王能輝

（寶雞文理學(xué)院陜西寶雞721013）

網(wǎng)絡(luò)管理是保障網(wǎng)絡(luò)可靠運(yùn)行的最重要手段，隨著學(xué)校信息化建設(shè)的不斷深入，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)在日常運(yùn)維中發(fā)揮著越來越重要的作用。國外，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)用較早且發(fā)展較快，在諸多領(lǐng)域中具有廣泛的發(fā)展空間。目前主流的通用型網(wǎng)絡(luò)管理解決方案有四種，AT-SNMPc7.0解決方案、惠普公司的HP OpenView方案、CA公司的CA Unicenter方案、IBM Tivoli NetView方案。AT-SNMPcD的特色在于提供兩個(gè)SNMP服務(wù)器，兩個(gè)服務(wù)器之間可以相互備份，提高網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的安全性[1]。HP OpenView是一套功能非常完善的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)，集成了網(wǎng)絡(luò)管理和系統(tǒng)管理的優(yōu)點(diǎn)，能夠及時(shí)告知網(wǎng)絡(luò)管理人員故障發(fā)生及故障發(fā)生的原因，從而輕松而順利地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作從被動(dòng)無序到主動(dòng)控制的過渡，幫助網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行部及時(shí)了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的真實(shí)狀況，掌握主動(dòng)控制[2]。Unicenter是CA的旗艦產(chǎn)品，其支持所有主流平臺(tái)，功能完整。IBM Tivoli NetView獨(dú)有的的新的位置敏感性拓?fù)洌↙ocation Sensitive Topology）特性可讓網(wǎng)管人員通過簡單的配置自動(dòng)生成一些與管理人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)的直觀認(rèn)識(shí)更加貼近的拓?fù)湟晥D[3]。國內(nèi)，也有學(xué)者就網(wǎng)管系統(tǒng)展開研究，并取得了一定的成效。唐學(xué)文等設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了可用于IPv6網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)[4]；肖雁鵬根據(jù)Visibroker的C++開發(fā)方法實(shí)現(xiàn)了SDH網(wǎng)管系統(tǒng)北向接口[5]；步園明設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于Web技術(shù)且支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)[6]；孟起勝等介紹了一種以基于已經(jīng)部署的DOCSIS網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)管理EPON網(wǎng)絡(luò)的一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案[7]；崔雯雯提出基于嵌入式代理、采用集中管理與分層管理兩種模式結(jié)合的HiNoC網(wǎng)絡(luò)管理方案，基于此方案，實(shí)現(xiàn)了HiNoC網(wǎng)管系統(tǒng)[8]；孔祥云等提出了一種基于主成分分析的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘方法，并通過對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分析、比較，驗(yàn)證了該方法的有效性[9]；陳家雄等給出了MSTP網(wǎng)管系統(tǒng)北向接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案，闡明了北向接口的總體架構(gòu)、交互機(jī)制和功能規(guī)劃等方面的設(shè)計(jì)思路[10]；馬青青提出一種基于Ext JS 4.2.1的嵌入式網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[11]。我?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是2006年開發(fā)的，只支持有線設(shè)備的管理，不支持無線AP的管理，而且現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)功能過于簡單，只能判斷網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通斷，無法直接查看網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行的信息。對(duì)服務(wù)器或主機(jī)進(jìn)行管理的系統(tǒng)是另外一套管理系統(tǒng)，這套管理系統(tǒng)不能同時(shí)監(jiān)控所有的服務(wù)器設(shè)備，只能監(jiān)控同廠家的服務(wù)器。針對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)存在的不足，本研究設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)，此系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控和異常告警，網(wǎng)絡(luò)管理人員可以實(shí)時(shí)查看網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行信息和告警信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決網(wǎng)絡(luò)問題。

