（电路与系统专业论文）基于Web的IT应用网管系统的研究与开发[电路与系统专业优秀论文].pdf

硕士学位论文 摘要 随着网络技术和软件技术的不断发展，企业级应用系统的数目不断增多， 系统的维护和性能监视日趋复杂。如何实现应用系统的集中维护管理和异常预 判，而不是事故发生后才进行补救是目前网络管理系统的研究热点。 本文首先详细介绍s n m p 和j m x 这两种常用管理技术，j 2 e e 体系架构、 s p r i n g 和h i b e r n a t e 开发框架，实现了一个面向中小企业级网络应用的多层分 布式i t 应用网管系统。 本文从网络应用的运行环境出发，确定以服务器主机、w e b 应用服务器和 数据库服务器为管理对象，完成了如下几个方面的工作： 第一，利用s n m p 实现了对服务器主机软、硬件资源的数据采集，获取服 务器主机的c p u 、内存、磁盘、网络端口流量、在运行进程和已安装软件等数 据，计算出相关性能指标； 第二，通过j m x 技术来获取w e b 应用服务器的相关数据，查看其上所部 署的网络应用程序及其访问明细，并实现了对w e b 应用服务器的远程控制管 理，使网络管理员可以通过调整其配置参数优化其性能； 第三，通过j d b c 直接查询数据库服务器的系统表获取数据库的基本信息， 如数据库的目录结构，连接统计信息等； 第四，基于用户设定的阈值，在监视对象发生异常时能够立刻发出警报， 及时通知网络管理员采取相应的措施，实现了监视任务的自动化处理，减轻了 网络管理员的工作负担。 关键词：i t 应用网管系统：企业级应用系统；j 2 e e 体系架构； 简单网络管理协议；j a v a 管理扩展 硕士学位论文 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 en e t w o r kt e c h n 0 1 0 9 ya n ds o f t w a r et e c h n o l o g y e n t e r p r i s e l e v e la p p l i c a t i o n s a r eg r o w i n gi nb o t hs c a l ea n dq u a n t i t y ； t h e m a i n t e n a n c ea n dm o n i t o ra r eb e c o m i n gm o r ea n dm o r ec o m p l e x i n t e g r a t e d m a i n t e n a n c ea n ds u r v e i l l a n c eoft h e s ea p p l i c a t i o n s ，a n dd e t e c t i n gf a u l t sr a t h e r t h a nt a k i n ga c t i o na f t e rt h ea c c i d e n t si sa ni m p o r t a n td i r e c t i o no fn e t w o r k m a n a g e m e n t i nt h i st h e s i s ，t h es n m pa n dj m x ，a sw e l la st h ej 2 e ea r c h i t e c t u r e ，s p r i n g a n dh i b e r n a t ef r a m e w o r k sa r ed e t a i l e d ，a n dat y p eo fm u l t i t i e rd i s t r i b u t e di t a p p l i c a t i o nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mf o c u s e do nt h es m e sa p p l i c a t i o n s i s i m p l e m e n t a t e d t h et h e s i st a k e sh o s t ，w e ba p p l i c a t i o ns e r v e r sa n dd a t a b a s e ss e r v e r sf r o m w h i c ht h ep e r f 6 r m a n c e i n f 6 m a t i o no ft h ea p p l i c a t i o n sc a nb eo b t a i n e d ，a st h e m a n a g e do b j e c t s ，a n df o l l o w i n g sh a v eb e e nr e a l i z e d ： f i r s t ，c o l l e c tt h ed a t ao ft h eh o s ts e r v e r s h a r d w a r ea n ds o f t w a r er e s o u r c e s i n c l u d i n gc p u ，m e m o r