（计算机软件与理论专业论文）基于网络管理系统中非标准协议设备接入的研究和实现.pdf

摘要 摘要 基丁| 网络管理系统中非标准协议设备接入的研究和实现 殷辉东南大学 当前网络规模不断扩大，复杂性不断增加，网络的异构性越米越强。一个网络往往由若 干不同大小的子网组成，包括不同厂家的网络和通信设备。在互联网中，这些设备的互鞋互 通必须遵循共同的规范和约定，即采用统一的协议才能实现。同时，随着网络技术的不断发 展和网络应用的不断深入，网络的管理、维护和运行变得越来越复杂，需要有先进的网络管 理系统予以支撑。因此，为了能支持各种网络的互连及其管理，网络管理必须要遵从国际标 准与协议。 现今，各电信营运商的网络中运行着众多厂家的网络传输设备和网管软件系统，然而管 理这些系统却存在很多困难，迫切要求各个厂商的子网管理系统向上提供开放标准的接口， 为电信运营商实施统一的监控管理、资源管理和调度管理系统奠定良好的基础。 为了实现综合网络管理，需要首先在设备厂商网管现有接口的基础上做开发，然后进行 网管接口规范化及基于标准接口的开发。这样，就可 三( 在上述i _ = 作的基础上综台设备f 一商接 口的通信协议、信息模型和接1 ：3 功能，参照主流的国际标准组织的规范制定符合中国电信网 络实际情况的多厂商网管接口的技术规范( 包括网络管理层接e l 规范和业务管理层接口规 范) 。 论文依据基于w e b 的网络模型，采崩x m l 技术来构建网管系统，以解决其跨平台性剌 可扩展性，实现对不同厂家的网络设备的统管理。本论文中选取c i s c oc a t a l y s t3 5 0 0 2 4 交 换机干l i n u x 操作系统的p c 机这两种典型的网络设备为研究对象，对两种设备的接口数据 进行分析，并用x m l 对它们进行建模。同时，研究s n m p 协议中的管理信息模型，并为非 标准协议设备建立这样的管理信息模型，提供给上层标准的s n m p 接1 ：3 ，以实现上层对非 标准协议设备的缆一配置和管理，同时也实现了网管接口的标准化。 论文实现的原型系统可以直接通过w e b 方式对非标准协议设备通过s n m p 接口或控制 台接口进行配置管理和性能监控。 关键词： 网络管理 s n m p x m l 数据建模 接口标准化 管理信息模型 配置管理 性能监控 a b s t r a c t a b s t r a c t r e s e a r c ha n dr e a l i z a t i o no f h o wt ob r i n gt h en o n s t a r d a n dp r o t o c o le q u i p m e n t si n t ot h e n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m y i nh u i ，s o u t h e a s tu n i v e r s i t y w i t ht h ed e v e l o p m e n to f t h en e t w o r kt e c h n o l o g y , t h en e t w o r ki sb e c o m i n gl a r g e r , m o r e c o m p l i c a t e d an e t w o r ki sm a k eu po f m a n yo f s u b - n e t w o r k s i n c l u d i n gt h en e t w o r ka n d c o m m u n i c a t i o ne q u i p m e n t sf r o md i f f e r e n tc o m p a n i e s t h e s ee q u i p m e n t ss h o u l db ea c c o r d i n gt o t h ec o m m o nc r i t e r i o n sa n dc o n v e n t i o n a lr u l e si no r d e rt oc o m m u n i c a t ew i t he a c ho t h e r t h e s e e q u i p m e n t ss h o u l db ek e e pt ot h et m i f o i t np r o t o c o l si nt h ei n t e r u e t a tt h es a l n et i m e w i t ht h e d e v e l o p m e n to f t h en e t w o r kt e c h n o l o g y , n e t w o r km a n a g e m e n t ，m a i n t e n a n c ea n dr u n n i n gb e c o m e m o r ea n dm o r ec o m p l i c a t e d ，w h i c hn e e d sa na d v a n c e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mt