（通信与信息系统专业论文）网络管理系统中性能管理子系统的设计与实现.pdf

摘要 摘要 随着信息技术的不断发展，网络的使用也越来越普遍。为了保证信息能可靠、 高效的传播，必须对网络进行有效的管理。网络管理包括故障管理、账务管理、 配置管理、性能管理和安全管理等五大功能域。 由于网络规模的快速扩大，传统的网络管理工具已经不能有效地满足网管人 员对当今网络的综合管理需求。开发集多种管理功能为一体的综合网管系统已经 成为网络管理领域的重要课题。国外的网管系统开发已有多年的历史，但是在我 国国内，网络管理系统的开发还处于起步阶段。为了打破国外产品的垄断局面， 自主研发适应国内情况的网管系统有着重要的现实意义。 本论文的内容是设计和实现网络管理系统t xn e tm a n a g e r 中的性能管理子系 统。t x n e t m a n a g e r 是t k 公司开发的网络管理系统，由五个子系统组成。分别负 责拓扑管理、性能管理、配置管理、资产管理、事件管理。五个子系统相互配合， 完成对网络的综合管理。 本论文主要设计和实现了t xn e tm a n a g e r 的性能管理子系统。主要工作内容 是基于s n m p 完成对网络性能参数的采集和处理。本设计利用s n m p 进行网络性 能参数的数据采集。在原始性能数据的基础上进行分析，获取系统用户关心的性 能信息。对历史性能信息进行统计分析，利用历史数据的标准差对参数基线进行 修正，并在其基础上实现了自适应的动态门限告警。系统主体采用j a v a 语言编写， 开发环境为b o r l a n dj b u i l d e r 9 。后台数据库选用m y s q l 4 1 1 2 。 关键词：网络管理、s n m p 、性能管理、基线 a b s t r a c t a b s t r a c t a tp r e s e n t ，t h eu s eo ft h ec o m p u t e rn e t w o r ki n c r e a s e se v e r y d a y t h en e t w o r k m a n a g e m e n tn e e d st ob ew e l lp e r f o r m e d ，i no r d e rt om a k es u r et h a tt h ei n f o r m a t i o n p a s s i n gt h r o u g ht h en e t w o r kc o r r e c t l ya n de f f i c i e n t l y 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 s t a n d a r d i z a t i o nd e f i n e df i v e c o n c e p t u a l a r e a so fm a n a g e m e n t ，w h i c ha r ef a u l t m a n a g e m e n t ，a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ， 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 e m a n a g e m e n ta n ds e c u r i t ym a n a g e m e n t a st h es c a l eo fn e t w o r ki n c r e a s e sr a p i d l y , i ti sav e r yd i f f i c u l tt a s kt om a n a g ea l l t h ed e v i c e so nt h ep r e s e n tn e t w o r kw i t ht h et r a d i t i o n a li n d i v i d u a lm a n a g e m e n tt o o l s n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mi st h e s o l u t i o nf o rt h i sp r o b l e m t h er e s e a r c h i n ga n d d e v e l o p i n go fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mh a sb e e nap o p u l a rs u b j e c tf o rt h er e c e n t y e a r sa b r o a d b u tt h ed o m e s t i cs