y ，d i s k ，t r a f n co fn e t w o r kp o r t ，r u n n i n gp r o c e s s e sa n d i n s t a l l e ds o f t w a r e sb ys n m p ；6 9 u r eo u tt h ep e r f o r m a n c ei n d e x e sr e l a t e d s e c o n d ， c o l l e c tt h ed a t aa b o u tw e ba p p l i c a t i o ns e r v e r sb yj m x ，s u c ha s a p p l i c a t i o n sd e p l o y e d ，v i s i t t i n g s t a t i s t i c s a d m i n i s t r a t o rc a no p t i m i z ew e b a p p l i c a t i o ns e r v e r sp e r f o m a n c eb ym o d i f yt h ep a r a m e t e r s t h i r d ，c o l l e c tt h ed a t ao ft a r g e td a t a b a s e ss u c ha s t h ed a t a b a s e sd r e c t o r y s t r u c t u r ea n d1 i n k i n gs t a t i s t i c s ，b yq u e r y i n gs y s t e mt a b l e st h r o u g hj d b c f o r t h ，a l e r t sw i l lb et r i g g e r e dt on o t i f yt h ef i a u l t si nt h ea p p l i c a t i o nb a s e do n t h eu s e r - s e tt h r e s h o l d ，a n db es e n tt ot h ea d m i n i s t r a t o rt oa s kf o rt h ea d j u s t m e n t a d m i n i s t r a t o r ，b e n e f i tf r o mt h i s ，c a nb er e l e a s e df r o mt h eh e a v ya n dc o m p l e x m a i n t e n a n c e k e yw o r d s ：i ta p p l i c a t i o nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ； e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ns y s t e m ；j 2 e ea r c h i t e c t u r e ；s n m p ；j m x 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。 ) 储躲o t 乙日期：髀s 月l 细 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密瓯 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名： 导师签名： 泛批乞 。伽p 日期：2 伙愚年月2 田 日期：7 “步告月峰日 硕士学位论文 1 1 研究背景 第1 章绪论 互联网已经是应用服务传播的重要媒介之一，许多的企业针对自身业务的 需要，开发、部署了大量的分布式应用系统。这些应用系统不仅有利于企业自 身的发展，给企业带来了巨大的效益，也使用户能通过网络便捷地获取服务。 随着信息化的不断深入，网络中部署的应用程序逐渐增多，企业对这些分布式 应用服务的依赖也日益增强。然而，由于现有的应用大多缺乏有效的监控管理 措施，直接导致应用性能急剧降低。 网络应用服务的评估标准除了可行性之外，还包括最重要的一点即它的运 行性能状况。应用服务的最终目的是为用户提供服务，任何一款应用软件的好 坏都是由用户直接决定的。网络应用服务最大的优点就是用户可以在任意网络 节点享受服务。但它对服务器、数据库等相关的网络运行环境、资源具有很强 的依赖性，其中任何一个环节出现问题都会对整个网络应用的正常运行造成影 响。一旦用户发现自己的操作不能够得到及时响应时，用户就会失去耐心，选 择离开该网站，去关注其他的供应商或网络服务。 因此，企业需要克服应用服务的复杂性所导致效率低下的故障进行排查， 及时地解决问题，遏制应用服务性能下降导致的客户流失。与此同时，企业还 面临着降低成本、加强安全等挑战。企业的网络管理的地位日趋重要。 网络管理就是指对网络的运行状态进行监测和控制，使其能有效、可靠、 安全、经济地提供服务【l 】。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。