os u p p o f li t t h e r e f o r en e t w o r ks h o u l db ea c c o r d i n gt ot h ei n t e m a t i o n a ls t a n d a r d sa n dp r o t o c o l s n o w a d a y s ，a l lk i n d so fe q u i p m e n t sa n dn e t w o r km a n a g e m e n ts o f t w a r es y s t e m sf r o mt h e d i f r e r e n tc o m p a n i e si s r u n n i n gi nt h en e t w o r k t h e r ea r em u c hd i t t i c u l tt om a n a g et h e s e e q u i p m e n t sa n ds y s t e m s s oi ti sn e c e s s a r yf o re v e r yc o m p a n yt oo f f e ro p e na n ds t a n d a r d i z a t i o n i n t e r f a c et ot h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m i tw i l lb eg o o dt ot h er e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e m ， a t t e m p e rm a n a g e m e n ts y s t e ma n de t c i no r d e rt or e a l i z et h en e t w o r ki n t e g r a t i o nm a n a g e m e n t ，d e v e l o p m e n tb a s e do nt h e n o n - s t a n d a r de q u i p m e n t si n t e d a c es h o u l db ed o n ea tf i r s t t h e ni n t e d a c es t a n d a r d i z a t i o ns h o u l d b ed e v e l o p e d t h ei n t e r f a c es t a n d a r d i z a t i o ni sa c c o r d i n gt ot h ei n t e m a t i o n a ls t a n d a r do r g a n i z a t i o n a n db et r u eo f a c t u a ln e t w o r kr u n n i n gc i r c u m s t a n c e w 曲- b a s e dn e t w o r km a r i a g e m e n tm o d e ia n dx m l t e c h n o l o g yi su s e dt oc o n s t r u c tt h i s n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m i tw i l ls o l v et h ep r o b l e mo f r u n n i n go nd i f f e r e n tp l a t f o r m sa n d b e i n ge x t e n d e de a s i l y t h ec i s c oc a t a l y s t3 5 0 0 - 2 4s w i t c ha n dt h ep cw i t hl i n u xo sw e r et o o kt o b et h er e s e a r c ho b j e c t si nt h et h e s i s a f t e ra n a l y s i n gt h ed a t af r o mt h ee q u i p m e n t s i n t e r f a c e s ，d a t a m o d e l i n gf o r t h ee q u i p m e n ti n t e r f a c ed a t aw i t hx m l ，r e s e a r c h i n gt h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n m o d e id e f i n e di ns n m pa n db u i l d i n gt h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nm o d e lf o rt 1 en o n s t a n d a r d e q u i