【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 上，因此使用它在主機(jī)間通訊時(shí)無(wú)需先建立連接。這種方法降低了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，但對(duì)報(bào)文到達(dá)的正確性不做保證。 SNMP 將管理問(wèn)題分為兩個(gè)部分，并為每個(gè)部分定義了標(biāo)準(zhǔn)。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(jī)上的客戶軟件如何與代理通信，同時(shí)定義了管理機(jī)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(xiàng)和每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的名字以及用于表示名字的語(yǔ)法。 SNMP 管理模型 SNMP 的網(wǎng)絡(luò)管理模型如圖 所示，包括四個(gè)關(guān) 鍵元素 [1]： 南華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院畢業(yè)論文 第 10 頁(yè) 圖 SNMP 管理模型 l)管理工作站 :一般是一個(gè)單機(jī)設(shè)備或者是一個(gè)共享網(wǎng)絡(luò)中的一員。無(wú)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(dāng)前主流路由器、交換機(jī)等設(shè)備現(xiàn)在都支持 SNMP 操作，即對(duì)來(lái)自管理站的 SNMP 信息查詢和請(qǐng)求做出響應(yīng)，同時(shí)還可能異步的通過(guò) Trap操作主動(dòng)向管理站提供一些重要的非請(qǐng)求信息。 3)管理信息庫(kù) :描述了所有可以由 SNMP 管理的信息的集合，其中每個(gè)信息元素都稱為一個(gè)對(duì)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(duì)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(guò) SNMP 網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議連接的， SNMP協(xié)議是一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議，使用網(wǎng)絡(luò)層提供的 UDP 傳輸服務(wù)來(lái)傳遞消息、標(biāo)準(zhǔn)的代理監(jiān)聽(tīng)端口為 161。當(dāng)一個(gè)網(wǎng)管應(yīng)用要求得到代理端的信息的時(shí)候，它就向SNMP 核心進(jìn)程提出這個(gè)請(qǐng)求，核心進(jìn)程從本地的 MIB 中得到所需的對(duì)象的信息，然后構(gòu)造 SNMP 請(qǐng)求報(bào)文，最后將此報(bào)文使用 UDP 協(xié)議發(fā)送 到代理進(jìn)程的 161 端口上。代理進(jìn)程在收到這個(gè)請(qǐng)求后，訪問(wèn)其本地的 MIB 庫(kù)以取出管理站所需信息，南華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院畢業(yè)論文 第 11 頁(yè) 然后構(gòu)造 SNMP 響應(yīng)報(bào)文，最后使用 UDP 協(xié)議將此報(bào)文發(fā)送給管理站。管理站的SNMP 核心進(jìn)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(bào)文和通信原語(yǔ) 1)SNMP 協(xié)議報(bào)文 (l)SNMP 協(xié)議的報(bào)文格式如下 [1]: 圖 SNMP 報(bào)文格式 (2)一個(gè) SNMP 實(shí)體傳遞一個(gè)報(bào)文給另一個(gè) SNMP 實(shí)體的過(guò)程 : 首先，利用上面的格式 ，構(gòu)造一個(gè) PDU。 其次，連同源地址、目的地址和共同體名，將該 PDU 傳給認(rèn)證服務(wù)，由認(rèn)證服務(wù)進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后返回結(jié)果。 再次，協(xié)議實(shí)體構(gòu)造一個(gè) SNMP 報(bào)文，包括一個(gè)版本號(hào)、共同體名和由認(rèn)證服務(wù)返回的結(jié)果。 最后，用基本編碼規(guī)則，為報(bào)文進(jìn)行編碼，并將編碼結(jié)構(gòu)傳給傳輸服務(wù)。 (3)一個(gè) SNMP 實(shí)體在接收 SNMP 報(bào)文時(shí)的過(guò)程 : 首先，對(duì)報(bào)文進(jìn)行基本語(yǔ)法檢查，如果解析錯(cuò)誤，就拋棄該報(bào)文。 其次，驗(yàn)證 SNMP 版本號(hào)，如果不匹配，就拋棄報(bào)文。 南華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院畢業(yè)論文 第 12 頁(yè) 最后，協(xié)議實(shí)體將用戶名字、源地址、目的地址和報(bào)文中的 PDU 部分傳給認(rèn)證服務(wù) :如果失敗，認(rèn)證服務(wù)給 SNMP 協(xié)議實(shí)體發(fā)信號(hào)，指示它產(chǎn)生一個(gè) SNMP Trap報(bào)文以及拋棄該報(bào)文。 2)變量綁定 當(dāng)管理站想要得到一個(gè)特定代理的特定 MIB 組中的所有標(biāo)量對(duì)象信息時(shí)，它 可以發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求所有標(biāo)量的報(bào)文，并且得到一個(gè)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(fù)擔(dān)。為了實(shí)現(xiàn)上述的對(duì)象交換，所有的 SNMPPDU 都包括一個(gè)變量綁定的域。這個(gè)域由一系列對(duì)象實(shí)例標(biāo)識(shí)符和這些對(duì)象實(shí)例的值組成。 3)通信原語(yǔ) SNMP 定義了 5 種通信原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)管理進(jìn)程和代理進(jìn)程之間的交互信息，它們分別是 [1]:(l)Getrequest 原語(yǔ) :get request PDU 由網(wǎng)絡(luò)管理站的 SNMP 實(shí)體發(fā)出。它包括的域山前血的報(bào)文格式中給出。 PDU類型說(shuō)明這是 getrequest PDU。