【正文】 ber(15 bits) 圖 TLV 編碼結(jié)構(gòu) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 14 頁(yè) 共 47 頁(yè) 4 系統(tǒng)概要設(shè)計(jì) 概要設(shè)計(jì)的目的就是回答“概括地說(shuō)，系統(tǒng)應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)？”。 基本編碼規(guī)則 BER 用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序中所聲明的變量必須通過(guò)編譯器轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言所能使用的格式才能夠使用，網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸也是同樣的道理，用 語(yǔ)言描述的對(duì)象信息必須轉(zhuǎn)換為串行的二進(jìn)制數(shù)據(jù)流才能在網(wǎng)絡(luò)中傳輸， SNMP 采用基本編碼規(guī)則 （ Basic Encode Rules ） 實(shí)現(xiàn) Manager 和 Agent 之間的管理信息編碼傳輸。它是一種用于描述結(jié)構(gòu)化客體結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的語(yǔ)言，類(lèi)似于高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的數(shù)據(jù)描述部分，提供了若干語(yǔ)言構(gòu)件用以定義類(lèi)型和值，類(lèi)型對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)，值對(duì)應(yīng)內(nèi)容。管理信息主要包括： 對(duì)象標(biāo)識(shí)符 OID 對(duì)象標(biāo)識(shí)符 （ Object Identifier） 也就是對(duì)象命名。在系統(tǒng)管理層次上，物理資源本身只被作為信息源來(lái)對(duì)待。這個(gè)字段由對(duì)象實(shí)例的一個(gè)參考序列及這些對(duì)象的值構(gòu)成。 d) 變量綁定表 （ variablebindings） 在 SNMP 中，可以將多個(gè)同類(lèi)操作 （ get、 set、 trap） 放在一個(gè)消息中。 Trap 類(lèi)型：此字段正式的名稱(chēng)是 generictrap，共分為 7 種，如表 所 示： 表 trap 類(lèi)型字段 差錯(cuò)狀態(tài) 名字 說(shuō)明 0 coldStart 代理進(jìn)行了初始化 1 warmStart 代理進(jìn)行了重新初始化 2 linkDown 一個(gè)接口從工作狀態(tài)變?yōu)楣收蠣顟B(tài) 3 linkUp 一個(gè)接口從故障狀態(tài)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài) 4 authenticationFailure 從 SNMP 管理進(jìn)程接收到具有一個(gè)無(wú)效團(tuán)體的報(bào)文 5 egpNeighborLoss 一個(gè) EGP 相鄰路由器變?yōu)楣收蠣顟B(tài) 6 enterpriseSpecific 代理自定義的事件，需要用后面的“特定代碼” 來(lái)指明 當(dāng)使用上述類(lèi)型 5 時(shí)，在報(bào)文后面變量部分的第一個(gè)變量應(yīng)標(biāo)識(shí)響應(yīng)的接口。請(qǐng)求標(biāo)識(shí)符的作用在于其使得管理進(jìn)程能夠識(shí)別返回的響應(yīng)報(bào)文對(duì)于哪一個(gè)請(qǐng)求報(bào)文。 SNMPv1 和 SNMPv2 的報(bào)文格式如圖 所示： 協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ PDU）的共 同格式如圖 所示： 變量綁定表的格式如圖 所示： PDU 類(lèi)型：根據(jù) PDU 的類(lèi)型，填入 0~4 中的一個(gè)數(shù)字，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 所示： 表 31 PDU 類(lèi)型 PDU 名稱(chēng) 0 Getrequest 1 Getnextrequest 2 Getresponse 3 Setrequest 4 trap b) get/set 首部 PDU 標(biāo)簽 PDU 長(zhǎng)度 PDU 字段值 圖 協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ PDU）的共同格式 Request ID Error Status Error Index VarBindList 圖 變量綁定列表的格式 VarBindList 標(biāo)簽 VarBindList 長(zhǎng)度 VarBindList 值 變量 1 的標(biāo)簽 變量 1 的長(zhǎng)度 變量 1 的值 。這個(gè)操作是由代理進(jìn)程發(fā)出的，它是前面三種操作的響應(yīng)操作； trap 操作 :代理進(jìn)程主動(dòng)發(fā)出的報(bào)文，通知管理進(jìn)程有某些事情發(fā)生。團(tuán)體名作為團(tuán)體的全局標(biāo)識(shí)符，是一種簡(jiǎn)單的身份認(rèn)證手段。 之所以選擇 UDP 協(xié)議而不是 TCP 協(xié)議，是因?yàn)?UDP 效率較高，這樣實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管代理 網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用 管理站 管理對(duì)象 TCP UDP UDP IP IP 圖 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 9 頁(yè) 共 47 頁(yè) 理不太多地增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。 