（计算机应用技术专业论文）基于web的网络智能配置管理的研究与实现.pdf

硕士学位论文 基于w e b 的网络智能配置管理的研究与实现 摘要 随着网络技术的迅速发展，网络管理的地位越来越重要。网络智能配置管理成为 实现高效网络管理的一个关键问题，w e b 技术的成熟和x m l 的蓬勃发展，给网络管 理技术和模式带来了又一次革命。因此，把智能配置管理、w e b 技术应用于网络管 理之中，是网络管理技术的一种理想解决方案。 本文首先研究和提出了一种基于层次设计的网络智能配置管理体系。包括其体系 结构、软件结构和模块设计等，该系统层次划分清晰、合理、相对独立，便于实现和 维护，它在各种异构设备( 不同类型、不同厂商、不同时期的设备) 、不同网管系统 之间实现统一、集中、协调的配置管理。 在网络智能配置管理体系的基础上，本文分析了网络管理的基本理论，网络管理 模型和s n m p 协议，结合x m l 技术，提出了一种具体的方案基于w e b 的网络智 能配置管理。 本文所采用的基于w e b 的网络智能配置管理方案，将网络管理服务器划分为前 端服务器和后端服务器两个部分。其中，前端服务器实现用户界面管理、接收用户请 求，并响应用户请求等；后端服务器负责与被管资源通信以获取数据信息，并在此基 础上实现m i b 浏览器、数据采集、网络拓扑模块、节点发现、事件处理和数据管理 等功能。这种划分机制把网络管理的任务量分散到多台前端服务器和后端服务器上， 对于规模较大的网络系统，可有效地提高其管理的性能。同时，前端服务器与后端服 务器之间是相对独立的，当网络系统的规模增大时，网络管理系统可方便地进行扩展。 同时，本文在网络管理中引入了x m l ，在不同功能模块之间的数据交换采用了 x m l 数据流的方式，使用了x m le n a b l e d 数据库和x m l 文档来保存网络管理数据， 使用x m l 发布网管信息，便于系统扩展和异构网络管理系统之间交互。 最后，在网络智能管理系统的研究过程中，结合x m l 和w e b 等技术，实现了基 于w e b 的网络智能配置管理系统的部分主要功能模块。 关键词：网络智能配置管理；w e b ；s n m p ；m i b ：x m l 摘要硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h en e t w o r kt e c h n o1o g y , t h ep o s i t i o no fn e t w o r k m a n a g e m e n ti sm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t n e t w o r ki n t e l l i g e n tc o n f i g u r em a n a g e m e n ti s b e c o m i n gap i v o t a li s s u eo f n e t w o r km a n a g e m e n t t h em a t u r i t yo fw e bt e c h n o l o g ya n dt h e f l o u r i s h i n gd e v e l o p m e n to fx m l h a v eb r o u g h tan e wr e v o l u t i o nt on e t w o r km a n a g e m e n t t e c h n o l o g ya n dm o d e i ti s ak i n d o fi d e a ls o l u t i o no fa p p l y i n gi n t e l l i g e n tc o n f i g u r e m a n a g e m e n ta n dw e bt e c h n o l o g yt on e t w o r km a n a g e m e n t f i r s t l y ，t h en e t w o r ki n t e l l i g e n tc o n f i g u r em a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do na d m i n i s t r a t i v e l e v e l sd e s i g ni sp r o p o s e d t h es y s t e ms t r u c t u r e ，s o f t w a r es t r u c t u r ea n dm o d u l ed e s i g na r e d e s i g n e da n dr e a l i z e d t h ea d m i n i s t r a t i v el e v e l so ft h es y s t e ma r ec l e a r , r e a s o n a b l ea n d a b s o l u t e i tc a l lb ee a s i l yr e a l i z e da n da