【文章內(nèi)容簡介】 上，因此使用它在主機間通訊時無需先建立連接。這種方法降低了系統(tǒng)開銷，但對報文到達的正確性不做保證。 SNMP 將管理問題分為兩個部分，并為每個部分定義了標準。第一部分是有關(guān)信息通信規(guī)則的，協(xié)議定義了管理機上的客戶軟件如何與代理通信，同時定義了管理機與代理交換消息的格式和含義以及名字與地址的形式。第二部分有關(guān)被管理的數(shù)據(jù)，協(xié)議定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須保存的數(shù)據(jù)項和每個數(shù)據(jù)項的名字以及用于表示名字的語法。 SNMP 管理模型 SNMP 的網(wǎng)絡(luò)管理模型如圖 所示，包括四個關(guān) 鍵元素 [1]： 南華大學(xué)計算機學(xué)院畢業(yè)論文 第 10 頁 圖 SNMP 管理模型 l)管理工作站 :一般是一個單機設(shè)備或者是一個共享網(wǎng)絡(luò)中的一員。無論是哪種情況，管理站都是管理者作為網(wǎng)絡(luò)管理員與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的接口。 2)管理代理 :當前主流路由器、交換機等設(shè)備現(xiàn)在都支持 SNMP 操作，即對來自管理站的 SNMP 信息查詢和請求做出響應(yīng)，同時還可能異步的通過 Trap操作主動向管理站提供一些重要的非請求信息。 3)管理信息庫 :描述了所有可以由 SNMP 管理的信息的集合，其中每個信息元素都稱為一個對象。任何支持 SNMP 協(xié)議的代理都應(yīng)該能夠?qū)?MIB 中定義的對象的信息的查詢做出響應(yīng)，任何使用 SNMP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)管理站也都應(yīng)該知道它能夠從代理那里得到的信息都在 MIB 定義的范圍內(nèi)。 4)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 :管理站和代理之間是通過 SNMP 網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議連接的， SNMP協(xié)議是一個應(yīng)用層協(xié)議，使用網(wǎng)絡(luò)層提供的 UDP 傳輸服務(wù)來傳遞消息、標準的代理監(jiān)聽端口為 161。當一個網(wǎng)管應(yīng)用要求得到代理端的信息的時候，它就向SNMP 核心進程提出這個請求，核心進程從本地的 MIB 中得到所需的對象的信息，然后構(gòu)造 SNMP 請求報文，最后將此報文使用 UDP 協(xié)議發(fā)送 到代理進程的 161 端口上。代理進程在收到這個請求后，訪問其本地的 MIB 庫以取出管理站所需信息，南華大學(xué)計算機學(xué)院畢業(yè)論文 第 11 頁 然后構(gòu)造 SNMP 響應(yīng)報文，最后使用 UDP 協(xié)議將此報文發(fā)送給管理站。管理站的SNMP 核心進程再將得到的信息傳遞給管理站上的網(wǎng)管應(yīng)用就完成了一次信息交換。 SNMP 協(xié)議報文和通信原語 1)SNMP 協(xié)議報文 (l)SNMP 協(xié)議的報文格式如下 [1]: 圖 SNMP 報文格式 (2)一個 SNMP 實體傳遞一個報文給另一個 SNMP 實體的過程 : 首先，利用上面的格式 ，構(gòu)造一個 PDU。 其次，連同源地址、目的地址和共同體名，將該 PDU 傳給認證服務(wù)，由認證服務(wù)進行必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后返回結(jié)果。 再次，協(xié)議實體構(gòu)造一個 SNMP 報文，包括一個版本號、共同體名和由認證服務(wù)返回的結(jié)果。 最后，用基本編碼規(guī)則，為報文進行編碼，并將編碼結(jié)構(gòu)傳給傳輸服務(wù)。 (3)一個 SNMP 實體在接收 SNMP 報文時的過程 : 首先，對報文進行基本語法檢查，如果解析錯誤，就拋棄該報文。 其次，驗證 SNMP 版本號，如果不匹配，就拋棄報文。 