【導讀】絡結構也更加復雜。采用tel命令管理方式已經(jīng)無法從總體上對校園網(wǎng)絡進行。有效的監(jiān)視、分析和控制。由于簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議SNMP的問世，網(wǎng)絡管理技術得。到了突飛猛進的發(fā)展。隨著管理功能的增強和管理對象的擴大，網(wǎng)絡管理技術正。逐漸成為網(wǎng)絡構建和維護中必不可少的重要因素。因此本文的目的在于研究一種。SNMP協(xié)議工作原理..

　　

【正文】 、診斷和處理。 策略的性能要求： (1)實時性：盡量縮短網(wǎng)絡管理者和管理代理之間通訊的時間，從而及時作出響應。 (2)可擴展性：由于 MIB庫的多樣化，所以可以建立一套能夠完整顯示輸出所要功能的接口。并在此接口上留下可以繼續(xù)擴展性能的可能性，所以要求包括對低層代碼的修改和封裝。 (3)適應性：由于網(wǎng)絡環(huán)境的復雜性，所以要求網(wǎng)絡系統(tǒng)也必須能夠適 應不同的網(wǎng)絡環(huán)境。 安徽理工大學畢業(yè) 設計 19 3. 2 策略設計 本策略采用層次模型進行劃分，從體系結構上分為：底層數(shù)據(jù)采集模塊，中間數(shù)據(jù)處理模塊，上層顯示模塊。從功能上分主要包括：網(wǎng)絡拓撲模塊，流量監(jiān)控模塊，主機定位模塊和自動告警模塊，各個功能模塊既可以相互協(xié)同工作，提供完整的網(wǎng)絡管理功能，也可以獨立運行。系統(tǒng)功能模型如圖 。 圖 32策略功能模型 策略子模塊劃分與研究 網(wǎng)絡拓撲模塊 該模塊包括兩個子模塊：網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)子模塊、網(wǎng)絡拓撲繪制子模塊 。網(wǎng)絡拓撲生成子模塊主要功能是基于 SNMP協(xié)議動態(tài)探測并生成網(wǎng)絡拓撲信息。網(wǎng)絡拓撲繪制子模塊主要功能根據(jù)網(wǎng)絡拓撲信息繪制拓撲圖。 起初設計時并沒有考慮要把網(wǎng)絡拓撲模塊分開，動態(tài)生成拓撲時發(fā)現(xiàn)一個設備繪制一個。后來發(fā)現(xiàn)每次運行系統(tǒng)是都得重新生成拓撲，因此把拓撲信息保存到數(shù)據(jù)庫中，需要時再根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的信息繪制拓撲圖。 網(wǎng)絡管理策略 網(wǎng)絡拓撲模塊 流量監(jiān)控模塊 定位模塊 自動告警模塊 網(wǎng)絡拓撲發(fā)展 網(wǎng)絡拓撲繪制 端口選擇 端口流量繪制 網(wǎng)卡物理地址定位 IP地址定位 告警設置 告警方法實現(xiàn) 安徽理工大學畢業(yè) 設計 20 網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)是網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的核心部分，不僅可以直觀動態(tài)的反映出校園網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲結構，在此基礎之上還可以開發(fā)動態(tài)告警、主機定位等模塊。 流量監(jiān)控模塊 網(wǎng)絡管理的關鍵是了解網(wǎng)絡，在局域網(wǎng) 中，對流量的監(jiān)控有助于更好地管理網(wǎng)絡。網(wǎng)絡流量監(jiān)測是網(wǎng)絡測量中一項重要內(nèi)容，通過流量監(jiān)測，精確地得到定量的網(wǎng)絡及其活動的測量數(shù)據(jù)，為應用和技術的改進提供參考，并能夠及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中可能存在的潛在危險。 局域網(wǎng)流量的監(jiān)測可以通過連續(xù)采集局域網(wǎng)核心網(wǎng)絡設備端接 151的負載數(shù)據(jù)來實現(xiàn)，包括接口的利用率、錯誤率和丟包率等，通過對采集到的基礎數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，獲得網(wǎng)絡的性能變化趨勢，分析制約網(wǎng)絡性能的瓶頸。 