（计算机系统结构专业论文）车间层网络配置管理系统的研究与实现.pdf

m a s t e rd e g r e ed i s s e r t a t i o no fc h o n g q i n gu n i v e r s i t y r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no f w o r k s h o p t i e rn e t w o r kc o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m m a s t e rd e g r e ec a n d i d a t e ：x i ej i a n g s u p e r v i s o r ：p r o f l i uw e i n i n g m a j o r ：c o m p u t e rs y s t e m a r c h i t e c t u r e c o l l e g e o fc o m p u t e rs c i e n c e c h o n g q i n gu n i v e r s i t y a p r i l2 0 0 7 58 3舢9哪mi洲8 iiil洲y 重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘要 随着控制、计算机、通讯、网络等技术的发展，信息交换领域正在迅速覆盖 从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次。现有车间设备本就复杂多样、地 理分散，同时由于车间设备网络的信息化控制要求，还需要在现有车间设备的基 础上，根据自动控制的具体应用附加一些管理设备，各类设备集合在一起协调工 作，才能保证整个车间网络系统有效、稳定并且智能化地运行。 车间层网络中的设备种类繁多，各设备需要相互了解和适应与其发生关系的 其他设备的参数、状态等信息，否则就不能有效甚至正常工作。另外，车间网络 系统常常是动态变化的，需要随着应用的增减、设备的维修或更新来调整网络的 配置。因此需要有足够的技术手段支持这种调整或改变，使网络能更有效地工作。 为了减轻系统管理的工作负荷，必须有一个有力的配置管理和实时监控系统，对 分布在生产各环节的这些设备和设备上驻留的软件系统及运行参数进行合理配 置，并对其状态进行实时监控和远程维护更新。 论文立足于此，分析了现有车间层设备管理存在的诸多现实问题以及国内外对 此的研究现状，将传统的以太网网络管理的理论和技术应用于车间层设备网络管 理。论文以某企业生产监控执行系统为研究背景，分析了系统的体系结构及设备 资源特点，将车间层设备分为直接可管设备和间接可管设备两个大类；利用s n m p 网络管理协议，扩展车间层私有m i b 信息库；将s n m p 协议和i c m p 协议相结合， 设计相关算法进行自动发现车间设备的网络拓扑结构，并根据网络的层次将网络 拓扑分为一级和二级双层拓扑进行管理；在车间拓扑结构的基础上，进行车间设 备及软件资源的各类静态参数和运行参数的完整、合理配置，归纳车间层设备的 对象参数，按照a s n 1 规范扩展私有m i b 对象节点，并对m i b 文件做相关词法和文 法分析，设计m i b 文件的解析器，负责m i b 文件的读取与显示，实现动态添加、删 除m i b 库中的被管对象，保存配置数据；除此以外，还需要对整个网络的设备及 软件资源状态进行有效的实时监控，根据拓扑图分层次地对其进行合理监控，描 绘设备状态变化曲线走势图，据此做出合理的配置调整；特别需要对软件资源进行 合理的管理，包括软件的外部配置参数和内部运行参数的实时监控，软件分发及 远程加载。 论文最终采用j 2 e e 相关技术，并利用s t r u t s 等先进架构，开发完成了一个基 于w e b 的车间层网络配置管理系统。系统通过与车间设备上的代理者进行通信， 自动获知车间设备的状态和运行情况，并对其各种参数进行合理配置。在系统中 重庆大学硕士学位论文 中文摘要 集成应用了车间层设备网络的自动拓扑发现、m i b 文件解析器、软件分发管理器 等关键技术研究成果，验证了成果的可行性。系统具备效率高、可移植性强、易 于维护的特点。 关键词：车间层设备，配置管理，自动拓扑发现，参数配置，软件资源管理 l i a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ec o n t r o l l i n g ，c o m p u t e r ，c o m m u n i c a t i o n ，i n t e m e ta n d o t h e rt e c l l l l 0 1 0 9 y ，i n f o r m a t i o ne x c h a n g i n gi sr a p i d l yc o v e t i n gw i t ht h es c e n e f r o mt h e f a c t o r ve q u i p m e n tt i e r t o a l ll e v e l so ft h ec o n t r o l l i n ga n dm a n a g e m e n t w o r k s h o p e q u i p m e n t i sv e r yc o m p l i c a t e