通过监测可以了解当前网络运行状 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进行合理调节 或配置，以提高性能，保障服务。 随着网络的发展，网络管理的定义正在逐渐模糊。这一方面是由于网络管 理对象的范围在不断拓展。过去，网络管理的对象仅限于服务器、交换机、路 由器等硬件设备，网管管理员侧重于监测为最终用户提供服务的硬件设备的使 用情况，如c p u 利用率、网络端口的传输速度等。虽然这也为网络管理提供 了不少宝贵的信息，但却忽视了最重要的因素：即网络中某些关键应用服务的 运行性能状况，这其中包括：应用服务的访问状况信息，处理或响应时间等。 此外诸如w e b 服务器、关键的应用服务程序、数据库等网络应用的运行环境 或相关资源都被归入到被管理对象的范围之中。 同时，网管系统的实现方式也是随着技术的不断发展而改变。如基于w 曲 基于w 曲的l t 应用网管系统的研究与开发 的网络管理模式。这种新的网络管理模式融合了w e b 技术和网络管理技术， 它允许网络管理人员通过w e b 浏览器去监测、管理网络系统。基于w c b 的网 络管理提供比传统网管系统更直接、更易于使用的界面，降低了对网络管理操 作和维护人员的要求，同时这种网络管理模式可以解决异构平台产生的互操作 问题 因此，为了适应新的需求，有必要对网络管理技术进行深化研究。本论文 就是针对目前网管系统的实际发展情况，以j 2 e e 平台技术为基础设计、开发 的一种基于w e b 的i t 应用网管系统，系统主要是针对中小企业级网络应用程 序这类管理对象。 1 2 国内外研究现状 经过多年的研究与发展，业界中已经有许多较为成熟的网络管理系统的产 品。同时，网管系统开发商针对不同的管理内容开发出了相应得管理软件，形 成了多个网络管理发展方向。 应用性能管理( a p m ：a p p l i c a t i o np c r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) 是一个比较 新的网络管理方向，主要指对企业的关键网络业务应用进行监测、优化，提高 企业应用服务程序的可靠性和质量，保证用户得到良好的服务【2 】。 应用性能管理系统通过监测企业关键应用性能，快速定位应用系统性能故 障，优化系统性能，精确分析系统各个组件占用系统资源情况，中间件、数据 库执行效率，根据应用系统性能要求提出专家建议，保证应用在整个寿命周期 内使用的系统资源要求最少。 随着新的产品和供应商的不断出现，应用性能管理领域已经成为增长的热 点。没有对关键应用的性能测量就无法把握业务处理的质量，应用性能管理对 于提高网络业务的质量起着重要的作用。 目前市场上比较著名的网管系统包括惠普的o p e n v i e w 、c a 的u n i c e n t e r 、 i b m 公司的t i v o l i 系列以及n e t v i e w 等产品。 o p e n v i e w 是h p 公司开发的优秀的网管软件，o p e n v i e w 集成了网络管理 和系统管理各自的优点，形成一个单一而完整的管理系统。o p e n v i e w 解决方 案实现了网络运作从被动无序到主动控制的过渡，使i t 部门及时了解整个网 络当前的真实状况，实现主动控制，而且o p e n v i e w 解决方案的预防式管理工 具一临界值设定与趋势分析报表，可以让i t 部门采取更具预防性的措施，管 理网络的健全状态。o p e n v i e w 解决方案是从用户网络系统的关键性能入手， 帮其迅速地控制网络，然后还可以根据需要增加其它的解决方案。在e s e r v i c e s 的大主题下，o p e n v i e w 系列产品包括了统一管理平台、全面的服务和资产管 理、网络安全、服务质量保障、故障自动监测和处理、设备搜索、网络存储、 硕士学位论文 智能代理、i n t e m e t 环境的开放式服务等丰富的功能特性。目前该产品主要应 用在金融、电信、交通、政府、公用事业、制造业等领域。 c a 有三款u n i c e n t e f 性能管理解决方案的全面上市，它们分别是u n i c e n t e r n e t m a s t e rr 11产品套件、u n i c e n t e rc a o p s m v se v e n tm a n a g e m e n ta n d a u t o m a t i o nr 1 1 和u n i c e n t e rc a s y s v i e wr e a l t i m ep e r f o m a n c em a n a g e m e n t r l l 。这三款解决方案专为帮助数据中心应对日益复杂和管理成本越来越高的 大型主机管理问题而设计，可简化当前大型主机环境的监控与管理，帮助客户 更有效地优化i t 性能、可用性和资源使用。 t i v o l ia p p l i c a t i o np e r f o m a n c em a n a g e m e n t 通过侦测最终用户响应时间获 知用户在应用性能方面的感受，软件提供了3 种用户响应时间测定方法，即事 务处理过程监测、事务处理过程模拟及应用测量仪器，这些性能数据都通过基 于开放标准的a p ma p i 端口收集和传递。 