（计算机软件与理论专业论文）jmx协议分析及其html协议适配器的设计与实现.pdf

摘要 摘要 f 当今世界，伴随着计算机网络的飞速发展，网络上各种设备的不断增多， 网络管理变得越来越重要，也变得越来越复杂了。被称为下一代网络管理技术的 j m x 协议规范也就在这种情况下应运而生了。、j 本文首先介绍了当前常用的一些标准网络管理协议，如s n m p ，c m i p 等， 及常用的网络管理体系结构。然后，文中详细介绍j m x 规范的三层体系结构及 这些结构在网络管理方面的优势，接着，详细介绍j m x 规范中各种组件及其接 口的使用等。 最后，作为本论文的重点，详细的描述了j m x 规范的关键组件h t m l 协 议适配器p a 的设计与实现的全部过程并介绍了相关的部分源代码。p a 不但使管 理代理被远程的管理应用所访问，并且通过一种特定的协议向管理端提供m b e a n s e r v e r 中实例化并且注册了的m b e a n 的视图，而且p a 可以使与j m x 代理不在 同一个j v m 上的管理应用进行如下操作： 读写已经存在的m b e a n 的管理属性 在m b e a n 进行管理操作 实例化并且注册一个新的m b e a n 注册或者接收由m b e a n 释放出的报警违例 【关键字】 j m x j a v a 管理扩展网络管理：管理b e a n ， ， j m x 协议分析及其h t m l 协议适配器的设计与实现 a b s t r a c t a sc o m p u t e rn e t w o r ki sg r o w i n gr a p i d l y ， a n dm o r e e q u i p m e n t s a r e i n s t a l l e di nc o m p u t e rn e t w o r k ，m a n a g i n gt h e s ee q u i p m e n t sb e c o m ev e r y c o m p l e xa n de x p e n s i v e t h ej m x ，t r e a t e da st h en e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k m a n a g e m e n tt e c h n o o g y ，w a se m e r g e du n d e r t h ec o n d i t i o n 。 i nt h ef i r s tp a r to ft h et h e s i s ，s e r v e r a ls t a n d a r dn e t w o r km a n a g e m e n t p r o t o c o l s ，s u c ha ss n m p ，c m i pe r e a r ei n t r o d u c e da sw e l la ss o m en e t w o r k m a n a g e m e n ti n f r a s t r u c t u r e sw h i c h a r ea d a o p t e du s u a l l yb yt h ed e v e l o p e r s 。 a n dt h e nd e s c r i b i n gt h et h r e el e v e l so ft h ei n f r a s t r u c t u r eo fj m x1 0a n d t h ek e yc o m p o n e n t si nt h ej m x 。 a st h em a j o rp a r to ft h et h e s i s ，t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h e h t m lp r o t o c o la d a p t o rw h i c hist h ek e yc o m p o n e n to fj m xa r ep r e s e n t e ds t e p b ys t e p p r o t o c o la d a p t o r s m a k et h e a g e n t a c c e s s i b l ef r o mr e m o t e m a n a g e m e n ta p p l i c a t i o n sa n dp r o v i d eav i e wt h r o u g has p e c i f i cp r o t o c o l o ft h em b e a n si n s t a n t i a t e da n dr e g i s t e r e di nt h em b e a ns e r v e r p aa l s o e n a b l eam a n a g e m e n ta p p i c a t i o no u t s i d et h ej v mt o ： g e to rs e ta t t r i b u t e so fe x