（计算机科学与技术专业论文）基于soap的分布式网络管理系统的研究与实现.pdf

国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 摘要 随着网络技术的发展，网络的规模和复杂度越来越大，为了保证网络整体的运行效率 和性能， 必须对网络进行管理。 目 前分布式技术广泛应用于网络管理领域， 如d c o m , c o r b a , j a v a r m 工 ， 以及近年来出现的移动代理技术等。网络管理技术正朝着分布式和 w e b化的方 向发展。 s o a p ，即简单对象访问协议，定义了在w e b 上交换数据的协议标准。它具有很好的扩 展性， 可以轻易穿过防火墙， 并且完成一些组件模型不能完成的工作; s o a p 还提供了一种 在松散的、分布的环境中实现跨平台、跨标准、跨管理域的信息交换和远程过程调用 ( r p c )的机制。 s o a p 技术与网管技术相结合具有良 好的 应用前景。 本文研究了目前的网络管理和分布式通信技术，提出了一个在大型网络环境下基于 s o a p 的分布式网络管理体系结构模型， 分析并设计了一个基于该模型的综合网络管理系统 工 n m s 的系统框架，设计了内聚网管系统之间的m 2 m ( m a n a g e r t o m a n a g e r )交互协议，实 现了网络管理服务器和网元服务器之间的透明的远程通信，最后利用 s o a p所提供的数据 封装和远程调用的简单机制，建立了一个基于s o a p 的分布式网络管理原型系统。 本课题研究成果结合了目前多种新技术，对今后建立大型网络环境下的综合网管系统 提供了理论和技术上的支持。 关键词:网络管理，s o a p ,综合网络管理系统，分布式技术 i 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 abs tract wi t h t h e d e v e l o p m e n t o f n e t w o r k t e c h n o l o g i e s , t h e s c a l e a n d c o m p l e x i t y o f n e t w o r k s h a s in c r e a s e d g r e a t l y , i n o r d e r t o g u a r a n t e e t h e e x e c u t i o n e f f i c i e n c y a n d p e r f o r m a n c e o f n e t w o r k s , n e t w o r k m a n a g e m e n t h a s b e c o m e v e r y im p o rt a n t . d i s t r i b u t e d c o m p u t i n g t e c h n o l o g i e s h a v e w id e l y a p p l i e d i n n e t w o r k m a n a g e m e n t f i e l d s n o w a d a y s , s u c h a s d c o m, c o r b a , j a v a r mi , a n d mo b i l e a g e n t t e c h n i q u e s t h a t o c c u r r e d i n r e c e n t y e a r s . n e t w o r k m a n a g e m e n t t e c h n o l o g i e s a r e d e v e l o p i n g t o w a r d s d i s t r i b u t i o n a n d we b . s o a p ( s i m p l e o b j e c t a c c e s s p r o t o c o l) d e f i n e s a p r o t o c o l s p e c i f i c a t i o n f o r e x c h a n g i n g d a t a i n we b . i t h a s h i g h s c a l a b i l i t y , t h e e a s e o f p a s s i n g f i r e w a l l s , a n d t h e a b i l i t y t o a c c o m p l i s h s o m e t a s k s t h a t c a n n o t b e d o n e b y s o m e c o m p o n e n t m o d e l s . me a n w h i l e , s o a p p r o v i d e s a s i m p l e m e c h a n i s m t o p r o