t i v o l im o n i t o r i n g 提供了面向多种应用对象的监控工具，例如主动监控基 础架构关键组件的t i v o l im o n i t o r i n g ，也有专门针对数据库、协同软件、n e t 环境的工具。 国内方面，游龙科技推出的s i t e e we c c 功能比较完善，可以为用户提 供完整的性能分析报告，并且具有多种w e b 服务器和企业应用监视功能。 1 3 研究目标与内容 本论文的研究目标为：通过分析目前网络管理中实际存在的新需要，尤其 针对部署的网络应用服务程序，集成当前成熟的网络管理技术，并通过改进、 扩展现有的网络管理系统体系结构，以当前流行j 2 e e 框架技术为基础，设计、 构建、实现一个面向网络应用服务的适合中小型企业的分布式网络管理系统。 具体的，本论文的主要研究内容包括： ( 1 ) 对目前的常用网管技术的研究。通过对s n m p 协议和j m x 技术的主 要功能、原理的研究，并结合使用这些技术用于网管系统的开发； ( 2 ) 对j 2 e e 开发技术以及常用的框架技术的研究，并结合使用这些技术 用于网管系统的开发。 ( 3 ) 设计、实现面向中小型企业级网络应用程序的网管系统。通过扩展 现有的网管系统来构建一个可对服务器上部署的中小企业级的网络应用及其 所依赖的运行环境和资源设备进行监视、管理的平台。 1 4 论文的组织结构 第一章绪论，介绍课题提出的背景以及国内外在这一领域的研究现状， 并简要阐述本论文的主要研究内容。 基于w 曲的i t 应用网管系统的研究与开发 第二章概括性地介绍本网管系统中所使用的技术。分析了s n m p 和j m x 这两种技术( 协议) 的基本工作原理。 第三章分析j 2 e e 平台技术，并介绍s p r i n g 和h i b e r n a t e 框架技术在中小 型企业级分布式应用系统开发中的应用。 第四章网管系统的设计，阐明系统的功能需求，总体设计以及各功能模 块的设计。 第五章网管系统的具体实现，详细说明各模块的实现过程，并给出数据 库的设计。 硕士学位论文 第2 章网管系统的关键技术 2 1 简单网络管理协议 简单网络管理协议( 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 ) 其前 身是简单网关监控协议( s g m p ：s i m p l eg a t e w a ym o n i t o r i n gp r o t o c 0 1 ) ，是由 互联网工程任务组( i e t f ：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 ) 为了解决互联网 上的路由器管理问题而提出的。后来，人们对s g m p 进行了很大的修改，加入 了符合i n t e r n e t 定义的s m i 和m i b 。最终发展演变成为目前的s n m p 3 】。s n m p 一经推出立即得到了广泛的应用和支持，特别是得到了数百家厂商的支持，其 中包括i b m 、h p 、s u n 等大公司和厂商。s n m p 的目标是管理互联网i n t e r n e t 上众多厂家生产的软硬件平台，目前s n m p 已经发展到第三个版本，其功能已 经有了较大的加强和完善。 2 1 1 基于s n m p 网管系统的组成 基于s n m p 的网管包括三个组成部分：被管理设备，代理和管理站及其上 的网管系统【4 j 。 1 被管理设备 被管理设备又被称为网元，它可以是路由器、交换机、网桥、服务器或打 印机等任何可以与外界交流状态信息的设备。为了实现与网管系统的信息交 换，必须由一个软件模块对被管理设备的信息进行收集、加工和处理等，同时 该软件模块还负责与网管系统的通信，这样的软件模块被称为代理。 2 代理 代理是驻留在被管理设备中的一个软件模块，它主要负责维护存储了被管 理设备状态信息的虚拟数据库。同时，它会根据管理系统发出的指令，提取相 应的信息并发回给管理方，或者是执行管理方要求的对设备进行操作。当被管 理设备发生异常情况时，代理会主动向网管系统发出警告。 3 管理站以及网管系统 管理站是指部署了网管系统的独立主机，其主要功能是提供监视和控制被 管理设备的人机接口，而网管系统就是这种人机接口的具体实现。i s 0 建议网 管系统应包含五大基本功能：故障管理、计费管理、配置管理、性能管理和安 全管理。 2 1 2 管理信息库 s n m p 协议由三个部分组成：s n m p 协议本身；管理信息结构( s m i ： 基于w 曲的i t 应用网管系统的研究与开发 s t r u c t u r eo fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n ) ；管理信息库 ( m i b ： m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o nb a s e ) 【5 1 。