基于SNMP的校园网性能管理技术的研究与实现

曹元顺

（新疆农业职业技术学院 新疆 昌吉 831100）

基于SNMP的校园网性能管理技术的研究与实现

曹元顺

（新疆农业职业技术学院 新疆 昌吉 831100）

针对信息化时代中网络管理软件中存在的弊端，在充分了解当代网络管理技术发展现状的基础上，基于SNMP协议设计开发了具有针对性的专业化、集成化的校园网网络管理系统，实现了网络、服务器性能管理、应用服务监控、阈值警告等功能。系统在设计时兼顾了各个网络协议的不同服务器平台，具有较高的系统兼容性、实用性。

网络管理系统；SNMP；系统设计；现代网络

随着互联网时代的到临，计算机网络不断发展进步，各个局域网数量、复杂度日益提高，网络管理系统的消费者不再仅是国有公司、大型企业。近年来，建立适应国情的网络管理系统已成为我国信息化领域的重要课题之一。在此背景下文中针对于校园网，基于SNMP协议研究了网络性能管理技术，开发了专业化、集成化的网络管理系统。SNMP（Simple Network Management Protocol）简单网络管理协议由 IETF（Internet Engineering Task Force）互联网工程任务组定义的基于简单网关监视协议的，专门用于网络管理的一组应用层协议[1]。文中构建的网络管理系统可实现管理工作站对于网络设备的远程管理，实现网络状态的监视、网络设备配置参数的修改以及网络中紧急事件的安全预警等。

1 系统分析与模块构建

本校校园网基于PPPoE协议。基于PPPoE的网络管理主要是对数据链路层以及物理层的管理，对系统的可靠性、灵活性有较大需求，同时网络管理系统对集成度也有较高要求，需要对校园网中来自不同厂商的网络设备均进行有效的管理。经系统需求分析，建立系统结构图，如图1所示[2]。

图1 系统总体关系图

1.1 系统用户

1.1.1 管理员

管理员分为超级管理员、普通管理员。超级管理员拥有最大权限，可为系统用户分配权限，负责总管理站点；普通管理员负责各个管理代理、监控模块的管理，对各自的管理信息库（MIB）进行更新，完成与超级管理员的交互。

1.1.2 用户

用户是校园网的使用者，即在校学生。其可通过管理站的交互界面登录校园网，获得自身网络与每个月的流量使用情况，还可通过本系统及时对流量进行充值。

1.2 系统功能模块

系统架构中的模块主要包括监控模块、管理代理、管理站点3个，系统建立基于SNMP协议，保障各模块间有效通信。各模块功能说明如下

1）监控模块：监控模块面向开发人员。在监控模块中封装了管理站点与管理代理之间、MIB管理的等通信协议的实现，在监控模块中面向开发人员定义了一系列的API保证了这些功能的实现。监控模块保证了系统开发的效率。

2）管理代理：每一个网络设备均需要由一个网络代理来控制，管理代理保障了网络设备与管理站点间应用程序实例的通信，并收集各个网络设备上程序运行信息，再将信息及时发送给管理站点，保障系统的实时更新。

3）管理站点：管理站点负责向管理代理通信，搜集各个网络设备的信息，并将超级管理员的管理指令通过管理代理发送给各个网络设备。同时管理站点为用户提供用户界面，使得用户也可通过图形界面实现对网络设备的管理。

4）线路管理：由总公司进行线路的添加，删除和查询。可在现有的配送点范围内，添加新线路。如配送点有变动，则删除该线路。

2 系统实现

2.1 SNMP技术

SNMP（Simple Network Management Protocol）简单网络管理协议由IETF（Internet Engineering Task Force）互联网工程任务组定义的基于简单网关监视协议的，专门用于网络管理的一组应用层协议。利用SNMP构建网络管理系统可实现管理工作站对于网络设备的远程管理，实现网络状态的监视、网络设备配置参数的修改以及网络中紧急事件的安全预警等。采用SNMP构建网络管理的一般系统模型，如图2所示[3]。