m e n d e d t h ei n t e l l i g e n tc o n f i g u r em a n a g e m e n t , w h i c hc a nn o tb er e a l i z e di no t h e rn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ，c a nb er e a l i z e di na l l e q u i p m e n t so fd i f f e r e n tt i m ea n d d i f f e r e n tk i n d s o nt h eb a s i so ft h en e t w o r ki n t e l l i g e n tc o n f i g u r em a n a g e m e n ts y s t e m ，t h i st h e s i s a n a l y z e st h eb a s i ct h e o r ya n dt h em o d e lo fn e t w o r km a n a g e m e n t ，t i l es i m p l en e t w o r k m a n a g e m e n tp r o t o c o l ( s n m p ) a n dd i s c u s s e st h ea p p l i c a t i o no fx m l i nt h en e t w o r k m a n a g e m e n t c o m b i n i n g w i t hx m l ，t h i st h e s i sb r i n g sf o r w a r d ac o n c r e t e s o l u t i o n t h en e t w o r ki n t e l l i g e n tc o n f i g u r em a n a g e m e n tb a s e do nw e b t h i ss o l u t i o no ft h en e t w o r ki n t e l l i g e n tc o n f i g u r em a n a g e m e n tb a s e do nw e bd i v i d e s t h en e t w o r km a n a g e m e n ts e r v e ri nt h ec o n c e p t u a lm o d e li n t ot h ef o r e - p l a t f o r ms e r v e ra n d t h eb a c k p l a t f o r n ls e r v e r t h ef o r e p l a t f o r ms e r v e rr e a l i z e st h em a n a g e m e n to fu s e r i n t e r f a c e ，r e c e i v eu s e rr e q u e s t ，r e s p o n di te t c t h eb a c k p l a t f o r ms e r v e ri sr e s p o n s i b l ef o r o b t a i n i n gd a t ai n f o r m a t i o nt h r o u g hc o m m u n i c a t i n gw i t h r e s o u r c e ss u p e r v i s e d ，a n dr e a l i z e s t h ef u n c t i o n ss u c ha sm i bb r o w s e r ，d a t ac o l l e c t i o nn e t w o r kt o p o l o g i c a lm o d u l e ，n o d e f m d i n g ，e v e n th a n d l i n ga n dd a t am a n a g e m e n te r e o nt h eb a s i s o ft h i s ，t h i sd i v i s i o n m e c h a n i s md i s p e r s e st h et a s kq u a n t i t i e so fn e t w o r km a n a g e m e n tt ot h ef o r e p l a t f o r m s e r v e ra n dt h eb a c k - p l a t f o r ms e r v e r w h e nt h es c a l eo fn e t w o r ks y s t e me x t e n d e d ，t h i s m e c h a n i s mc a ni m p r o v et h ep e r f o r m a n c eo fm a n a g e m e n te f f e c t i v e l y b e