毕业设计(论文)基于SNMP的通用网络管理平台.doc
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1、基于SNMP的通用网络管理平台摘 要:网络管理平台一般由协议通信软件包、MIB编译器、网络管理应用编程接口和图形化的用户界面组成,它是管理器的功能基础。本文介绍了SNMP的概念及框架结构,包括SNMP 、SMI、MIB、报文等内容,还介绍了如何在Windows环境下用VC+6.0制作实现基于SNMP的通用网络管理平台。关键字:简单网络管理协议(SNMP);管理信息库(MIB);网络管理平台Abstract: network management platform for the general agreement by the communications package, MIB compi
2、ler, network management application programming interface and graphical user interface component, which is based on managements function. This article introduces the concept of the SNMP and frame structure, including SNMP, SMI, MIB, text, and so on, also gave a briefing on how the Windows environmen
3、t with VC + +6.0 production of generic SNMP-based network management platform. Keyword: SNMP (SNMP); MIB (MIB); network management platform目 录第一章绪论31.2网络管理的功能3第二章 简单网络管理协议(SNMP)52. 1 SNMP的由来52. 2 Internet的管理控制框架62.3对象实例的识别与提取72.4表格访问82.5 SNMP的定义82.6 简单网络管理协议SNMP122.6.1 SNMP消息122.6.2管理信息库14第三章 SNMP的管
4、理信息库(MIB)173.1 ASN. 1描述文法173.2管理信息库(MIB)及其体系结构193.2.1 MIB库的核心位置203.2.2 MIB库结构21第四章 局域网络管理平台(FNMS)设计方案244. 1软件结构244.3软件系统的主要组成模块264.4各功能模块的基本流程274.4.1查询与老首274.4.2自陷334.4.3网络拓扑结构自动搜索35第五章 关键技术及其实现途径405.1建立Socket连接40总 结46参考文献47致 谢48第一章 绪论 上个世纪中叶,计算机与通讯技术的结合产生了影响人类历史的计算机网络,人类从此进入了以网络为中心的时代。特别是上个世纪后半叶以来,
5、Internet在世界范围内迅速普及,计算机网络逐渐成为人们获取信息、发布信息的重要途径,与此同时,基于计算机网络的应用如金融网络、邮电网络、传感器网络、家庭网络等等不同领域的专业网络的出现,使计算机网络以各种形态结构渗透到人们日常生活的方方面面。随着网络技术与应用模式的迅猛发展,网络的规模日益庞大,结构日趋复杂,特别是“网络被破坏,可使地球瞬间陷入混乱”。因此,网络运行的稳定性、可靠性就显得至关重要,于是网络管理就应运而生。1. 1网络管理的概念 网络管理是控制一个复杂的计算机网络使得它具有最高的效率和生产力的过程,这一过程通常包括数据采集、数据加工、数据分析、提交报告给管理者。通过这样的过
6、程,它提供了一个解决方案,使用户可以最大限度地增加网络的可用时间,提高网络设备的利用率、网络性能、服务质量和安全性,简化异构网络环境下的管理和控制网络运行成本,并且能够提供网络的长期规划。 然而,随着网络的发展,网络管理也必须动态更新。现代网络的应用模式的多样化,使得网络管理的内容也多样化。比如迅速崛起的嵌入式网络,引起了从传统网络管理向嵌入式网络管理的变革。1.2网络管理的功能网络管理涉及网络资源和活动的规划、组织、监视、计费和控制。国家标准化组织ISO定义了网络管理的五大管理功能域Management FunctionalAreas (MFAs),常常用首字母缩写词FCAPS表示,它们是:
7、 Fault Management:故障管理, Configuration Management:配置管理, Accounting Management:计费管理, Performance Management:性能管理, Security Management:安全管理。 其中,故障管理就是对网络中的故障进行检测、诊断和恢复,其目的是保证网络能够提供连续、可靠的服务。主要功能包括维护、使用和检查差错日志;接受差错检测的通报并做出反应;在系统范围内跟踪差错,执行诊断测试序列;执行恢复动作以纠正差错。 配置管理是网络管理的起点和基础,它负责对网络全局的状态进行跟踪,了解当前网络资源的应用情况,关