d a n dd i s p e r s i v ee s s e n t i a l l y a st h ei n f o r m a t l o n c o n t r o l l i n gr e q u i r e m e n to fw o r k s h o pe q u i p m e n tn e t w o r k ，i t sn e c e s s a r y t oa d ds o m e m a n a g e i l l e n te q u i p m e n ta c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o no fa u t o m a t i cc o n t r o l l i n g ， b a s e do nm ee x i s t i n gw o r k s h o pe q u i p m e n t b r i n g i n gt o g e t h e ra l lt y p e so fe q u i p m e n t t o c o n c e r t e dw o r l ( c a ne n s u r et h ee f f i c i e n t ，s t a b l ea n di n t e l l i g e n to p e r a t i o no f t h ew h o l e w o r k s h o pn e t w o r ks y s t e m w o r k s h o pt i e rn e t w o r ke q u i p m e n ti sq u i t ev a r i o u s ，a l lk i n d so fe q u i p m e n t r e q u x r e s m u t u a lu n d e r s t a n d i n ga n da d a p t i n gt o t h eo t h e re q u i p m e n tp a r a m e t e r si n f o r m a t i o n s c h a l l g er e l a t i v e l y , o t h e r w i s e ，i tw i l ln o tb ee f f e c t i v eo re v e nn o r m a lw o r k i na d d l t l o n ， t 1 1 ew o r k s h o pn e t w o r ks y s t e mi so f t e nd y n a m i cc h a n g i n g ，i t sn e c e s s a r yt oa d j u s tt h e n e 觚o r kc o n f i g u r a t i o na st h ea p p l i c a t i o nc h a n g e sa n de q u i p m e n tu p g r a d e i tr e q u l r e s a d e q u a t et e c h n i c a lm e a n st os u p p o r ts u c ha d j u s t m e n t sa n dc h a n g e s - s ot h e n e t w o r kc a n w o r km o r ee f f e c t i v e l y t or e d u c et h el o a do ft h es y s t e mm a n a g e m e n tw o r k ，w em u s t h a v eas t r o n gc o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n ta n dr e a l t i m em o n i t o rs y s t e m i tc a nl o g i c a l l y c o n f i g u r et h ep r o d u c t i o ne q u i p m e n ta n dt h ee q u i p m e n t ss o f t w a r es y s t e mp a r 锄e t 盯s ， a l s oc a nr e a l t i m em o n i t o ra n dm a i n t a i nt h e i rs t a t er e m o t e l y b a s e dt h e r e t h i sp a p e ra n a l y z e st h ee x i s t i n gp r a c t i c a lp r o b l e m f o rt h ew o r k s h o pt i e r e q u i p m e n t ，r e s e a r c h e st h e s t a t u sa th o m ea n da b r o a d i ts u c c e s s f u l l ya p p l i e st h e t r a d i t i o n a le t h e m e tn e t w o r km a n a g e m e n tt h e o r y a n dt e c h n o l o g yt ow o r k s h o