基于Cacti系统的无线网络监测
2018-02-27余卫华
摘 要： 如何对无线网络的运行进行有效管理是高校信息人员普遍面临的问题。文章在介绍SNMP及Cacti网络监测系统的基础上，针对一个典型的小规模无线网络，通过构建开源的Cacti系统，结合SHELL脚本程序和SNMP-GET应用，实现对无线网络相关主要参数的图形化监测，由此提高网络运行管理能力。
关键词： SNMP； Cacti； 网络监测； 无线网络
中图分类号：TP393.1 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2018）02-40-03
Abstract： How to effectively manage the operation of the wireless network is a common problem faced by the university information management personnel. Based on the introduction of SNMP and Cacti network monitoring system， for a typical small scale wireless network， by constructing the open source Cacti system， combining with the application of SHELL script and SNMP-GET， the main parameters of wireless network can be monitored graphically， and the abilities of network operation and management thereby be improved.
Key words： SNMP； Cacti； network monitor； wireless network
0 引言
“簡单网络管理协议”（SNMP）【1】原本是作为管理因特网上各种网络设备的临时解决方案，但是由于其具有的简单性、灵活性和可扩展性，使其事实上成为当前的计算机网络管理标准。基于SNMP的网络管理模型包括四个关键元素：网络管理站（NMS）、管理代理（Agent）、管理信息库（MIB）和网络管理协议。
SNMP协议消息通过对MIB库树形目录中的节点，即对象识别符（Object Identifier，简称OID）的读写来访问网络中的设备。OID的表示方法为若干以逗点分隔的数字串，如1.3.6.1.2.1.1表示了MIB II中系统组子树，而1.3.6.1.2.1.1.1.0表示系统组中的系统描述对象，在相关网站上可查询到相关厂商提供的MIB库信息（http：//www.oidview.com/mibs/detail.html）。
SNMP采用了C/S工作模式，通过管理工作站与SNMP代理间的交互完成。其中，每个支持SNMP的设备（交换机或主机等）都是一个SNMP代理，它维护着本地的MIB库，负责将该设备的设定资料以及运作现状以数据结构的方式储存，并及时响应工作站的查询请求。管理站通过定时向各个设备的代理进程发送查询请求消息（轮询方式），来监测和获取各个设备的状态和数据。
SNMP事实上的普及、标准化的MIB以及规范的OID标识方法，使得基于SNMP的监测工具【2】能够实现有效的网络管理工作。
1 Cacti系统
Cacti【3】是用PHP语言实现的一个开源软件，其主要功能是基于SNMP服务或脚本命令与网络上的监测对象（交换机、路由器和服务器等）进行通信，定时采集监测对象的数据。然后使用RRDTOOL工具储存和更新数据；管理员则通过HTTP协议访问、监测管理服务器，调用RRDTOOL绘制并生成监测图像，如图1所示。SNMP负责网络监测数据的采集、RRDTOOL负责数据存储和图表的生成、Mysql数据库存储并调用相关变量数据，如主机名、主机IP和模板信息等。
其间，RRDTOOL可以自定义数据源两个以上，同时还提供丰富多样的绘图功能，可以自定义图片的大小、样式和颜色等。同时，Cacti[4]允许用户自定义数据采集方式，包括SNMP、Script等。由此不仅可以绘出常规的网络流量图形，还可定制管理员所需的图形，如监测远程主机的性能、磁盘容量和自定义监测数据等，在很大程度上拓宽了网络监测的对象及范围。
2 无线网络运行监测
对于一个典型的无线网络来说，一般采用部署多个无线接入点（瘦AP）在各楼宇区域，在中心机房部署无线控制器，配合相关的接入和认证管理软件的组网方式。由此，无线网络运行管理的主要监测指标包括：无线网络流量、无线接入点（AP）运行数量、无线接入在线用户数和无线接入地址池使用等信息。
2.1 无线网络流量的监测