南華大學(xué)計算機學(xué)院畢業(yè)論文 第 12 頁 最后，協(xié)議實體將用戶名字、源地址、目的地址和報文中的 PDU 部分傳給認證服務(wù) :如果失敗，認證服務(wù)給 SNMP 協(xié)議實體發(fā)信號，指示它產(chǎn)生一個 SNMP Trap報文以及拋棄該報文。 2)變量綁定 當管理站想要得到一個特定代理的特定 MIB 組中的所有標量對象信息時，它 可以發(fā)送一個請求所有標量的報文，并且得到一個包含所有值的響應(yīng)。這樣可以減輕網(wǎng)絡(luò)管理的通信負擔。為了實現(xiàn)上述的對象交換，所有的 SNMPPDU 都包括一個變量綁定的域。這個域由一系列對象實例標識符和這些對象實例的值組成。 3)通信原語 SNMP 定義了 5 種通信原語實現(xiàn)管理進程和代理進程之間的交互信息，它們分別是 [1]:(l)Getrequest 原語 :get request PDU 由網(wǎng)絡(luò)管理站的 SNMP 實體發(fā)出。它包括的域山前血的報文格式中給出。 PDU類型說明這是 getrequest PDU。Requestid 是發(fā)送實體為每個請求分配一個編號，用以標識同一代理的多個未完成的請求， variablebinding 是經(jīng)過 2)操作的被請求的對象實例列表。管理代理的 SNMP 實體在接收一個 Getrequest PDU 后，通過返回一個 getresponse PUD 作為響應(yīng)。如果代理的 SNMP 實體能夠為收到的 PDU 中變量綁定列表的所有變量提供值，則 getresponse PDU 為變量綁定域中每個變量賦一個值。如果其中任何一個變量的不能得到，則所有變量的值均不返回。 (2)Getnextrequest 原語 :與 getrequest 操作有相同的數(shù)據(jù)格式和相同的數(shù)據(jù)交換模式。它們的操作都是原子同步方式，即要么所有的請求值都被返回，要么一個也不返回。不同之處是 :getrequest PDU 的變量綁定列表中的每個變量指的是將要被返回的對象實例，而對于 getnextrequest PDU，每個變量將要返回的是按字典排序的下一個對象實例的 值。 Getnextrequest PDU 的工作模式使得管理站可以動態(tài)發(fā)現(xiàn)一個 MIB 視圖的結(jié)構(gòu)，同時也為檢索一個未知的表提供了有效的方法。這時，代理返回的是列表中每個對象標識的按字典排序的下一個對象實例的值。 (3)Setrequest 原語 :由管理進程發(fā)出，請求設(shè)置進程中一個或多個變量的值 。 南華大學(xué)計算機學(xué)院畢業(yè)論文 第 13 頁 (4)Getresponse 原語 :由代理進程發(fā)出的，向管理進程返回的一個或多個變量的值，它是 setrequest 操作的相應(yīng)。 (5)Trap 原語 :代理進程主動發(fā)出的報文，通知管理進程有某事發(fā)生。 使用 SNMP 協(xié)議 時所涉及的內(nèi)容 管理信息庫 MIB 管理信息庫 MIB(Management Information Base)是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中所有被管理元素信息的數(shù)據(jù)庫 [23]。數(shù)據(jù)庫中的元素是網(wǎng)管中的被管資源，且被管資源以對象來表示，每個對象表示被管資源某一方面的屬性。通過對這些對象的存取訪問，就可以得到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所有靜態(tài)或動態(tài)內(nèi)容，涵蓋網(wǎng)絡(luò)性能、配置、路由和故障等各個方面。每個對象又包含若干信息變量，每個信息變量包含如下信息 :變量名、變量的數(shù)據(jù)類型、變量的讀寫屬性、變量的值。 l)MIB 的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) MIB 是一個樹形結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，樹中的每個節(jié)點都是一個對象， MIB 就是由一系列的對象組成，如 下 圖所示 : 南華大學(xué)計算機學(xué)院畢業(yè)論文 第 14 頁 圖 MIB 的樹型結(jié)構(gòu) ROOT 為 MIB 樹的根節(jié)點，它有三個子樹 : ISO(1)：由 ISO 管理。 