（通信与信息系统专业论文）网管系统研究及实现.pdf

摘要 摘要 随着通信接术与计算机技术的飞速发展网络服务应用的种类越来 越广泛，形式也越来越复杂。尤其是s l a 分等级服务体系等复杂的网络服 务应用，为网络管理提出了新的要求，传统的集中式的网络管理系统和 网管技术难以满足这些大规模网络应_ e j 的需要。 然而，随着网络管理技术的发展，尤其是s n m p ( 简单网络管理协 议) 的发展和其他新技术的应用，特别是基于w e b 的网管系统的提出， 为解决刚管系统现在面i 临的问题提供了新的思路和办法。 网络管理系统实现了网络管理的基本要求，对网络设备实现了有效 的管理；同时，还实现了对具体i p 流量的管理和对链路的管理。 网络管理系统为s l a 提供了有效的技术支撑，尤其是为s l a 丌发 了接口软件，实现了s l a 分等级服务的量化指标的采集和设备配置管理， 为服务的评价提供了牢固的支撑。 关键词：网络管理简单网络管理协议分等级服务协定接口 摘要 a b s t r a c i w i t ht h ed e l o p m e n to ft h ec o m m u n i c a t i o na n d c o m p u t e r t e c h n o l o 科，t h ek j n d so f e t w o r ks e r 订c ea p p c a i i o n sb e c o m em o n a n dm o r ea b r o a da sw e a sj t sc 蚰n g u r a t i o nb e c 删e sm o na n d m o r ec o m p i e x 芦p e c i a yt h es l a ( s e r v i c e l e v e ia g r e e m 蚰t ) ，a c o m p l “ n e is e h i c e a p p l i c a t i o n ，p m p 惦e dn e wr e q u i r e m e n t so f n e t w o 一【m a n 矗群m e n t t h d i n 蛐a lc e n t r a l i z e dn e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e m n ，h o w e v e r h a r d l ym 代t 如c hr e q u i n m e t s h o w e v e r ， a st h ed e v e i o p m to fn e t w o r k m a n a g e m e n t t e c h n o i o g y ，髂p e d a ys n m p ( s j m p i en e t w o r km a n a g e m e n t p r o t o da n da p p i i c a 廿o n so fo 啦e rn e wt e c h n o l o g i e sa st h e n e t w o r km a 腑g e m e n ts y s t e mw h i c hb a s e do nt h ew e b ，p 哪i d e h e ww a y st os o l v e 岫ep r o b i e m n e t w o r km a 晌g e m 蛐ta c h j e v e st h eb a s i cd e m a n d so ft l i e n e t w 盯km 粕a g e m 咖ta n dm 卸a 窘豁t h en e t w o r ke q u i p m e n t e 墒c i e n t l ya sw 枷a sm a n a g e sm em n o i fo f t h ei p 卸d 山el i n k a t t l 地s a i n e 吐i h 厶 n e 押o r km a 聃非m 蛐ts y s t e ms u p p o r t se m c j 蜘“e c h o l o g yf 打 s l ae s p e c i a l l yp r 州i d 酷m el h ei n t e 晌c ef o rs i a ，坪a h z i n g e q u i p m e tc o n f i 册n 瑚n a g e m 蚰ta dm em 船s u r a b l eg u i d d i n e ， w u c hg 押船恤e 辨丌i 钟v a l u ea 靠瑚鲫p p o n 2 塑矍 k e y w o r d s ： n e t w o r km a n a g e m e n t ，s y s t e m ，s n m p ，s l a ，i n t e r f a c e ， g u i d e l i n e 第一章概述 第一章概述 1 1 引言 随着i n t e r n e t 技术的发展和日益普及，越来越多的单位已建立或正在 考虑组建其企业计算机网络。