i t u a t i o ni sn o tt h es a m e t h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e mh a sj u s tb e g u n t h ed o m e s t i cm a r k e ti sr u l e db yaf e wf a m o u s f o r e i g np r o d u c t s t h e r e f o r e ，d e v e l o p i n gt h ei n d e p e n d e n tn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m h a sg r e a ts i g n i f i c a n c e an 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 y s t e mh a sb e e nd e s i g n e da n da c t u a l i z e di n t h i st h e s i s i t sas u b s y s t e mo ft h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ：t xn e tm a n a g e r t x n e tm a n a g e ri s c o m p o s e db yf i v es u b s y s t e m s t h eo t h e rf o u ra r er e s p o n s i b l ef o r m a n a g e m e n to f t o p o l o g y , a s s e t s ，c o n f i g u r a t i o na n de v e n t s t h en 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 y s t e mc o l l e c t sp e r f o r m a n c ed a t ab a s e do n s n m ea f t e rt h ec o l l e c t i n g ，t h i ss u b s y s t e mu s e sas t a t i s t i c a la r i t h m e t i co nt h eh i s t o r i c a l d a t at oc a l c u l a t ea n dr e v i s et h eb a s e l i n eo ft h en e t w o r kp e r f o r m a n c ep a r a m e t e r s b a s e d o nt h i sb a s e l i n e ，t h em o n i t o rm o d u l eo ft h i s s u b s y s t e mc a na d a p td i f f e r e n tt i m e s e g m e n tm o r ep r e c i s e l y t h ep r o g r a mi sw r i a e ni nj a v aa n dd e v e l o p e di nb o r l a n d j b u i l d e r 9 t h i ss y s t e m d a t a b a s e i s m y s q l 4 1 1 2 k e yw o r d s ：n e t w o r km a n a g e m e n t ，s n m p , p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ，b a s e l i n e i i 图目录 图2 1 图2 2 图2 3 图2 - 4 图2 5 图3 1 图4 1 图4 2 图4 3 图4 4 图4 - 5 图4 6 图4 7 图4 8 图4 9 图4 1 0 图4 1 1 图4 1 2 图4 1 3 图4 1 4 图5 1 图5 2 图5 3 图5 - 4 图5 - 5 图5 - 6 图5 7 图5 - 8 图5 - 9 图5 1 0 图5 1 1 图5 1 2 图5 1 3 图目录 t xn e tm a n a g e r 系统结构图5 基于s n m p 的网络管理模型7 s n h 口的m i b 树9 s n m p v i 的报文格式l o s n m p v 2 的报文格式11 性能管理子系统结构1 2 性能参数采集流程2 0 性能参数自定义界面2 3 性能参数公式定义界面2 4 s n m p v lt r a