【正文】 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 1 頁 共 47 頁 1 引言 1． 1 開發(fā)背景 實際上 ， 網(wǎng)絡(luò)管理已存在很久了。從廣義上講 ， 任何一個系統(tǒng)都需要管理 ， 只是根據(jù)系統(tǒng)的大小、復(fù)雜性的高低 ， 管理在系統(tǒng)中的重要性也有重有輕 。 網(wǎng)絡(luò)當然也是一個系統(tǒng)。追溯到 19 世紀末的電信網(wǎng) ， 就已有自己相應(yīng)的管理 “ 系統(tǒng) ” —— 電話話務(wù)員。而計算機網(wǎng)絡(luò)的管理 ， 可以說是伴隨著 1969 年世界上第一個計算機網(wǎng)絡(luò) —— ARPANET的產(chǎn)生而產(chǎn)生的。隨后的一些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ， 如 IBM 的 SNA、 DEC 的 DNA、 Apple 的AppleTalk 等 ， 也都有相應(yīng)的管理系統(tǒng)。但是 ， 網(wǎng)絡(luò)管理一直沒有得到應(yīng)有的重視。 隨著網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)管理的重要性越來越突出。第一，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜化使網(wǎng)絡(luò)管理變得復(fù)雜。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備復(fù)雜有兩個含義，一是功能復(fù)雜，二是生產(chǎn)廠商多，產(chǎn)品規(guī)格不統(tǒng)一。這種復(fù)雜性使得網(wǎng)絡(luò)管理無法用傳統(tǒng)的手工方式完成，必須采用先進有效的手段。第二，網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟效益越來越依賴網(wǎng)絡(luò)的有效管理?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為一個極其龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，它的運營、管理、維護、開通 （ OAM＆ P） 越來越成為一個專門的學(xué)問。沒有一個有力的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)作為支撐，就難以在網(wǎng)絡(luò)運營中有效地疏通業(yè)務(wù)量，提高接通率，避免諸如擁塞、故障等問題。使網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者在經(jīng)濟 上受到損失，給用戶帶來麻煩。同時，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)能力等方面具有很大潛力，這種潛力也要靠有效的網(wǎng)絡(luò)管理來挖掘。第三，先進可靠的網(wǎng)絡(luò)管理也是用戶所要求的。當今時代，人們對網(wǎng)絡(luò)的依賴越來越強，普通人通過網(wǎng)絡(luò)打電話、發(fā)傳真、發(fā) EMAIL， 企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布產(chǎn)品信息，獲得商業(yè)情報，甚至組建企業(yè)專用網(wǎng)。在這種情況下，用戶不能容忍網(wǎng)絡(luò)的故障，同時也要求網(wǎng)絡(luò)有很高的安全性，使得通話內(nèi)容不被泄露、數(shù)據(jù)不被破壞、專用網(wǎng)不被侵入、電子商務(wù)能夠安全可靠地進行。 1． 2 網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的發(fā)展 最早的網(wǎng)絡(luò)管理是通過電信網(wǎng)直接訪問被管理 的設(shè)備或者使用簡單的互聯(lián)網(wǎng)控制信息協(xié)議 （ ICMP） 來實現(xiàn)的。隨后出現(xiàn)了北歐廣泛采用的 TL 1（ Transaction Language 1） ，基于 ASCII 的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。其特點是簡單、易讀、易開發(fā)和使用，但智能化程度較差。隨著 TCP／ IP 協(xié)議及其網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 （ SNMP） 。它是一種基于輪詢的通信協(xié)議，由于該協(xié)議在代理側(cè)的開銷很小，因此功能有限，但其簡單易 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 2 頁 共 47 頁 用的特點卻得到了許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的支持，已成為計算機網(wǎng)絡(luò)管理流行的行業(yè)標準。 ITU 制定的通用管理信息協(xié)議 （ CMIP） 主要應(yīng)用在電 信網(wǎng)絡(luò)管理中，實現(xiàn)了管理者與代理的互聯(lián)和互操作 。 