r e m e n t s t h em a n a g e m e n ti n c l u d e s t h ec o n t r o la n dm o n i t o r i n go ft h en e t w o r k t os a t i s f yt h i s r e q u i r e m e n t s ，d i f f e r e n t m a n a g e m e n t s t a n d a r d sa r e d e v e l o p e d ，s u c ha sj a v am a n a g e m e n te x t e n s i o n s ，w h i c h ag o o dm a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r et h a td e v e l o p e db ys u n m i c r o s y s t e m s ，i n c b a s e d o nj a v am a n a g e m e n te x t e n s i o n s ，w ed e v e l o pas e to f a g e n tn e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e m b yt h es y s t e m ，u s e r sc a nm o n i t o ra n dc o n t r o ln e t w o r kr e s o u r c e st h r o u g h w e bb r o w s e r t h et h e s i sc o n s i s t so ft w op a r t s p a r t i ( c h a p t e r2 - c h a p t e r3 ) a n a l y s e st h e p r e s e n ts i t u a t i o no fc u r r e n tn e t w o r km a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r e sa n dw e b - b a s e d n e t w o r km a n a g e m e n t i np a r ti i ( c h a p t e r4 - c h a p t e r5 ) ，w ed e v e l o pas e to fa g e n t n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ma n dp r o v i d eas e r i e so f d e v e l o p m e n tt o o l k i t s c h a p t e r1p r o v i d e sa b a s i cd i s c u s s i o no fn e t w o r km a n a g e m e n t c h a p t e r2i n t r o d u c e st h ef u n d a m e n t a l c o n c e p to fn e t w o r km a n a g e m e n tf i r s t l y l a n dt h e na n a l y - s e st h ec o m m o nn e t w o r km a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r ea n dt h ea d v a n t a g ea n dd i s a d v a n t a g eo ft h e m a tl a s t ，t h eh o t s p o t so fn e t w o r km a n a g e m e n tr e s e a r c ha r e i n t r o d u c e d c h a p t e r3i n t r o d u c e sp r e s e n ts i t u a t i o no fw e b - b a s e dn e t w o r km a n a g e m e n ta n da n a l y s e st w ow e b - b a s e dn e t w o r km a n a g e m e n ts t a n d a r d s ：w b e m a n dj m x c h a p t e r4 e x p l a i n s t h ei s s u e so fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e md e s i g na n dp r o v i d e st h ea r c h i t e c t u r ea n dp r o c e s ss t r u c t u r e c h