基于SNMP的校園網性能管理技術的研究與實現

曹元順

（新疆農業職業技術學院 新疆 昌吉 831100）

基于SNMP的校園網性能管理技術的研究與實現

曹元順

（新疆農業職業技術學院 新疆 昌吉 831100）

針對信息化時代中網絡管理軟件中存在的弊端，在充分了解當代網絡管理技術發展現狀的基礎上，基于SNMP協議設計開發了具有針對性的專業化、集成化的校園網網絡管理系統，實現了網絡、服務器性能管理、應用服務監控、閾值警告等功能。系統在設計時兼顧了各個網絡協議的不同服務器平臺，具有較高的系統兼容性、實用性。

網絡管理系統；SNMP；系統設計；現代網絡

隨著互聯網時代的到臨，計算機網絡不斷發展進步，各個局域網數量、復雜度日益提高，網絡管理系統的消費者不再僅是國有公司、大型企業。近年來，建立適應國情的網絡管理系統已成為我國信息化領域的重要課題之一。在此背景下文中針對于校園網，基于SNMP協議研究了網絡性能管理技術，開發了專業化、集成化的網絡管理系統。SNMP（Simple Network Management Protocol）簡單網絡管理協議由 IETF（Internet Engineering Task Force）互聯網工程任務組定義的基于簡單網關監視協議的，專門用于網絡管理的一組應用層協議[1]。文中構建的網絡管理系統可實現管理工作站對于網絡設備的遠程管理，實現網絡狀態的監視、網絡設備配置參數的修改以及網絡中緊急事件的安全預警等。

1 系統分析與模塊構建

本校校園網基于PPPoE協議。基于PPPoE的網絡管理主要是對數據鏈路層以及物理層的管理，對系統的可靠性、靈活性有較大需求，同時網絡管理系統對集成度也有較高要求，需要對校園網中來自不同廠商的網絡設備均進行有效的管理。經系統需求分析，建立系統結構圖，如圖1所示[2]。

圖1 系統總體關系圖

1.1 系統用戶

1.1.1 管理員

管理員分為超級管理員、普通管理員。超級管理員擁有最大權限，可為系統用戶分配權限，負責總管理站點；普通管理員負責各個管理代理、監控模塊的管理，對各自的管理信息庫（MIB）進行更新，完成與超級管理員的交互。

1.1.2 用戶

用戶是校園網的使用者，即在校學生。其可通過管理站的交互界面登錄校園網，獲得自身網絡與每個月的流量使用情況，還可通過本系統及時對流量進行充值。

1.2 系統功能模塊

系統架構中的模塊主要包括監控模塊、管理代理、管理站點3個，系統建立基于SNMP協議，保障各模塊間有效通信。各模塊功能說明如下

1）監控模塊：監控模塊面向開發人員。在監控模塊中封裝了管理站點與管理代理之間、MIB管理的等通信協議的實現，在監控模塊中面向開發人員定義了一系列的API保證了這些功能的實現。監控模塊保證了系統開發的效率。

2）管理代理：每一個網絡設備均需要由一個網絡代理來控制，管理代理保障了網絡設備與管理站點間應用程序實例的通信，并收集各個網絡設備上程序運行信息，再將信息及時發送給管理站點，保障系統的實時更新。

3）管理站點：管理站點負責向管理代理通信，搜集各個網絡設備的信息，并將超級管理員的管理指令通過管理代理發送給各個網絡設備。同時管理站點為用戶提供用戶界面，使得用戶也可通過圖形界面實現對網絡設備的管理。

4）線路管理：由總公司進行線路的添加，刪除和查詢。可在現有的配送點范圍內，添加新線路。如配送點有變動，則刪除該線路。

2 系統實現

2.1 SNMP技術

SNMP（Simple Network Management Protocol）簡單網絡管理協議由IETF（Internet Engineering Task Force）互聯網工程任務組定義的基于簡單網關監視協議的，專門用于網絡管理的一組應用層協議。利用SNMP構建網絡管理系統可實現管理工作站對于網絡設備的遠程管理，實現網絡狀態的監視、網絡設備配置參數的修改以及網絡中緊急事件的安全預警等。采用SNMP構建網絡管理的一般系統模型，如圖2所示[3]。

