网络拓扑发现及管理的研究与实现.doc

1、分类号： 学校代码：10079 密级：大 学硕 士 学 位 论 文题 目：网络拓扑发现及管理的研究与实现英 文 题 目：R esearch and Implementation of NetworkTopology Discovery and Management研究生姓名： 专业：计算机应用技术研 究 方向：计算机网络及应用导 师 姓名： 职称：教授2005 年 12 月 30 日声 明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文网络拓扑发现及管理的研究与实现 ，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不

2、包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名： 日 期： 关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者

3、签名： 导师签名： 日 期： 日 期： 华北电力大学硕士学位论文摘要 摘 要随 着 对 网 络 需 求 的 不 断 增 强 ， 要 求 必 须 有 一 个 可 信 、 可 靠 、 安 全 、 稳 定 的 网络 管 理 平 台 。 如 何 发 现 网 络 拓 扑 结 构 ， 建 立 有 效 的 拓 扑 模 型 ， 对 于 网 络 管 理 十 分重 要 。 本 文 分 析 了 传 统 网 络 管 理 体 系 结 构 的 优 缺 点 ， 结 合 当 前 网 络 管 理 的 新 技 术 ，给 出 了 一 个 校 园 网 综 合 管 理 系 统 的 框 架 。 设 计 了 拓 扑 发 现 及 管 理 系

4、 统 ， 详 细 探讨 了 逻 辑 拓 扑 发 现 算 法 和 物 理 拓 扑 发 现 算 法 ， 并 进 行 了 实 现 。 最 后 ， 对IPv4/IPv6 混 合 网 络 环 境 下 的 拓 扑 发 现 进 行 了 初 步 探 讨 。关 键 词 ： 网 络 管 理 ， 逻 辑 拓 扑 ， 物 理 拓 扑 ， 拓 扑 呈 现ABSTRACTWith the increasing demand of network, a believable, reliable, safe and steady network management platform is required. How to

5、discovery the topology structure of network and set up effective topology model that is very important to network management. This thesis analyzed the advantages and disadvantages of traditional network management architecture. Combining the new technology of current network management, a framework

6、of integrated management system of campus network was given. The topology discovery and management system was designed. Detailed discussion was carried through about the algorithms of logical topology discovery and physical topology discovery. And then, the topology discovery and management system w

7、as achieved. Finally, primary discussion was in progress about the topology discovery in IPv4/IPv6 mixed network.Wen Huajing (Computer Applied Technology)Directed by prof. Zhu YouchanKEY WORDS: network management, logical topology, physical topology,topology presentation华北电力大学硕士学位论文目录1目 录中 文 摘 要英 文

8、摘 要第 一 章 绪 论 11.1 网 络 管 理 概 述 11.2 拓 扑 发 现 概 述 21.3 课 题 的 研 究 背 景 31.4 论 文 的 组 织 情 况 4第 二 章 网 络 管 理 体 系 结 构 52.1 网 络 管 理 的 模 型 结 构 52.1.1 网 络 管 理 的 基 本 模 型 52.1.1.1 网 络 管 理 者 网 管 代 理 模 型 52.1.1.2 网 络 管 理 者 62.1.1.3 网 管 代 理 62.1.1.4 网 络 管 理 协 议 72.1.1.5 管 理 信 息 库 72.1.2 网 络 管 理 的 子 模 型 82.1.2.1 网 络 管

9、 理 信 息 模 型 82.1.2.2 网 络 管 理 组 织 模 型 92.1.2.3 网 络 管 理 通 信 模 型 102.1.2.4 网 络 管 理 功 能 模 型 112.2 网 络 管 理 的 体 系 结 构 122.2.1 集 中 式 的 体 系 结 构 122.2.2 分 层 式 的 体 系 结 构 132.2.3 分 布 式 的 体 系 结 构 142.2.4 网 络 管 理 体 系 结 构 特 点 分 析 152.3 CORBA、 JAVA 和 Web 技 术 在 网 络 管 理 中 的 应 用 162.4 校 园 网 综 合 网 管 系 统 框 架 20第 三 章 拓 扑

