【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 響應(yīng)或協(xié)議而取得。擴(kuò)展性是通過將管理信息模型與協(xié)議，被管 理對(duì)象的詳細(xì)規(guī)定（ MIB）分離而實(shí)現(xiàn)的。 作為一個(gè)基于 SNMP 的網(wǎng)絡(luò)管理模型包括以下關(guān)鍵元素：管理站 ； 代理者 ； 管理信息庫(kù) ； 網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。管理站一般是一個(gè)分立的設(shè)備，也可以利用共享系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。管理站作為網(wǎng)絡(luò)管理員與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的接口，它的基本構(gòu)成為：一組具有分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)故障等功能的管理程序；一個(gè)用于網(wǎng)絡(luò)管理員監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的接口；將網(wǎng)絡(luò)管理員的要求轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)元素的實(shí)際監(jiān)控的能力；一個(gè)從所有被管網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的 MIB 中抽取信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。 畢業(yè)論文 第 3 頁(yè) 軟件學(xué)院 框架 當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越重要，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、復(fù)雜度也越來(lái)越大，為了保證網(wǎng)絡(luò) 有良好的性能，必須使用網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)，即對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置 、 獲取信息 、 監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)性能 、 監(jiān)視和管理故障以及進(jìn)行安全控制。但是，由于 歷史 的原因，現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)存在著缺陷，不同的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商擁有各自分割的網(wǎng)管系統(tǒng)， 有些廠商發(fā)展 自己專用的協(xié)議 。同時(shí)，針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)管理功能，存在著大量功能單一的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。這些管理功能相互獨(dú)立，甚至不同廠家同類設(shè)備間的管理系統(tǒng)也做不到很好的統(tǒng)一。這些情況致使網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不兼容，管理信息分離，不能更好的共享管理資源，缺乏對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理，從技術(shù)方面看，管理內(nèi)容龐 雜、操作界面多種多樣，從管理方面看，不同的網(wǎng)管系統(tǒng)需要更多的人員 學(xué)習(xí) 維護(hù) ， 浪費(fèi)人力，同時(shí)隨著網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度增加，分散管理，不容易進(jìn)行 問題 定位和對(duì)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化 [11]。 針對(duì)以上網(wǎng)絡(luò)管理中存在的問題，各網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商希望能夠在 目前 網(wǎng)絡(luò)管理基礎(chǔ)上建立一個(gè)綜合的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的統(tǒng)一。這就有了綜合網(wǎng)絡(luò)管理的需求，即把現(xiàn)有的獨(dú)立的不同網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)兼容和互操作性，形成一個(gè)界面友好、功能齊全的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。 