s i d e s ，t h e f o r e p l a t f o r ms e r v e ra n dt h eb a c k p l a t f o r m s e r v e ra r ei n d e p e n d e n tr e l a t i v e l y , s ot h e m a n a g e m e n ts y s t e mo fn e t w o r kc a l lb ee x t e n d e dc o n v e n i e n t l yw h e ni n c r e a s i n gt h es c a l eo f t h en e t w o r ks y s t e m i na d d i t i o n ，t h ed a t ae x c h a n g eb e t w e e nd i f f e r e n tf u n c t i o nm o d u l eh a sb e e na d o p t e d k i a b s t r a c t 硕士学位论文 x m li n t h i st h e s i s t h i st h e s i su s ex m le n a b l e dd a t a b a s ea n dx m ld o c u m e n t st os t o r e n e t w o r km a n a g e m e n td a t aa n du s ex m lt op u b l i s hi n f o r m a t i o n t h i sm e t h o di sc o n v e n i e n t f o rs y s t e me x p a n d i n ga n di n t e r c h a n g i n gb e t w e e nh e t e r o g e n e o u sn e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e m s f i n a l l y , d u r i n gt h er e s e a r c ho fn e t w o r ki n t e l l i g e n tc o n f i g u r em a n a g e m e n ts y s t e m ， c o m b i n i n gt h ex m la n dw e bt e c h n o l o g y , t h et h e s i sh a sr e a l i z e dt h em a i nf u n c t i o n m o d u l e si np a r to ft h en e t w o r k i n t e l l i g e n tc o n f i g u r em a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nw e b k e yw o r d s ：n e t w o r ki n t e l l i g e n tc o n f i g u r em a n a g e m e n t ；w e b ；s n m p ；m i b ；x m l i v 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名： 0 3 屹，弩 一 7 l6 t 月l 日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名：。沁b v一 ) 年c t 月旧 f 硕士学位论文 基于w e b 的网络智能配簧管理的研究与实现 1 绪论 1 1引言 随着计算机与通信技术的飞速发展，计算机网络已经渗透到社会及经济的各个领 域，深刻地影响着人们的工作和生活方式。伴随计算机网络的发展，网络管理应运而 生，二者相互促进，相互发展。 2 0 世纪9 0 年代以来，网络通信技术迅速发展，网络管理的作用越来越重要。 尤其是i n t e r n e t 技术的迅速发展和广泛应用，新设备和新技术如雨后春笋般涌现， 使得网络结构越来越复杂。同时网络系统规模的日益扩大和网络应用水平的不断提 高，影响网络服务的因素不断增多，给网络资源的管理、网络服务的质量提出了更高 的要求。纵观目前国内外计算机网络的应用，呈现以下几大特点： ( 1 )网络的规模越来越大。现代大型计算机网络可能包括上千个l a n ，成千 万，甚至上亿个用户。如果这些网络的关键部位、关键设备发生故障，如果不及时发 现和采取措施，就会造成巨大的损失。而采用人工方式排除故障，其效率往往十分低 下。因此，管理这样的大型网络必须借助网络管理系统。 ( 2 ) 网络资源越来越丰富，网络提供的服务类型也越来越广。现代计算机网络 已经从简单的数据传输发展到包括语音、图像、视频等多媒体信息的传输。电子邮件、 视频会议，文件传输、信息检索、电子商务等服务也越来越多，网络信息资源也日益 丰富。对这些网络服务和网络资源进行有效的配置、分配、控制和管理显得十分重要。 