a p t e r5s p e c i f yt h e i m p l e m e n t a t i o no ft h i ss y s t e m t h ef i n a lc h a p t e ri st h ec o n c l u s i o no ft h ed e s i g n ，i m p l e m e n t a t i o n ，p r o b l e m sa n d i t sp o s s i b l es o l u t i o n s k e y w o r d s ：n e t w o r k m a n a g e m e n t ；n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ；j a v am a n a g e m e n te x t e n s i o n s ；s n m p ；h t t p 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 引言 第一章绪论 近几年来，通信技术和计算机技术迅猛发展，新技术、新设备层出不穷。 与此同时，无论电信网或计算机网络，其复杂性和规模都成指数增加。由此而 导致的网络类型的多样化、服务种类的增加和设备来源的复杂，如何对这样的 网络进行管理，从而保证可靠的服务质量，是对网络管理人员和开发人员的一 个挑战。在这里，我们提到的网络，可以是电信网络也可以是计算机网络，尽 管两者在设备和服务等一些细节上还是有所不同，然而就管理而言，它们基本 上是相同的，在管理结构和管理技术上没有太大区别。在本文中，如无特别说 明。我们主要涉及对计算机网络的管理。 当前计算机网络的发展特点是：网络规模不断扩大，复杂性不断增加，网络 的异构性越来越高。一个网络往往由若干大大小小的子网组成，集成了多种网 络操作系统平台，包括不同厂家、公司的网络设备和通信设备等。同时，网络 中还有许多网络软件提供各种服务。随着用户对网络的性能要求越来越高。如 果没有一个高效的网络管理系统对网络系统进行管理，那么很难保证为广大用 户提供令人满意的服务。网络管理是网络发展中一个很重要的关键技术，对网 络的发展有着很大的影响，并已成为现代信息网络中最重要的问题之。 网络管理是通过规划、监视、分析、扩充和控制网络来保证网络服务的有 效实现，随着网络规模和复杂性的增加，网络管理已经成为保证网络高效、稳 定、安全可靠运行的必要手段，是整个网络系统不可缺少的重要部分。 近年来，i b m 、d e c 和c a b l e t r o n 等著名公司在制订未来的完整网络解决方 案时，把网络管理列为“未来网络结构”的三大关键技术f 高速交换技术、虚拟 网络技术、网络管理技术) 之一。网络管理的作用越来越重要，其研究与发展已 引起世界各国的普遍重视。 1 2 课题研究背景及意义 由于网络的发展速度日益加快，现在，不但政府、大中小型企业，甚至个 人都陆续上网。无庸置疑，网络的发展为人们的信息交流和资源共享带来了方 便侠捷的途径。不过，由不同厂家不同设备及多种协议等形成的异构网络给网 络系统带来了网络系统的复杂性，使网络管理变得日趋困难。这是因为一方 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 面，随着网络应用的不断普及，人们对网络的依赖程度越来越大。用户不再满 足于网络连通性的要求，他们希望更快的速度、更高的质量和更好的安全性来 访问网络。另一方面，网络的普及，使得没有足够的专业人员对网络进行管 理，或专业人员的素质不高。所有这些，都将导致需要强大的、方便易用的管 理工具来管理这些网络资源。 传统的网络管理平台是专用的网络管理平台，不但价格昂贵，对网络管 理人员的素质要求较高，而且系统复杂，不适合中小型企业和个人使用。随 着w e b 技术的成熟，网络管理系统的实现有了新的选择，就是不要求专用客户 端、支持分布式管理、界面友好且可以动态扩展和更新的“基于w e b 的网络管 理系统”。将w e b 技术引入网络管理中，可以使用户方便简单的管理网络和系 统，并且很容易更新和定制，满足不同的需求。 基于上述的w e b 管理的好处，基于w e b 的研究和产品也多种多样，参差 不齐。大部分的管理厂商开发的基于w e b 的网络管理产品是基于代理方式 的w e b 管理，对于这种管理方式的优缺点将在下章阐述。这种方式开发较 容易，也很容易和现有的网络设备集成，但对网络设备的控制较少，不容易实 现。这就导致了现有的网络设备的配置大多仍采用基于t e l n e t 或s s h 的命令行方 式。基于这些不便，我们决定开发一种嵌入式的w e b 网管系统，来解决现有网 络设备配置复杂的问题。 1 3 课题研究的内容 本课题主要研究计算机网络的管理问题，主要实现对关键设备的管理和控 制，不仅包括网络资源的监控，还包括对主机资源的控制。论文主要结合当前 网络的需求特征，研究嵌入式的w e b 网络管理技术，内容包括以下几个方面： 1 研究现有的网络管理体系结构框架及其集成管理技术。 