方案論證 隨著科技的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的 使用和規(guī)模不斷的擴(kuò)大，現(xiàn)在的大部分網(wǎng)管軟件都只有實(shí)現(xiàn)邏輯拓?fù)?，沒有網(wǎng)絡(luò)真實(shí)連接和鏈路真實(shí)情況的反映，無(wú)法幫助用戶了解和分析問題。而綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)過程，采用了物理拓?fù)渌惴ê屯負(fù)鋬?yōu)化算法。真正實(shí)現(xiàn)了用戶最關(guān)心的物理真實(shí)拓?fù)涞默F(xiàn)實(shí)。該系統(tǒng)能展現(xiàn)一個(gè)用戶從局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的真實(shí)連接情況，鏈接狀態(tài)和鏈接負(fù)載等，能幫助用戶分析問題和解決問題。拓?fù)鋱D不僅真實(shí)的再現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且在拓?fù)鋱D上網(wǎng)絡(luò)管理人 員能方便快速地定位到網(wǎng)絡(luò)故障，有利于網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)。同時(shí)對(duì)于大規(guī)模 用戶，會(huì)有各種不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括核心網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備和邊緣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備），不用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，需要有不同的管理和輪詢策略，才能保證實(shí)時(shí)管理能力的需要，同時(shí)不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成太大的負(fù)載。輪詢間隔管理保證了對(duì)骨干網(wǎng)路流量， CPU負(fù)載較高時(shí)，網(wǎng)管軟件的運(yùn)行都不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能造成太大的影響 [12]。 畢業(yè)論文 第 4 頁(yè) 軟件學(xué)院 2. 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（ SNMP） 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 （ SNMP） 是一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議，是 TCP/IP 協(xié)議套件的一部分 [2]。SNMP 協(xié)議的作用是在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件間提供并傳輸管理信息。通常， SNMP 協(xié)議可以管理網(wǎng)絡(luò)上所有的 SNMP 設(shè)備，管理應(yīng)用需要的所有數(shù)據(jù) （ 狀態(tài)、性能、故障、報(bào)警、報(bào)表等等 ） 都是依靠 SNMP 協(xié)議在被管理設(shè)備間傳輸?shù)?[1]。 SNMP 模型 SNMP 的簡(jiǎn)單模型如下圖所示 [1]： 圖 21 SNMP 簡(jiǎn)單模型圖 畢業(yè)論文 第 5 頁(yè) 軟件學(xué)院 被管設(shè)備 被管理設(shè)備是這樣的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，它包括一個(gè) SNMP 代理并且駐留在一個(gè)被管理網(wǎng)絡(luò)中。被管理設(shè)備收集并存儲(chǔ)管理信息，并使這些信息對(duì)于使用 SNMP 的管理站 點(diǎn)是可用的。被管理設(shè)備有時(shí)也叫網(wǎng)絡(luò)元素，它可以是路由器和訪問服務(wù)器、交換機(jī)和網(wǎng)橋、總線、計(jì)算機(jī)主機(jī)或打印機(jī)。 代理 代理是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理軟件模塊，它駐留在一個(gè)被管理設(shè)備中。代理具有管理信息的本地知識(shí)，并把這些信息翻譯成與 SNMP 兼容的形式。 管理站點(diǎn) 管理站點(diǎn)監(jiān)測(cè)并控制被管理設(shè)備，它提供網(wǎng)絡(luò)管理所需的大部分進(jìn)程和內(nèi)存資源。管理站點(diǎn)只存在于被管理網(wǎng)絡(luò)上。 