CMIP 提供了一種 “ 緊耦合 ” 的管理控制，具有許多管理功能。其特點是全面、復(fù)雜、開發(fā)難度較大，但能完成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)。以通用目標請求代理體系結(jié)構(gòu) （ CORBA） 為標志的分布對象技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)管理開辟了一條新途徑 。CORBA 是一種與平臺無關(guān)的、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 CORBA 比 SNMP 功能強大，也沒有CMIP 那么復(fù)雜。由于其特別適合于分布式處理，已開始在許多領(lǐng)域里得到應(yīng)用，并展現(xiàn)了美好的前景。 網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)正從無標準到有標準，從低級協(xié)議到高級協(xié)議，從簡單功能到高級功能，從 低級無序到高級有序演進 。 1． 3 同類項目的國內(nèi)外現(xiàn)狀 與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的要求相比，網(wǎng)絡(luò)管理在理論和技術(shù)上還需要有一個較大發(fā)展和提高。由于網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)管理在理論和方法上處于滯后狀態(tài)，對于網(wǎng)絡(luò)中的新問題缺少理論分析方法和模型，尤其對于高速網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測與控制，實時性要求很嚴，傳統(tǒng)的方法已不能適應(yīng)。在技術(shù)上，網(wǎng)絡(luò)管理標準尚不完備，已經(jīng)制訂的標準也有不統(tǒng)一的問題。另外，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的開發(fā)需要運用先進的軟件技術(shù)以及昂貴的開發(fā)環(huán)境和條件，只有大的通信設(shè)備生產(chǎn)廠商以及少數(shù)科研單位能夠承擔。這對網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的發(fā)展也產(chǎn)生了限 制。 網(wǎng)管軟件的種類紛繁眾多，既有大家所知曉的著名的網(wǎng)管平臺軟件，也有設(shè)備廠商提供的網(wǎng)元管理軟件，更有美萍網(wǎng)管這種網(wǎng)上盛行的軟件以及免費軟件。 在此，簡單介紹一些國際上較主流的網(wǎng)絡(luò)管理軟件： 當前國際網(wǎng)絡(luò)市場上，有一個十分活躍的適用于中小企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件 Cisco Work 2021。該產(chǎn)品提供了一組用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理的解決方案； HP Open View 網(wǎng)絡(luò)管理軟件 Network Node Manager 以其強大的功能、先進的技術(shù)、多平臺適應(yīng)性，在全球網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用； Tivoli NetView 是 IBM 公司著名的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，能夠提供整個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的完整視圖，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的管理，它采用 SNMP 協(xié)議； Sun Net Manager是 Sun 公司在 Sun 平臺上杰出的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，適用于管理復(fù)雜的異構(gòu)環(huán)境。尤其在國內(nèi)電信網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域中有十分廣泛的應(yīng)用。全面支持 SNMP 協(xié)議，具有較強的安全性；在我國，青鳥網(wǎng)軟自主研發(fā)具有國際先進設(shè)計理念的青鳥網(wǎng)碩 Net SureCXpert—— 網(wǎng)絡(luò) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 3 頁 共 47 頁 與系統(tǒng)綜合管理平臺，克服了對網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)的分割管理，實現(xiàn)了面向服務(wù)的綜合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理，為企業(yè)提供了管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的 IT 基礎(chǔ)構(gòu)架。 