圖2 SNMP協議下的網絡管理系統模型結構

SNMP采用的是客戶機/服務器模式，即常說的代理/管理站模型。通過管理站（主代理）與SNMP代理（網管代理）之間的交互，實現網絡的管理與維護。網管代理通過管理信息庫（MIB）查詢各個網絡設備的狀態，向管理站通過SNMP協議完成設備信息的交付。

管理信息庫 （MIB） 中采用 ASN.1 （Abstract Syntax Notification 1）抽象語法描述語言描述了設備中的被管理對象。在管理站和代理中也實現相應的MIB對象，這樣做是為了使得交互的過程中雙方可識別彼此的數據，確保通信的進行。一次管理操作包括：網管代理識別管理站（主代理）向網管代理請求的MIB中定義的數據，然后將各網絡設備提供的設備狀態或參數轉換成MIB格式，返還給主代理。本系統建立的MIB如圖3所示，在訪問時采用中序遍歷二叉樹的方法進行遍歷。

圖3 MIB管理信息庫結構

SNMP中的消息類型包括：Get-Request、Get-Response、Get-Next-Request、Set-Request和Trap 5種。5種協議均采用UDP協議封裝。

1）Get-Request、Get-Next-Request與Get-Response

管理站用Get-Request通過網管代理獲得網絡設備的設備信息，Get-Next-Request用于網管設備采用字典順序獲取下一個網絡設備的信息。Get-Response是上述消息的響應。

2）Set-Request。管理站采用Set-Request對網絡設備進行遠程配置與賦值

3）Trap。網管代理使用Trap向管理站發送如接口UP/ DOWN，IP地址更改等非請求消息。

2.2 模塊實現與測試

2.2.1 流量監控模塊

文中以系統中的流量監控功能的實現舉例說明系統實現，其他功能的實現在原理上類似。在進行流量管理時，網絡管理員需采集校園網中交換機上的流量信息，并實時獲得網絡中的帶寬分布，對帶寬分布進行及時調整[4]。流量監控的流程，如圖4所示。

圖4 流量管理業務流程

關鍵代碼如下

2.2.2 模塊測試

測試采用的校園網某部分的網絡拓撲，如圖5所示。管理代理為思科6509型交換機，負責數據鏈路層的管理站到網絡設備的多端口數據傳輸。對 3區A、B、C、D四臺華為S5300交換機進行信息采集反饋給管理總站，完成流量用量統計。

圖5 系統測試網絡拓撲圖

打開管理系統，點擊網絡設備流量管理功能，即可得圖6所示流量統計圖。

可以在界面上選擇管理設備的IP地址，在界面的下半部分讀出該設備的出入流量以及相應的平均值。系統圖形界面清晰。

圖6 設備流量使用統計

3 結束語

基于SNMP協議的校園網性能管理系統通過實際運行，表現良好，運行穩定，有力的證明了SNMP協議是一個行之有效的網絡管理應用層協議。在系統的設計和開發過程中，筆者按照軟件工程的思路指導開發認真進行了需求分析，同時在系統模塊設計時，充分與SNMP協議相結合，保證了系統各模塊的有效通信。系統的有效運行也證明了，隨著互聯網時代的到來，網絡管理技術將會得到更多的重視。希望本文可為網絡管理系統的設計提供新的思路。

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Research and implementation of campus network performance management technology based on SNMP

CAO Yuan-shun
（Xinjiang Agricultural Vocational Technical College，Changji 831100，China）

In order to satisfy the requirement of the campus network performance management，a professional network management system based on SNMP protocol is designed in this paper， realizing the effective application service monitoring，threshold warning，etc The software system adopts the SNMP protocol achieving the goal of the improving of the system's practicability and reusability.

network；management system；SNMP；system design

TP311

A

1674－6236（2016）23-0051-03

2015-12-17稿件編號：201512186

曹元順（1974—），男，青海湟中人，碩士，講師。研究方向：計算機網絡。