基于XML网络管理的研究

2022-09-10

网络规模扩大, 异构性和复杂性不断提高, 网络的管理、维护变得越来越重要, 需要有先进的网络管理系统予以支撑。而基于X M L的网络管理技术是当前网络管理技术研究的最新方向, X M L技术具有良好的数据存储格式、可扩展性强、结构化程度高并且便于网络传输。随着X M L相关技术的发展, 基于X M L的网络管理成为当前网络管理的重要话题, 网络管理技术迈向了一个新的台阶。将X M L引入网络管理, 是网络管理技术的一种理想解决方案, 也是网络管理技术发展的一种必然趋势。

1 基于XML网络管理

现代生活中, 网络的规模和范围迅速扩大, 网络日益深入人们的日常生活、工作和学习中。人们的活动对网络服务的依赖程度剧增, 网络所承担的任务愈来愈重, 此时网络的运行效率和安全就成为人们关心的核心问题, 任何微小的网络故障都可能给人们带来重大的影响。随着网络规模扩大, 异构性和复杂性不断提高, 网络的管理、维护变得越来越重要, 需要有先进的网络管理系统予以支撑。计算机网络管理一直是计算机网络领域中的关键技术之一, 特别是大型计算机网络的建设更应该把网络的管理作为十分重要的建设内容。近年各国由于网络失效而造成的损失以千亿计, 高性能的网络管理系统成为人们的研究热点。

当前最典型的网络管理体系结构是简单网络管理协议S N M P管理体系结构, 与S N M P相关的管理信息库M I B非常简单, 能够迅速、简便地实现。S N M P是目前T C P/I P网络中应用最为广泛的网络管理协议。但是S N M P结构主要适用于设备自身处理能力不足并且网络流量不大的情况, 所以随着网络规模的不断扩大, S N M P体系结构的缺陷也逐渐暴露处来, 比如网络管理的实时性不强, 网络配置效率低, 容易在管理端形成通信瓶颈, 很难胜任大型、异构网络的管理等等。

XML (e Xtensible Markup Language可扩展标记语言) 由W3C (World Wide Web Consortium, 互联网联合组织) 于1998年2月发布的一种标准, 它将S G M L (S t a n d a r d Generalized Markup Language, 标准通用置标语言) 的丰富功能与H T M L的易用性结合到了W e b的应用中, 以一种开放的自我描述方式定义了数据结构, 在描述数据内容的同时能突出对结构的描述, 从而体现出数据之间的关系。X M L自从诞生起, 就表现出卓越的性能。良好的数据格式、可扩展性、高度结构化和便于网络传输是X M L四大主要特点。X M L已经成为了互联网上数据表示和交换的事实标准, 是应用之间或者机器之间共享数据的一种有效方式。X M L及其相关技术的发展极大地促进了信息表达和交换过程中语法描述上的统一, 越来越多的应用开始选用X M L作为其数据、配置信息、报文以及服务的语法描述模式, 网络管理应用也是如此。

2 基于XML网络管理系统的设计

2.1 系统设计思想

基于X M L的网络管理是近几年提出来的新的网络管理方案。前面已经看到将XML用于网络管理的诸多优势。而2003年由I E T F组织制定统一的基于X M L的网络配置协议N E T C O N F将会作为设备配置和业务开通管理的主要发展方向。N E T C O N F协议定义了一种简单的管理网络设备的机制, 通过该协议可以获取、上传、修改网络设备内的配置数据, 该协议暴露了一个完整, 规则的程序设计接口。N E T C O N F协议使用RPC (Remote Proeedure Call) 的方式进行数据交互, 类似的Web Serviee, SOAP, X M L-R P C也是这种方式。N E T C O N F也通过X M L进行编码R P C通信, 通过一个面向连接的会话传递, X M L数据使用X M L Schema进行描述。

现在已经有很多标准化的M I B模块, 它们己经在现有的设备和网络管理应用软件中得到广泛应用。但是在R F C 1 0 5 2文档中, 除了将M I B作为标准的数据模型以外, 还允许M I B被其它协议使用。因此我们考虑可以将M I B作为N E T C O N F协议的数据模型, 这样也就可以通过N E T C O N F协议配置支持S N M P的网络设备。虽然M I B是用S M I描述的, 但是我们可以将它转换为X M L格式的, 使之可以作为一种N E T C O N F的数据模型。由于N E T C O N F协议是不能直接访问S N M P设备的, 所以本系统还引入了S N M P/X M L网关, 用来完成N E T C O N F协议中X M L格式消息与S N M P格式消息之间的相互转换。现在的系统正是基于这样的设计思想而设计的。

2.2 系统总体框架

在本系统的设计中, 首先要确定的就是N E T C O N F的传输层协议。经过仔细考虑, 最终决定使用S O A P协议作为N E T C O N F的传输层协议。这主要是基于技术和现实两方面的考虑。

确定了N E T C O N F协议的传输层协议之后, 就是对系统的总体架构的设计。本系统模型主要包括以下三个部分。

(1) 网络管理者 (N E T C O N F客户端) 。

(2) S N M P/X M L网关 (N E T C O N F服务器端) 。

(3) 基于S N M P的代理。

其中网络管理者负责对被管设备的配置管理等。它作为N E T C O N F客户端而存在, 因此它和N E T C O N F服务器之间的通信是基于S O A P协议的, 也就是以X M L格式的消息进行通信的。但是由于实现S N M P代理的设备并不支持X M L格式的消息, 所以二者之间引入了一个S N M P/X M L转换网关。S N M P/X M L转换网关的核心任务首先是作为N E T C O N F服务器端, 为网络管理者提供相关的服务, 并接收来自网络管理者的请求, 最后把最终的结果返回给网络管理者, 它和网络管理者之间的通信遵循基于S O A P的N E T C O N F协议规范;其次网关还必须将接收到的来自网络管理者的X M L格式的请求转换为S N M P格式的, 并将它转发到S N M P代理。当S N M P代理收到来自网关的S N M P消息后, 进行相应的处理后将结果返回给网关。网关再将结果转换成X M L格式的消息, 并将此结果通过S O A P协议返回给网络管理者。S N M P代理就是要管理的设备, 其资源信息存放在一个本地的M I B数据库中, 它通过S N M P协议与网关进行通信。