计算机网络管理论文简单网络管理协议的研究与应用

计算机网络管理论文：简单网络管理协议的研究与应用摘要:通过对简单网络管理协议（SNMP）的通讯原理、消息结构及抽象语法表示（ASN.1）、BER编码的分析，并对RFC1213管理信息库（MIB-II）和用户数据报协议（UDP）的分析研究，利用WindowsSNMP提供的服务，使用C++Builder面向对象开发工具进行编程，实现SNMP协议包的构造和协议包的解析，提供网络设备管理的简便方式，从而保证网络设备稳定运行。关键词:网络管理；简单网络管理协议（SNMP）；ASN.1；BER编码；RFC1213；用户数据报协议（UDP）1引言简单网络管理协议SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol）[1]是由Internet工程任务组织IETF(InternetEngineer-ingTaskForce)[2]研究小组为解决Internet上的路由器管理问题而提出的。SNMP是一系列协议组和规范，可提供一种从网络设备中收集网络管理信息的方法。SNMP也为设备向网络管理工作站报告问题和错误提供方法。2SNMP体系结构简介2.1SNMP消息类型SNMP消息类型提供请求与响应的交互形式[3]，其中：（1）GetRequest：管理站用来检索代理管理信息库中的标量对象值；（2）GetNextRequest：管理站用来检索代理管理信息库中的当前标量对象的下一个对象值；（3）SetRequest：管理站用来设置代理管理信息库中的标量对象值；（4）Response：代理用于发送管理站对代理的请求；（5）Trap:代理用于向管理站报告管理对象的状态变化。2.2SNMPPDU协议数据单元结构图3为SNMP报文格式。SNMPPDU协议数据单元结构描述如下：RFC1157-SNMPDEFINATIONS::=BEGINIMPORTObjectName，objectSynax，NetworkAddress，IpAddress，TimeT-icksFROMRFC1155-SMI；Message::=SEQUECE{versionINTEGER{version-1（0）}；//版本号communityOCTETSTRING；//团体字dataANY；/SNMPPDU}ANY::=CHOICE//SNMPPDU{get-requestGetRequest-PDU；get-next-requestGetNextRequest-PDU；get-responseGetResponse-PDU；set-requestSetRequest-PDU；trapTrap-PDU；}GetRequest-PDU::=[0]IMPLICITPDU；//A0GetNextRequest-PDU::=[1]IMPLICITPDU；//A1GetResponse-PDU::=[2]IMPLICITPDU；//A2SetRequest-PDU::=[3]IMPLICITPDU；//A3PDU::=SEQUENCE{request-idINTEGER；//请求标识0201xxerror-statusINTEGER；//错误状态0201xx{noError（0），tooBig（1），noSuchName（2），badValue（3），readOnly（4），genError（5）}；error-IndexINTEGER；//错误索引0201xxvariable-bindingVarBinList；}VarBinList::=SEQUENCEOFVarBin；VarBin::=SEQUENCE{nameObjectName，valueObjectSyn-tax；}2.3ANS.1和BER抽象语法表示（ANS.1）是一种形式语言，可提供统一的网络数据表示，用于定义应用数据的抽象语法和应用层协议数据单元结构。在OSI和SNMP的管理信息库都是用其定义的。基本编码规则（BER）用ANS.1定义的应用数据在传输过程中要按照一定的规则转换成比特串。给出了SNMP消息的BER编码实例（对代理202.117.49.61的Get请求）。对SNMP消息的BER编码描述：//-----SNMP消息-----3026Sequence类型，长度38Byte210版本号：0467075626c6963团体字：OCTString类型，publica019请求标识：GetRequest，长度25Byte210错误标识210错误状态210错误索引30eSequence类型，长度14Byte30cSequence类型，长度12Byte682b6121140请求对象OID：OCTString类型，1.3.6.1.2.1.1.4.050空值2.4RFC1213管理信息库MIBRFC1213定义MIB-2管理对象的核心集合[4]，这些对象在任何SNMP系统必须实现。管理信息结构说明了定义和构造MIB的总体框架，以及数据类型的表示和命名方法。SMI只允许存储标量对象和矢量对象（表对象），不支持复杂的数据结构。其提供标准化技术表示管理信息如下：（1）SNMP所有的管理对象组织成分层结构；（2）提供结构化的信息组织技术；（3）提供命名机制。树中的叶子结点都有一个分层的编号。叶子结点代表实际的管理对象，从树根到树叶的编号串联起来，用圆点隔开，形成管理对象标识符。2.5UDP协议用户数据报协议UDP(UserDataProtocol)[5]是一个面向无连接的协议，其传输效率较高。协议格式如表1所示。在SNMP代理中，常用161作为SNMP消息接收；162为AgentSNMP消息响应。UDP协议格式3SNMP编程与测试环境SNMP要求的编程环境有：Java；C/C++；BorlandC++Builder6。