s n m p 协议提供了网络管理主机与代理之间交换管理信 息的方法，定义了用于交换信息的报文的格式和含义，以及各种报文的处理方 式等。s m i 定义了m i b 中被管对象的表示和命名方法及其数据类型。m i b 定 义了可以通过网络管理协议进行访问的管理对象的集合。网络管理实体可以通 过读取m i b 中的对象值来监视网络资源，也可以通过更改这些值来控制资源。 网络管理中的资源是用对象来表示的，每一个对象代表被管理资源的某一 属性，所有对象的集合就组成了管理信息库【6 1 。m i b 中的对象只有两种简单的 数据类型：标量和标量构成的表格。这主要是为了保证m i b 的简单性和可扩 充性。 m i b 虽然被称为管理信息库，但它不是数据库，确切地说不同于通常意义 上的数据库，它并不包含具体的变量值。获取变量值的方法在网络管理代理模 块中实现f 7 1 。 1 c c i t t ( o )i s o ( 1 )i s o - c c i t t ( 2 ) 歹尹太卜 s t 蛳d a r d ( o 、 r e g i s t r a t i o n m e m b e r i d e m i f i e d a u t h o 订t y ( 1 ) b o d y ( 2 )o 唱a n i z a t i o n ( 3 ) d o d ( 6 ) 八 i n t e m e t ( 1 ) 孑多亏歹弋毒_ d i r e c t o 哆( 1 )m g m t ( 2 )e x p e r i m e n t a l ( 3 ) p r i v a t e ( 4 ) s e c u r i t y ( 5 ) s n m p v 2 ( 6 ) m i b 2 ( 1 ) e n t e r p r i s e ( 1 ) 歹弋 s y s t e m ( 1 )i n t e r f a c e s ( 2 ) s n m p ( 1 1 )c i s c o ( 9 )h p ( 1 1 )n o v e i ( 2 3 ) 广 s y s d e s c r ( 1 ) s y s o b j e 酬d ( 2 ) s y s n a m e ( 5 ) 图2 1mib 树形结构 m i b 对象以一种没有根节点的树状分层结构进行组织，在树状结构中的每 个分支都有一个占用的名称和一个数字形式的表示符。m i b 中的每个对象都被 赋予一个对象标识符( o b j e c ti d e n t i f i e r ) ，对象标识符是能够唯一标识某 个对象的符号，标识符的值是从m i b 树的根出发到对象所在节点的途中所经 过节点的标号排成的序列构成。如s y s n a m e 的对象标识符就是 “1 3 6 1 2 1 1 5 ”。对象标识符的命名由专门的机构来负责。但要注意，如果要 对m i b 树中某一节点对象进行操作，不能直接使用对象的标识符，例如：若 要通过m i b 2 获取主机的s y s n a m e 的值，不能直接通过查询节点 硕士学位论文 “1 3 6 1 2 1 1 5 ”的值来获取，必须要在对象标识符的后面加上“0 ”，这样才能 表示s y s n a m e 对象实例的值。 为了便于阅读和实现，对m i b 的设计都采用模块化的方式，即将被管理 资源的某一特定方面的属性用一个m i b 模块来表征。到目前为止，i e t f 已经 制定了许多标准的m i b 模块，除此之外，还有大量的处于草案或实验状态， 或各个设备厂商私有的m i b 。因此在开发网管系统时，被管理设备的代理并不 需要实现所有的m i b 模块，只要根据实际需要选择地实现即可。 2 1 3 管理信息结构 为了实现管理者与代理进程之间的信息交换，必须对信息的语法和语义进 行定义。管理信息结构s m i 就是这样一组规则，它用于定义s n m p 管理信息 的语法和语义，即定义m i b 中的数据类型及网络资源在m i b 中的名称或表示 方法。 按照s m i 定义的s n m p 管理对象都具有三个属性：名字、语法和编码。 名字即前面提到的对象标识符，用于唯一确定一个m i b 对象。语法定义了对 象的数据结构，通过抽象语法表示( a s n 1 ：a b s t r a c ts y n t a xn o t a t i o no n e ) 来 描述【8 】。对象语法定义了对应于具体对象的抽象数据结构。每个对象有四个标 准属性是必须定义的，这样才能正确说明m i b 中的对象。这四个属性是：语 法类型、访问模式、状态、名值。编码描述了一个管理对象的相关信息如何被 格式化为适合网络传送的数据段。一旦某对象类型的实例定义并说明了之后， 它们的值就可以在代理和网络管理系统之间传送。对象传送之前要用a s n 1 编码规则对对象类型的语法进行编码，s n m p 采用基本编码规则( b e r ：b a s i c e n c o d i n gr u l e s ) 将a s n 1 描述的数据结构表示为字节流【9 1 。 