10、 发 现 及 管 理 系 统 的 总 体 设 计 22华北电力大学硕士学位论文目录23.1 需 求 分 析 223.2 拓 扑 发 现 及 管 理 系 统 结 构 描 述 24第 四 章 拓 扑 发 现 算 法 264.1 常 用 的 拓 扑 发 现 方 法 264.2 逻 辑 拓 扑 发 现 284.2.1 算 法 的 理 论 依 据 294.2.2 算 法 描 述 294.2.3 算 法 实 现 细 节 314.3 物 理 拓 扑 发 现 334.3.1 问 题 分 析 334.3.2 交 换 域 中 节 点 的 发 现 344.3.3 单 子 网 交 换 域 中 连 接 的 确 定 34

11、4.3.4 多 子 网 交 换 域 中 连 接 的 确 定 364.3.5 VLAN 的 拓 扑 发 现 38第 五 章 系 统 实 现 405.1 开 发 环 境 与 工 具 405.2 拓 扑 发 现 模 块 405.2.1 Adventnet SNMP 包 405.2.2 ping 的 实 现 415.2.3 Traceroute 的 实 现 425.3 数 据 库 存 取 模 块 435.3.1 主 要 数 据 库 表 结 构 435.3.2 数 据 库 访 问 445.4 拓 扑 呈 现 模 块 455.4.1 Java Applet 的 应 用 455.4.2 层 次 化 呈 现

12、46第 六 章 含 IPv6 的 网 络 拓 扑 发 现 初 探 496.1 概 述 496.2 研 究 现 状 496.3 含 IPv6 的 网 络 拓 扑 发 现 网 络 管 理 的 研 究 506.3.1 IPv6 网 络 逻 辑 拓 扑 发 现 初 探 50华北电力大学硕士学位论文目录36.3.2 骨 干 网 双 栈 节 点 识 别 51第 七 章 结 束 语 527.1 总 结 527.2 展 望 52参 考 文 献 54致 谢 57在 学 期 间 发 表 论 文 和 参 加 科 研 情 况 58华北电力大学硕士学位论文1第 一 章 绪 论随 着 计 算 机 技 术 和 通 信 技

13、术 的 飞 速 发 展 ， 计 算 机 网 络 已 作 为 信 息 社 会 的 基 础 设施 渗 透 到 了 社 会 的 各 个 方 面 ， 包 括 政 府 部 门 、 商 业 、 军 事 、 教 育 和 科 研 等 领 域 都 离不 开 计 算 机 和 计 算 机 网 络 。 信 息 社 会 对 计 算 机 网 络 的 依 赖 ， 使 得 计 算 机 网 络 本 身 运行 的 可 靠 性 变 得 至 关 重 要 。 为 了 提 高 网 络 的 稳 定 性 ， 增 加 网 络 的 可 用 性 ， 减 少 故 障的 发 生 ， 亟 需 对 网 络 本 身 进 行 管 理 。1.1 网 络 管 理

14、 概 述网 络 管 理 是 指 对 网 络 的 运 行 状 态 进 行 监 测 和 控 制 ， 使 其 能 够 有 效 、 可 靠 、 安 全 、经 济 地 提 供 服 务 。 通 过 监 测 可 以 了 解 当 前 状 态 是 否 正 常 ， 是 否 存 在 瓶 颈 和 潜 在 的 危机 ； 通 过 控 制 可 以 对 网 络 的 状 态 进 行 合 理 调 节 ， 提 高 性 能 ， 保 证 服 务 。 网 络 管 理 的目 标 是 确 保 网 络 的 连 续 正 常 运 行 ， 或 者 当 网 络 运 行 出 现 异 常 时 能 及 时 响 应 和 排 除 故障 1。 如 何 有 效 地

15、 管 理 现 代 大 规 模 的 网 络 ， 使 之 高 效 、 可 靠 、 安 全 地 运 行 ， 是 网 络管 理 面 临 的 紧 迫 问 题 。网 络 管 理 技 术 的 系 统 研 究 是 从 八 十 年 代 中 期 开 始 的 。 该 领 域 中 ， 美 国 一 直 处 于领 先 地 位 。 在 美 国 ， 从 事 网 络 管 理 研 究 的 主 要 是 一 些 研 究 机 构 和 计 算 机 企 业 。 前 者主 要 有 ISO(International Organization for Standardization)、 CCITT(International Telephon