与此同时，用户对网络性能的要求也就越来越高，为了保证信息网络可靠、稳定地运 行，为用户提供令人满意的服务，就必须借助高效的网络管理系统对网络系统进行管 理。 ( 3 ) 网络异构性越来越高，网络设备品种繁多。现代计算机网络中包括各种各 样的硬件设备和软件。一个网络往往是由若干大大小小的子网所组成，集成了多种 n o s 平台，包括不同的厂家、公司的网络设备和通信设备等，采用不同的协议，使用 不同的连接技术。要对其进行诊断，维护和管理必须依靠网络管理系统。 ( 4 ) 网络安全越来越突出，由于“黑客”、计算机病毒等严重威胁着网络和信 息的安全，网络安全问题已引起了人们的高度关注和警觉。如何防止“黑客 和病毒 的入侵。确保网络数据的安全性和完整性，是网络管理研究的重要课题之一。 所有这一切，一方面使得网络的维护成为网络管理的重要问题之一。例如，排除 网络故障更加困难，维护成本上升等。另一方面如何提高网络性能，也成为网络系统 应用的主要问题。虽然可以通过增强或改善网络的静态措施来提高网络的性能，比如 增强网络服务器的处理能力，采用a t m 、1 0 0 0 b a s e 作网络主干，以及采用网络交换 1 l 绪论硕士学位论文 等新技术来提高网络的带宽等。但是网络运行过程中负载平衡等动态措施也是提高网 络性能的重要方面。通过静态或动态措施提高的网络性能分别称为网络的静态性能和 动态性能。而网络的动态性能的提高即是通过网络管理系统即“网管系统 来加以解 决。如果没有一个高效的管理系统对网络系统进行管理，那么就很难保证向用户提供 令人满意的服务。因此，网络管理系统是计算机网络的重要组成部分，其功能如何直 接影响网络系统运行和管理的效率。可以说网络管理对一个网络能否正常、高效地运 行至关重要，并且已上升到网络建设的战略性地位。 一般来说，网络管理就是通过某种方式对网络进行管理，使网络能够正常、高效 地运行，它包括网络的监视和控制两个方面。通过对网络的管理，使网络始终处于稳 定、高效的工作状态，使网络资源能够得到更加有效的利用，为用户提供更好的网络 服务质量，并在网络超负荷或设施发生故障的情况下尽快采取有效措旌使网络恢复至 正常状态以确保网络正常工作。 基于w e b 的网络智能配置管理是对传统网络管理模型的创新和突破。本论文课 题研究的是基于w e b 的网络智能配置管理体系的设计及实现的关键问题。论文对网络 智能配置管理进行研究，并提出可行的实现方案。然后以此方案为基础，结合w e b 技术，研究基于w e b 的网络智能配置管理的体系结构设计与实现。 随着网络技术的飞速发展，计算机网络的规模日益庞大，异构性也日益突出，如 何使人们更有效地管理和配置网络，成为网络发展的迫切需要。传统的基于静态策略 网管配置管理，已经不能满足现代网络的动态变化，引入智能配置管理是解决这一问 题的有效途径。 传统的网络管理软件在可移动性、独立性、互操作性、安全性等方面也存在着不 足，基于w e b 的网络管理可以很好地解决这些问题。 本课题正是研究如何将w e b 技术和智能配置管理思想糅合在网络管理系统中，解 决上述网络管理所面临的一系列问题。 1 2网络管理模型及现状 1 2 1 网络管理的一般模型 目前存在两种网络管理方案，一个是以o s i 模型为基础的公共管理信息协议 ( c m i p ) 管理方案；二是以t c p i p 模型和i n t e r n e t 为基础的简单网络管理协议 ( s n m p ) 方案。基于这两种管理方案创建的网络管理系统通常采用集中式管理，即管 理者代理者集中式管理体制。管理者利用s n m p 的轮询( p o l l i n g ) 机制或c m i p 的 事件驱动( e v e n td r i v e n ) 机制对被管元素集中统一管理，负责收集分析所有被管资 源的状态信息并进行相应管理。后者己经成为事实上的工业标准。 2 硕士学位论文基于w e b 的网络智能配置管理的研究与实现 从网络管理系统的组成来说，不论是o s l 的网络管理方式，还是i n t e r n e t 的网 络管理方式，网络管理系统基本上是由四部分组成：管理者或管理工作站( n e t w o r k m a n a g e m e n ts t a t i o n ) 、管理代理( a g e n t ) 、管理信息库( m i b ，m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n b a s e ) 和网络管理协议( n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 )，采用管理者代理模 型1 7 。如图1 1 所示。 麴络管理鳓 棱管资源 图1 1 网络管理一般模型 被管资源是指用户主机和网络互连设备( 如路由器、网桥) 等所有被管理的网络 设备或其它资源，而驻留在这些被管资源上并配合网络管理的处理实体称为管理代 理；管理者是实施管理的处理实体，运行管理进程并驻留在管理工作站上，管理者和 管理代理通过交换管理信息来进行工作。 这种信息交换通过网络管理协议来实现。网络管理协议定义了管理者与管理代理 之间的通信方法，定义了管理信息库的存储结构、信息内容及信息存储格式、信息库 中的关键字以及各种事件的处理方法等。 