当前计算机网络发展的特点是网络规模不 断扩大，复杂性不断增加，网络的异构程度也越来越高，一个网络往往 由若干大大小小的子网组成，集成了多种网络操作系统平台，包括了不 同厂家、公司的网络和通讯设备等。同时网络中还有许多网络软件提供 各种服务，随着用户对网络的性能要求越来越高，如果没有一个高效的 网络管理系统对网络系统进行管理，那么很难保证为用户提供令人满意 的服务。为了对组成网络的各种资源进行管理，需要有满足网络管理标 准的网络管理系统。目前绝大多数网络管理采用了s n m p 、c m i p 、 c o r b a 。 s l a 分等级服务体系为了有效的为客户提供高质量的分等级服务， 建立了服务质量管理体系，提出了一系列的性能参数对提供的服务进行 评价。网管作为s l a 的技术支撑体系之一，提供了其中的主要性能参 数，为网络服务的质量评价作了重要的支撑作用。 1 2 网络管理的概念与功能及i p 网络管理的发展 网络管理就是指监督、组织和控制网络通信服务和信息处理所必须 的各种活动的总称。从技术实现的角度来看，网络管理的过程通常包括 数据采集，数据处理，然后交给管理者，用于在网络操作中使用。它可 能还包括分析数据并提供解决方案，甚至可能不需要打扰管理者而自动 北京交通大学硕士学位论文 处理一些情况。进一步它还可以产生对管理者管理网络有用的报告。 网络管理的目标是确保网络的连续正常运行，或者当网络运行出现 异常时能及时响应和排除故障。使得网络具有最高的效率和生产力。 i n t e m e t 及其制定的t c p i p 协议以其简单、易于实现和互连性强等 优点迅速得到业界阻及其他领域的广泛应用。随着西议簇的成熟，基于 t c p i p 的网络互相连接形成了覆盖全球的i n t e m e t ，并且迅速膨胀和日 益复杂。管理问题变得越来越迫切。随着i n t e m e t 的发展，网络管理大 致经历了这样几个阶段： ( 1 ) 手工管理 在i n t e r n e t 发展初期，网络规模较小用户对网络的可靠性要求不太 高，手工管理基本上可以应付。管理问题由精通通信协议的专家解决。 ( 2 ) 应用简单的网络管理工具 这是通过i n t e m e t 控制报文协议( i c m p ) 实现的，它对网络管理的 有效性在于它提供了从路由嚣或主机传送控制信息到其他路由器或主机 的机制，并提供关于问题的反馈机制。 ( 3 ) i n t e r n e t 管理者开发的专用的网络管理工具 这些工具主要分为两类：支持实时工作的工具和用于分析所收集数 据的非实时工具。这些工具只是提供了特定的某个或者某些功能。比如 广泛使用的t r a c e r o u t e ，可用于寻找到达某个目的地所进过的路径，由此 也可以确定不能到达该目的地时的故障所在。这些工具的使用在一定程 度上缓解了网络管理的矛盾。 ( 4 ) 基于s n m p 的全面管理 这一点会在下面的章节中详细谈到，在这里就不再详述。 i n t e m e t 的网络管理方案也将进一步采用和借鉴o s l 的网络管理思 2 第一章概述 想，目前，i n t e m e t 研究小组已经实现了o s i 网络管理标准的部分元素， 并正在积累经验，i n t e r a e t 研究小组把他们的工作和将来的网络管理协议 称为基于t c p i p 的公共管理信息服务和协议( c o m t , c m i t c m i po v e r t c p i p ) 。然而目前刚络管理产品生产商们对c o m t 的开发似乎没有很 久j ! | j 兴趣和投入，而是继续关注和投资于s n m p 。 1 3 网络管理协议及框架简介 随着通信与计算机技术的发展，传统的手工网络管理方式已经不能 适应网络管理的需求，人们便制定了一些网络管理协议以便管理网络。 目前主要的网络管理协议和框架有t m n 、c m i p 以及s n m p t m n ( t e l e c o m m u n i c a t i o n m a n a g e m e n t n e t w o r k ) 是i t u t ( 原电报 电话咨询委员会c c i t t ) 提出来的关于网络管理系统化的解决方案， t m n 是一种电信网的管理体系结构包括了对网络的规划指配安装维护 运行和管理以及对电信设备网络及业务的管理等方面： c m i p ( 公共管理信息协议) 是国际标准化组织( i s o ) 为o s i 的7 层开放互连模型而设计的； s n m p ( 简单网络管理协议) 是国际i n t e m e t 组织制订的，发布于1 9 8 8 年，1 9 9 0 年1 0 月就有7 0 个以上的厂家( 包括i b m ，h p ，s u n ，p r i m e ) 等著名公司宣布支持s n m p s n m p 的设计本着简单性( s i m p l i c i t y ) 和扩 展性( e x t e n s i b i l i t y ) 的原则，扩展性主要是通过将管理信息模型与协议、 被管理对象的详细规定( m 璐：m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ) 分离而实 现；简单性则是通过信息类型的限制、请求响应机制而取得s n m p 的基 本功能包括监视网络性能、检测分析网络差错和配置网络设备等。 