p 采集处理流程2 9 自定义t r a p n o t i f i c a t i o n 3 0 接口利用率日基线与2 a 告警线( 修正前) 3 7 接口利用率日基线与2 0 告警线( 修正后) 3 8 配置基线模板4 0 性能历史数据的维护设置4 l 某接口两天内的流出比特率4 2 部分系统配置界面4 4 将采集进程安装为w i n d o w s 系统服务：4 7 c i s c o 路由器配置管理工具4 8 配置文件比较4 9 测试环境拓扑5 2 c p u 负载( s 1 ) 5 3 内存使用率( s 1 ) 5 4 响应时延( s 1 ) 5 4 接口流入比特率( s l 接口g i 0 1 k 5 5 接口流出比特率( s 2 接口g i 2 3 k 5 5 接口流入占用率( s l 接口g i 0 1 ) 5 6 c p u 负载排名5 7 内存使用率排名5 8 接口流入比特率排名5 8 接口流入占用率排名5 8 接口流入占用率的日基线和3o 告警线5 9 告警配置6 0 v 表目录 表2 - 1 表4 - 1 表4 - 2 表4 - 3 表4 - 4 表4 - 5 表4 - 6 表4 7 表4 - 8 表4 - 9 表4 - 0 表4 - 】1 裹4 1 2 表4 - 】3 表4 1 4 表目录 m i b i i 中重要的组一9 p e r t $ n o d e 的表结构1 7 p e r l 3 i n t e r f a c e 的表结构1 8 d e r i $ k p i t a b l e 的表结构 1 8 存放性能参数数据的表结构一1 9 c i s e o 设各性能参数对应o i d 一2 1 m i c r o s o f t 设备性能参数对应o l d 2 2 h u a w e i 设备性能参数对应o l d 。2 2 通用性能参数对应o i d 2 2 d e r t $ k p i c u s o m 的表结构一2 4 p e r l s d o w n t i m e 的表结构2 7 ：目r 9 g e n e r i c t r a p 2 8 部分事件类型 3 4 连续3 0 天某接口流入利用率3 6 部分初始化配置参数一4 4 v i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，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 为获得电子科技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 确的说明并表示谢意。 签名： 醴：聋 日期：如簿f 月髟日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名： 丘连 劓币躲雷移经 导师签名：翌丝21 三) 日期：0 “年f 月“日 第一章引言 1 1 课题背景 第一章引言 随着i n t e r n e t 不断发展，网络规模迅速扩张，网络结构更加复杂，加强网络管 理和改善网络运行状况已成为i p 网管工作日趋重要的内容，受到人们的高度关注。 过去用来管理网络的一些简单工具已经不能适应当今网络的复杂度。网管人员越 来越迫切地需要功能强大的网络综合管理系统，以便能对网络进行充分、完备和 有序的管理。 尽管目前国外已经有了多种较为完善的网络管理系统产品，但是国内这样的 产品研发还处于起步阶段。为了打破国外网管软件在国内市场上的垄断局面，自 行开发适合我国实际情况的网管系统产品具有较为重要的现实意义。 本研究课题的目标是设计与实现网络综合管理系统t x n e t m a n a g e r 。该系统由 拓扑管理、性能管理、资产管理、配置管理、事件管理等五大部分组成。通过这 五大子系统的协同合作，完成对网络的综合管理。本论文的主要工作是性能管理 子系统的设计与实现。 1 2 主要工作 本论文完成的主要工作是： 设计实现性能数据采集模块。该模块主要负责对需要管理的网络设备进行 定时轮询，采集网络性能参数原始数据。数据的采集主要是基于简单网络 管理协议( s n m p ) 完成的。 设计实现性能数据处理模块。该模块主要负责对采集到的数据进行分析， 得到系统用户关心的网络性能信息。实现数据的实时监测，包括在对历史 数据进行统计分析后实现的自适应动态监测。当出现网络异常时，生成相 应的告警信息，发送至事件处理子系统。该模块还负责性能信息最终的用 户呈现。 电子科技大学硕士学位论文 设计完成系统数据库，以便支持上述两个模块的正常工作。 除了以上工作，还完成了一些其它的辅助内容。例如设计实现系统参数配置 模块、日志管理模块、c i s c o 路由器配置文件的管理模块；将性能采集进程安装成 为w i n d o w s 的系统服务；完成相关文档的编写等等。 