（计算机软件与理论专业论文）基于移动agent网络性能管理系统的研究与实现.pdf

南京邮电大学硕： ：研究生学位论文中文摘要 中文摘要 当前，网络规模的不断扩大、功能复杂性的不断增加，给网络管理带来了前所未有的 挑战。传统的网络管理协议s n m p ( s i m p l e n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) 和c m i p ( c o m m o n m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o np r o t o c 0 1 ) ，由于采用了集中式的、客户l , q l 曼务器的模型，在这种模 型中，代理几乎没有智能，管理智能主要集中在管理者，而且代理和管理者的行为在设计 时就已经固定了，因此其扩展性，自适应性都比较低。另外，传统的等时间间隔的数据采 集算法，在占用网络带宽和拟和精确度上也存在着缺陷。因此，探索新的管理体系结构、 应用新的管理技术已经成为网络管理领域的研究热点和迫切需要解决的任务。 本文提出采用移动a g e n t ( m o b i l e a g e n t ：即移动代理) 的网络性能管理框架，将代理 支撑环境驻留在设备上，替代传统网络管理中的功能固定的代理。网管中心根据实际网络 状态选择适当功能的代理程序发送到设备，由其完成预期功能。移动a g e n t 不仅采集而且 处理数据，并主动将性能数据发送到网络管理中心，从而减少了网管通信开销、加快了响 应速度，减轻网管中心负载，本系统具有良好的灵活性、健壮性和扩展性。并且本文提出 了新的自适应数据变化规律数据采集算法，可以在较小占用网络带宽的情况下，得到更精 确的数据拟和曲线。 本文主要阐述了网络性能管理的基本概念，移动a g e n t 的结构，以及基于移动a g e n t 网络性能管理的系统框架和原型的设计与实现，最后对本文提出的网络性能管理系统的性 能进行了理论和实验分析，验证了本系统的优越性。 关键词：移动a g e n t ，网络性能管理，数据采集，数据分析 南京邮电火学硕士研究生学位论文 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 fi n t e m e t ，t h ef u n c t i o no fn e t w o r kb e c o m e sm o r ea n dm o r e c o m p l i c a t e d ，a n dn e t w o r km a n a g e m e n tt e c h n o l o g yf a c e st h eg r e a tc h a l l e n g e t h et w ot r a d i t i o n a l n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l ss n m pa n dc m i pm a k eu s eo ft h ec e n t r a l i z e dc sm o d e l ，i n w h i c hm a n a g e rt a k e sc h a r g eo fa l lt h ew o r ka n da g e n th a sh a r d l ya n yi n t e l l i g e n c e ，b e s i d e s ，t h e a c t i o n so fa g e n t & m a n a g e ra r ef i x e da n dc a n tb ec h a n g e dl a t e ro n c et h es y s t e mh a sb e e n d e s i g n e dc o m p l e t e l y a n dt h ee q u a l - t i m ei n t e r v a ld a t ac o l l e c t i o na r i t h m e t i ch a sl i m i t a t i o no n o c c u p y i n gb a n d w i d t h & d a t ap r e c i s i o n t h e r e f o r e ，h o wt ob u i l da n e wm a n a g e m e n ts t r u c t u r ea n d a p p l yn e wm a n a g e m e n tt e c h n o l o g yb e c o m e san e w f o c u si nn e t w o r km a n a g e m e n tf i e l d t h i sp a p e rp r e s e n t san e wf r a m e w o r ko fn e t w o r kp e r f o r m a n c em a n a g e m e