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淮北师范大学《计算机网络管理技术》课程论文学院计算机科学与技术专业信息安全论文名称网络管理中分布式移动代理学生姓名董科学号20121207004任课教师姓名张娟2015年6月24日摘要随着网络规模的不断扩大,网络结构的日趋复杂,对网络管理提出了新的需求,传统的集中式网络管理体系结构不能有效地适用于大型网络的管理,而分布式的网络管理技术的发展为满足这种需求提供了新的思路.文中首先提出了分布式网管的一般模型。在此基础上，提出了两种具体的体系结构：基于WEB的分布式网管系统和基于移动代理的分布式网管系统，并分析和讨论了这两种体系结构在实际应用中的优点和缺点。关键词:网络管理分布式移动代理1.引言随着计算机网络和信息技术的高速发展，一方面一个行业或一个企业拥有的网络数量迅速增长，另一方面在网络上的应用模式也发生很大变化，朝着数据、语音和视频综合的方向发展。网络管理如何适应这些变化，从而有效地管理网络，已成为当前面临的重要问题。传统的网络管理一般都是采用集中式网络管理模式，即由一个中心网络服务器的网络管理系统负责对整个网络系统进行统一的管理；这种管理方式结构简单，投资成本相对较低；但是对于结构复杂、规模庞大的系统,要想在单个的管理中心实现有效的监控，是十分的不现实的：管理信息的交换将消耗大量的带宽和计算资源，成为系统的一个瓶颈,而且整个网络的运行依赖于网管中心的状态,一旦网管中心故障,容易导致整个网络管理的无序甚至瘫痪。所以,这种集中式网络管理的模式不适合对大规模网络进行实时的监控与管理。在对大规模的复杂网络进行管理的状况下，分布式网络管理则应运而生成为现代网络管理的方向之一。2.分布式网络管理体系结构网络管理的标准和平台很多,管理标准主要有两大体系：OSI的CMIS(CommonManagementInformationService,公共管理信息服务)/CMIF(CommonManagementInformationProtocol,公共管理信息协议)和IETF的SNMP[1](SimpleNetworkManagement,简单网络管理协议)。OSI网络管理体系结构是一个面向对象的设计,其应用了面向对象的概念,包括继承、包含、管理对象间的关联等,其体系结构由4个主要部分组成：信息模型、组织模型、通信模型和功能模型,它们结合在一起提供全面的网络管理方案。⑴信息模型：包括一个管理信息结构、命名等级体系和管理对象定义；⑵组织模型：采用管理系统和代理系统模式,定义了一些管理角色,如管理站、代理等；⑶通信模型：是基于系统的通信体系结构,包括应用管理、层管理和层操作3种交换管理信息的机制；⑷功能模型：将整个管理系统划分为五个功能域：配置、故障、性能、安全和计费管理。这些模型结合在一起提供网络管理。SNMP网络管理体系结构是为了管理TCP/IP协议的网络而提出的,SNMP的网络管理模型包括以下关键元素：管理站、代理者、管理信息库和网络管理协议,其中管理站一般是一个分立的设备,也可以利用共享系统实现,管理站被作为网络管理员与网络管理系统的接口；代理者装备了SNMP的平台,如主机、网桥、路由器及集线器均可作为代理者工作,代理者对来自管理站的信息请求和动作请求进行应答,并随机地为管理站报告一些重要地意外事件；MIB(管理信息库)是设在代理者处的管理对象的集合，管理站通过读取MIB中对象的值来进行网络监控。管理站和代理者之间通过SNMP网络管理协议通信。由于SNMP简单实用而被业界广泛接受,成为应用最广泛的TCP/IP网络管理框架。分布式网络管理体系结构的基本思想是将一个大规模的网络管理划分为若干个对等的子管理域,一个域由一个管理者负责,管理者之间相互通信，当需要另一个域的信息时，管理者与它的对等系统进行通信。分布式网络管理的模型如图1所示。