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东北大学硕士学位论文 基于移动代理的层次式网管系统的设计与实现 摘要 互联网数据中心在信息时代有巨大的发展前景，同时市场竞争也日趋激烈。 i d c 运营商必须考虑如何有效地管理大规模的i d c 机房，以提高运营竞争力。随 着网络规模的不断扩大，网络管理逐渐由集中式向分布式发展，简单管理协议 s n m p 作为主流的网络管理协议被当今网络中大多数的设备所支持。同时，由于 i d c 服务内容的调整，企业应用的管理是i d c 网络管理的最主要的内容。因此， 根据i d c 网络管理对企业应用管理的特殊需求并结合s n m p 协议的优势，本课题 提出了基于移动代理的分布式网络管理系统的研究。 本文首先综述了计算机网络和网络管理技术的发展，介绍了网络管理的基础 理论和技术，及网络管理的新技术，讨论了基于s n m p 协议的传统集中式网络管 理体系结构及其存在的局限性。其次，介绍了移动代理的基本理论，包括移动代 理的定义、标准和和系统结构。分析了移动代理相对于传统分布式计算的优缺点， 介绍了现有的移动代理研究应用，特别研究了移动代理在网络管理中的应用，阐 述了基于移动代理网络管理系统的工作原理和优点，介绍了移动代理的典型管理 模型。 在此基础上，提出了一个基于移动代理的层次式i d c 网络管理系统结构，针 对这种结构，设计实现了一个开放式移动代理运行环境和移动代理与s n m p 协议 的接口通信机制，提出了管理域划分原则、数据备份机制和管理基本策略。本系 统采用一种多层数据收集和管理的体系结构，根据i s 0 网络功能域划分对网络管 理系统作了相应的模块划分。研究了网络管理中涉及到的数据收集和管理的关键 技术，实现了网络管理各个功能域。 为了具体地了解基于移动代理的层次网络管理的性能，先对传统的网管系统 和基于移动代理的层次网络管理系统的性能在理论上进行了分析，然后通过实验 对系统流量和响应时间测试，把实验结果用曲线图来对比分析，显示了基于移动 代理的层次式网络管理系统相对于传统网络管理的优越性。 关键词：网络管理互联网数据中心简单网络管理协议企业应用移动代理 管理域 i i - 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h e d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f h i e r a r c h i c a ln e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e d o nm o b i l ea g e n t a b s t r a c t i n t e r a c td a t ac e n t e r ( i d c ) h a sag o o dd e v e l o p m e n tp r o s p e c ta tt h ei n f o r m a t i o n a g ea n dt h em a r k e tc o m p e t i t i o ni sb e c o m i n gf i e r c e ra n df i e r c e gi ti sa v i t a lc o m p e t i t i v e f a c t o rw h e t h e ra ni d co p e r a t o rh a se f f e c t i v em e a s u r e st om a n a g eal a r g e s c a l ei d c n e t w o r k w i t ht h ee x p a n s i o no fn e t w o r k ，n e t w o r km a n a g e m e n ti sd e v e l o p p i n gf r o m c o n c e n t r a t i v et od i s t r i b u t i v e g r a d u a l l y n es n m pp r o t o c o l i s b e c o m i n g t h e m a i n s t r e a mn e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o la n di ss u p p o r t e db ym o s to ft h ed e v i c e si n p r e s e n tn e t w o r k s a tt h es a l n et i m e ，b e c a u s eo ft h ea d j u s t m e n to fi d cs e r v i c e ， e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o nm a n a g e m e n th a sb e c o m et h em a i nc o n t e n to fi d cm a n a g e m e n t t h e r e f o r e ，a c c o r d