pt i e r n e t w o r km a n a g e m e n t t h ep a p e r u s e sae n t e r p r i s e sp r o d u c t i o nm o n i t o r i n g i m p l e m e n t a t i o ns y s t e ma st h er e s e a r c hb a c k g r o u n d a n a l y z e s t h es t r u c t u r eo ft h es y s t 锄 a n de q u i p m e n tf e a t u r e s d i v i d e st h ew o r k s h o pe q u i p m e n ti n t ot w om a j o rs p e c l e s a s d i r e c ta 1 1 di n d i r e c tc o n t r o le q u i p m e n t ；i tu s e ss n m pp r o t o c o l t oe x p a n dt h ep r i v a t e w o r k s h o pt i e rm i b i n f o 衄a t i o nb a s e ；i tc o m b i n e ss n m pp r o t o c o lw i t hi c m pp r o t o c o l t od e s i 鲈t h ea l g o r i t h mf o ra u t o m a t i cd i s c o v e r yo fw o r k s h o pe q u i p m e n tn e 聃o r k t o p o i o g y ，a n dd i v i d e sn e t w o r kt o p o l o g yi n t ot w o l e v e l sa st h ef i r s ta n ds e c o n dl e v e l t o p o l o g ya c c o r d i n gt ot h es t r u c t u r eo ft h en e t w o r k ；b a s e d o nt h ew o r k s h o pn e t w o r k t o p o l o g y ，i tl o g i c a l l yc o n f i g u r e sw o r k s h o pe q u i p m e n t a n ds o r w a r er e s o u r c ep a r 锄e t e r s ， i i i 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 e x p a n d st h ep r i v a t em i bo b j e c tn o d e si na c c o r d a n c ew i t ha s n 1s t a n d a r d ，m a k e st h e l e x i c a la n dg r a m m a t i c a la n a l y s i so ft h er e l e v a n td o c u m e n t s ，d e s i g n sm i bd o c u m e n t p a r s e r ，w h i c hi sr e s p o n s i b l ef o r t h ed o c u m e n t sr e a d i n ga n dd i s p l a y , i tc a nd y n a m i ca d d ， d e l e t ea n ds a v et h em i bm a n a g e do b j e c td a t a ；i na d d i t i o n ，t h e r ei san e e df o rt h e e f f e c t i v er e a l - t i m em o n i t o r i n gt h ee n t i r en e t w o r ke q u i p m e n ta n ds o f t w a r er e s o u r c es t a t e ， t h es y s t e mm o n i t o r st h es t a t ea c c o r d i n gt ot h et o p o l o g ym a ph i e r a r c h i c a l l y , m a k e s r e a s o n a b l ea d j u s t m e n t sa c c o r d i n gt ot h ec u r v ec h a r to ft h ee q u i p m e n ts t a t ec h a n g e s t r e n d ；i tn e e d st om a n a g et h es o f t w a r er e s o u r c e ss p e c i a l l y ，i n c l u d i n gt h ec o n f i g u r a t i o n o ft h ee x t e r n a la n di n t e m a ls o f t w a r e