p m e n t s ，t h ee q u i p m e n t sw i l lo f f e rt h es t a n d a r di n t e r f a c et ot h em a n a g e r m a n a g e rc a nm a n a g e t h ee q u i p m e n tt h r o u g ht h i ss t a n d a r di n t e r f a c e i nt h ep r o t o t y p es y s t e m ，y o uc a nm a n a g et h en o n s t a n d a r de q u i p m e n t st h r o u g hb o t hs n m p i n t e d a c ea n dc o n s o l ei n t e r f a c ei nt h ew e bb r o w s e r 。3 一n e t w o ”r k 籼硎 s n m p x m l m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nm o d e l c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t i i 东南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，也不包含为获得东南大 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：2 0 0 4 年4 月 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、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) 授权东南大学研究生院办理。 一躲避翩畿黧哆淞 东南人学硕士学位论文 第一章引言 1 1 论文的研究背景 当前网络规模不断扩大，复杂性不断增加，网络的异构性越来越强。一个网络往往由若 干不同大小的子网组成，包括不同厂家的网络和通信设备。在互联网中，这些设备的互联互 通必须遵循共同的规范和约定，即采用统一的协议才能实现。同时，随着网络技术的不断发 展和网络应用的不断深入，网络的管理、维护和运行变得越来越复杂，需要有先进的网络管 理系统予以支撑。因此，为了能支持各种网络的互连及其管理，网络管理必须要遵从国际标 准与协议。 现今，各电信营运商的网络中运行着众多厂家的网络传输设备和网管软件系统，然而管 理这些系统却存在很多困难，主要体现在：需要对各个厂商的网络设备和网管系统熟悉，但 不同厂商的网络设备和网管系统的差异较大，增加了管理和维护的复杂性；在这些孤立的多 厂商网管环境中，无法实现统一的集中监控和维护管理，更难实现统一的资源管理和调度等 功能。以上问题都迫切要求各个厂商的子网管理系统向上提供开放标准的接口，为电信运营 商实施统一的监控管理、资源管理和调度管理系统奠定良好的基础。 多厂商接口问题在国际上早就引起了电信界的重视，各标准组织纷纷制订相应的接口规 范，目的就是实现t m n ( 电信管理网) 中描述的分层管理、信息模型和管理功能，为实现不同 网管产品的互联互通和互操作提供依据。目前制订电信网络管理规范的标准组织主要有： i t u 、e t s i 、t m f 、t i n a 、s o n e ti n t e r o p e r a b i l i t yf o r u m 、b e l l c o r ef o r u m s 。尽管这些标 准组织制订了各种各样的网管标准，但在实际应用中却碰到了许多问题，使这些标准很难在 实际应用中得以实施，真正在实际网络上运行的、能够实现不同厂家互通的网管产品也就更 少了。究其原因，主要是? 1 ) 这些组织早期制订的标准大都偏重于定义网元层和网元管理层之间的规范，而不同 厂家的网元设备是有很大差别的，想在网元层就实现各厂商的互联互通互操作在实践中证明 是失败的。目前许多厂商在网元管理器和网元之间采用的是基于t c p i p 的消息流专有接口， 并非理论上完整、实际复杂的q 3 接口。 2 ) 如果不同厂家采用其专有的接口，很难实现不同厂商设各的互联、互通和互操作。 按照过去的管理模式，实现不同厂家设备的互联、互通和互操作要满足四个层次的一致性， 这四个层次是逐步依赖的关系，首先通信协议的一致性是所有一致性的基础，只有通信协议 保持一致性，才能实现“互联”：在通信协议一致性的前提下，还要满足管理信息模型的一 致性，管理信息模型保持一致性，才能实现“互通”：在管理信息模型保持一致性的前提下， 还要满足管理功能和管理业务的一致性，而只有管理功能和业务满足一致性，才能实现“互 操作”。 3 ) 由于存在许多的标准组织，不同组织的体系规范是有差别的，使得接口的实现技术 有很多种，导致接口的配置比较复杂，反而造成了网管产品互通盼复杂性。较常用的接口实 现技术主要有：t c p i ps o c k e t 技术，像朗讯和阿而卡特的网元管理层子网管理系统就向上 提供这种接口；c o r b a 技术，像西门子的子网管理系统就向上提供这种接口i 还有i t u t 的 q 3 接口，国内的设备制造商如烽火、大唐和日本n e c 公司的子网管理系统就支持这种接口。 