1 多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從系統(tǒng)架構(gòu)上，分多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)可分為5層，包括基礎(chǔ)實(shí)施層，指的是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源；感知層，用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行信息的獲?。粋鬏攲?，采集節(jié)點(diǎn)將采集數(shù)據(jù)發(fā)送到總控節(jié)點(diǎn)所采用的傳輸協(xié)議；服務(wù)層，總控節(jié)點(diǎn)啟用WebService服務(wù)將獲取的信息發(fā)布出去，應(yīng)用層，用戶獲取信息的處理和應(yīng)用。本研究采用分層的思想設(shè)計(jì)分多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)，具體架構(gòu)如圖1所示。

1.2 功能設(shè)計(jì)

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

為了幫助網(wǎng)絡(luò)管理人員簡單、直觀、有效的掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和健康水平，了解網(wǎng)絡(luò)設(shè)備動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能對(duì)業(yè)務(wù)及用戶造成的威脅，快速查明導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備異常的問題源，協(xié)助網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員及時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障響應(yīng)處理，降低學(xué)校運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)，文章設(shè)計(jì)了多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾怼⒕W(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備告警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等4大模塊，其具體功能框架如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能框架圖

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾恚捍斯δ芸煽焖佟⒂行У牡膶?shí)現(xiàn)二、三層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖詣?dòng)發(fā)現(xiàn)，并通過拓?fù)鋱D和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備信息、流量信息數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，幫助網(wǎng)絡(luò)管理人員快速發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維中的各種問題，輕松實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾戆δ苡芯W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞陌l(fā)現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞木S護(hù)。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理：主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備各種參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的指標(biāo)管理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能管理和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的流量管理。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備告警管理：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行異常時(shí)，會(huì)通過此功能將網(wǎng)絡(luò)管理人員定制的告警信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)管理人員。此功能包括：告警信息定制、告警信息查看、告警信息處理。

統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能：統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的各項(xiàng)信息，方便用戶查看。此功能包括：報(bào)表定制和報(bào)表查看。

2 多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 開發(fā)環(huán)境

開發(fā)多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)，需要搭建兩個(gè)服務(wù)器：Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器[12]。Web服務(wù)器提供網(wǎng)頁供網(wǎng)絡(luò)管理人員登錄和瀏覽；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器則存儲(chǔ)和管理網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中拓?fù)?、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備參數(shù)、告警等信息。可以選擇的Web服務(wù)器軟件有很多，如 BEA WebLogic 、IBM WebSphere Server、Apache Tomcat等[13]，本研究選用 Apache Tomcat服務(wù)器作為Web服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選擇微軟公司的SQL Server 2008。

文章中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)系統(tǒng)采用JDK（Java Developer Kit，Java開發(fā)工具包）和 JSP代碼編輯工具開發(fā)。目前功能強(qiáng)大的JSP編輯開發(fā)工具，如 Jbuilder、Eclipse、IBM Rational等，鑒于 Eclipse是一個(gè)基于Java的、開源的可擴(kuò)展平臺(tái)且有豐富的插件集，文章選用Eclipse開發(fā)平臺(tái)[14]。

2.2 分布式數(shù)據(jù)采集功能

考慮到實(shí)現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)控，基于分布式架構(gòu)的思想，搭建若干個(gè)采集節(jié)點(diǎn)采集網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，然后通過TCP協(xié)議上傳至主控節(jié)點(diǎn)。用戶不需要與采集節(jié)點(diǎn)直接交互，不需要關(guān)心具體由哪個(gè)采集節(jié)點(diǎn)來完成數(shù)據(jù)采集的工作，就可以實(shí)現(xiàn)具體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集。采集節(jié)點(diǎn)上安裝采集SNMP工具來獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行信息，具體流程圖如圖3所示。

圖3 分布式采集流程圖

2.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞陌l(fā)現(xiàn)

在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)過程中，先使用SNMP協(xié)議搜索路由表信息構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)主拓?fù)?，然后使用ARP協(xié)議或者ICMP協(xié)議發(fā)現(xiàn)子網(wǎng)中的終端設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)子拓?fù)涞臉?gòu)建[15]，最終可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞陌l(fā)現(xiàn)。