图2 SNMP协议下的网络管理系统模型结构

SNMP采用的是客户机/服务器模式，即常说的代理/管理站模型。通过管理站（主代理）与SNMP代理（网管代理）之间的交互，实现网络的管理与维护。网管代理通过管理信息库（MIB）查询各个网络设备的状态，向管理站通过SNMP协议完成设备信息的交付。

管理信息库 （MIB） 中采用 ASN.1 （Abstract Syntax Notification 1）抽象语法描述语言描述了设备中的被管理对象。在管理站和代理中也实现相应的MIB对象，这样做是为了使得交互的过程中双方可识别彼此的数据，确保通信的进行。一次管理操作包括：网管代理识别管理站（主代理）向网管代理请求的MIB中定义的数据，然后将各网络设备提供的设备状态或参数转换成MIB格式，返还给主代理。本系统建立的MIB如图3所示，在访问时采用中序遍历二叉树的方法进行遍历。

图3 MIB管理信息库结构

SNMP中的消息类型包括：Get-Request、Get-Response、Get-Next-Request、Set-Request和Trap 5种。5种协议均采用UDP协议封装。

1）Get-Request、Get-Next-Request与Get-Response

管理站用Get-Request通过网管代理获得网络设备的设备信息，Get-Next-Request用于网管设备采用字典顺序获取下一个网络设备的信息。Get-Response是上述消息的响应。

2）Set-Request。管理站采用Set-Request对网络设备进行远程配置与赋值

3）Trap。网管代理使用Trap向管理站发送如接口UP/ DOWN，IP地址更改等非请求消息。

2.2 模块实现与测试

2.2.1 流量监控模块

文中以系统中的流量监控功能的实现举例说明系统实现，其他功能的实现在原理上类似。在进行流量管理时，网络管理员需采集校园网中交换机上的流量信息，并实时获得网络中的带宽分布，对带宽分布进行及时调整[4]。流量监控的流程，如图4所示。

图4 流量管理业务流程

关键代码如下

2.2.2 模块测试

测试采用的校园网某部分的网络拓扑，如图5所示。管理代理为思科6509型交换机，负责数据链路层的管理站到网络设备的多端口数据传输。对 3区A、B、C、D四台华为S5300交换机进行信息采集反馈给管理总站，完成流量用量统计。

图5 系统测试网络拓扑图

打开管理系统，点击网络设备流量管理功能，即可得图6所示流量统计图。

可以在界面上选择管理设备的IP地址，在界面的下半部分读出该设备的出入流量以及相应的平均值。系统图形界面清晰。

图6 设备流量使用统计

3 结束语

基于SNMP协议的校园网性能管理系统通过实际运行，表现良好，运行稳定，有力的证明了SNMP协议是一个行之有效的网络管理应用层协议。在系统的设计和开发过程中，笔者按照软件工程的思路指导开发认真进行了需求分析，同时在系统模块设计时，充分与SNMP协议相结合，保证了系统各模块的有效通信。系统的有效运行也证明了，随着互联网时代的到来，网络管理技术将会得到更多的重视。希望本文可为网络管理系统的设计提供新的思路。

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Research and implementation of campus network performance management technology based on SNMP

CAO Yuan-shun
（Xinjiang Agricultural Vocational Technical College，Changji 831100，China）

In order to satisfy the requirement of the campus network performance management，a professional network management system based on SNMP protocol is designed in this paper， realizing the effective application service monitoring，threshold warning，etc The software system adopts the SNMP protocol achieving the goal of the improving of the system's practicability and reusability.

network；management system；SNMP；system design

TP311

A

1674－6236（2016）23-0051-03

2015-12-17稿件编号：201512186

曹元顺（1974—），男，青海湟中人，硕士，讲师。研究方向：计算机网络。