16、e and Telegraph Consultative Committee)和 IETF(Internet Engineering Task Force)， 它 们 主 要 从 事 网 络 管 理 标 准 、 系 统 结 构 、 框 架 等 方 面 研 究 。 已 有 的 成 果 如ISO 的 开 放 管 理 标 准 、 IETF 的 基 于 TCP/IP 的 管 理 标 准 ， 这 些 对 网 络 管 理 的 发 展 和应 用 起 到 了 十 分 重 要 的 作 用 。 后 者 包 括 IBM、 SUN 等 大 公 司 ， 主 要 产 品 有 IBM 的Tivoli、 Sun 的 NetM

17、anager、 HP 的 OpenView 等 。 另 外 还 有 一 些 网 络 设 备 研 制 公 司在 开 发 具 有 管 理 功 能 的 网 络 连 接 设 备 的 同 时 也 在 网 络 管 理 研 究 和 应 用 方 面 做 了 一 些工 作 ， 如 3Com 的 Transcend、 Bay 的 Optivity 和 Cisco 的 CiscoWorks 等 产 品 。 欧洲 在 网 络 管 理 方 面 的 研 究 和 应 用 也 取 得 了 相 当 大 的 成 功 ， 如 欧 洲 空 间 管 理 局 的ESAnet 网 络 的 集 成 网 管 系 统 。 虽 然 有 如 此 多

18、 的 商 业 化 的 网 络 管 理 软 件 产 品 ， 但 它们 在 完 成 ISO 所 定 义 的 网 管 功 能 方 面 都 没 能 达 到 实 际 要 求 和 令 人 满 意 的 效 果 。 另 外 ，一 些 公 司 开 发 的 网 络 管 理 软 件 仅 针 对 该 公 司 的 网 络 设 备 ， 不 具 有 通 用 性 。近 几 年 ， 计 算 机 网 络 在 国 内 得 到 了 迅 速 地 应 用 和 发 展 ， 但 由 于 在 获 取 最 新 技 术标 准 、 最 新 网 络 设 备 资 料 、 研 发 投 入 等 方 面 的 障 碍 ， 网 络 管 理 技 术 在 我 国 却

19、 是 起 步阶 段 。 在 应 用 方 面 ， 国 内 采 取 了 引 进 与 自 己 开 发 相 结 合 的 方 式 ； 在 研 究 方 面 ， 国 内华北电力大学硕士学位论文2尽 可 能 跟 踪 国 外 的 先 进 技 术 ， 大 力 开 展 自 己 的 研 究 。 一 些 研 究 机 构 和 企 业 也 开 发 了网 络 管 理 软 件 ， 如 清 华 大 学 在 Sun NetManager 的 基 础 上 根 据 自 己 的 需 求 进 行 了 客户 化 ， 完 成 了 基 本 的 网 络 管 理 功 能 ； 上 海 交 通 大 学 金 桥 网 络 中 心 与 日 本 富 士 通 公

20、 司合 作 开 发 了 NetWalker 中 文 版 网 络 管 理 系 统 ， 并 同 时 开 发 了 具 有 自 主 知 识 产 权 的 基于 Windows 的 GoldView 网 络 管 理 系 统 ； 西 安 交 通 大 学 开 发 了 “智 能 园 区 计 算 机 网络 管 理 系 统 ”； 深 圳 华 为 公 司 为 其 产 品 的 集 中 统 一 管 理 开 发 了 iManager 系 列 网 络 管理 系 统 。 但 这 些 产 品 实 现 的 功 能 还 比 较 简 单 而 且 针 对 性 比 较 强 ， 离 广 泛 应 用 还 有 很大 的 差 距 。1.2 拓 扑

21、 发 现 概 述网 络 拓 扑 发 现 就 是 要 获 取 和 维 护 网 络 设 备 的 存 在 性 信 息 并 确 定 它 们 之 间 的 连 接关 系 ， 并 在 此 基 础 上 给 出 整 个 网 络 连 接 状 态 的 图 示 ， 帮 助 网 络 管 理 员 从 整 体 上 了 解和 认 识 整 个 网 络 的 拓 扑 结 构 。 网 络 管 理 包 括 配 置 管 理 、 故 障 管 理 、 性 能 管 理 、 安 全管 理 和 计 费 管 理 五 大 功 能 模 块 。 拓 扑 发 现 是 网 络 管 理 系 统 最 基 本 的 功 能 和 要 求 ， 是配 置 管 理 的 核