c e s s i n f o r m a t i o n e x c h a n g i n g a n d r e m o t e p r o c e d u r e c a l l ( r p c ) w h i c h i s c r o s s - p l a t f o r m, c r o s s - s t a n d a r d s a n d c r o s s - m a n a g e m e n t - d o m a i n s i n a l o o s e d a n d d i s t r i b u t e d e n v ir o n m e n t . t h e c o m b i n a t i o n o f s o a p a n d n e t w o r k m a n a g e m e n t t e c h n o l o g y h a s a n e x c e l l e n t a p p l i c a t i o n p r o s p e c t . t h i s p a p e r f i r s t s t u d i e s t h e la t e s t n e t w o r k m a n a g e m e n t a n d d i s t r i b u t e d c o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g i e s , t h e n p r e s e n t s a n o v e l n e t w o r k m a n a g e m e n t a r c h i t e c t u r e u s i n g t h e s o a p t e c h n i q u e f o r l a r g e s c a l e n e t w o r k e n v i r o n m e n t , a n d f i n a l l y d e s c r i b e s t h e s y s t e m f r a m e w o r k o f i n t e g r a t i o n n e t w o r k ma n a g e m e n t s y s t e m ( i n ms ) b a s e d o n t h i s a r c h i t e c t u r e a n d t h e ma n a g e r t o ma n a g e r ( m2 m) i n t e r a c t i v e p r o t o c o l a m o n g c o h e s i v e n e t w o r k m a n a g e m e n t s y s t e m s . t h e p r o b l e m h o w n e t w o r k m a n a g e m e n t s e r v e r s a n d n e t w o r k e l e m e n t s e r v e r s c a n t r a n s p a r e n t l y c o m m u n i c a t e r e m o t e l y w i t h e a c h o t h e r i s d i s c u s s e d . u s i n g t h e s i m p l e m e c h a n i s m o f d a t a e n c a p s u l a t i o n a n d r p c t h a t s o a p p r o v id e d , w e h a v e b u i l t a d i s t r ib u t e d n e t w o r k m a n a g e m e n t p r o t o t y p e , s y s t e m b a s e o n s o a p . u t i l i z e d s e v e r a l n e w t e c h n iq u e s , t h e r e s u l t o f t h i s s t u d y p r o v i d e s t h e o r e t i c a l . a n d p r a c t i c a l s u p p o rt s f o r s y n t h e t i c a l n e t w o r k m a n a g e m e n t s y s t e m u n d e r l a r g e - s c a l e n e t w o r k e n v i r o n m e n t . k e y w o r d s : n e t w o r k ma n a g e m e n t , s o a p , i n t e g r a t i o n n e t w o r k ma n a g e m e n t s y s t e m , d i s t r i b u t e d t e c h n o l o g y i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我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 特别加以 标注和致谢的地方外， 论文中 不包含 其他人已 经发表和撰写过的 研究成果， 也不包含为获得国防 科学技术大学或其它 教育机构的学位或证书而 使用过的 材料。 