i n gt ot h es p e c i a ld e m a n d f o re n t e r p r i s ea p p l i c a t i o nm a n a g e m e n to f i d cn e t w o r km a n a g e m e n ta n dc o m b i n i n gt h ea d v a n t a g eo fs n m pa g r e e m e n t , t h i s p a p e rh a sp u tf o r w a r dad i s t r i b u t e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nm o b i l e a g e n t n i st h e s i sf i r s ts u m m a r i z e st h e d e v e l o p m e n to fc o m p u t e rn e t w o r ka n d t e c h n o l o g yo fn e t w o r km a n a g e m e n t ，i n t r o d u c e st h ef u n d a m e n t a lt h e o r i e sa n dn e w t e c h n o l o g yo fn e t w o r km a n a g e m e n t ，d i s c u s s e st h es t r u c t u r ea n dl i m i t a t i o no ft h e t r a d i t i o n a ln e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do ns n m p s e c o n d l yi ti n t r o d u c e st h e m o b i l ea g e n tt h e o r i e si n c l u d i n gt h ed e f i n i t i o n ，s t a n d a r d ，a n ds y s t e ma r c h i t e c t u r eo f m o b i l ea g e n t ，a n a l y z e sa d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fm o b i l ea g e n ta n di n t r o d u c e s t h ec u r r e n tr e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no fm o b h ea g e n t s ，s t u d i e st h ep o t e n t i a lu s e so f m o b i l ea g e n ti nn e t w o r km a n a g e m e n t ，e x p l a i n si t sp r i n c i p l ea n da d v a n t a g e ，a n d i n t r o d u c e st h et y p i c a ln e t w o r km a n a g e m e n tm o d e lb a s e d0 nm o b i l ea g e n t f u r t h e rm o r e ，t h i st h e s i sp u tf o r w a r da ni n f r a s t r u c t u r eo fh i e r a r c h i c a ln e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nm o b i l ea g e n t ( h n m s m a ) i tc o m p o s e so fm a n a g e m e n t s t a t i o n s ，s u bm a n a g e m e n ts t a t i o n sa n dm a n a g e dn o d e s a sf o rt h ei n f r a s t r u c t u r e ，w e h a v ed e s i g n e da n dr e a l i z e da l lo p e nm o b i l ea g e n te x e c u t i o ne n v i r o n m e n ta n di n t e r f a c e b e t w e e nm o b i l ea g e n ta n ds n m p p r o t o c o l ，t h e np u tf o r w a r dt h ep d n c i p l eo fd o m a i n p a r t i t i o n ，d a t ab a c k u pm e c h a n i s m ，a n dm a n a g e m e n ts t r a t e g y t b i ss y s t e m