網(wǎng)絡(luò)管理的目的是對(duì)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)單元或設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視,采集相關(guān)的數(shù)據(jù),評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)單元的有效性,報(bào)告網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài),支持網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)分析。這些參數(shù)能幫助網(wǎng)絡(luò)管理人員了解和掌握網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)并及時(shí)給予維護(hù)或優(yōu)化。簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)經(jīng)過(guò)幾十年的完善和發(fā)展,已經(jīng)成為目前使用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。基于SNMP協(xié)議以及Java技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的有效管理。

1SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議

SNMP框架由三個(gè)主要部分構(gòu)成,分別是SMI(StructureofManagementInformation,管理信息結(jié)構(gòu))、MIB(ManagementInformationBase)、和SNMP協(xié)議。SMI是SNMP網(wǎng)絡(luò)管理框架三要素之首,它定義了SNMP框架所用信息的組織、組成和標(biāo)識(shí),SMI是用ASN.1來(lái)形式化定義管理對(duì)象。其中的每片信息是一個(gè)有標(biāo)號(hào)的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含兩個(gè)內(nèi)容:一個(gè)對(duì)象標(biāo)識(shí)符和一個(gè)簡(jiǎn)短的文本描述。其中對(duì)象標(biāo)識(shí)符OID(ObjectIdentifiers,對(duì)象標(biāo)識(shí)符)是由句點(diǎn)隔開(kāi)的一組整數(shù),它命名節(jié)點(diǎn)并指示它在ASN.1樹(shù)中的準(zhǔn)確位置。管理信息庫(kù)(MIB)是網(wǎng)絡(luò)管理中的重要組成部分。每個(gè)MIB包含:系統(tǒng)與設(shè)備的狀態(tài)信息,運(yùn)行的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),配置參數(shù)等。利用SNMP協(xié)議,可以查詢(xún)管理代理實(shí)現(xiàn)的MIB中相應(yīng)對(duì)象的值,來(lái)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài)。管理代理也會(huì)通過(guò)SNMP協(xié)議發(fā)出一些trap(陷阱報(bào)文)。

2SNMP網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)模型

2.1管理者—代理模式

SNMP采用“管理進(jìn)程—代理進(jìn)程”模型來(lái)監(jiān)視和控制Internet上各種可管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)管活動(dòng)是通過(guò)網(wǎng)管請(qǐng)求的給予者(網(wǎng)管中心的管理者進(jìn)程)和網(wǎng)管請(qǐng)求的接收者(代理系統(tǒng)中的代理進(jìn)程)之間的交互式會(huì)話實(shí)現(xiàn)的。SNMP管理模型如圖1所示。網(wǎng)絡(luò)操作員首先通過(guò)特定的請(qǐng)求窗口向管理者提交網(wǎng)管請(qǐng)求,然后通過(guò)本地的網(wǎng)管通信模塊把該請(qǐng)求發(fā)送給指定的遠(yuǎn)程代理,并等待執(zhí)行結(jié)果的返回。遠(yuǎn)程代理在接收到這一請(qǐng)求后,向被監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)資源發(fā)出執(zhí)行該網(wǎng)管請(qǐng)求的命令。此時(shí),遠(yuǎn)程代理將等待執(zhí)行結(jié)果,或在被監(jiān)控的資源出現(xiàn)異常情況時(shí)產(chǎn)生事件報(bào)告。然后,遠(yuǎn)程代理通過(guò)其網(wǎng)管通信模塊向網(wǎng)管中心發(fā)回網(wǎng)管結(jié)果。網(wǎng)管中心的管理者在接收到設(shè)備代理返回的結(jié)果或事件報(bào)告后,經(jīng)過(guò)分析處理再通過(guò)指定窗口把結(jié)果顯示出來(lái)。

2.2SNMP網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)構(gòu)成

SNMP管理的網(wǎng)絡(luò)由三個(gè)關(guān)鍵組件組成:被管理設(shè)備(ManagedDevice)、代理(Agent)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS,NetworkManagementSystems)。被管理設(shè)備用于收集并儲(chǔ)存管理信息,通過(guò)SNMP,NMS能得到這些信息。被管理設(shè)備可以是路由器、訪問(wèn)服務(wù)器,交換機(jī)和網(wǎng)橋、HUBS、主機(jī)或打印機(jī)等。SNMP代理是被管理設(shè)備上的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理軟件模塊。SNMP代理?yè)碛斜镜氐南嚓P(guān)管理信息,并將它們轉(zhuǎn)換成與SNMP兼容的格式。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)NMS運(yùn)行應(yīng)用程序以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控被管理設(shè)備。此外,NMS還為網(wǎng)絡(luò)管理提供了大量的處理程序及必須的儲(chǔ)存資源。任何受管理的網(wǎng)絡(luò)至少需要一個(gè)或多個(gè)NMS。

3網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

基于SNMP網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)設(shè)置及獲取被管理設(shè)備信息的程序流程圖如圖2所示。IP地址標(biāo)識(shí)了程序要訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,如主機(jī)、路由器等等,要采集這些設(shè)備的性能參數(shù)就必須向它們發(fā)送SNMP報(bào)文,而IP地址則是組成這些SNMPPDU的變量之一。基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)采用JAVA語(yǔ)言編寫(xiě),JAVA語(yǔ)言具有良好的跨平臺(tái)性和穩(wěn)健性。數(shù)據(jù)庫(kù)使用MYSQL,MYSQL具有功能強(qiáng),使用簡(jiǎn)單、管理方便、運(yùn)行速度快等特點(diǎn)。