i s t i n gm b e a n s p e r f o r mo p e r a t i o n so ne x is t i n gm b e a n s i n s t a n t l a t ea n dr e g i s t e rn e wm b e a n s r e g i s t e rf o ra n dr e c e i v en o t i f i c a t i o n se m i t t e db ym b e a n s k e yw o r d s ：j m x j a v am a n a g e m e n te x t e n s i o n n e t w o r km a n a g e m e n t m b e a n 一2 j m x 协议分析及其h t m l 协议适配器的设计与实现 1 1 网管概述 第一章引言 在过去的十多年间里，i n t e m e t 得到了巨大的发展，这种发展表现为网络规 模的不断扩大，网络上各种资源的种类和数量不断的增多，同时网络覆盖的地理 范围也不断扩展，功能也逐渐增加。这种情况下，客观上就要求网络的管理能够 在原有的基础上不断的进步和发展，以便能够适应越来越复杂的计算机网络的管 理工作，较好的满足用户不断增长的管理需求。 伴随着网络的发展历程，网络管理也经历了一个漫长的发展阶段。从早期的 人工方式的管理，到后来的规范化的网络管理框架，标准的网络管理协议，再到 后来的开放式的网络管理标准，这些在一定程度上满足了当时网络管理的需求， 并且使一些网管技术得到了广泛的使用和快速的发展，因而这些网管技术也成为 了现在网络管理中比较有代表性的技术。 1 2 网络管理协议和网络管理技术 最早出现的标准的网络管理协议恐怕就是s n m p 了，它是i n t e m e t 组织为了 适应i n t e m e t 的发展而制定的基于t c p i p 的网络管理协议，这个网络管理协议已 经成为事实上的工业标准。由i e t f 在改造s g m p ( s i m p l eg a t e w a ym o n i t o r p r o t o c 0 1 ) 的基础上专门为i n t e r n c t 网络而设计推出的s n m p v l 版本历经不断的 实践与发展，到现在已经发布了s n m p v 3 版本。在s n m p v l 中，主要考虑到的 管理元素包括集线器，网桥等智能较少的网络设备，因而管理协议非常简单，管 理信息的建模没有采用面向对象的技术，而是采用基于对象的技术，将管理对象 抽象成m i b 中的变量。而在最新发布的版本s n m p v 3 中，增加了鉴别服务和加 密服务等新的安全特性，同时还规定了一套专门的网络安全和访问控制规则，其 体系结构包括消息处理、控制模块，本地处理模块和用户安全模块等三大模块， 可以简单的实现功能的增加和修改，具有适应性强，扩充性好，安全性好等优点。 s n m p 的应用比较广泛，在现在几乎所有的标准的网络设备中都含有了 s n m p 的标准实现，因而我们可以管理这些设备。由于简单，s n m p 本身是不完 善的，它的发展方向是向c m i p 靠拢。 c m i p 是一个基于面向对象技术的网管协议，是公共管理信息服务c m l s 和 c m i s 元素之间所遵守的协议。c m i p 是i s o 主要针对o s i 七层协议参考模型而 制定的，它的操作指令、体系结构以及协议实现都比s n m p 复杂得多，因而功 6 第章引言 能也更加强大。c m i p 在开始的时候被认为是将来替代s n m p 的协议，但现实的 情况却是，尽管o s i 网络管理标准已经成熟，但是由于其实现的复杂性，实现中 遇到的众多困难以及( 因此而) 不能为工业界所接受，使得它迟迟没有得到广泛 的实现和应用。因此c m i p 的前景虽然看好，但是其替代s n m p 得计划还需要 很长的路要走。 c o r b a 技术是由o m g 提出的旨在为分布异构系统的互操作提供一个框 架，并且得到了业界的广泛的支持。这种技术可以使各种操作跨平台进行，我们 可以利用这一点来分布式的对网络进行设计和管理，这样管理用户可以不十分熟 悉网络管理协议( 如s n m p ) ，就可以进行有效的网络管理( 因为c o r b a 屏蔽 了很多底层的技术细节) 。同时一般来讲，基于c o r b a 和c m i p 以及s n m p 的 网关现在都是免费使用的，而且有关的标准也是公开的，所以开发者可以根据自 己的需要进行开发和改进。但是c o r b a 技术开发周期比较长，费用比较高。 为了解决传统的网络管理中费用昂贵，开发管理复杂等一系列的不足，出现 了基于w e b 的网络管理方式。这种技术通过h t t p 协议，h t m l 语言，j a v a 语 言等来集成网络管理系统，这种系统可以有效管理网络数据，减少操作指令，界 面友好，并且重要的是成本低，易于理解，平台独立并且可以远程访问管理网络。 因此这种技术现在有较大的发展，将来将会应用的更广泛，技术更加成熟。这种 技术的缺点是在应用h t t p 协议的时候，是要拉信息的，这个要求用户要经常手 动更新管理页面，以便得到最新的管理信息和管理陷阱警告等信息。