為了使管理站能夠及時(shí)而有效地對(duì)管理設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)又不過(guò)分增加網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)載，必須使用陷入（ Trap）的輪詢(xún)過(guò)程。樹(shù)結(jié)構(gòu)為每個(gè)葉節(jié)點(diǎn)指定惟一的路徑標(biāo)識(shí)符，這個(gè)標(biāo)識(shí)符是從樹(shù)根開(kāi)始把各個(gè)數(shù)字串聯(lián)起來(lái)形成的。基于 WinSNMP 的應(yīng)用程序必須通過(guò) 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)訪問(wèn) WinSNMP API 函數(shù)， WinSNMP API 提供了七大類(lèi)，約50 個(gè) API 函數(shù)。 SNMP Utility API 共包含 27 個(gè)函數(shù)。擴(kuò)展代理 API 共包括六個(gè) API 函數(shù)，分別為 ： SnmpExtensionInitEx、 SnmpExtensionQueryEx、SnmpExtensionClose、 SnmpExtensionInit、 SnmpExtensionQuery、 SnmpExtensionTrap b) SNMP 管理 API 函數(shù) SNMP 管理 API 函數(shù)定義第三方 SNMP 管理端應(yīng)用程序與管理函數(shù)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù) 間的接口。 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(kuò)展代理 API、管理 API、實(shí)用程序 API 和 WinSNMP API。并且還提供了兩個(gè)功能強(qiáng)大的編程工具： AppWizard（ 應(yīng)用程序向?qū)В┖?ClassWizard（類(lèi)向?qū)В?。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。適宜的 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言能使根據(jù)設(shè)計(jì)去完成編碼時(shí)困難最少，可以得出更容易閱讀和更容易維護(hù)的程序。 SNMP 協(xié)議陷入機(jī)制，但報(bào)警時(shí)提供的信息太少。系統(tǒng)的需求分析從功能需求和性能需求分別進(jìn)行闡述。 為了標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的管理功能， ISO 定義了網(wǎng)絡(luò)管理的 5 個(gè)系統(tǒng)管理功能域 （ SMFA） ，即配置管理、故障管理、性能管理、計(jì)費(fèi)管理和安全管理。且能夠多了解一些網(wǎng)絡(luò)管理方面的知識(shí)，增強(qiáng)自身網(wǎng)絡(luò)管理方面的技術(shù)。為了以最合理的性?xún)r(jià)比提供給用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)必須設(shè)計(jì)成越通用越好。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)大發(fā)展的這一時(shí)代需要，在構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)必須高度重視網(wǎng)絡(luò)管理的重要性 。我們的觀點(diǎn)是 ， 在應(yīng)用方面要采取引進(jìn)與自己開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方式。尤其在國(guó)內(nèi)電信網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域中有十分廣泛的應(yīng)用。這對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的發(fā)展也產(chǎn)生了限 制。 1． 3 同類(lèi)項(xiàng)目的國(guó)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(gè)較大發(fā)展和提高。CORBA 是一種與平臺(tái)無(wú)關(guān)的、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 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(shí)現(xiàn)了管理者與代理的互聯(lián)和互操作 。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。第三，先進(jìn)可靠的網(wǎng)絡(luò)管理也是用戶(hù)所要求的?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為一個(gè)極其龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，它的運(yùn)營(yíng)、管理、維護(hù)、開(kāi)通 （ OAM＆ P） 越來(lái)越成為一個(gè)專(zhuān)門(mén)的學(xué)問(wèn)。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。