分布式網(wǎng)絡(luò)自管理模型及體系結(jié)構(gòu)研究

楊朝軍

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)向大規(guī)模、異構(gòu)方向快速發(fā)展，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理已無(wú)法滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要，分布式網(wǎng)絡(luò)管理成為研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)當(dāng)前存在的一些有待解決的問(wèn)題進(jìn)行了研究。研究目標(biāo)是為大規(guī)模、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)分布式、自治的網(wǎng)絡(luò)管理模型，基于分布式管理結(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動(dòng)、自主、自適應(yīng)的管理。

關(guān)鍵詞：分布式網(wǎng)絡(luò)管理；網(wǎng)絡(luò)自管理；自動(dòng)初始化；動(dòng)態(tài)自管理

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198(2009)06-0265-02

1體系結(jié)構(gòu)

體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，決定了網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)。本模型采用管理站分層、管理任務(wù)分布的網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)。如圖1所示，體系結(jié)構(gòu)的最底層為管理域，里面包含若干被管節(jié)點(diǎn)，每個(gè)管理域由一個(gè)域管理者進(jìn)行管理；域管理者的管理者為管理站。

管理站分層結(jié)構(gòu)采用由上到下逐步細(xì)化的方式分割管理應(yīng)用。管理系統(tǒng)按照物理(地理位置等)或邏輯因素(部門或管理功能等)將管理站劃分層次，對(duì)管理應(yīng)用逐層分隔成不同粒度的管理任務(wù)，上層管理站在把管理任務(wù)委托給下層管理站之后，由下層管理站獨(dú)立完成，只將執(zhí)行結(jié)果上傳。上層管理站具有更多的全局性知識(shí)，處理更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)事件，而下層管理站處理相對(duì)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)事件，下層管理站處理的事件是上層管理站處理的事件的子集。頂層管理站支持各種網(wǎng)絡(luò)管理功能，提供相應(yīng)的管理應(yīng)用，并且為管理員提供良好的圖形用戶接口。系統(tǒng)可以有多個(gè)頂層管理站，以提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，或者各個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同的網(wǎng)絡(luò)管理功能，以便均衡負(fù)載，提高管理效率。中間層管理站具有雙重角色：它是下層對(duì)象的管理者和上層管理者的代理。中間層管理站的層次和數(shù)量可以動(dòng)態(tài)地增加和刪除，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模或者滿足不同的管理應(yīng)用的需要。管理站分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)層次化的特點(diǎn)，不同層次管理站的管理功能較為獨(dú)立，同層管理站之間沒(méi)有相互通信，它們之間的協(xié)調(diào)是通過(guò)上層管理站完成的。

管理任務(wù)分布結(jié)構(gòu)是指域管理者將管理任務(wù)委托給管理域中的代理，在代理本地對(duì)管理對(duì)象進(jìn)行實(shí)際的管理操作。我們采用移動(dòng)代碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)管理任務(wù)的委托。管理任務(wù)委托方式提供細(xì)粒度的版本，域管理者能夠通過(guò)加強(qiáng)管理策略來(lái)控制代理的行為。代理作為管理域的組成元素，一方面為管理任務(wù)提供執(zhí)行環(huán)境，另一方面根據(jù)管理任務(wù)的要求收集和提供網(wǎng)絡(luò)對(duì)象的管理信息。

圖2描述了本模型下網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的軟件層次結(jié)構(gòu)。最頂層為管理應(yīng)用，分為五個(gè)功能域，分別是配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和計(jì)費(fèi)管理；每個(gè)管理應(yīng)用包括若干分布式管理應(yīng)用組件，并為用戶提供了應(yīng)用配置接口，另外，在這一層還為用戶提供了定制任務(wù)及策略的公共接口，為整個(gè)管理系統(tǒng)所服務(wù)；管理應(yīng)用被管理站逐層分隔成通用管理服務(wù)，即管理任務(wù)；管理任務(wù)調(diào)用其下層的分布處理服務(wù)，以便在管理域中的每個(gè)代理端分布運(yùn)行；管理任務(wù)的通信模型建立在分布對(duì)象服務(wù)所提供的方法上，而后分派到代理端，通過(guò)與代理進(jìn)行交互從而獲取管理對(duì)象的信息或?qū)ζ鋵?shí)施管理操作。

2模型結(jié)構(gòu)

模型的核心部分是域管理者，它承擔(dān)了承上啟下的作用，一方面需要完成管理站所指定的管理應(yīng)用(如圖3所示)，另一方面需要將管理應(yīng)用劃分成若干管理任務(wù)，分布到被管節(jié)點(diǎn)中執(zhí)行(如圖4所示)。