每种接口由于实现不同和系统使用的差异，导致它们的配置方式也千差万别，有的比较简单， 东南大学顶士学位论文 而有的则相当复杂。一般说来，基于t c p i ps o c k e t 和c o r b a 技术的接口配置相对简单，q 3 则复杂些。 4 ) 真正提供向上接口的子网管理系统很少，厂商提供的接口资料往往与实际情况有较 大出入，给接口的测试和验证工作造成了难度。在实际应用中，很多厂商都没有开发自己的 网络层管理系统，虽然电信运营商要求厂商的网管系统提供向上的标准接口，但是在网络层 管理系统与其真正连接之前，实际上很难检验这些接口。而有些厂商声称提供标准接口，而 实际系统中根本没有提供：或者仅仅提供了其中的部分功能但却没有经过严格的测试。 针对上述情况，为了实现综合网络管理就需要首先在设备厂商网管现有接口的基础上做 开发，然后进行在设备厂商网管现有接口的基础上做开发：赵样，就可以在上述工作的基础 上综合不同设备厂商接口的通信协议、信息模型和接口功能，参照主流的国际标准组织的规 范制定符合中国电信网络实际情况的多厂商网管接口的技术规范( 包括网络管理层接口规范 和业务管理层接口规范) 。之所以先在现有接口基础上进行开发，是因为厂商的接口已经存 在，这些设备实际中已经投入使用，并且投资巨大，因此基于厂商现有接口的开发是一种务 实的开发策略。但这些接口是各种各样的，因此对网管系统开发商的要求就大大提高了，需 要掌握各个厂商的接口规范，完成技术交流、系统开发工作，并做到系统能兼容不同厂商的 设备。此外，如果各个厂商的设各都使用不同的接口，将给系统开发和维护带来许多不便， 因此必须进行网管接口规范化及基于标准接口的开发工作。 1 2 论文的研究内容与意义 作为统一接口实现网管标准化工作的核心，网管接口标准化主要包括接口通信协议、接 口信息模型和接口支持的管理功能三方面内容。对于接口通信协议，目前已普遍接受的是基 于q 3 接口的c m i p 、基于c o r b a 接口的i i o p 以及基于i n t e r n e t s b m i p 框架结构的s n 瑚p ：对 于接口信息模型，与以上三种接口相对应，分别采用g d m 0 a s n 1 、i d l u m l 和m i b i i 方式进 行信息模型的描述， 网络管理领域中普遍采用i n t e r n e t s n m p 管理体系结构。它最大的特点是简单、容易实 现和成本低。此外，其可伸缩性、扩展性、健壮性也得到了广泛的认可，成为事实上的标准。 本论文即是以基于i n t e r n e t s n b l p 框架结构的s n m p 为标准，对非标准协议设备进行改造。 由于这些非标准协议设备都提供命令行接口( c l i ) 支持，能够通过命令行接口对设备进行 详尽地配置，本论文决定从这个方面入手实现对非标准协议设各的统一管理。针对上述情况， 本论文提出的解决方案是：在这些非标准协议设备和网关之间加一层代理，通过t e l n e t 方 式或c o m 串口方式登录设备，对设备进行轮询，通过命令行接口向非标准协议设备发出相应 命令解析设备返回的响应并从中提取有效数据，以符合s n m p 的m i b 为统一的信息模型， 建立设备的m i b 库，使得非标准协议设备变成具有s n m p 标准协议的智能设备。同时该代理 还接收来自上层管理应用程序的配置命令，转换为设备识别的命令对设备进行相应配置，以 实现通过统一方式对不同设备进行配置管理即对设备实现统一管理。本论文的研究工作主要 包括以下三个部分： ，1 ) 非标准协议设备的接口数据建模 为了实现与非标准协议设备进行通信，首先需要对这些设备的接口数据( 主要是响应文 本和命令行) 进行分析和抽象，并进行数据建模。本论文中通过对两种网络中的典型设备( 三 层交换机、l if t u x 操作系统的p c 主机) 的接口数据进行分析和抽象来进行建模。 对于响应文本，根据对响应文本格式的分析以及对提取数据方式的归纳制定出一系列 解析响应的规则，通过指定解析规则和提供相应参数，实现有效数据的提取。 2 东南大学硕士学位论文 对于命令行，根据对两种醴各的命令格式的分析、比较和归纳，把命令行抽象成几个不 同部分的合成，并据此设计配置命令统一通用的格式模式。使得可以通过指定命令格式的合 成部分和提供相应的必要参数，实现从通用命令格式到不同设备命令行格式的转换。 为了实现更好的通用性，用x m l 语言来描述如何解析响应和如何转换命令。本论文工作 需要为转换命令规则及其参数定义和解析响应规则及其参数定义进行统一的文档类型定义 ( d t d ) ，在d t d 中定义关于瑚l 文档中标记符的语法规则，使得描述解析响应和转换命令的 x m l 文档都符合这个定义。这样就可以用符合统一模式的x m l 文档对设备接口数据进行描述， 在经过编译后提供转换命令的依据，实现对命令的转换；同样也可以提供解析响应的依据， 实现对响应的解析。 