n tb a s e do n m o b i l e - a g e n t ，w h o s ep l a t f o r mi si n s t a l l e do nt h en e t w o r kd e v i c e ，i n s t e a do ft h et r a d i t i o n a la g e n t w h o s ef u n c t i o nc a n tb ec h a n g e d t h en e t w o r km a n a g e m e n ts t a t i o np r o d u c e sap r o p e ra g e n t a c c o r d i n gt ot h ea c t u a ls t a t eo ft h en e t w o r k ，a n dt h e ns e n d si tt ot h em a n a g e dd e v i c et of i n i s ht h e t a s k t h em o b i l ea g e n tn o to n l yc a nc o l l e c ta n dd e a lw i t hd a t a ，b u ta l s oc a ns e n dt h er e s u l tt ot h e m a n a g e m e n ts t a t i o n ，w h i c hc a nr e d u c et h ec o s to fc o m m u n i c a t i o na n d t h et a s ko fm a n a g e m e n t s t a t i o n b e s i d e s ，t h i sp a p e rg i v e san e wd a t ac o l l e c t i o na r i t h m e t i cw h i c hc o s t sal o w b a n d w i d t h a n d g a i n sah i g hp r e c i s ee m u l a t i o nc u r v e t h i sp a p e re x p a t i a t e so nt h ec o n c e p to fn e t w o r kp e r f o r m a n c em a n a g e m e n ta n dt h es t r u c t u r e o fm o b i l e a g e n t ，a n dt h e nd e s c r i b e st h es p e c i f i cp r o c e d u r e so fd e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h e n e wn e t w o r kp e r f o r m a n c em a n a g e m e n ts c h e m e f i n a l l y , t h i sp a p e rh a sp r o v e dt h ea d v a n t a g e so f t h i ss y s t e mt h r o u g he x p e r i m e n t a t i o n k e yw o r d s ：m o b i l ea g e n t ，n e t w o r kp e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ，d a t ac o l l e c t i o n ，d a t a a n a l y s i s i i 南京邮电犬学硕十研究生学位论文 缩略词 缩略词 缩略词英文全称译文 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 o l 简单网络管理协议 c m i pc 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公共管理信息协议 m am o b i l ea g e n t 移动a g e n t i n s i n t e r n a t i o n a ln e t w o r ks e r v i c e 国际网络服务组织 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 r i s o国际标准化组织 s t a n d a r d i z a t i o n i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n 国际电信联盟远程通信 i t u t t e l e c o m m u n i c a t i o ns t a n d a r d i z a t i o ns e c t o r 标准化组 i e t f t h ei