域管理者主要由三個(gè)組件構(gòu)成：

(1)任務(wù)處理器：負(fù)責(zé)接收管理站的任務(wù)調(diào)度，將管理任務(wù)分派到管理域中，而后將執(zhí)行結(jié)果返回給管理站；

(2)事件處理器：負(fù)責(zé)接收管理任務(wù)發(fā)出的事件，并對(duì)事件進(jìn)行過(guò)濾和關(guān)聯(lián)；

(3)策略處理器：負(fù)責(zé)接收來(lái)自事件處理器的事件關(guān)聯(lián)結(jié)果，以確定按照何種策略為被管節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展管理任務(wù)。對(duì)于無(wú)法在本地處理的故障，上報(bào)至管理站。

在本模型中，為了簡(jiǎn)化管理站的設(shè)計(jì)并相應(yīng)減少管理站間通信的復(fù)雜性，位于不同層次的管理站采用相同結(jié)構(gòu)。

管理站主要由四個(gè)模塊組成：

(1)故障報(bào)告接收器：負(fù)責(zé)接收來(lái)自下層實(shí)體(下層管理站或域管理者)的故障報(bào)告，該類報(bào)告是經(jīng)過(guò)域管理站關(guān)聯(lián)后的結(jié)果；

(2)策略處理器：負(fù)責(zé)對(duì)事件采取相應(yīng)行為；

(3)事件分發(fā)器：負(fù)責(zé)將事件分發(fā)至三個(gè)流向，即上層管理站、管理員或者管理應(yīng)用；

(4)管理站還有一個(gè)專門解析管理指令的指令解析器，一方面將管理應(yīng)用發(fā)出的管理指令解析成管理任務(wù)所識(shí)別的任務(wù)調(diào)度指令，另一方面將管理任務(wù)的返回結(jié)果解析成管理應(yīng)用所識(shí)別的信息格式。

域管理者和被管節(jié)點(diǎn)之間的通信由如下三個(gè)過(guò)程組成：

(1)域管理者采用移動(dòng)代碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)管理任務(wù)在被管節(jié)點(diǎn)的分布。采用基于移動(dòng)代理的方法獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采用基于遠(yuǎn)程計(jì)算的方法獲取非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；

(2)當(dāng)管理任務(wù)發(fā)現(xiàn)管理對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生異常或性能超過(guò)預(yù)定指標(biāo)時(shí)，以消息傳遞的方式向域管理者發(fā)送事件報(bào)告；

(3)為了提高系統(tǒng)擴(kuò)展的靈活性，每當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的管理需要發(fā)生變化而要改變代理的功能或者由于MIB定義新的事件而被修改時(shí)，被管節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)按需代碼方式從域管理者的代碼庫(kù)中下載有關(guān)程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新。

被管節(jié)點(diǎn)主要由兩個(gè)組件構(gòu)成：

(1)任務(wù)執(zhí)行環(huán)境：負(fù)責(zé)接收管理任務(wù)，并且提供一個(gè)能夠與系統(tǒng)Agent進(jìn)行交互的平臺(tái)；

(2)系統(tǒng)Agent：為了減少管理任務(wù)自身的體積，在被管節(jié)點(diǎn)中將MIB的實(shí)現(xiàn)以及低級(jí)的網(wǎng)管操作獨(dú)立出來(lái)，由一個(gè)系統(tǒng)Agent來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3結(jié)語(yǔ)

在大規(guī)模分布式網(wǎng)絡(luò)管理中，網(wǎng)絡(luò)資源的數(shù)目繁多且異構(gòu)性強(qiáng)，基于域的管理結(jié)構(gòu)存在若干管理者，如果管理任務(wù)的配置等工作仍然基于“管理員密集”模式，則管理員的工作負(fù)荷將大大增加，由此所引起的管理低效和高出錯(cuò)率不能滿足網(wǎng)絡(luò)管理的要求。本文就該問(wèn)題提出了一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)自管理模型，圍繞以下幾點(diǎn)展開了研究：

(1)提出該模型下被管節(jié)點(diǎn)、管理站、管理域、域管理者、管理任務(wù)和事件的概念；

(2)提出一個(gè)管理站分層、管理任務(wù)分布的網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)。對(duì)管理站、域管理者和代理三個(gè)管理實(shí)體進(jìn)行了對(duì)比。提出了管理系統(tǒng)的軟件層次結(jié)構(gòu)；

(3)描述了網(wǎng)絡(luò)自管理模型的結(jié)構(gòu)和各模塊功能；

(4)描述了管理站—域管理者、域管理者—被管節(jié)點(diǎn)的通信機(jī)制。

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