2.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指標(biāo)的管理

用戶發(fā)起SNMP請(qǐng)求后，主控節(jié)點(diǎn)通過Web服務(wù)接收到該請(qǐng)求，然后下發(fā)該請(qǐng)求給采集節(jié)點(diǎn)，采集節(jié)點(diǎn)通過SNMP協(xié)議可獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指標(biāo)信息。用戶可以通過Web的方式查看監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具體信息，可查看的信息一般有設(shè)備信息指標(biāo)和設(shè)備性能指標(biāo)[16]。設(shè)備信息指標(biāo)包括：型號(hào)、MAC地址、電源類型、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。設(shè)備性能指標(biāo)有總流量、所有接口發(fā)送丟包數(shù)、CPU利用率、總接收吞吐量、廣播包速率、內(nèi)存利用率、Ping時(shí)延、總發(fā)送吞吐量、所有接口接收丟包數(shù)、發(fā)送廣播包數(shù)、丟包速率、ICMP包速率[17]。以我?？萍紭嵌?設(shè)備為例，該設(shè)備信息指標(biāo)如圖4所示。

圖4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息指標(biāo)圖

2.5 設(shè)備配置管理

本系統(tǒng)可通過TELNET（或者SSH）到網(wǎng)絡(luò)管理人員想要管理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，然后通過FTP協(xié)議或SNMP協(xié)議下載該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置。變更后根據(jù)需要可保存到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)或?qū)⒆兏蟮呐渲蒙蟼髦猎瓉淼木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

2.6 設(shè)備告警功能

設(shè)置SNMP輪巡時(shí)間，通過SNMP輪巡，一旦發(fā)現(xiàn)某接口故障，可產(chǎn)生告警信息。網(wǎng)絡(luò)管理人員可利用設(shè)備告警功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，快速響應(yīng)，以縮短故障處理時(shí)間。

2.7 統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能

通過查詢數(shù)據(jù)庫可統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)設(shè)備指標(biāo)報(bào)表、告警統(tǒng)計(jì)報(bào)表、告警授理報(bào)表、端口流量報(bào)表、流量統(tǒng)計(jì)報(bào)表[18]。

3 多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)的測(cè)試

利用上述多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)在寶雞文理學(xué)院網(wǎng)絡(luò)管理中心進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)學(xué)生公寓匯聚交換機(jī)RG-S5750（IP地址：10.100.32.1）進(jìn)行 24 小時(shí)監(jiān)控（2017年04月20日），實(shí)時(shí)CPU利用率、內(nèi)存利用率、Ping時(shí)延、丟包速率、總流量等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指標(biāo)信息，利用網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能導(dǎo)出測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。從表1可以看出，在24小時(shí)內(nèi)，通過多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取實(shí)時(shí)CPU利用率、內(nèi)存利用率、ICMP包速率、Ping時(shí)延、丟包速率、總發(fā)送吞吐量、總接收吞吐量、總流量等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指標(biāo)信息。24小時(shí)均能采集到設(shè)備運(yùn)行信息，體現(xiàn)了該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過瀏覽器訪問主控服務(wù)器查看網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞钠骄鶗r(shí)間在2 s以內(nèi)，完全達(dá)到了實(shí)際使用的要求。

表1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指標(biāo)測(cè)試數(shù)據(jù)

4 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維支撐的重要手段，在日常網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中發(fā)揮著重要作用。針對(duì)現(xiàn)有的基于單點(diǎn)采集的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)的不足，文章設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)已經(jīng)在項(xiàng)目中得到具體應(yīng)用，對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理提供了一種新的思路，對(duì)現(xiàn)有的基于SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)改造有一定的參考意義。通過實(shí)際部署發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理軟件應(yīng)有的功能，能滿足網(wǎng)絡(luò)管理人員的需求。