每一个子网域的网管系统都有一个相应的MIB，这些MIB与中心网络服务器的MIB在网络初始条件下，可以设置为相同，但在网络运行后，每个子网域的MIB收集本网内的管理信息和数据，子网MIB可以把全部数据汇总到中心服务器的MIB中，中心网络服务器也可以有选择的接收子网MIB的数据，或者在需要的时候再到子网MIB中索取相应的信息。相对于集中式管理模式，分布式网管模型降低了网络管理流量，避免网络拥塞的产生；多个管理域组成的网络管理系统提高了其可靠性，在功能上有较好的可扩展性，能产生较高的管理效率，适应于较为复杂的网络结构。NMSSubNMSSubNMSMIBMIBMIBAgentAgent网元网元分布式网络管理主要有两种发展趋势：一种是在现有的网管框架下，使用分布计算工具可以较容易地设计出一个开放的、标准的、可扩展的大型分布式网管系统，主要有基于CORBA[2]的分布式管理和基于Web的分布式管理；另一种是全新的分布式体制的网管，如ActiveNetwork[3]（主动式网络），MobileAgent[4]（移动代理）来实现主动式网络管理，即由网络被管理节点主动产生管理数据并传送给管理节点。这里重点讨论目前热点的两种方式：基于WEB的分布式网络管理系统和基于移动代理的分布式网络管理系统。3.基于WEB的分布式网络管理3.1概述基于WEB的分布式网络管理与传统的网络管理模式不同,它不再是Manager-Agent的两层管理结构,而是基于客户层WEB浏览器+应用层+各种设备资源的三层体系结构。其中应用层又可以包括WEB服务器和应用服务器。用户下达的指令通过浏览器分析后,送往WEB服务器，WEB服务器收到请求后,分析请求，将静态的HTML文件直接回传用户或通过CGI/JSP/Servlet/ASP调用应用服务器上的应用程序进行相应的数据处理后,再将动态HTML回传给浏览器。3.2基于WEB的分布式管理的一般结构基于WEB的分布式网络管理分为四层：客户层、应用层、管理服务器层和子管理服务器层。系统体系结构如图2所示，其中应用层包括WEB服务器和应用服务器。Web浏览器Web浏览器主管理服务器Web服务器应用服务器子服务器子服务器子服务器（1）客户层该层是网络管理员和网络管理系统的接口，不需要特定的网络管理客户端，通过浏览器登录到主管理服务器的Web服务器上，将用于管理需要的小程序如Applet程序下载到本机，然后即可根据管理者的权限执行网管任务。(2)应用层该层包括web服务器和应用服务器的功能,该层提供一般Web服务,它提供了一个事先设定好的URL，用户可以通过这个地址请求到系统的登陆页面，从而进入我们的管理系统；此外应用层还要完成web服务器与应用服务器的信息交互功能，它不仅要把用户的处理信息交付给Web应用服务器，也要把Web应用服务器从主服务器层接收到的消息解析好的结果传给客户端。Web应用服务器负责与主管理服务器进行通信，传递用户需求，解析主管理服务器传来的消息。它是整个系统中一个十分重要的通信枢纽。(3)管理服务器层主管理服务器负责接收直接下级管理服务器发来的数据信息，并对其进行汇总、筛选和处理。可以通过添加网络智能管理,提供下级拓扑发现、故障报警、域值报警、IP绑定、自定义视图和线路利用率等功能。管理服务器是整个系统的核心,它直接决定着网络管理的性能。(4)子管理服务器层子管理服务器对上直接为主管理服务器或上级子服务器服务,将本管理范围内业务数据传送给上级服务器；对下主要是完成本网络的拓扑发现、网络配置、系统性能、故障检测和恢复、安全措施、账户计费等传统的网络管理功能，还可为其它系统服务提供开发接口。该层不仅实现了管理的分布化、智能化，而且大大增强了管理系统的适应能力：既可用于大型复杂网络环境中,又可运行于较简单的中小型网络中。另外，由于代理服务的独立性,可以提供与现有网络管理系统的接口,实现系统的开放性。系统将Web应用服务器的功能和真正起到管理网络作用的子管理服务器层和主管理服务器层分开主要是考虑到一个效率问题。因为网络管理是一个十分复杂的过程，如果所有的工作都由Web应用服务器来完成，势必造成效率低下。