（计算机软件与理论专业论文）利用j2ee中间件集成网络监控系统.pdf

中文摘要 网络监控是网络领域的关键技术之一。目前得到应用的大部分网络监控系统都采用集 中式监控方式。随着网络规模不断扩大和网络结构r 益复杂，这种方式在系统的伸缩性、 灵活性、可靠性等方面暴露出诸多不足，而分层式的网络监控系统为这些问题提供了一种 很好的解决方法，以中问件作为中问层束构架网络监控系统体系纬构，可有效提高系统的 伸缩性和可扩展性；提高软件质量和丌发效率，并降低丌发和维护成本。本文的研究涉及 网络监控研究的热点之一：系统的构架以及构架各个部分的运行及通讯方式。 文中分析研究了中j 口j 件的技术特点及优势，在j 2 e e 体系结构和远程监控技术的基础 上，提出了一种跨平台、跨系统、集成的网络监控系统的解决方案。方案中提出利用集成 式的总监控中心来监控各分布式异构的子监控节点，子监控节点能同时并行工作来监控各 予网中网络设备的运行状况。论文酋先从理论上分析了设计的可行性，并从建模分析中论 证了设计的优越性。然后实现了该系统，包括信息采集，阈值报警，事务服务，信息存储 等。其中重点分析了利用j 2 e e 技术集成监控服务模块的工作原理，设计了整体框架。完成 了各子模块的功能实现。并对系统中涉及到的一些技术提出改善策略，如信息存储的优化、 界面的实时动态更新以及子监控站对网络设备轮询的改进方式等，最后列工作进行了总结 与展望。 关键词：中i 日j 件；j 2 e e ；网络监控：报警 第1 页 a b s t r a c t n e t w o r km o n i t o r i n gi so n eo fk e yt e c h n o l o g i e smn e t w o r ka r e a t h em o s tu s e dn e t w o r k m o n i t o r i n gs y s t e m st a k et h ew a y o fc e n t r a l i z e dm o d e l t h i sm o d e lh a se x p o s e di t sl i m i t a t i o n si n s c a l a b i l i t y ，f l e x i b i l i t y , r e l i a b i l i t yw i t ht h ei n c r e a s i n go fs c a l eo ft h en e t w o r ka n dc o m p l e x i t yo f n e t w o r ks t r u c t u r e l a y e r e dn e t w o r km o n i t o r i n gs y s t e mp r o v i d e sab e t t e rs o l u t i o nf o rt h e s e p r o b l e m s t oc o n s t r u c tt h es t r u c t u r eo fn e t w o r km o n i t o r i n gs y s t e mb yu s i n gt h em i d d l e w a r ea s t h ei n t e r m e d i a t el a y e r ，i tc a ni m p r o v et h es c a l a b i l i t ya n de x p a n s i b i l i t yo ft h es y s t e m ，i m p r o v et h e q u a l i t yo ft h es o f t w a r ea n dt h ee f f i c i e n c yo ft h ed e v e l o p m e n t ，a n di tc a na l s or e d u c et h ec o s to f d e v e l o p m e n ta n dm a i n t e n a n c e t h i st h e s i sc o v e r so n eo ft h em a i ni n t e r e s t si nn e t w o r k m o n i t o r i n gr e s e a r c hw o r k s ：t h es y s t e ma r c h i t e c t u r ea n dt h ec o m m u n i c a t i o nw i t h i ni t s c o m p o n e n t s t h ec h a r a c t e r i s t i c sa n da d v a n t a g e so fm i d d l e w a r eh a sb e e na n a l y z e da n ds t u d i e di nt h e t h e s i s ，o nt h eb a s i so fj 2 e es y s t e ms t r u c t u r ea n dr e m o t em o n i t o r i n g ，a ni n t e g r a t e dn e t w o r k m o n i t o r i n gs y s t e mw h i c hc a nc r o s sp l a t f o r m sa n ds y s t e m so c c u r s i nt h es y s t e m ，t h ei n t e g r a t e d c h i e f m o n i t o r i n gc e n t e rm o n i t o r sa l id i s t r i b u t e ds u b m o n i t o rn o d e s 。