CCITT(0)：由 CCITT管理。 ISOjointCCITT(2):由 150 和 CCITT 共同管理。 在 ISO(l)節(jié)點下由一些其它的子樹，其中 0rg(3)是 ISO 為其他組織定義的子樹。在 (3)子樹下，一個值得引起注意的特殊節(jié)點 是 dod(6)，該節(jié)點被分配給了美國國防部使用。 dod(6)節(jié)點下的 一個 子樹 inter(l)分配給 Inter體系結(jié)構(gòu)委員會來管理。 在 inter(1)節(jié)點下包括了四棵子樹 : (l)directory(1)子樹 system(1) Interface(2) at(3) ip(4) icmp(5) tcp(6) udp(7) egp(8) (3) Ccitt(0) ISOjointCcitt(2) Intemet(l) Diretory(1) dod(6) Mgmt(2) Private(4) Enterprises(1) Experimental(3) MIBⅡ Root ISO(1) 南華大學(xué)計算機學(xué)院畢業(yè)論文 第 15 頁 該子樹保留給 051 目錄服務(wù)，以備將來使用。 (2)mgmt(2)子樹 該子樹用于那些在 IAB( Inter 體系結(jié)構(gòu)委員會 )所批準認可的管理信息庫的定義，目前有兩個版本 :MIBI 和 MIBⅡ 。由于在任何配置中都只能有一個MIB 存在，因此兩個版本的 MIB 提供相同的對象標識符?，F(xiàn)在 使用的大多是 MIBⅡ 。 Mgmt(2)子樹的 MIB(2)子樹下定義了目前使用最廣泛的各種對象，一般稱它們“組”。在它下面定義的組分別為 : ? System 組 :提供被管理設(shè)備的總體信息。 ? Interfaces 組 :提供網(wǎng)絡(luò)實體的物理層接口的信息，包括配置信息和每個接口上發(fā)生的事件的統(tǒng)計信息。 ? IP 組 :提供了一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中有關(guān) IP 實現(xiàn)和操作的信息。在網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中使用非常廣泛。 ? At 組 :設(shè)備的地址轉(zhuǎn)換信息，在 MIBⅡ 下，該組內(nèi)容在 IP 組中。 ? ICMP 組 :包括了有關(guān) ICMP 的實現(xiàn)和操作的信息。保存了對各種類型的 ICMP 信息的接受和發(fā)送的統(tǒng)計結(jié)果。 ? TCP 組 :主要用于對流量控制、丟失重傳和網(wǎng)絡(luò)擁擠等問題的解決。 ? UDP 組 :提供有關(guān) UDP 發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)包信息。 ? EGP 組 :由有關(guān)實體的 EGP 信息和一個記錄每個 EGP 鄰居信息的表組成。 ? SNMP 組 :包括有關(guān) SNMP 實現(xiàn)和操作的信息。 (3)experimental(3)子樹 該子樹下包含了在 Inter 試驗中使用的對象。 (4)private(4)子樹 該子樹用來指定用戶擴展定義的對象。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)訪問最多的部分是該子樹下的 enterprises(l)節(jié)點。該節(jié)點下的每 個子樹分配給一個企業(yè)，而企業(yè)必須先向認 B 登記注冊它們自己的廠商代碼，然后就可以在該代碼下創(chuàng)建它們自己的對象。 2)從代理獲得 MIB 變量的實現(xiàn) 南華大學(xué)計算機學(xué)院畢業(yè)論文 第 16 頁 為了對 MIB 對象有更深的了解，這里對 MIB 變量獲取的過程進行簡單介紹。 代理作為服務(wù)器方，后臺運行著一個等待進程，這個進程不斷等待來自網(wǎng)絡(luò)管理者的服務(wù)請求，當收到來自代理的請求時，經(jīng)過語法分析、消息認證等過程后，從自己的 MIB 庫中得到管理者所請求的 MIB 變量的值，最后取出相應(yīng)的應(yīng)答。