2 在基于w e b 的网络管理基本模型的基础上，结合当前先进的网络管理框 架j a v a 管理扩展，研究嵌入式w e b 网络管理系统，并对其实现做了深入 的实践，开发了一套可以实际运行的范例系统。 1 4 论文组织结构 本论文是从网络管理理论研究和应用系统的开发两方面展开的。首先论述 了网络管理的基本理论以及现有的网络管理体系结构发展，分析了现有网络管 理体系结构中存在的问题和发展方向，然后阐述了基于w e b 网络管理的两种 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 方案及其实现技术，最后结合现有的网络需求特征，设计和实现了一套范例系 统。 本论文的具体组织如下：第1 章引言，介绍网络管理系统的演变，说明课题 背景、意义和主要研究内容。第2 章网络管理概述，阐述了网络管理的基本需 求、网络管理体系结构的发展，分析了现有网络管理体系结构存在的问题和现 有网络管理的研究现状。第3 章基于w e b 的网络管理，论述了w e b 网络管理的 好处、标准和现有的两种实现方式。第4 章设计，论述了系统需求、总体设计和 详细设计。第5 章实现了一套基于嵌入式的w e b 网络管理系统。最后对论文进 行系统总结，分析工作中的得失和经验教训，提出了本课题的未来实现构想。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 第二章网络管理概述 2 1 网络管理的需求 从用户的角度讲，一个网络管理系统应满足以下要求h 1 提供网络监视和控制两方面的能力 网络监视功能可以使管理员掌握网络当前状态，而网络控制能力可以使管 理员采取措施影响网络的运行状态。 2 能够管理尽可能多的网络协议 现代网络体系结构是分层设计的，网络的功能和完成这些功能的协议也是 分层的，不同层次的协议完成不同的功能，也可能处于不同的运行状态。 因此通用的网络管理系统应该管理网络中尽可能多的协议。 3 尽可能大的管理范围 不同的协议就意味这不同的功能，因此在管理尽可能多得协议的同时，还 应该考虑网络管理的范围。不仅管理基本的网络设备，还应该管理应用层 的网络应用。 4 尽可能小的系统开销 管理范围的扩大势必影响系统的开销和网络的流量，网络管理程序必须保 证对系统和网络的影响保持在一定的范围内。 5 可以管理不同厂家的网络设备 现代大多数计算机网络一般由不同厂家提供的设备或同一厂家提供的不同 设备连接而成。网络管理和运行应该不受具体设备的限制。 6 支持不同的网络管理系统 大型计算机网络一般都连接不同的城域网或局域网，这些网络可能由不同 的网络管理系统进行管理。尽可能支持不同的网络管理系统，形成全网统 一的网络运行机制是十分必要的。 7 网络管理的标准化 为了更好的管理不同厂家的网络设备，支持不同的网络管理平台，就需要 制定网络管理标准。国际标准化组织( i s o ) 和i n t e r n e t 工程任务组( i e t f ) 各 西南交通大学硕士研究生学位论文 第5 页 自发展了一整套网络管理标准。在设计和运行网络管理系统时，应该采用 标准化的网络管理机制和协议。 2 2 网络管理体系结构 一个管理架构通常由四组标准组成。信息模型侧重于管理信息的建模和规 范说明，组织模型则侧重于管理实体和受管实体间的任务分工和协作形式，通 信模型确定了管理信息通信的可能性，而功能模型则定义了分解复杂管理任务 的可能性。在这儿，本节从一般角度而不是与专用的体系结构相结合的方式来 考虑子模型，详细的介绍请参见【2 6 】。 信息模型定义了被管资源的描述框架。管理对象( m a n a g eo b j e c t ) 是在网络 中进行管理操作的网络资源特性的抽象表示。所以，信息模型必须具备规范对 象如何被标识、它由哪些部分组成、它的行为特征、它如何操作、和其它管理 对象的关系及如何利用管理协议对其进行操作等问题的能力。现在，大多数的 管理系统都使用管理信息库m i b 作为信息模型。 组织模型定义了操作执行者、它们的角色以及它们相互协作的基本原则。 目前存在两种管理协作形式：一种是具有非对称层次结构协作形式的管理者一 代理模型，另一种是完全对称的协作形式。o s i 管理和i n t e r n e t 管理一般采用前 一种协作形式，c o r b a 采用后一种协作形式。 通信模型定义了为实现操作执行者之间的信息交换所需的概念。通信模型 需要处理下面的一些问题：规定通信伙伴；规定通信机制；为通信数据结构定 义语法和语义：将管理协议嵌入到服务体系结构或底层通信体系结构的协议层 次中去。 功能模型定义了若干功能管理域( 如配置管理、故障管理、性能管理等) 和通用的管理功能。管理模型根据这些独立的管理域定义功能、服务以及实现 这些功能所需的管理对象。 