t h e s es u b m o n i t o rn o d e sc a n m o n i t o ra l le q u i p m e n t si ns u b n e t 嬲t h e yw o r ki np a r a l l e la tt h es a l n et i m e f i r s tt h et h e s i s a n a l y s e dt h ef e a s i b i l i t yo ft h ed e s i g n ，a n da l s od e m o n s t r a t e ss u p e r i o r i t yo ft h ed e s i g nt h r o u g h m o d e l i n g t h e nt h es y s t e mw a sc o m p l e t e d ，i tc o n t a i n si n f o r m a t i o nc o l l e c t i n g ，a l a r m i n g ， t r a n s a c t i o np r o c e s s i n g ，i n f o r m a t i o ns t o r a g ea n ds oo n a n dw o r k i n gp r i n c i p l eo fi n t e g r a t e d m o n i t o r i n gs e r v i c em o d u l eh a sb e e na n a l y z e d t h et o t a lf r a m eh a sb e e nd e s i g n e d a n dt h e f u n c t i o no fe a c hs u b m o d u l eh a sb e e nc o m p l e t e d a l s oi tp u tf o r w a r dn e ws t r a t e g i e st o w a r d s s o m et e c h n i q u ei n v o l v e di nt h es y s t e mw h i c ht h et h e s i sr e f e r st o ，f o ri n s t a n c e ，o p t i m i z i n go ft h e i n f o r m a t i o ns t o r a g e ，r e a l t i m ed y n a m i cr e n e w i n go ft h ei n t e r f a c ea n dt h ea m e n d a t o r ym e a n so f p o l l i n g f i n a l l y ，t h et h e s i ss u m m a r i z e st h ew h o l er e s e a r c hw o r k ，a n dd i s c u s s e st h el i m i t a t i o n so f t h en e ws y s t e m ，a n dt h ed i r e c t i o nf o rf u r t h e rr e s e a r c hw o r k k e yw o r d s ： m i d d l e w a r e ；j 2 e e ；n e t w o r km o n i t o r ；a l a r m 第1 i 页 信息l 。稃人学硕十学付论文 表目录 表1s n m p a p l 支持的p d u 类型3 0 表2 端口流量数掘表3 2 表3阂值监控数掘表3 5 第v i 页 信息j 群大学硕十学 工论文 图目录 图l中问件的工作原理5 图2j 2 e e 容器的框架模型8 图3j 2 e e 体系结构图，9 图4w e b 层与客户层和业务层之间的交互1 0 图5网络管理的基本模型1 l 图6s n m p 协议体系结构1 2 图7m i b 树的结构1 3 图8r m o n 管理结构1 5 图9集中式的两层网络监控系统。