p a r a m e t e r s ，r e a l t i m es o f t w a r em o n i t o r i n g ， s o f t w a r ed i s t r i b u t i o na n dr e m o t el o a d i n g t h ep a p e ru l t i m a t e l yu s e sj 2 e et e c h n o l o g ya n da d v a n c e ds t r u t sf r a m e w o r kt o d e v e l o pa n dc o m p l e t eaw e b b a s e dw o r k s h o pt i e rn e t w o r kc o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t s y s t e m t h r o u g hc o m m u n i c a t i o nw i t ht h ea g e n to nt h ew o r k s h o pe q u i p m e n t ，t h es y s t e m a u t o m a t i c a l l yo b t a i n st h es t a t ea n do p e r a t i o ns t a t u so ft h ew o r k s h o pe q u i p m e n t ，a n d c o n f i g u r e s i t sv a r i o u s p a r a m e t e r sp r o p e r l y t h es y s t e mi n t e g r a t e st h ea u t o m a t i c d i s c o v e r yo ft h ew o r k s h o pt i e re q u i p m e n tn e t w o r kt o p o l o g y ，t h em i bd o c u m e n tp a r s e r ， s o f t w a r ed i s t r i b u t i o nm a n a g e r ，a n do t h e rr e s u l t so ft h ek e yt e c h n o l o g yr e s e a r c h i ta l s o v a l i d a t e st h ef e a s i b i l i t yo ft h er e s u l t t h es y s t e mh a st h ef e a t u r e so fh i g he f f i c i e n c y ， b e t t e rt r a n s p l a n t ，e a s i l ym a i n t e n a n c e k e y w o r d s ：w o r k s h o pt i e re q u i p m e n t ，c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ，a u t o m a t i c t o p o l o g yd i s c o v e r y , p a r a m e t e rc o n f i g u r a t i o n ，s o f t w a r er e s o u r c e m a n a g e m e n t i v 重庆大学硕士学位论文 目录 目录 中文摘要i 英文摘要i i i 1 绪论一1 1 1 论文选题背景1 1 2 国内外研究现状l 1 2 1 国外研究现状1 1 2 2 国内研究现状2 1 3 论文的主要研究工作3 1 3 1 研究目的3 1 3 2 研究内容3 2 网络管理及背景项目概述5 2 1 网络管理概述5 2 1 1 网络管理的基本概念5 2 1 2 网络管理的标准5 2 1 3 网络管理的模型6 2 1 4 网络管理五大功能7 2 1 5 网络管理的发展趋势8 2 2s n m p 网络管理9 2 2 1s n m p 的管理模型9 2 2 2 管理信息结构9 2 2 。3 管理信息库l o 2 2 4s n m p 协议1 2 2 3 背景项目概述1 5 3 车间层网络配置管理系统的设计1 9 3 1 系统的总体思想19 3 1 1 系统意义1 9 3 1 2 系统内容1 9 3 1 3 总体目标2 0 3 2 系统的体系结构2 0 3 3 功能模块2 1 4 车间层设备自动拓扑发现2 3 v 重庆大学硕士学位论文 目录 4 1 引言2 3 4 2 车间层设备系统结构的分析2 3 4 3 常用拓扑发现算法的比较2 3 4 3 1 基于路由表的算法2 4 4 3 2 基于a r p 的算法2 4 4 3 3 基于i c m p 的算法2 4 4 3 4 基于s n m p 的网络拓扑发现算法2 4 4 3 5 算法总结与设计2 4 4 4 一级拓扑的自动发现2 4 4 4 1 实现原理2 4 4 4 2 算法设计2 5 4 5 二级拓扑的自动发现2 6 4 5 1m i b 信息库的扩展2 6 4 5 2 算法设计2 6 4 6 本章小结2 7 5 车间设备参数配置与资源管理2 8 5 1 设各参数的配置2 8 5 1 1 参数配置的内容和功能2 8 5 。