8、键部分是对网络资源即网络对象的定义、存储、定位及操作。因此,网络配置管理功能至少包含识别网络拓扑结构,标识网络中的管理对象;自动修改指定设备的配置;动态维护网络数据库等。 计费管理记录用户使用网络资源的情况并核收费用。计费管理系统的设计目标应使系统具有如下功能:以用户或网络主机使用网络资源的情况为依据,根据管理策略对使用者进行收费。通过收费政策,使网络资源合理使用;通过收集各种访问信息,调整网络结构,提高网络使用效率。 性能管理是以网络性能为准则,负责收集、分析和调整管理对象的状态,其目的是保证在使用最少网络资源和最小延迟的前提下,网络提供可靠、连续的通讯能力。分为性能监测和性能控制两部分。性
9、能监测指工作状态信息的收集和整理,性能控制则指为改善网络设备的性能而采取的动作和措施。 安全性一直是网络的薄弱环节之一,而用户对网络安全的要求又相当高,因此网络安全管理非常重要。网络中主要有以下几大安全问题:网络数据的私有性(保护网络数据不被侵入者非法获取),授权(authorization)(防止侵入者在网络上发送错误信息),访问控制(控制对网络资源的访问)。相应的,网络安全管理应包括对授权机制、访问控制、加密和加密关键字的管理,另外还要维护和检查安全日志。第二章 简单网络管理协议(SNMP)2. 1 SNMP的由来 最初有四个工程师开发了一个协议,他们称它为简单网关监控协议SGMP,用来对
10、通信线路进行管理。SGMP给出了监视网关(OSI第三层路由器)的直接手段。随着网络管理需求的进一步增加,需管理的网络越来越多,对SGMP作了很大修改。逐步发展为简单网络管理协议SNMP (Simple Network Management Protocol)。SNMP使用管理信息结构SMI(Structure of Management Information)、管理信息库MIB (Management Information Base)提供了监控网络元素最小的、但功能强大的工具。 修改以后的管理协议主要在两个方面作了改进: 反映了网络操作中使用SGMP的经验; 加入了符合Internet定义
11、的SMI和MIB结构体系。 改进后的协议就是著名的简单网络管理协议SNMP。SNMP的目标是管理互联网Internet中众多厂家生产的软件硬件,因此SNMP受Internet标准网络管理框架的影响很大:get操作用来提取特定的网络管理信息;get next操作通过遍历活动提供强大的信息提取能力;set操作用来对管理信息进行控制(修改、设置);trap(陷阱)操作来报告重要的事件。SNMP是通过五种通信原语(见表2-1)来进行通信的:2. 2 Internet的管理控制框架 这里先介绍一下SNMP遵从的管理控制(administration)框架。这个框架设定了两个SNMP应用实体之间的身份鉴别
12、和权限检查策略。SNMP定义了管理进由无保留意义的字符串组成。尽管大多数共同体由有意义的ASC11码字符命名,但每个字节允许使用0255的任意字符。另外,一个SNMP应用实体可以加入多个共同体。SNMP应用实体对Internet管理信息库中的管理对象进行操作。一个SNMP应用实体可操作的管理对象子集称为SNMP MIB的可见范围(又称“可见对象”)。SNMP应用实体对可见范围内管理对象的访问仍然还有进一步访问模式限制,如只读、可读写等等。SNMP体系结构中要求对每个共同体都规定其可见范围及其每个对象的访问方式。记录这些定义的文件称为“共同体定义文件”。 Internet的报文总是源自某个应用实
13、体,报文中携带有该应用实体所在的共同体名字。这种报文在SNMP的术语中称为“有身份标志的报文”。共同体名字是在管理进程和管理代理之间交换管理住处报文时使用的。管理信息报文中包括两部分内容:共同体名,加上发送方的一些标识信息(附加信息),用以验证发送方确实是共同体成员;数据,这是两个管理应用实体之间真正需要交换的信息。共同体就是用来实现简单的身份鉴别,接收方仅凭共同体名来判定收发双方是否在一个共同体中,是则收下报文;否则丢弃报文,并将非法访问进行故障报警。接收方在验明发送报文的管理代理或管理进程的身份后要对其访问权限进行检查,访问权限检查涉及多个因素:共同体成员对可见范围内每个对象定义访问模式,
14、只读或可读写,规定可见范围内每个管理对象(类)可进行的操作(包括get ,get next, set, trap),管理信息库(MIB)对每个对象的访问方式进行限制(例如MIB中可规定对哪些对象只能读而不能写等)。 管理代理通过上述预先定义的访问模式和权限来决定共同体中其它成员要求的管理对象访问(操作)是否允许。 共同体概念同样适用于外部代理印roxyagent),只不过外部代理中包含的对象主要是外部设备的内容。 软件中主要使用public共同体。SNMP的体系中使用了大量的名词术语。关系如下图(图2-1):图2.1 SNMP的管理控制关系2.3对象实例的识别与提取 为了提供管理信息库的手段,