如果在一个异构环境中集成不同厂商的产品进行集成管理，无疑应该在多 厂商基础上对以下的一些方面进行规范：管理对象的描述( 信息模型) ；对组织 形式、任务划分和协作形式的处理和支持( 组织模型) ；对实现管理目标而进行 的通信过程的描述( 通信模型) ；结构化管理功能( 功能模型) 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 2 3 标准网络管理体系结构及其信息模型 2 3 1 基于o s i 的网管体系结构 o s i 网络管理平台使用公用管理信息协议( c m i p ) 访问代理提供的被 管信息，代理含有被管信息树( m i t ) 数据库。管理平台能够利用c m i p 以 创建( c r e a t e ) 、删除( d e l e t e ) 、检索( g e t ) 或设置( s e t ) m i t 中的被管对 象m o ，申请操作( a c t i o n ) 或接收事件的报告( e v e n tr e p o r t l 2 9 1 。 m i t 包含位于分级分类数据库树中的m o 的实例。被管信息存储在内部 节点和树叶节点中，m i t 是可以动态变化的，m o 的实例存储在单独的节点 中。m i t 提供对被管对象唯一的标识符。在一棵特定m o 实例对应的子树下， 可包括局部唯一的对象实例标识符以区别同一根节点的不同叶子对象信息， 将此标识符从树根沿着m i t 路径到给定节点连接起来，即得到全局唯一的标识 符d n 。c m l p 使用标识符识别一个节点和访问节点的被管信息。 d n 决定于m i t 特定的编排和内容，由于被管对象可能动态增删，所以访 问m i t 的主要方式是扫描子树找出所要的信息的位置，一个m i tg e t 的访问通 常引起一个满足过滤判定标准的子树全部信息的成批检索，因此成批检索和选 择性检索是m i t 访问的主要方式。被管对象除了数据属性，同时包括可以作为 管理防问的一部分被直接申请的操作( 方法) ，被管对象也可以将事件报告给管 理者。 管理信息结构s m i 在o s i 模型中起着中心作用，它的描述基于一种扩展的 面向对象数据模型一一被管对象定义准则g d m 0 。m o 在g d m o 中与o o 中的类 一样，提供封装数据的模板以及与被管实体有关的管理操作和方法，但m o 将 事件报告类包括其中，它不同于传统0 0 中的同步消息传递，而是可以独立地 产生，被管对象异步地发起事件报告而不需要管理者参与。m o 支持继承的能 力，可以定义抽象的数据、操作和事件。由于类继承，子类可以代替被继承的 部分并增加新的属性、操作和事件。 在o s i 的s m i 中，被管对象间的关系可以明确的以关系属性定义，如“包 含”“对等”以及“备份”等，类似数据库的网络模型，但是在o s i 中没有定 义扫描关系的机制。管理信息定义d m i 利用g d m o 的语法定义和登记m o 结构 及其相应的模板、对象类以及各种已定义实体间的关系。在o s i 的d m i 定义的 大量s m i 基础上，可以设计和建造新的m o 结构，主要步骤为： 1 识别类结构和m o 之间的继承关系以将它组织到反映包容关系的m i t 子树 西南交通大学硕士研究生学位论文 第7 页 中： 2 使用g d m o 设计和规范m o 的语法结构 3 将m o 的实例定位于m i t 2 3 2t m n 和t i n a i t u t f 前c c i t t ) 定义了具有标准协议、接口和结构的电信管理 网t m n 。t m n 的重心是定义电信网络管理的功能，t m n 的模型分为若干物 理和逻辑的功能模块，以及模块间的参考点和接口。 电信环境的管理仍然是一个基于管理者一代理模式的分布式应用，它们之 间的通信关系仍然可以使用c m i p 等0 0 协议实现。为了有效定义不断增加的被 管资源集合，t m n 的网络管理信息模型采用o s i 模型，包括对象定义及其标识 符命名机制都是如此。在m 、3 1 0 0 系列标准中定义了所有种类电信网的资源的被 管对象集。 t i n a 的管理体系结构吸收了i s o 和i t u t 各自以及共同的标准体系，包 括o s i 管理功能域的划分、管理者一代理关系、o d m a 对被管对象计算接口的 扩充定义、t m n 功能分层以及i s oo d p 的视点概念。t i n a 的管理体系结构明 确定义了域的概念和结构以及功能之间的关系，如包含和集合一元素关系、管 理一被管和对等关系。将t i n a 管理体系结构应用到t i n a 体系结构要求定义网络 资源信息模型n r i m ，对应于t m n 的元素管理层e m i 和网络管理层n m l 。 n r i m 是t i n a 已经明确定义的管理信息模型，集i s 0 和i t u t 之大成，也 吸收和认可诸如a t m 论坛这样的组织的成果n r i m 已经定义和描述的部分 包括网络、连接、终端点、域和管理支持、资源配置、故障管理和计费管 理7 个方面的网络资源对象。n r i m 规范运用q u a 8 i g d m o 进行描述q u a s i g d m o 与g d m 0 的主要区别在于：对象不包含标识其身份的属性；对象之间 的关系由抽象的关系类而不是关系属性描述。