n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e 互联网工程任务组 t m nt e l e c o m m u n i c a t i o nm a n a g e m e n tn e t w o r k电信管理网 m i b m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e 管理信息库 c | sc l i e n t s e r v e r客户服务器模型 a i a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e 人工智能 o m g o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p 对象管理组织 m o b i l ea g e n ts y s t e mi n t e r o p e r a b i l i t y 移动a g e n t 系统互操作性 m a s i f f a c i l i t i e s 协会 a t p a g e n tt r a n s f e rp r o t o c o l 代理传输协议 a c l a g e n tc o m m u n i c a t i o nl a n g u a g e 代理通信语言 r p cr e m o t ep r o c e s sc a l l 远程过程调用 r m ir e m o t em e t h o di n v o c a t i o n远程方法调用 7 4 南京邮电大学硕士研究生学位论文 缩略词 p 2 p p e e r t op e e r 点对点 m a pm o b i l ea g e n tp l a t f o r m 移动a g e n t 平台 驭t a j u x t a p o s e 一种支持p 2 p 的协议组 m c c m o b i l e tc o n t e x tc o n t a i n e r 移动a g e n t 运行环境 m cm o b i l e tc o n t e x t代理运行环境 组件( m a p 平台的一种 s cs o f t w a r ec o m p o n e n t 机制) n m s n e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e m 网络管理站 7 5 - 南京邮电- 火学硕- k r p f 究生学位论文图表清单 图表清单 图2 1 网络性能管理结构图5 图2 2s n m p 的管理结构7 图3 1 移动a g e n t 离线计算模式1 6 图3 2 移动a g e n t 系统结构图1 8 图3 3 通用移动a g e n t 结构图1 8 图4 1j x t a 的结构图2 8 图4 2j x t a 搜索过程图3 1 图4 3j x t a 交互机制3 2 图4 4m a p 系统架构3 3 图4 5 数据值的变化平缓程度对仿真精确度的影响3 8 图4 6 一次短暂的数据值突变4 1 图4 7 网络性能管理系统框架图4 3 图4 8 网络性能管理系统的结构图4 4 图4 - 9 网络性能管理的执行流程4 5 图4 1 0h o m e m o b i l e t 的主要关系图4 7 图4 1 1 数据采集执行过程5 1 图5 1 性能管理主过程5 3 图5 2 数据的提取和发送过程图5 4 表5 1 自适应数据变化规律的数据采集算法中的参数5 5 图5 3 自适应数据变化规律的数据采集算法的执行过程5 6 图5 - 4 数据的分析和显示过程5 7 图5 5 设备选择示意图5 8 图5 - 6 显示方式示意图5 8 图5 7 可查看性能指标示意图5 8 图5 8 列表方式示意图j 5 9 图5 - 9 折线方式示意图5 9 南京邮电大学硕士研究生学位论文图表清单 图5 1 0 条形显示示意图5 9 图5 1 l 三维方式示意图6 0 图6 1 基于s n m p 的网络管理体系结构图6 l 图6 2 两种不同网络管理模式网络流量占用对比图6 4 图6 3 两种不同网络管理模式响应时间对比图6 6 图6 4 网络性能真实状况图6 7 图6 5 等时间间隔采集算法数据拟和曲线对比图6 7 图6 - 6 自适应数据变化规律数据采集算法的数据拟和曲线对比图6 8 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个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或撰写过的研究成果，也不包 含为获得南京邮电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 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：日期： 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 + ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理c 研究生签名：导师签名：日期： 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章引言 1 1 课题背景 第一章引言 从人类社会进入2 1 世纪时，一个显著的特征就是社会的网络化。