这些标准，t m n 是针对电信网管理而设计的，因而不适用于口网 北京变通大学硕士学位论文 的管理：c m i p 虽然功能强大，但过于复杂实现难度很大，因此目前c m i p 还未得到很好的应用：s n m p 是基于t c p i p 网的刚络管理协议，它从早 期的简单网关监控协议( s g m p ) 发展而来。由于它的简单和易操作， 因此得到广泛的应用，并已成为事实上的计算机网络管理标准。 s n m p 阱议的工作机制非常简单，主要通过各种不同类型的消息，即 p d u ( 协议数据单位) 实现网络信息的交换。p d u 实际上就是一种变量对 象，其中每一个变量都是由标题和变量值两部分组成。 s n m p 主要使用5 种类型的p d u 对网络实施监控，两种用于读取终端 信息，两种可以设置终端数据，最后一种被用来监视各种终端事件，如 终端的启动和关闭等。 如果用户希望了解是否某一台终端已经被接入到网络，可以使用 s n m p 向该终端发送一个具有信息读取功能的p d u 。如果终端已经被连接 到网络，用户将会得到返回的确认信息。当有终端被关闭时，可以通过 事件变量( t r a p ) 发出数据包，通知用户终端系统已经被关闭。 一般来说，s n m p 协议所使用的各种变量主要包含以下信息： 1 变量标题； 2 变量数据类型，如整数，字串等； 3 变量是否具有信息读取或读写功能； 4 变量值 s n m p 主要优点如下： 1 应用广泛，目前几乎所有的网管平台都支持s n m p ，它已成为今 天事实上的工业标准； 2s n m p 较为简单、实用、实现所需的软件、硬件开销小； 3 由于s n m p 的通信机制是建立在无连接的用户数据报协议 第一章概述 ( u d p ) 之上的，这种无连接的通信提供了某种程度的健壮性，即使网 络发生拥塞时也能进行最基本的网管操作： 4s n m p 所提供的安全机制可满足一定网络安全管理的要求。 s n m p 采用的管理模型是管理者代理模型，管理者可以是工作站、 微机等，一般位子网络系统的中心，它负责发出管理操作的指令，并接 收来自代理的信息；代理则位于被管设备内部，把来自管理者的命令或 信息请求转换为本设备特有的指令，完成管理者的指示，或返回所在设 备的信息。另外，代理也可以主动向管理者报告重要事件。 除了上述协议，另外出现了新发展的网管体系和标准，例如对象管 理组织o m g 的c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ) 体系，基于w e b 的网管体系，分布式管理技术等这些新的技术都应当引 起我们的重视。总之，对于支撑s l a 的网管系统来说对各种体系的兼容 性很有必要。 1 4 国内外网络管理状况 下图是国内外研究开发的几种主要的口网管系统，其优缺点如表1 1 所示： 表i l 常见网管系统参数比较 第一章概述 能更好地提供服务的有效性，减少客户的抱怨，使服务供应商和客户达 到双赢的目的。 s l a 已经成为电子商务系统、电子政务系统、客户管理系统中，提 高服务质量的有效方法。s l a 将服务对象和服务分别按层次结构分类， 对不同层次的对象授予不同的服务级别，不同的服务也根据其服务内涵、 服务环境以及服务策略的差异，选择提供服务的层次和方式，形成一个 灵活、开放、可伸缩、可裁减、可配置的服务体系框架，强调服务等级 的差别，以保证所【】有对象获得其所要求的最合适的服务。 系统包含三个角色：管理员、服务提供者( 简称提供者) 和服务需 求方( 简称用户) 。 管理员依据s l a 原理，建立并维护关于提供者所提供服务的指标体 系，对提供者给其服务所赋的分数进行加权处理。另外还需监视服务的 提供情况提供对提供者和用户的查询，维护并管理合同。 服务提供者依据管理员所提供的指标体系对其所提供的服务进行赋 分，并根据分数对服务进行分级，制定相应的费率标准，然后将该服务 提交管理员。合同签定后，依照合同的要求提供相应的服务，同时对用 户的信誉度进行监控，对于信誉度差的用户有权拒绝为其服务。 用户从资源库中查询所需的服务信息，依据管理员所提供的指标体 系对其所要求的服务进行描述，并根据该描述得知自己的s l a 值。与提 供者签定合同。在享受服务的同时对提供者的服务情况做出评价。 口 网络管理在s l a 中为服务的量化管理指标体系提供了可靠的参数，并对 其所提供服务提供一定的管理手段。为管理者、服务提供者、服务需求 者提供r 满足服务的技术保障。 北京交通大学硕士学位论文 1 6 本课题的主要研究工作 本课题为国家8 6 3 项目s l a 服务支撑体系中的i p 网络管理模块。 口网络管理模块是在s l a 系统之外的独立的功能模块，可以单独称之为 i p 网络管理系统。口网络管理系统为s l a 提供技术支撑，s l a 分等级 服务体系为了有效的为客户提供高质量的分等级服务，建立了服务质量 管理体系，提出了一系列的性能参数对提供的服务进行评价。p 网管作 为s l a 的技术支撑体系之一，提供了其中的主要性能参数，为网络服务 的质量评价作了重要的支撑作用。 