SNMP 特點(diǎn)分析 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMP 作為網(wǎng)管協(xié)議 ， 它提供了監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)的一整套系統(tǒng)的方法。它有以下特點(diǎn) ： 1. 簡(jiǎn)單 性 ： 顧名思義， SNMP 相對(duì)以前的管理協(xié)議簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)且成本低 （ 盡管實(shí)際上 SNMP 并不是太簡(jiǎn)單 ） 。 2. 可伸縮性 ： SNMP 可管理絕大部分符合 Inter 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。 3. 擴(kuò)展性 ： 通過定義新的 “ 被管理對(duì)象 ” 即 MIB，可以非常方便地?cái)U(kuò)展管理能力。 4. 健壯性 ： 即使在被管理設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，也不會(huì)影響管理者的正常工作。 SNMP v1 SNMP v1 出臺(tái)后，在短短幾年內(nèi)得到了廣大用戶和廠商的支持。在實(shí)踐中，它確實(shí)顯示出能管理絕大部分與 Inter 相連的設(shè)備的強(qiáng)大能力。現(xiàn)今的數(shù)據(jù)通信設(shè)備 生產(chǎn)廠家都把他們的產(chǎn)品缺省地兼容 SNMP v1。大量的商業(yè)產(chǎn)品軟件都實(shí)現(xiàn)這個(gè)協(xié)議，使得該協(xié)議的應(yīng)用越來(lái)越廣 。 從而 ， SNMP 也成為網(wǎng)絡(luò)管理的一個(gè)較成功的標(biāo)準(zhǔn)。但隨著 SNMP 畢業(yè)論文 第 6 頁(yè) 軟件學(xué)院 v1 的廣泛使用，暴露出 SNMP v1 的如下缺點(diǎn) [1]。 1. 簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu) 采用 SNMP 里確立的功能，只讓一個(gè)管理站點(diǎn)執(zhí)行取請(qǐng)求、取下一個(gè)請(qǐng)求和置請(qǐng)求命令。利用取請(qǐng)求命令， SNMP 管理員能夠請(qǐng)求代理所支持的變量的值。這些變量必須始終予以正確的指示。取下一個(gè)請(qǐng)求命令允許讀取代理中的任何對(duì)象的直接 后繼。此命令大大簡(jiǎn)化了讀表的手續(xù)，但是它也的確意味著代理中的變量必須加以分類。結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性導(dǎo)致了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性。 2. 繁重的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān) 取請(qǐng)求、取下一個(gè)請(qǐng)求和置請(qǐng)求命令一般導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)沉重，因?yàn)閷?duì)于每一個(gè)所要求的變量，請(qǐng)求和回答報(bào)文都要經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。網(wǎng)管應(yīng)用帶來(lái)了沉重的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，占據(jù)了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬。 3. 功能的固定分配 因?yàn)樵?SNMP v1 里，缺少管理員之間的通信，所以只有扁平的網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)。 4. 僅用于 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò) 在理論上 SNMP 可用于任何可用的協(xié)議棧上。然而在實(shí)踐中， SNMP 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) （ 地址、保留端口等 ） 己表現(xiàn)太不靈活，以至難于并入多協(xié)議環(huán)境中。 5. 數(shù)據(jù)的安全性 就安全性而言， SNMP v1 存在下列問題 ： SNMP 數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換、時(shí)序的正確性、共同體的假冒、信息的無(wú)驗(yàn)證讀。在由 SNMP 監(jiān)督與控制的網(wǎng)絡(luò)里，一個(gè)未驗(yàn)證的用戶總是可能捕捉到數(shù)據(jù)包并且為了其目的而修改其信息。在如此轉(zhuǎn)換之后，改變了的數(shù)據(jù)包又被發(fā)送至它們本來(lái)的目標(biāo)站。