基于SNMP的SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)探討

摘 要：本文對(duì)SNMP在SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用做出分析與研究，提出SNMP基礎(chǔ)之上的SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)方案，向讀者系統(tǒng)地闡述了實(shí)現(xiàn)此種網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)管理；SNMP；SDH

中圖分類(lèi)號(hào)：TN915.07

SDH光傳輸設(shè)備是目前人類(lèi)運(yùn)用得最為廣泛的數(shù)字通信設(shè)備之一，它具有穩(wěn)定性強(qiáng)、準(zhǔn)確行高及效率高等優(yōu)點(diǎn)。SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)作用重大，是SDH傳送網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。隨著網(wǎng)絡(luò)信息化的加強(qiáng)，已形成了一套完善的SDH網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)。SNMP最先用于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，因其優(yōu)點(diǎn)諸多，被人們廣泛應(yīng)用于IP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議框架中。它的工作原理是：采用SNMP管理協(xié)議框架，對(duì)SDH網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的資源進(jìn)行有效管理的一種系統(tǒng)。

1 SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)概述

SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是由管理器、被管代理、通用網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議以及管理信息庫(kù)四部分組成。代理需要配合網(wǎng)絡(luò)管理，但其只能停留在被管系統(tǒng)之上，對(duì)實(shí)體進(jìn)行處理[1]。管理器就是需要處理的實(shí)體。管理器會(huì)與被管代理互換信息，信息網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的幫助下，進(jìn)行交換，最后存儲(chǔ)于管理信息庫(kù)內(nèi)。

SDH管理網(wǎng)采用的是OSI管理原理，定義控制通路ECC的七層協(xié)議棧，然后在G..784中，對(duì)協(xié)議棧進(jìn)行具體規(guī)定。應(yīng)用層交換管理信息是利用的SNMP協(xié)議，包含管理信息結(jié)構(gòu)、SNMP協(xié)議以及管理信息庫(kù)等等。管理對(duì)象的具體框架是由管理信息結(jié)構(gòu)提供，SNMP協(xié)議負(fù)責(zé)接收管理進(jìn)程和代理進(jìn)程之間異步的請(qǐng)求。管理信息庫(kù)可直接通過(guò)SNMP訪問(wèn)管理對(duì)象，由SNMP協(xié)議監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)。

SNMP目前有三種版本，每個(gè)版本都各具特點(diǎn)：SNMPv1版本最實(shí)用，應(yīng)用范圍廣泛。它通過(guò)SMI這樣的管理信息結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，是由RFC1157來(lái)定義的，具備簡(jiǎn)單實(shí)用、靈活等優(yōu)點(diǎn)，但其安全性能得不到保障，只能通過(guò)消息頭部社區(qū)名進(jìn)行認(rèn)證工作；SNMPv2安全性能方面有了很大突破，但還沒(méi)有形成真正的標(biāo)準(zhǔn)，目前被廣泛接受的是SNMPv2C；SNMPv3在SNMPv2的基礎(chǔ)之上，定義了數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言、協(xié)議操作、安全管理、管理信息庫(kù)等等。

2 基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)工作原理

基于SNMP網(wǎng)管系統(tǒng)是由管理平臺(tái)與代理兩部分組成，組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。管理平臺(tái)中，前臺(tái)界面負(fù)責(zé)提供圖形用戶(hù)接口，幫助用戶(hù)順利進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理操作。需要Windows中的圖形用戶(hù)界面輔助完成此項(xiàng)技術(shù)，界面菜單進(jìn)行設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)時(shí)，其管理功能需要合理分類(lèi)。后臺(tái)負(fù)責(zé)及時(shí)控制程序，使得通信協(xié)議、數(shù)據(jù)口接口、管理功能進(jìn)程等都得到其有效控制。管理功能進(jìn)程主要職責(zé)是收集與處理數(shù)據(jù)。主控進(jìn)程的主要工作職責(zé)是：負(fù)責(zé)進(jìn)程調(diào)度、處理來(lái)自代理的各種異常事件報(bào)告、動(dòng)作守護(hù)進(jìn)程要對(duì)已發(fā)出的SNMP請(qǐng)求進(jìn)行管理。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由IP、UDP、SNMP組成，系統(tǒng)通信的通道除了它們，還由代理通信模板組成。應(yīng)用進(jìn)程的運(yùn)行過(guò)程是：在嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)VRTX之上，采用主進(jìn)程啟動(dòng)多個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行的方法，體現(xiàn)網(wǎng)管功能的多樣化。

圖1 基于SNMP的SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)管理功能的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)代理的幫助，主要起監(jiān)視設(shè)備中網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)及配合實(shí)施網(wǎng)管操作的作用。代理實(shí)現(xiàn)過(guò)程主要包括：

3.1 代理通信模塊組成結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程。網(wǎng)絡(luò)接口與路由協(xié)議是通信模塊的主要組成部分。通信模塊功能包含：網(wǎng)元與其它網(wǎng)元通過(guò)DCC通道通信、網(wǎng)元通過(guò)本地串口與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)通信、告警監(jiān)視單元通信、網(wǎng)元通過(guò)串口與告警監(jiān)視單元通信。實(shí)現(xiàn)此模板需要對(duì)系統(tǒng)通信控制模塊采取初始化配置；以太網(wǎng)、多通道串口等驅(qū)動(dòng)器，完成IP協(xié)議棧的掛接；路由協(xié)議與協(xié)議棧的銜接工作完成，用SNMP的方式呈現(xiàn)路由信息，方便查詢(xún)。