2 1 4s n m p 的工作原理 从应用的角度来看，s n m p 是在基于代理的工作模式下运行的，工作站通 过轮询被管理设备上的代理，发送查询指令( g e t r e q u e s t ) 来获取相应的数据 信息或者设置指令( s e t r e q u e s t ) 修改m i b 中对象的值，当代理接到管理站 发送的报文，根据协议解析出指令，执行操作或返回相应的报文( g e t r e s p o n s e ) 给管理站。同时，代理还负责维护m i b 实例对象，在被管理设备出现异常的 情况下，发送陷阱消息( t r a p ) 通知管理站【1 0 】。 但在整个网络通信的过程中，s n m p 消息到底是如何在管理站和代理之间 传送的呢? 这里以工作站向代理发送g e t r e q u e s t 指令为例来说明。 管理站上的网管应用程序发出g e t r e q u e s t 请求指令后，首先在应用层经 网管程序的相应模块封装成s n m p 报文，然后向下传给传输层，在该层利用 u d p 协议将s n m p 报文进行封装，再通过下面的网络层、底层网络接口将其 基于w 曲的i t 应用网管系统的研究与开发 发送到通信网络线路上，传递给代理。代理的接收过程正和发送过程的向下层 层“装包过程相反，经过向上的层层解包后，得到s n m p 代理模块所能识别的 s n m p 报文，根据请求的内容取得相应的m i b 对象值，将结果封装成s n m p 的g e t - r e s p o n s e 消息，像前面的发送过程一样传给管理站。这样完成了一次请 求响应操作。但要注意：由于是使用u d p 协议提供的无连接的数据包服务， 因此不能保证所发送的报文全部都能被代理接收到。 s 舳管理站s n m p 管理站 图2 2s n m p 的管理模型 s n m p 最重要的指导思想就是追求尽可能的简单，以便缩短开发周期。但 这却导致其安全性能方面比较薄弱。目前s n m p 的最新版本s n m p v 3 增加了 包含验证与加密服务在内的全新的安全机制【10 1 ，使得s n m p 成为实现监视网络 性能、检测分析网络差错和配置网络设备的一种最优解决方案。 2 2j a v a 管理扩展 j m x ( j a v am a n a g e m e n te x t e n s i o n s ，即j a v a 管理扩展) 是由s u n 公司提 出的一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架【1 。j m x 可以跨越一 系列异构操作系统平台、系统体系结构和网络传输协议，灵活的开发无缝集成 的系统、网络和服务管理应用。 8 硕士学位论文 2 2 1j m x 的体系架构 整个j m x 体系结构分为三个层次【1 2 】： 1 设备层 该层主要定义了信息模型。在j m x 中，各种管理对象以管理构件的形式 存在，需要管理时，向m b e a n 服务器进行注册。该层还定义了通知机制以及 一些辅助元数据类。 2 代理层 该层主要定义了各种服务以及通信模型。该层的核心是一个m b e a n 服务 器，所有的管理构件都需要向它注册，才能被管理。注册在m b e a n 服务器上 管理构件并不直接和远程应用程序进行通信，它们通过协议适配器和连接器进 行通信。而协议适配器和连接器也以管理构件的形式向m b e a n 服务器注册才 能提供相应的服务。 3 分布式服务层 该层主要定义了能对代理层进行操作的管理接口和构件，这样管理者就可 以操作代理。然而，当前的j m x 规范并没有给出这一层的具体规范。 除了以上三个层次外，j m x 还定义了一些附加管理协议a p i ，主要用来支 持当前已经存在的网络管理协议，如s n m p 、t m n 、c i m w b e m 等。 j d ( w e b研岬 r e m o t e m 锄a g c r b r d w s e r m a | 1 a g e r j 垤a n a g e r a 一 o r r v r r c o n n e c t o r l u mh 1 1 ps n 衅 l e v e la d a p t o r a d a p t o ra d a p t o r a g e n tm b e a ns e n ，e r l e v e i i n s t r u m e n t a t i o n ( 融趾sm b 啪s ) l e v e i a p p l i c a t i 图2 3j m x 的体系结构【1 2 】 2 2 2 设备层 该层定义了如何实现j m x 管理资源的规范。一个j m x 管理资源可以是一 个j a v a 应用、一个服务或一个设备，它们可以用j a v a 开发，或者至少能用j a v a 进行包装，并且能被置入j m x 框架中，从而成为j m x 的一个管理构件( m a n a g e d b e a n ) ，简称m b e a n 。 在j m x 规范中，管理构件定义如下：它是一个能代表管理资源的j a v a 对 基于w 曲的i t 应用网管系统的研究与开发 象，遵从一定的设计模式，还需实现该规范定义的特定的接口。