2 ) 非标准协议设备接口标准化的研究和实现 通过对s n m p 中的两个重要组成部分管理信息结构( s m i ) 和信息管理库( m i b ) 的分析， 建立该信息模型。实际上该模型就是s m i 的模型，通过该信息模型，可以为设备建立各自的 m i b 。建立了设备的b l i b 库后，网管员才能通过s n m p 标准的操作g e t 、g e t n e x t 和s e t 方便 地了解设备的运行状况，所以需要通过轮询为各个非标准协议设备建立各自的符合s n m p 标 准的m i b 信息模型的m i b 库。本论文通过分析研究从响应中提取的数据与m i b 信息模型中的 对象的对应关系产生两者的映射。 这个部分主要是对映射的定义，这个映射包括二个方面：一个是对设备发出的命令， 一个是对设备响应的解析，还有一个就是对应的m i b 对象。在描述映射的x m l 文档中指定这 三个参数，就可以实现对非标准协议设备的轮询，获得m i b 对象的值，建立备的m i b 库。 3 ) 接口支持的管理功能的实现 本论文中以配置管理和性能监控为例，在接口标准化工作的基础上实现了这两个功能。 配置管理主要包括：配置更改曰志：用以记录对设备的配置修改时间、所进行的操作 等信息：配置设备：管理员可以对设备进行实时的配置、设置或者修改设备参数。 性能监控主要包括：数据采集：负责对数据的采集。主要是从建立好的设备m i b 采集 数据；性能报告模块：对采集的数据进行分祈计算，生成性能统计报告和较为直观的性能 分析曲线图形。 由于最终的管理是在w e b 浏览器下进行的，所以接口支持的管理功能的界面实现是必不 可少的，所以本论文还实现了友好的人机交互界面。 统一接口的实现使之既能保证网络管理系统与被管网络和设备的数据交互，又可以屏蔽 厂家协议的多样性，具有实际应用的价值，尤其是对电信运营商而言，可以提高其维护管理 效率，降低管理成本。同时可以为业务管理层系统提供必要的基础信息，以实现业务网络 层管理系统的全网故障定位、统一调度、资源统计查询、业务出租等综合功能。 以后的工作可以在实现以上两种设备接口的基础上，进一步推广应用，为实现综合网管 对非标准协议设备的管理打下良好的基础。 1 3 论文的组织结构 论文首先介绍了基于f e b 的网管模型，给出了原型系统的总体结构设计，并介绍了实现 该原型系统所采用的关键技术及其在原型系统实现中的应用。 第三章介绍了x m l 和数据建模以及用脚l 建模的步骤，首先建立信息模型( 静态模型和 动态模型) ，然后设计x m l 文档最后编写d t d 作为模式。 第四章主要分析了两种不同的非标准协议设备( c i s c oc a t a l y s t3 5 2 4 、l i n u xo s ) 的 3 东南大学硕士学位论文 接口数据( 命令行和响应) ，介绍了如何用x m l 对这两种设备接口数据进行数据建模，如何 设计f s t l 文档，并给出了相应的例子说明。 第五章提出了建立统一管理信息模型的必要性并详细分析了标准协议s n m p 的管理信息 模型m i bi i ；然后对非标准协议设备的网管接口进行了定义，分别定义了设备的c l i 接口 和s n m p 接口，并用x m l 进行建模，建立设备的管理信息模型；最后用d t d 编写模式。 第六章以配置管理和性能监控为例，提出了在上述工作的基础上实现接口支持的管理功 能模块的分析和设计，介绍了开发设备适配模块( a g e n t ) 和设备通用模块( m a n a g e r ) 的主 要流程和算法，最后给出了原型系统的主要界面并简要解释了在界面上的操作。 最后，总结了所做的工作并指出了下一步工作的发展方向。 4 东南大学硕士学位论文 第二章原型系统的总体结构设计 随着网路技术的迅猛发展，网络管理技术也在快速发展。网络管理发展的基本方向是开 放性、综合性、智能化、集成化及基于w e b 的网络管理“ ( 1 ) 开放性：网络管理系统的开放性体现在开放的体系结构、开放的管理接口标准、 开放的应用编程接口，实现各种异构系统的管理互操作性。 ( 2 ) 综合性：综合管理的含义是多方面的。对于网络用户来说，对管理系统的要求是 提供多种级别的管理支持。对网络业务提供者来说，就是通过一个操作平台实现对多个网络 管理系统的互连。此外，网络管理与系统管理正在逐渐融合。 ( 3 ) 智能化：将人工智能技术和专家系统引入网络管理中，使网络的维护和操作智能 化。把数据仓库、联机分析处理、数据挖掘、模型库结合起来形成综合网络管理系统，实现 更有效的网络管理。 ( 4 ) 集成化：s n m p 和c m i p 集成化的策略是克服或协调两者差别。目前有两种集成方 法：协议共享方式和协议互通方式。新的网管集成化解决方案值得重视，这就是分布计算技 术在网络管理中的应用。 ( 5 ) 基于w e b 的网络管理：传统的网络管理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。为了减轻网管复杂性，降低网管费用，需要研究和开发一种 跨平台的、使用方便的、功能适用的新型网络管理模式。基于w e b 的网络管理模式可以实现 这个目标。