另一个缺点 是管理界面虽然简单了，但是反过来降低了管理信息的密度。 目前基于w e b 的网管技术中具有代表性的是w b e m ，它是一个面向对象的 工具，各种抽象的管理数据对象通过多种协议( 如s n m p 、mi 等) 从多种资源( 如设 备、系统、应用程序等) 中收集。w b e m 能够通过单一的协议来管理这些对象， 被定位成”兼容和扩展”当前标准( 如s n m p 协议、d m i 协议和c m i p 协议等) ，而不 是替代它们。 现在还有另外一个网络管理协议，它是为了适应当今网络管理的不断发展和 需求的不断增加而发布的开放式标准协议，这就是j m x ，被称为下一代标准的 网管协议。 j m x ( j a v a m a n a g e m e n te x t e n s i o n ) 是s u n 公司和其他一些在网络管理方面 处于领导地位的大公司联合发布的一个新的网络管理规范，它应用j a v a 技术来 管理基于j a v a 语言开发的各种各样的网络资源和网上设备，同时也和现有的应 用其它网管协议规范的网络资源和网络设备具有兼容性，只要给这些资源和设备 作一个j a v a 外包装即可。 一7 一 j m x 协议分析及其h t m l 协议适配器的设计与实现 当今计算机网络不断发展，网上的设备和网络资源不断增多，网络逐渐出现 了“设备驱动”的趋势，因此，原有的网络管理系统和管理规范协议也就逐渐出 现了不适应网络发展的情况。解决这个问题的方法大致有两种，一种是开发出一 种新的网管协议，另一种是开发现存各种网管协议间的翻译技术。而j m x 是同 时满足这两点的个新的开放式网管协议标准，它不但吸收了各种旧的标准的优 点，而且利用了最新的面向对象的软件工程技术和最新的分布式处理技术，同时 也具有与不同的网管系统之间的互操作性 j m x 规范的发布，使j a v a 平台技术保持在信息管理技术的前沿位置，他满 足了市场对动态管理技术的需求，向网络管理方案的设计者和开发者提供了非常 合适的开发工具。在设计上，这种新的规范是与传统的网管技术相符合和相适应 的，并实现了新的管理方案。j m x 规范被设计成为通用的管理标准，”a n d d e v e l o p e r so n l y n e e dt oi n s t r u m e n tt h e i r p r o d u c t o n c et om a k ei t m a n a g e a b l e e v e r y w h e r eb ya l lo t h e rj m x c o m p l i a n tm a n a g e r s ”例如，同样的资源或者服务，可 以放到应用了j m x 的t m n 和s n m p 管理环境中( 进行管理使用) ，而不需要做 任何的修改。因此可以说j m x 提供了这样一种方法，即他并不描述被管资源的 语法属性，而是定义了一种管理框架，一些具有自我描述属性的组件可以加入到 这个框架中来，从而留下空间以便为设备的生产者或者开发者来体现他们产品的 独特的性能。 自从j m x 规范协议发布第版以后，陆续有几家世界性的大公司，如s u n 、 i b m 、a d v e n t n e t 等，发布了自己的基于j m x 或者与j m x 兼容的网络管理系统， 在这个方面走在了前列。 本文比较全面的介绍了j m x 的原理，体系结构，规范中涉及到的各种各样 的标准接口，并且从一个适用的角度提供了一个j m x 模型，和j m x 中远程管理 过程中的一个关键性的组件一h t m l 协议适配器的设计及实现，以及这个实现中 的部分关键源代码。 下面是各个章节介绍： 第一章，也就是本章，介绍了几种网络体系协议以及这些协议与新型的j m x 规 范的比较，确定选用j m x 的原因。 第二章，介绍了网管的基本功能，几种标准网管协议，常用体系结构等内容。 第三章，介绍了j m x 的主要框架结构以及各层结构的不同功能。 第四章，详细介绍了j m x 规范中涉及到的各种关键组件以及这些组件在整个 j m x 结构所起到的作用。 8 = = i = = = i 翌誓生l 第五立黧2 翟了孳据我们的管理要求实现的一个j m x 模型和而i 磊 配器的设计实现的过程，主要的实现代码以及关键的数据结构。 第六章，后记，介绍了与j m x 有关的一些其他情况。 9 j m x 协议分析及其h t m l 协议适配器的设计与实现 2 1 网络管理及起源 第二章网络管理 网络管理起源 起源于美国政府研究计划的i n t e m e t ，现在已经变成全球范围内网络基础设 施的重要组成部分，至今已连接了数百万台计算机和数千万个用户，计算机网络 已经渗透到社会经济的各个领域，对社会经济的发展起着越来越重要的作用，也 使人们的生活和工作方式发生了巨大的变化。与此同时，网络资源的种类和设备 的数量日益增多，网络覆盖的地理范围不断扩展，功能也逐渐增加，所有这些新 的发展都要求网络能提供强有力的管理及监控措施，以确保网络的有效运行。 网络管理及其发展 什么叫网络管理，目前还没有严格统一的定义，一般来说，网络管理是以提 高这个网络系统的工作效率，管理水平和维护水平为目标，对个网络系统的活 动以及资源进行监测，分析，控制和规划。