i sa m u l t i - h i e r a r c h yi n f r a s t r u c t u r eo fd a t ac o l l e c t i o na n dm a n a g e m e n t ，d i v i d e di n t os e v e r a l m o d u l e sa c c o r d i n gt ot h ei s of u n c t i o nd o m a i n 1 1 l et h e s i si n v e s t i g a t e sd a t ac o l l e c t i n g a n dm a n a g e m e n tk e yt e c h n o l o g yo fn e t w o r km a n a g e m e n ta n dr e a l i z e st h en e t w o r k i 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t m a n a g e m e n tf u n c t i o nd o m a i n i no r d e rt o a n a l y z et h ep e r f o r m a n c eo fm a h n m ，t h et h e s i sa n a l y z e st h e p e r f o r m a n c eo f t r a d i t i o n a ln ms y s t e ma n dm a h n m s e c o n d l y , t h et h e s i st e s t ss y s t e m t r a f f i ca n dr e s p o n s et i m eb ye x p e r i m e n t sa n dd r a w sg r a p ht ob e c o m p a r e dw i t h e x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a tm a h n mi sb e t t e rt h a nt r a d i t i o n a ln m k e y w o r f l s ：n e t w o r km a n a g e m e n t , i d c ，s n m pp r o t o c o l ，e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n ， m o b i l ea g e n t ，m a n a g e m e n td o m a i n - i v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或 撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 杨婚 日 期：2 。o 占2 8 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学 位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北大学可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师同意网上交流，请在下方签名；否则视为不同意。) 学位论文作者签名： 签字日期： 导师签名： 签字日期： 东北大学硕士学位论文 第一章引言 1 1 研究背景 第一章引言 自从八十年代末期s n m p 简单网络管理协议面世以来，网络管理技术在短短 的十几年里得到了突飞猛进的发展，随着管理功能的增强和管理对象的扩大，网 络管理技术正逐步成为网络构建和维护中必不可少的重要因素【l j 。 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 ) 协议虽然并没有声明为国际网 络管理标准协议，但由于其简单性和实用性，已经成为事实上的工业标准，因此 很多网络设备的生产商都将对s n m p 协议的支持融入产品设计中。支持s n m p 的网络设备的增多，使得基于s n m p 的网络管理系统n m s ( n e t w o r k m a n a g e m e n t s y s t e m ) 得到了迅速的发展。 目前商用的网管软件都是基于s n m p 框架，驻留在被管设备上的管理代理负 责维护该设备的管理信息库( m i b ) ，并按照管理站的指示传送原始数据或修改 m i b 库内容，管理站则负责所有的数据处理工作。 这种管理方式已经暴露出了许多弊病：如管理代理没有智能，智能全部集中 在管理站，这样当网络规模较大时容易造成管理站负担过重，且通过网络传输大 量未经处理的原始数据，会占用大量的网络带宽；其次管理功能在管理站中固定 实现，不能按照人们的需求和管理策略进行定制，缺少灵活性。 随着网络规模的不断扩大，网络管理逐渐由集中式向分布式发展，同时简单 管理协议s n m p 作为主流的网络管理协议被现今网络中大多数的设备所支持，因 此，基于s n m p 的移动代理( m a ，m o b i l ea g e n t ) 分布式网络管理成为当前研究的 热点。 