作为当前网络管理的发展方向之一，基于w e b 的网络管理将与以下特点逐步融为 一体： 综合管理其他设备：将第三方厂商和用户设备( 如主机、交换机和路由器) 纳入自己的 管理范围，提高整个多厂商混合网络的管理水平。 开放式管理接口：使白己设计制造的设备能够接受其他厂商网路管理系统的管理，增加 组网的适应性和灵活性。 开放式应用编程接口：在网络管理平台上提供各种应用编程接口( a p p l i c a t i o n p r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ，a p i ) ，为用户提供增值机会。 非编程的用户定制能力：允许用户通过定义新的管理对象及修改对象属性，不经编程编 泽连接，就可以完成网络管理系统的剪裁和功能定制。 2 1 基于w e b 的网络管理模式 w b m 技术是i n t r a n e t 网络不断普及的结果。i n t r a n e t 实际上就是专有的w w w e b ，它主 要应用于一个组织内部的信息共享，运行t c p i p 协议并且通过安全防火墙等措施与外部 i n t e r n e t 隔离，主要由运行兼容h t m l 语言有关的应用层协议的w e b 服务器组建而成。 i n t r a n e t 用户以友好易用的w e b 浏览器从任意网络平台或位置与服务器通信，连接简单、 便宜而且无间断。人们正在重新考虑传统的客户机n 务器模式，以期进一步在提高网络的 实用性和在减少开发、设备、维护费用方面得到更进一步的优化，w e b 浏览器是只需要拥有 东南大学硕士学位论文 适量磁盘空间的一般机器，管理人员可以将很多计算与存储任务转移到w e b 服务器上，从而 可以使客户在简单便宜的客户机平台上访问它们，这种所谓薄客户机厚服务器模式不但减 少了硬件花费而且使用户得到了更大的灵活性。 w b m 融合了w e b 功能和网管技术，从而为网管人员提供了比传统工具更强有力的能力。 管理人员应用_ | 】b m 能够通过任何w e b 测览器，在任何站点均可以监测和控制公司网络，所以 他们不再只拘泥于网管工作站上了，并1 7m 此能够解决很多由于多平台结构产生的互操作性 问题。 w b m 提供比传统的命令驱动的远程登录屏幕更直接、更易用的图形界面，浏览器操作和 w e b 页亟对w 哪用户来说是非常熟悉的，所以w b m 的结果必然是既降低了m i s 全体培训的费 用又促进了更多的用户去利用网络运行状态信息。 另外，船m 是发布网络操作信息的理想方法。例如，通过浏览器连接到一个专门的 i n t e r n e tw e b 站点上，用户能够访问网络和服务的更新，这样就免去了用户与组织网管部 门的联系。 而且，由于w b m 仅仅需要基于w e b 服务器。所以能够快速地集成到i n t e r n e t 企业网中。 作为一种全新的网络管理模式，w b m 从出现就表现出强大的生命力，以其特有的灵活性， 易操作性等特点赢得了许多技术专家和用户的青睐。 图 目前，w b m 有两种基本的实现方案，彼此平行地发展着眇 第一种是代理方案，也就是将一个w e b 服务器加到一个内部工作站( 代理) 上，参见下 网络设备网络设备网络设备 图2 - l基于w 曲管理的代理方案 这个工作站轮流的与端设备通信，浏览器用户通过h t t p 协议与代理通信，同时代理通 过s n m p 协议与端设备通信，这种方案的典型实现方法是：提供商将w e b 服务加到一个已经 存在的网管设备上去。这样做可以平衡像数据库访问、s n m p 轮询等功能。 代理方式保留了现存的基于工作站的网关系统及设备的全部优点，同时还增加了访问灵 活的优点。既然代理与所有网络设备通信，那么它当然能提供一个公司所有物理设备的全体 映象，能够实现全局管理。管理者和设备的代理之间的通信沿用s n m p ，所以这种方案的实 施只需要那些“传统”的设备即可。因此，这种方案要求开发出基于w e b 的网络管理系统而 不需要改造现有的设备，并且可对整个企业网络进行全面的管理，在1 1 前是最合适的方案。 6 东南大学硕士学位论文 第二种是嵌入式方案，将w e b 能力真正地嵌入到网络设备中，每个设备有它自己的w e b 地址，管理人员要轻松的通过浏览器访问到设备并且管理它。参见下图： 网络设各网络设备网络设备 图) - - z 基于w e b 管理的嵌入式方案 嵌入方式给各台单独的设备带来了图形化的管理。它提供了非常简单易用的接口，优于 现在的命令行或基于远程登录的界面，而且w e b 接口可提供更简单的操作又不损失功能。因 此，这种方案要求生产厂商对所生产的各类网络产品进行必要的改造，但它只能针对某一个 设备进行w e b 化的管理。 本论文中采取的方法是对这些设备进行有效的改造，使之能够符合网络管理的标准，同 时在这些非标准协议的设备和网关之间加一层代理，使得管理者可以通过代理方式对设备进 行统一的管理，也可以对设备进行w e b 化管理。 2 2 原型系统的总体结构设计 2 2 1 系统总体结构设计图 该原型系统是在i n t e r n e t 环境中通过w e b 方式对非标准协议设备进行配置和管理的， 它允许在非客户端的计算机上创建、存放和处理对象，以便和本地的处理系统之间进行管理 元素的交互。