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 题目 :遂 王s o a p 的 分布式网 络管理系统的 研究与实 现 学位论文作者签名: 日 期: 2 。 飞 年 , 1 月z 今 日 学位论文版权使用授权书 本人完全了 解国防 科学技术大学有关 保留、 使用学位论文的规定。 本人授权 国防科学技术大学可以 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 容编入有关数据 库 进 行 检索， 可以 采 用 影印 、 缩印 或扫 描 等 复 制 手 段 保 存、 汇 编学 位 论文 。 ( 保密学位论文在解密后适用本授权书. 学位论文题目: 学位论文作者签名: 作者指导教师签名: 日 期: 1 v j 3年 ! z 月 1 仔日 日 期 : 多， ; 年 / l 月 2 辛 日 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 图 目 录 图 1 - 1 利用s o a p 网关实现异构系统的集成. . ， ， . . . . . . . . . . . . . . . . 图 2 - 1 网络管理基本模型. . . . . . . . ， ， ， ，. . . 一 ， ， 图2 - 2 m i b 树 的 结 构. . “ “ “ “ “ ” “ “ “ 图 2 - 3 集中式网络管理系统结构. ， ， . . . ， . . . . . . . . . . . 图2 - 4 分层式网络管理系统结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， . . 图 2 - 5 分布式网络管理系统结构 . . . . . . ， . ， . . . . . . 图 3 - 1 s o a p 包的组成元素 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 介 图3 - 2 s o a p 包的详细组成元素以及元素的功能. . ， . . ， . . . 图3 - 3 d c o m / c o r b a 等远程调用结构. . ， . . . . . . . . . . . . . 图 3 - 4 s o a p 远程调用结构 . . . . . . . . . . ， 】 一 图 3 - 5 s o a p 远程调用的流程 . 卜 卜二， ， ， 图4 - 1 系 统 层 次 模 型. . “ ” “ ” ” ” “ “ “ “ “ ” 图4 - 2 系 统物 理结 构. . ， ， ， . ” ” ” ” ” ” “ “ 图4 - 3 内 聚网管系统结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 图 4 - 4 网元服务器结构.。 ， 、 . . . . . . . . . 1 一 图4 - 5 网络管理服务器结构. . . . . . . . . . . . . . . ， . . . . . . 图4 - 6 s o a p 网关转发内 聚网管系统的请求 . . . . . . . . . . . . ， ， . . 图4 - 7 m 2 e 协议架构. . . . . . . . . . . . . . 4 图 4 - 8 m 2 m 协 议 架 构 ， “ “ “ “ ” ” “ “ “ 图5 - 1 系统 软 件组 件关 系 ， “ . “ 图5 - 2 网元服务器g u i 模块显示界面 二 ， . . ， ， . . . . . . . 图 5 - 3 r p c r o u t e r 使用部署描述符路由s o a p 请求. ， . . . . . . . 图 5 - 4 使用a p a c h e 管理g u i 页面进行交互注册 . . . . . . . . . . . 图 5 - 5 r m i / s o a p 调用双方的类和接口. . . . . . . . . . . ， . ， . . 图5 - 6 r m 工 技术实现简图. . . . . . . . . . . . . 图5 - 7 网元服务器配置信息 . . . ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 图 5 - 8 系统测试环境. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 卜 . 图 5 - 9 防火墙配置信息， . . ， . . ， ， . 二 ， . . ， 。 。 . 。 . 7 . 1 0 . . ， 1 2 1 3 . 1 4 1 4 . 卜 2 0 2 1 . ， ， ， . 2 6 . ， 2 6 . . 2 8 . 3 2 ， ， . 3 3 . 3 4 3 5 . . 3 6 3 7 ， . 3 8 二、 ，3 9 . . 4 1 二 ， 二 ， 4 4 ， ， 4 8 . 卜 二4 9 . . 5 3 ， 二 5 3 ， 5 5 . . 5 8 二5 9 - 一一一一一一- 1v 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 表目 录 表 5 - 1 部署描述符的字段和字段的值 . ， . . . . . . . . . . . . ， ， . . ， 4 9 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 第一章 绪论 互 1 . 1网络管理的产生及意义 随着网络技术与应用的不断发展，计算机网络在我们的日常生活中己经变得越来越普 遍。特别是2 0 世纪9 0 年代以来，随着 i n t e rne t 在世界范围的普及，计算机网络逐渐成为 人们获取信息、发布信息的重要途径，与此同时，基于计算机网络的应用也越来越多，许 多人们生活中的重要环节都可以利用网络方便、快捷地实现。例如:网络商店的出现，使 得人们在家里就可以选购到自己满意的商品:金融网络的发展，使得货币完全电子化，人 们再也不用在钱包中塞满纸币;还有邮电网络、各种专业大型网络等等。这些网络的发展 使得大到国家经济命脉小到个人日常生活严重依赖于计算机网络，因此网络运行的稳定 性、 可靠性就显得至关重要，于是网络管理应运而生。 网络管理是计算机网络发展的必然产物，它随着计算机网络的发展而发展。早期的计 算机网络主要是局域网，在一定范围内连接数百台计算机，因此最早的网络管理是局域网 管理。由于局域网管理主要保证在局域网内的所有计算机能够顺利传递和共享文件，因此 早期的局域网管理系统与网络操作系统密不可分。而 i n t e rn e t 的出现打破了网络的地域限 制，跨地域的广域网络得到飞速发展，这时的网络管理不再局限于保证文件的传输，而是 保障 连 接网 络的网 络对 象吸路由 器、 交 换机、 线路 等 ) 的 正 常 运转， 同 时 监 测网 络的 运 行性 能，优化网络的拓扑结构。此时网络管理的重要性也越来越突出。主要表现在以下几个方 面: 网络设备的复杂化使网络管理变得更加复杂。目 前，网络设备功能复杂，生产厂 商众多， 产品规格不统一， 这种复杂性使得网络管理无法用传统的手工方式完成， 必须采用先进有效地自 动管理手段; 网络的经济效益越来越依赖网络的有效管理。 现代网络己 经成为一个极其庞大而 复杂的系统，它的运营、管理、维护和开通越来越成为一个专门的学科。如果没 有一个有力的网络管理系统作为支撑，就难以在网络运营中有效地疏通业务量， 提高接通率，就难以避免发生诸如拥塞、故障等问题，使网络经营者在经济上受 到损失，给用户带来麻烦; 先进可靠的网络管理也是网络本身发展的必然结果，随着人们对网络的依赖性越 来越强， 用户不能容忍网络的故障， 同时要求网络提供更强的功能和更高的性能。 而现代网络在业务能力等方面具有很大的潜力，这种潜力也要靠有效的网络管理 来挖掘; 随着信息化的普及，以及电 子政务、电子商务等业务的大力推行和大量企业级网络应 第 i 页一 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 用的实施，企业对于网络管理的需求愈加强烈，所以对于网络管理者来说，如何有效地管 理网络，如何为现有网络规划网络管理系统已变得尤为迫切。 互1 . 2网络管理发展概述 1 . 2 . 1网络管理现状 目前，网络管理的功能主要是单个网络成分的管理和一些端到端的故障诊断。但是 工 n t e r n e t 是全世界范围的i p 网络， 而且规模也越来越大， 未来的工 n t e r n e t 将向支持实时 信息流和复杂多用户服务的多服务平台发展。 从规模上来看，i n t e r n e t 所包含的区域将越 来越来广阔。从成分上来看，各种各样的网络设备，如路由器、交换机，集线器甚至打印 机、 扫描仪都会加入到网络中间来. 科学技术的发展和人类的需求还会产生各种新的设备。 这也就是说，网络管理所需管理的成分也将越来越复杂。从技术来上看，未来的工 n t e r n e t 模型需要向服务质量保证、资源限制方案、可靠性、安全框架、i s p之间相互交流的业务 级协定的体系结构等方向 发展z . i n t e r n e t 发展的规模、 成分和技术对传统的网络管理提 出t挑战。 传统的网络管理主要采用集中式结构进行控制。