1 2 研究意义 移动a g e n t 技术的出现给网络管理带来了一次革命，很快成为国内外研究的 热点。移动a g e n t 是能够在网上移动并完成相应任务的智能体，它具有移动性、 智能性、并行性、自治性、持续性等特点，可应用于数据库查询、分布式计算、 网络管理等众多领域 2 1 。在网络管理中，它的优势集中体现在对网络进行性能监 视、故障检测和安全管理上。移动a g e n t 的高智能性和强大的远程数据处理能力， 可明显减少通过网络传输的数据量，减轻管理站的负担；它的并行执行特性，能 有效地平衡网络负载，使网络性能得到优化；它与平台无关，可移植性好，可用 于管理大型分布式异构网络；它的功能可定制性，能提供灵活的网络管理功能， 使网络具有动态可编程能力p 】。 东北大学硕士学位论文 第一章引言 在进行网络管理技术研究过程中，我们还发现分布式网络管理的许多特点与 m a 的特性是相吻合的： ( 1 ) 网络管理系统本身是一个分布式的系统，这与移动代理的分布性一致； ( 2 ) 分布式网络管理系统中管理功能实体分散于不同物理实体中，要求其具 有较高程度的自治性和自动管理的能力，这与m a 的自治性相对应； ( 3 ) 网络管理系统中，管理实体仅能对其管理域进行管理，当管理问题涉及 到多个管理域时，必然需要管理实体之间交换管理信息并进行管理任务的协商、 协调和协作。这与移动代理的移动性完全一致。 ( 4 ) 网络的运行不是一个稳态的过程，而是动态变化的，为了保证网络的正 常、高效运行，需要网络管理系统能够监测网络的状态，当出现异常情况时可以 根据有关管理策略形成相应的管理方法，并发出对应的管理命令，从而不断调整 网络的运行。而m a 具有反应性，可以感知环境的变化，并产生相应的反应。在 这点上，两者是相一致的。 m a 技术的这些特点，也是其优点，很好地弥补了基于s n m p 的网络管理系 统的不足，能适应现代网络发展多样性的需要。 本文旨在研究基于m a 的管理域的网络管理模型，重点研究了s n m p 协议、 移动代理、管理域技术，以及结合s n m p 协议、移动代理、管理域技术的分层式 网络管理模型及实现。 1 3 研究内容 论文结合沈阳数据中心项目“智能化大规模集成网络管理系统”，构建了基于 移动代理的分层式网络管理系统的框架，实现了m a 与s n m p 协议的接口，对移 动代理系统中的若干关键问题作了初步探讨，为项目提供实验支持和相关理论依 据。 目前，基于m a 的分布式网络管理的研究成为网络管理研究的热点问题，主 要集中在网络管理结构和m a 与s n m p 的结合这两方面。而且当前研究的管理对 象主要是传统的网络管理系统，对于i d c ( i n t e r a c td a t ac e n t e r ) 网络管理没有得到 进一步的研究。因此，本文在己有的移动代理的理论和技术基础上，提出用移动 代理来完成i d c 网络设备及其应用的监测工作，以此来提高网络性能、减少网络 流量。并建立一种基于移动代理的层次式i d c 的网络管理系统，逐步实现网络的 故障管理、配置管理、性能管理、企业应用管理的自动化、智能化。 根据上述目的，本文主要作了以下几方面的工作： ( 1 )了解了网络管理和i d c 网络管理的基本知识，分析了当前网络管理中的 典型网络管理模型以及其优缺点； ( 2 ) 侧重了解移动代理的原理、技术、标准、体系结构及其应用，分析了几 2 东北是学项士学住砖丈 第一章引言 在进行网络管理技术研究过程中，我们还发现分布式网络管理的许多特点与 m a 的特性是相吻合的： ( 1 ) 网络管理系统本身是一个分布式的系统，这与移动代理的分布性一致； ( 2 ) 分布式网络管理系统中管理功能实体分散于不同物理实体中，要求其具 有较高程度的自治性和自动管理的能力，这与m a 的自治性相对应； ( 3 ) 网络管理系统中，管理实体仅能对其管理域进行管理，当管理问题涉及 到多个管理域时，必然需要管理实体之闻交换管理信息并进行管理任务的协商、 协调和协作。这与移动代理的移动性完全一致。 f 4 ) 网络的运行不是一个稳态的过程，而是动态变化的，为了保证网络的正 常、赢效运行，需要网络管理系统能够监铡网络的状态，当出现异常情况时可以 根据有关管理策略形成相应的管理方法，并发出对应的管理命令，从而不断调整 网络的运行。而m a 具有反应性，可以感知环境的变化，并产生相应的反应。在 这点上，两者是相一致的。 m a 技术的这些特点，也是其优点，很好地弥补了基于s n m p 的网络管理系 统的不足，能适应现代网络发展多样性的需要。 本文旨在研究基于v i a 的管理域的网络管理模型，重点研究了s n m p 协议、 移动代理、管理域技术，以及结合s n m p 协议、移动代理、管理域技术的分层式 网络管理模型及实现。 1 3 研究内容 论文结合沈阳数据中心项目“智能化大规模集成网络管理系统”，构建了基于 移动代理的分层式网络管理系统的框架，实现了m a 与s n m p 协议的接口，对移 动代理系统中的若干关键问题作了初步探讨，为项目提供实验支持和相关理论依 据。 目前，基于m a 的分布式网络管理的研究成为网络管理研究的热点问题，主 要集中在网络管理结构和m a 与s n m p 的结合这两方面。