近幾年來網(wǎng)絡(luò)在中國得到了迅速的發(fā)展 ， 但網(wǎng)絡(luò)管理 僅 僅是起步階段。由于網(wǎng)管系統(tǒng)對一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高效運行非常重要 ， 因此在我國大力推廣網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用非常迫切。我們的觀點是 ， 在應(yīng)用方面要采取引進與自己開發(fā)相結(jié)合的方式。一方面 ，國內(nèi)對網(wǎng)絡(luò)管理的研究與應(yīng)用剛剛開始 ， 與國外先進水平有一定差距 ， 完全自己開發(fā)是不太現(xiàn)實的 ； 另一方面 ， 僅僅依靠國外的產(chǎn)品也不好 ， 國外的網(wǎng)絡(luò)管理產(chǎn)品并不一定很適合我國的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境 ， 而且這對我們自己的網(wǎng)絡(luò)管理研究也不利。在研究方面 ， 應(yīng)盡可能跟蹤國外的先進技術(shù) ， 并開展自己的研究。 1． 4 開 發(fā)的目的和意義 目前，計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用正處于一個爆炸性增長的時期，并且網(wǎng)絡(luò)規(guī)模迅速擴大，網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度也日益加劇。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)大發(fā)展的這一時代需要，在構(gòu)建計算機網(wǎng)絡(luò)時必須高度重視網(wǎng)絡(luò)管理的重要性 。 隨著網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)管理將不斷完善、統(tǒng)一管理的標準，不斷拓展應(yīng)用的領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)將注重功能、性能、人機界面、部署難易、分布化、可伸縮性、智能化等方面的特點。 網(wǎng)絡(luò)管理是對網(wǎng)絡(luò)進行初始化并進行監(jiān)控，從而保證網(wǎng)絡(luò)的正常運行。為了以最合理的性價比提供給用戶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)必須設(shè)計成越通用越好。本次畢設(shè)的課題是“基于 SNMP 的網(wǎng)絡(luò)管理工具”。 目的在于： 培養(yǎng)調(diào)查、收集、加工各種信息的能力；能夠初步掌握開展科學(xué)研究的工作步驟和基本方法，提高自學(xué)能力和對工作環(huán)境的適應(yīng)能力。 意義在于：能開發(fā)出一個 能夠達到界面友好，操作簡便，系統(tǒng)安全可靠，易于維護的網(wǎng)絡(luò)管理工具。且能夠多了解一些網(wǎng)絡(luò)管理方面的知識，增強自身網(wǎng)絡(luò)管理方面的技術(shù)。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 4 頁 共 47 頁 2 需求分析 為了開發(fā)出真正滿足用戶需求的軟件產(chǎn)品，首先必須準確了解與分析用戶的需求。不論我們把設(shè)計和編碼工作做得如何出色，不能真正滿足用戶需求的程序只會令用戶失望，給開發(fā)者帶來煩惱。需求分析是軟 件定義時期的最后一個階段，它的基本任務(wù)是準確地回答“系統(tǒng)必須做什么？”這個問題。 為了標準化系統(tǒng)的管理功能， ISO 定義了網(wǎng)絡(luò)管理的 5 個系統(tǒng)管理功能域 （ SMFA） ，即配置管理、故障管理、性能管理、計費管理和安全管理。本系統(tǒng)規(guī)模較小，主要實現(xiàn)了性能管理。性能管理是網(wǎng)絡(luò)管理最重要的功能之一，目的是維護網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)運營效率。提供性能監(jiān)測功能、性能分析功能等。系統(tǒng)的需求分析從功能需求和性能需求分別進行闡述。 2． 1 功能需求 操作簡單，界面友好，所要求的功能很好的實現(xiàn)，這是一個最基本的需求。 a) 流量監(jiān)視 IP 包 輸出速率：周期性查詢 IPOutRequests 對象，以折線圖形式顯示 IP 數(shù)據(jù) 包輸出速率； IP 包輸入速率：周期性查詢 IPInReceivers 對象，以折線圖形式顯示 IP 數(shù)據(jù)包輸入速率； b) 監(jiān)測信息顯示 接口表：以表格的形式將接口表 IfTable 顯示在屏幕上，并顯示表中查詢內(nèi)容； IP 地址表：以表格的形式將地址表 IPAddrTable 顯示在屏幕上，并顯示表中查詢內(nèi)容； TCP 連接表：以表格的形式將 TCP 連接表 TcpConnTable 顯示在屏幕上，并顯示表中查詢內(nèi)容； c) 其它功能 查詢 MIB 變量：根據(jù)用戶輸入的對象 標識符返回相應(yīng)的對象值，顯示出 OID； 并作 Get、 GetNext、 Set、 Walk 等操作；并可對指定 OID 保存并 分析； 簡單警報管理：監(jiān)聽 ，當收到一個無效團體名的報文， EGP 相鄰路由器變?yōu)楣收蠣顟B(tài)，代理進行了初始化 （ 冷啟動 ） ，代理重新進行了初始化（熱啟動），一個接口從工作 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 5 頁 共 47 頁 狀態(tài)變?yōu)楣收媳淼惹闆r時， 可接受并顯示 Trap 報文。 