远地用户通过调用服务器上提供的w e b 主页进入到本地的管理系统，就可以象 本地方式一样进行有意义的操作。本论文所做的工作主要是在非标准协议设各前端放置的计 算机上开发代理软件，以实现管理软件和非标准协议设备之间的通信；同时，在w e b 服务器 上开发管理软件，使得网络管理员可以对连网的任何一台非标准协议设备进行有效的配置和 管理。 该原型系统除了要与网络设备打交道以外，还要处理本地用户和远地用户发来的配置和 管理的相关命令，同时还要和数据库进行交互。为了便于各自功能模块的实现，本论文将整 个原型系统分成：网络管理应用程序、通用适配模块( m a n a g e r ) 、设备适配模块( a g e n t ) 。 总体设计见下图： 东南大学硕士学位论文 w e b 浏览器 h i t p c 网络管理应用程序爿数据库 * 7 ，7 、 | 配置管理模块fl 性能监控模块 j s n m p + l 通用适配模块( m a n a g e r ) l l 设备适配模块( a g e n t ) 图2 一j原型系统的结构设计 2 2 2 模块介绍及其功能说明 1 ) 设备适配模块( a g e n t ) 设备适配模块与各种非标准协议设备直接交互，分别对不同厂商的非标准协议设备接口 进行协议转换和语义适配，转换成信息格式一致的适配系统内部接口，提供给上层的通用适 配模块。在这个模块中需要定义设备脚本格式，定义与通用适配模块交互的数据结构，定义 设备m i b 库的结构，定义连接设备方式。具体功能为：编译设备描述脚本、向设备发送命令、 提取设备响应中的有效数据、轮询设备、响应来自通用适配模块的请求。 2 ) 通用适配模块( n a n a g e r ) 通用适配模块作为网管应用模块和被管网络之间的纽带既响应网管应用的请求，又响 应被管设备上报的消息，同时做出相应的反应，它的功能对于下层所有的适配模块是一致的。 针对具体的被管设备，设备适配模块可以灵活配置和管理，这对于通用适配模块来说是透明 的。在这个模块中需要定义与下层交互的数据结构。具体功能为：发送命令给下层、侦听下 层的连接取回数据、将数据放入数据库中。 3 ) 网络管理应用模块 配置管理的功能是对网络设备进行合理的配置。在这个模块中需要定义配置管理数据结 构、定义历史数据和当前数据、配置管理参数以及日志信息。具体功能为：列出网络设备清 单、增加网络设备、删除网络设各、对设备进行数据查询、对网络设备进行配置( 设置网络 设各的参数、修改现有的网络设备参数) 。 4 ) 网络管理数据库模块 由于数据库是上f 层之间进行交互的桥梁，下层模块要将获得的数据放入数据库中，上 层的应用模块去适时地调用数据库，有可能根据具体情况还要修改数据库。在数据库中定义 了用户管理表、网络设备管理表、配置管理表、性能管理表。用户管理表设置了网络管理员 东南犬学硕士学位论文 用户名、网络管理员1 3 令等基本信息；网络设备管理表设置了设备名、网络设备i p 地址等 基本信息；配置管理表记载了网络管理员修改网络设备参数的记录；性能管理表存放与性能 分析相关的数据。 2 2 3 原型系统的主要实现技术及其应用 2 2 3 1s e r v l e t 技术 s e r v l e t 是服务器小程序、运行于服务器端，可以与运行于客户端的a p p l e t 进行交互 也可以直接和h t m l 页面交互：- 女口下图所示： 图2 4 s e r v l e t 与前端交互 s e r v e t 是一个与协议无关、跨平台的服务方构件，它被集成到服务器中，可以实现网 络上远程动态加载。它的激活和移动须有客户端进行调用，没有与用户进行交互的界面。 s e r v l e t 运行于服务器端，它接受来自客户端的请求，将处理结果返回客户端。 s e r v l e t 能够动态扩充服务器的功能，处理来自客户端的请求，与c g i 程序类似，但是 在概念和实现上比c g i 更加先进和复杂。使用s e r v l e t 代替c g i 的主要优势是：它可以通过 相关协议的接口与客户机通信，消除了客户机n 务器程序的无效性。 与a p p l e t 不同的是，由于s e r v l e t 运行在f e b 服务器端，因此它是一个可信赖的程序， 不受到j a v a 安全性的限制，拥有和普通j a v a 应用程序一样的权限。在本论文中，如对网络 资源的g e t ，s e t 等指令，通过在小程序中发出命令给s e r v e r ，然后由s e r v l e t 的小服务程 序中执行相应的操作，把结果再回传给a p p l e t 。两者的通信是通过u r l u r l c o n n e c t i o n 来 实现的。如f 图所示： _ _ 工塾! 鲤! ! ! 