Requestid 是發(fā)送實(shí)體為每個(gè)請(qǐng)求分配一個(gè)編號(hào)，用以標(biāo)識(shí)同一代理的多個(gè)未完成的請(qǐng)求， variablebinding 是經(jīng)過(guò) 2)操作的被請(qǐng)求的對(duì)象實(shí)例列表。管理代理的 SNMP 實(shí)體在接收一個(gè) Getrequest PDU 后，通過(guò)返回一個(gè) getresponse PUD 作為響應(yīng)。如果代理的 SNMP 實(shí)體能夠?yàn)槭盏降?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(gè)變量賦一個(gè)值。如果其中任何一個(gè)變量的不能得到，則所有變量的值均不返回。 (2)Getnextrequest 原語(yǔ) :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(qǐng)求值都被返回，要么一個(gè)也不返回。不同之處是 :getrequest PDU 的變量綁定列表中的每個(gè)變量指的是將要被返回的對(duì)象實(shí)例，而對(duì)于 getnextrequest PDU，每個(gè)變量將要返回的是按字典排序的下一個(gè)對(duì)象實(shí)例的 值。 Getnextrequest PDU 的工作模式使得管理站可以動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)一個(gè) MIB 視圖的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也為檢索一個(gè)未知的表提供了有效的方法。這時(shí)，代理返回的是列表中每個(gè)對(duì)象標(biāo)識(shí)的按字典排序的下一個(gè)對(duì)象實(shí)例的值。 (3)Setrequest 原語(yǔ) :由管理進(jìn)程發(fā)出，請(qǐng)求設(shè)置進(jìn)程中一個(gè)或多個(gè)變量的值 。 南華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院畢業(yè)論文 第 13 頁(yè) (4)Getresponse 原語(yǔ) :由代理進(jìn)程發(fā)出的，向管理進(jìn)程返回的一個(gè)或多個(gè)變量的值，它是 setrequest 操作的相應(yīng)。 (5)Trap 原語(yǔ) :代理進(jìn)程主動(dòng)發(fā)出的報(bào)文，通知管理進(jìn)程有某事發(fā)生。 使用 SNMP 協(xié)議 時(shí)所涉及的內(nèi)容 管理信息庫(kù) MIB 管理信息庫(kù) 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(kù) [23]。數(shù)據(jù)庫(kù)中的元素是網(wǎng)管中的被管資源，且被管資源以對(duì)象來(lái)表示，每個(gè)對(duì)象表示被管資源某一方面的屬性。通過(guò)對(duì)這些對(duì)象的存取訪問(wèn)，就可以得到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所有靜態(tài)或動(dòng)態(tài)內(nèi)容，涵蓋網(wǎng)絡(luò)性能、配置、路由和故障等各個(gè)方面。每個(gè)對(duì)象又包含若干信息變量，每個(gè)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(xiě)屬性、變量的值。 l)MIB 的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) MIB 是一個(gè)樹(shù)形結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)，樹(shù)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)對(duì)象， MIB 就是由一系列的對(duì)象組成，如 下 圖所示 : 南華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院畢業(yè)論文 第 14 頁(yè) 圖 MIB 的樹(shù)型結(jié)構(gòu) ROOT 為 MIB 樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)，它有三個(gè)子樹(shù) : 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(diǎn)下由一些其它的子樹(shù)，其中 0rg(3)是 ISO 為其他組織定義的子樹(shù)。在 (3)子樹(shù)下，一個(gè)值得引起注意的特殊節(jié)點(diǎn) 是 dod(6)，該節(jié)點(diǎn)被分配給了美國(guó)國(guó)防部使用。 dod(6)節(jié)點(diǎn)下的 一個(gè) 子樹(shù) inter(l)分配給 Inter體系結(jié)構(gòu)委員會(huì)來(lái)管理。 在 inter(1)節(jié)點(diǎn)下包括了四棵子樹(shù) : (l)directory(1)子樹(shù) 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(jì)算機(jī)學(xué)院畢業(yè)論文 第 15 頁(yè) 該子樹(shù)保留給 051 目錄服務(wù)，以備將來(lái)使用。 (2)mgmt(2)子樹(shù) 該子樹(shù)用于那些在 IAB( Inter 體系結(jié)構(gòu)委員會(huì) )所批準(zhǔn)認(rèn)可的管理信息庫(kù)的定義，目前有兩個(gè)版本 :MIBI 和 MIBⅡ 。由于在任何配置中都只能有一個(gè)MIB 存在，因此兩個(gè)版本的 MIB 提供相同的對(duì)象標(biāo)識(shí)符。現(xiàn)在 使用的大多是 MIBⅡ 。 Mgmt(2)子樹(shù)的 MIB(2)子樹(shù)下定義了目前使用最廣泛的各種對(duì)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(shí)體的物理層接口的信息，包括配置信息和每個(gè)接口上發(fā)生的事件的統(tǒng)計(jì)信息。 ? IP 組 :提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中有關(guān) IP 實(shí)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(shí)現(xiàn)和操作的信息。保存了對(duì)各種類型的 ICMP 信息的接受和發(fā)送的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。 ? TCP 組 :主要用于對(duì)流量控制、丟失重傳和網(wǎng)絡(luò)擁擠等問(wèn)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(shí)體的 EGP 信息和一個(gè)記錄每個(gè) EGP 鄰居信息的表組成。 ? SNMP 組 :包括有關(guān) SNMP 實(shí)現(xiàn)和操作的信息。 (3)experimental(3)子樹(shù) 該子樹(shù)下包含了在 Inter 試驗(yàn)中使用的對(duì)象。 (4)private(4)子樹(shù) 該子樹(shù)用來(lái)指定用戶擴(kuò)展定義的對(duì)象。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)訪問(wèn)最多的部分是該子樹(shù)下的 enterprises(l)節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)下的每 個(gè)子樹(shù)分配給一個(gè)企業(yè)，而企業(yè)必須先向認(rèn) B 登記注冊(cè)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(duì)象。 2)從代理獲得 MIB 變量的實(shí)現(xiàn) 南華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院畢業(yè)論文 第 16 頁(yè) 為了對(duì) MIB 對(duì)象有更深的了解，這里對(duì) MIB 變量獲取的過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。 代理作為服務(wù)器方，后臺(tái)運(yùn)行著一個(gè)等待進(jìn)程，這個(gè)進(jìn)程不斷等待來(lái)自網(wǎng)絡(luò)管理者的服務(wù)請(qǐng)求，當(dāng)收到來(lái)自代理的請(qǐng)求時(shí)，經(jīng)過(guò)語(yǔ)法分析、消息認(rèn)證等過(guò)程后，從自己的 MIB 庫(kù)中得到管理者所請(qǐng)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(guò)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(dòng)和服務(wù)方的網(wǎng)絡(luò)代理建立通信機(jī)制， 因?yàn)镾NMP 是基于無(wú)連接的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 (UDP)，所以這里使用無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)層。首先構(gòu)造 Socket，然后使用 bind 系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行地址綁定是用來(lái)給已建立的socket 分配任一地址和端口號(hào)。把 inter 地址設(shè)為 INADDRANY，系統(tǒng)將會(huì)在可選擇 的 本機(jī)地址中選擇一個(gè)可用的地址進(jìn)行綁定。綁定后，就可以利用此套接口進(jìn)行通信了。 (2)構(gòu)造協(xié)議數(shù)據(jù)單元 (PDU) SNMP 消息是通過(guò) SNMPPDU 來(lái)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(gè) PDU 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，構(gòu)造一個(gè)可以用來(lái)傳送信息的 PDU，將所請(qǐng)求的對(duì)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(qǐng)求。 Send to 系統(tǒng)調(diào)用將獲取目的地址并發(fā)送報(bào)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?fù)浒l(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(qǐng)求，因此實(shí)現(xiàn) SNMP 協(xié)議就成為整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵一步。我們可以利用許多公司提供的 SNMP的開(kāi)發(fā)工具包 (SNMP API)來(lái)開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的相應(yīng)程 )子。 南華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院畢業(yè)論文 第 17 頁(yè) 目前比較流行的 SNMP 的開(kāi)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(diǎn)。 這里筆者就不一一介紹了。 南華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院畢業(yè)論文 第 18 頁(yè) 第 三 章 網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)?發(fā)現(xiàn)算法 的研究 這里筆者將討論和分析幾種主要拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的算法，它們將上一章中介紹的幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠炯夹g(shù)組合在了一起。 筆者覺(jué)得通過(guò)對(duì)這些算法的 介紹，能夠擴(kuò)充讀者的思路，以便比較各個(gè) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的算法 的優(yōu)缺點(diǎn) 。 基本算 法 本論文討論的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)算法是在下述算法的基礎(chǔ)上擴(kuò)展完成的，該算法的描述如下： 確定一個(gè) IP 地址的“臨時(shí)”集合，這些 IP 地址對(duì)應(yīng)著存在或不存在的主機(jī)和路由器。 對(duì)集合里的每一個(gè)元素，作如下處理 : a、驗(yàn)證這個(gè) IP 地址是否可達(dá) 。 b、如果可達(dá)，將此地址不重復(fù)的加入到“永久”集合中 。 c、一用這個(gè)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(shí)集合中。 對(duì)基本算法的一些說(shuō)明 : 算法中存在兩個(gè)集合，分別為臨時(shí)集合和永久集合。臨時(shí)集合中存放著等待被訪問(wèn)的 IP 地址，這些地址也許并不存在。永久集合中存 放著實(shí)際存在并可達(dá)的 IP