從代理獲取 MIB 變量要經(jīng)過如下幾步 : (l)建立管理者和代理之間的連接 首先，作為客戶 方的管理者要主動和服務(wù)方的網(wǎng)絡(luò)代理建立通信機制， 因為SNMP 是基于無連接的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 (UDP)，所以這里使用無連接的數(shù)據(jù)報層。首先構(gòu)造 Socket，然后使用 bind 系統(tǒng)調(diào)用進行地址綁定是用來給已建立的socket 分配任一地址和端口號。把 inter 地址設(shè)為 INADDRANY，系統(tǒng)將會在可選擇 的 本機地址中選擇一個可用的地址進行綁定。綁定后，就可以利用此套接口進行通信了。 (2)構(gòu)造協(xié)議數(shù)據(jù)單元 (PDU) SNMP 消息是通過 SNMPPDU 來傳送的，所以在發(fā)送 SNMP 消息之前必須構(gòu)造協(xié)議數(shù)據(jù)單元 (PDU)。根據(jù)用戶的輸入信息，構(gòu)造一個 PDU 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，構(gòu)造一個可以用來傳送信息的 PDU，將所請求的對象放入變量綁定列表，并將變量綁定加入到 PDU 中。 (3)協(xié)議數(shù)據(jù)單元構(gòu)造好后，發(fā)送請求。 Send to 系統(tǒng)調(diào)用將獲取目的地址并發(fā)送報文。 (4)接受代理的響應(yīng)。 (5)讀取數(shù)據(jù)。 SNMP API 基于 SNMP 的網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)就是利用 SNMP 協(xié)議向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送 SNMP get 請求，因此實現(xiàn) SNMP 協(xié)議就成為整個系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵一步。我們可以利用許多公司提供的 SNMP的開發(fā)工具包 (SNMP API)來開發(fā)網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)的相應(yīng)程 )子。 南華大學(xué)計算機學(xué)院畢業(yè)論文 第 17 頁 目前比較流行的 SNMP 的開發(fā)工具包就是 CMU 大學(xué)的 UCDSnmp[18]， Hp 公司的 Snmp++[19]， Advent 公司的 Jsnmp[20]和 Microsoft 公司的 winSNMP，它們各有優(yōu)缺點。 這里筆者就不一一介紹了。 南華大學(xué)計算機學(xué)院畢業(yè)論文 第 18 頁 第 三 章 網(wǎng)絡(luò) 拓撲 發(fā)現(xiàn)算法 的研究 這里筆者將討論和分析幾種主要拓撲發(fā)現(xiàn)的算法，它們將上一章中介紹的幾種網(wǎng)絡(luò)拓撲基本技術(shù)組合在了一起。 筆者覺得通過對這些算法的 介紹，能夠擴充讀者的思路，以便比較各個 網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)的算法 的優(yōu)缺點 。 基本算 法 本論文討論的拓撲發(fā)現(xiàn)算法是在下述算法的基礎(chǔ)上擴展完成的，該算法的描述如下： 確定一個 IP 地址的“臨時”集合，這些 IP 地址對應(yīng)著存在或不存在的主機和路由器。 對集合里的每一個元素，作如下處理 : a、驗證這個 IP 地址是否可達 。 b、如果可達，將此地址不重復(fù)的加入到“永久”集合中 。 c、一用這個地址產(chǎn)生更多的 IP地址，并把這些新產(chǎn)生的地址加入到臨時集合中。 對基本算法的一些說明 : 算法中存在兩個集合，分別為臨時集合和永久集合。臨時集合中存放著等待被訪問的 IP 地址，這些地址也許并不存在。永久集合中存 放著實際存在并可達的 IP