计算机网络管理论文：简单网络管理协议的研究与应用.doc

计算机网络管理论文：简单网络管理协议的研究与应用摘要:通过对简单网络管理协议（SNMP）的通讯原理、消息结构及抽象语法表示（ASN.1）、BER编码的分析，并对RFC1213管理信息库（MIB-II）和用户数据报协议（UDP）的分析研究，利用Windows SNMP提供的服务，使用C+Builder面向对象开发工具进行编程，实现SNMP协议包的构造和协议包的解析，提供网络设备管理的简便方式，从而保证网络设备稳定运行。关键词:网络管理；简单网络管理协议（SNMP）；ASN.1；BER编码；RFC1213；用户数据报协议（UDP）1引言简单网络管理协议SNMP（Simple Network ManagementProtocol）1是由Internet工程任务组织IETF(Internet Engineer-ing Task Force)2研究小组为解决Internet上的路由器管理问题而提出的。SNMP是一系列协议组和规范，可提供一种从网络设备中收集网络管理信息的方法。SNMP也为设备向网络管理工作站报告问题和错误提供方法。2 SNMP体系结构简介2.1 SNMP消息类型SNMP消息类型提供请求与响应的交互形式3，其中：（1）Get Request：管理站用来检索代理管理信息库中的标量对象值；（2）GetNext Request：管理站用来检索代理管理信息库中的当前标量对象的下一个对象值；（3）Set Request：管理站用来设置代理管理信息库中的标量对象值；（4）Response：代理用于发送管理站对代理的请求；（5）Trap:代理用于向管理站报告管理对象的状态变化。2.2 SNMP PDU协议数据单元结构图3为SNMP报文格式。SNMP PDU协议数据单元结构描述如下：RFC1157-SNMP DEFINATIONS:=BEGINIMPORTObjectName，objectSynax，NetworkAddress，IpAddress，TimeT-icks FROM RFC1155-SMI；Message:=SEQUECEversion INTEGERversion-1（0）；/版本号community OCTET STRING；/团体字data ANY；/SNMP PDUANY:=CHOICE/SNMP PDUget-request GetRequest-PDU； get-next-request GetNextRequest-PDU；get-response GetResponse-PDU；set-request SetRequest-PDU；trap Trap-PDU；GetRequest-PDU:=0IMPLICIT PDU；/A0GetNextRequest-PDU:=1IMPLICIT PDU；/A1GetResponse-PDU:=2IMPLICIT PDU；/A2SetRequest-PDU:=3IMPLICIT PDU；/A3PDU:=SEQUENCErequest-id INTEGER；/请求标识02 01 xxerror-status INTEGER；/错误状态02 01 xxnoError（0），tooBig（1），noSuchName（2），badValue（3），readOnly（4），genError（5）；error-Index INTEGER；/错误索引02 01 xxvariable-binding VarBinList；VarBinList:=SEQUENCE OF VarBin；VarBin:=SEQUENCEname ObjectName，value ObjectSyn-tax；2.3 ANS.1和BER抽象语法表示（ANS.1）是一种形式语言，可提供统一的网络数据表示，用于定义应用数据的抽象语法和应用层协议数据单元结构。在OSI和SNMP的管理信息库都是用其定义的。基本编码规则（BER）用ANS.1定义的应用数据在传输过程中要按照一定的规则转换成比特串。给出了SNMP消息的BER编码实例（对代理202.117.49.61的Get请求）。对SNMP消息的BER编码描述：/-SNMP消息-30 26 Sequence类型，长度38Byte2 1 0版本号：04 6 70 75 62 6c 69 63团体字：OCT String类型，publica0 19请求标识：GetRequest，长度25Byte2 1 0错误标识2 1 0错误状态2 1 0错误索引30 e Sequence类型，长度14Byte30 c Sequence类型，长度12Byte6 8 2b 6 1 2 1 1 4 0请求对象OID：OCT String类型，1.3.6.1.2.1.1.4.05 0空值2.4 RFC1213管理信息库MIBRFC1213定义MIB-2管理对象的核心集合4，这些对象在任何SNMP系统必须实现。管理信息结构说明了定义和构造MIB的总体框架，以及数据类型的表示和命名方法。SMI只允许存储标量对象和矢量对象（表对象），不支持复杂的数据结构。其提供标准化技术表示管理信息如下：（1）SNMP所有的管理对象组织成分层结构；（2）提供结构化的信息组织技术；（3）提供命名机制。树中的叶子结点都有一个分层的编号。