基于 SNMP的流量監(jiān)控子系統(tǒng)利用 SNMP協(xié)議從交換機、路由器等交換設備上提取網(wǎng)絡流量數(shù)據(jù)。及時提供整個網(wǎng)絡的流 量分布情況，從中了解網(wǎng)絡中每個設備接口的流量信息，以便及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中不正常的數(shù)據(jù)流量和網(wǎng)絡擁塞的位置。通過 SNMP協(xié)議對目標設備的代理發(fā)送寫命令，以實現(xiàn)對該設備相應端口的控制。 定位模塊 網(wǎng)絡管理中，經(jīng)常遇到網(wǎng)絡管理員經(jīng)常需要根據(jù)主機的 IP地址或 MAC地址定位在線主機所在的網(wǎng)絡設備和端口，以便對其進行追蹤、采取相關措施，比如某個用戶盜用了其它用戶的 IP地址導致 IP地址沖突，甚至有些用戶使用某個 IP地址的主機正進行非法操作甚至網(wǎng)絡攻擊，此時網(wǎng)絡管理員需及時、準確定位該 IP地址對應的主機所在的網(wǎng)絡設備和端口。 自動告警模塊 故障管理包括對網(wǎng)絡異常運行情況的檢測、診斷和校正。它是網(wǎng)絡管理的一個重要組成部分，故障管理的有效與否和功能的強弱直接關系到被管理網(wǎng)絡的可用性和可靠性。好的故障管理解決方案可通過合理利用人力資源、處理過程、故障修復方法、診斷工具和管理系統(tǒng)，最大限度地提高網(wǎng)絡可用性，從而將網(wǎng)絡運行的風險降至最小。故障管理系統(tǒng)通過自動檢測、跟蹤和控制故障以減少網(wǎng)絡服務中的中斷和相應的損失。 監(jiān)測到設備出現(xiàn)故障后，結合告警功能使會使故障監(jiān)測更加具有實際價值。所謂告警，是對事件進行過濾后，得到的 需要用戶高度關注的信息，所以告警規(guī)則也就是對安徽理工大學畢業(yè) 設計 21 告警方式的設置。而事件是指網(wǎng)絡中各種符合一定規(guī)則的信息。比如交換機 CPU利用率過高，端口流量超過閾值等，都是一個事件。 第四章 網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)模塊的研究 本章詳細介紹了網(wǎng)絡主拓撲發(fā)現(xiàn)算法的實現(xiàn)，以及通過對目前網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)算法的研究分析。 網(wǎng)絡主拓撲發(fā)現(xiàn) 網(wǎng)絡主拓撲發(fā)現(xiàn)相關的 MIB 組 (RFC． 1213)是標準的 SNMP MIB，所有的路由器都必須實現(xiàn)它。拓撲發(fā)現(xiàn)程序為了具有通用性的特點，必然選擇 。 分組成，本節(jié)的主拓撲發(fā)現(xiàn)算法用到的組包括： System組， Interfaces組， IP組。下面詳細介紹這三個組中包含的對象。 (1)System組 該組包含七個對象，分別為： sysDescr、 sysObjectID、 sysUpTime、 sysContact、sysName、 sysLocation和 sysServices。其中 sysDescr描述了設備的相關信息，一般包括廠商，型號等。 sysObjectlD唯一標識特定廠商的特定類型設備，比如 sysObjectlD為1． 3． 6． 1． 4． 9． 5． 45，則可以判斷該設備為思科公司生產(chǎn)的型號為 Cisc06506的交換機。 sysUptime表示設備從最近一次啟動開始正常運行的時間。 sysContact由網(wǎng)絡管理員設定，一般設為網(wǎng)絡管理員的聯(lián)系方式。 sysName為設備的名字，算法中會用這個對象來判斷不同的 IP地址是否屬于同一個設備。 sysLocation由網(wǎng)絡管理員設定，一般設為設備所在地點。 sysServices表示了該設備所能提供的服務。 (2)Interfaces組 該組包含兩個對象 ifNumber和 itTable。