而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的管理 ， 可以說(shuō)是伴隨著 1969 年世界上第一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) —— ARPANET的產(chǎn)生而產(chǎn)生的。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 1 頁(yè) 共 47 頁(yè) 1 引言 1． 1 開(kāi)發(fā)背景 實(shí)際上 ， 網(wǎng)絡(luò)管理已存在很久了。追溯到 19 世紀(jì)末的電信網(wǎng) ， 就已有自己相應(yīng)的管理 “ 系統(tǒng) ” —— 電話(huà)話(huà)務(wù)員。 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(lái)越突出。第二，網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)效益越來(lái)越依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)的有效管理。同時(shí)，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(lái)挖掘。 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(guò)電信網(wǎng)直接訪問(wèn)被管理 的設(shè)備或者使用簡(jiǎn)單的互聯(lián)網(wǎng)控制信息協(xié)議 （ ICMP） 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它是一種基于輪詢(xún)的通信協(xié)議，由于該協(xié)議在代理側(cè)的開(kāi)銷(xiāo)很小，因此功能有限，但其簡(jiǎn)單易 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 2 頁(yè) 共 47 頁(yè) 用的特點(diǎn)卻得到了許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的支持，已成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理流行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。以通用目標(biāo)請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu) （ CORBA） 為標(biāo)志的分布對(duì)象技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)管理開(kāi)辟了一條新途徑 。 網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)正從無(wú)標(biāo)準(zhǔn)到有標(biāo)準(zhǔn)，從低級(jí)協(xié)議到高級(jí)協(xié)議，從簡(jiǎn)單功能到高級(jí)功能，從 低級(jí)無(wú)序到高級(jí)有序演進(jìn) 。另外，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需要運(yùn)用先進(jìn)的軟件技術(shù)以及昂貴的開(kāi)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(dān)。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(qiáng)大的功能、先進(jìn)的技術(shù)、多平臺(tái)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(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的完整視圖，實(shí)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(tái)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。由于網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高效運(yùn)行非常重要 ， 因此在我國(guó)大力推廣網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用非常迫切。 1． 4 開(kāi) 發(fā)的目的和意義 目前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用正處于一個(gè)爆炸性增長(zhǎng)的時(shí)期，并且網(wǎng)絡(luò)規(guī)模迅速擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度也日益加劇。 網(wǎng)絡(luò)管理是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化并進(jìn)行監(jiān)控，從而保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。 意義在于：能開(kāi)發(fā)出一個(gè) 能夠達(dá)到界面友好，操作簡(jiǎn)便，系統(tǒng)安全可靠，易于維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)管理工具。需求分析是軟 件定義時(shí)期的最后一個(gè)階段，它的基本任務(wù)是準(zhǔn)確地回答“系統(tǒng)必須做什么？”這個(gè)問(wèn)題。提供性能監(jiān)測(cè)功能、性能分析功能等。 2． 2 性能需求 a) 網(wǎng)絡(luò)管理軟件對(duì)性能的要求是很高的，主要是實(shí)時(shí)性，包括： 以最快的時(shí)間發(fā)現(xiàn)和解決故障。 