网络不但为人们提 供了方便的通信方式、丰富的共享资源，更为重要的是提供了一个综合的、自动的、分布 式的处理平台。很多原本在现实社会中完成的人类活动，小到日常生活用品的购买，大到 企业之间的商务交易，都逐渐地转移到了网络上面。做为网络的重要组成部分，网络管理 系统的建设和发展也面临着新的机遇和挑战。一方面，网络管理的目标范围正在不断地扩 大，管理对象同趋复杂和抽象。另一方面，网络管理的行为机制也正悄悄地发生改变i lj 。 传统的被动式的网络管理模式已经不再适合当今的网络发展，智能特征的引入给网络管理 系统带来了很多灵活的控制和配置功能。 传统的基于s n m p 的集中式的网络性能管理系统正面临着巨大的挑战【2 l ：首先，网络 性能管理中，网管站与代理之间需要频繁地进行大量信息交换，造成网络带宽的浪费，尤 其在网络负载重的时候，更需要网管员及时检测和掌握网络的运行状况，然而相应的网管 操作却加剧了网络的繁忙程度，响应时间也明显延长：其次，对于性能数据的处理主要依 赖于网络管理站的处理能力，网络管理站的负担过重；另外，传统的无论是基于何种协议 的网络性能管理，其数据采集大多是采用等时1 1 自j 间隔的采集方法，如果采集时间间隔过小， 则容易造成网络带宽的浪费，反之，如果采集时间i 自j 隔过大，则对于数据变化的描述会不 准确。为了解决上述的这些问题，本文引入移动a g e n t 技术，提出了一种新的数据采集算 法，设计并实现了一种基于移动a g e n t 的网络性能管理系统，最后并对此系统的管理性能 进行了理论和实验分析。 1 2 课题来源及本人工作 本文所涉及的课题主要来源于国家自然科学基会项目和寰震信息科技( 苏州) 有限公 司项目，分别是：“基于安全的移动代理的新一代分布式信息网络管理关键技术的研究” 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章引言 ( 项目编号7 0 2 7 1 0 5 0 ) 和“m a p 平台的测试和功能修补方案”。 本人所做的工作可陈述如下：( 1 ) 分析了网络性能管理的定义、功能及其发展方向： ( 2 ) 研究了移动a g e n t 的技术优势：( 3 ) 提出了自适应数据变化规律的数据采集算法；( 4 ) 将移动a g e n t 同网络性能管理相结合，设计了基于移动a g e n t 的网络性能管理系统；( 5 ) 将提出的数据采集算法应用于本文所提出的网络性能管理系统并加以实现：( 6 ) 对实现的 网络性能管理系统进行了定性定量的性能分析，并用实验对系统性能进行了验证，得到了 理想的结果。 1 3 本文组织 全文共分七个章节，内容组织如下： 第一章介绍了本文的课题背景及本人的主要工作； 第二章介绍了网络性能管理技术及发展方向； 第三章介绍了移动a g e n t 技术，详细分析了移动a g e n t 系统的体系结构、关键技术、 适用领域以及应用开发方向等； 第四章主要讲述基于移动a g e n t 的网络性能管理系统的设计，描述了自适应数据变化 规律的数据采集算法，对设计的系统架构、流程以及所涉及到的代理类组件的功能都进行 了详细的讨论； 第五章主要描述了系统实现的关键流程的执行过程，并演示了最终实现的网络性能管 理系统； 第六章对本文实现的系统的性能进行了理论和实验分析，验证了系统性能的优越性； 最后，总结了本文所做的工作，并对该课题进一步研究的重点方向进行了展望。 南京邮l 乜大学硕： ：研究生学位论文第二章网络性能管理技术 第二章网络性能管理技术 随着社会的发展，科技的进步，网络的业务和应用日渐丰富，如电子邮件、个人网页、 入口网站等，网络与一般人的日常生活息息相关，网络已经改变了人们过去的生活方式与 习惯。在这个地球村里，因为有了网络人们之间的距离不再那么遥远，信息传播速度也加 快不少。同样，企业透过网络提高了工作效率与生产力。随着全球化脚步的逐渐加快，网 络的重要性也与日俱增，因此计算机网络的管理和维护也就变得至关重要，尤其在大型计 算机网络中更是如此。在计算机网络的质量体系中，网络管理是一个关键环节，网络管理 的质量将会直接影响网络的运行效率。 一般来说，网络管理【3 1 就是通过某种方式对网络进行管理，使网络能j 下常高效地运行。 其目的很明确，就是使网络中的资源得到更加有效的利用。它应维护网络的正常运行，当 网络出现故障时能及时地报告和处理，并协调、保持网络系统的高效运行。 