在n r i m 的网络体系结构中参 照a t m 和s o n e t 等电信网络协议体系，引入了一些诸如流( s t r e a m 和f l o w ) 、 终端点( t e r m i n a l i o n p o i n t ) 、层网络和迹( 1 a y e rn e t w o r k 和t r a i l ) 以及子网和链 接( s u b n e t w o r k 和l i n k l 的概念。 以资源配置为例，n r i m 的相应部分定义了要能进行配置管理网络资源必 须提供的信息，网络配置管理的功能体系结构可以在此基础上延伸定义额外 的信息元素。n r i m 的资源配置部分包含c o n f i g u r a b l e ，c o n f i g u r a t i o n m a n a g e - m e n t d o m a i n 和a t t r i b u t e v a l u e c h a n g e r e c o r d 等对象类型，以及c o n f i g u r a t i o n m a n a g e d b y 和r e p o r t s c o n f i g u r a t i o n e v e n t s t o 两个关系类。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 2 4i n t e r n e t 网络管理框架 2 4 1s n m p 网络管理协议 i n t e r n e t 网络管理体系结构随着s n m p 协议的进化逐步向标准化靠 拢，i e t f 提出s n m p 的第2 和第3 版本时都同时给出定义s n m p 管理框架 的r f c ，不管在哪个版本，s n m p 网管框架都包括若干包含命令响应器和通 报产生器的实体( 即传统意义上的被管代理) 、至少一个包含命令产生器和通报 接收器的实体( 即传统意义上的管理者) 、在两种s n m p 实体问传递管理信息的协 议以及管理信息 2 4 , 3 0 】。 管理框架是模块化的体系结构，而不仅仅是一个传递数据的协议，它还定 义在不同配置环境下进行有效管理的机制，主要关心不同实体在实现时的设计 规范。管理框架的规范包括一个数据定义语言d d l 、管理信息的定义( 或管理 信息库m i b ) 、一个协议的定义以及安全管理等。由于当初考虑到模块化的易移 植性，尽管从s n m p 的第1 版到第3 版其组成部分的定义越来越丰富和清晰，其 基本的体系结构仍然保持一致，这种能力甚至方便了基于s n m p 的i n t e r n e t 网络 管理向基于o s i 协议的管理模式迁移。为此，s n m p 框架的结构包含了协议无关 的d d l 和m i b 以及与m i b 无关的协议，因而，s n m p 协议的替换无须重新定义 和实施配置原有的管理信息 s n m p 第1 版定义了描述和命名网管对象的机制一一管理信息结 构s m i ( r f c l l 5 5 和简约的r f c l 2 1 2 ) 以及用于网络访问被管对象的简单网络管 理协议s n m p 。s m i 对应d d l ，s n m p 协议描述通过协议数据单元p d u 在变量 列表上进行的协议操作：g e t ，g e t - n e x t ( g e t - b u l k ) ，t r a p ( g e tr e - s p o n s e ) 和s e t 。p d u 通过无连接运输层服务封装的建议以及s n m p 第3 版中 关于安全管理的概念都在s n m p 第l 版中出现。s n m p 第l 版的应用实体和协议实 体等概念对应第3 版的应用和引擎等概念，身份鉴别和访问控制的概念到第3 版 中不仅扩充了其它服务而且明确定义了基于视图的访问控制模型( v a c m l 。 s n m p 第2 版相对于第1 版引入了6 4 位计数器等新的数据类型、提高效率和 性能的g e t - b u l k 操作、确认的事件通报i n f o r m 操作、丰富的错误处理以及细 致调整的d d l ，支持行创建和删除。s n m p 第3 版可以看做s n m p 第2 版加上安 全及其管理，新的特征主要包括s n m p 协议及其使用者之间的安全机制和管理 策略。 s n m p 的d d l 规范主要定义在s m i v 2 ( r f c 2 5 7 8 ) ，己经成为i n t e r n e t 标 准s t d 5 8 ，它定义基本的数据类型、数据模型以及m i b 模块的书写和修订规 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 范( r f c 2 5 7 9 和r f c 2 5 8 0 保证模块的可理解性和兼容性1 。 m i b 模块通常包含对象定义，也可以包含通报定义，有时还包含相关对象 组的依从性描述。基于此，m i b 模块定义的管理信息是由被管节点维护，可 被管理实体远程访问，通过管理协议传递以及由管理应用操纵。