管理信息库m i b 是网络管理系统的一个非常重要的部分，网络中每个被管设备 都具有一个或多个变量来描述其状态。这些变量又称为被管对象( m a n a g e do b j e c t ) ， 是从管理角度看待的网络资源，反映了实际资源在管理活动中所体现的逻辑特性，被 存放在管理信息库中( 这些管理信息分别驻留在被管设备和管理工作站上的管理信息 库中) 。事实上，m i b 是网络管理数据的标准( r f c l l 5 6r f c l l 5 8 ) ，此标准详细规 定了网络元素( 如主机、网桥、路由器等) 必须保存的被管对象、数据类型及对每个 被管对象所允许的操作。通过对网络元素的m i b 库中被管对象的存取访问，可得到 该网络元素的所有统计信息。在上述的网络管理模型中，管理者将管理要求通过管理 操作指令传给代理，代理直接管理、控制并操作其下属被管元素。在代理收到管理操 作的结果或有关通知后，立刻转发给管理者；管理者在收集到被管设备的信息后，进 行分析、处理，并得出相关结论，然后通过一定的控制策略向用户显示或报告，以达 到对被管设备进行监视和控制的目的。这种管理者代理模型还可以有多级方式， 可形成一个管理链。 1 绪论硕士学位论文 1 2 2 国内外研究现状 伴随着网络的发展，国内、外业界都投入了大量的人力和财力进行网络管理系统 的研究和应用。很多优秀网络管理平台相继问世，s u nn e t m a n a g e r 、h po p e n v i e w 、 i b mn e t v i e w 和国产软件g o l d v i e w 是其杰出代表。 ( 1 ) s u nn e t m a n a g e r s u nn e t m a n a g e r 操作系统平台为u n i x ，它是第一个提供分布式网络管理的产 品，同时提供了管理和代理模块，其代理支持直接代理和委托代理。分布式体系结构 的特点使其把网络管理负载分散到整个网络中，利用请求构造器，用户可以请求系统 查询设备，收集数据、接收异常事件，可在一定条件下搜索拓扑结构，提供了绘图工 具以图形化方式显示各种结果数据，可以自动启动一些预定义的管理操作，使用户管 理更快捷，提供了对s n m p 的完整支持。但s u nn e t m a n a g e r 基本上还是个开发平台， 还需要第三方厂商开发的应用系统来实现。用户可以在其基础上进行二次开发，构建 自己的客户端网络管理系统。 ( 2 ) h po p e n v i e w h po p e n v i e w 是第一个真正兼容的、跨平台的、企业级的网络管理平台系统。它 具有较强的网络分析能力，但不提供非s n m p 设备的管理功能。o p e n v i e w 使用了商业 化的关系数据库，这使得第三方应用开发厂商利用o p e n v i e w 采集来的数据开发扩展 应用相对容易，另外，o p e n v i e w 的m i b 浏览器产生的流量开销很少。其最大的弱点 是：某一对象发生故障，会导致其它正常的网络对象停止响应。网管系统误把这些正 常对象当作故障对象来对待，不能区别服务的故障和设备的故障。 ( 3 ) i b mn e t v i e w i b mn e t v i e w 是i b m 公司在h po p e n v i e w 的基础上发展起来的。它的核心代码 没有改动，但加入了大量的应用，特别是对s n a ( s y s t e m sn e t w o r ka r c h i t e c u t u r e ) 网络的支持。n e t v i e w 是i b m 开放式网络管理( o 删) 体系结构的体现，它不仅向第 三方网管应用系统开发人员提供了一个开发平台，而本身也是一个可以直接使用的最 终系统。n e t v i e w 产品系列包括一个故障卡片系统和一些o p e n v i e w 不具备的其它特 性。其特点是：具有动态发现网络设备的能力，提供了强大信息过滤能力，通过设置 阐值的方法来减少部分的冗余警告。最大的弱点是不能对故障事件进行归并，不能找 出故障的内在联系；不具备理解网络设备间依赖关系的能力，较难实现自动管理。 ( 4 ) g o l d v i e w g o l d v i e w 网络管理系统是由上海交通科技大学金桥网络研究中心开发的基于 p cw i n d o w s 平台下的一套功能适中、实用性强、使用方便的中文网管软件。它符合 i n t e r n e tt c p i p 标准。g o l d v i e w 实现了i s o 定义的网络管理功能模型的五个方面： 性能管理、配置管理、失效管理、计费管管理和安全管理。 4 硕士学位论文基于w e b 的网络智能配置管理的研究与实现 g o l d v i e w 提供了实时网络性能监测、故障检测与报警、在线网络配置、自动搜 索网络拓扑、i p 区间搜索和子网搜索等图形化功能。同时，g o l d v i e w 还提供了多个 网管应用程序，如p i n g 、t e l n e t 及f t p 等，用户可以通过它们来检测网络。另外， g o l d v i e w 也提供针对不同用户进行不同权限设置的能力。 