该定义了傈证 了所有的管理构件以一种标准的方式来表示被管理资源。 管理接躁就是被管理资源暴露出的一些信息，逶过对这些信息的修改就能 控制被管理资源。一个管理构件的管理接口包括： ( 1 ) 能被接触的属性值； ( 2 ) 能够执行的操作； ( 3 ) 能发出的通知事件； ( 4 ) 管理构件的构建器。 管理构件通过公共的方法以及遵从特定的设计模式封装了属性和操作，以 便暴露给管理应用程序。例如，一个只读属性在管理构件中只有g e 方法，既 有g i 眷t 又有s e t 方法表示是个可读写的属性。j m x 对管理构件的存储位置没 有任何限制，管理构件可以存储在运行j m x 代理的j a v a 虚拟枫的类路径的任 何位置，也可以从网络上的任何位置导入。j m x 定义了四种管理构件：标准、 动态、开放和模型管理构件。用户可以根据不同的环境需要选择开发合适的管 理构僻。 一个管理构件提供的管理接口允许代理对其管理资源进行控制和配置。然 而，对管理复杂的分布式系统来说，这些接隧只是提供了一部分功能。通常， 管理应用程序需要对状态变化或者当特别情况发生变化时做出反映。为此， j m x 定义了通知模型。但要注意，通知模型仅仅涉及了在同个j m x 代理中 的管理构件之间的事件传播。发送一个通用类型的通知，任何一个监听者都会 得到该通知。任何类型的管理构件，标准的或动态的，都可以作为一个通知发 送者，也可以作为一个通知监听者，或两者都是。 2 2 3 代理层 代理层是一个运行在j a v a 虚拟机上的管理实体，它活跃在管理资源和管 理者之间，用来直接篱理资源，并使这些资源可以被远程的管理程序所控制。 代理层由一个m b e a n 服务器和一系列处理被管理资源的服务所组成。 m b e a n 服务器为代理层的核心，设备层的所有管理构件都要在其上注册， 管理者只用逶过它才麓访闯管理构件。注糟一个管理构件时，必须提供一个唯 一的对象名。管理应用程序用这个对象名进行标识管理构件并对其操作。 m b e a n 服务器依赖于协议适配器和连接器来和运行该代理的j 鑫v 鑫虚拟机 之外的管理应用程序进行通信。协议适配器通过特定的协议提供了一张注册在 m b e a 觳服务器的管理构件的视图。例如，一个h t m l 适配器可以将所有注珊 过的管理构件显示在w e b 页面上。不同的协议，提供不同的视图。连接器还 必须提供管理应用一方的接口以使代理和管理应用程序进行通信，即针对不同 的协议，连接器必须提供同样的远程接蠢来封装通信过程。巍远程应用程序使 硕士学位论文 用该接口时，就可以通过网络透明的和代理进行交互，而忽略协议本身。适配 器和连接器使m b e a n 服务器与管理应用程序能进行通信。因此，一个代理要 被管理，它必须提供至少一个协议适配器或者连接器。目前已经实现的协议适 配器和连接器包括：r m i 连接器、s n m p 协议适配器、h t m l 协议适配器等。 代理服务可以对注册的管理构件执行管理功能。这些代理服务可以是j m x 规范中定义的，也可以是由第三方来开发提供。这些服务包括【1 3 】： ( 1 ) 动态加载服务：这使代理可以通过j a v a 类文件实例化管理构件，从 网络上动态的下载库文件； ( 2 ) 监控服务：监视管理构件的属性值变化，并将这些变化通知给所有 的监听者； ( 3 ) 定时器服务：定时发送一个消息或作为一个调度器使用； ( 4 ) 关系服务：定义并维持管理构件之间的相互关系。 2 2 4 分布服务层 目前，s u n 并没有给出这一层的具体规范，只有一些功能性的描述。该层 定义了能对代理层进行操作的管理接口和组件。这些组件能： ( 1 ) 为管理应用程序提供一个接口，以便它通过一个连接器能透明和代 理层或者j m x 管理资源进行交互； ( 2 ) 通过各种协议的映射( 如s n m p 、h t m l 等) ，提供了一个j m x 代 理和所有可管理组件的视图； ( 3 ) 分布管理信息，以便构造一个分布式系统，也就是将高层管理平台 的管理信息向其下众多的j m x 代理发布； ( 4 ) 收集多个j m x 代理端的管理信息并根据管理终端用户的需要筛选用 户感兴趣的信息并形成逻辑视图送给相应的终端用户； ( 5 ) 提供了安全保证。 2 2 5j m x 的优势 j m x 有以下优点【1 4 】： 1 降低j a v a 应用程序的管理开销 j m x 架构依赖实现了一些核心接口对象的管理代理，并且能够运行在大部 分启用j a v a 的设备上。这使得j a v a 应用程序可以在其设计时不受较大的制约 就具有可管理性。j a v a 应用程序只需要嵌入一个对象服务器，并将自己的一些 功能作为数个m b e a n 开发出来，同时在对象服务器中注册，就可以享受j m x 架构在管理方面带来的便利。 2 具有可伸缩的管理架构 j m x 规范中定义的任何一种代理服务都是一个独立的模块，用户可以根据 基于w 曲的i t 应用网管系统的研究与开发 管理的需要随意的插拔。这种基于组件模型的方式意味着j m x 可以为任何对 象提供解决方案。同时，j m x 还提供了一系列的核心代理服务，所有的这些服 务都是可以动态地部署、卸载或更新的。 