基于Web服務(wù)的SNMP網(wǎng)絡(luò)管理研究與實(shí)現(xiàn)

丁新平

（遼河油田興隆臺(tái)采油廠，遼寧 盤錦 124010）

1 緒論

簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP(Simple Network Management Protocol)在 1989年作為基于 TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)被采用，并受到廣大用戶的歡迎。SNMP協(xié)議由于其簡(jiǎn)單性和實(shí)用性已成為實(shí)施上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商都已經(jīng)將對(duì) SNMP技術(shù)的支持融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。然而，SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理框架本身存在很多缺陷[1],如：網(wǎng)絡(luò)安全性差、網(wǎng)絡(luò)管理的實(shí)時(shí)性差、網(wǎng)絡(luò)配置效率低、容易在網(wǎng)絡(luò)管理端形成通信瓶頸，很難勝任大型、異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)管理等等。隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度和異構(gòu)性的增強(qiáng)，基于 SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理已經(jīng)顯得力不從心，因此對(duì)新的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的研究和新型網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的開發(fā)變得越來(lái)越迫切。

2 SNMP網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)是TCP/IP協(xié)議簇的一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議,它的支配地位的形成一方面是由于 Internet的發(fā)展,TCP/IP協(xié)議簇的廣泛應(yīng)用;另一方面是由于其自身簡(jiǎn)單、易用、靈活、成本低的特性。通過(guò) SNMP協(xié)議管理工作站可以遠(yuǎn)程管理所有支持這種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、修改網(wǎng)絡(luò)配置、接受網(wǎng)絡(luò)事件報(bào)警等。本章通過(guò)分析SNMP協(xié)議的運(yùn)行機(jī)制，從模型結(jié)構(gòu)、SMI、MIB、ASN、SNMP協(xié)議操作等方面介紹 SNMP的理論基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)現(xiàn)。

2.1 SNMP的管理模型結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMP(Simple Network Management Protocol)是基于管理工作站/代理結(jié)構(gòu)之上的，它提供了一種系統(tǒng)的監(jiān)控和管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的方法，可以以管理局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括路由器、交換機(jī)和 PC機(jī)、服務(wù)器等。

SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理模型包括四個(gè)關(guān)鍵元素：管理工作站、被管理設(shè)備、管理信息庫(kù)、管理協(xié)議。這四個(gè)部分協(xié)同合作，組成完整的基于 SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理模型。

2.2 基于 SNMP網(wǎng)絡(luò)管理的優(yōu)缺點(diǎn)

SNMP協(xié)議被大量應(yīng)用到當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)管理當(dāng)中，其最大的特點(diǎn)就是其簡(jiǎn)單性，容易實(shí)現(xiàn)且成本低。此外還有以下優(yōu)點(diǎn)：健壯性、擴(kuò)展性、易維護(hù)性

另一方面，分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)得到大規(guī)模應(yīng)用，光纖主干網(wǎng)的大量應(yīng)用普及，SNMP已經(jīng)不能滿足當(dāng)今軟件技術(shù)的發(fā)展。其特點(diǎn)主要表現(xiàn)如下：管理實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)配置率低，管理端負(fù)壓過(guò)大，容易形成瓶頸。

隨著 Internet的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的急速增長(zhǎng)，需要管理的數(shù)據(jù)呈幾何集增長(zhǎng)，使用 SNMP管理大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，其體系結(jié)構(gòu)的缺陷——集中管理大大影響了管理效率，而效率高正是當(dāng)初設(shè)計(jì) SNMP比較簡(jiǎn)單的目的。

3 Web服務(wù)的技術(shù)體系及應(yīng)用介紹

Web服務(wù)是一類可以通過(guò)開放的 Internet協(xié)議訪問(wèn)的軟件組件，它代表了組件技術(shù)和 Web技術(shù)的結(jié)合。在舊的組件技術(shù)中，一個(gè)服務(wù)是一個(gè)可以通過(guò)編程接口訪問(wèn)的應(yīng)用，客戶通過(guò)緊耦合的分布式計(jì)算協(xié)議 (如DCOM、CORBA 和 RMI)訪問(wèn)這些服務(wù)，這些協(xié)議都具有自己的私有格式，實(shí)現(xiàn)效率較高。Web服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)一般是基于 Web服務(wù)提供者、Web服務(wù)請(qǐng)求者、Web服務(wù)中介者三個(gè)角色和發(fā)布、發(fā)現(xiàn)、綁定三個(gè)動(dòng)作構(gòu)建。簡(jiǎn)單的說(shuō)，Web服務(wù)提供者就是 Web服務(wù)的擁有者，它耐心等待為其它服務(wù)和用戶提供自己已有的功能；Web服務(wù)請(qǐng)求者就是Web服務(wù)功能的使用者，它利用 SOAP消息向 Web服務(wù)提供者發(fā)送請(qǐng)求以獲得服務(wù)；Web服務(wù)中介者的作用是把一個(gè) Web服務(wù)請(qǐng)求者與和使得 Web服務(wù)提供者聯(lián)系在一起，它充當(dāng)管理者角色，一般是 UDDI。