网络流量监控【5】是Cacti最常用的一种使用场景，可通过在Cacti的监控对象上添加对应的交换机，然后根据内置模板定义一个特定的采集数据源（Data Sources），对应相关接口信息，即可得到相应的无线网络流量监测图，如图2所示。
2.2 无线接入点和在线用户数的监测
无线接入点的运行和在线用户数信息，一般可在无线控制器上通过命令方式获取。通过基于SNMP自定义脚本方式，可集中在Cacti平台上进行直观的图形化监控。如选取一台主机开启snmpd服务，对snmpd.conf添加配置如下：
#定义获取无线用户连接数的OID
exec .1.3.6.1.4.1.2021.58 apct5 /bin/sh /usr/local/
share/snmp/apct5.sh
#定义获取AP连接数的OIDendprint
exec .1.3.6.1.4.1.2021.61 apctnum /bin/sh /usr/
local/share/snmp/apctnum.sh
其中，.1.3.6.1.4.1.2021.58和.1.3.6.1.4.1.2021.61为自定义的OID，apct5和apctnum为采集对象名称，apct5.sh和apctnum.sh为主机对应目录下的定制SHELL脚本，形如：
#！/bin/sh
#截取并显示无线用户连接数
result_ct5=$（sed -n '1p' /usr/local/share/snmp/apcts1
| cut -f2 -d "："）
echo $result_ct5
# the end
其中，初始采集数据源于另一个SHELL脚本，用于执行登录无线控制器，并获取无线AP数量和无线用户在线数信息。
#！/bin/sh
PASSWORD=test2839
HOST_IP=10.10.16.15
（
echo ${PASSWORD} # 登录无线控制器
sleep 2
echo "dis wlan client service-template 5 | include
Number" #显示无线在线数
sleep 1
echo "dis wlan ap all | include Number of APs
connected" #显示正常AP数
sleep 1
） | telnet ${HOST_IP} # telnet the host
完成以上腳本文件编制后，可在主机上进行相关SNMP查询测试，形如：
#snmpwalk -v2c -c public 10.10.15.16（主机IP）
.1.3.6.1.4.1.2021.58
若能回显相关的OID信息及正确数据，即表明上述脚本及定义OID成功。
最后，可在Cacti上添加该监控主机IP，定义采集数据模板中的数据输入为“Get SNMP Data”，分别设置对应的OID为“.1.3.6.1.4.1.2021.58.101.1”，以及“.1.3.6.1.4.1.2021.61.101.1”，即可完成基于Cacti的SNMP自定义采集，如图3、图4所示。
2.3 无线地址池使用情况的监测
无线接入认证通常采用DHCP获取地址，因此，相关地址池的使用情况也值得无线网络管理员予以关注。对于基于win2008 server搭建专用的DHCP服务，开启服务器的snmpd服务，查询并添加该DHCP服务的OID，同样可实现在Cacti平台上对地址池的使用情况进行直观的图形化监控。
例如，1.3.6.1.4.1.311.1.3.2.1.1.3.10.10.12.0代表10.10.12.0子网地址池的空余地址数；1.3.6.1.4.1.311.1.3.2.1.1.2.10.10.12.0代表10.10.12.0子网地址池的使用地址数。由此，在Cacti上建立特定的采集数据模板和数据源，即可绘制对应的监测图像，如图5所示。
3 结束语
开源SNMP软件的使用为计算机网络的管理提供了新的途径，本文基于Cacti软件建立了一套网络监测系统，并针对一个典型的无线网络，综合应用SNMP-MIB，SHELL编程和SNMP-GET等技术，对无线网络的相关重要参数实现了灵活和直观的集中图形化监测，从而有效提升无线网络的运行管理水平。
参考文献（References）：
[1] 雷振开.计算机网络管理及系统开发[M].电子工业出版社，2002.
[2] 余卫华.基于开源软件的网络监测系统[J].微计算机信息，2007.4：93-94
[3] 储久良等.基于Cacti的校园网络气象图技术的研究与实现[J].计算机技术与发展，2010.20（4）：199-201
[4] 邱亮.基于Cacti开源软件的校园网可视化监控平台的设计与实现[D].电子科技大学硕士学位论文，2013.
[5] 王佳等.基于SNMP的网络流量监控系统的设计与实现[D].武汉理工大学硕士学位论文，2012.endprint