3 整合现有的管理方案 j m x 的代理除了可以通过h t m l 浏览器来执行管理操作之外，它还能与 当前的各种管理协议兼容，如s n m p 、w b e m 等。不仅如此，j m x 的所有a p l 都是开源的，这对网管系统提供商的发展起到了一个杠杆作用。 4 推动现有j a v a 技术标准的发展 j m x 规范涉及到许多当前j a v a 技术中发展比较成熟的技术，如j n d i ， j d b c ，j t s 等，毫无疑问，j m x 的前进能间接推动这些技术的进一步发展。 5 导致管理概念的迁移 利用j a v a 语言可以实现灵活、动态的j m x 管理解决方案，并促进相关技 术的发展。例如，程序员可以在j m x 方案中加入“1 0 0 k u p ”和“d i s c o v e r y 服 务，或者诸如“j i n i 、“u p n p 和“s l p 等协议技术，技术的相互交叉、融 合导致管理概念的变化。 6 只定义必要的管理方法接口 j m x 规范定义的目的不是想把j m x 设计成一个普通意义上的分布式系 统，尽管j m x 提供了大量的服务以适应分布式环境，但必须明确的是这些服 务的目的是提供管理网络、系统和应用程序的功能，是必不可少的。其它的与 管理相关度较小的接口在j m x 规范中是很少出现的。 2 3 本章小结 本章对简单网络管理协议和j a v a 管理扩展这两种网络管理技术( 协议) 的工作基本原理进行简要阐述，但可以看出两种技术还是有所区别。s n m p 最 大的优点是简单，但过于的简单导致功能性的削弱：一方面采用u d p 协议传 输信息，无法保证数据报文的完整性和准确性；另一方面，虽然在对象数据采 集方面功能比较完善，但对于比较复杂的控制功能，无法通过s n m p 来实现。 j m x 由于发展时间不长，其功能还不够完善，管理对象的范围较窄，只能针对 j a v a 对象或使用j a v a 封装的对象。但j m x 在控制方面的表现比较出色。 硕士学位论文 第3 章j 2 e e 及其框架技术 目前在基于w e b 应用软件开发领域存在着两大主要阵营：s u n 公司的 j 2 e e 和微软公司的n e t 。基于这两个平台都推出了一系列的标准、产品和技 术等，这些对于软件开发商而言，缩短了开发周期，提高了的工作效率，可以 为企业创造更大的效益。从这个角度来看，这两个平台都实现了他们的目标， 都是成功的。但两者还是有所区别，仅从两者的跨平台性这方面来看，j 2 e e 由于其“w r i t eo n c e ，r u na n y w h e r e ”的特性，许多的软件公司更倾向于使用它来 完成系统集成工作。 3 1j 2 e e j 2 e e 即j a v a2p l a t f o me n t e r p r i s ee d i t i o n ，是一种用来开发分布式企业软 件应用系统的平台。它是j a v a 语言不断发展壮大的产物。j a v a 语言白面世起， 就获得了广泛接纳，经历了巨大的发展、演变。为了适应不同的需要，利用j a v a 语言开发出了许多的a p i 和标准，这当中一些技术逐渐成为了j a v a 平台的一 部分。最终，s u n 公司联合了多家业界巨头，在开放的j a v a 社区组织的名义 下，把所有与企业开发相关的标准、a p i 整合起来，构成了j 2 e e 平台【l 副。 j 2 e e 实际上是一个标准，而不是一个现成的产品。其目标就是通过提供 统一的开发平台，实现j 2 e e 相关产品标准化开发，从而提高平台与产品之间 的兼容性，提高开发效率。 3 1 1j 2 e e 主要技术 j 2 e e 平台由一整套服务、应用程序接口和协议构成，它对开发基于w e b 的多层应用提供了功能支持，降低了开发的复杂度。这些核心技术规范包括【l 6 】： 1 s e r v l e t s e r v l e t 是在服务器端运行的，用于响应、处理客户端请求的，动态生成 w e b 页面的技术。它与传统的c g i 等技术相似，但具有更高的效率并更容易使 用，因为对于s e r v l e t ，它是依靠线程的方式来支持并发访问的，重复的请求不 会导致同一程序的多次加载。 2 j s p j s p ( j a v as e r v e rp a g e ) 在功能上与s e r v l e t 一样，都是用来生成w e b 页面， 不过实现方式不同：j s p 通常是在h t m l 页面上嵌入少量的j a v a 代码，而s e r v l e t 是由j a v a 编写并生成h t m l 页面。运行时，j s p 首先会被转换成s e r v l e t ，并 以s e r v l e t 的形态编译运行，因此两者的效率没有较大区别。 基于w 曲的i t 应用网管系统的研究与开发 3 j d b c j d b c ( j a v ad a t ab a s ec o n n e c t i v i t y ) a p i 是一个标准的数据库访问接口， 它使数据库开发人员能够用标准、统一的方法编写数据库应用程序。通过j d b c 可以连接数据库或调用