2． 2 性能需求 a) 網(wǎng)絡(luò)管理軟件對性能的要求是很高的，主要是實時性，包括： 以最快的時間發(fā)現(xiàn)和解決故障。 SNMP 協(xié)議陷入機制，但報警時提供的信息太少。 實時地反映目前網(wǎng)絡(luò)的運行狀況，主要 指快速準確地從網(wǎng)絡(luò)中收集信息。由于本系統(tǒng)針對小型網(wǎng)絡(luò)的管理，所以對實時性的要求不是太高。 b) 系統(tǒng)的運行對運行環(huán)境的一些要求： 硬件環(huán)境：處理器： Inter Pentium 166 MMX 或更高 內(nèi)存：不小于 64MB 硬盤空間：不小于 軟件環(huán)境：開發(fā)環(huán)境： Windows XP 開發(fā)工具： VisualC++ 、 WINSNMP API 函數(shù) 運行環(huán)境： Windows 操作系統(tǒng) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 6 頁 共 47 頁 3 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)介紹 程序設(shè)計語言是人和計算機通信最基本的工具，選擇適當?shù)某绦蛟O(shè)計語言是編碼之前的一項重要工作。適宜的 程序設(shè)計語言能使根據(jù)設(shè)計去完成編碼時困難最少，可以得出更容易閱讀和更容易維護的程序。本系統(tǒng)采用 MFC 制作界面，網(wǎng)管功能主要通過Windows 的 SNMP API 實現(xiàn)。 3． 1 開發(fā)平臺的選擇 Visual C++ 簡介 C++語言是當今最流行的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言，而 Visual C++ 是微軟公司開發(fā)的基于 Windows 操作系統(tǒng)的 C++語言程序的可視化編程工具。它的執(zhí)行速度快，對操作系統(tǒng)的訪問權(quán)限高，這些是其他許多的編程工具所無法比擬的。因此， Visual C++ 成為該 系統(tǒng)在 Windows 操作系統(tǒng)下編程的首選工具。 要真正地掌握 Visual C++ ， 必須對 C/C++語言編程有深入的了解，應(yīng)理解 MFC庫和 Windows 操作系統(tǒng)下的編程方法。在 Windows 操作系統(tǒng)下編程，通常通過調(diào)用Windows API 得以實現(xiàn)。 Visual C++ 中大量的 Windows API 以 C++格式進行封裝，通過 MFC 方式提供給開發(fā)人員，大大簡化了開發(fā)人員的編程工作。并且還提供了兩個功能強大的編程工具： AppWizard（ 應(yīng)用程序向?qū)В┖?ClassWizard（類向?qū)В?。兩者結(jié)合， 讓 Windows 操作系統(tǒng)下的編程變的非常簡單。 MFC 簡介 MFC 微軟基礎(chǔ)類 (Microsoft Foundation Classes)， 是微軟提供的 ， 用于在 C++環(huán)境下編寫應(yīng)用程序的一個框架和引擎 ， VC++是 WinOS 下開發(fā)人員使用的專業(yè) C++ SDK (Standard Software Develop Kit 專業(yè)軟件開發(fā)平臺 )， MFC 就是掛在它之上的一個 輔 助軟件開發(fā)包 ， MFC 作為與 VC++血肉相連的部分 (注意 C++和 VC++的區(qū)別 :C++是一種程序設(shè)計語言 ， 是一種大家都承認的軟件編制的 通用規(guī)范 ， 而 VC++只是一個編譯器 ， 或者說是一種編譯器 +源程序編輯器的 IDE WS Platform)。 MFC 是 Win API 與 C++的結(jié)合 ， API 即微軟提供的 WinOS 下應(yīng)用程序的編程語言接口 ,是一種軟件編程的規(guī)范 ,但不是一種程序開發(fā)語言本身 ， 可以允許用戶使用各種第三方編程語言來進行對 Win OS 下應(yīng)用程序的開發(fā) ， 使這些被開發(fā)出來的應(yīng)用程序能在WinOS 下運行 ， MFC 是微軟對 API 函數(shù)的專用 C++封裝 ， 這種結(jié)合一方面讓用戶使用 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 7 頁 共 47 頁 微軟的專業(yè) C++ SDK 來進行 Win 下應(yīng)用程序的開發(fā)變得容易 ，但也 造成了 MFC 對類封裝中一定程度的冗余和迂回 。 WINDOWS SNMP 應(yīng)用程序接口 WINDOWS SNMP 的應(yīng)用程序接口 SNMP API 由四部分組成，即擴展代理 API、管理 API、實用程序 API 和 WinSNMP API。編寫擴展代理和 SNMP 管理應(yīng)用程序都要使用這些庫函數(shù)。 a) SNMP 擴展代理 API 函數(shù)