接收設(shè)備不可能 知道此類數(shù)據(jù)的變化。于是它響應(yīng)包里的信息，猶如是從管理站點(diǎn)直接 收到一樣。 一般而言，管理站點(diǎn)與相連代理之間的全部數(shù)據(jù)，都是采用未加密的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 （ UDP） 服務(wù)發(fā)送的。由于 UDP 不保證數(shù)據(jù)順序的正確性， SNMP 數(shù)據(jù)要么作為局域網(wǎng)動(dòng)態(tài)的結(jié)果而被動(dòng)地、要么經(jīng)過破壞分子的改造而主動(dòng)地推遲，或以修改了的次序到達(dá)接受站點(diǎn)。這樣一來(lái)未經(jīng)驗(yàn)證的用戶總是能隨意地修改數(shù)據(jù)內(nèi)容，而接收站卻無(wú)從 畢業(yè)論文 第 7 頁(yè) 軟件學(xué)院 發(fā)覺這類形式的變化。僅僅通過共同體串的重新定義，網(wǎng)管站的擁有者即可隨時(shí)訪問與該網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的每一個(gè)代理。這種偽裝使一個(gè)未予驗(yàn)證的用戶可以冒充驗(yàn)證用戶去讀取所有的信息并實(shí)施所有的管理操作。代理無(wú)從區(qū)分正確的實(shí)體和假冒者。由未予驗(yàn)證的用戶采用數(shù)據(jù)分析儀順帶讀取數(shù)據(jù)，這是跟數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的固有問題 。一般 提 供網(wǎng)絡(luò)故障檢修使用的全部功能和設(shè)備，亦可隨時(shí)濫用于骯臟的目的。任何數(shù)據(jù) （ 包括口令 ）在 LAN 上均可順帶讀到，隨后加以濫用。 SNMP v2 SNMP v2 是原始版本 SNMP v1 的發(fā)展。 1993 年， SNMP v2 作為一系列建議的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)表，現(xiàn)在它 已經(jīng) 是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)草案。 SNMP v2 規(guī)范為創(chuàng)造更先進(jìn)的管理協(xié)議奠定了基礎(chǔ)。與 SNMP v1 相比， SNMP v2 做了大量功能擴(kuò)充 [7]。 1. 擴(kuò)充的通信模型 安全和驗(yàn)證機(jī)制可由網(wǎng)絡(luò)管理員通過伙伴來(lái)配 置。各種訪問權(quán)限、管理信 息 庫(kù)的透視圖可分別借助伙伴來(lái)配置，而且?guī)讉€(gè)網(wǎng)絡(luò)管理站可以訪問一個(gè)代理。 2. 管理信息結(jié)構(gòu)的擴(kuò)充 SNMP v2 的管理框架在驗(yàn)證和授權(quán)方面進(jìn)行了擴(kuò)展。 3. 管理站之間的通信 在 SNMP v2 中代理和管理站點(diǎn)之間的嚴(yán)格區(qū)分己不復(fù)存在，網(wǎng)絡(luò)管理者可同時(shí)扮演代理和管理站點(diǎn)進(jìn)程的角色。這一功能使管理者之間的通信成為可能。 4. 安全 SNMP v2 中采納了一些安全措施。如 MD5 算法已用于驗(yàn)證中。通過組合一種檢查和一時(shí)間戳， MD5 算法為每個(gè) SNMP v2 報(bào)文形成一個(gè) 16 字節(jié)的指紋。另外還有一 加密選項(xiàng)，從而可阻止網(wǎng)絡(luò)的外部監(jiān)視者了解傳輸?shù)男畔?。進(jìn)一步的安全措施是在 SNMP消息的整個(gè)生命期內(nèi)運(yùn)用時(shí)間戳，這用于防止有效信息的重復(fù)。還可對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，所提供的加密機(jī)制是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化研究所的 DES（ 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) ） 。 5. PDU （協(xié)議數(shù)據(jù)單元）中成批數(shù)據(jù)傳輸 作為對(duì)老的 SNMP 命令的補(bǔ)充，在 SNMP v2 中引入了 Bulk 操作，通過一次請(qǐng)求就 畢業(yè)論文 第 8 頁(yè) 軟件學(xué)院 可以讀取整個(gè) MIB 樹。由于成批數(shù)據(jù)傳輸顯著地減少了要處理的數(shù)據(jù)量，所以為其他數(shù)據(jù)保留了網(wǎng)絡(luò)傳輸容量。 6. 擴(kuò)充的出錯(cuò)信號(hào) 在 SNMP v2 中對(duì)錯(cuò)誤列表進(jìn)行了擴(kuò)充 。 7. 各種傳輸服務(wù)的使用 SNMP v2 真正與多協(xié)議因特網(wǎng)相匹配，可適用于多種不同的傳輸協(xié)議。