网络管理系统与s l a 的融合，可以将网络管理与网络服务有机融 合起来，避免了以前网络服务与网络管理相互制约，互为瓶颈的情况。 将网络的利用与优化舍二为一。 网络管理系统作为s l a 体系的技术支撑，在s l a 分等级服务体系 中，本课题主要完成了网管系统数据采集模块的设计实现，此外，还 特别实现了对s l a 特殊要求的两个网管功能模块的开发： 链接的管理，对非法链接可以强制中断。 获取详细口流量和响应时间( s l a 服务器和用户之间) 等一般网 管系统未能获取的参数。 同时，该网管系统使用模块化设计，采用w e b 方式借鉴了一些 现有的网管软件的优缺点，利用现有的a s g s e n t r y 和n l o n f o x 网管 开发包实现了本系统。 第吾藏辑靛副垂彳曩挂轴循 囊墓蹩锤需雾型型i i i 自j 薹霉蒯委霉雾结簧鎏囊。4 嚆辖螈萋蠡u 崮 嘲塑；薷薹形刮融羹蒌蕊蹇蹋奎虬酣蠢羹矗事势蠹警誊赢茹霪曼二i i i 夔蕈鬟翕囊攀鬟鞲攀i i ；! 秦蠢蠹噻蒌i | j 勤蠢雾霎扣赢篓妻室i ! ! 坩瑚釜蒜越篓掣雾矿薄搿墓堕篓管= 霪受强妻誊雾嘉褥复臼蓦鬻馐篓 雕髋r 霹实现 x : 北京交通大学硕士学位论文 第二章网络管理协议及框架介绍 2 1 网络管理协议及框架详述 目前绝大多数网络都采用了简单网络管理协议( sn m p ) 、t m n 或cmlp 这三种协议或框架。 s n m p 是主要用于基于口的网络以及对i n t 到心疆t 网络设备的管 理上。s 但原先是由砸t f 在1 9 8 0 年提出的作为网络管理的一个临 时性的解决方案并计划最终会被o s i 的c m 冲所取代。由于最先版本的 洲p v l 有许多缺陷，因此对它进行了相应的修改升级为睹i m p v 2 但是 s n m p v 2 并没有得到预期的承认，尤其是它的安全机制实现起来太复 杂，因此1 9 9 7 年公布了最新的s n m p v 3 保留了s n m p v 2 的增强功能 并加强了安全认证机制。由于s n m p 易于实现管理开销低得到了业界 的广泛使用它已成为事实上的标准。 t m n 是一种电信网的管理体系结构包括了对网络的规划指配安装 维护运行和管理以及对电信设备网络及业务的管理等方面。c m 口则主 要用于遵循0 s i 网络体系结构的网络，采用了面向对象的技术：它运用 限定范围和过滤技术i = 上便用单个操作命令来获取大量的信息以提高效 率：它具有完善的安全机制进行认证和控制管理信息的访问：它提供的 操作有g e t 、s e t 、c r e a t e 、d e l e t e 、a c t l o n 和e v e 肝r e 巾o r 。 但是由于它比较复杂，理解困难，代理的运行资源要求高和难以实现阻 碍了它s n m p 成为事实上的标准。 碍了它s n m p 成为事实上的标准。 第二章网络管理协议及框架 2 2 网络管理体系 22 1 集中式管理 l 集中式管理的缺陷与改进 按照m a g * a g e n t 的集中式管理模式能对网络进行一。定程度的管 理但这种管理模式存在以下问题： l 由一个网管站n m s 来负责收集分析所有被管资源的状态信息并 进行相应管理，造成网管站工作负担过重这没有充分发挥网络的分布 计算资源优势。 2 所有的网络管理数据都必须传送给网管站分析处理，这样易在管 理者端形成通信瓶颈，使用传统的集中式网络管理系统来管理大型网络 已不适合。 3 当网络出现连接故障时集中式网络管理将无法对网络进行管理 造成全网或局部失控。 4 系统规模和提供的应用服务变得越来越复杂，加上用户需求的改变 现行的网络管理平台不易扩展升级。 5 由于网络往往采用了不同厂商的异构软硬件系统，包括不同网络 协议操作系统及数据库来构筑网络。管理人员不得不分别借助各种孤立 的管理工具来监视和控制网络的运行以及管理各种信息服务。这些费时 的不同管理任务给网管人员带来了额外负担，也给网管人员真正有效地 管理好网络带来了很大的困难。 6 目前网络管理的重心仍然放在管理网络的硬件设备和提供的服务 内容上，很少关注更有效地管理网络提供的各种应用服务上( 如在 s n m p v 2 定义的m mi i 的定义中只有s n m p 组管理对象是属于应用层 协议) 。缺乏真正有效的包括各种应用服务的集成网络管理，以前网络设 第二章网络管理协议及框架 得到广泛的接受，这就是远程监控r m o n 标准。r m o nm i b 是一组统 计数据分析数据和诊断数据构成。利用许多供应商开发的标准工具可显 示出这些数据，因而它具有远程网络分析功能。r m o n 探测器和r m o n 客户机软件结合在一起就可以在网络环境中实施。r m o n r i v i o n 的监 控功能是否有效关键在于探测器具有存储统计历史数据的能力，这样就 不需要管理程序不停地轮询才能生成一个有关网络运行状况的趋势图。 当一个探测器发现一个网段处于一种不正常状态时，它会主动与在中心 嘲络控制台的r m o n 客户应用程序联系，并将描述不正常状况的信息 转发r m o n 标准使得对网络的监控层次提高到网络外，r m o n 还提供 有关各应用所使用的网络带宽量的信息。 ( 3 ) a g e n t x ( 扩展a g e n t ) 协议 人们已经制定了各组件的管理信息库，如为接口、操作系统及其相 关资源、外部设备( 如p r i n t e r m i b 等) 和关键的软件系统等制定相应的 管理信息库。用户期望能够将这些组件作为一个统一的系统来进行管理， 然而随着被管理组件数目快速地增加( 例如即将制定庞大的 a p p l i c a t i o n g sm m ) 对简单的设备变得复杂，例如集成了r o u t e r 功能 并支持多种接口和协议的新型产品，另外可能还需要管理桌面及大量的 用户自己开发的应用程序，因此需要对原先的s n m p 进行扩展，在被管 设备上安置尽可能多的成本低廉的a g e n t 以确保这些a g e n t 不会影响设备 的原有功能，并且给定一个标准方法使得a g e n t 与上层元素进行互操作。 a g e n t x 过程对于s n m p 管理应用程序是透明的。a g e n t x 协议为 a g e n t 的扩展提供了一个标准的解决方法，使得各a g e n t 将它们的职 责信息通告给m a s t e ra g e n t 每个符合a g e n t x 的s u ba g e n 运 行在各自的进程空间里，因此比采用单个完整的s n m pa g e n t 具有更好 北京交通_ 人学硕士学位论文 部件的基本属性( 如类型、口地址等) 、工作状态( 开、关、启动) 和负载情 况等。第二种涉及代理端，通过支持j a 、，a 的浏览器来透明且快速地下 载升级安装新的a g e n t 软件；采用多线程支持从一个或多个m a n a g 口柬的 并发查询：安全性加强等。 5 面向a g 蚰t ( a g e n to d e n t e d ) 的开放网络管理 近几年分布式人工智能领域兴起了s o m v a 8 9 e n t 理论的研究热，解 决异构环境中的软件互操作问题。a g e n t 在电予商务群组协作工作流自 动化、消息主动传送、事件监视信息收集以及网络管理等领域，有很好 的应用前景。其中通信网络管理是其最有潜力的应用领域。 h m 赫等人提出采用管理任务派遣( m b d ：m a n a g c 吼e n tb yd e l e g a t i o n ) 的方法，减少网络管理本身引起的带宽消耗，使得网络设备实现自我管 理。被派遣的代理可用某种语言编写和编译，其包含了要下载至被管实 体任务描述，m h d 将网络管理的计算动态地分发至网络设备上的弹性服 务器，另外也可采用基于语言的代理来提供动态下载功能。例如使用 j a v a 、t c 竹k 和t e l e s c d t 编制派遣代理的脚本，然后下载至远端的解释 器上解释执行。 g j 硒m 等人提出了利用移动代理( m o b i l ea g e n t ) 使得网管任务分布 及自动化。移动代理是种能够移动至远处执行的程序，它可在本地或 远程控制下动态联接，并执行为了提高a g e l l t 的效率，可采用动态脚本联 编机制在这种方式下操作。脚本分为脚本框架及具体操作对象两部分， 在a g t 执行相应管理功能之前动态生成完整的操作脚本动态脚本，联编 结构是由一个脚本控制器与m i m o b i i e i n f o r r n a t i o n r e p o s i t o r y ) 组成脚本 控制器从m a g e r 接收一个脚本框架将它与具体对象b i n d j h g 执行然后返 回执行结果给m a g e rm 瓜的作用是操作对象信息的存放及其各 第一二章网络管理协议及框架 m a n a g e r 的操作限制信息 以上介绍了目前网络管理领域正在研究的几种方法，这些方法并不 是互相排斥的，可根据具体情况综合使用。网络管理从本质上看是个 分布式应用，当前的网络管理有日益集成的趋势，允许用户从使用单一 的管理平台集中管理包含t c p i p 等多种协议的l a n 、m a n 和w a n 。 同时网络控制又日益分散至智能设备和指定的用户，并且利用人工智能 的方法提供网络管理的自动化。同时考虑使用基于w e b 的解决方案，可 有效地降低网络管理的成本，浏览器提供了网络管理理想的人机界嘶。 网络管理作为网络的关键技术之一，是当前业界的研究热点，受到 了国外许多公司及科研部门的重视。目前下- 4 4 网络管理正朝着集成化 分布化智能化的方向快速发展。 2 3s n m p 的发展 简单网络管理协议s n m p ( 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 0 1 ) 是t c p 1 p 协议簇的一个应用层协议，它是随着t c p i p 的发展而发展起 来的。 在t c p i p 发展的前期，网络管理问题并未得到重视。直到7 0 年代， 还没有正式的网络管理协议，当时常用的一个管理工具就是现在仍在广 泛使用的i n t e m e t 控制报文协议( i c m p ，i n t e m e tc o n t r o lm e s s a g e p r o t o c 0 1 ) 。