其目标和任务是实时收集网络运行数 据，掌握网络运行情况，以便在网络中出现不利条件( 如过载，故障) 时，控制 网络的运行参数，提供网络的运行效率和可靠性，使网络资源得到更加有效的利 j m x 协议分析及其h t m l 协议适配器的设计与实现 2 1 网络管理及起源 第二章网络管理 网络管理起源 起源于美国政府研究计划的i n t e m e t ，现在已经变成全球范围内网络基础设 施的重要组成部分，至今已连接了数百万台计算机和数千万个用户，计算机网络 已经渗透到社会经济的各个领域，对社会经济的发展起着越来越重要的作用，也 使人们的生活和工作方式发生了巨大的变化。与此同时，网络资源的种类和设备 的数量日益增多，网络覆盖的地理范围不断扩展，功能也逐渐增加，所有这些新 的发展都要求网络能提供强有力的管理及监控措施，以确保网络的有效运行。 网络管理及其发展 什么叫网络管理，目前还没有严格统一的定义，一般来说，网络管理是以提 高这个网络系统的工作效率，管理水平和维护水平为目标，对个网络系统的活 动以及资源进行监测，分析，控制和规划。其目标和任务是实时收集网络运行数 据，掌握网络运行情况，以便在网络中出现不利条件( 如过载，故障) 时，控制 网络的运行参数，提供网络的运行效率和可靠性，使网络资源得到更加有效的利 用，整个网络更加经济有效的运行，以便提供连续可靠和稳定的服务，换句话说， 管理网络的根本目标就是在收集网络运行数据的基础上，对网络运行情况进行有 效控制，使网络始终提供高质量的服务 一个大型网络的运行效率和其所能完成的功能，往往和这个网络的管理工作 有着重大的关系。一个具有良好管理功能的网络系统，可以在网络局部发生故障 的时候迅速找到故障的发生地点并且查出所发生的故障，进而能够在最短的时间 里面确定故障发生的原因并且阻止故障的进一步发展，同时防止新的故障的发 生。一些具有智能的网管系统甚至可以自动修复一些故障，并向管理平台报告事 件的发生。当网络局部发生流量阻塞的时候，设计良好的网络的管理系统可以根 据特定的算法疏通网络流量，将网络信息流合理均衡的分配，使网络畅通，一些 具有智能的网络管理系统甚至可以在发生网络流量阻塞之前应用良好的算法，合 理分配和分管流量，以便提前防止网络阻塞的发生。因此可见，网络管理在当今 的网络中占有十分的作用。 如何进行有效的网络管理，确保信息网络安全、可靠的运行已经成为一个迫 切需要解决的问题。个有效的好的网络一刻也离不开网络的良好管理；另一方 面，计算机及通信技术的发展反过来也促进了网络管理技术的发展。 - 1 0 - 第二章网络管理 早期的网络管理工作是一种以人工方式为主，辅有一些公司的专用管理软件 的模式。随着大规模异构网络的连接，这个管理模式已经越来越难以胜任新的管 理需求。为了简化和统一网络管理，在过去的几十年里，国际标准化组织和 i n t e r n e t 工作组在这方面都做了大量的工作，并且提出了各自的网络管理框架， 协议和标准服务，即国际标准化组织开放系统互联( i s o o s i ，i n t e r n a t i o n a l o r g a n i z m i o nf o rs t a n d a r d i z a t i o n o p e ns y s t e m si n t e r c o n n e c t i o n ) 的公共管理信息及 协议( c m i s 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 t i o n s e r v i c ea n dc o m m o n m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o np r o t o c 0 1 ) 和i n t e r n e t 的简单网络管理协议( s n m p ， v 1 v 2 v 3 ，s i m p l e n e t w o r k m a n a g e m e n t p r o t o c o lv e r s i o nl ，2 & 3 ) 。在过去的十多 年中，许多的公司和研究机构都试图通过定义单一而一致的管理异构网络的方法 来简化网络管理的策略和机制，收到了可喜的效果，向着标准化的网络管理方向 迈出了重要的一步。 2 2 网络管理的主要功能 国际标准化组织i s o 将网络管理功能划分为以下五个功能领域： 1 故障管理( f a u i tm a n a g e m e n t ) 故障管理就是对网络中的故障进行监测，诊断和恢复或者排除，其目的是保 证网络能够提供持续可靠的服务。网络服务的意外中断往往对社会和生产造成很 大的影响；另一方面，在大型计算机网络中，发现故障的时候往往不能确定故障 所在地具体位置，这就需要故障管理提供逐步隔离和最后定位故障的一整套方法 和工具。故障管理的主要功能：维护，使用和检查差错日志；接受差错监测的通 报并作出回应；在系统范围内跟踪差错；执行诊断测试程序；执行恢复动作以纠 正差错。 