1 3 主要目标 本文所设计实现的t xn e tm a n a g e r 性能管理子系统应能正确、实时、高效的 完成性能数据的采集和后期处理。具体而言，系统所采集的各网络节点的性能数 据( 包括c p u 负载，内存使用率，响应时间等等) 和对这些数据进行后续分析所 得到的性能信息应该是准确无误的。在向系统用户呈现这些信息的时候，应该做 到清楚明了，并且具有较好的实时性。例如当发现网络异常时，能够及时产生相 应的事件信息，通过系统接口函数发送到事件处理子系统，以便用户在第一时间 得到通知。在进行性能数据的采集和处理时，系统的运行应该具有较高的效率。 此外，系统还应具有友好的操作界面，便于和用户的交互。 1 4 本论文的结构和内容 第一章是引言部分，简要说明了课题的背景、论文的主要工作、要求达到的 目标以及论文的结构和内容。 第二章简要介绍网络管理的发展现状和t x n e t m a n a g e r 系统的总体构成。 第三章介绍了性能管理子系统的基本思路和方案。 第四章详细说明了性能管理子系统的具体实现。 第五章介绍了对本系统的一次实际使用测试。 第六章对全文进行了总结，并提出了进一步的工作方向。 2 第二章网络管理系统简介 第二章网络管理系统简介 2 i 网络管理发展现状 在当今社会中，网络实现了大量的信息传播，已经成为人们工作生活中不可 缺少的重要工具。网络管理能监视网络活动、控制设备的运行，以保证这些网络 上的信息能可靠、高效的传播。 2 1 1 网络管理的功能定义 国际标准化组织( i s 0 ) 定义了网络管理的五个功能域：故障管理、账务管理、 配置管理、性能管理和安全管理【l 】。 故障( f a u l t ) 管理 网管系统应该帮助监测、定位和排除网络硬件和软件中的故障。当网络发生 故障时，有必要尽快精确定位故障发生的位置，尽可能的隔离、修复或替换故障 组件，以最大限度的维持网络的正常运行。 账务( a c c o u n t i n g ) 管理 账务管理的功能是度量各个用户和应用程序对网络资源的使用情况。账务管 理功能提供了计算一个特定网络或网络运行成本的手段。 配置( c o n f i g u r a t i o n ) 管理 配置管理帮助完成对网络设备的发现和设置。现在网络基本上是动态的，常 常有设备的变更或配置的改变。网管系统应该能减轻对这些变化带来的管理工作。 性能( p e r f o r m a n c e ) 管理 性能管理主要测量网络的利用情况，应提供性能监测功能、性能分析功能以 及性能管理控制功能。同时，还要提供性能数据库的维护以及在发现性能严重下 降时启动故障管理系统的功能。 安全( s e c u r i t y ) 管理 安全管理是对网络资源及其重要信息访问的约束和控制。 电子科技大学硕士学位论文 2 1 2 网管系统产品现状 国外网络管理软件的发展已有多年的历史。如今，全球各大公司已经开发出 不少知名的网络管理软件。在上个世纪9 0 年代，主要的网络管理系统软件有：惠 普( h p ) 公司的o p e n v i e w ，国际商用公司( i b m ) 的n e t v i e w ，c a b l e t r o n 公司的 s p e c t n u n 和s u n 公司的s u n n e tm a n a g e r 等等。 h po p e n v i e w 是惠普公司的一个企业级的网络管理系统。当时曾经一度成为 网络管理平台的典范。它的最大特点是有许多第三方厂商在o p e n v i e w 平台上开发 应用。h po p e n v i e w 不提供对非s n m p 设备的管理支持。i b mn e t v i e w 既可以作 为一个跨平台的、即插即用的系统提供给最终用户，也可以作为一个开发平台， 在上面开发新的网络管理应用。同o p e n v i e w 一样，n e t v i e w 不提供对非s n m p 设 备的管理支持。c a b l e t r o ns p e c t r t t m 是一个可扩展的、智能的网络管理系统，它使 用了面向对象的方法和c s 体系结构。s p e c t r u m 构筑在一个人工智能的引擎之上， 同时借助于面向对象的设计，可以管理多种对象实体，并且具备处理网络对象相 关性能力。s p e c t n t r n 还提供针对非s n m p 设备的管理支持。s u n n e tm a n a g e r 是第 一个重要的基于u n i x 的网络管理系统。它一直主要作为开发平台而存在，它仅仅 提供很有限的应用功能。它也不能提供对非s n m p 设备的管理功能，并且只能运 行在s u n 平台上。 2 1 3 1 m 进入2 1 世纪后，随着技术的不断发展和市场竞争的日趋激烈，网管系统产品 的格局产生了重大的变化。