網絡管理的目的是對網絡、網絡單元或設備進行監視,采集相關的數據,評價網絡和網絡單元的有效性,報告網絡設備的狀態,支持網絡規劃和網絡分析。這些參數能幫助網絡管理人員了解和掌握網絡的狀態并及時給予維護或優化。簡單網絡管理協議(SNMP)經過幾十年的完善和發展,已經成為目前使用最廣泛的網絡管理標準協議。基于SNMP協議以及Java技術與數據庫技術開發的網絡管理系統,實現了對區域網絡的有效管理。

1SNMP網絡管理協議

SNMP框架由三個主要部分構成,分別是SMI(StructureofManagementInformation,管理信息結構)、MIB(ManagementInformationBase)、和SNMP協議。SMI是SNMP網絡管理框架三要素之首,它定義了SNMP框架所用信息的組織、組成和標識,SMI是用ASN.1來形式化定義管理對象。其中的每片信息是一個有標號的節點。每個節點包含兩個內容:一個對象標識符和一個簡短的文本描述。其中對象標識符OID(ObjectIdentifiers,對象標識符)是由句點隔開的一組整數,它命名節點并指示它在ASN.1樹中的準確位置。管理信息庫(MIB)是網絡管理中的重要組成部分。每個MIB包含:系統與設備的狀態信息,運行的數據統計,配置參數等。利用SNMP協議,可以查詢管理代理實現的MIB中相應對象的值,來監視網絡設備的狀態。管理代理也會通過SNMP協議發出一些trap(陷阱報文)。

2SNMP網絡管理系統模型

2.1管理者—代理模式

SNMP采用“管理進程—代理進程”模型來監視和控制Internet上各種可管理網絡設備。網管活動是通過網管請求的給予者(網管中心的管理者進程)和網管請求的接收者(代理系統中的代理進程)之間的交互式會話實現的。SNMP管理模型如圖1所示。網絡操作員首先通過特定的請求窗口向管理者提交網管請求,然后通過本地的網管通信模塊把該請求發送給指定的遠程代理,并等待執行結果的返回。遠程代理在接收到這一請求后,向被監控的網絡資源發出執行該網管請求的命令。此時,遠程代理將等待執行結果,或在被監控的資源出現異常情況時產生事件報告。然后,遠程代理通過其網管通信模塊向網管中心發回網管結果。網管中心的管理者在接收到設備代理返回的結果或事件報告后,經過分析處理再通過指定窗口把結果顯示出來。

2.2SNMP網絡管理系統構成

SNMP管理的網絡由三個關鍵組件組成:被管理設備(ManagedDevice)、代理(Agent)和網絡管理系統(NMS,NetworkManagementSystems)。被管理設備用于收集并儲存管理信息,通過SNMP,NMS能得到這些信息。被管理設備可以是路由器、訪問服務器,交換機和網橋、HUBS、主機或打印機等。SNMP代理是被管理設備上的一個網絡管理軟件模塊。SNMP代理擁有本地的相關管理信息,并將它們轉換成與SNMP兼容的格式。網絡管理系統NMS運行應用程序以實現監控被管理設備。此外,NMS還為網絡管理提供了大量的處理程序及必須的儲存資源。任何受管理的網絡至少需要一個或多個NMS。

3網絡管理系統總體設計

基于SNMP網絡性能參數設置及獲取被管理設備信息的程序流程圖如圖2所示。IP地址標識了程序要訪問的網絡設備,如主機、路由器等等,要采集這些設備的性能參數就必須向它們發送SNMP報文,而IP地址則是組成這些SNMPPDU的變量之一。基于SNMP的網絡管理系統采用JAVA語言編寫,JAVA語言具有良好的跨平臺性和穩健性。數據庫使用MYSQL,MYSQL具有功能強,使用簡單、管理方便、運行速度快等特點。

4系統功能實現

4.1系統功能主界面

本系統基于單文檔框架窗口作為系統的總控臺,所有的功能模塊都可在此總控臺中來調用,SN-MP管理功能部件采用對話框模式。主界面如圖3所示。進入系統,啟動界面之后,在系統托盤建立應用程序圖標,并打開總控窗口。當總控窗口最小化時,將由在托盤區圖標上的相應菜單操作來執行指令。如圖4所示。

4.2SNMP數據采集

SNMP數據的采集是重點研究的對象,如何通過編程來實現發送SNMP報文,取得SNMP報文,從中讀取數據就是這次設計所要解決的。當一個SNMP協議實體(比如管理者)發送報文時要執行下面的過程:首先是按照ASN.1格式構造PDU,交給認證進程。認證進程檢查源和目標之間是否可以通信,如果通過這個檢查,則把有關信息(版本號、團體名、PDU)組裝成報文。最后經過BER編碼,交給傳輸實體發送出去。如圖5所示。當一個SNMP協議實體(比如管理者)接受到報文時要執行下面的過程:首先是按照BER編碼恢復ASN.1報文,然后對報文進行語法分析,驗證版本號和認證信息等。如果通過分析和驗證,則分離出協議數據單元,并進行語法分析,必要時經過適當處理后返回應答報文。在認證檢驗失敗時可以生成一個陷阱報文,向發送端報告異常情況。無論何種檢驗失敗,都丟棄報文。

SNMP規定了5種協議數據單元PDU(SNMP報文),用來在管理進程和代理之間的交換。Get-request操作:從代理進程處提取一個或多個參數值Get-next-request操作:從代理進程處提取緊跟當前參數值的下一個參數值Set-request操作:設置代理進程的一個或多個參數值Get-response操作:返回的一個或多個參數值。這個操作是由代理進程發出的,它是前面三種操作的響應操作。Trap操作:代理進程主動發出的報文,通知管理進程有某些事情發出。

本系統采用Java語言開發,報文構建和解碼工作的部分代碼如下:(1)創建SNMP報文VarBindListretrievedVars=newVarBindList();//請求標識interrorStatus=0;//錯誤狀態interrorIndex=0;//錯誤索引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三個參數分別為版本號、團體名、PDUbyte[]messageEncoding=message.get-BEREncoding();DatagramPacketoutPacket=newDatagram-Packet(messageEncoding,messageEncoding.length,hostAddress,remotePort);dSocket.send(outPacket);(2)對SNMP報文解碼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;