2 配置管理( c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ) 配置管理为了保障网络服务的连续性而对管理对象进行控制、鉴别，从中收 集数据和向管理对象提供数据。一个网络是由许多不同类型不同结构的设备组成 的，设备之间有许多参数，状态和名字等信息需要相互了解和相互适应，网络管 理系统必须能够有足够的手段支持这种调整和改变。配置管理功能至少包括( 但 不限于) ：识别被管网络的拓扑结构；标识网络中的各个对象；自动修改制定设 备的配置；动态维护网络配置数据库等。 3 性能管理( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) 性能管理涉及到网络通信信息( 如流量，访问什么资源等) 的收集，加工和 处理等一系列活动。其目的是保证在使用最少的网络资源和具有最少的延迟的前 j m x 协议分析及其h t m l 协议适配器的设计与实现 提下，网络提供持续可靠的通信能力，并使网络资源的使用达到最优化的程度。 性能管理分为性能监测和性能控制两部分，前者指网络工作状态信息的收集和整 理，而后者则指为改善网络设备的性能而采取得动作和措施。 4 计费管理( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ) 计费管理至少有两方面的用处，一是在网络有偿使用的情况下，能够统计用 户利用哪条通道传输了多少信息，访问的是什么资源等，据此进行收费；二是在 非商业化的网络上，可以统计不同网络系统的使用情况，通信线路的利用情况等， 据此能够对网络的通信流量作出一些调整，以便提高通信线路的利用率。因此， 从本质上来讲，无论哪种情况，计费管理的根本依据都是网络用户使用网络资源 的情况，例如信息传输量，占用线路的时间等统计量。 5 安全管理( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) 安全管理是对网络资源的访问提供保护，包括授权机制，存取控制，加密及 秘钥管理以及有关安全访问日志的维护。总结起来有两层含义，一是网络安全管 理要保证网络用户和网络资源不被非法使用，另一方面也要确保网络管理系统本 身不被未经授权的访问。网络安全管理的主要内容包括：与安全措施有关的信息 发布( 如秘钥的发布和访问权设置等) ，与安全有关的时间通知( 如网络有非法 入侵，无权用户对特定信息的访问企图等) ，安全服务措施的创建控制和删除等， 与安全有关的网络操作事件的记录，维护和查阅日志等。 2 3s n m p 和c m i p 网管协议简介 2 3 1 简单网络管理协议( s n m p ) s n m p 是i n t e m e t 组织为适应i n t e r n e t 的发展而制定的基于t c p i p 的网络管 理协议，基于s n m p 的网络管理解决方案已经事实上成为工业标准。 s n m p 的核心思想是将网络结点上被管理的网络资源抽象成被管对象，也就 是抽象成m i b 变量，存放在一个管理信息库中。每个m i b 由该节点上的代理负 责维护，管理端通过应用层协议与代理进行交互，以实现对网络中的资源的管理。 s n m p 的标准主要由网管协议( s n m p ) ，管理信息结构( s m i ) 和管理信息 库( m i b ) 等三部分构成。s n m p 的网络管理模型主要可以抽象成下面四个关键 的元素： 管理工作站 一般是一个单机设备或者是一个共享网络中的一员。无论哪种情况，管理站 都是作为网络管理员与网络管理系统的接口。管理站至少拥有以下条件： 1 2 第二苹网络管理 拥有一套数据分析，故障发现等的管理应用软件 提供网络管理员控制和监视网络的接口 能够将网络管理员的命令转换成对远程网络元素的监视和控制 能从网上所有被管实体的m i b 中提取出信息数据库 其中后两项是s n m p 所要实现的目标。 管理代理 除了管理站，网络管理系统中的其他活动元素都是管理代理。关键的平台， 如主机，路由器，网桥和交换机等，都可能配置了s n m p ，以便管理站进行网络 管理。管理代理对来自管理站的管理查询和动作执行的请求作出响应，同时还可 能异步的向管理站提供些重要的非请求信息。 管理信息库 管理网络资源的表示方法是将这些资源以对象的形式表现出来。而每一个对 象实际上就是代表管理代理的特性的数据变量。这些对象的集合被程为管理信息 库( m i b ) 。管理站通过获取m i b 来实现网络监视功能，通过修改m i b 来实现 管理网络的功能。 s n m p 协议 管理站和代理之间是通过s n m p 网管协议连接的，协议中规定了管理端和 代理之间的通信方式以及通信的报文的格式与含义，处理方式等等。 s n m p 中提供了以下几个网络管理的操作原语： g e t r e q u e s t ：获取m 1 b 变量的值 g e tn e x t r e q u e s t ：获取某个变量的下一个变量的值 g e t r e s p o n s e ：对管理端获取m i b 变量的回应 s e t r e q u e s t ： 修改m i b 变量的值 t r a p ：向管理站通告事件。 