而且当前研究的管理对 象主要是传统的网络管理系统，对于i d c ( l n t e m e td a t ac e n t e r ) n 络管理没有得到 进一步的研究。因此，本文在己有的移动代理的理论和技术基础上，提出用移动 代理来完成i d c 网络设备及其应用的监测工作，以此来提高网络性能、减少网络 流量。并建立一糟基于移动代理的层次式m e 的网络管理系统，逐步实现弼络的 故障管理、配置管理、性能管理、企业应用管理的自动化、智能化。 根据上述目的，本文主要作了以下几方面的工作： ( 1 ) 了解了网络管理和i d c 网络管理的基本知识，分析了当前网络管理中的 典型网络管理模型以及其优缺点； ( 2 ) 侧重了解移动代理的原理、技术、标准、体系结构及其应用。分析了几 ( 2 ) 侧重了解移动代理的原理、技术、标准、体系结构及其应用。分析了几 2 东北大学硕士学位论文 第一章引言 个移动代理典型系统，并着重分析a g l e t 系统的框架、对象模型及其开发技术； ( 3 ) 提出了基于移动代理的层次式网络管理系统( h n m s m a ) 以及这种层次 式移动代理管理的实现机制； ( 4 ) 实现网络管理包括配置管理、性能管理、故障管理基本功能管理及企业 应用管理； ( 5 ) 分析传统网络管理系统和基于移动代理的层次式网管系统的系统性能。 1 4 论文组织安排 本论文介绍了网络管理的方法，网络管理的协议，系统、完整地分析和论述 了移动代理的技术，并提出利用移动代理来实现i d c 网络管理。各章内容安排如 下： 第一章：简要介绍了本论文的课题背景、意义以及论文的主要工作。 第二章：介绍了网络管理的定义、网络管理的功能域和网络管理的国际标准； 分析了当前网络管理中的典型网络管理模型以及其优缺点，同时还介绍了i d c 网 络管理的要点和内容。 第三章：全面的介绍详细介绍了移动代理定义、优点、标准和体系结构，并 简单介绍了几个典型的移动代理系统，着重介绍了i b m 的a g l e t 系统。 第四章：提出了基于移动代理的i d c 网络管理系统框架以及通信、管理机制， 并给出了网络管理的模块体系结构、模块设计及其相关技术。 第五章：给出了系统的各个网络管理功能模块的具体实现。 第六章：从理论上分析了简单网络管理模型和层次的移动代理管理模型的系 统性能，并实验得出具体流量和响应时间对比图。 第七章：总结并提出了进一步的研究工作。 3 东北大学硕士学位论文 第二章网络管理概述 第二章网络管理概述 近几十年随着计算机技术和通信技术的飞速发展，计算机网络技术也不断提 高。人们在欢呼信息时代的到来的同时，也渐渐地感到网络管理的问题越来越来 严重。网络管理不善导致巨额的经济损失的报道不绝于耳，甚至在当今现代战争 中己有信息战一说。随着h _ t 6 t r i e r 应用范围越来越大，使网络管理也面临许多新 的挑战。网络管理技术己成为重要的前沿技术【4 i 。 2 。l 网络管理的定义 目前还没有对网络管理的精确定义。许多学者从不同的角度、在不同的时期 对网络管理做出了不同的概括。网络管理是控制一个复杂的计算机网络使得它具 有最高的效率和生产力的过程，这一过程通常包括数据采集、数据加工、数据分 析、提交报告给管理者，通过这样的过程，它提供了一个解决方案，使用户可以 最大限度地增加网络的可用时间，提高网络设备的利用率、网络性能、服务质量 和安全性，简化异构网络环境下的管理和控制网络的运行成本，并且能够提供网 络的长期规划【5 1 。 2 2 网络管理的五个功能域 根据i s o ( i n t e r n a t i o n a lo r g a n i z a t i o nf o rs t a n d a r t f i z a t i o n ) 的定义，网络管理的功 能主要分为五个方面【6 ，7 1 。 ( 1 1 配置管理 配置管理允许网络管理者对网络组件的配置实施控制。它初始化网络、并配 置网络，以使其提供网络服务。配置管理是一组对辨别、定义、控制和监视组成 一个通信网络的对象所必要的相关功能，目的是为了实现某个特定功能或使网络 性能达到最优。 ( 2 ) 故障管理 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。当网络中某个组件失效时，网络管理器必须迅速查找到故障并及时排除。 通常不大可能迅速隔离某个故障，因为网络故障的产生原因往往相当复杂，特别 是当故障是由多个网络组成共同引起的。在此情况下，般先将网络修复，然后 再分析网络故障的原因。分析故障原因对于防止类似故障的再发生相当重要。网 络故障管理包括故障检测、隔离和纠正三方面。 ( 3 ) 性能管理 性能管理评估系统资源的运行状况及通信效率等系统性能。其能力包括监视 4 东北大学硕士学位论文 第二章网络管理概述 和分析被管网络及其所提供服务的性能机制。性能分析的结果可能会触发某个诊 断测试过程或重新配置网络以维持网络的性能。性能管理收集分析有关被管网络 当前状况的数据信息，并维持和分析性能日志。 f 4 ) 计费管理 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。 它对一些公共商业网络尤为重要。