2 1 网络性能管理概述 i n s ( i n t e r n a t i o n a ln e t w o r ks e r v i c e ) 在世界范围内统计性能管理状况的结果表明：性 能管理已超越故障管理成为网络管理中最重要的功能和新的研究热点f 4 1 。本节主要讨论网 络性能管理的定义、功能和体系结构。 2 1 1 网络性能管理的定义和基本功能 一网络性能管理定义 网络性能管理是国际标准化组织在i s o i e c 7 4 9 8 2 4 文档中定义的网络管理的五大功 能之一【3 1 ，完成网络通信量的收集，分析和处理等。目的是保证在占用少量网络资源和低 延迟的前提下，网络提供可靠和连续的通信能力，并使网络性能达到最优。简单地说，网 络性能管理的目的就是确保网络不会出现过度拥挤的情况，保障网络的可用性，为用户提 供更好的网络通信服务。它主要通过下面两个方面来实现其目标【5 】： ( 1 ) 实时监控网络设备和相应的所有连接，监视设备和线路的使用率及出错率，并 实时提交数据； ( 2 ) 定期的历史数据分析，及时提示管理者和决策者做出设备或线路的升级计划i 1 南京邮i 乜人学硕l ：研究生学位论文第二章网络性能管理技术 保证设备和线路的容量不会由于过度使用而出现网络性能急剧下降的情况。 二网络性能管理基本功能 具体地说，网络性能管理应该具有以下的基本功能： 性能监控和性能数据收集【6 】。定时收集被管设备的性能数据，自动生成性能报告。 主要的性能指标包括响应时间、设备稳定性等。响应时间是指发送的数据进入网络到收到 对方的响应为止所需的时间。设备稳定性是指网络正常运行的水平，通常用两次失败之间 的平均时间来表示。 阈值控制。对每一个被管设备的每种属性设置阈值，对于特定对象的特定属性， 可以针对不同的时间段和性能指标进行阈值设置。通过设置阈值并进行阈值检查，可以在 网络将出现性能问题时及时向管理人员告警。 性能分析。对性能历史数据进行分析、统计和整理，计算性能指标，对性能状况 进行还原，为网络规划提供参考。 可视化的性能报告。对数据进行检索和处理，生成性能趋势曲线，以直观的图形 显示反映性能分析的结果。 被管对象的管理。提供灵活的被管对象的组织方式，用户可根据特定的管理需求 定义被管对象集合方便对具有某一共同属性的被管对象的分类、查找和性能比较。 实时性能监控。提供实时性能数据采集、分析和可视化工具，用以对网络流量、 负载、丢包率等网络设备和线路的性能指标进行实时检测，并可任意设置数据采集的时间 间隔。 网络性能模拟。通过建立自己的网络模拟模型，模拟网络在一定的运行条件下可 能出现的问题，借此更好地解决网络中存在的性能隐患。 通过实现上面所述的基本功能，可以完成网络性能管理的预定目标，在本文所设计的 网络性能管理系统中，根据验证移动a g e n t 结合网络管理优越性的需要实现了上述功能中 的部分功能，具体实现可参见下面具体章节。 2 1 2 网络性能管理的体系架构 网络性能管理按功能分为如下几类【7 】：同常性能分析和管理工具、数据库系统、性能 分析及阈值计算、数据采集和管理，以及配置工具( 可参见图2 1 ) 。 ( 1 ) 同常性能分析和管理工具。网络性能管理系统一般必须具备如下的工具：监测 网络运行状态的值班员系统( 值班界面) ；网络设备性能管理工具；线路性能管理工具； 信息查询工具：实时性能检测工具：阈值检测和告警系统。所有的性能管理工具均可通过 4 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章网络性能管理技术 直观的界面来访问。 卜。? t - i 。 i 竺竺卜一一i 器盖 f 一_ i 界面显示 。二二；j 歹7 7 j ：_ i 竺量氅竺_ j 一墨磐梦节警一il 一梦箩苎 l 一些竺曼j 图2 1 网络性能管理结构图 ( 2 ) 数据库系统。对于大型网络的管理，网络被管的范围大、对象多，网络管理所需 要的数据异常庞大，数据之间的关系极其复杂，因此采用结构化的关系数据库系统来保存 大量实时与历史数据、并要求理顺数据之间的复杂逻辑关系。同时，由于系统各模块对数 据的操作都基于数据库，使得系统各模块之间数据的传递非常方便，同时有效地保证了数 据的一致性。成功运用数据库，可使得性能管理系统成为一个数据共享、信息集成的统一 有机整体。 ( 3 ) 性能分析和阈值计算。性能分析的步骤是：数据查询及表示，性能指标计算，性 能报告生成。数据查询及表示是对数据的信息化，即按某些属性查询整理数据。为此实现 了不同功能的数据扫描器，对数据扫描器过滤出来的数据进一步处理，生成性能监测报告 程序要求的输入格式。性能监测报告模块的功能是通过性能分析的结果。阈值计算是对性 能指标计算结果进行阈值检查，阈值可通过系统配置工具来设定。 ( 4 ) 数据采集和管理。对性能管理系统来说，数据采集有三个来源：被管设备、公共 数据库、共享数据文件。其中，到被管设备的数据采集要调用通信协议支持模块来与被管 设备直接通信。数据采集策略的f 确与否直接关系到网络性能管理是否能高效运行，目前 一般的数据采集策略是等时问间隔采集性能数据，可由管理员自动调整采集数据的时间间 隔。