s n m p 的管理者代理模型如下图所示： - 1 3 j m x 协议分析及其h t m l 协议适配器的设计与实现 2 3 2 公共管理信息协议( c m i p ) i s o 的网络管理模式主要由两部分组成：c m i s 和c m i s 元素之间所遵守的 协议，即公共管理信息协议c m i p ，它是一个基于面向对象技术的网管模式，它 有四个部分组成。 系统管理应用处理模块：他主要负责执行网络管理的功能，对网络设备 进行管理。 各节点网管信息的集合。 系统管理应用实体s a m e ，他负责网管工作站之间和其他一些网络节点 之间相互交换信息。 层管理实体l m e 。 c m i p 的通信体系结构如下： 1 4 第二章网络管理 2 4 网络管理的体系结构 网络管理平台可以采用多种体系结构来提供功能。三种通常的最广为人知的 网络体系结构是： 集中式体系结构 分层式体系结构 分布式体系结构 下面分别介绍一下这三种体系结构。 2 4 1 集中式体系结构 集中式体系结构是最常用的一种网络管理模式，有一个管理者负责整个网络 的管理工作。该管理者处理与被管理单元的代理之间的通信，提供集中式的决策 支持和控制，以及维护管理者的管理数据库。 为了达到完全的冗余，般都设置两个或者多个完全一样的系统，其中一个 处于工作状态，另一个系统定期的对该系统进行备份。集中式体系结构采用单一 位置的作用有： 处理所有的网络报警和事件 处理所有的网络信息 访问所有的管理应用 下面就是集中式体系结构的框图： 事实上集中式体系结构中的管理者可以划分为两部分：管理平台和各种管理 应用程序。管理平台作为处理数据的第一级，主要涉及信息的收集，提供诸如监 控，流量计算等关键管理任务，同时向应用程序提供数据处理报告摘要。应用程 序运行在数据处理的第二级，提供各种系统管理功能，处理决策支持等比信息收 集和简单计算更高级的功能。两部分通过公共的应用程序接口a p 进行通信。 这种体系结构最大的缺点就是不得不从一个位置查询所有的网络设备，这会 给所有连接到管理节点的网络连路以至整个网络带来过多的网络流量。如果从网 1 5 j m x 协议分析及其h t m l 协议适配器的设计与实现 络管理结点到网络的连接断了，那就会丧失所有的网络管理功能。将网络管理结 点定位在网络的中央就会缓解这个问题，但是网络管理平台的理想位置可能并不 是网络管理工程师停留的理想场所。 i b m 的n e t v i e w 是今天市场上采用集中式网络管理体系结构的一个例子， 它运行在一台主机上，执行着s n a 网络的所有管理活动。用户可以在多个地点 访问中央主机，这些允许进行查询并且能够检索网络事件的访问点称为n e t v i e w 控制台。 2 。4 2 分层体系结构 分层体系结构也应用了在每个管理域中配置管理者的模式，它使用了多个系 统，其中一个系统作为中央服务器系统，其他的系统作为客户系统。网络管理平 台的某些功能驻留在服务器系统上，其他功能由客户系统完成。每个域管理者或 者客户系统只负责本域的管理，不关心网络内其他的域的情况。所有m o m ( m a n a g e ro fm a n a g e r ) 位于更高的层次，从各域管理者获得管理信息。与分布 式结构不同，域管理者之间并不通信。 分层体系结构具有以下特点： 不依赖于单一的系统 网络管理任务的分布 在网络各处进行网络监控 集中信息存储 这个方式缓解了集中式方案中的问题之一，网络工程师能够将监控任务分配 给客户系统，节省了数据网络的带宽。但是，因为不在有一个管理整个网络的一 个集中地点，可能会给数据采集( 策略方法等) 带来一些困难，也会耽误网络工 程师更多的时间。另一个问题是每个客户管理系统的设备列表需要在逻辑上预先 定义并且手工配置好。这个配置和定义要做的非常仔细，否则会使中央系统和客 户系统或者是两个客户系统监控和轮询同一个设备。这个问题可能产生的后果之 1 6 第二章网络管理 一是消耗了两倍于网络管理的网络带宽。 市场上一些较为流行的平台有s u n c o r m e c t 的s u n n e tm a n a g e r ，h p 的 o p e n v i e w ，i b m 的n e t v i e w a i x 以及a t & t 的s t a r s e n t r y 。这些平台都允许网络 工程师将其设置成以层次机构方式并发运行的平台。 2 4 3 分布式体系结构 集中了上面两种体系结构的优点，它使用了多个对等地平台，其中一个平台 是组对等网络管理系统的管理者，每个对等平台都有整个网络设备的完整的数 据库，使其可以执行多种任务并向中央系统报告结果。 这种体系结构具有下列优点： 任一地点都能获得所有的网络信息，警报和事件 任一地点都能访问所有的网络应用 不依赖单一的系统 网络管理任务分散 网络监控分布于整个网络 这种体系结构的一个缺点就是规模比较庞大，实现起来比较复杂，而且对于 各种系统上的平台进行数据库内容的同步工作也是非常复杂困难的任务。事实 上，这种同步的开销比数据库的客户机服务器技术消耗的网络资源多的多。 1 7 j m x 协议分析及其h t m l 协议适配器的设计与实现 2 5 网络管理技术的新发展 传统的集中式的网络管理模式在网络规模急剧膨胀的现实面前已经显得越 来越力不从心，网络管理必须走向分布式的管理的道路。