它可以估算出用户使用网络资源可能需要的费 用和代价，以及己经使用的资源。网络管理员还可规定用户可使用的最大费用， 从而控制用户过多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，计费管理应可计算 总费用。 ( 5 ) 安全管理 安全性一直是网络的薄弱环节之一，而用户对网络安全的要求又相当高，因 此网络安全管理非常重要。网络中主要有以下几大安全问题：网络数据的私有性 ( 保护网络数据不被侵入者非法获取) ，授权( a u t h o r i z a t i o n ) ( 防止侵入者在网络上发 送错误信息) ，访问控制( 控制对网络资源的访问) 。相应的，网络安全管理应包括 对授权机制、访问控制、加密和加密关键字的管理，另外还要维护和检查安全日 志。 当然对于特殊的网络管理，如我们需要介绍的i d c 网络管理，除了这五个方 面的管理外，还包括如企业应用管理等方面。 2 3 国际网络管理的标准化 网络设备的异构性导致标准化的需求。著名的网络管理协议包括： ( 1 ) 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 ti n f o r m a t i o np r o t o c o l l ( 2 ) 简单网络管理协议( s n m p ) ； ( 3 ) 电信网络管理标准t m n ( t e l e c o m m u n i c a t i o n sm a n a g e m e n tn e t w o r k ) 。 2 3 1c m i p 公共管理信息协议c m i p 是由国际标准化组织i s o 为运行在o s i 协议集上的 开放系统提供的网络管理框架。 2 3 2 t m n 电信管理网t m n 是i t 为了对通信网进行统一管理在1 9 8 8 年提出并在 1 9 9 2 年形成的网络管理标准。t m n 采用了o s i 的网络管理框架，如管理信息库 m i b 和管理对象、c m i p 管理进程和代理进程、管理信息交换的o r 协议等。电 信的功能包括运行、处理、维护、服务提供等。 5 东北大学硕士学位论文 第二章网络管理概述 2 3 3s 麟p 简单网络管理协议是基于t c p i p 参考模型的用于计算机网络管理的标准。 2 3 3 1s n m p 协议体系结构 s n m p 为应用层协议，是t c p 口协议族的一部分。它通过用户数据报协议 ( u d p ) 来操作。在管理站中，管理者的进程对位于管理站中心的m i b 的访问进行 控制，并提供网络管理员接口。管理者的进程通过s n m p 完成网络管理。 每个代理者也必须实现s n m p 、u d p 和i p 。另外，有一个解释s n m p 的消 息和控制代理者m i b 的代理者的进程。 s n m p 管理站 s n m p 代理站 圈2 1s n m p 的协议环境 f i g 2 1 t h ee n v i r o n m e n to f s n m p p r o t o c o l 图2 1 描述了s n m p 的协议环境。s n m p 是网络管理站和代理之间的异步请 求和响应协议，可以认为是基于简单的c s 模型。s n m p 规定了5 种协议数据单 元p d u ( 如表2 1 所示) ，完成读和写的基本管理功能。 s n m p 的这些功能通过轮询操作来实现。但s n m p 不是完全的轮询协议，它 允许不经询问就能发送某些信息。这些信息称为t r a p ( 陷入处理) ，只有当被管实体 发生某些严重事件时才发送t r a p 。 6 查! ! 查鲎堡主鲎堡垒查 苎三主璺竺堂堡垫兰 表2 1s n m p 的5 种类型的协议数据单元 t a b l e2 1f i v ek i n dd a t au n i to f s n m pp r o t o c o l p d u 编号p d u 名称 用途 。“。d孝o61。1“。8。i2 o r 窖l j j ) 吵f 1 o i 、， d i r e c t o r y ( 1 ) 驴t l 坤) e x p e r i m e n t a l ( 3 ) p d v a t e ( 4 ) m ； 。) 多彳z 八蕊心 7 东北大学硕士学位论文第二章网络管理概述 统，进行实际的网络管理。网络管理系统的基本模型由网络管理工作站、代理、 管理数据库构成。随着网络管理的发展，网络管理有三种体系结构。 图2 3 网络管理系统 f i g 2 3 n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m 2 4 1 集中式体系结构 传统的网络管理模型大多采用集中式模型，如图2 4 所示，有一个管理者负 责整个网络的管理工作。该管理者处理被管网络单元的代理之间的通信，提供集 中式的决策支持和控制，以及维持管理者的管理数据库。这种方式的主要不足在 于当被网络规模扩大或者结构复杂性增大时不能相应地扩充。 