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基于Web服务的SNMP网络管理研究与实现

2010-08-15丁新平

中国新技术新产品 2010年21期
关键词:网络设备网络管理服务提供者

丁新平

(辽河油田兴隆台采油厂,辽宁 盘锦 124010)

1 绪论

简单网络管理协议SNMP(Simple Network Management Protocol)在 1989年作为基于 TCP/IP互联网的标准被采用,并受到广大用户的欢迎。SNMP协议由于其简单性和实用性已成为实施上的工业标准,很多网络设备厂商都已经将对 SNMP技术的支持融入到产品设计中。然而,SNMP的网络管理框架本身存在很多缺陷[1],如:网络安全性差、网络管理的实时性差、网络配置效率低、容易在网络管理端形成通信瓶颈,很难胜任大型、异构的网络管理等等。随着网络复杂度和异构性的增强,基于 SNMP的网络管理已经显得力不从心,因此对新的网络管理技术的研究和新型网络管理系统的开发变得越来越迫切。

2 SNMP网络管理体系结构

简单网络管理协议(SNMP)是TCP/IP协议簇的一个应用层协议,它的支配地位的形成一方面是由于 Internet的发展,TCP/IP协议簇的广泛应用;另一方面是由于其自身简单、易用、灵活、成本低的特性。通过 SNMP协议管理工作站可以远程管理所有支持这种协议的网络设备,包括网络状态、修改网络配置、接受网络事件报警等。本章通过分析SNMP协议的运行机制,从模型结构、SMI、MIB、ASN、SNMP协议操作等方面介绍 SNMP的理论基础知识及实现。

2.1 SNMP的管理模型结构

简单网络管理协议 SNMP(Simple Network Management Protocol)是基于管理工作站/代理结构之上的,它提供了一种系统的监控和管理计算机网络的方法,可以以管理局域网和广域网中的各种网络设备,包括路由器、交换机和 PC机、服务器等。

SNMP的网络管理模型包括四个关键元素:管理工作站、被管理设备、管理信息库、管理协议。这四个部分协同合作,组成完整的基于 SNMP的网络管理模型。

2.2 基于 SNMP网络管理的优缺点

SNMP协议被大量应用到当今的网络管理当中,其最大的特点就是其简单性,容易实现且成本低。此外还有以下优点:健壮性、扩展性、易维护性

另一方面,分布式网络技术、面向对象技术得到大规模应用,光纤主干网的大量应用普及,SNMP已经不能满足当今软件技术的发展。其特点主要表现如下:管理实时性不强,网络配置率低,管理端负压过大,容易形成瓶颈。

随着 Internet的快速发展,网络规模的急速增长,需要管理的数据呈几何集增长,使用 SNMP管理大规模的网络,其体系结构的缺陷——集中管理大大影响了管理效率,而效率高正是当初设计 SNMP比较简单的目的。

3 Web服务的技术体系及应用介绍

Web服务是一类可以通过开放的 Internet协议访问的软件组件,它代表了组件技术和 Web技术的结合。在旧的组件技术中,一个服务是一个可以通过编程接口访问的应用,客户通过紧耦合的分布式计算协议 (如DCOM、CORBA 和 RMI)访问这些服务,这些协议都具有自己的私有格式,实现效率较高。Web服务的体系结构一般是基于 Web服务提供者、Web服务请求者、Web服务中介者三个角色和发布、发现、绑定三个动作构建。简单的说,Web服务提供者就是 Web服务的拥有者,它耐心等待为其它服务和用户提供自己已有的功能;Web服务请求者就是Web服务功能的使用者,它利用 SOAP消息向 Web服务提供者发送请求以获得服务;Web服务中介者的作用是把一个 Web服务请求者与和使得 Web服务提供者联系在一起,它充当管理者角色,一般是 UDDI。