i c m p 提供了一个网络设备( 如路由器或主机) 向另一个网络设 备传送控制报文的手段。它通过在网络实体间交换e c h o 和e c h o - r e p l y 的 报文对，提供了一种测试网络实体间可达性和通信线路性能的机制。 典型的i c m p 工具是广泛应用于互联网络的p i n g ( p a c k e ti n t e m e t g r o p e r ) 程序。利用i c m p 加上一些选项( 如请求的时问间隔和发送请 北京交通大学硕士学位论文 求的次数等) ，p i n g 能够实现多种功能，包括确定一个物理网络设备能 否寻址，检测某条线路的丢包率等等。 p 肼g 在一些工具的配合下满足了t c p 1 p 网络初期的管理要求。然 而随着i n t e m e t 的爆炸性发展，连接到i n t e m e t 上的组织和实体数目也越 来越多。这些各自独立的实体主观和客观上都要求能够独立地履行各自 的子网管理职责，因此要求一种更加强大的标准化的网络管理协议来对 实现i n t e r a c t 的网络管理。 1 9 8 7 年1 1 月发布的简单网关监视协议s g m p ，成为提供专用网络 管理工具的起点。s g m p 提供了一个直接监控网关的方法。随着对通用 网络管理工具需求的增长，出现了3 种有影响的方法： 1 高级实体管理系统( h i 曲- l e v e le n t i t ym a n a g e m e n ts y s t e m ， h e m s ) ； 2 简单网络管理协议r 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 ) ； 3t c p i p 上的c m i p ( c m 口o v e rt c p i p , c m o t ) 。 1 9 8 8 年i n t e m e t 活动委员会( i a b ) 确定了将s n m p 作为近期解决方案 的策略。当时普遍认为t c p i p 不久将会被基于o s i 的坍议所代替，因而 不应在t c p i p 的应用层协议和服务上花费太多的精力。这样，一方面需 要快速开发s n m p ，提供一些基本的管理工具以满足眼前的需要另一方 面如果能够实现在t c p 之上运c m i p ，就有可能在转变到o s i 协议之前 采用c m i p 协议。 为了强化这一策略i a b 要求s n m p 和c m o t 使用相同的被管对象 数据库。即在任何主机、路由器、网桥阻及其它管理设备中，两个协议 都以相同的格式并使用相同的控制变量。因此，对于这两个协议只定义 第二章网络管理协议及框架 了一种管理信息结构( s m i ) 和一个管理信息库( m i b ) 。 但是，人们很快发现这两个协议在对象级的兼容是不现实的。在o s i 的网络管理中，被管对象是比较复杂的实体，每个实体都涉及属性、关 联过程、通告能力以及其它一些复杂的特性。而s n m p 为了保持简单性： 它的彼管对象没有这样复杂的概念。实际上，s n m p 中的对象在面向对 象的概念下根本就不能称为对象，它们只是带有一些如数据类型读写特 性等基本特性的变量。因此l a b 最终放松了使用公共s m i m i b 的条件， 爿允许s n m p 独立于c m o t 发展。 从对o s i 的兼容性的束缚中解脱后，s n m p 取得了迅速的发展，很 快被众多的厂商设备所支持，并在互联网络中活跃起来。正如t c p i p 比 所有对它的生存期的预测都长一样，s n m p 同样显示出强劲的生命力， 大量采用c m o t 的时刻还远没有到来。 s n m p 的一个重要进展是r m o n ( r e m o t em o n i t o r i n g ，远程监视) 的 开篾。r m o n 为网络管理者提供了监视整个子网的能力，并且对基本 s n m p m 进行了扩充。 但是，通过简单定义新的或更详细的m i b 来扩展s n m p 是有限的。 当s n m p 运用于更大更复杂的网络时它在安全和功能方面的缺陷就较 为明显了。1 9 9 2 年7 月，一组被称为增强安全的s n m p 文档作为建议标 准发布。同月，四名s n m p 的关键人物提出一个称为s m p 的s n m p 新 版本。s n i p 在功能和安全性两方面提高了s n m p ，特别是s m p 增加了 些p d u 。所有的消息头和安全功能都与安全性增强标准相似。最终 s m p 被接受并作为第二代s n m p 即s n m p v 2 的基础。1 9 9 3 年安全版 s n m p v 2 发布。 经过几年试用以后，i e t f ( i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 决定对 北京交通大学硕士学位论文 s n m p v 2 进行修订。