m i b 模块依 照d d l 定义的规则定义，原则上是基于s m i 及其相关规范。标准的m i b 模块数 量庞大并在不断增长，i e t f 当前已经认可的1 0 0 多个m i b 模块定义了约1 0 0 0 0 多 个对象。除此之外还有更多数量的由不同公司、研究机构、论坛供应的企业特 有m i b 模块及其定义的无法计算数量的未知对象。 除了个别特例，如6 4 位计数器无法由s n m p 第1 版协议处理外。所有m i b 模 块能够同时兼容和支持多个版本的s n m p 协议。 2 4 2s m i v 2 和m i b s s m t v 2 是o s i 的a s n 1 的一个适配集合，它用来定义网络被管对象， 被管对象的集合可以看做由一个个虚拟的信息库存储，这些信息库就是 定义相关对象集合的m i b 模块。从数据库的观点来看，s m i 对应数据定义语 言d d l ，s n m p 协议原语可以看做数据操作语言d m l 。 s m l 分为3 个部分：模块定义、对象定义以及通报定义。模块定义用 以描述信息模块，宏m o d u l e - - i d e n t i t y 用以简约传达一个信息模块的 语义。对象定义用以描述被管对象，宏o b j e c t - t y p e 用以简约传达一个 被管对象的语法和语义通报定义用以描述网络信息的非请求传送， 宏n o t l f i c a t l 0 n t y p e 用以简约传达一个通报的语义。 一个信息模型是一个定义有关网络管理的信息的a s n 1 模块。s m i 添 加了额外的限制条件来描述标准的信息模块，并且建议企业特有信息 模块与此匹配，存在3 种典型的信息模型：m i b 模块，它使用o b j e c t t y p e 和n o t i f i c a t i o n t y p e 宏定义相互间有关联的被管对象；m i b 模块 的依从性描述，使用m o d u l b c o m p i a n c e 和o b j e c t g r o u p 宏；代理实 现的能力描述，使用a g e n t _ c a p a b a l i t i e s 宏。 在此基础上，s m i v 2 定义了简单语法和应用语法，分别应用a s n 1 内 置的数据类型和网络管理应用特定的数据类型，即i n t e g e r ，o c t e t s t r i n g ，o b j e c ti d e n t i f i e r 和i n t e g e r 3 2 ，i p a d d r e s s 等共1 1 个数据类型。 继而利用o b j e c t t y p e 宏可以定义一个被管对象的变量及其相关的数据类 型，以及存取方式、状态和路径标识符。路径标识符明确m i b 子树的位置，子 树的根( 内部节点) 的标识符通过数字与其父节点标识符连接构成，被管对象变 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 0 页 量对应的内部节点和叶子节点都通过对象标识符0 i d 来区分。表格由一串行元 素构成，行确定列，列作为表格子树的叶子节点。 设计s n m p 的m i b 的步骤包括： 1 l 自上丽下创建m i b 树结构以表示系统的逻辑组织： 2 确认需要通过表格的被管对象变量： 3 在树叶节点中定位非表格和表格数据； 4 建立m i b 树的s m i 规范并编译到被管对象代理模块。 2 4 3s n m p 框架的几种扩展 2 4 3 1 d p i $ i l a g e n t x 鉴于s n m p 协议的m i b 是静态定义的，在i e t f 认可s n m p 的同时，i b m 等 公司及研究机构提出并实现了一种可以由用户动态增加、删除或修改本 地m i b 变量的机制。s n m p 分布协议接口d p i 【5 在被管对象代理之外定义若 干个子代理，s n m p 管理者仍然向被管对象代理发起对象变量操作，但是对 于不属于被管对象代理内含m i b 定义的变量的或者代理运算能力不能处理的 操作请求将转发给子代理进行进一步的处理。代理与子代理之间的通信协 议d p i 与s m i 或s n m p 的p d u 编码解码规则独立。 d p i 予代理是依赖于系统环境的进程，它通过t c p u d p 的s o c k e t 端口 与s n m p 代理建立连接：它可以通过o p e n 和r e g i s t e r 报文在代理的m i b 库 上注册一个或多个新的子树，代理以r e s p o n s e 报文响应成功或错误；代理接 收s n m p 报文而后根据g e t ，g e t - n e x t ，g e t _ b u l k 或者s e t 对新子树的操 作要求向子代理发出相应的d p i 报文，除这4 种外还有c o m m i t 和u n d o ，子代 理对这些请求产生r e s p o n s e 响应，代理向管理者返回s n m p 的r e s p o n s e 报 文时包含子代理的响应数据；子代理通过t r a p 类d p i 报文报告特定事件；代理 和子代理之间通过u n r e g i s t e r 或c l o s e 报文撤销或终止操作和连接；子代 理通过a r b y o u t h e r e 探询代理的连接状态。