目前市场上最具统治地位的两大网管系统是i b m 的 t i v o l i 和c a 公司的u 1 1 i c e n t e r 。 i b mt i v o l i 管理环境是一个用于网络计算机管理的集成产品家族，可以为各种 系统平台提供管理。它将系统管理包含在一个开放的、基于标准的体系结构中， 包含较全面的企业资源管理功能。n e t v i e w 作为t i v o l i 系统管理框架中十分重要的 一员，打破了网络管理和系统管理之间存在的传统的隔阂。u n i c e n t e r 是c a 的集成 化电子商务体系架构管理解决方案家族。它通过灵活的结构和领先的技术，以简 单易用的模块化设计提供互联网时代必须的伸缩性和管理能力，并可以伴随企业 需求的变化与企业一同成长。 尽管目前已经存在多种较为成熟的优秀网管产品，但在国内，网管软件的开 发才剐起步不久。当前市场中的网管产品几乎为国外产品所垄断。这些产品通常 使用成本较高，而且通常过于庞大、复杂，使用和学习都具有较大的难度。有的 产品还需要二次开发，同时未必能很好的适应国内网络的现状及管理需求。因此， 4 第二章网络管理系统简介 研发适合我国实际情况的网络管理系统有着较为重要的现实意义。 2 2t xn e tm a n a g e r 网管系统概述 t xn e tm a n a g e r 网络管理系统大致可以分为三层结构，如图2 1 所示。最下层 的是拓扑管理子系统，其主要作用是发现被管网络的拓扑结构。发现成功后，系 统用户可以选择重点关心的网络设备，系统将对这些设备进行管理。 第二个层次上有三个子系统，分别是资产管理、配置管理以及性能管理子系统。 资产管理子系统负责采集和管理各种资产数据，例如设备的厂商、类型、机箱序 列号等等。配置管理子系统负责管理网络设备的配置信息，例如定期检查网络设 备的配置是否变化、备份设备配置文件等等。性能管理子系统负责管理各种性能 数据，例如c p u 负载、内存使用率、响应时间、接口占用率、接口分组丢失率等 等。 图2 1 t xn e tm a n a g e r 系统结构图 位于系统第三层的是事件管理子系统。第二层上的三个子系统通过系统内部接 口和它进行交互，反映各种不同的网络事件。例如当性能管理子系统发现某种网 络性能出现异常情况，它便会产生相应的告警事件信息，发送至事件管理子系统， 以便及时通知网管系统的最终用户。 尽管系统分为三层结构，但是每一层上的子系统都具有自己的用户界面，负责 各类信息、数据的用户呈现和同系统用户进行交互操作。参考在文献 2 1 1 3 1 等中做 出的分析，本设计最终采用j a v a 语言开发系统主体程序，开发环境为b o r l a n d j b u i l d e r9 。系统数据库使用m y s q l 4 1 1 2 。网络性能的采集主要基于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 o l ，简单网络管理协议) 来完成。 电子科技大学硕士学位论文 2 3 开发语言的选择 j a v a 是一种跨平台的面向对象编程语言。它具有如下特性：简单性、面向对 象、分布式、平台无关、多线程、垃圾回收机制、动态性等等。本设计选用j a v a 语言进行程序开发。其主要原因是： j a v a 语言的平台无关性。与平台无关的特性使j a v a 程序可以方便地被移植到 网络上的不同机器。同时，j a v a 的类库中也实现了了与不同平台的接口，使这 些类库可以移植。另外，j a v a 编译器是由j a v a 语言实现的，j a v a 运行时系统 由标准c 实现，这使得j a v a 系统本身也具有可移植性。正是由于j a v a 语言具 有这种“w r i t eo n c e ，i n n se v e r y w h e r e ”的特性，本设计选用它来进行主体程序 的开发，以适应不同平台的设备。 j a v a 语言的多线程能力。多线程机制使应用程序能够并行执行，而且同步机制 保证了对共享数据的正确操作。通过使用多线程，程序设计者可以分别用不同 的线程完成特定的行为，而不需要采用全局的事件循环机制。t xn e tm a n a g e r 采集模块在对很多被管节点进行轮询的时候，使用了多线程技术，大大提高了 程序的运行效率。 j a v a 语言的垃圾回收机制。j a v a 在编译和运行程序时，都要对可能出现的问题 进行检查，以消除错误的产生。它提供自动垃圾回收来进行内存管理，防止程 序员在管理内存时容易产生的错误，大大减少了因内存释放不完全造成的系统 隐患。 2 4 数据库的选择 m y s q l 是一个多用户、多线程的s q l 数据库。它基于c l i e n t s e r v e r 结构，由 一个服务器守护进程m y s q l d 和多个不同的客户程序和库组成，具有完善的数据管 理能力和灵活的应用程序接口。