SOAP(Simple Object Access Protocol)即簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議，提供了一種簡(jiǎn)單且輕量的機(jī)制，可用于在分布環(huán)境中對(duì)等體之間(通過(guò) SOAP消息)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和類型化的數(shù)據(jù)交換。SOAP包括四個(gè)部分:SOAP信封(envelop)，定義了一個(gè)描述消息中的內(nèi)容是什么，是誰(shuí)發(fā)送的，誰(shuí)應(yīng)當(dāng)接受并處理它，以及如何處理它們的框架；SOAP編碼規(guī)則(encoding rules)，用于表示應(yīng)用程序需要使用的數(shù)據(jù)類型的實(shí)例；SOAP RPC表示(RPC representation)，表示遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用和應(yīng)答的協(xié)定;SOAP綁定 ((binding)，使用底層協(xié)議 (如HTTP和 SMTP)交換信息。雖然這四個(gè)部分都作為 SOAP的一部分，作為一個(gè)整體定義的，但他們?cè)诠δ苌鲜窍嘟坏?、彼此?dú)立的。特別的，信封和編碼規(guī)則是被定義在不同的XML命名空間((namespace)中，這樣使得定義更加簡(jiǎn)單。

4 SNMP/Web服務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

基于 Web服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)的功能基于互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)論網(wǎng)絡(luò)故障分析、數(shù)據(jù)訪問(wèn)還是網(wǎng)絡(luò)性能預(yù)測(cè)都可以通過(guò) Web服務(wù)的形式對(duì)外提供操作接口。整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)部分間都通過(guò)Web服務(wù)接口進(jìn)行交互。大量復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)分散給 Internet上的不同主機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的最大化利用；系統(tǒng)的管理者所面對(duì)的 GUI是基于瀏覽器的 Web開發(fā)頁(yè)面，實(shí)現(xiàn) C/S向 B/S的轉(zhuǎn)化。當(dāng)系統(tǒng)中某部分出現(xiàn)故障或者需要升級(jí)維護(hù)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)其它部分不需要改動(dòng)，大大提高系統(tǒng)的兼容性。

雖然各模塊(系統(tǒng))以Web服務(wù)形式掛接在Internet上，可以方便的實(shí)現(xiàn)互操作，但它們之間的相互調(diào)用關(guān)系仍是按照層次方式進(jìn)行的。例如，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)管理的模塊(系統(tǒng))只調(diào)用網(wǎng)絡(luò)測(cè)量層對(duì)外提供的Web服務(wù)接口;實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能管理應(yīng)用的模塊(系統(tǒng))只調(diào)用網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)管理對(duì)外提供的服務(wù)接口等，一般并不進(jìn)行跨層次的調(diào)用。只有在某些特殊情況下，跨層次調(diào)用才會(huì)發(fā)生。如對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行直接性能測(cè)試時(shí)，GUI需要直接獲取網(wǎng)元的原始數(shù)據(jù)，這時(shí) GUI就可以直接與測(cè)量層進(jìn)行交互。自定義 SNMP代理的實(shí)現(xiàn)、使用 Web服務(wù)對(duì)自定義代理進(jìn)行封裝、實(shí)現(xiàn) SNMP服務(wù)器端對(duì) Web服務(wù)的安全調(diào)用以及跨平臺(tái)跨語(yǔ)言、系統(tǒng)性能分析。三個(gè)不同的實(shí)現(xiàn)即三種不同的子系統(tǒng)，分別采用了 Net-SNMP、gSoap、SNMP++、SSL 和 Java-Axis等中間件完成各自的功能。

可見，Web服務(wù)的這種環(huán)形結(jié)構(gòu)實(shí)際上是對(duì)分層結(jié)構(gòu)的一種擴(kuò)充，它不但可以獲得分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，如支持增量式設(shè)計(jì)、易于改進(jìn)和支持重用等，而且還可以實(shí)現(xiàn)不同層次之間的互訪。

5 總結(jié)與展望

本文以網(wǎng)絡(luò)管理的實(shí)際應(yīng)用為立足點(diǎn)，文章詳細(xì)介紹了 SNMP網(wǎng)絡(luò)管理框架和新型分布式技術(shù) Webservice，深入的研究了其中的關(guān)鍵技術(shù)。基于 XML的網(wǎng)絡(luò)管理為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)管理發(fā)展的方向，但由于SNMP作為互聯(lián)網(wǎng)管理事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，得到了眾多廠商的支持，并在大量的設(shè)備中加以了實(shí)現(xiàn)，出于保護(hù)投資的目的，我們需要兼容現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域的發(fā)展和實(shí)際需求，本文提出了一種基于 Webservice的網(wǎng)絡(luò)管理模型。在此模型中，而 SNMP因其簡(jiǎn)單易用效率高的特性成為了事實(shí)上的網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)。二者的結(jié)合，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容使用，保持現(xiàn)有管理系統(tǒng)的特點(diǎn)，也可以面向未來(lái)的軟件開發(fā)，發(fā)揮新的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有極強(qiáng)的研究?jī)r(jià)值。

[1]Mi-lung Choi,Hyoun-Mi Choi,and James W.Hong,XML-Based Configuration Management for IP Network Devices,Special Issue XML-basedManagementofNetworksand Services in IEEE Communications Magazine[J],July 2004.

[2]崔建群.基于XML的SNMP管理者和轉(zhuǎn)換代理的研究與實(shí)現(xiàn).華中師范大學(xué)碩士學(xué)位論文[D]，2003，6.

[3]劉萍，肖德寶，基于xML的網(wǎng)絡(luò)管理模型研究[J]，計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，21.