s n m p d p i 对应的m i b 定义了 与d p i 有关的对象变量，同时d p i 定义了上述诸多报文的语法，包括大量错误信 息的编码等。 代理扩展( a g e n t x ) 协议1 1 9 l 的基本思想与d p i 雷同，即通过多个子代理复 用处理s n m p 协议要求代理进行的m i b 操作，但a g e n t x 力图提出一种标准规 器瘫交瀵大学醭圭鹾突生攀辍论文第l l 簧 范各种扩展代理的实现机制。在a 龄n t x 中俄于标准传输地址接收s n m p 报文 的代理称佟烹代理，主代糕鞠予代理之阉遇避协议建立逡接强瓣处理攘癍 的s n m p 请求。a g e n t x 明确邈义一种框架，详尽阐明主代理和子代理的概念 _ 耱功然、两耱代理阅通信协议、两辨代理的角色、它们对予m i b 操作的逶鼹 瞧爨越靛) 、设诗嚣殍发暇粼、登簸实理豹霹挺。a g e n t x 终议提供主我逐器 子代理邋僚祝翩，冀p d u 编稻、语法及其运输联镶议映射豹定义魄d p i 更蕊 硬糍，墩驻粕复杂，戳致状悫转移表被霸寒撼述a g e n t x i t 夔饺协议簸理过程懿 要素。a g e n t x 的p d u 大约肖1 6 种，分别是：a g e n t x o p e n p d u ，a g e n t x - c l o s e - p d u ，a g e n t ) ( - r e g i s t e r p d u ，a g e n 七x u n r e g i s l e r - p d u ，a g e n t x - g e t p d u 等。 2 4 ，3 。2 s c r i p tm i b 醚辫努帮式瓣络管遴研究静深入，豫了 e t f 狠早就定义酌管理者管 理者m i b ( r f c l 4 5 1 ) 提供管理街应用之间的简单协作机制外，y e m i n i 等人提 出懿m b d ( 基予委撬瓣譬瑷 模型鼹患弓| 越广溅黧援，将黛孛戏耀警模斌 中管理者的功能分布到远端的被臀对象代理本地的思想深入人心，s c r i p t m i b 拔管对象鲍定义( r f c 2 5 9 2 ) 帮脚本m i b 扩箴按议( s m x - - r f c 2 5 9 3 ) 鼗 是i e t f 熬蕊s 瓣a n 工露缎豹藏荣。 网络管瑷功能戳管理脚本语言m s l 的澎戏黍强分散酌管缀者在s c r i p t m i b 懿羧铡t 运行鼹褥。遴避s n m p 擐文霹稳藏s c r i p tm i b 变量懿撩俸，提 供传输、初始化、挂超、恢烈、终止筲理脚本和j | 矗视控制运行中的脚本以及传 输脚本参数秘结果的能力。分散的管瑗者由察瓣s c 穗珐m i b 熬s n m p 协议实体 帮被巍为葵被管资源鹩运褥蓑筑环境构成，该运行暴统必须姥够支持撼应鹁脚 本钱羁撬萼予，它藏嚣露淤楚一个s n 疆擎痤滔。 s c r i p tm i b 定义熬s m l a n g t a b l e 帮s m e 蕊蜮鹣猫e 燕要有关该粼鹅支持豹 语言及熊扩展的信息，热测的语亩有j a v a ( 慕于康拟机) 和t d ( 熬于解释 嚣) 。s m s c r i p t t a b l e 纛s m c o d e t a b l e 包食一今s c r i p tm i b 支持懿联褥黾安装 的脚本捌液及其代码，怒委托管理的s n m p 实体的脚本存储器的攘 1 ：3 。s m l a u n e h r a b l e 描述即姆准簧启动的嬲本的信息，始s m l a u n c h o w n e r 与 瓣奉运行进程审蕊安全撬制蠢荚，叉懿将s m l a u n c h s t a r t 交量s e 韵蕊i 姆瘸魂蘑 盛的脚本运行，所以该交量称作寤动羧钰。掰露您经瘸动运籍豹或者鼹近磷跚 结束驰脚零售惑存德旋s m r u n t a b l e 中。s m r u n l i f e t i m e n l s m r u n e x p i r e t i m e 定 义脚本的嫩命周期。w 写入的8 m r u n o o n t r o i 变墩用来控制脚本的落行状态f 挂 起、恢复和撤销等1 。 s m x ( s c r i p tm i be x t e n s i b i l i t yp r o t o c 0 1 ) 定义蚕抵警理帮维护特定s c r i p t 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 2 页 m i b 的代理与其本地脚本运行环境之间的通信协议，便于扩充新的脚本运 行环境。