数据管理模块负责对性能监测数据的有效组织，还负责与网络管理其他子系统间的数 据共享。 ( 5 ) 配置工具。系统提供界面友好，使用方便的配置工具集合，包括定制值班系统， 设置阈值监控，管理被管对象，配置采集任务等。 南京邮电大学硕= ：研究生学位论文第二章网络性能管理技术 ( 6 ) 性能报告。系统按不同的时间段组织和自动生成性能报告。性能报告包括性能走 势曲线，性能统计分析。性能显示通过直观的图形界面( 如利用w e b 页面) ，显示效果可 动态配置。 2 2 网络性能管理标准 网络管理这一学科领域从8 0 年代起逐渐受到重视，许多国际组织先后开发了各类标 准、协议来指导网络管理功能和网络管理系统的设计。这些标准都各自适用于一定的场合， 也都存在着各自的局限性。尤其是不同组织制定的标准具有很大的差异，为实际应用带来 了很大的不便。造成这种情况的主要原因是人们在网络管理体系结构的理念上没有达成共 识。定义网络管理标准的最重要的组织主要有三个：国际标准化组织( i s o ) 、国际电信联 盟( i t u t ) 和互联网工程任务组( i e t f ) 。 ( 1 ) i s o ( 国际标准化组织) i s o ( 国际标准化组织) 是在网络管理标准制定中起步最早的一个【5 1 。它制定了“o s i m a n a g e m e n tf r a m e w o r k ”、o s is y s t e m sm a n a g e m e n to v e r v i e w ”、“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 np r o t o e o l ( c m i p ) t 8 1 ，l 。提出了五大性能划分的思想“f c a p s ”。 i s o 对性能管理定义如下：性能管理是为了优化q o s ( 服务质量) 。为了获知网络性能 的变化，必须随机或定时记录收集统计数据。收集的数据不仅用于性能的管理，还可用于： 故障管理以检测故障；配置管理以决策需要怎样的配置调整：计费管理以调节帐单等。 c m i p 协议是在o s i 制定的网络管理框架中提出的网络管理协议【7 i 8 1 。c m i p 是一个完 全独立于下层平台的应用层协议，其实与其说它是一个网络管理协议，不如说它是一个网 络管理体系。这个体系包含以下组成部分：一套用于描述协议的模型，一组用于描述被管 对象的注册、标识和定义的管理信息结构，被管对象的详细说明以及用于远程管理的原语 和服务。c m i p 与s n m p 一样，也是由被管代理和管理者、管理协议与管理信息库组成。 在c m i p 中，被管代理和管理者没有明确的指定，任何一个网络设备既可以是被管代理， 也可以是管理者。 c m i p 管理模型可以用三种模型进行描述：组织模型用于描述管理任务如何分配；功 能模型描述了各种网络管理功能以及它们之间的关系；信息模型提供了描述被管对象和相 关管理信息的准则。从组织模型来说，所有c m i p 的管理者和被管代理存在于一个或多个 域中，域是网络管理的基本单元。从功能模型来说，c m i p 主要实现失效管理、配置管理、 性能管理、记帐管理和安全性管理。每种管理均由一个特殊管理功能领域( s m f a ： s p e c i a l m a n a g e m e n t f u n c t i o n a l a r e a ) 负责完成。从信息模型来说，c m i p 的m i b 库是面向对 南京邮电犬学顾： ：研究生学位论文第二章网络性能管理技术 象的数据存储结构，每一个功能领域以对象为m i b 库的存储单元。 c m i p 的优点在于：它的每个变量不仅传递信息，而且还完成一定的网络管理任务， 这是c m i p 协议的最大特点，在s n m p 中是不可能的，这样可减少管理者的负担并减少网 络负载；完全安全性：它拥有验证、访问控制和安全日志等一整套安全管理方法。 但是，c m i p 的缺点也同样明显：它是一个大而全的协议，所以使用时，其资源占用 量是s n m p 的数十倍。它对硬件设备的要求比人们所能提供的要高得多：由于它在网络代 理上要运行相当数量的进程，所以大大增加了网络代理的负担：它的m i b 库过分复杂，难 于实现。迄今为止，还没有任何一个符合c m i p 的网络管理系统：c m i p 主要针对o s i 七 层协议模型的传输环境而设计，采用报告机制，具有许多特殊的设施和能力，需要能力强 的处理机和大容量的存储器，因此目前支持它的产品较少。 ( 2 ) 国际电信联盟( i t u t ) 1 9 j 此联盟主要制定电讯网络管理的标准，而i s o 的立足点是数据通讯网络。c c i t t 从 1 9 8 5 年起开始电信网管的标准化工作，颁布了 t e l e c o m m u n i c a t i o nm a n a g e m e n tn e t w o r k r e c o m m e n d a t i o n s ”。t m n 的概念由m 3 0 1 0 建议定义。