1 2m m 信息结构的定义2 8 5 1 3 参数的读取与显示3 l 5 1 4 参数的维护管理3 5 5 2 设备状态监控3 6 5 2 1 车间层设备状态监控的特点3 6 5 2 2 状态监控的工作原理3 6 5 2 3 状态变化记录3 7 5 3 软件资源管理3 7 5 3 1 车间层应用软件监控的需求与目标3 7 5 3 2 工位m e s 控制器应用软件分析3 8 5 3 3 软件监控的实现原理3 9 5 3 4 软件分发与远程装载的实现原理4 l 5 4 本章小结4 2 6 系统实现4 3 6 1 开发环境与开发工具4 3 6 1 1 开发环境一4 3 v i 重庆大学硕士学位论文 目录 6 1 2 开发工具4 3 6 2s t r u t s 技术的应用实现4 3 6 3 数据库设计4 5 6 4 软件实现4 6 6 5 测试效果4 7 7 结论与展望4 9 致谢。5 0 参考文献5 1 附录：a 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录5 3 b 作者在攻读硕士学位期间参与的项目目录5 3 v i i 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1 绪论 1 1 论文选题背景 近年来，工业以太网随着自身概念的提出和发展，正以各种途径进入到工业 自动化和车间控制现场中，应用范围有了很大的扩展。越来越多的车间设备纷纷 设计并开放自己的以太网接口，进入到工业以太网这个支持高数据带宽、各种网 络传输协议、交互开放式数据存取、统一标准的新型网络中，互联互通地高效工 作【1 】o 车间设备网络为适应信息化控制的要求，需要在现有车间设备的基础上，根 据自动控制的具体应用附加一些管理控制设备，例如：工业以太网络设备、车间 嵌入式控制器、与控制器相连接的光电枪、条码扫描仪、r f i d 读写器等一些专有 应用设备，它们将为车间现场设备带来实时数据采集和控制功能，提供更多及时 可靠的服务，以保证各层车间设备有效、稳定并且智能化地运行。 越来越多的车间设备和以太网控制设备等设备组合在一起，构成一个庞大的 工业以太网络，在这样的网络环境下，无论是对设备的网络配置、物理分布，设 备数据的采集、传输，还是设备状态的监控、设置，设备故障的警报、恢复等， 如果采用人工，管理成本的开销将是不可估量的。网络中一旦某个局部设备发生 故障，势必影响到与之相连但还在正常运行的其他设备，更严重的会导致整个网 络的停滞和崩溃。 目前国内对车间现场设备的管理主要还停留在现场总线管理的模式，无法体 现以太网环境下高数据通信，友好界面的实时监控，复杂设备数据的采集分析等 优点，在车间层设备的网络管理系统研究方面更属于起步阶段。针对这一严峻的 现实问题，提出了面向车间层设备的网络管理系统，对工业以太网环境下的各种 车间设备进行监测、分析与控制，从而保障整个网络系统可靠、有效地运行。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 国外对以太网在控制中的应用较早是用于电力系统的监控【3 】。美国电力研究 院( e p r i ) 和国际大电网会( c i g r e ) 的第3 5 工作组通过研究都证明：当使用 交换式集线器时，1 0 m b p s 以太网完全可以满足实时性要求。自上世纪八十年代 开始，国外已经推出不少使用以太网的变电站自动化系统，如美国g e h a r r i s 公 司的p o w e r c o m m 系统、美国g e 公司的变电站自动化系统、日本东芝公司的 高压变电站分布式测控系统等。d e c 公司开发了一套以太网网络软件产品 重庆大学硕士学位论文1 绪论 d e c n e t ，可以将d e c 公司生产的各种硬件、软件和通信接口设备连接起来构 成各种类型的计算机网络。几个主要的现场总线组织也在开发基于以太网的现场 总线协议，一些公司开发了具有以太网接口的仪表、嵌入式以太网控制器及工业 以太网交换机等。目前，国际电工委员会i e c 正着手起草实时以太网( r e a l t i m e e t h e m e t r t e ) 标准，旨在推动以太网技术在工业控制领域的全面应用。 同时，可以看到许多在两三年前按兵不动的厂商已经纷纷推出自己的工业以 太网产品，如西门子、p h o e n i xc o n t a c t 等。随着p l c 、d c s 系统及i o 等设备制 造厂商开始提供带有嵌入式以太网接口的产品，加速了工业以太网的革命性发展， 促使了许多组织及协会纷纷提倡以太网的工业协议，让工业控制设备可以整合运 用于共通的协议。不同的设备可通过安装有相同网络协议的设备进行连接，这将 大幅度的简化使用者的工作【4 j 。 以下介绍几种国外与车间层网络管理相关的解决方案及其产品【5 】 6 】【_ 7 】： 思科工业以太网解决方案 思科系统公司能够帮助制造商建立协作制造环境，实现思科智能网络制造 ( i n m ) ，为制造运作提供顺畅、安全的数据可视性和极高的灵活性。作为思科 i n m 计划的一部分，思科工业以太网解决方案能够弥补办公室与生产车间之间的 缺口，同时提供可视性和灵活性，帮助制造企业将制造车间转变成战略性企业资 源。思科工业以太网不但能帮助企业为车间设备增加以太网连接，还能为企业提 供所需的高新技术。由于思科可管理交换机能够以可控方式接入网络，因此，企 业不但能对实时数据做出适当的响应，还能延长关键流程的正常运行时间。