4系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

4.1系統(tǒng)功能主界面

本系統(tǒng)基于單文檔框架窗口作為系統(tǒng)的總控臺(tái),所有的功能模塊都可在此總控臺(tái)中來(lái)調(diào)用,SN-MP管理功能部件采用對(duì)話框模式。主界面如圖3所示。進(jìn)入系統(tǒng),啟動(dòng)界面之后,在系統(tǒng)托盤(pán)建立應(yīng)用程序圖標(biāo),并打開(kāi)總控窗口。當(dāng)總控窗口最小化時(shí),將由在托盤(pán)區(qū)圖標(biāo)上的相應(yīng)菜單操作來(lái)執(zhí)行指令。如圖4所示。

4.2SNMP數(shù)據(jù)采集

SNMP數(shù)據(jù)的采集是重點(diǎn)研究的對(duì)象,如何通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送SNMP報(bào)文,取得SNMP報(bào)文,從中讀取數(shù)據(jù)就是這次設(shè)計(jì)所要解決的。當(dāng)一個(gè)SNMP協(xié)議實(shí)體(比如管理者)發(fā)送報(bào)文時(shí)要執(zhí)行下面的過(guò)程:首先是按照ASN.1格式構(gòu)造PDU,交給認(rèn)證進(jìn)程。認(rèn)證進(jìn)程檢查源和目標(biāo)之間是否可以通信,如果通過(guò)這個(gè)檢查,則把有關(guān)信息(版本號(hào)、團(tuán)體名、PDU)組裝成報(bào)文。最后經(jīng)過(guò)BER編碼,交給傳輸實(shí)體發(fā)送出去。如圖5所示。當(dāng)一個(gè)SNMP協(xié)議實(shí)體(比如管理者)接受到報(bào)文時(shí)要執(zhí)行下面的過(guò)程:首先是按照BER編碼恢復(fù)ASN.1報(bào)文,然后對(duì)報(bào)文進(jìn)行語(yǔ)法分析,驗(yàn)證版本號(hào)和認(rèn)證信息等。如果通過(guò)分析和驗(yàn)證,則分離出協(xié)議數(shù)據(jù)單元,并進(jìn)行語(yǔ)法分析,必要時(shí)經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后返回應(yīng)答報(bào)文。在認(rèn)證檢驗(yàn)失敗時(shí)可以生成一個(gè)陷阱報(bào)文,向發(fā)送端報(bào)告異常情況。無(wú)論何種檢驗(yàn)失敗,都丟棄報(bào)文。

SNMP規(guī)定了5種協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU(SNMP報(bào)文),用來(lái)在管理進(jìn)程和代理之間的交換。Get-request操作:從代理進(jìn)程處提取一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值Get-next-request操作:從代理進(jìn)程處提取緊跟當(dāng)前參數(shù)值的下一個(gè)參數(shù)值Set-request操作:設(shè)置代理進(jìn)程的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值Get-response操作:返回的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值。這個(gè)操作是由代理進(jìn)程發(fā)出的,它是前面三種操作的響應(yīng)操作。Trap操作:代理進(jìn)程主動(dòng)發(fā)出的報(bào)文,通知管理進(jìn)程有某些事情發(fā)出。

本系統(tǒng)采用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā),報(bào)文構(gòu)建和解碼工作的部分代碼如下:(1)創(chuàng)建SNMP報(bào)文VarBindListretrievedVars=newVarBindList();//請(qǐng)求標(biāo)識(shí)interrorStatus=0;//錯(cuò)誤狀態(tài)interrorIndex=0;//錯(cuò)誤索引ObjectIdentifierrequestedObjectIdentifier=newObjectIdentifier(itemID);VariablePairnextPair=newVariablePair(re-questedObjectIdentifier,newNullSNMP());SequencevarList=newSequence();varList.addSNMPObject(nextPair);PDUpdu=newPDU(BERCodec.SNMPGE-TREQUEST,requestID,errorStatus,errorIndex,varList);MessageSNMPmessage=newMessageSNMP(version,community,pdu);//其中version、community、pdu三個(gè)參數(shù)分別為版本號(hào)、團(tuán)體名、PDUbyte[]messageEncoding=message.get-BEREncoding();DatagramPacketoutPacket=newDatagram-Packet(messageEncoding,messageEncoding.length,hostAddress,remotePort);dSocket.send(outPacket);(2)對(duì)SNMP報(bào)文解碼DatagramPacketinPacket=newDatagram-Packet(newbyte[receiveBufferSize],receiveBuffer-Size);dSocket.receive(inPacket);byte[]encodedMessage=inPacket.getData();MessageSNMPreceivedMessage=newMes-sageSNMP(BERCodec.extractNextTLV(encod-edMessage,0).value);PDUreceivedPDU=receivedMessage.getPDU();if(receivedPDU.getRequestID()==re-questID){if(receivedPDU.getErrorStatus()!=0)thrownewGetExceptionSNMP(”OID”+itemID+”notavailableforretrieval”,receivedP-DU.getErrorIndex(),receivedPDU.getErrorStatus());varList=receivedPDU.getVarBindList();SequencenewPair=(Sequence)(varList.get-SNMPObjectAt(0));ObjectIdentifiernewObjectIdentifier=(Objec-tIdentifier)(newPair.getSNMPObjectAt(0));ObjectSNMPnewValue=newPair.getSNM-PObjectAt(1);if(newObjectIdentifier.toString().equals(itemID)){retrievedVars.addSNMPObject(newPair);break;}}returnretrievedVars;