据m 3 0 1 0 ，t m n 是一个独立的网络， 与电讯网络在不同的点上存在接口。t m n 参考模型最初与o s i 是相对独立的，但从 1 9 8 8 1 9 9 2 年，t m n 在修订中加入了o s i 的思想，因此如今可以说o s i 与t m n 互为补充。 ( 3 ) 互联网工程任务组( i e t f ) i e t f 提出了s n m p 网络管理协议，s n m p 3 】【1 0 】的管理结构如图2 2 所示。它的核心思 想是在每个网络节点上存放一个管理信息库m i b ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ) ，由节点 上的代理( a g e n t ) 负责维护，管理者通过应用层协议对这些代理进行轮询进而对管理信息 库进行管理。s n m p 最大的特点就是其简单性。它的设计原则是尽量减少网络管理所带来 的对系统资源的需求，尽量减少a g e n t 的复杂性。它的整个管理策略和体系结构的设计都 体现了这一原则。 管理者代理 u d p s n m p j 图2 2 s n m p 的管理结构 s n m p 的主要优点是：易于实施；堪熟的标准；c s 模式对资源要求较低；广泛适用， 蓄圃理|i一协=翩 代li一伸=棚一 娑l i | | 至蓍蚕 南京邮电大学硕 ：研究生学位论文第二章网络性能管理技术 代价低廉。简单性是s n m p 标准取得成功的主要原因。因为在大型的、多厂商产品构成的 复杂网络中，管理协议的明晰是至关重要的；但同时这又是s n m p 的缺陷所在：没有提供 成批存取机制，对大块数据进行存取效率很低；没有提供足够的安全机制，安全性很差； 只在t c p i p 协议上运行，不支持别的网络协议：没有提供管理者与管理者之间通信的机 制，只适合集中式管理，而不利于进行分布式管理：只适于监测网络设备，不适于监测网 络本身。尽管s n m p 还在不断的改进之中，但其本身的设计还是存在着很多的不足，如缺 乏智能性，缺乏对异构网络的支持等。 通过本节可以看出，上面三种网络管理技术标准，在各自的领域都得到了比较良好的 应用，但是各自有也一些难以克服的缺陷。 2 3 网络性能管理的发展趋势 在过去的十几年中，由于i t 技术的迅速发展、网络正在向着智能化、综合化、标准化 的方向发展。先进的计算机技术、全光网技术、神经网络技术正在不断地应用到网络中来， 这也给网络性能管理提出了新的挑战。未来的网络性能管理应该进一步融合高新技术，建 立成熟的网络性能管理标准，加快促进网络性能管理的一体化、智能化和标准化的进程。 网络性能管理发展到今天，从功能上讲已经非常丰富，但在实际使用当中仍然存在着 很多的不足，例如：配置以及管理复杂、使用不够灵活、智能化程度不高等，尤其对于大 型网络的管理，成百上千台的网络设备，网络性能管理变成了一项非常烦琐的工作，甚至 使得网络性能管理人员干脆弃之不用。针对目前网络性能管理的一些不足，网络性能管理 应该向着如下的方向发展，以适应网络技术日新月异的发展。 一网络性能管理综合化i l l 由于目前的网络各自遵循独立的管理协议，并且互不兼容，这就导致了它们无法由同 一个网络性能管理系统来进行维护，因此对多个网络进行综合管理是互联网发展的必然趋 势。 对网络业务提供者来说，希望网络性能管理系统最好通过一个控制和操作台就能提供 对各个子网的管理和维护工作，这实际上就是通过一个管理中心来实现对互连的多个网络 的管理。未来的网络性能管理，应该可以实现跨网络，跨平台，提供统一的网络操作接口。 二网络性能管理智能化p i 目前主流的网络性能管理系统，普遍都是使用的基于s n m p 的轮询机制，而这种网络 性能管理系统具有如下的一些不足： ( 1 )网络性能管理系统只具有事先定义好的管理功能，对事先不能预料酌网络性能 r 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章网络性能管理技术 管理任务不能进行动态定义和配置； ( 2 ) 网络性能管理代理仅仅搜集原始数据向管理者进行报告，如果网络规模过大， 网络性能管理站的处理能力会成为整个系统的瓶颈： ( 3 )目前的网络性能管理采集大多都是基于等时间间隔采集，这种方式容易造成网 络资源浪费或者造成性能数据采集不足； ( 4 ) 网络的扩展性不高，如果碰到网络突发事件，没有处理措施等。 综上所述，要改善上述的不足，必须引入网络性能管理的自动控制，必须使网络性能 管理系统具备一套基于智能化的信息处理和决策系统，使网络性能管理达到智能化程度。 移动a g e n t 技术可以在这方面为网络性能管理提供一个良好的技术支撑，并且已经有人对 此进行了探讨和研究。 三网络性能管理标准化 目前的大多网络通信设备互连后可以进行统一的数据交换，但是在网络性能管理标准 方面，没有统一、规范的标准，这为提高网络性能管理的效率，加速网络性能管理综合化 的进程设置了障碍。