1 9 9 6 年发布了一组新的r f c ( r e q u e s tf o r c o m m e n t s ) ，在这组新的文档中，s n m p v 2 的安全特性被取消了，消息格 式也重新采用s n m p v l 的基于“共同体( c o m m u n i t y ) ”概念的格式。 删除s n m p v 2 中的安全特性是s n m p v 2 发展过程中最大的失败主 要原因是厂商和用户对1 9 9 3 版的s n m p v 2 的安全机制不感兴趣，同时 i e t f 要求的修订时间也非常紧迫，设计者们来不及对安全机制进行改善， 甚至来不及对存在的严重缺陷进行修改。因此不得不在1 9 9 6 年版的 s n m p v 2 中放弃了安全特性。 1 9 9 9 年4 月i e t fs n m p v 3 工作组提出了r f c 2 5 7 1 r f c 2 5 7 6 ，形成 了s n m p v 3 的建议。s n m p v 3 提出了s n m p 管理框架的一个统一的体系 结构。在这个体系结构中，采用u s e r - b a s e d 安全模型和v i e w - b a s e d 访问 控制模型提供s n m p 网络管理的安全性。安全机制是s n m p v 3 的最具特 色的内容。s n m p v 3 推出的时间不长，而且实现起来较为复杂，因此尚 未得到广泛应用。 2 4 网络管理体系结构 s n m p 的网络管理模型包括以下关键元素：管理站、代理者、管理 信息库、网络管理协议。管理站一般是一个分立的设备，也可以利用共 享系统实现。管理站作为网络管理员与网络管理系统的接口，它的基本 构成为：一组具有分析数据、发现故障等功能的管理程序；一个用于网 络管理员监控网络的接口；将网络管理员的要求转变为对远程网络元素 的实际监控的能力：一个从所有被管网络实体的m i b 中抽取信息的数据 库。 第二二章网络管理协议及框架 网络管理系统中另一个重要元素是代理者。装备了$ n m p 的平台， 如主机、网桥、路由器及集线器均可作为代理者工作。代理者对来自管 理站的信息请求和动作请求进行应答，并随机地为管理站报告一些重要 的意外事件。 网络资源被抽象为对象进行管理。但s n m p 中的对象是表示被管资源 某一方面的数据变量。对象被标准化为跨系统的类，对象的集合被组织 为管理信息库( m i b ) 。m i b 作为设在代理者处的管理站访问点的集台， 箭理站通过读取m i b 中对象的值来进行网络监控。管理站可以在代理者 处产生动作，也可以通过修改变量值改变代理者处的配置。 管理站和代理者之间通过网络管理胁议通信，s n m p 通信协议主要包 括以f 能力。 g e t ：管理站读取代理者处对象的值。 s e t ：管理站设置代理者处对象的值。 t r a p ：代理者向管理站通报重要事件。 在标准中，没有特别指出管理站的数量及管理站与代理者的比例。 一般地，应至少要有两个系统能够完成管理站功能，以提供冗余度，防 i l 故障。 网络管理协议环境 s n v l p 为应用层协议，是t c p i p 协议族的一部分。它通过用户数据 报协i 义( k r d p ) 来操作。在分立的管理站中，管理者进程对位于管理站中心 的m m 的访问进行控制，并提供网络管理员接口。管理者进程通过s n m p 完成网络管理。s n m p 在u d p 、i p 及有关的特殊网络协议( 如e t h e m e t 、 f d d i 、x 2 5 ) 之上实现。 每个代理者也必须实现s n m p 、u d p 和1 p 。另外，有一个解释s n q v t p 第二二章网络管理协议及框架 统为每组可选的认证? 薹茎睫螽鹜蓉箨薷磐簦糍至耍蔓锏。需鬟磕蕊 冀墨鬻篓娄薹薹 囊嫠爨囊挥磊当嘉剖仞羹? 驯鎏粤掣占篓毹篓蠖嚏 妻 晡囊耐主嚣蔷型：菇裂攀囊匝g e t 学s e t 蔓萨誊醛嚣，嗡遴羹篓蠢 霎裔卷f 囊攫甏骢巍斧塞篓奄j 蠹辅囊，炭蠢囊细囊静k 翳冀季茸蠢矿 彗： 至羹萋妻蛩撕墓羹肆萋蓑二矾蚀囊磐羹，若鬟嚆藿薹迁慷臻曩萋型羹噶 割各 连接，而 是网络管理工作站上运行的管理应用程序( 一般包括数据采集和处理程 北京交通大学顶士学位论文 用w e b 浏览器访问w 曲页，通过w 曲页上昆示的表格与数据库进行交 互操作。典型的交互操作包括读取页、单击链接、列表选择以及查询和 输入数据域。从数据库获取的信息能以文本、图像、表或者多媒体对象 的形式在w e b 页上显示。 与传统方式相比，通过w 曲访问数据库的优点在于： 1 用现有的测览器软件，无需开发数据库前端：如果能够通过w 曲 来访问数据库，我们就不需要开发客户端的程序，使用的数据库应用都 可以通过浏览器来实现，界面统一，也减少了培训费用，能够使广大客 户很方便的访问数据库信息。 2 标准统一，开发过程简单：h t m l 是w e b 信息的组织方式，是一 种国际标准，使用的w 曲服务器与浏览器均遵循这个标准。使用h t m l 标准，在简单的开发应用中，开发者甚至可以只学习h t m l 一种语言， 使用者只需学习一种界面一一浏览器界面。 3 交叉平台支持：几乎对每种操作系统上都有现成的测览器可供使 用，为一个w 曲服务器书写的h 1 m l 文档，可以被所有平台的浏览器所 浏览，实现了跨平台操作。 