图2 4 集中式网络管理体系结构 f i g 2 4 c e n t r a l i z e dn e t w o r km a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r e 这种模型的特点是具有较方便的系统维护性和扩展性，并简化了在异种机、 多厂商、多管理协议环境中综合程序的开发工作，异构性和协议复杂性只在平台 级处理，不必在每个应用程序中考虑。 2 4 2 分布式体系结构 分布式结构( 如图2 5 所示) 和管理域的概念相关，并且系统中使用了一个以上 8 东北大学硕士学住论文 第二章网络管理概述 的同等级的管理者。因为它是根据每个域设置一个管理者的原理，很适用于多个 管理域的大型网络结构。当需要另一个域的管理信息时，管理者通过域同级的系 统通信来获取。 图2 5 分布式网络管理体系结构 f i g 2 5 d i s t r i b u t e dn e t w o r km a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r e 这种结构的特点是扩展性好，通过建立更多的管理域以及增加相应数量的管 理者就可以满足更多的性能要求和扩充性。 2 4 3 分层次体系结构 图2 6 分层式网络管理体系结构 f i g 2 6 h i e r a r c h i c a ln e t w o r km a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r e 分层式结构( 如图2 6 所示) 也应用了在每个管理域中配置管理者的模式。每个 域管理者只负责本域的管理，不关心网络内其他域的情况。中心管理者位于高层， 9 东北大学硕士学位论文 第二章网络管理概述 从各个域管理者获取管理信息。与分布式系统不同的是域管理者之间并不通信。 由于我们研究的项目中，主要根据地域来划分管理域，我们采用的是这种屡次结 构。 2 5 i d c 网络管理 i d c 7 是数据流通的中心，它出现在i n t e m e t 巨大的网络中数据交换最集中的 地方。互联网数据中心i d c 应具备十分安全可靠的机房设施、丰富的带宽资源、 高水平的网络管理和十分完备的增值服务。i d c 数据中心是网络资源和网络应用、 技术、管理、人力的有机整合，并非简单的叠加。它以若干个高品质机房或整座 数据中心楼为其物理环境，而且对温度、湿度、安全、管理都有严格的要求，内 部的网络与多个骨干网高速联接，拥有丰富的网络资源，其主要业务就是向企业、 公司出租带宽和存储空间及各种增殖业务，并提供有品质保证的服务。 互联网络行业发展的未来是服务业，而i d c 正是适应了这样的发展方向。基 于数据中心模式的服务体系必将对社会的经济结构产生影响。国外有分析家认为 互联网数据服务中心将是互联网走向真正应用的开始，是互联网经济的新起点。 2 5 1i d c 阿络管理的要求 i d c 计算机系统和网络是这样一个复杂的并且在不断扩展的系统，其多种系 统平台、供应厂商、网络设备及网络结构并存的状况在可以预见的未来仍将继续 保持。如果想充分利用现有的计算机系统和网络的资源，进一步发挥网络与计算 机系统的能力，满足用户不断增长的业务需要，就要提高管理的透明度，确保服 务级别规约( s l a ) 的实现，提供增值的服务模式，吸引更多的客户，提高知名度。 因此，构建一个高效的网络与系统管理中心已经成为i d c 当前的迫切需要。 i d c 对于网络系统及应用和服务的管理具体要求主要体现在： ( 1 ) 确保关键的n t u n i x 服务器以及i n t e m e t 应用系统稳定可靠地运行； ( 2 ) 及时得到、定位、隔离并解决网络与系统的故障； ( 3 ) 减少管理人员的工作强度，提高工作效率： ( 4 ) 保障信息的安全和数据的维护； ( 5 ) 分析系统及网络的性能，及时发现性能瓶颈和错误情况； ( 6 ) 能够适应不断扩展的网络与系统规模的要求； ( 7 ) 满足面向服务( s l a ) 的管理。 2 5 2i d c 网络管理内容 i d c 网络管理为实现端到端的服务保障，对面向基础运行环境以及业务进行 管理。i d c 的管理包括性能管理、故障管理、配置管理、安余管理和应用管理等， 1 0 东北大学硕士学位论文 g _ - 章网络管理概述 其管理功能体现在一下几个方面： f 1 1 故障管理 ( 2 1 配置管理 ( 3 1 性能管理 ( 4 ) 安全管理 ( 5 1 系统资源与性能管理。对于i d c 中的关键应用服务器系统资源，如c p u 、 硬盘、贮存器、网络的使用情况、性能参数如何，是否满足业务发展需要等，也 是管理所实现的重要内容。对i d c 的系统中关键系统的运行状况进行监控，使系 统管理人员及时了解系统的重要资源和参数运行状况，出现故障时迅速报警，并 可自动采取措施排除故障，保证关键系统的可用性和可靠性。通过系统性能的历 史性能数据，能够对资源使用率和性能趋势的进行检测和了解，可以发现导致性 能不足的瓶颈问题，并且可以对系统资源进行规划，以确保业务的性能要求得到 满足。通过比较系统活动级别，可以平衡工作负载，以使现有设备得到最优使用。 ( 6 ) i n t e m e t 服务性能管理。i d c 希望他们的i s p 或内部t i 部门提供关于网 站可用性、响应时间、报告和解决中断和速度减慢所需时间等方面的明确服务水 平保证。