这样使得各层不必像传统的网络管理系统那样，整个系统只能装在一台主机上，不灵活，而是每一层都是一个独立的模块，可以各自装在独立主机上，真正地体现了分布式管理的本质所在。3.3基于WEB的分布式管理的特点这种分布式管理具有以下特点：(1)地理上和系统上具有可移动性,管理员可在任何位置通过任何一台计算机来进行网络察看和管理,不必经过控制台；(2)具有一致的管理程序界面─Web界面,易学、操作简单，管理程序可运行在各种环境下,运行平台具有独立性；(3)网络管理员可以通过浏览器在多个管理程序之间来回切换,具有更好的互操作性；(4)相对较低的成本。4.基于移动代理的分布式网络管理4.1移动代理技术简介移动代理（MobileAgent）是指一段动态分发到远端主机并在远端主机上执行的程序。它由移动代理的管理者发布到网络中任何一台具有移动代理运行环境的主机中执行，并返回执行的结果或是相应的信息。IBM，SUN等公司都制定了相应的策略并推出了产品。这些方案的共同特点是：可移动代理由某种特定的语言写成，并分发到远程主机响应的解释器上解释执行。在一个分布式的网络管理系统当中,网络管理员监控网络流量的趋势来对网络性能做评价并诊断状态是否正常。分析数据能够从网络设备的网管信息库中获得。在分布式环境中，移动代理能被用来从MIB中返回数据，即管理任务被指派给一个移动代理，这个代理被送到远端主机来执行这个任务，完成任务后，结果能够通过这个代理返回到发送方。返回的数据可以被子网主机中的移动代理过滤，仅仅返回计算结果到中心服务器，网络通信量将显著地减少。移动代理技术是一种新型的分布计算模式，是面向对象技术、软件代理技术和分布计算技术三者的结合体。借助代码移动技术，网络从“被动传送字节”向更一般的网络计算，即“可编程”或“主动”网络演变，网络可被随时添加新的网络服务和新的协议。4.2基于移动代理的主动网络管理体系结构用基于移动智能体的技术来实现主动网络管理,克服了集中式网管的缺陷。一方面管理数据由网络节点上移动代理主动产生,并主动向NMS(NetworkManagementSystem，网络管理系统)传送,另一方面这些移动代理不固定驻留,可以在网络节点之间移动,并在所移到的设备上执行管理功能,具有管理任务的委托分派机制。系统结构图如图3所示，这种分布式特点大大降低了传输负载,减少了带宽开销。节点设备1SNMPagent移动代理ServerMIB节点设备NSNMPagent移动代理ServerMIBNMS节点Mobileagent生成器Mobileagent代码知识库从网络拓朴结构看,SNMP的代理也有委托分派机制,数据先从NMS节点流向远程设备节点轮询,再由远端节点流向NMS。而移动代理的主动网络管理中,数据是直接从各个远程设备节点流向NMS节点(NMS所在节点也可以移动)。网络设备可以根据自身参数和变量的变化,主动执行代理的管理指令,实现对网络设备的自主性管理,而不需要象SNMP中那样轮询MIB状态变量。由于它自身会自动产生新的管理代码,可以对新增网络设备实行在线管理,这使网络管理具有更广的应用范围、更强的主动性和更灵活的管理方式。在整个管理系统当中,不同类型的移动代理来执行不同的功能,包括信息监控代理、信息交换代理、信息浏览代理和信息校验代理四种类型的移动代理来完成分布式主动网络管理。每种代理所要执行的任务都非常简单,但结合在一起就能完成十分复杂的管理工作。它们是在NMS节点或客户端节点上,通过移动代理生成器,按照移动代理代码知识库的规则,根据管理功能的不同需要而分别生成。4.3基于移动代理的主动网络管理体系结构的特点移动代理既可以动态驻留在本地节点也可以移动发往其它节点,使其既能单独在节点上完成特定管理功能,又能和其它代理组合在一起完成复杂管理功能。集中式管理中,为执行一个单独的管理进程,需要NMS与节点设备之间多次交换信息,从而造成管理延迟和可靠性降低,而移动代理可以从一个节点移到另一个节点,它本身不但具有管理功能和数据运算能力