虽然与昂贵的商业数据库( 例如s q l s e r v e r 、o r a c l e 、 s y b a s e 、d b 2 等) 相比，m y s q l 的功能不够强大，但是它对于商业和个人用户都 是免费的，并且具有较好的灵活性、丰富的应用编程接口( a p i ) 和精巧的系统结 构。因此受到了广大自由软件爱好者甚至是商业软件用户的欢迎。因此，t xn e t m a n a g e r 采用m y s q l 作为后台数据库。 6 第二章网络管理系统简介 2 5 s n m p 简介 t xn e tm a n a g e r 对网络的管理主要是基于s n m p 实现的。 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) 是t c p i p 协 议族中的一种网管协议。利用s n m p ，管理员能够对i p 网络上绝大多数的设备进 行监测和控制，对网络中存在的问题进行定位。s n m p 自1 9 8 8 年问世以来，由于 其简单实用而被业界广泛接受，成为事实上的计算机网络管理工业标准。 2 5 1 基于s n m p 的网管模型 基于s n m p 的网络管理模型如图2 2 所示，主要包含四个关键元素：工作在 网络管理站上的管理器( m a n a g e r ) ，工作在被管设备上的网管代理( a g e n t ) ，描 述被管理对象状态的管理信息库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 ) ，以及 m a n a g e r 同a g e n t 之间通信使用的s n m p 协议。 网管代理 管理器 ( m a n a g e r ) 图2 - 2基于s n i v l p 的网络管理模型 管理器( m a n a g e r ) ：网络管理站上运行的m a n a g e r 能够从被管理设备中提取 信息、命令被管理设备执行某种操作，以实现对网络设备进行监视和管理。 网管代理( a g e n t ) ：支持s n m p 协议的被管网络设备需要运行a g e n t ，从而使 这些设备能够接受m a n a g e r 的管理。a g e n t 对来自m a n a g e r 的信息请求和操作请求 进行应答。同时，a g e n t 也可以主动的向m a n a g e r 报告一些重要的意外事件。 简单网络管理协议( s n m p ) ：m a n a g e r 与被管设备上的a g e n t 通过s n m p 进 行通信。这种通信主要包括来自m a n a g e r 的查询、设置消息，来自a g e n t 的应答 消息或者a g e m 向m a n a g e r 发送的t r a p 信息等等。 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 ) ：管理网络资源的方法是将 电子科技大学硕士学位论文 它们表示为对象。所谓对象是一个表示被管资源某一方面的数据变量。对象的集 合被称为管理信息库m i b 。对象被标准化为跨越系统的类。m a n a g e r 通过读写m i b 中对象的值来进行网络监控和操作。 2 5 2 管理信息库( m i b ) 前文提到，每个设备都具有一个或多个变量来描述其状态，这些变量叫做对 象( o b j e c t ) 。网络的所有对象都存放在m i b 中。s n m p 的s m i ( s t r u c t u r eo f m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n ，管理信息结构) 定义了关于m i b 的一套公用的结构和表 示符号，它规定所有的m i b 对象必须用a s n 1 来定义。a s n 1 即抽象语法表示法， 它是一种描述数据结构的通用方法。a s n 1 定义方法用来定义每个对象，同时也 定义整个m i b 结构。m m 对象有两种不同的数据结构：通用类型和专用类型。通 用类型指的是整数、字符串、空值、对象标识、序列和序列号等。专用类型则是 指网络地址、i p 地址、记数器等等。 每个m i b 对象都有一个名称用来标识。在s m i 中规定，这个名称以对象标识 符o i d ( o b j e c ti d e n t i f i e r ) 来表示。o i d 相互关联，共同构成一个分层树型结构， 如图2 3 所示。该树是由一个根和与之相连接的许多被标记的节点组成。每一个节 点由一个非负整数值和尽可能简明的文字说明所标识。每一个节点可能也拥有同 样被标记的子节点。在这个分层结构里，一个对象的标识符是由从根出发到对象 所在节点的途中所经过的一个数字标号序列组成。 