1 6 图l o 分层式的网络监控系统1 7 图1 1j 2 e e 中间件在应用服务器中的应用2 2 图1 2 集成式网络监控系统框架模型一2 3 图1 3网络监控系统功能模块图2 5 图1 4 子监控站中t r a p 的处理流程3 3 图1 5 t r a p 在监控系统中的传输过程3 4 图1 6 集成监控服务模块的工作过程3 6 图1 7w e b 服务的运行过程3 6 图1 8s o a p 服务器的设计3 7 图1 9s o a p 服务器的工作流程3 9 图2 0 创建工作过程4 0 图2 1 使用工作过程4 0 图2 2 调用w e b 服务4 1 图2 3r r d l o o l 的存储方式示意图5 3 第v i i 页 独创- i 生声明 所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中杯注和敛谢的相关内容外，论文中不包含其他个人或集体已经公丌的研究成 果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文版权使用授权书 ；c a 完全了解信息工程大学有关保留、使用学位论文的规定。本人授权信息1 程大学 可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借 阅：可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数掘库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫插等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 涉密学位论文在解密后适用本授权书。) 慧巡嘶洱母妒妒 竺一 年一一 菱l翌 信息r 稃大学硕十学何论文 1 1 论文背景 第一章概述 网络监控足网络领域的关键技术之一。监控系统对运行的网络设备、网络的状态进行 实时监测和控制，使之能安全、可靠、经济的提供服务。通过收集网络中各种设备和系统 的工作参数，处理收集到的各种数掘，并以各种简洁明了的方式呈士兕给网络管理员。管理 员根掘上述信息了解设备在当前网络状况的适应程度，向网络设备发出控制指令，保证网 络诈常有效的运行。 1 1 1 网络监控的重要性与必要性 近年来，随着我国企事业单位及社区、城镇局域网的快速发展，国内网络建设和应用 突飞猛进，i n t e r n e t 用户急骤增加。网络的发展一方面为信息交流和资源共享带来了方便快 捷的途径：另一方面，由不同厂家不同设备及多种网络协议等形成的异构网络给网络系统 带来的复杂性，使得网络管理难度加大。随着网络应用的不断普及，人们对网络的依赖程 度将越束越强。用户已不再满足于网络连通性的要求，而是希望以更快的速度、更高的质 量、更好的安全性访问网络。为了维护同益庞大的网络系统、保证所有网络资源处于良好 的运行状态，需要强大的、方便易用的管理工具来监控这些网络资源。 1 1 2 网络监控系统的现状 传统的网络监控系统基本都基于专用的平台。这种专用平台价格昂贵，对网管人员的 专业技术要求高，人员培训和软件更新费用高，开发管理应用和集成新技术较难，并受地 理位置的限制，只能在固定机房进行管理。如何在异构的环境中充分利用资源( 包括软件和 硬件资源等) 并丌发新的应用，是一个现实而困难的问题。这就需要功能更完善的网络管理 系统来保证网络的正常运行，网络管理特别是网络资源的实时监控越束越受到人们的重 视。当i j i ，国内外有许多网络监控产品，例如h p 的o p e n v i e w , i b m 的n e t v i e w , 3 c o m 的 t r a n s c e n dn e t w o r k i n g ，c a 的u n i c e n t e r , s u n s o f t 的s u nn e t m a n a g e r 和c o m p a q 的t e m i p 等， 它们都己在各种环境下得到了一定的应用，并已有了相当的影响。 然而这些产品与通信网络闩益增长的规模和复杂性相比，网络监控技术相对滞后。主 要表现在传统的网络监控系统对应不同的业务和资源存在不同的操作、管理、维护，由于 各个系统独立消耗资源，解决各自问题，因而使得网络管理环境结构复杂、浪费严重、成 本高昂。另外由于缺少统一的管理接口，使得对网络管理人员的要求过高。这些现状都不 能满足现代社会的普遍需求。 1 1 3 中间件技术在网络监控系统中的应用 随着近年来w e b 技术的广泛应用、面向对象等技术的发展、特别是中间件技术的成熟， 第1 页 信息l 稃大学硕十学位论文 促成了网络监控体系的不断进化。i l 问件就是在原有的网络系统的“两层结构”( 客户端 和服务器端) 之日j 增加的一层组件，它利用面向对象和组件技术，分析各种应用系统中的 管理需求，把这部分软件从整个系统中独立出来，提出相应的服务接口，使之成为通用的 松耦合的软件，来解决目前网络监控领域软件的高代价和互操作能力差等问题。这种进化 使得我们可以在网络监控系统的业务、技术以及业务供应商的组织结构之问提供可调整、 可改造、可扩充的弹性接口，这便带柬了比传统的监控体系更多的优势： 数据在网络中有效地分散管理 打破物理网络的封闭结构 降低管理成本 提高操作维护环境的弹性 能及时提供有竞争力的业务 中问件的使用，将使在异构环境中进行丌发和应用变得更方便和容易。