堕! ! ! - 利用u r l 打开连接 1 丽i i 瀑面磊广一 + 而面函面鬲爵r 一 图2 一s w e b 方式下s e r v l e t 的应用 在进行连接时，a p p l e t 须加入下列代码 9 菖一 虱 匐訇习藿 东南大学硕士学位论文 u r lu r l2n e wu r l ( h t t p ：s e r v l e t h o s tp o r t s e r v l e t y o u r s e r v e t n a m e + a r g s t r i n g ) ： 定位s e r v l e t ，并传递参数 u r l c o n n e c t i o nc o n n e c t i o n = u r l o p e n c o n n e c t i o n ： 打开连接 d a t a l n p u t s t r e a mi n p u t = n e wd a t a l n p u t s t r e a m ( c o n n e c t i o n g e t i n p u t s t r e a m ) ： i n p u t 为输入流 s t r i n gd a t a = i n p u t r e a d l i n e0 ：接受回传的结果 s e r v l e t 端用s e r v l e t r e q u e s t 和s e r v l e t r e s p o n s e 来接受信息和返回信息： p u b li cv o i dd o g e t ( h t t p s e r v l e t r e q u e s tr e q ，h t t p s e r v l e t r e s p o n s er e s ) t h r o ws e r v l e t e x c e p t i o n p r i n t w r i t e ro u t = r e s g e t w r i t e ( ) ： o u t 为输出流 s t r i n gm o d e s t r = r e qg e t p a r a m e t e r ( a r g s t r i n g ) ：获取a p p l e t 传来的参数 进行处理 o u tp r i n t l n ( r e s u l t ) ： 输出结果 这里简单的把输入输出流和结果定义为最常用的类型，实际应用中可以把它定义成所需 要的类型。u r l u r l c o n n e c t i o n 类实现的a p p l e t 和s e r v l e t 通信所采用的通信协议都是应 用层的h t t p 协议，这样可以免去繁琐的底层编程，不失为一种简单易行高效的方法。 2 2 3 2 数据库接口技术 数据库接口技术主要是采用j d b ca p i 。j d b ca p i 使得应用程序可以对某个数据库打开 连接，执行s q l 语句并且处理结果。其中最重要的接口是： j a v a s q l d r i v e r m a n a g e r 处理驱动的调入并且对产生新的数据库连接提供支持。 j a v a s q l c o n n e c t i o n 代表对特定数据库的连接。 j a v a s q l s t a t e m e n t 代表一个特定的容器，对一个特定的数据库执行s q l 语句。 j a v a s q l r e s u l t s e t 控制对一个特定语句的行数据的存取。 每个d a t a b a s ed r i v e r 必须提供一个类：j a v a s q l d r i v e r ，以使得系统可以由 j a v a s q l d r i v e r m a n a g e r 来管理。驱动程序根据构造和所支持的数据类型可分为以下四种 类型： 1 ) j d b c - - o d b c 桥驱动程序 用o d b c 二进制代码实现，有时也用客户机实现，是在o d b c 之上提供对j d b c 的实现， 由于j d b c 放在o d b c 之后，所以实现起来简单而且高效，如下图所示： 东南大学硕七学位论文 图2 6 o d b c 数据库连接 2 ) 本地库j a v a 实现 用本地c 语言库调用将j d b c 翻译成本地客户机库。如下图所示 图2 7j d b c 数据库连接 3 ) 网络协议j a v a 驱动程序 这个驱动程序将7 d b c 调用变成独立于d b m s 的协议并通过接插发送到中间层服务器，如 下幽所示： 图2 8网络驱动程序连接数据库 4 ) 本地协议j a v a 驱动程序 j d b c 调用直接变为d b m s 服务器使用的网络协议，这种驱动程序中，数据库厂家支持网 络协议。这种驱动程序中，数据库厂家支持网络安插，7 d b c 驱动程序通过接插连接直接与 数据服务器通信，客户方代码可以通过j a v a 来编写，这种方法的好处是最容易实现也最适 合i n t e r n e t 使用。本论文的程序就是基于这种方法的，驱动程序由s 。ls e r v e r 厂家提供。 如_ f 图所示： 图2 9本地驱动程序连接数据库 在本论文中，采取第四种方案，关键代码如下 东南大学硕士学位论文 s t r i n gj d b c d r i v e r n a m e = ”c o m m i c r o s o f tj d b c s q is e r v e rs q l s e r v e r d r i v e r ”： s t r i