15、SNMP在其MIB中采用了树状命名方法对每个管理对象实例命名。每一个对象实例的名字都由对象类名字加上一个后缀构成。对象类的名字是不会互相重复的,因而不同的对象实例之间也少有重名的危险。在共同体的定义中一般要规定共同体可见的管理对象范围,相应地也规定了哪些对象实例是该共同体的“管辖范围”。据此,共同体的定义可以想象为一个多叉树以词典序提供遍历所有管理对象实例的方法,有了这个方法,SNMP可简洁地使用get next操作,顺序地从一个对象找到下一个对象。这种方法对访问表变量尤为有用。 Get next(object-instance)操作返回的结果是一个对象实例标识符及其有关信息,该对象实例在上面
16、“想象”的多叉树中紧排在指定标符的后面。这种方法的好处在于即使不知道管理对象实例的具体名字,管理系统也能逐个地找到它,并提取到它的有关信息。遍历所有管理对象可以从第一个对象实例开始(这个实例必须给出)然后依次使用get next,直至返回一个差错(表示不存在的管理对象实例)结束(完成遍历)。 出于信息是以表格(数据结构)形式存放。在SNMP的概念中,把所有表格都视为子树。其中一张表格(及其名字)是相应子树的根结点,每个实例是根下面的一个开始点,一列中的每行则是该列结点下面的子结点,并且是子树的叶结点。因此,按照前面的子树遍历思路,对表格的遍历是先第一列的所有元素,再第二列的所有元素,如此般,直
17、至最后一个元素,当试图得到最后的一个元素的下一元素时,则返回差错标记。 在SNMP中,get next不仅能提取单个对象实例及其有关信息,它还能使用以多个对象实例作为操作数,找出每个对象实例的下一个实例及其有关信息。2.4表格访问 增加一行,通过SNMP,只用一次set操作就可在一个表格中增加一行。操作中的每个变量都对应于待增加行中的一列元素,包括对象实例标识符,如果一个表格中有8列,则set操作中必须给出8个操作数,分别对应出个列中的该行元素。删除一行,删除一行也可以通过SNMP调用一次set操作先成,并且比增加一行还简单。删除一行只需用set操作将该行中任意一个元素(对象实例)设置成为“非
18、法”即可。 但这个操作有一个例外,地址翻译组对象中有一个特殊的表(地址变换表)该表中未定义一个元素的“非法”条件,因此SNMP中采用的办法是将该表中的地址设置成空串,将空字串(字长为0)视为非法元素。关于删除一行时表中的一行元素是否真的在表中消失,则与每个设备(管理代理)的具体实现有关。这样的结果是,网络管理操作中,Internet的管理站(远行管理进程)可能会从管理代理中取到“非法”数据,即已删除的不再使用的元素(对象实例)的内容。管理进程必须能通过各个数据字段的内容来判断数据的合法性。2.5 SNMP的定义SNMP是一个异步的请求/响应协议,也即SNMP的请求和响应之间没有必定的时间顺序关
19、系。这样SNMP实体可以在发出请求后不等待响应的到来。在本软件中,当网络管理系统向被管对象发请求报文(Get Next Request Get Request)后,网络管理者要连续三次查询有无响应报文的到来,如果没有,那将按对方未开机或未安装SNMP协议处理。由于传输服务存在残留差错,请求或响应的丢失要由发送方负责纠正或克服。 以下是用ASN.1(Abstract Syntax Notation One)定义的SNMP协议,我们可以看到它是符合ASN.1定义的结构及数据类型的:RFC1157-SNMP DEFINITIONS: :=BEGINIMPORTSObject Name, Object
20、 Syntax, Network Address, Ip Address, Time TicksFROM RFC1155-SMI一顶层报文Message: :=SEQUENCEVersion此RFC的版本是1INTEGERversion-1(0) ,Community共同体名OCTET STRINGData 如果报文较小可加认证信息ANY protocol data unitsPDUs: :=CHOICE get -requestGet Request-PDU,get-next-requestGetNextRequest-PDU,get-responseGetResponse-PDU,set-
21、requestSetRequest-PDU,trapTrap-PDU PDUs GetRequest-PDU:= 0IMPLICIT PDUGetNextRequest-PDU:= 1IMPLICIT PDUGetResponse-PDU:= 2IMPLICIT PDUSetRequest-PDU:= 3IMPLICIT PDUPDU:= SEQUENCE request-id INTEGER, error-status 一有时值可忽略 INTEGER noError(0), tooBig(1), noSuchName(2), badValue(3), readOnly(4), genErr(
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