它满足了用户 对系统伸缩性和可扩展性的要求，使用户业务不会因环境的改变遭受损失。它能够为不同 平台上的应用软件集成提供方便，同时，中间件屏蔽了传统网络监控技术的复杂性，使设 计开发人员无须具备专业的网络知识背景就能够构造高性能的应用。 1 2 课题研究内容 本课题研究的j 2 e e 中日j 件用来集成监控企业、政府和军队分铂式的、独立的网络资 源。并利用当今最流行的j 2 e e 和w e b 服务技术，提出并实现一种松散耦合的架构，最终 实现集成式的网络监控系统。从而达到屏蔽操作平台、程序语言之日j 的差异，同时提供团 队式的丌发环境来集成网络监控系统的功能应用。 课题研究内容主要为： l 、对中日j 件和j 2 e e 技术的发展及特点进行了广泛的分析与研究。 2 、将j 2 e e 中问件思想引入网络监控领域，按照j 2 e e 中问件的思想设计网络监控系 统的结构，使得网络监控系统具备j 2 e e 体系的丌放性，适应性。对当前主流的分御式i , - t 。 算技术与平台进行了分析与比较，选择j 2 e e 作为系统的分却式框架，以确保网络监控系 统的高性能和可伸缩性。 3 、熟悉丌发工具，深入分析和理解j 2 e e 平台的各项技术以及网络监控和网络管理的 相关失i l i , j l ，设计网络监控系统的整体结构，并对其进行功能划分，实现各部分功能模块。 4 、针对网络监控系统中几项技术提出改进策略。 1 3 论文组织 本论文内容主要分为中间件技术的概述、网络监控系统的设计与分析、网络监控系统 的实现和总结几部分。 第一章为前占，介绍了论文的研究背景、目的和意义、国内外研究概况趋势以及论文 笫2 页 信息1 稃人学硕十学f j ，论文 的主婴内容和整体架构，并提出了需婴解决的问越。 第二章概述了中问件的产生、发展及特点，对主流中间件技术进行分析比较，简单介 绍了j 2 e e 体系结构及其各个模块，以及网络监控系统中涉及的几项关键技术。 第三章讨沦分析了系统的工作原理，给出了网络监控系统的功能模块的划分以及系统 模型的设计，并对j 2 e e 技术如何应用到监控系统中进行了研究。 第四章结合系统的功能模块结构，详细描述了系统各模块的作用及工作原理，其中重 点分析并实现了系统的核心模块集成监控服务模块。 第五章对网络监控系统中涉及到的一些技术提出了几项改善策略。 第六章对论文进行了总结和展望。 第3 页 信息l ：拌火学硕十学付论文 2 1 中间件技术 第二章网络监控系统实现的理论基础 随着计算机技术的不断发展，出不同计算机厂商提供的硬件设施、网络环境、操作系 统、数掘库管理系统、应用模式等等种类繁多、性能各异。所以，对于用户来说，虽然各 类应用的可选范田在不断地扩大，但面临的问题也随之越来越多。通常以下问题经常会发 生：不同硬件平台、不同网络环境不同数掘库之问的互操作、多种应用模式并存、系统效 率过低、传输不可靠、数掘加密、丌发周期过长等等。在这样的情况下，如果单纯依赖传 统的系统软件或工具软件提供的功能已经不能满足要求，用户所迫切需要的是一种简捷并 屏蔽和疏通了复杂的基础技术细节，使企业的计算系统开发、部署与管理变得轻松和谐的 企业应用新方式。这样中| 日j 件就应运而生了。 2 1 1 中间件的定义 中日j 件l l ( m i d d l e w a r e ) 是基础软件的一大类，属于可复用软件的范畴。它介于系统软件 和用户的应用软件之问，使用系统软件所提供的基础服务，衔接网络上应用系统的各个部 分或不同的应用，能够达到资源共享、功能共享的目的。详细来讲，中日j 件在操作系统、 网络和数据库之上，在应用软件的下层，总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行 与开发的环境，帮助用户灵活、高效地丌发和集成复杂的应用软件。 目前，它并没有很严格的定义，但是业界普遍接受i d c 的定义【2 1 ：中l 日j 件是一种独立的 系统软件或服务程序，分稀式应用软件借助这种软件在不同的技术之l 日j 共享资源，中问件 位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信。 从这个意义上讲，可以用个等式来表示中日j 件：中间件= 平台+ 通信，这也就限定了只 有用于分布式系统中的彳能叫中j 件，同时也把它与支撑软件和实用软件区分丌束了。由 此说来，中间件是一类基于分御式技术的系统软件或软件平台，而非一种应用软件；中间 件是一种分布式计算平台，涉及多种资源，包括各种操作系统、数据库、网络协议甚至语 言，其同标是在分靠计算环境中实现应用互连、资源共享、协同工作和互操作。目前，中 日j 件已经成为分御式企业计算的关键性基础软件。 