22、心 ， 故 障 管 理 和 性 能 管 理 的 基 础 。 因 此 ， 拓 扑 发 现 的 研 究 在 一 个 网 管系 统 的 开 发 中 起 着 举 足 轻 重 的 作 用 。各 种 网 络 新 技 术 的 纷 纷 涌 现 ， 使 得 网 络 设 备 不 断 增 加 ， 网 络 规 模 不 断 扩 大 ， 网络 结 构 也 变 得 越 来 越 复 杂 。 过 去 那 些 仅 凭 记 忆 或 通 过 绘 图 软 件 手 工 绘 制 拓 扑 图 的 方法 已 不 能 适 应 网 络 管 理 的 需 求 ， 这 就 需 要 利 用 网 络 的 一 些 协 议 特 性 自 动 地 获 取 网 络拓

23、 扑 信 息 ， 生 成 网 络 拓 扑 图 。 如 何 快 速 、 准 确 和 完 备 地 自 动 发 现 并 显 示 网 络 拓 扑 信息 为 各 网 络 研 究 机 构 所 关 注 。国 外 早 期 的 网 络 自 动 拓 扑 发 现 工 作 均 是 利 用 SNMP 等 协 议 发 现 管 理 域 内 的 逻 辑拓 扑 ， 即 描 述 路 由 器 与 路 由 器 ， 路 由 器 与 子 网 以 及 子 网 内 部 主 机 相 互 连 接 关 系 的 网络 层 拓 扑 。 许 多 商 业 网 络 管 理 系 统 ， 如 Tivoli、 OpenView， 其 拓 扑 发 现 都 是 采

24、用 基于 SNMP 协 议 的 网 络 层 自 动 拓 扑 发 现 算 法 。 近 期 ， IETF 在 意 识 到 物 理 拓 扑 （ 链 路 层拓 扑 ） 发 现 的 重 要 性 后 ， 指 定 了 物 理 拓 扑 SNMP MIB 库 ， 但 是 并 没 有 定 义 任 何 通 用的 协 议 和 算 法 用 于 获 得 物 理 拓 扑 信 息 。 有 些 硬 件 制 造 商 ， 如 Cisco 公 司 ， 开 发 了 用于 发 现 物 理 拓 扑 的 私 有 协 议 CDP（ Cisco Discovery Protocol） 以 及 相 关 工 具 ， 但是 CDP 只 适 用 于 自

25、 动 发 现 Cisco 公 司 的 网 络 设 备 ， 不 具 有 通 用 性 。 一 些 商 业 网 络 管理 系 统 在 新 版 本 中 也 加 入 了 物 理 拓 扑 发 现 功 能 ， 但 是 也 有 一 定 的 局 限 性 。国 内 的 许 多 高 校 都 对 网 络 自 动 拓 扑 发 现 进 行 了 研 究 ， 但 主 要 集 中 于 管 理 域 内 的逻 辑 拓 扑 发 现 。 近 来 ， 国 内 的 一 些 研 究 人 员 在 借 鉴 了 国 外 的 算 法 之 后 ， 提 出 了 一 些改 进 的 物 理 拓 扑 发 现 算 法 。 郭 瑜 茹 等 人 对 虚 拟 局 域

26、 网 （ VLAN） 的 拓 扑 发 现 进 行 了 一些 探 索 ， 但 提 出 的 算 法 主 要 针 对 Cisco 公 司 网 络 设 备 ， 通 用 性 不 足 2,3。 郑 海 等 人华北电力大学硕士学位论文3提 出 的 物 理 拓 扑 发 现 算 法 则 需 要 通 过 在 网 络 中 产 生 额 外 流 量 来 保 证 网 络 中 的 每 一 个节 点 地 址 转 发 表 的 完 整 4,5。 因 此 可 以 说 ， 国 内 在 网 络 物 理 拓 扑 发 现 方 面 的 研 究 刚 刚起 步 ， 亟 需 进 一 步 研 究 。1.3 课 题 的 研 究 背 景我 校 校 园