需要注意的是，m i b 的变量分为两种：简单变量( s i m p l ev a r i a b l e ) 和表格 ( t a b l e ) 。针对不同的变量，访问方式也有所不同。 简单变量对应一个单一的数据信息，通过在变量的对象标识符末尾附加0 来引用。例如，代表设备的设备名称的简单变量对应o i d 为1 3 6 1 2 1 1 5 ( i s o o r g d o d i n t e m e t m g m t m i b - 2 s y s t e m s y s n a m e ) 。为了获取设备名称， 在进行s n m p 操作时，就需要对o i d 1 3 6 1 2 1 1 5 0 进行g e t 操作。 表格对应一组数组，不能直接进行存取。例如o i d 为1 3 6 1 2 1 2 2 1 5 ( i s o o r g d o d i n t e r n e t m g m t m i b 一2 i n t e r f a c e s i f t a b l e i f e n t r y i f s p e e d ) 的表格 变量代表网络设备接口的速率。为了访问这个表格下的内容，需要对这个 o i d 进行遍历，可以得到一系列新的o i d 1 3 6 1 2 1 2 2 1 5 n 和其对应的 值。其中n 就是各个接口的索引号( i n d e x ) ，而取出的值就是各个接1 2 1 的 接口速率。 第二章网络管理系统简介 图2 3s n m p 的m i b 树1 2 1 s n m p 定义的第一个版本的管理信息，称为m i b i f 5 】o 第二个版本的管理信息， 称为m i b i i 。m i b i i 对m i b i 进行了扩展和修改。由于现在的s n m p 都以m m i i 为基准。m i b i i 包含的一些重要的组见表2 1 【6 l 。 表2 - 1 m i b q l 中重要的组 组名称对象标识符( o l d )说明 s y s t e m 1 3 6 1 2 1 1 设备的整体信息 i n t e r f a c e s1 3 6 1 2 1 2 网络接口设备的信息 a t 1 3 6 1 2 1 3 地址转换，互联网到子网地址映射表的描述 l p 1 3 6 1 2 1 4系统中i p 有关的信息 l c m p 1 _ 3 6 1 2 1 5 系统中i c m p 有关的信息 t c p 1 3 6 1 ，2 1 6 系统中t c p 有关的信息 u d p 1 3 6 1 2 1 7 系统中u d p 有关的信息 e g p 1 3 6 1 2 1 8 系统中e g p 有关的信息 s n m p 1 3 61 2 1 1 l 系统中s n m p 有关的信息 2 5 3 协议规范 为了进行管理器和网管代理之间的交互信息，s n m p v l 定义了5 种操作7 1 。 电子科技大学硕士学位论文 g e t r e q u e s t 操作：对应p d ut y p e 为0 ，从网管代理处提取一个或多个参数值。 g e t n e x t r e q u e s t 操作：对应p d ut y p e 为1 ，从网管代理处提取一个或多个参 数的下一个参数值。 s e t r e q u e s t 操作：对应p d ut y p e 为2 ，设置网管代理的一个或多个参数值。 g e t r e s p o n s e 操作：对应p d u t y p e 为3 ，用来返回一个或多个参数值。这个操 作是由网管代理发出的，它是前面3 中操作的响应操作。 t r a p 操作：对应p d ut y p e 为4 。网管代理主动发出t r a p 报文，以通知管理器 有网络异常发生。 s n m p v l 的p d u 报文格式如图2 - 4 所示。图中r e q u e s t i d 是整数类型( i n t e g e r ) 。 它是发送实体通过给每个p d u 赋一个标识，使每一个到同一代理的请求能够被唯 一识别。代理应答时原封不动返回r e q u e s t - i d 值，使发送方可以将应答和请求匹配。 e r r o r - s t a t u s 和e r r o r i n d e x 都是整数类型( i n t e g e r ) ，只有g e t r e s p o n s e 使用。在 g e t r e q u e s t 、g e t n e x t r e q u e s t 、s e t r e q u e s t 中不用，始终为0 。e r r o r - s t a t u s 表示在处 理请求时出现的异常，取值为0 到5 ，分别代表n o e r r o r 、t o o b i g 、n o s u c h n a m e 、 b a d v a l u e 、r e a d o n l y 和g e n e r r 。