路由協(xié)議是通信模板的組成部分之一，其用途很大。一般路由協(xié)議都是通過(guò)廣播機(jī)制先顯示出來(lái)，需要不斷發(fā)現(xiàn)或者更新路由，共享路由表信息。它保障了網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)通道，在網(wǎng)關(guān)網(wǎng)元和途徑網(wǎng)元路由的幫助下，使得目標(biāo)網(wǎng)元的網(wǎng)管操作順利實(shí)現(xiàn)。

3.2 SNMP協(xié)議流程與轉(zhuǎn)移。SNMP的代理進(jìn)程有一個(gè)過(guò)程，一般是先在完成初始化配置數(shù)據(jù)，然后了解接口參數(shù)，觀察管理信息庫(kù)變量，完成這些系統(tǒng)的初始化工作之后，程序會(huì)自動(dòng)進(jìn)入一個(gè)循環(huán)過(guò)程中[2]。在某端口，等待接收數(shù)據(jù)，接收的SNMP報(bào)文，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行檢查并作出分析報(bào)告，根據(jù)報(bào)文命令執(zhí)行任務(wù)，調(diào)用其它系統(tǒng)操作，使得例程順利完成，最后獲得SNMP報(bào)文，將報(bào)文以UDP的形式封裝好，最終通過(guò)SNMP端口發(fā)送出去。

把SNMP協(xié)議代碼轉(zhuǎn)移到硬件平臺(tái)中去，將代號(hào)MPC860的處理器與VRTX實(shí)行嵌入式系統(tǒng)操作，SNMP的職責(zé)是嵌入代理。具體操作時(shí)必須做好以下工作：熟知管理內(nèi)容，將MIB變量定義清楚；翻譯工作由MIB完成，自動(dòng)生成本地?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序結(jié)構(gòu)，幫助系統(tǒng)調(diào)用及編程；在MIB編譯器中，直接輸出程序文件，文件會(huì)與UDP等協(xié)議銜接，只需要將相應(yīng)參數(shù)稍加修改，SNMP協(xié)議層到UDP協(xié)議層的膠聯(lián)工作即可完成；完成MIB變量操作，支持例程代碼編寫(xiě)；將代理進(jìn)程進(jìn)行測(cè)試。

3.3 操作支持例程的實(shí)現(xiàn)步驟。代理對(duì)象一般是操作請(qǐng)求、存在性檢查、操作類(lèi)型檢查、執(zhí)行操作一整套操作步驟。整個(gè)過(guò)程的目的只有一個(gè)，準(zhǔn)確判定請(qǐng)求對(duì)象是否在代理進(jìn)程的MIB中，判定完畢之后，進(jìn)一步驗(yàn)證對(duì)象訪問(wèn)方式，再根據(jù)對(duì)象所在位置，在規(guī)定范圍內(nèi)設(shè)置對(duì)象值。

操作支持例程與應(yīng)用進(jìn)程的接口類(lèi)型有三種：一種是函數(shù)，其作用是支持例程調(diào)用應(yīng)用進(jìn)程，利用這樣的函數(shù)需要在配置管理需要較高時(shí)效性的時(shí)候；一種接口用于支持例程和應(yīng)用進(jìn)程兩者處于相對(duì)獨(dú)立狀態(tài)時(shí)的情況，兩者之間對(duì)時(shí)效性要求不高，主要作用是網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化配置及性能管理；最后一種是利用進(jìn)程調(diào)用支持例程的函數(shù)，需要告警方面的管理時(shí)，才會(huì)采用此種方式。

3.4 代理應(yīng)用進(jìn)程實(shí)現(xiàn)步驟。SDH網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的核心取決于應(yīng)用進(jìn)程，主要靠其實(shí)現(xiàn)SDH所需的網(wǎng)管功能。主要程序運(yùn)作過(guò)程具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

開(kāi)機(jī)初始化配置過(guò)程為：系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)讀取設(shè)備清單，單元格需要根據(jù)設(shè)備具體情況進(jìn)行配置，同時(shí)，整個(gè)過(guò)程還要將其缺省值初始化MIB以及相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行參照[3-4]。

性能管理的過(guò)程為：進(jìn)行定期數(shù)據(jù)刷新時(shí)，一般都會(huì)利用參數(shù)收集模塊，然后再?gòu)膯卧P(pán)中收集性能參數(shù)，完成收集工作之后，就可直接在NIB中記錄下來(lái)。

保護(hù)切換與恢復(fù)的過(guò)程為：理解APS協(xié)議的基礎(chǔ)之上，編應(yīng)與之相關(guān)的代碼。

告警管理的過(guò)程為：利用應(yīng)用層直接響應(yīng)單元盤(pán)的中斷要求，將其中的告警信息讀出，利用支持例程的函數(shù)，把告警信息傳達(dá)給網(wǎng)管。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，SDH光傳輸設(shè)備已經(jīng)被用戶(hù)廣泛使用，基于SNMP的SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)變得尤為重要。利用SNMP開(kāi)發(fā)出來(lái)的SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)既方便快捷，又節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，是目前大力推出的網(wǎng)絡(luò)管理體系，雖然其安全性能還有待改良，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其優(yōu)點(diǎn)會(huì)逐漸擴(kuò)大，SNMP的應(yīng)用前景會(huì)十分廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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作者單位：吉林省公主嶺市人才交流服務(wù)中心，吉林公主嶺 136100