27、网 经 过 多 次 扩 建 ， 目 前 网 络 中 运 行 的 各 种 网 络 设 备 已 经 达 到 三 百 多 台 ，各 种 服 务 器 二 十 多 台 ， 联 入 校 园 网 的 楼 宇 有 三 十 多 个 ， 最 远 的 距 离 超 过 三 公 里 ， 联网 的 计 算 机 达 到 四 千 余 台 ， 上 网 用 户 超 过 四 千 多 个 。 庞 大 的 网 络 规 模 使 得 过 去 单 一的 网 络 管 理 系 统 无 法 胜 任 ， 这 给 网 管 工 作 提 出 了 新 的 要 求 ， 主 要 体 现 在 以 下 几 个 方面 ： 大 量 用 户 和 设 备 信 息 的 统

28、一 管 理用 户 的 管 理 主 要 包 括 用 户 信 息 的 存 储 和 统 计 ， 用 户 上 网 地 址 的 分 配 和 管 理 ， 用户 权 限 的 自 动 设 置 ， 用 户 和 网 络 设 备 之 间 的 关 联 信 息 ， 用 户 和 楼 宇 、 房 间 之 间 的 关联 信 息 ， 以 及 用 户 信 息 的 综 合 统 计 查 询 ， 最 大 限 度 的 方 便 管 理 员 的 管 理 ； 设 备 管 理内 容 主 要 包 括 设 备 的 生 产 厂 家 、 型 号 、 性 能 等 一 些 固 定 信 息 ， 还 包 括 设 备 的 IP 地址 ， 设 备 和 楼 宇 之

29、间 的 关 联 信 息 ， 网 络 设 备 端 口 和 房 间 之 间 的 关 联 信 息 ， 上 网 用 户和 网 络 设 备 的 关 联 信 息 等 。 网 络 拓 扑 和 配 置 信 息 的 管 理网 络 总 是 都 处 于 不 断 的 发 展 变 化 之 中 ， 网 络 结 构 和 配 置 也 会 随 之 进 行 不 断 的 更新 。 网 络 拓 扑 的 管 理 要 求 管 理 系 统 能 够 根 据 网 络 的 变 化 自 动 更 新 网 络 拓 扑 信 息 ， 动态 的 监 视 网 络 设 备 的 运 行 情 况 ， 及 时 准 确 地 提 供 设 备 故 障 报 警 ， 并 且

30、为 网 络 故 障 诊断 提 供 网 络 故 障 的 基 础 信 息 ； 同 时 ， 网 络 的 变 化 也 会 引 起 设 备 配 置 信 息 的 变 化 ， 设备 配 置 信 息 管 理 应 该 能 够 及 时 备 份 网 络 设 备 配 置 文 件 ， 在 设 备 出 现 故 障 时 ， 能 够 及时 的 恢 复 设 备 的 配 置 ， 定 期 对 网 络 设 备 配 置 文 件 进 行 备 份 是 网 络 管 理 的 一 个 重 要 工作 。 网 络 性 能 分 析 和 故 障 诊 断网 络 管 理 的 另 外 一 项 重 要 的 工 作 就 是 使 网 络 稳 定 、 可 靠 的 运

31、 行 ， 利 用 网 络 运 行信 息 分 析 网 络 运 行 的 状 态 ， 对 网 络 结 构 进 行 优 化 ， 监 控 网 络 上 的 异 常 情 况 ， 譬 如 某个 设 备 突 然 出 现 异 常 的 流 量 ， 某 个 设 备 的 端 口 突 然 出 现 大 量 的 错 误 包 等 ， 从 而 对 网络 故 障 提 供 预 警 ； 在 网 络 发 生 故 障 时 ， 利 用 网 管 系 统 收 集 的 网 络 信 息 ， 对 故 障 点 进行 快 速 定 位 ， 搜 集 故 障 信 息 ， 并 能 够 在 一 定 程 度 上 对 故 障 原 因 进 行 判 断 ， 为 故 障 排

32、除 提 供 支 持 。 网 络 计 费 管 理对 一 个 网 络 管 理 系 统 来 说 ， 计 费 信 息 量 是 十 分 巨 大 的 ， 所 要 求 的 计 费 应 用 也 比华北电力大学硕士学位论文4较 复 杂 ， 计 费 系 统 需 要 处 理 来 自 不 同 服 务 器 、 不 同 用 户 的 计 费 信 息 ， 信 息 的 维 护 工作 十 分 繁 重 。 网 络 系 统 相 关 档 案 管 理网 络 系 统 有 许 多 重 要 的 档 案 资 料 ， 譬 如 配 线 架 的 配 线 表 ， 设 备 的 档 案 资 料 ， 设备 的 操 作 文 档 等 ， 这 些 资 料 是 网