尽管上述网管软件平台具有类似的网管功能，但是它们在对网管支撑软件的支 持，用户界面，操作功能、管理方式和应用程序接口以及数据库的支持等方面都存在 差别，基本上不能相互操作。 1 3 课题的来源及意义 对基于w e b 的网络智能配置管理技术的研究，一方面有利于建立一个灵活、高 性能的网络管理环境，提高网管效率；另方面有利于网络技术的研究和发展。为现 代网络管理提供技术支持和参考，其设计思想和模型具有很好的推广意义。 传统的网络管理基本上都是基于专用的网管平台和基于单一主机的管理者 代理模型，采用高度集中的网管模式。这些专用平台价格昂贵，对网管人员的专业要 求高，一般用户掌握和使用较困难：人员培训和软件更新费用高；开发网络管理应用 和集成新技术较难；实施管理时受地理位置的限制，只能在机房集中管理，一般不支 持在管理平台上远程访问数据和使用管理工具；由一个或少数接点收集数据和分析有 关数据，易产生传输和处理瓶颈，管理规模受到限制；系统的扩充性欠佳。在当前一 些网络管理产品中，由于不同厂商的管理系统只能管理本公司的设备，所以管理人员 不得不通过不同的操作平台来管理每一个子网，并且当本管理系统与其他管理系统之 间要进行信息交互时，通过操作员手工实现，不能友好地实现跨平台操作。 i n t e r n e tw e b 技术的出现，为创建一个平台独立的通用网络管理系统提供了解 决途径。这就是以w e b 服务器为中心，由各自独立运行的管理模块组成，支持分布 式管理，可以动态扩展和更新的“基于w e b 的网络智能配置管理系统 。将w e b 技术 引入到网络管理系统中，可以为用户提供灵活的管理方式。利用h t t p ( 超文本传输 协议) 和使用具有h t m l ( 超文本标记语言) 、x m l ( 可扩展标记语言) 和j a v a 命令 解释器功能的w e b 浏览器可以有效地监视、配置并管理整个网络。 ) ( m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展置标语言) 是由w 3 c 于1 9 9 8 年2 月 发布的一种标准。它是s g m l 的一个简化子集，它将s g m l 的丰富功能与h t m l 的易 用性结合到w e b 的应用中。x m l 技术为w e b 应用开发带来了一场新的革命。x m l 能 够有效地表达网络上的各种信息，为信息的交换和计算提供新的载体；也可以说是网 络信息的标准代码，它表示的不是符号信息，而是知识化的块状内容。x m l 规范的创 建，其目的不仅在于满足不断增长的网络应用需求，同时还希望借此能够确保在通过 网络进行交互合作时，具有良好的互操作性与可靠性。因此将x m l 引入基于w e b 的 。i 5 l 绪论 硕士学位论文 网络管理中，也成为目前一种发展趋势。 在研究现有网络智能管理思想和基于w e b 的网络管理模型的基础上，将其统一 在网络管理体系中，结合x m l 技术，提出本课题基于w e b 的网络智能配置管理。 1 4 本文的主要工作及组织结构 论文主要有两个重点内容，一是研究现有的网络智能配置系统，并提出一种可行 的设计方案，二是在此智能配置管理方案的基础上，引入w e b 技术，研究基于w e b 的网络智能配置的设计及实现。主要工作包括： 1 、分析了现有网络管理系统、s i 、【m p 网络管理基本模型； 2 、总结了基于w e b 的网络管理技术及现有实现方案； 3 、分析了网络智能配置管理的研究现状，提出一种可行的网络智能配置设计方 案： 4 、在网络智能配置方案的基础上，结合w e b 技术，分析了x m l 技术在网络管理 中的应用，使用x m l 来描述、组织、发布和共享网管数据，设计和实现基于 w e b 的网络智能配置管理。 论文的组织结构如下： 1 绪论：简述网络管理模型的一般概念，国内外网络管理系统发展现状及本课 题的来源和意义： 2 s n m p 网络管理模型：本文在s n m p 管理模型上，研究基于w e b 的网络智能配 置管理的设计，因此本章重点介绍s n m p 管理模型及其协议； 3 基于w e b 的网络管理技术：介绍基于w e b 的网络管理的基本概念及现有的实 现方案； 4 网络智能配置管理的总体设计：对网络智能配置提出具体的实现方案设计； 5 基于w e b 的网络智能配置管理的实现：在第四章网络智能配置总体设计方案 的基础上，结合w e b 技术，研究基于w e b 的网络智能配置管理的实现； 6 总结与展望：总结本文所作的工作和存在的问题以及需要进一步开展的工作。 6 硕士学位论文基于w e b 的网络智能配置管理的研究与实现 2 s n m p 网络管理模型 2 1 网络管理协议 目前，在网络管理标准中，主要有两大网络管理体系：i e t f 的基于t c p i p 的简 单网络管理系协议( s n m p ，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 0 1 ) 和i s o 的基于 o s i 七层模型的公共管理信息协议( c m i p ，c o m m o nm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n p r o t o c 0 1 ) 。 