s m x 通信基于本地的t c p s o c k e t ，端口号由环境变量s m x p o r t 定 义：s m x 的安全体系依赖于本机操作系统。s n m p 代理与脚木运行环境之间 的交互命令包括建立联系的h e l l o 、启动脚本运行的s t a r t 、挂起运行中的脚本 的s u s p e n d 、恢复运行挂起的脚本的r e s u m e 、中断脚本运行的a b o r t 、查询脚 本运行状态的s t a t u s ，运行环境还异步地发起r e p l y 通报。s n m p 代理根据 针对s c r i p tm i b 的操作请求发起上述命令，并根据运行环境的回答发出响应 的s n m p 报文。s m x 的语法和编码规则自成体系 值得一提的是s c h e d u l i n gm i b ( r f c 2 5 9 1 ) 提供了设置和建立管理操作计划的 机制，特定的管理功能( 女d p i n g ) 脚本可以编排成计划，遵循一定时间规则周期地 或者在特定时间启动执行，使得管理操作的分散方式更加灵活。 此外，i e t f 的相关工作组( d i s m a n ) 针对几个主要的管理功能提出的标准 的r f c 2 9 2 5 。以定义新的m i b 规范针对p i n g ，t r a c e r o u t e 和l o o k u p 等远程操作的 控制过程，统一因上述命令在不同操作系统或命令脚本中的实现细则。 d p i 和a g e m x 通过子代理扩展了被管对象代理操作m i b 的能力并能动态改 变m i b 的对象变量集合；s c r i p tm i b 相关的分布式管理方案通过m i b 操作控制 管理功能和任务的分散、启动或规划。 2 5 现代网络管理技术研究中存在的问题 基于o s i 的t m n 和t i n a 网络管理体系结构求大求全，标准化的思想始 终贯串其中，因此无论从被管对象的信息定义和表示还是针对被管对象 的操作都试图提供一个能处理任意复杂系统管理的综合框架，如利用基 于a s n 1 的g d m o 类语法描述对象的属性和方法的封装以及对象之间的继承、 包含等关系，又如c m i p 可以动态改变m i t 的结构和主动异步产生事件报告。此 外t m n 或t i n a 的管理体系结构和它们的网络体系结构、分布式环境、服务功 能模块密切相关，参照o s i 的7 层参考模型，该体系的管理功能的实现依赖于应 用层，因此可以远程申请丰富的管理代理进程以及任意的参数传送。 但是o s i 体系的网络管理的研究和开发现状表明：面向对象模型的抽象和 继承能力应用范围和深度有限，利用g d m o 定义的网络管理信息对象非常局 限，如n r i m 虽然定义了网络资源管理需要涉及的诸多方面的网管信息，但是 每一类网管信息只有2 3 层继承关系，对于具体的设备和协议的细节无法给出系 统标准意义上的明确定义。 动态管理数据库的实现非常复杂，m i t 的变化可能造成数据库出错，如增 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 3 页 加被管对象溢出代理的资源，删除对象形成无法收集的孤立指针，不同管理者 对同一m i t 进行操作时需要保证数据一致性等，特别是对关系属性( 类) 进行操 作时扫描和检索关系指针时需要非常谨慎的，通用性与网管系统的性能之间的 平衡是个难题。 o s i 的管理是建立在面向连接的运输层协议上的应用进程，对于带宽拥挤 同时管理要求频繁的网络来说，复杂的通信过程和冗余的管理信息加重了网络 的负载。 i e t f 建立s n m p 框架的初衷与t c p i p 的设计思想非常吻合，着重考虑 简单实用，因此信息模型s m l 只是定义了a s n 1 的一个子集。尽管被管资源 在s n m p 中被称为被管对象，却不提供o o 的基本特征如封装、继承，也不 明确定义对象之间的关系，因此在对m i b 进行理解和实现时往往将其看作一 个简化的关系数据库模型。大量网络管理的研究和开发工作是基于s n m p 框架 的，s n m p 的局限性也日益明显。 目前所有的m i b 是静态的，且尽管它们定义的被管对象数量已经非常 庞大，仍不能适应网络设备、协议和服务的发展要求，这种滞后性影响 了s n m p 的应用范围，同时对网络管理应用及网络设备提供商提出更高的要 求，例如为了支持脱机管理、主动监控和故障报告，r m o nm i b 要求被管 代理本地收集和监控运行数据形成“报表”，根据管理者的设置或要求在 适当时刻提交所需的管理信息，尽管如此，再灵活的r m o n 协议也只能定义 有限的数据项，管理者对代理的频繁轮询从多大程度上收敛还不得而知， 而d p i 和a g e n t x 明确要求在主代理的宿主设备实现子代理，实用性、灵活性和 复杂性构成新的矛盾。 管理功能的操作都只能通过对某种特定m i b 变量的s e t 请求完成，对管 理者与代理、代理与本地i n t e r n e t 核心模块之间的参数传递和进程同步要求很 高，能够