叶子结点代表实际的管理对象，从树根到树叶的编号串联起来，用圆点隔开，形成管理对象标识符。2.5 UDP协议用户数据报协议UDP(User Data Protocol)5是一个面向无连接的协议，其传输效率较高。协议格式如表1所示。在SNMP代理中，常用161作为SNMP消息接收；162为AgentSNMP消息响应。UDP协议格式3 SNMP编程与测试环境SNMP要求的编程环境有：Java；C/C+；Borland C+Builder6。该程序选用Borland C+Builder6编程环境。而SNMP的测试环境要求：（1）Windows SNMP服务：Windows NT/Win-dows 2000/Windows XP的网络监视服务提供SNMP代理，端口：161；（2）AdventNet SNMP服务：AdventNet公司的SNMP代理，端口可自己设定；（3）AdventNet SNMP MIB Browse：AdventNet公司的SNMP动作测试工具；（4）Sniff软件是一个很好的网上抓包程序，用来分析发送和接收的SNMP消息。4 SNMP编程实现4.1 SNMP消息分析通过对SNMP协议的理解在C+Builder中将其定义为以下结构体类型；分别完成对消息的构造和解析6。（1）消息结构的结构体struct Message/消息结构图4 SNMP消息的BER编码举例源端口目标端口段长检验和SNMP报文格式-99-int len；/消息长度Ver Version；/版本号Octl OctString；/团体字PDUs pdu；/SNMP-PDUSNMPMessage；struct Ver/版本号int Len；/长度int VerValue；/版本值；struct Octl/团体字int Len；/长度char OctChar100；/团体字值；struct PDUsint Len；/长度int PduType；/PDU类型ReqID PduRID；/请求标识ReqStatus PduRStatus；/请求状态ReqIndex PduRIndex；/请求索引PDUVarBL VarBinList；/变量绑定表；struct ReqID/请求标识int Len；int Value；struct ReqStatus/请求状态int Len；int Value；（2）请求索引的结构体struct ReqIndex/请求索引int Len；int Value；struct PDUVarBL/变量绑定表int Len；/长度int BindArray；/得到PDU组数VarBindVarBind1100；/绑定变量；struct VarBindint Len；/长度OIDType OID；/变量OID类型OIDValue Value1；/变量OID值；struct OIDType/变量OID类型int Len；int Value100；struct OIDValue/变量OID值int Len；int TypeIndex；Union valvalulong ValueInt；char ValueChar100；int ValueIP10；char*ValuePoint；OIDType ValueOID；Long ValueCount；4.2 SNMP消息构造根据用户设置的Agent的IP、端口号、执行的请求和对象的OID；按BER编码来构造消息，设置SNMPMessage消息并存入Result数组中，以备发送。SNMP消息构造程序代码如下：/-计算SNMP消息长度-/-设置常规项-/+编码VarBindLis+/-编码SNMP消息-/+输出Memo1+4.3 SNMP消息发送与接收使用C+Builder提供的TNMUDP控件完成对SNMP消息的发送和接收，并存入Data1数组中，以备解析。以下为部分程序代码：/-消息的发送与接收（基于UDP）-void TForm1:sendrev（）/-void_fastcall TForm1:NMUDP1DataReceived（TCompo-nent*Sender，int NumberBytes，AnsiString FromIP，int Port）4.4 SNMP消息解析将UDP接收到的消息存入data1数组中，与消息的解析相反；将其每一部分添入所定义的SNMPMessage结构中，以备解析显示调用。以下为部分程序代码：/-PDU的解析过程-void TForm1:decodepdu（）/TODO:Add your source code here/长度/请求标志等参数/-VarBindlist的解析-/-解析OID-（展性、可复用性、可维护性，并给出一个具体应用实例实现DAO设计模式。参考文献：1Erich Gamma.设计模式：可复用面向对象软件的基础M.李英军,蔡敏，刘建中，译.北京：机械工业出版社，2007.2Jeffrey Richter.框架设计M.周靖,张杰良，译.北京：清华大学出版社，2006.3陆明，张广泉.面向复用软件开发方法的比较与分析J.苏州大学学报（工科版），2006，26（2）：11-15.4William Crawford,Jonathan Kapla.J2EE设计模式M.刘绍华，毛天露，译.北京：中国电力出版社,2005.5龙浩，黄明和.分