简单网络管理协议( s 眦p ) 是t c p i p 协议簇的一个应用层协议。在1 9 8 8 年被 制定，并被i n t e r n e t 体系结构委员会( i a b ) 采纳作为一个短期的网络管理解决方 案；由于s n m p 的简单性，得到了业界大量支持，获得了蓬勃的发展；1 9 9 2 年发布 了s n m p v 2 版本，以增强s n m p v l 的安全性和功能。现在，己经有了s n m p v 3 版本。 s n m p 最大的特点是简单性，容易实现且成本低。此外，其特点还包括：可伸缩 性s n m p 可管理绝大部分符合i n t e r n e t 标准的设备；扩展性通过定义新的 “被管理对象”，可以非常方便地扩展管理能力；“健壮性”即使在被管理设备发 生严重错误时，也不会影响管理者的正常工作。 c m i p 是i s o 制定的一个标准，是电信管理网( t 删) 的一个重要组成部分。c m i p 运用了最新的面向对象的技术，是一种完全面向对象的设计体系。该体系由4 个主要 部分组成，其中包括一个信息模型、一个组织模型、一个通信模型和一个功能模型。 c m i p 的最大特点是管理功能强大，其参数不仅可以在管理站和被管理节点之间 传递网管信息，而且可以要求被管理节点执行一些动作。而s n m p 就不能做到这一点。 c m i p 建立了安全管理机制，提供授权、访问控制、安全日志等功能。而这一点也正 是s n m p 的劣势所在。 纵观c m i p 和s n k l p ，二者是从不同的技术观点来看待网络管理问题。c m i p 庞大、 复杂，是一个面向对象的协议，功能齐全，安全性好，难于理解，不易实现，c m i p 在 使用时资源占用量是s n m p 的数十倍；而s n m p 设计简单，易于实现，且s n m p 已经 得到了相当广泛的应用。c m i p 的功能最强大，但其实现难度也最大，这也就限制了 其应用范围。目前支持c m i p 的产品很少，而s n m p 则由于其简单和易操作，现有的 各种网络设备都提供了对s n m p 的支持，s n m p 已经成为网络管理方面事实上的标准。 2 2s n m p 管理模型 s n m p 网络管理模型包括四个关键元素： 1 ) 网络管理站 7 2 s n m p 网络管理模型 硕士学位论文 2 ) 管理代理 3 ) 管理信息库 4 ) 网络管理协议 图2 1 显示了上述四个元素之间的关系。 s 黼管理站 进程 恧 s x 肝管理藉 u d p i p 藏展l l ；：i 络接口 篷粥避箨对 澎实施臀理 s 抛p 搬 通讯网络 s p 管瑗代理 - _ _ _ 。一 磁夔王弦 蕊。8 蚓磊淄l s 麟p 代理 t t o p i p 虚篪髓络袭e 1 图2 1s n m p 管理模型 2 2 1 管理站 管理站一般是一个单机设备或者一个共享网络中的成员。管理站是网络管理员和 网络管理系统之间的接口。管理站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、操作以及被管实体的m i b 中提取出相关信息。 2 2 2 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。目前，几乎所有的 关键平台，如主机、路由器、网桥和交换机等，都配置了s n m p ，以便配合管理站的 管理工作。管理代理对来自管理站的信息查询和动作命令作出响应，同时还可异步地 向管理站提供一些重要的非请求信息。 2 2 3 管理信息库 网络管理资源的表示方法是将被管资源以对象的形式表现出来。从本质上讲，每 一个对象，就是一个代表管理代理特性的数据变量。而这些对象的集合被称为管理信 息库( m i b ) 。m i b 要与网络设备中的实际状态和参数保持一致，能够真实、全面反映 网络设备或设施的情况。m i b 只是概念上的数据库，也可以是文本文件。管理站通过 获取m i b 对象的值来实现监视功能；管理站也可以通过修改特殊变量的值，可以使 得管理代理发生一个动作或者修改代理的配置等。 8 耀一嚣eod嚣学a啮 反列引剐 避玎魏盏，引辩管o戮委； 硕士学位论文基于w e b 的网络智能配置管理的研究与实现 m i b 可以被描述为一棵抽象树，提供被管信息分级的组织模型。树的根没有名字， 各个数据项组成树的叶节点。树中的叶子节点存放管理信息的对象。对象标识符( o i d ) 唯一地标识或命名了树中的各个m i b 对象，不同组织和机构有层次地分配了特定的 数字以组成这些对象标识符。m i b 分层结构如图2 2 所示。 图2 2m i b 分层结构 在m i b 树中，树的节点( 根节点除外) 用一个名字和一个序号加以标识，其命 名规则可用下面的例子来说明。对于对象s y s d e s c r 而言，其名字为： i s o o r g d o d i n t e r n e t m g m t m i b s y s t e m s y s d e s c r ，对应的序号表示为： 1 3 6 1 2 1 1 1 。