目前的网络性能管理标准工作还正在发展阶段，但是随着网络技术的 迅速发展，未来一定会有更加完善、更加细致的标准文件推出，网络性能管理标准会逐步 走向成熟。 2 4 本章小结 本章主要讨论了网络性能管理的概念、功能，分析了网络性能管理的一般体系架构， 阐述了网络性能管理的标准化工作现状，并根据当前网络管理系统的不足探讨了网络管理 的发展方向。 南京邮电人学硕l ：研究生学位论文 第三章移动a g e n t 技术 3 1a g e n t 技术概述 第三章移动a g e n t 技术 移动a g e n t 技术的诞生与发展是人工智能技术( a i ) 与网络技术发展的必然结果【2 】，移动 a g e n t ( m o b i l ea g e n t ) 技术来自于智能a g e n t ( 智能代理) 技术。智能a g e n t 技术的诞生和发展 是分布式人工智能技术和网络技术发展的必然结果。a g e n t 和多a g e n t 的研究近几年来已 成为基于网络的分布式人工智能研究的一个热点，一些文献称a g e n t 技术是网络软件领域 里一个意义深远的突破j 。 a g e m 的概念最早可追溯到1 9 7 7 年c a r lh e w i t t 的“v i e w i n gc o n t r o ls t r u c t u r e sa sp a t t e r n s o fp a s s i n gm e s s a g e s ，一文【1 2 】。在此文中，c a r lh e w i t t 定义了具有自兼容性、交互性和并发 处理机制的对象，称为“a c t o r ，该对象具有封闭的内在状态，并且可以与其他同类对象进 行消息发送和反馈。a g e n t 一词最早可见于m m i n s k y 于1 9 8 6 年出版的( ( s o c i e t y o f m i n d ) ) 一书。m m i n s k y 引入了“s o c i e t y ”和“s o c i a lb e h a v i o r ”的概念。个体存在于社会中，社会中 的个体在有矛盾的前提下通过协商或者竞争的方法得到对问题的求解。这些个体被称为 “a g e n t 。1 9 9 4 年，m m i n s k y 对a g e n t 的概念作了进一步的说明。他认为：a g e n t 是一些 具有特别技能的个体。对于计算机而言，a g e n t 是指“能完成一些任务而人们无须了解它 是如何工作的机器，该机器可被处理为功能黑箱”。在这里，m m i n s k y 揭示了a g e n t 所应 具有的两重属性：社会性和智能性。 智能a g e m 技术的发展历史是很务实的，由于最早的人工智能的研究没有满足人们过 高的期望值，一度使人们将精力转移到其它方面的研究中去。智能a g e n t 技术正是接受了 这些历史经验和教i ) i l ，在一丌始就注重能将理论应用到实际，这为智能a g e n t 技术的实用 性奠定了基础。但在初期其研究范围具有很大的局限性，其应用的方向及价值性仍然不明 朗，外界对其仍持怀疑态度。 进入9 0 年代以后，由于网络通信技术的日新月异，各种分布式网络技术的发展，包 括i n t e m e t 的发展，人们呼唤种有智能能够适应复杂情况的灵性技术的产生，于是智能 a g e n t 技术便在新的条件下应运传播丌来。 智能化和网络化的发展促成了软件a g e m 技术的发展，软件a g e n t 技术正是为解决复 杂、动态、分布式智能应用而提供的一种新的计算手除许多专家信心十足地称：软件a g e n t 。 1 0 南京邮i 乜大学硕上研究生学位论文 第三章移动a g e n t 技术 技术将成为2 l 世纪软件技术发展的又一次革命。 目前关于a g e n t 的研究，无论是在人工智能领域还是在计算机科学的其它领域，都十 分活跃。研究的内容包括：a g e n t 和多a g e n t 的理论、a g e n t 的体系结构、多a g e n t 系统中 a g e n t 之间的通信和交流、a g e n t 语言等。基于智能a g e n t 的思想，人们甚至提出了一种新 的人工智能定义：人工智能是计算机科学的一个分支，它的目标是构造能表现出一定智能 行为的a g e n t 。美国s t a n f o r d 大学计算机科学系的h a y sr o t h 在i j c a i 9 5 的特邀报告中谈 到：“智能的计算机a g e n t 既是人工智能最初的目标，也是人工智能最终的目标。 一a g e n t 的定义 智能代理技术( a g e n t ) 的研究起源于人工智能领域，但目前在分布式系统、软件工程及 通信等领域同样得到了广泛的发展，并被赋予不同的含义。开始a g e n t 被直接翻译为智能 代理，但有的专家提出这一翻译法容易使人误解，因为它没有突出强调a g e n t 的智能内涵 本质，却容易使人产生代理这一术语同常生活中的含义，所以他们建议翻译为“智能体” 或“主动体”。有的专家为了避免争论，建议直接用源英文单词a g e n