集中式网络管理系统是建立在一个管 理者和多个代理之间进行交互式会话的基础之上的， 管理者 ( m a n a g e r ) 是网络管理的核 心， 代理 ( a g e n t )是网络资源的 代表， 位于被管理的设备内部。 在集中式网 络管理中， 管理者和被管设备上的代理的通信按照传统的客户机/ 服务器的模式。管理站向代理发出 信息请求，并将代理返回的信息进行处理。而代理接收来自 管理者请求命令，并对管理资 源实施操作，然后返回操作结果。另外，代理也可以把在自 身系统中发生的事件主动通知 给管理者。 随着网络规模的不断扩大，传统网络管理的缺陷逐渐突出，系统可扩充性弱，可靠性 差，工作效率低。在管理信息量大时，会占用大量的网络带宽，引起长时间的网络延迟。 这充分表明，传统的网络管理己经无法适应未来网络应用的需求。 1 . 2 . 2网络管理的发展趋势 计算机网络愈来愈复杂，对网络管理性能的要求也愈来愈高。为了满足这种需求，今 后的网络管理将朝着层次化、分布化、集成化，w e b 化和智能化方向发展。 层次化:s n m p ， 是一种集中式的网管架构，管理者容易成为瓶颈， 而且网络带宽 开销较大，效率不高。在管理者与代理之间增加中层管理者，可以把集中式的网 管架构改变为层次化的网管架构。信息结果经过低层管理者过滤往高层管理者传 送，既减小了信息在网上的传输量，又减轻了管理者的负担; 分布化:分布式管理是一种对等式结构，在这种系统中有多个管理者，各自负责 第 2页 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 一个域，管理者之间可进行相互通信。当需要从一个域获得信息时，只要和相应 的子域管理者进行联系就可取得信息。通过把管理任务分布到网络的不同工作站 上，分布式管理提高了网络管理的可靠性、抗毁性以及网管性能，同时又降低了 集中式网管方式消耗在通信和计算上的费用; 集成化: c m i p , 为国际标准化组织工 s o 制定， 但由 于历史和现实的 原因，至今尚 未得到业界的广泛支持和应用。而基于t c p / i p 和 工 n t e r n e t的s n m p却因其简单 易用很快便得到众多产品供应商的支持。 s n m p已 成为事实上的网络管理的工业标 准。但不可否认， c m i p 功能更强，能担负起更复杂的网络管理任务，自己的应用 也在逐渐扩大。但目前基于 c m i p 和s n m p 的产品各自管理一方，其产品不能互通 和共存。网络管理集成化的目标就是将 c m i p 和 n m p两者优势集成起来，去粗取 精，合二为一，形成一个完美而统一的管理协议方案，这对保护现有网络管理技 术的投资具有重要意义; w e b化:传统网络管理的界面是网络管理命令驱动的远程登录屏幕，必须由专业 网管工作人员操作。使用和维护网络管理系统需要专门培训的技术人员，随着网 络规模增大， 网管功能复杂化， 使传统网管界面的友好程度愈来愈差了。 基于w e b 的网 络管理模式1 1 1 融 合了w e b 功能 和网 络管 理技术， 它允许网 络管理人员 通过与 w w w同样的形式去监测，管理他们的网络系统。他们可使用一种w e b 浏览器在网 络任何结点上方便迅速地配置、控制及访问网络。这种新的网络管理模式和魅力 在于它是交叉平台，可以很好解决很多由于多平台结构产生的互操作问题。它能 提供比传统网管界面更直接、更易于使用的图形界面，从而降低对网络管理操作 和维护人员的特别要求; 智能化:由于现代计算机网络结构和规模日 趋复杂，网络管理员不仅要有坚实的 网络技术知识和丰富的网络管理经验，还要有随机应变的能力。而由于网络管理 因素的实时性、 动态性和瞬变性， 即使有丰富经验的网管人员也有力不从心之感， 为此， 现代网 络管理正朝着网管智能化方向 发展。 智能化网络管理1 . 1 应具有处理 不确定性的能力、协作能力、适应系统变化的能力和解释与推理能力。 可以想见，未来网络管理的发展趋势，对网络管理软件及提供者提出了巨大的挑战。 ; 1 . 3主流网络管理系统 目 前，网络管理已形成了一系列的标准，o s i 也定义的网络管理五大功能， 这使得具 有配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和计费管理五大功能的管理系统成为可能。 同时， 也正是得益于这样的网络管理系统， 我们才能对网络进行充分、 完备和有序的管理。 但是由于涉及到众多的网络管理协议和五个方面所要求的功能以及不同网络的实际情况， 使得网络管理系统在技术上具有很强的挑战性。现在市场上号称是网络管理系统的软件不 第 3页 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 少，但真正具有网络管理五大功能的网络管理系统却不多。 系统，并给出它们的优缺点比较。