我们称之为“对象标识符”( o i d ) 。对象标识符( o i d ) 是一个 整数序列，反映了m i b 中对象的层次型或树状的结构。根据m i b 的树状结构，一个 特定对象的标识符可以沿着从根到该对象的路径获得。 正如图2 2 中所示，! n t e r n e t 节点下定义了四个子树。d i r e c t o r y 子树是保留 给o s i 目录服务( x 5 0 0 ) 的，以备将来之用。m g m t 子树是用于那些在l a b 所批准认 可的文档中定义的对象。e x p e r i m e n t a l 子树用于标识在i n t e r n e t 中使用的对象。 p r i v a t e 子树用于标识那些厂商单方面定义的对象。在m g m t 中定义了m i b - 2 ，它有 9 个组成部分：s y s t e m 、i n t e r f a c e 、a t 、i p 、i c m p 、t c p 、u d p 、e g p 和s n m p 。 厂商可以定义自己的专用分枝来包括其产品的各种实例。例如，华为的专用m i b 的 对象标识符是1 3 6 1 4 1 9 ，该标识符包括了许多对象，如用 1 3 6 1 4 1 9 2 2 1 5 1 来标识对象“h o s t c o n f i 卧d d r ”。对象h o s t c o n f i g a d d r 代 表了为一台具体的华为设备提供主机配置文件的主机地址。 在m i b 树中，有四种m i b 对象：标量对象、列对象、行对象和表对象。其中， 列对象、行对象和表对象都与表格相关。在m i b 中，只存储两种简单的数据类型： 标量和二维标量数组。标量对象对应一个标量，也就是一个简单变量；表对象对应二 维标量数组，也就是一个表格。简单变量包括有符号或无符号的整数或字符串等。它 9 2 s n m p 网络管理模型硕士学位论文 与系统中的各种统计数据对应。如系统名称，i p 收到的分组总数，被管设备上某网 卡i p 地址等。表格与t c p i p 协议中的链表结构对应，如被管设备上i p 路由表、 a r p 表，一组t c p 链接等。不过，有两点值得注意。其一，s n m p 最终操作的不是对 象，而是对象的实例，对象表示一种数据类型，而不代表具体的网管信息，并且只有 叶子节点拥有实例，其他节点仅仅起标识作用。其二，对于表对象( 如t c p c o n n t a b l e ) 和行对象( 如t c p c o n n e n t r y ) ，没有定义实例标识符，因为它们不存在叶子对象，无 法被s n m p 访问。所以，在m i b 定义中，这些对象的访问特征是“无法访问”。事实 上，s n i p 协议仅仅能够检索标量对象实例和一个表中的单个对象实例。 对于标量对象，一个标量对象类型只有一个对象实例，它的对象类型和对象实例 之间可以认为是一一对应的；而对于列对象而言，一个列对象对应多个实例，因为表 格中的每一行都包含了对象的一个实例。为了统一对象实例标识的约定，同时区分对 象类型和对象实例，s n m p 规定不属于表的标量对象的实例标识符由它的对象标识加 上o 组成。如对象s y s d e s c r 的实例标识符1 3 6 1 2 1 1 1 o 。 对于列对象而言，每个列对象的标识符是唯一的，一个标识符对应多个实例，所 以需要有一个约定来识别表中对象的一个特殊实例。在s n m p 协议中定义了两种标识 特定对象实例的方法：顺序访问和随机访问。 由于对象标识符是整数序列，因此在定义它们时按字典顺序进行排列，这是顺序 访问的基础。同时，对象实例标识也是按字典排序的。这一点对于遍历m i b 很重要， 因为一个网络管理站不可能精确地知道管理代理提供的m i b 视图。利用m i b 对象标 识符的这种字典排序的特征，管理站可以有效地遍历一个m i b 。 随机访问是访问特定对象实例的另一种方法。m i b 中的表是由一行一行的记录组 成的。每行都有相同的列对象，一个对象标识符对应多个对象实例。为了将一行与其 它行区分开来，s n m p 采用将列对象的标识符与索引对象的值结合的方式，即对象标 识符后附加索引对象的值，来指定一个特定对象，索引对象按其在表中的定义顺序排 列。如表2 1 所示的t c p c o n n t a b l e 表中有4 个索引对象，分别是 t c p c o n n l o c a l a d d r e s s ，t c p c o n n n l o c a l p o r t ，t o p c o n n r e n n d d r e s s 和 t c p c o n n r e m p o r t 。该表中的任何一个列对象的一个特定实例标识符包括该对象的对 象标识符和四个索引对象在该特定行的值。t c p c o n n s a t e 的对象标识符为 】3 6 1 2 1 6 13 1 1 1 9 2 】6 8 16 2 2 】7 1 9 2 1 6 8 1 6 8 8 2 0 。 1 0 硕士学位论文 基于w e b 的网络智能配置管理的研究与实现