除了基于用戶數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸映射外，也定義了基于其他協(xié)議使用的 SNMP v2： OSI 上的 SNMP v2，DPP 上的 SNMP v2 和 NovellIPX 上的 SNMP v2。 8. 向下兼容性 在所有產(chǎn)品完全遷移到 SNMP v2 之前，所有代碼都用兩種語(yǔ)言予以實(shí)現(xiàn)。這樣，SNMP v2 代理可以直接與其管理站進(jìn)行通信，而 SNMP v1 必須經(jīng)過 SNMP 語(yǔ)言翻譯器才 能進(jìn)行通信。 管理信息庫(kù) MIB 管理信息庫(kù) （ MIB） 是網(wǎng)絡(luò)管理中的重要組成部分。每個(gè) MIB 包含 ： 系統(tǒng)與設(shè)備的狀態(tài)信息，運(yùn)行的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，配置參數(shù)等。通過 SNMP 的五種命令就可以讀取或設(shè)置MIB 庫(kù)中變量的值。所以，通過 MIB，網(wǎng)絡(luò)管理器對(duì)管理對(duì)象的管理就簡(jiǎn)化為網(wǎng)絡(luò)管理器對(duì)被管對(duì)象的 MIB 庫(kù)的內(nèi)容的查看和設(shè)置。對(duì)不同的設(shè)備，只要它們有相應(yīng)的代理軟件和統(tǒng)一的 MIB，網(wǎng)絡(luò)管理器就可以對(duì)它進(jìn)行統(tǒng)一管理。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理器對(duì)被管對(duì)象的控制也通過 MIB 改變?yōu)閷?duì) MIB 內(nèi)變量值的設(shè)置，這樣就避免了管理協(xié)議定義過多的控制信息，因?yàn)樾碌目刂乒δ芸梢酝ㄟ^在 MIB 中增加對(duì)應(yīng)的新的變量來(lái) 實(shí)現(xiàn)，而不必增加新的控制信息。 大體來(lái)說(shuō)， MIB 變量可劃分為兩部分 ： 簡(jiǎn)單變量和表格。簡(jiǎn)單變量包括諸如賦值的或未賦值的整型變量及字符串之類，也包括一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它們對(duì)應(yīng)于 C 語(yǔ)言中的 “ 結(jié)構(gòu) ” 或 PASCAL 語(yǔ)言中的 “ 記錄 ” 。表格對(duì)應(yīng)于一維數(shù)組，一張表格可以包含變量的多個(gè)實(shí)例 [7]。 畢業(yè)論文 第 9 頁(yè) 軟件學(xué)院 MIB 管理樹 所有的 MIB 對(duì)象類型被收集到一個(gè)或多個(gè)管理信息庫(kù)中并且對(duì)象類型按照管理信息結(jié)構(gòu)和標(biāo)識(shí) （ SMI） 定義。一個(gè)對(duì)象類型的名字明確地代表一個(gè)對(duì)象，稱為對(duì)象標(biāo)識(shí)符。對(duì)象標(biāo) 識(shí)符是按照在 OSIMIB 樹中建立的嚴(yán)格分層空間構(gòu)造的 ， 對(duì)象標(biāo)識(shí)符總是一個(gè)唯一的從樹根開始描述 MIB 樹的整數(shù)序列。 SMI 明確要求所有被管理的信息和數(shù)據(jù)都要由管理樹來(lái)標(biāo)識(shí)。這棵管理樹來(lái)源于OSI 的定義，它具有從根開始的嚴(yán)格分層化結(jié)構(gòu)。管理樹的分支和葉子是用數(shù)字和字母兩種方式顯示的。數(shù)字化編碼是機(jī)器可讀的，字母顯示則更適合于人的眼睛并幫助用戶尋找穿過錯(cuò)綜復(fù)雜分支的路徑 [1]。 與 MIB 相關(guān)的管理樹的結(jié)構(gòu)如下： 圖 22 MIB 管理樹結(jié)構(gòu)圖 畢業(yè)論文 第 10 頁(yè) 軟件學(xué)院 MIB 對(duì)象類 在 SNMP 中管理的對(duì)象定義在 MIB 中。為了方便，這些對(duì)象目前分為 11 類，每一類對(duì)應(yīng) MIB2 下的 11 個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)，新的類型和對(duì)象可以繼續(xù)加入。具體如下表 [1]： 圖 23 MIB 對(duì)象類表 所以對(duì)于所有 MIB 對(duì)象，前面的路徑都為 。 SNMP 就是通過這棵命名樹來(lái)識(shí)別 MIB 中的不同對(duì)象的。例如 ： 變量 表示 IP 地址和 MAC 地址轉(zhuǎn)換表的入口。 抽象句法表示法 SNMP 模型的核心是管理站點(diǎn)和管理代 理的對(duì)象。對(duì)象的定義語(yǔ)言采用 （ Abstract Syntax Notation One） 。 使得數(shù)據(jù)的描述與系統(tǒng)和廠家無(wú)關(guān)。這種一致的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)意味著聯(lián)入網(wǎng)的所有 SNMP 終端都可以清楚地理解所傳輸?shù)?