该程序选用BorlandC++Builder6编程环境。而SNMP的测试环境要求：（1）WindowsSNMP服务：WindowsNT/Win-dows2000/WindowsXP的网络监视服务提供SNMP代理，端口：161；（2）AdventNetSNMP服务：AdventNet公司的SNMP代理，端口可自己设定；（3）AdventNetSNMPMIBBrowse：AdventNet公司的SNMP动作测试工具；（4）Sniff软件是一个很好的网上抓包程序，用来分析发送和接收的SNMP消息。4SNMP编程实现4.1SNMP消息分析通过对SNMP协议的理解在C++Builder中将其定义为以下结构体类型；分别完成对消息的构造和解析[6]。（1）消息结构的结构体structMessage//消息结构图4SNMP消息的BER编码举例源端口目标端口段长检验和SNMP报文格式-99-{intlen；//消息长度VerVersion；//版本号OctlOctString；//团体字PDUspdu；//SNMP-PDU}SNMPMessage；structVer//版本号{intLen；//长度intVerValue；//版本值}；structOctl//团体字{intLen；//长度charOctChar[100]；//团体字值}；structPDUs{intLen；//长度intPduType；//PDU类型ReqIDPduRID；//请求标识ReqStatusPduRStatus；//请求状态ReqIndexPduRIndex；//请求索引PDUVarBLVarBinList；//变量绑定表}；structReqID//请求标识{intLen；intValue；}；structReqStatus//请求状态{intLen；intValue；}；（2）请求索引的结构体structReqIndex//请求索引{intLen；intValue；}；structPDUVarBL//变量绑定表{intLen；//长度intBindArray；//得到PDU组数VarBindVarBind1[100]；//绑定变量}；structVarBind{intLen；//长度OIDTypeOID；//变量OID类型OIDValueValue1；//变量OID值}；structOIDType//变量OID类型{intLen；intValue[100]；}；structOIDValue//变量OID值{intLen；intTypeIndex；Unionvalvalu{longValueInt；charValueChar[100]；intValueIP[10]；char*ValuePoint；OIDTypeValueOID；LongValueCount；}；}；4.2SNMP消息构造根据用户设置的Agent的IP、端口号、执行的请求和对象的OID；按BER编码来构造消息，设置SNMPMessage消息并存入Result[]数组中，以备发送。SNMP消息构造程序代码如下：/----计算SNMP消息长度----/-----设置常规项-----/++++编码VarBindLis++++/----编码SNMP消息----/++++输出Memo1++++++4.3SNMP消息发送与接收使用C++Builder提供的TNMUDP控件完成对SNMP消息的发送和接收，并存入Data1[]数组中，以备解析。以下为部分程序代码：//-------消息的发送与接收（基于UDP）-----voidTForm1::sendrev（）//------------------void__fastcallTForm1::NMUDP1DataReceived（TCompo-nent*Sender，intNumberBytes，AnsiStringFromIP，intPort）{}4.4SNMP消息解析将UDP接收到的消息存入data1[]数组中，与消息的解析相反；将其每一部分添入所定义的SNMPMessage结构中，以备解析显示调用。以下为部分程序代码：//------PDU的解析过程------voidTForm1::decodepdu（）{//TODO:Addyoursourcecodehere//长度//请求标志等参数//----VarBindlist的解析-------//--------解析OID---------（展性、可复用性、可维护性，并给出一个具体应用实例实现DAO设计模式。参考文献：[1]ErichGamma.设计模式：可复用面向对象软件的基础[M].李英军,蔡敏，刘建中，译.北京：机械工业出版社，2007.[2]JeffreyRichter.框架设计[M].周靖,张杰良，译.北京：清华大学出版社，2006.[3]陆明，张广泉.面向复用软件开发方法的比较与分析[J].苏州大学学报（工科版），2006，26（2）：11-15.[4]WilliamCrawford,JonathanKapla.J2EE设计模式[M].刘绍华，毛天露，译.北京：中国电力出版社,2005.[5]龙浩，黄明和.分布式对象在WebServices网络中的复用研究[J].计算机工程与设计,2006，27（15）：2789-2792.[6]陶以政，吴志杰,唐定勇，等.基于J2EE的应用框架技术研究[J].计算机工程与设计,2007，28（4）：826-828.[7]杨晓梅，于长云,等.基于EJB体系结构的层次模式架构的研究[J].天津工业大学学报,2006，25（1）：51-54.[8]张广泉，戎玫,陆明.一种面向复用的增量软件开发过程框架[J].计算机科学,2006，33（10）：252-255.