其工 业以太网解决方案包括一系列的交换机、路由器等产品。 m o x a 工业以太网解决方案 m o x a 设计、生产及销售一系列工业以太网产品，包含管理型工业以太网络交 换机、非管理型工业以太网络交换机、工业级光电转换器等。m o x a 管理型工业以 太网络交换机主要运用于实时p l c s 、h m i s 及d c s 工业应用系统的工业以太网领 域中。 i n d u s t r i a ls n m ps u i t e i n d u s t r i a ls n m ps u i t e ( i s n m ps u i t e ) 是c o ls o f t w a r e 公司专为工业控制器市 场开发的网络管理的s n m p o p c 网关软件。可将s n m p 管理与未管理的以太网设 备无缝集成到人机接1 2 ( h m i ) 软件包并进行监控和分析。i s n m ps u i t e 能够在它 的o p c 。c l i e n th m i 软件环境中，向操作员提供以太网设备的实时视图以及整体网 络流量，也能够分析原始数据及潜在问题，向操作员报告网络的工作状态。i s n m p s u i t e 也是o p c2 0 服务器，能够与任何o p c 客户端软件接口。 1 2 2 国内研究现状 2 重庆大学硕士学位论文1 绪论 八十年代后期，我国电力行业从国外引进的控制系统中就采用了以太网技术， 运行证明稳定可靠。这几年，我国的工业以太网技术研究和产品开发呈现蓬勃发 展之势。浙江大学、浙大中控、中科院沈阳自动化研究所、清华大学、大连理工 大学、重庆邮电学院等单位，在国家“8 6 3 ”计划的支持下，开展了e p a ( e t h e m e tf o r p l a n ta u t o m a t i o n ) 技术的研究，在实时通信、总线供电、远距离传输、网络安全、 可靠性技术等领域取得了一批研究成果【7 1 。其中采用以太网交换技术、全双工通 信、流量控制等技术，以及确定性数据通信调度控制策略、简化通信栈软件层次、 现场设备层网络微网段化等针对工业过程控制的通信实时性措施，解决了以太网 通信的实时性；采用直流电源耦合、电源冗余管理等技术，设计了能实现网络供 电或总线供电的以太网集线器，解决了以太网总线的供电问题。起草了e p a 国 家标准，以工业现场设备间通信为目标，以工业控制工程师( 包括开发和应用) 为使用对象，基于以太网、无线局域网、蓝牙技术+ t c p i p 协议，起草了“用于工 业测量与控制系统的e p a 系统结构和通信标准”( 草案) ，并通过了由t c l 2 4 组 织的技术评审。 总体而言，工业以太网在国内的发展仍处在推广应用、蓬勃发展的阶段。车 间层的面向现场设备的网络管理必将成为研究热点。 国外工业以太网解决方案及其产品较为成熟，处于主导地位，但受标准尚未 统一的影响，暂不可能出现通用的用于工业以太网的网络管理软件，各公司都仅 仅开发了限于自己产品或某一标准的用于网络管理的软件，这些软件的体系结构 及实现方法对车间层的网络管理方案的提出具有极大的借鉴作用。 1 3 论文的主要研究工作 1 3 1 研究目的 以某企业发动机制造执行系统项目为实践背景，根据工业以太网环境，针对 车间层的各项可管设备进行网络配置管理，包括设备的拓扑连接，参数信息的设 定，网络中的服务通信、数据采集等，配合代理者模块和故障管理系统，共同设 计出一个高效完整的网络管理系统，使管理人员不用深入车间现场环境也可远程 对车间设备进行管理，包括设备的状态监控、数据采集、参数配置、参数更新等， 以保证车间设备协调、稳定、高效地良好运行，同时大大节约了网络管理的成本 开销。本课题的研究成果适用于工业以太网环境下的车间层设备的网络管理，具 有一定范围的扩展性和前瞻性。 1 3 2 研究内容 重庆大学硕士学位论文i 绪论 本文主要研究车间层设备的网络配置管理，重点以背景项目中车间层的嵌入式 控制器为例，论述该类型设备及其相关连接设备的状态参数配置、运维参数管理、 m i b 信息库扩展、设备软件资源的管理等。 本文各章内容介绍如下： 第一章：介绍论文的选题背景，研究现状、目的、内容。 第二章：介绍网络管理相关概念及术语，阐述网络管理的发展过程、体系结构、 功能结构、管理模型、协议标准，重点阐述网络配置管理相关定义、内容、功能 模块及主要应用。 第三章：对车间层网络配置管理系统进行总体设计，包括对体系结构、系统 内容、系统目标、功能模块的划分等进行设计工作。 第四章：论述配置管理的重要组成部分，即车间层设备的网络拓扑服务功能。 结合对车间设备的系统结构分析，扩展了m i b 信息库，通过几种常用拓扑发现算 法的比较分析，利用s n m p 协议，分别设计和实现了一级和二级拓扑自动发现的 相关算法，进而准确地发现了车间层设备的完整拓扑结构图。 第五章：详细论述车间层设备配置管理的相关内容，主要包括车间层设备的参 数配置、状态监控、运维管理、设备软件资源的管理。结合背景项目，分析车间 系统体系结构，定义直接可管设备和间接可管设备的各类型对象参数，并对这些 对象参数进行动态设置管理，有效实时地监控网络整体状态及设备局部运维状态， 设计并实现车间层设备软件资源的状态监控、软件分发及远程装载。 第六章：对系统设计与实现做详细阐述，包括系统平台、开发环境、采用的相 关软件技术、数据库设计、测试结果等。 第七章：对全文进行总结。 