其中， ifNumber對象表 示該設備所具有的接口數(shù)量。該組的另一個元素 itTable是一張表，表內(nèi)的每一個字段都是某一個接口的一個屬性，包括接口索弓 l(ifindex)，接 121類型 (ifI39。ype)，接口速度 (ifSpeed)和接口物理地址 (ifPhysAddress)等。 (3)IP組 該組的元素較多，其中有三個表對拓撲發(fā)現(xiàn)來說比較重要，分別是 ipAddrTable，ipRouteTable和 ipNetToMediaTable。通過表 ipAddrable，可以找到被管設備所有的 IP安徽理工大學畢業(yè) 設計 22 地址，同時結合 Interfaces組的 ipRouteTable表，可以把接口和其 IP地址一一對應起來。通過訪問 ipNetToMediaTable表，可將 MAC地址與 IP地址對應起來，有利于活動主機的查找。 網(wǎng)絡主拓撲發(fā)現(xiàn)原理 要獲得網(wǎng)絡主拓撲，主要通過訪問 MIB庫中的 ipRouteTable表， ipRouteTable表主要內(nèi)容見表 4． 1。 表 41 ipRouteTable表 MIB對象 OID 類型 含義 備注 iproutedest ipaddress 路由目標 IP地址 列對象 iprouteindex integer 路由條目索引 列對象 iproutenexthop ipaddress 路由下一條 IP 列對象 iproutetype integer 路由連接類型 列對象 iproutemask ipaddress 目的子網(wǎng)掩碼 列對象 ipRouteDest是一個索引，它記錄了以該設備為根節(jié)點可能到達的各個目標地址或地址范圍； ipRoutelflndex記錄了與 ipRouteDest對應的端口 ipRouteNextHop記錄了本網(wǎng)關的下一跳的地址； ipRouteType記錄了目的子網(wǎng)與該網(wǎng)關系。路由表中的下一跳地址 ipRouteNextHop所標識的必然是具有路由功能的網(wǎng)絡節(jié)點，所以從網(wǎng)絡管理工作站的默認網(wǎng)關開始或者添加已知路由設備點，通過讀取路由設備的路由表下一跳信息，由內(nèi)向外發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中的所有具有路由功能的網(wǎng)絡節(jié)點及其連接關系。 從 ipRouteType的值我們就可以知道該網(wǎng)關連接哪些子網(wǎng)。同時通過路由表的ipRouteIfIndex就可以發(fā)現(xiàn)端口，通過由接口表得到端口的類型就可以了解子網(wǎng)類型。按照上面的思路，從種子節(jié)點開始，采用廣度優(yōu)先遍歷無向圖的算法對整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由設備進行遍歷，并綜合分析路由信息表，就可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡系統(tǒng)的主干拓撲結構，得到網(wǎng)絡的主拓撲關系。 算法流程描述 主網(wǎng)絡拓撲的遍歷查詢遵循的原則： 如果 ipRouteType=4，則被查詢路由表的網(wǎng)關與路由表中的 ipRouteNextHop相鄰；如果 ipRouteType=3，則 ipRouteDest所表示的子網(wǎng)是該三層設備的子網(wǎng)。相應的算法流安徽理工大學畢業(yè) 設計 23 程描述如圖 4． 1所示 。 圖 41 主拓撲發(fā)現(xiàn)流程圖 這種主拓撲發(fā)現(xiàn)方法完全基于標準的 SNMP協(xié)議來實現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)過程的算法簡單，系統(tǒng)和網(wǎng)絡開銷小，效率較高，其主要難點是要保證路由設備不要重復加入。因為一個三層設備往往有多個地址。因此進行三層設備發(fā)現(xiàn)算法的過程中要經(jīng)過過濾處理：當訪問當前路由結點 MIB庫的 ipRouteNextHop值時，若 ipRouteType值為 4，訪問此 ipRouteNextHop所代表三層設備 MIB庫的 ipAddrTable表，比較表中的接口值是否與三層設 備隊列中的上一個結點值有相同的值，若有則過濾。 