这种“客户浏览器+ w 曲服务器+ 数据库服务器”的系统结构正是 基于w 曲的三层模式，常被称作三层b r o w s 酬s e r v e r 模式。除上述优点 外，这个模式最大的优点是实现了客户表示层和业务处理层的分离，这 样的分离使系统开发中模块划分清晰；且客户端的标示层都是从w 曲服 务器上下载，系统投入使用时，不需要安装任何为客户端开发的程序， 修改时只需要更改服务器的程序，客户端无需维护。 3 1 - 3 基于w e b 的三层组织模型 它采用基于w 曲的w s 三层结构，将一个w e b 服务器和网管工作 北京交通大学硕士学位论文 3 2s l a 与“网管系统”之间的接口设计 3 2 1 网管系统提供给s l a 的参数 网管系统5 2 = s l a 网管系统须向s l a 服务器提供的参数如下： 为了实现s l a 对服务等级的评价，s l a 服务器需要网管系统提 供：服务提供商和用户之间的带宽、响应时间； 网管系统对服务提供商和用户之问的连接进行流量检测，当流量 超出门限值时，网管系统对此事件进行报警，并将该超流量的连接的源、 目的口，源、目的端口号提供给s l a 服务器。 3 22s l a 提供给网管的参数 网管软件 s r c _ i p = ”d d “； r e s u l t 是存放累加结果的当前的指针 c o n t e n t * r e s u l t l = l t e wc o n t e n t ( ) ； r e s u l t l 一 n e x t = n u l l ； s e a r c hv i s n e d 是用来寻找某个1 p 是否己经累加过的指针 c o n t e n t + s e a r c hv i s i t e d = r e s u l t l ； h e a d 是链表的头指针 h e a d = r e s u l t l ： c h a rb u f f e r 2 0 ； c h a r c h a r c o u n t ； c h a r c o l m t2 一i t o a ( 1 5 5 , b u f f e r , 1 0 ) ； c s l r i n gs t r c o u n t = ( c s t r i n g ) e h a r c o u n t ； a f x m e s s a g e b o x ( s t r c o u n t ) ； a t o i ( ”3 3 0 ”) ； i n tl i s t _ c o u n t = m _ c t r l i s tg e t l t e m c o u n t 0 ； f o r ( c u r r e n t = - 0 ；c u r r e n t n e x t ；s e a r c h _ v i s i t e d ! = n u l l ；s e a 】i c h _ v i s i t e d = s e a r c h _ v i s i t e d - n e x t ) 北京交通大学硕士学位论文 i f ( s e a r c hv i s i t e d 一 s i c i p = 7 ：n _ c t r l i s tg e t l t e m t e x t ( c u r r e m ，1 ) & s e a r c hv i s i t e d - s r c p o r t 2 2 mc t r l i s tg e t l t e m t e x t ( c u r r e n t 2 1 s e a r c hv i s i t e d 一 d e s ti p m c t r l i s tg e t i t e m t e x t ( c u r r e n t ，3 ) & s e a r c h _ v i s i t e d - d e s t p o r f = m _ c t r l i s tg e t l t e m t e x t ( c u r r e n t ，4 ) ) v i s i t e d = 1 b r e a k ； ) j 如果历史记录中没有这条i p 的记录，则保存返条记录、累加 i f ( v i s i t e d 刮) r e s u l t l 一 n e x t = n e wc o n t e n t o ； r e s u l t l = r e s u l t l n e x t ； r e s u l t l - n e x t = n u l l ； r e s u l t l s r c _ i p = m _ c t r l i s tg e t l t e m t e x t ( c u r v e n t ，1 ) ； a f x m e s s a g e b o x ( r e s u l t - s r ci p ) ； r e s u l t l - s r c _ j p o r t2m _ c t r l i s t g e t l t e m t e x t ( c u r r e n t ，2 ) ； a