4 重庆大学硕士学位论文2 网络管理及背景项目概述 2 网络管理及背景项目概述 2 1 网络管理概述 2 1 1 网络管理的基本概念 网络管理定义 网络管理是指对网络的运行状态进行监测和控制，使其能够有效、可靠、安 全、经济地提供服务。网络管理包含两个任务，一是对网络的运行状态进行监测， 二是对网络的运行状态进行控制【8 】。通过监测可以了解当前状态是否正常，是否存 在瓶颈和潜在的危机；通过控制可以对网络状态进行合理调节或配置，提高性能， 保证服务。 网络管理的目标 网络管理的根本目标是满足运营商及用户对网络的有效性、可靠性、开放性、 综合性、安全性和经济性的要求。 1 1 网络应该是有效的； 2 ) 网络应该是可靠的； 3 ) 现代网络要有开放性： 4 ) 网络要有综合性； 5 ) 网络要有很高的安全性； 6 ) 网络要有经济性。 2 1 2 网络管理的标准 i s o 的o s i c m i p 网络管理标准 o s i c m i p 标准是由国际标准化组织( i n t e r n a t i o n a ls t a n d a r do r g a n i z a f i o l l ，i s o ) 在开放系统互联( o p e ns y s t e m si n t e r c o n n e c t i o n ，o s i ) 参考模型的基础上制定的网络 管理标准，它的主要管理标准是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) 。o s i c m i p 标准是以更通用、更全面的观点来组织一个网络的管理系统，它 的开放性着眼于网络未来发展的设计思想，使得它有很强的适应性，能够处理任 何复杂系统的综合管理。然而正是o s i c m i p 标准这种大而全的思想，导致了它过 于复杂性，被全面实现的应用极少。尽管o s i c m i p 标准有一些不足，在实际应用 中也不是很成功，但它的思想对网络管理的发展产生了巨大的影响，它的很多概 念和方法被其他网络管理标准所接纳并得到发展【9 】。 i e t f 的i n t e r n e t s n m p 网络管理标准 i n t e m e t s n m p 标准是互联网工程任务组( i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ，i e t f ) 以t c p i p 网络模型为基础在i n t e m e t 上实现的一种网络管理标准，它的主要协议 重庆大学硕士学位论文 2 网络管理及背景项目概述 是简单网络管理协议( s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l ，s n m p ) 。s n m p 是世界 上第一个可以实际应用的网络管理协议。尽管s n m p 存在很多不足，但由于它简 单易实现，再加上t c p i p 协议已得到广泛的应用，以至于几乎所有计算机厂商推 出的计算机和网络产品都支持s n m p 网络管理协议【l o 】。 i t u t 的t m n 网络管理标准 t m n ( t e l e c o m m u n i c a t i o nm a n a g e m e n tn e t w o r k ) 是i t u t 组织制定的一套电信 网络管理国际标准，它的基础是o s ic m i p c m i s 规范。开发t m n 标准的目的是 管理异构网络、业务和设备。t m n 通过丰富的管理功能跨越多厂商和多技术进行 操作。它确定了电信网络管理将来的发展目标，现在几乎所有的电信技术，如s d h 等，都必须支持t m n 协议【l 。 2 1 3 网络管理的模型 从概念上说，对于一个具有特定需求的实际网络而言，它应该具有这样一种 能力，即通过客户化的过程，开发一个具体的网络管理系统。当然，对于这样一 个网络管理体系结构，也存在不止一种方案。通过上面的描述，可以认为，任何 一个适合于在当今异构的互连网络中进行综合的网络管理的体系结构都应该包含 如下几个方面的子模型【1 2 】：信息模型( i n f o r m a t i o nm o d e l 卜_ 倾0 重于管理信息的建 模与规范；组织模型( o r g a n i z a t i o n a lm o d e l 卜侧重于管理实体和被管实体的分工 与协作的关系；通信模型( c o m m u n i c a t i o nm o d e l 卜侧重于管理信息在实体间的交 换方式；功能模型( f u n c t i o n a lm o d e l 卜网络管理任务的组成结构。图2 1 给出了 一般性网络管理模型的子模型及其关系。 ， - 管理系统被管理系统 同 管理操作 旧 ( 管理者) 营 囤 响应通告 图2 1 一般网络管理模型 f i g 2 1g e n e r a ln e t w o r km a n a g e m e n tm o d e l 6 重庆大学硕士学位论文 2 网络管理及背景项目概述 2 1 4 网络管理五大功能 通常，网络管理活动被组织成一系列不同的功能组。网络管理体系结构的功 能模型将所有的网络管理任务分成五个主要的功能域：配置管理、故障管理、性 能管理、计费管理、安全管理【l 引。 配置管理 一个计算机网络是由多种多样的设备连接而成的，这些设备组成网络的各种 物理结构和逻辑结构。这种结构中，