中间件的工作原理如图1 所示： 第4 页 信息l + 稃人学硕十学仲论文 中问件提供的府用程序接u 函数a p i 中问件 幽1 中间件的i ：仃原理 其原理可说明如下：客户端上的应用程序需要从网络中某个结点处获取一定的数掘或 者服务，这些数据和服务可能处于一个运行着和客户端不同的操作系统的服务器上，客户 服务器应用程序中负责查找数据的那一部分只要通过调用中间件a p i 访问一个中j 件系 统，由中问件完成剑网络中查找目标数据源或者服务的任务，进而传输客户请求，重组答 复信息，最后将结果送回给应用程序。 2 1 2 中间件的作用 中问件的作用简单来蜕就是试图通过屏蔽各种复杂的技术细节使技术问题简单化【3 1 。 世界著名的咨询机构s t a n d i s h g r o u p 在一份研究报告中归纳了中日j 件的十大优越性：缩短应 用的丌发周期、节约应用的丌发成本、减少系统初期的建设成本、降低应用丌发的失败率、 保护已有的投资、简化应用集成、减少维护费用、提高应用的开发质量、保证技术进步的 连续性、增强应用的生命力。 具体地说，中间件屏蔽了底层操作系统的复杂性，使程序开发人员面对一个简单而统 一的丌发环境，减少程序设计的复杂性，将注意力集中在自己的业务上，不必再为程序在 不同系统软件上的移植而重复工作，从而大大减少了技术上的负担【4 1 。所以说中m 件带给 应用系统的，不只是丌发的简便、丌发周期的缩短，同时也减少了系统的绒护、运行和管 理的工作量，还减少了计算机总体费用的投入。其次，中间件作为新层次的基础软件，其 重要作用是将不同时期、在不同操作系统上丌发的应用软件集成起来、彼此像一个天衣无 缝的整体协调工作，这足操作系统、数据库管理系统本身做不了的。中问件的这一作用， 使得在技术不断发展之后，系统以往在应用软件上的劳动成果仍然物有所用，节约了大量 的人力、财力投入。 2 2 几种常用的中间件平台 当前国际上主流的分斫i 计算技术平台，主要有o m g 组织的c o r b a ，s u n 的j 2 e e 和 m i c r o s o f t 的n e t 平台。它们都是支持服务器端中日j 件技术丌发的平台，分别阐述如下： 第5 页 信息i 稃大学硕十学伸论文 ( 1 ) c o r b a 技术，是最早出现的，1 9 9 1 年的o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 颁巾了 c o r b a1 0 标准，是三大技术的丌端，是基于众多开放系统平台厂商提交的分布对象互操 作内容的熬础上制定的公共对象请求代理体系规范。特点是大而全，互操作性和丌放性非 常好；缺点是编写c o r b a 应用程序的复杂性和c o r b a 应用程序的总体性能。 ( 2 ) m i c r o s o f t s n e t 平台，m i c r o s o f t 的c o m 系列，从最初的c o m 发展成现在的 d c o m ，形成了m i c r o s o f t s n e t 一套分稚式系统的计算平台。特点是效率比较高，同时 它有系列相应的丌发工具支持，应用开发相对简单。但它有一个致命的弱点就足跨平台 性较差，如何实现与第三方厂商的互操作性始终是它的一大问题。 ( 3 ) s u n 公司的j 2 e e 平台，j 2 e e ( j a v a2e n t e r p r i s e e d i t i o n ) 平台，除了语言外还有组件 的标准以及组件之间协同工作通讯的框架。丌放性好，有多个软件丌发厂商支持。跨平台 性非常好，与c o r b a 技术有融合的趋势。 随着组件技术的进一步发展，j 2 e e 和n e t 构成了中间件技术平台的两大阵营。n e t 和j 2 e e 都是企业级丌发平台，并且广泛应用于w e b 丌发领域。它们使用种托管的运行 环境，将源代码转换为一种中i j 语言，然后将其编译为本地的可执行代码。两种平台的丌 发语言环境都提供垃圾收集和动念类加载。在后台数据库领域中，j 2 e e 和n e t 以不同的 形式支持数据的访问，j d b c ( j a v a d m a b a g e c o n n e c t i v i t y ，j a v a 数掘库连接) 和a d o ( a c t i v e d a t ao b j e c t ) 一样与所连接的数捌库无关，并且通过连接、命令语句和结果集对数据送行 操作。 不同的是，n e t 支持多种语苦，强调多语言问交互的通用运行环境，解决语言差异性； j 2 e e 只支持一种j a v a 语言，具有“一次编写，多次运行”的特点，解决平台差异性。n e t 依赖于m i c r o s o f t 的操作系统平台，部署方便、丌发效率高、系统的稳定性好，但在其它丌 发系统平台上不能发挥作用：j 2 e e 独立于任何操作系统之上。由于n e t 是一个封闭的体 系，限制了它在其它平台，特别是企业级应用中的推广。j 2 e e 是出s u n 发起并出众多重 要厂商参与制订的业界规范，为应用服务器的实现提供了一个开放和完整的底层框架，支 持跨平台的丌发，具有丌放性、标准化、组件化、互操作和可扩展的特点，支持所有此标 准的应用程序。更重要的是。在满足j 2 e e 兼容性的条件下，在不同的应用服务器上的应 用组件可以很好地互操作，这样可以降低移植的风险和代价，提高应用的灵活性，有助于 保护用户的投资，因此在业界接受程度很高。