高速缓存机制、内置的冗余和负载均衡器对此会有帮助，但如果问题出 在i t 基础设施内部会怎么样是不是服务器域名出现问题? 会不会是骨干w a n 连 接问题? 会不会是防火墙? 会不会是w e b 应用服务器或商务服务器? i n t c m e t 服 务性能管理提供整个i d c 基础设施的简单而完整的视图，覆盖i n t e m e t 协议、服 务器和应用，并可根据用户或业务类型对数据进行划分，可以协助技术支持人员 有效地预报、隔离、诊断和排除故障，预见容量的不足，并根据服务水平规约进 行管理和报告。一旦出现问题，w 曲和网络管理人员需要快速隔离并解决问题， 用户服务人员需要及时通知客户，以保持客户信任和忠诚度。 ( 7 ) 对网络环境中运行的各种应用进行管理。应用是i d c 信息系统的灵魂和 关键，i d c 内部包含了各种各样的应用，如：w e b 、电子邮件、电子化交易等， 而且这些应用分布在信息系统内部不同地域不同平台和操作系统、不同数据库上， 是一种典型的分布式应用结构。各应用之间、应用与系统资源( 网络、服务器、数 据库等) 之间存在着非常复杂的联系，在这种情况下，如果采用分散管理方式，势 必造成管理效率低下，难以获得整个应用的运行状况，当某一应用出现故障时不 能迅速定位根本原因，而且容易出现管理不一致的地方。所以分布式应用系统的 集中式管理是一个较好的解决方案。应用管理帮助管理人员从最终用户的业务角 度对关键业务应用进行管理，并对较低级别的部件故障或性能损耗所造成的业务 影响很快有所了解。 ( 8 ) 业务管理及用户各项参数监测及报告报表系统。根据认定的价格和性能 水平向商业机构推出i d c 业务，己成为i d c 业务管理的一项核心内容。无论服务 东北大学硕士学位论文第二章网络管理概速 管理策略的实施级别如何，i d c 针对其推出业务性能准确做出报告均是十分重要 的。该管理系统中，包含对于用户各种参数数据的监测及报告的管理系统，如用 户的数据流量、带宽占用率等各种用户参数，能够随时监测。 ( 9 ) 为客户提供客户化的信息浏览和报告。为满足用户不同的要求，i d c 需 要能够为每个客户刨建并定制用户接口，有选择性针对用户业务使用情况为其客 户提供更加清晰的界面，包括拓扑图、事件、性能总结和网络设备状态，此外还 包括消息和其它定制信息( 如点击次数、连接数、网络利用率、c p u 利用率、硬 盘利用率等) 。客户只需一个w e b 浏览器即可获得各种有价值的信息。 ( 1 0 ) 数据安全备份。在网络管理和企业应用中存放着大量重要数据，一旦计 算机系统出现故障，造成数据丢失、系统中断，会给企业带来巨大的经济损失， 因此，网络管理数据的及时、安全存储变得越来越重要和迫切。另外，随着信息 化的深入，企业信息平台所覆盖的领域越来越广，异质异构的数据越来越多，不 可避免地造成了异构数据库并存的局面，这给企业的数据一致性、信息共享和决 策支持都带来了阻碍，降低了i d c 的市场竞争能力。基于上述原因，网络管理对 数据备份提出了智能化、集中化、简单标准化的新要求，基于移动代理的技术能 很好解决这些问题。 2 5 3i d c 网络管理的特殊性 根据调查，在i d c 网络管理过程中，一般网络结构相对规范，i d c 网络主要 工作在企业应用( 包括系统资源、i n t e m e t 服务和各种企业应用等) 上。因此i d c 网 络管理软件更加注重企业应用的故障检测和性能分析。而且，i d c 企业管理相对 于一般网络管理具有其特殊性： ( 1 ) 企业应用的实时监测和配置。企业应用管理应该实时地实施收集监测数 据，并根据企业应用的性能适当地调整企业应用的配置； ( 2 ) 企业应用的故障恢复。企业应用管理应该能够修复企业应用的故障，保 障企业应用正常运行： ( 3 ) 企业应用管理可扩展性。由于i d c 网络不断扩大，企业应用管理性能应 该不受网络规模的影响； ( 4 ) 增强灵活性。当需要一个新的功能时，当i d c 企业应用管理需要新服务 时能够方便地扩展。 1 2 东北大学硕士学位论文 第三章移动代理技术 第三章移动代理技术 分布式计算是计算机网络时代的关键技术。当前的分布式计算都基于传统的 c l i e n t s e r v e r ( c s ) 模式，远程调用或消息传递等方式实现跨平台的操作，比较符 合稳定的网络环境和应用场合。随着计算机网络的发展和新型网络应用的出现， c s 模式的缺点日益明显。基于这种情况，移动代理技术【8 】被提了出来。它集软 件、通信、分布系统的技术于一体，弥补了传统的c s 技术的不足，有着巨大的 应用前景。自第一个移动代理系统t e l e s c r i p t 由g e n e r a lm a g i c 公司在9 0 年代初推 出后，移动代理系统的研究就吸引了众多的注意力。参与其中的学术界有 d a r t m o u t h 、m i t 、o t t a w a , c o m e l l 、u m b c 和s t u t t a g a r t 等名牌大学的研究机构， 工业界则有i b m 、m i t s u b i s h i 、b r i t i s ht e | e g o m 等著名公司州。而且一直不断有新 的研究机构或工业组织加入到研究移动代理系统的活动中来。可以毫不夸张地说，