c o r b a 技术在分布式计 算方面的成功，为分布式的网络管理提供了有意的启示，基于c o r b a 的分布式 网络管理是一条现实可行的，可实现多域交叉管理的方案；w e b 技术的出现和流 行为创建一个平台独立的通用网络管理系统提供了一条新的解决途径，基于w e b 的网络管理技术的一个先天优势是可以比较容易的实现分布式的网络监视和监 控；网络管理的另一个趋势是走向智能化，综合化的网络管理方向。 1 基于w e b 的网络管理技术 传统的网络管理模式在网络管理中作出了重大的贡献，但是随着网管技术的 发展，这种模式表现出了很多的缺点，比如费用昂贵，开发管理复杂等。在这种 情况下，基于w e b 的网管方式就出现并且迅速的发展起来了。这种技术通过 h t t p 协议，h t m l 语言，j a v a 语言等来集成网络管理系统，这种系统可以有效 管理网络数据，减少操作指令，界面友好，并且重要的是成本低，易于理解，平 台独立并且可以远程访问管理网络。因此这种技术现在有较大的发展，将来将会 应用的更广泛，技术更加成熟。这种技术的缺点是在应用h t t p 协议的时候，是 要拉信息的，这个要求用户要经常手动更新管理页面，以便得到最新的管理信息 和管理陷阱警告等信息。另一个缺点是管理界面虽然简单了，但是反过来降低了 管理信息的密度。 2 基于c o i m a 的网络管理 c o r b a 技术可以使各种操作跨平台进行，这点可以用来分布式的对网络进 行设计和管理，这样管理用户可以不十分熟悉网络管理协议( 如s n m p ) ，就可 以进行有效的网络管理( 因为c o r b a 屏蔽了很多底层的技术细节) 。同时一般 来讲，基于c o r b a 和c m i p 以及s n m p 的网关现在都是免费使用的，而且有关 的标准也是公开的，所以开发者可以根据自己的需要进行开发和改进。 3 智能化的网络管理。 早期的网络管理系统基本上人工进行的，工作量大而复杂，后来出现了网络 管理协议和网络管理系统，在一定程度上解脱了管理人员的繁重的劳动，改善了 网络管理。但是随着网络的不断发展壮大，网上需要管理的设备的数量和复杂性 不断增加，对网络管理的要求也相应的加大了。在这种情况下，任何一个节点或 者一个设备的故障，都可能导致网上大量管理信息的产生( 比如，相邻节点的报 警，相关设备不能正常运转等进而引发其他故障和报警等) ，如何有效处理这些 一1 8 第二章网络管理 情况，成为急需解决的问题。这种情况下，智能化管理技术产生了。这种技术将 使用人工智能等技术，对网上的信息进行及时动态的收集，对于一般的错误和报 警可以自动处理，同时可以自动对网络的整体运行情况进行监控分析，及时发现 和排除故障。要想达到这些目标，还需要很长的时间和更加成熟的人工智能技术， 但是，智能化网络管理应该是以后网络发展的一个方向。 4 综合网络管理。 它的思想就是网管系统不但可以管理一般的数据网络，还可以管理电信网 络，管理网络终端用户系统的包括系统管理，服务管理，计费管理等各种各样的 终端管理。 另外在这里应该提到的是，j m x 网络管理规范和网络管理体系结构也是网 络管理的一个新的发展方向。j m x 规范和体系结构将在以后章节里面详细介绍。 网络管理系统是一个复杂的系统，有很多基于各种不同网管协议的管理实 例。如何建立一个安全高效的计算机网络管理系统是很多网络的使用机构，网络 服务提供机构迫切需要解决的问题，随着网络管理协议的不断改进，新的网管协 议的开发，新的网络体系结构的提出，以及实现网络管理系统的工具的不断完善 更新，相信会有更好的网络管理系统出现来适应网络应用不断发展的需要。 1 9 j m x 协议分析及其h t m l 协议适配器的设计与实现 3 1j m x 简介 第三章j m x 框架结构 j m x ( j a v a m a n a g e m e n t e x t e n t i o n ) 是由s u n 和其他几家在网络管 理方面处于世界领先地位的公司联合发布的应用j a v a 技术来管理有关j a v a 平台 应用程序和其他各种各样的网络资源的新型的网络管理规范。 传统上的网络管理技术是静态，集中式的，因此他们只能管理事先已知的设 备，适应性比较差。而当今网络环境正出现“设备驱动”的趋势，网络上的设备 数目正以前所未有的速度在变化着，每一天，甚至每一时刻，在网络上都有许多 的新型设备出现、移动、或者消失，致使传统的网络管理技术越来越无法适应这 种情况，在这种情况下j m x 应运而生。 j m x 规范向网络方案的设计者和开发者提供了比较合适的开发工具，满足 了市场对动态管理技术的需求，使j a v a 平台技术保持在信息管理技术的前沿位 置。j m x 在设计上不但具有与传统的网络管理协议和网络管理结构相适应和相 兼容的特性，同时又推出了新的管理体系结构。j m x 规范被设计成通用的管理 标准，网络设备的开发者们现在只需要对他们的网络设备进行一次性的通用开 发，就可以使这些设备在网络上被任何一个j m x 兼容的网络管理平台或者网络 管理应用程序所管理，而不需要修改设备中任何的已开发代码。例如，同样的利 用j m x 规范开发的网络资源或者服务，可以被放到兼容j m x 的t m n 或者s n m p 管理环境中进行管理而不需要修改管理代码。 