这四种网络管理系统是: 我们下面将介绍四种网络管理 惠普翎 p ) 公司的o p e n - v i e w , 国际商用公司( i b m ) 的 n e t v i e w , s u n公司的s u n n e t以及近年来代表未来智能网络管理方 向的c a b l e t r o n 公司的s p e c t r u m , 1 . h p 的o p e n v i e w e o p e n v i e w 有争议地成为了第一个真正兼容的、 跨平台的网络管理系统， 因此也得到了 广泛的市场应用。 o p e n v i e ， 实现了网络管理的一些基本功能， 主要包括网管协议、 数据采 集、拓扑发现，及利用这些功能进行后继开发的应用程序接口 ( a p i )。它的主要缺点是: 价格昂贵，而且不能提供非 s n m p设备的管理功能，不能处理因为某一网络对象故障错误 导致的其他对象的故障。 o p e n v j e w 缺乏w w w 界面和字符界面， 同时它还缺乏开发基于其他 界面应用的a p i , 2 . n e t v i e w 0 ) i b m的n e t v i e w 是一个相对比较新， 同时又具有兼容性的网络管理系统。 n e t v i e w 既可 以作为一个跨平台的、即插即用的系统提供给最终用户，也可以作为一个开发平台，在上 面开发新的网络管理应用。n e t v i e w产品系列包括一个故障卡片系统，一些新的故障诊断 工具，以及一些 o p e n v i e w所不具备的其他特性。 n e t v i e w的主要缺点是:它不能提供非 s n m p 设备的管理功能。 而且n e t v i e w 不能对故障事件进行归并， 性能轮询与状态轮询也是 彻底分开的，这也将导致故障响应的延迟。n e t v i e w同样缺乏w w w界面和字符界面，同时 它还缺乏开发基于其他界面应用的a p i . 3 . s u n n e t m a n a g e r c l s u n n e t m a n a g e r ( s n m ) 是第一个重要的基于u n i x 的网络管理系统。s n m 具有两个显著 特性:p r o x y管理代理和集成控制核心。s n m是第一个提供分布式网络管理的产品，它的 数据采集代理可以 通过r p c ( 远程过程调用) 与管理进程通信。这样 p r o x y 管理代理就可以 像管理进程的子进程一样分布在整个网络:而集成控制核心可以在不同的s n m的管理进程 之间分享网络状态信息，这种特性在异构网络中显得特别有效。s n m提供一种集成的网络 管理和分布式的轮询机制，在管理不同独立部门的网络所组成的统一网络时非常有用，也 在一定程度上补偿了缺乏相关性处理的缺陷. s n m的主要缺点是:仅仅提供很有限的应用 功能。不能提供非s n m p设备的管理功能。只能运行在 s u n平台上。作为开发平台，如果 购买了s n m 而不购买第三方的应用软件，那么s n m 将没有什么用处。 4 . s p e c t r u m c a b l e t r o n 的s p e c t r u m 是一个可扩展的、 智能的网 络管理系统， 它使用了 面向 对象的 方法和c / s 体系结构。 s p e c t r u m 构筑在一个人工智能的引擎工 m t 之上， 同时s p e c t r u m 借 助于面向 对象的设计， 可以管理多种对象实体; s p e c t r u m 是所有四种网络管理软件中唯一 具备处理网络对象相关性能力的系统，也是四种网络管理系统中最复杂的产品， 拥有很多 先进的特性。s p e c t r u m的缺点是:s p e c t r u m的自 动拓扑发现非常灵活，但相对比较慢。 第 4页 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 s p e c t r u m的m i b 浏览器，叫做a t t r i b u t e w a l k ， 非常的复杂与笨拙，甚至要求用户给出 m i b 变量的标识才能查询。同时与前面三种网络管理系统相比，s p e c t r u m 只得到少数第三 方开发厂商的支持。 目前，国内民用单位使用的大都是上述商业网络管理系统。这些主流商业网络管理系 统有一个共同的缺点:它们都是基于各自的通用管理平台，缺乏统一的标准，难以实现管 理任务的扩充或服务器平台更换。 而且事实证明， 这些商业网络管理系统不适合我军使用， 其原因有三:第一，系统管理与网络管理是应用系统管理的核心，为了安全，我们不应该 使用商业网络管理系统;第二， ， 商业网络管理系统在管理模式和管理功能上不适合我军特 点和需要:第三，军队单位和民用单位有不同的应用需求。为此，我军必需研制适应我军 特点和需要的系统管理和网络管理软件。 互 1 . 4课题研究背景 本课题来源于项目“ 系统管理与网络管理”。 网络管理是计算机网络的三大经典问题 ( 路由，流控，网管)之一，古老而永具挑战 性:网络的 “ 可靠性、安全性”都与网络管理密切相关。