经过几年的发展，主要的应用服务器厂商都 已经转向采用j 2 e e 标准，j 2 e e 成了事实上的应用服务器实现标准l ”。 总之，就企业而言，值得注意的是内部众多系统的整合、系统的延展性、安全性，这 些都是j 2 e e 的优势，也是，n e t 的不足之处。在效率方面，j 2 e e 阵营主张通过硬件的效 能增加来弥补软件的不足。丌放标准，功能强大，易于移植这些都是j 2 e e 的优鳄。 二十一世纪。随着i n t e m e tf 1 益成为主要的商业交易平台，只有可伸缩性、灵活性、 易维护性的商务系统是人们关注的焦点，j 2 e e 技术将愈发显出它的生机。 第6 页 信息r 稃人学硕十学佾论文 2 3j 2 e e 技术 j 2 e e 是s u n 公司推出的用于丌发企业应用的多层、分布式应用体系结构。它的主要技 术目标是为企业应用系统提供一个具有高度可移植性和兼容性、安全性的平台。在这个平 台上，可以快速地建立融合了i n t e m e t 技术，尤其是w e b 技术的n 层结构的分钿式企业应 用。j 2 e e 平台采用了基于j a v a 技术的分布式组件技术，从以下几个方面分别介绍： 2 3 1j 2 e e 组件 j 2 e e 应用程序是由组件构成的1 6 1 。j 2 e e 组件是具有独立功能的软件单元，它们通过 相关的类和文件组装成j 2 e e 应用程序，并与其他组件交互。j 2 e e 组件能够提供标准化的 功能，具有良好定义的应用程序按1 2 ，能够很容易地用于特殊业务过程的丌发、发御和部 署。 组件技术使得丌发人员能够集中精力开发特殊应用程序所需的组件，譬如：图形界面， 导航条和商业逻辑，j 2 e e 结构减少了传统丌发应用系统所需的编码和测试代码的数量。同 时，j 2 e e 还提供了能够把标准化的组件部署成具体应用软件的模型，这样就提高了企业的 生产效率并且允许企业在j 2 e e 组件市场上购买已标准化的组件产品。 j 2 e e 提供了三大核心组件以及一系列公共服务，用于解决分布式环境下应用系统开发 的主要问题，三大核，t l , 组件分别是： 1 客户层组件：客户层组件主要山应用客户端程序和a d p l e t s 组成。 2 w e b 层组件- w e b 层组件主要由j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) 和j a v as e r v l e t 组成。一个w e b 层组件实现一个应用的表示逻辑。 3 业务层组件：业务层组件= l 三要是由e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n ) 组件组成。一个业务层 组件可以实现一个应用的业务逻辑。 2 3 2j 2 e e 容器 在传统的服务器端应用丌发巾，丌发人员必须要写复杂的中间件a p i 来获得应用服务 器的中间件服务支持。在j 2 e e 框架中，部署人员只要说明应用程序需要什么中问件的服 务支持，应用服务器就可以透明的为应用程序提供这些服务。具有平台无关性的j 2 e e 框 架使得j 2 e e 程序的编写变得简单，因为业务逻辑被封装成可复用的组件，并且j 2 e e 服务 器以容器的形式为所有的组件类型提供后台服务，所以开发人员可以集中精力解决手头的 业务问题。容器是由j 2 e e 产品提供商来实现的。 j 2 e e 将组成一个完整企业级应用的不同部分纳入不同的容器，每个容器中都包含若干 组件( 这些组件是需要部署在相应容器中的) ，同时各种组件都能使用各种j 2 e e s e r v i c e a p i ，图2 展示了组件在容器中的情况。j 2 e e 容器包括【7 l ： 1 a p p l e t 容器客户端容器，包含的组件为a p p l e t 。a p p l e t 容器是运行在客户端机 器上的w e b 浏览器和j a v a 插件的结合。这个环境通常被嵌入到一个浏览器中。 第7 页 信息t ：稃大学硕十学仲论文 2 应用稃序客户端容器客户端容器，包含的组件为应用程序客户端。应， j 程序客 户端容器管理所有j 2 e e 应用程序中客户端组件的执行。 3 w e b 容器服务器端容器，包括两种组件j s p 和s e r v l e t 。w e b 容器管理所有j 2 e e 应用中j s p 页丽和j a v as e r v l e t 组什的执行。w e b 容器运行在j 2 e e 服务器上。 4 e j b 容器服务器端容器，包含的组件为e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ) 。e j b 容器提 供e j b 的丌发、部署以及运行f l 寸管理的环境。e j b 容器管理所有j 2 e e 应t i 程序中e j b 的 执行。e j b 和e j b 容器运行在j 2 e e 服务器上。 