由于該大學校園網(wǎng)的每個三層交換機均啟動了 OSPF協(xié)議，所以在每個三層交換機的路由表信息都是完整的，故這種算法完全符合要求。但是如果路由表信息不完整可能會導致主拓撲發(fā)現(xiàn)不完整，這種情況在這里不做討論。 開始 初始化各個集合 Queue=空？ 提取三層設備信息 該設備是否已訪問過 獲取種子 IP，并添加到待檢查的三層設備隊列 queue 中 該三層設備放入 L3_queue 讀取三層設備 iproutetable 綁定各個字段值 結束 Iproutetype=3 or 4 保存子網(wǎng)信息 讀取 iproutenexthop Queu 是否存在 是否超出發(fā)現(xiàn)范圍？ 添加到 queue 是 是 3 4 是 否 是 否 否 否 安徽理工大學畢業(yè) 設計 24 第五章 網(wǎng)絡流量監(jiān)測模塊的研究 網(wǎng)絡流量監(jiān)測模塊相關的 MIB 組 本文采用 SNMP協(xié)議通過訪問 MIB庫實現(xiàn)流量監(jiān)測功能， MIB中反映網(wǎng)絡流量的數(shù)據(jù)主要包含在 Interface組， IP組， ICMP組， TCP組等組中。針對普通網(wǎng)絡設備的端口，主要訪問接口組中 的 iftable表， Interface組包含的對象如圖 。基于 SNMP的流量監(jiān)控可以使用 SNMP實時采集 據(jù)，以獲取網(wǎng)絡核心交換設備的流量基礎數(shù)據(jù)。 Ifnumber1 Iftable2 Ifintity1 Ifindex(1) Ifdescr(2) Iftype(3) Ifmtu(4) Ifspeed(5) Ifphysaddress(6) Ifadminstatus(7) Ifoperstatus(8) Ifinucastpkts(11) Ifinoctets(10) Iflastchange(9) Ifindiscaards(13) Ifinnucastpkts(12) Ifinerrors(14) Ifinunknowprotos(15) Ifoutucastpkts(17) Ifoutoctets(16) Ifoutdiscards(19) Ifoutnucastpkts(18) Ifouterrors(20) Ifoutqlen(21) Idspecific(22) 安徽理工大學畢業(yè) 設計 25 圖 51 Interface 組包含的對象 接口組字段： (1)ifType：標識接口的類型。 (2)ifMtu： 在該接口上可以發(fā)送或接收的最大包的大小。太小的 Mtu值會導致設備和網(wǎng)絡效率低下。 (3)ifSpeed：傳輸速率，單位為位 /秒。 (4)ifOutQutlen：輸出隊列中的所有包數(shù)。 (5)iflnOctets：接口發(fā)送的字節(jié)數(shù)，指該接口接收的總字節(jié)數(shù)，在達到最大值時自動清零； (6)iflnUcastPkts：輸入的單播包數(shù)，是累計數(shù)目，指該接口接收的單播數(shù)據(jù)包數(shù)，在達到最大值時自動清零，可以由此參數(shù)統(tǒng)計出在某時間段該接口接收到的單播數(shù)據(jù)包數(shù)和接收速率。 (7)iflnNUcastPkts：輸入的非單播包數(shù)，是累計數(shù)目，指該接口接收的非單播數(shù)據(jù)包數(shù) (組播和廣播 )，在達到最大值時自動清零，可以由此參數(shù)統(tǒng)計出在某時間段該接口接收的非單播數(shù)據(jù)包 數(shù)和接收速率； (8)iflnDiscard：由于資源緊張導致丟棄的包的數(shù)目。如果一個接口的包丟棄率較高，則表示該設備存在擁塞。 (9)iflnErrors：由于出錯而導致丟棄的接收包的數(shù)目。錯誤率較高時表示存在接收器問題或壞線路問題。 (10)ifOutOctets．接口接收的字節(jié)數(shù)，指該接口發(fā)送的總字節(jié)數(shù)，在達到最大值時自動清零。 (11)ifOutUca