网络结构、规模和应用发生的巨 大变化促进了网络管理技术的发展，八十年代国际标准化组织 ( i s o )定义的网络管理的 五个功能域已远远不能满足现代网络管理系统的要求，网络管理功能的内涵需要增加以 下 方面: 网络管理向系统管理发展; 卜 故障管理包括应用系统的故障分析与定位; 配置管理包括应用系统的资源动态配置; 安全管理包括大部分网络安全功能，如工 d s ，安全审计，防火墙，用户认证等; 性能管理包括端端q o s 管理，性能测度，流量管理等; 计费管理包括基于策略和s l a的计费等。 传统的网络管理模式已不能适应目前网络的分布性、可伸缩性、动态性和可扩展性等 特性，新一代的网络管理要求具有: 分布性:开放、灵活的网络环境，需要网络管理的可分布性和可扩充性以及网管 任务的灵活分布和自 动执行; 基于策略和实时性:传统的网络管理以 静态管理为主，网管操作通常须由操作员 人工进行，管理无实时性，对于大型网络很难有实时反应。现在的网管产品普遍 采用基于策略的网络管理，它以 动态管理为主，根据预先定制的策略自 动进行网 络管理，管理实时性强，能综合各种因素对全网进行及时有效的反映; 拓扑发现的可伸缩性:面对当前日 益纷繁复杂的网络，要在给网络带来最小额外 负载的前提下，自 动、快速、完整、准确的发现各种网络的拓扑结构，就需要充 第 5页 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 分发挥各种拓扑发现方法和技术的优势，实现多种方法和技术的配合使用，并根 据所要管理的网络或子网的特征，使用相应有效的算法; 可视化w e b 管理界面: 基于w e b 的网络管理模式融合了w e b 功能和网络管理技术， 允许网络管理人员通过与 w w w同样的形式去监测、管理网络系统.利用任一 w e b 浏览器可在网络任何结点上方便、迅速地配置、控制及访问网络。这种新的网络 管理模式的魅力在于它是交叉平台，可以很好解决由于多平台结构产生的互操作 问题。它能提供比传统网管界面更直接、更易于使用的图形界面，从而降低对网 络管理操作和维护人员的特别要求; 综合管理性:研究综合性的网络管理。支持简单网络管理协议 s n m p , c m i p , t l 1 ( t r a n s a c t i o n l a n g u a g e 1 )、 c l i ( c o m m a n d l i n e i n t e r f a c e ) 等多种网 管协议 能在很大程度扩展网络管理的范围和领域( m ;另外，网络管理可广泛涉及各种应 用领域包括 i d c 、企业网、社区网及接入网、企业 e x t r a n e t 网、i s p ( 城域网，骨 千网) 、电信网等 综合管理性：研究综合性的网络管理。支持简单网络管理协议s n m p 、c m i p 、t l i ( t r a n s a c t i o nl a n g u a g e1 ) 、c l i ( c o m m a n dl i n ei n t e r f a c e ) 等多种网管协议 能在很大程度扩展网络管理的范围和领域“；另外，网络管理可广泛涉及各种应 用领域包括i d c 、企业网、社区网及接入网、企业e x t r a n e t 网、i s p ( 城域网，骨 干网) 、电信网等”“。 根据上述发展需求，“系统管理与网络管理”项目确立了研究目标：提出适应于大型 计算机网络和通信网络及应用系统的综合系统管理与网络管理体系结构，解决基于大型数 据库的分布网管结构、网络自动拓扑发现和可视化、数据采集、事件过滤与关联性分析、 资源依赖性分析、策略描述与策略服务等关键技术，建立一个综合系统管理与网络管理的 原型系统，为最终研制高性能、实用的系统管理与网络管理产品提供强有力的技术支持。 1 5 课题研究内容 作为“系统管理与网络管理”项目中的一个子课题，本课题的主要任务是通过研究目 前的网络管理和分布式通信技术，利用s o a p 所提供的数据封装和远程调用的简单机制， 建立一个基于s o a p 的分布式网络管理原型系统，为以后建立大型分布式综合网络管理系 统作理论和技术上的准备。具体说来作者本人在课题中主要承担以下工作： 研究和分析现有的基于r m i c o r b a 网络管理子系统的通信机制，设计 跨平台、跨协议、并具有一定扩展性的网络管理通信平台的结构： 建立s o a p 客户端和服务器端，实现数据( 包括m i b 信息、控制命令以及返回结果) 的封装和解析： 网关的设计，即实现c o r b a 、r m i 、s n m p 、c i i p 等各种协议的转换和映象，实现分 布式网管通信平台与基于r m i c o r b a 网络管理子系统之间的交互和通信。 使采用刚i c 0 r b a 技术的网络管理子系统能够理解上级网管通信平台的远程调用 方法的意义，以调用本地的真正的逻辑代码以实现对方所需要的服务，如图卜1 所示； 国防科学技术大学研究生院学位论文 图卜1 利用s o a p 网关实现异构系统的集成 实现在广域网环境下上下级网管通信平台的交互，包括数据( 如m i b 信息，返回 信息) 的交互和控制信息( 如远程调用方法) 的交互： 实现基于s o a p 的分布式网络管理系统的基本原型。 