厂 j 2 e e 服务器 、 i 浏览；2 ；i f 厂 广二 7 il 竺jl 型 足( f ，+ f ，+ 2 t s ) a 的 子监控点。总监控中心处理器资源使用情况则是： u s = w x 寺o ，+ 括) 士= k a ( t ，+ 括) ( 7 ) 综合( 6 ) 式和( 7 ) 式来看，尽管总监控中心的流量与处理器资源的占用情况仍然线性依赖 于k ，但是由于在总监控中心减少了对询问包的处理，而且一般情况下，很多变量是不会 频繁变化的，因而a 远小于i l a ，所以总体上来看与集中式相比，流量瓶颈问题已大大 得到改善；而它最多也可以负责k = 1 旯( f ，+ t s ) 个网络节点。 3 1 3 分层式网络监控系统的优势 目静，企事业单位的网络监控多数采用的都是集中式监控方法。集中式网络监控通常 只设置一个网络控制中心，用于集中监控通信网络的运行，收集网络的运行数掘。集中式 网络监控的特点是通过对整个网络的监视，能有效地检测出网络中所发生的问题，能够对整 个网络做出有效的和适当的控制决策；可以将控制作用同时施加到多个结点；集q j 化的监 控中心加强了网络负荷管理的鉴；l 】：网络维护人员易于观察和掌握全网的情况。应该说从 效率上来看它是最高的。但是随着通信网络的规模、容量、复杂度的急剧膨胀，所需的控 制管理内容也要相应的大幅增长，这使得网络监控中心的通信量和处理负荷迅速增加。由 于通信网络强烈地依赖于监控中心的管理和控制，从而使得网络监控中心成为了网络的处 理瓶颈和可靠性的薄弱环节，所以这是较为脆弱的一种结构。 根据前面对两种结构的建模分析比较，可以很明显地看出采用分层式结构在流量和处 理瓶颈问题的解决上比传统的集中式已有很大改善，在绝大部分应用场合中都可以胜任。 另外，采用分层模式的网络监控系统有如下好处【驯： 1 现有许多网络监控系统都是基于集中式的，分层式结构是在集中式耩础上的自然升 级，在体系结构的秉承性和发展性上看都有较好前景，在原有系统基础上改造的幅度较小， 易于与现有系统集成。 2 网络监控任务的分布性，在网络各处进行网络监控，集中信息存储。总监控中心 能够将监控任务分配给予监控点，节省了数掘网络的带宽。而且既然将网络监控靠近目标 系统的关键目的是为了节省带宽，那么子监控系统也就无需具有重要系统那样完整的功 能。 3 s n m p 是目前计算机网络事实上的网管协议标准，无论是旧有设备还是新出产品 第2 0 页 信息r 稃大学硕十学何论文 都支持它，采用分层模式可以直接加以应用。 3 2 网络监控系统的集成式整体设计 当静，随着网络规模的不断扩大和复杂性的不断提高，网络监控作为网络发展的一个 关键技术，其重要性闩益突出，因此怎样构建一个综合的集成式网络监控系统以改变目前 多种网络，甚至同种网络内部存在的网络系统的多样性，并提高运营商的网络效益和企业 竞争力，成为当盼一个迫切的问题( 本文中所提到的网络是指t c p i p 劂络，如i n t e r n e t 和基 于t c p i p 的l a n 和w a n 而不包括电信网和其它非t c p i p 网络) 。 本系统是针对分布式网络资源的监控而丌发设计的，利用j 2 e e 中问件技术，通过对 系统的网络状态、网络设备、运行稃序的监视，为网络、设备异常及故障分析提供的一个 高效可靠的应用系统平台。 3 2 1 设计方案的提出 目前，在企事业单位的应用中，已经有一些相关丌发商丌发了类似实时信息j 剧空管理 和数掘查询的应用系统，例如英国w o n d e r w a r e 公司推出的w o n d e r w a r ei n t o u c h 就是一套 用于监控的应用软件f 2 ”。但是因为i n t o u c h 的结构功能比较复杂、价格昂贵、获利周期长 等问题，国内采用的还不多。 对我们本项目来说，费用是我们必须要考虑的因素。一般地，整个项目的一期投资中， 若要使用i n t o u c h 仅系统软件平台就需要上几十万元。而且用户界面操作特点可能很难适 应，还需要额外的高昂培训管理费用。 另一方面，整个系统全部自主丌发需要的工程周期太长，而且工程费用也会较高。为 此，我们建议一个折中的办法。如下： ( 1 ) 采用j 2 e e 多层体系结构，和面向对象的设计思想与编程技术，利用现有的系统软 硬件资源，设计适应对整个网络系统的运行状况进行监视与管理的系统。 ( 2 ) 整个数掘库存储平台使用已经成熟的关系数掘库，比如s y b a s e ，m y s q l ，m ss q l s e r v e r 等。这样，既可以再利用企业原来的软件资源，降低工程费用，又可以缩短整个 项目的建设周期。 ( 3 ) 整个系统基于多层应用的丌发模式，具有很高的扩展性能。结合企事业单位内部局域 网的应用，全面集成监控系统的信息化平台。 3 2 2 采用j 2 e e 实现网络监控的思想 s u n 公司的j 2 e e 采用j a v a 作为丌发工具实现。j a v a 具有“编码一次，到处运行”的 优点。即只要在任何系统如w i n d o w s 下丌发好系统，编好程序，不用进行任何改动，就能 让它运行在其他操作系统上。