因此可以说j m x 向业界提供了一种与众不同的方法，即他并不描述接受管 理的网络设备和资源的语法属性，而是定义了一种特殊的管理框架，一些具有自 我描述属性的组件可以加入到这个框架中来，从而留下很大的空间给那些设备的 生产者和开发者，使他们可以体现他们自己的产品的独特的性能。 3 2j m x 结构概览 在j m x 的规范中，将j m x 定义为三层的结构，另外还有一个与这三层结构 独立的一些附加的管理协议的集合，这些协议集合虽然不是j m x 结构的一部分， 但是他们在帮助j m x 管理网络和与现有的网管系统集成方面起着十分重要的作 用，因此在这里也作一个介绍说明。 下面的图示展示了j m x 的三层体系结构及其之间的相互关系。 2 0 第三章j m x 框架结构 下面我们就分别来看一下这三层体系结构的每一部分。 3 2 1i n s t r u m e n t a t i o nl e v e l 在这一层中，j m x 规范定义了如何用j a v a 语言开发网络资源，使这些资源 可以接受网络管理，即定义了资源开发的详细规范。 j m x 可管资源可以是一个应用程序，一个服务的实现，一个设备，一个用 户等，它是用j a v a 语言开发的，或者至少有一个j a v a 外壳，并且已经被开发， 因此可以被j m x 兼容的应用程序所管理。 在这层中，希望接受管理的网络资源被抽象成各种各样的管理属性和管理操 作，并且用j a v a 开发语言实现为一些管理接口，而另外一个完全实现这个接口 的j a v a 类就被称为一个标准的m b e a n ，这个m b e a n 在m b e a ns e r v e r 中注册以后 就可以接受管理端的各种管理操作了，当然了，这些操作都是通过m b e a ns e r v e r 来进行的。这就是开发资源的一种最简单，最直接的方式，利用标准的m b e a n 开发。另外要记住的是，上面的j a v a 接口和实现j a v a 接口的j a v a 类之间要符合 定的开发规范。 当然了，我们还可以用另外的方式开发资源，比如动态的m b e a n ，m o d e l m b e a n 或者o p e nm b e a n 。同样的，这几种开发方式都需要实现特定的接口并且 将需要管理的网络资源的管理属性抽象出来作为管理信息填充到这些m b e a n 的 实现中去。 2 1 j m x 协议分析及其h t m l 协议适配器的设计与实现 可以说，某个特定的资源通过“i n s t r u m e n t ”，可以具有接受j m x 代理管理 的属性，而这种管理是通过a g e n tl e v e l 层来进行的，并且接受管理的m b e a n 不 需要知道管理他的上一层结构的任何信息。 m b e a n 的设计很灵活，简单并且易于实现。应用程序，服务或者设备的开发 者和可以用标准的方法使他们的产品具有接受j m x 管理的特性，而不必理解那 些复杂的网管系统或者在这上面投入过多的财力和精力。业已存在地管理对象可 以很容易的开发成标准的m b e a n 或者被包装成动态的m b e a n ，这样就可以以最 少的努力使业已存在地资源具有可管性。 另外，这层也定义了一个n o t i f i c a t i o n 机制( 即违例报警机制) 。允许m b e a n 产生报警违例事件或者向其他的层级传递这些违例报警事件。 3 。2 2a g e n tl e v e l 这层提供了定义和实现j m x 代理的规范。管理代理直接掌控网络资源并且 远程的管理端可以通过代理来访问这些被管资源。通常代理a g e n t 和那些被管资 源在同一个主机上，虽然这不是必要的条件。 本层建立在i n s t r u m e n t a t i o nl e v e l 之上，并且充分利用这一层的功能，以便 定义一个可以管理j m x 可管资源的标准的代理。j m x 代理包括一个m b e a n s e r v e r 和一些帮助j m x 代理管理m b e m 的代理服务的集合。另外，一个j m x 代理需要至少一个连接器或者协议适配器，以便和管理平台端进行通信，但是这 些在本阶段的规范中没有详细定义，留待日后的规范完善。如果实现一个j m x 规范，那么m b e a ns e r v e r 和这些服务是规范中要求必须完成的部分。 在一台拥有j v m 的主机上，如果待接受管理的网络资源也在同一台主机上， 那么j m x 代理可以嵌入到这台主机上。否则，如果被管资源仅仅提供了一个特 定的非j a v a 环境，那么j m x 代理可以初始实例化成一个类似中间层或者连接器 的元素。另外，一个j m x 代理不必知道他所要管理的网络资源：任何一个j m x 管理兼容的网络资源都可以使用任何的标准的j m x 代理提供的资源所需要的服 务。 管理平台端可以访问代理中的m b e a n ，并且使用代理提供的各种标准服务来 管理或者查询需要管理的网络资源，方式是通过一个连接器或者协议适配器。同 样的，j m x 代理也不必理会，也就是不必知道远程管理平台端的存在。 j m x 代理应该由管理系统的开发者们