SOAP(Simple Object Access Protocol)即简单对象访问协议,提供了一种简单且轻量的机制,可用于在分布环境中对等体之间(通过 SOAP消息)进行结构化和类型化的数据交换。SOAP包括四个部分:SOAP信封(envelop),定义了一个描述消息中的内容是什么,是谁发送的,谁应当接受并处理它,以及如何处理它们的框架;SOAP编码规则(encoding rules),用于表示应用程序需要使用的数据类型的实例;SOAP RPC表示(RPC representation),表示远程过程调用和应答的协定;SOAP绑定 ((binding),使用底层协议 (如HTTP和 SMTP)交换信息。虽然这四个部分都作为 SOAP的一部分,作为一个整体定义的,但他们在功能上是相交的、彼此独立的。特别的,信封和编码规则是被定义在不同的XML命名空间((namespace)中,这样使得定义更加简单。

4 SNMP/Web服务网络管理系统的设计方案

基于 Web服务的网络管理系统的框架结构,整个系统的功能基于互联网来实现。无论网络故障分析、数据访问还是网络性能预测都可以通过 Web服务的形式对外提供操作接口。整个系统的各个部分间都通过Web服务接口进行交互。大量复杂的计算任务分散给 Internet上的不同主机,实现计算机资源的最大化利用;系统的管理者所面对的 GUI是基于浏览器的 Web开发页面,实现 C/S向 B/S的转化。当系统中某部分出现故障或者需要升级维护时,整个系统其它部分不需要改动,大大提高系统的兼容性。

虽然各模块(系统)以Web服务形式挂接在Internet上,可以方便的实现互操作,但它们之间的相互调用关系仍是按照层次方式进行的。例如,实现网络性能数据管理的模块(系统)只调用网络测量层对外提供的Web服务接口;实现网络性能管理应用的模块(系统)只调用网络性能数据管理对外提供的服务接口等,一般并不进行跨层次的调用。只有在某些特殊情况下,跨层次调用才会发生。如对网络设备进行直接性能测试时,GUI需要直接获取网元的原始数据,这时 GUI就可以直接与测量层进行交互。自定义 SNMP代理的实现、使用 Web服务对自定义代理进行封装、实现 SNMP服务器端对 Web服务的安全调用以及跨平台跨语言、系统性能分析。三个不同的实现即三种不同的子系统,分别采用了 Net-SNMP、gSoap、SNMP++、SSL 和 Java-Axis等中间件完成各自的功能。

可见,Web服务的这种环形结构实际上是对分层结构的一种扩充,它不但可以获得分层结构的优势,如支持增量式设计、易于改进和支持重用等,而且还可以实现不同层次之间的互访。

5 总结与展望

本文以网络管理的实际应用为立足点,文章详细介绍了 SNMP网络管理框架和新型分布式技术 Webservice,深入的研究了其中的关键技术。基于 XML的网络管理为未来网络管理发展的方向,但由于SNMP作为互联网管理事实上的标准,得到了众多厂商的支持,并在大量的设备中加以了实现,出于保护投资的目的,我们需要兼容现有的网络管理系统。结合当前网络管理领域的发展和实际需求,本文提出了一种基于 Webservice的网络管理模型。在此模型中,而 SNMP因其简单易用效率高的特性成为了事实上的网络管理标准。二者的结合,既可以实现对现有系统的兼容使用,保持现有管理系统的特点,也可以面向未来的软件开发,发挥新的技术优势,具有极强的研究价值。

[1]Mi-lung Choi,Hyoun-Mi Choi,and James W.Hong,XML-Based Configuration Management for IP Network Devices,Special Issue XML-basedManagementofNetworksand Services in IEEE Communications Magazine[J],July 2004.

[2]崔建群.基于XML的SNMP管理者和转换代理的研究与实现.华中师范大学硕士学位论文[D],2003,6.

[3]刘萍,肖德宝,基于xML的网络管理模型研究[J],计算机工程与应用,2004,21.

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