而为了解决异步调用问题，我们又很需要中问件服务，s u n 的j 2 e e 平台包含了上述技术，又拥有很多其它技术优势，如可伸缩、容错和具有故障排 第2 1 页 信息i 程大学硕十学付论文 除等功能。部髫在j 2 e e 环境中的组件将自动软得上述特性，而不必增加额外的代码丌销。 这j 下适合了监控系统网络运营服务器拥有u n i x ，w i n d o w s 等不同平台的要求。而且目丽几 乎所有的一流w e b 应用服务器，都是基于j 2 e e 的。j 2 e e 是首个获得业界广泛认可和采纳 的中间件标准。 基于这些原因，系统的设计考虑采用基于j 2 e e 模型的软件体系结构。综合考虑到本 系统的实际情况和实现难度。我 f j 决定采用s u n 的j 2 e e 平台作为网络监控系统的基础平 台，使用业界领先的b e aw e b l o g i cs e r v e r8 1 作为j 2 e e 服务器，使用m y s q l 作为后台数 掘库服务器，结合j 2 e e 的技术优势和w e b l o g i c 的强大功能，可以保证最终实现的系统具 有跨平台的运行能力、较强的可移植性和较好的性能。这也是目前最流行的开发方法，是 欧美软件市场最为成熟的技术。这样利用j 2 e e 中问件来集成网络监控系统的构思框图即 如下图所示 匕! 竺! 到睦竺竺型 0 10 i 应用服务器 w w w 服务器 j 2 e e 巾问件 图1 1j 2 e e 中间f i ：在应用服务器中的应用 采用这种方案本系统与以往的监控系统中的有类似功能的系统相比，主要有以下几个 区别： 软件体系结构更先进。 中h j 层高效的跨平台性，提高了系统的通用性。 系统维护简便，布局合理。 系统的可扩展性强，可靠性高。 3 2 3 集成式网络监控系统整体设计 针对目前网络监控的特点，特别是网络监控技术中存在的漏洞和难点，下面进行网络 监控系统的整体设计，综合各种因素可以确定所设计的系统框架应该采用分布式的多层次 结构，具体包括四层1 2 2 】，如下图1 2 所示： 第2 2 页 信息t 稃大学硕十学何论文 图1 2 集成式网络监控系统框架模型 娃示珐 总；托睁层 予；| ：i 拧层 航栉终端层 监控终端层对应着监控的具体对象，可以依掘物理地域或其它合适的划分方式，将各 被监控设备分别归于某被监控子网( 不交叉归属) ，在各被监控设备上相应运行着代理程序， 由代理程序获取第一手监控数据。 子监控层根掘被监控子网确定子监控节点的数目，每一予监控节点负责盗控一个子 网，子网规模不能自目扩大，不然又会导致中层监控端的瓶颈问题，失去了分层结构的意 义，具体的设置可以综合参考前面的分析结果和实际情况。系统对设备状况的检测、分析、 处理都在这层完成，这样保证了问题能在最接近数掘源的地方得到解决。 总监控层对应着系统中唯一的总监控中心，它负责管理所有的子监控节点，收集它们 上报的监控信息；同时它还与客户端和其它系统的应用程序进行交互。 显示层是监控系统的人机交互界面，采用w e b 方式，使得网络管理人员可以实时进行 监控，同时接收被监控设备的报警信息，发号施令。 网络监控系统主要由三个部分组成，即总监控中心、子监控站与数掘库服务器共同构 成。由于网络监控系统需要与网络上的其他设备进行交互，具体来说，客户端需要与总监 控中心进行数掘交互，以获取监控的结果，总监控中心与子监控节点之间需要数据交互以 获取或者设臀网络运行数据，并且需要将这些数据存储在数据库中，同样为了采集数掘， 子监控节点与终端设备之问也需要传输数掘。如下分别是各部分的功能： 1 总监控中心 在这个多级的网络监控体系结构中，位于第二层的是总监控中心。总监控中心的作用 主要是查询和凋控。它不与网络设备直接交互，当它想查询网络设备的一些信息时，它就 通过子监控站来获得相应的数据，而这些数据也不是最原始的数据库的某些字段的值，它 能够访问到的数据是通过子管理站加工处理过的有意义的，能够为管理网络提供决策依据 的数据。一方面，这样做可以减少直接访问网络设备时带来的集中式轮询的时间上的压力， 第2 3 页 信息下稃火学硕十学付论文 另一力面，总监控小心访问经过予监控站处理过的数据，也是减少了一些小必要的分析、 处理过程，提高了效率。它也可以查询所有设备的当i j 告警状态；查询某设备的当前状念 值以及查询某设备状态的历史值。 调控操作主要包括根掘用户操作，先查询并显示设备的参数，再向予监控站发送调控 命令，而且此系统还可实现增加删除设备，增；b n n 除子监控站，增加删除场地的功能。 这些增j j n 删除的操作是针对于特定授权用户的。 2 子监控站 予监控站是系统的一个重要组成部分。当它作为服务端的时候，其功能主要是巡检设 备，接受监控中心发出的调控命令并调控设备。它向上层总监控中心提供访问接口，让其 能够访问到计算结果。这种设计可以向上层提供应用级别的复用，改变了原有的访问模式。 当它作为客户端的时候，能够访问到网络设备的原始数据，并对这些数据进行处理，得到 人们普遍关心的如利用率，流量，丢包率，出错率这样的计算结果。当它检测到设备的异 常时，就主动向中央监控中心发出告警