b) 系統(tǒng)的運(yùn)行對(duì)運(yùn)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(pán)空間：不小于 軟件環(huán)境：開(kāi)發(fā)環(huán)境： Windows XP 開(kāi)發(fā)工具： VisualC++ 、 WINSNMP API 函數(shù) 運(yùn)行環(huán)境： Windows 操作系統(tǒng) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 6 頁(yè) 共 47 頁(yè) 3 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)介紹 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是人和計(jì)算機(jī)通信最基本的工具，選擇適當(dāng)?shù)某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言是編碼之前的一項(xiàng)重要工作。它的執(zhí)行速度快，對(duì)操作系統(tǒng)的訪問(wèn)權(quán)限高，這些是其他許多的編程工具所無(wú)法比擬的。 Visual C++ 中大量的 Windows API 以 C++格式進(jìn)行封裝，通過(guò) MFC 方式提供給開(kāi)發(fā)人員，大大簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)人員的編程工作。 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(yǔ)言接口 ,是一種軟件編程的規(guī)范 ,但不是一種程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言本身 ， 可以允許用戶(hù)使用各種第三方編程語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行對(duì) Win OS 下應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā) ， 使這些被開(kāi)發(fā)出來(lái)的應(yīng)用程序能在WinOS 下運(yùn)行 ， MFC 是微軟對(duì) API 函數(shù)的專(zhuān)用 C++封裝 ， 這種結(jié)合一方面讓用戶(hù)使用 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 7 頁(yè) 共 47 頁(yè) 微軟的專(zhuān)業(yè) C++ SDK 來(lái)進(jìn)行 Win 下應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)變得容易 ，但也 造成了 MFC 對(duì)類(lèi)封裝中一定程度的冗余和迂回 。應(yīng)用程序使用這些函數(shù)來(lái)解析由引入的 SNMP PDU 指定的變量綁定。 SNMP 管理 API 由七個(gè)函數(shù)組成， SnmpMgrClose、 SnmpMgrGetTrap、 SnmpMgrOidToStr、 SnmpMgrOpen、SnmpMgrRequest、 SnmpMgrStrToOid、 SnmpMgrTrapListen c) SNMP 實(shí)用 API 函數(shù) SNMP 實(shí)用 API 函數(shù)簡(jiǎn)化 SNMP 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作并提供在 SNMP 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)過(guò)程非常有用的函數(shù)集。 WinSNMP API 以函數(shù)的形式封裝了 SNMP 協(xié)議各部分，且針對(duì) SNMP 使用 UDP的特點(diǎn)設(shè)置了消息重傳和超時(shí)機(jī)制。例如：與某一協(xié)議實(shí)體有關(guān)的全部信息位于指定的子樹(shù)上。 Trap 則提供從代理進(jìn)程到管 理部的異步報(bào)告機(jī)制。如圖 所示。 每個(gè)代理進(jìn)程管理若干管理對(duì)象，并且與某些管理站建立團(tuán)體（ munity）關(guān)系，如圖 所示。 SNMP 報(bào)文功能如下： Getrequest 操作 :從代理進(jìn)程處提取一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值； GetNextRequest 操作 :從代理進(jìn)程處提取緊跟當(dāng)前參數(shù)值的下一個(gè)參數(shù)值； Setrequest 操作 :設(shè)置代理進(jìn)程的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值； GetrResponse 操作 :返回的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值。 SNMP 協(xié)議數(shù)據(jù)單元的具體格式 a) 公共 SNMP 首部 SNMP 報(bào)文用 格式進(jìn)行定義，不同版本的 SNMP 報(bào)文格式有所不同，對(duì)于SNMPv1 和 SNMPv2 來(lái)說(shuō)，報(bào)文中包含三個(gè)字段：版本號(hào)字段、 SNMP 共同體名字字段、Agent Manager11 Manager2 Manager3 圖 SNMPv1 的團(tuán)體關(guān)系 團(tuán)體 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 10 頁(yè) 共 47 頁(yè) 協(xié)議數(shù)據(jù)單元 （ Protocal Data Unit） 。管理進(jìn)程可同時(shí)向許多代理發(fā)出 get 報(bào)文，這些報(bào)文都使用 UDP 傳送，先發(fā)送的有可能后到達(dá)。此對(duì)象標(biāo)識(shí)符在對(duì)象命名樹(shù)上的 enterpr