1 6 论文的结构 全文共分六章，具体内容概括如下： 第一章给出了课题研究的概要情况，首先介绍了网络管理的产生和意义，然后介绍一 下课题的背景和课题研究的内容 第二章介绍了网络管理的相关技术。包括网络管理的基本模型、网络管理模式、主要 的网络管理协议，然后介绍一下开发网络管理系统需要研究的一些主要问题。 第三章介绍简单对象访问协议s o a p ，不仅介绍s o a p 的概念，还比较全面的介绍了 s o a p 的数据封装积远程调用机制，而这些机制正是本课题需要重点研究的内容。在这一章， 作者通过比较当前流行的各种组件模型和s o a p 的工作原理，阐述了基于s o a p 的分布式网 络管理系统的优越性。 第四章重点介绍本课题的设计思路和过程，包括系统结构的设计、功能设计、交互协 议的设计以及为实现系统的安全性能所作的考虑。 第五章根据设计思路介绍了基于s o a p 的分布式网络管理系统的实现过程以及遇到的 关键技术问题和解决方法。 最后在第六章对本文进行总结，并对下一步工作进行了展望。 第7 页 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 互 1 . 7本文研究成果 本文对目前成熟的网络管理技术和分布式通信技术进行了研究和探讨，提出了一种基 于 s o a p的分布式网络管理系统的体系结构和解决方案，设计了系统交互协议，并建立了 原型系统。在系统实现中解决了s o a p 的数据封装和解析，以及利用s o a p 网关进行r m i 调 用和 s o a p调用的转换，实现了网元服务器和网络管理服务器之间透明的数据通信，同时 s o a p网关具有通用性，用以支持多网元的网络管理。系统具有跨平台、跨协议、跨防 火墙的特性，并具有很强的可扩展性，能够完成其它组件模型所不能完成的功能。 本文研究成果为今后建立基于 i n t e r n e t的大型分布式综合网络管理系统提供了理论和技 术上的支持。以第一作者在 计算机工程发表文章一篇 见本文附录)。 第 8页 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 第二章 网络管理技术研究 这一章从网络管理的功能入手，通过研究当前成熟的网络管理技术，对 s n m p网络管 理模型进行讨论，并进一步分析网络管理系统的结构。 ; 2 . 1网络管理的产生及意义 网络管理就是监视和控制一个复杂的计算机网络，以 确保其尽可能长时间的正常运 行，并且在网络出现故障时尽可能早的发现和修复故障，以便能最大限度的发挥网络的性 能。作为进行网络管理的手段和工具，网络管理系统主要完成以下任务:收集网络中各个 设备和系统的工作参数和运行状态信息;处理这些信息并以文本、表格、图形等可视化方 法把信息呈现给管理员;接受管理员的指令并监控网络设备的执行，实现对网络的控制; 监测网络，一旦出错，及时解决错误，保证其可靠运行。 i s o在i s o / i e c 7 4 9 8 - 4 文档中定义了网络管理的5 大功能，并被广泛接受。这5 大功 能分别是: 1 . 故障管理 ( f a u l t m a n a g e m e n t ) 故障管理是网络管理中最基本的功能之一。 用户都希望有一个可靠的计算机网络，当 网络中某个组成部分发生故障时，网络管理器必须迅速查找到故障并及时排除。故障管理 的主要任务是发现和排除网络故障，故障管理具体包括: 故障监测; 故障报警; 故障信息管理; 排错支持工具; 检索、分析故障信息。 卜卜卜卜梦 2 .配置管理 ( c o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n t ) 配置管理是最基本的网络管理功能，负责网络的建立、业务的展开以及配置数据的维 护。其具体的功能有: 配置信息的自 动获取; 自动配置、自 动备份及相关技术; 配置一致性检查; 用户操作记 录功能。 3 .计费管理 ( a c c o u n t i n g m a n a g e m e n t ) 一一一一一一一一m 9 7) 厂一一 国 防 科 学 技 术 大 学 研 究 生 院 学 位 论 文 计费管理记 录网络资源的使用，目的是控制和监测网络操作的费用和代价。网络管理 员可以规定用户可使用的最大费用，从而控制用户过多地占用和使用网络资源，这也从另 一方面提高了网络的效率。 另外， 当用户为了一个通信目的需要使用多个网络中的资源时， 计费管理应能计算出总费用。计费管理的具体功能有: 计费数据采集; 数据管理与数据维护; 计费政策制定: 政策比较与决策支持; 数据分析与费用计算; 4 .性能管理 ( p e r f o r m a n c e m a n a g e m e n t ) 性能管理目的是维护网络服务质量 ( q o s )和网络运营效率。具体功能有: 性能监控; 闽值控制: 性能分析; 可视化的性能报