当e r r o r - s t a t u s 非零时，若错误是由v a r i a b l e b i n d i n g s 里绑定的某个对象引起的，则e r r o r - i n d e x 为这个对象在v a r i a b l e b i n d i n g s 里索引号。 图2 - 4s n m p v l 的报文格式 s n m p v 2 定义了7 种操作，比s n m p v l 多了2 种： g e t b u l k r e q u e s t ：对应p d u t y p e 为5 ，管理站向代理读取表中若干行的操作 i n f o r m r e q u e s t ：对应p d u t y p e 为6 ，管理站向另一个管理站报告通报的消息 第二章网络管理系统简介 此外，s n m p v 2t r a p 因为和s n m p v l 有了较大不同，采用p d ut y p e 为7 ，以 示区别。 s n m p v 2 的p d u 报文格式如图2 5 所示【8 】。其中r e q u e s t i d 、e r r o r - s t a t u s 、 e r r o r - i n d e x 的意义和规则与s n m p v l 基本相同。只是s n m p v 2 中e r r o r - s t a t u s 引入 了更多错误代码，取值范围从以前的0 到5 变成了0 到1 8 。其中o 到5 和s n m p v l 的含义一样，6 到1 8 分别代表n o a c c e s s 、w r o n g t y p e 、w r o n g l e n g t h 、w r o n g e n c o d i n g 、 w r o n g v a l u e 、n o c r e a t i o n 、i n c o n s i s t e n t v a l u e 、r e s o u r e e u n a v a i l a b l e ，e o m m i t f a i l e d ， u n d o f a i l e d 、a u t h o r i z a t i o n e r r o r 、n o t w r i t a b l e 、i n c o n s i s t e n t n a m e 。 g e t b u l k r e q u e s t 是s n m p v 2 的新增操作，它报文中的v a r i a b l e b i n d i n g s 包含了 l 个变量的列表。对于前n 个变量，检索工作如同g e t n e x t r e q u e s t 一样，每个变 量返回字典顺序中下一个变量及其取值。对于后r 个变量( r - - l - - n ) ，返回前m 个字典后续变量。因此，g e t b u l k r e q u e s tp d u 有两个在其它p d u 中没有的字段： n o n r e p e a t e r s 和m a x r e p e t i t i o n s 。n o n - r e p e a t e r s 表示前文提到的n ，m a x r e p e t i t i o n s 则表示前文提到的m 。 图2 - 5 s n m p v 2 的报文格式 s n m p v 3 和s n m p v 2 比较类似，只是增加定义了s n m p 的安全性，并定义了 将来改进的总体结构。【2 】 电子科技大学硕士学位论文 第三章性能管理子系统的总体设计 性能管理作为网络管理的五大功能域之一，具有极其重要的作用。本章首先 介绍了t x n e t m a n a g e r 对性能管理的需求，然后根据上述需求设计开发方案。方案 的具体实现将在第四章介绍。 3 1 开发目标 为了向系统用户准确反映被管网络的状态，性能管理子系统的对系统用户着 重关注的节点进行性能数据采集，并对采集到的数据进行处理。由于所有的工作 都是建立在采集得到的原始性能数据上，因此系统的数据采集必须正确无误。同 时由于系统中需要管理的节点可能较多，j j n 上每个节点都可能监测多项性能参数， 所以必须保证系统运行的高效和稳定。由于系统的最终目的是向网络管理人员准 确的反映网络状态，所以系统应具有较好的实时响应性。此外，系统还需要能提 供友好易用的界面，方便用户的使用。 3 2 系统结构 性能管理子系统的结构如图3 - 1 所示。 图3 1 性能管理子系统结构 第三章性能管理子系统的总体设计 本子系统主要由数据采集模块和数据处理模块构成。在系统启动时，数据采 集模块从系统数据库中获取需要监测的网络设备的各种信息，然后开始定时对这 些设备进行轮询。在每次轮询