33、络 运 行 的 重 要 保 证 ， 也 应 该 有 效 的 管 理 起 来 ， 在 需要 的 时 候 方 便 查 询 。基 于 上 述 原 因 ， 提 出 了 建 立 校 园 网 综 合 网 络 管 理 系 统 的 研 究 项 目 。 该 项 目 要 求通 过 一 个 集 成 化 的 网 络 管 理 系 统 对 校 园 网 进 行 有 效 的 管 理 。 系 统 必 须 有 一 定 的 通 用性 ， 在 设 计 和 实 现 上 符 合 当 前 国 际 网 络 管 理 的 发 展 趋 势 。 本 文 主 要 负 责 拓 扑 发 现 及管 理 子 系 统 的 研 究 工 作 。 要 求 对 网 络

34、 管 理 体 系 结 构 和 拓 扑 发 现 的 内 容 和 方 法 进 行 系统 地 研 究 ， 并 在 此 基 础 上 设 计 和 实 现 一 个 拓 扑 发 现 及 管 理 系 统 。1.4 论 文 的 组 织 情 况本 文 共 分 七 章 。第 一 章 绪 论 。 介 绍 了 网 络 管 理 尤 其 是 拓 扑 发 现 的 意 义 和 目 的 ， 阐 述 了 网 络 管 理和 拓 扑 发 现 在 国 内 外 的 研 究 动 向 和 研 究 水 平 ， 最 后 对 论 文 的 研 究 背 景 和 组 织 情 况 进行 了 说 明 。第 二 章 网 络 管 理 体 系 结 构 。 分 析

35、了 传 统 的 网 络 管 理 体 系 结 构 的 优 缺 点 ， 结 合 当前 网 络 管 理 的 热 门 技 术 ， 提 出 了 一 种 适 合 于 校 园 网 网 络 管 理 的 结 构 框 架 。第 三 章 拓 扑 发 现 及 管 理 系 统 的 总 体 设 计 。 根 据 网 络 管 理 的 需 求 分 析 ， 给 出 了 拓扑 发 现 及 管 理 系 统 的 总 体 设 计 方 案 。第 四 章 拓 扑 发 现 算 法 。 针 对 逻 辑 拓 扑 发 现 和 物 理 拓 扑 发 现 ， 提 出 了 基 于 SNMP协 议 和 ICMP 协 议 的 Ping 和 Traceroute

36、 相 结 合 的 逻 辑 拓 扑 发 现 算 法 ， 给 出 了 改 进的 基 于 地 址 转 发 表 的 物 理 拓 扑 发 现 算 法 。第 五 章 拓 扑 发 现 及 管 理 系 统 的 实 现 。 介 绍 了 拓 扑 发 现 及 管 理 系 统 的 开 发 环 境 和工 具 ， 给 出 了 部 分 实 现 细 节 。第 六 章 含 IPv6 的 网 络 拓 扑 发 现 初 探 。 分 析 了 IPv6 的 出 现 给 拓 扑 发 现 带 来 的 新问 题 并 阐 述 了 研 究 现 状 ， 对 IPv4/IPv6 混 合 网 络 环 境 下 IPv6 网 络 逻 辑 拓 扑 发 现 和

37、骨 干 网 双 栈 节 点 识 别 进 行 了 探 讨 。第 七 章 结 束 语 。 对 本 文 的 工 作 进 行 了 总 结 ， 并 对 未 来 的 研 究 方 向 作 了 展 望 。华北电力大学硕士学位论文5第 二 章 网 络 管 理 体 系 结 构网 络 管 理 体 系 结 构 是 建 立 网 络 管 理 系 统 的 基 础 ， 主 要 涉 及 到 网 络 管 理 系 统 的 组成 部 件 和 结 构 ， 各 部 件 之 间 的 关 系 ， 网 络 管 理 应 该 包 括 的 功 能 以 及 这 些 功 能 如 何 划分 。 不 同 的 管 理 体 系 结 构 会 带 来 不 同 的

38、管 理 能 力 、 管 理 效 率 和 经 济 效 益 ， 进 而 决 定网 络 管 理 系 统 的 不 同 的 复 杂 度 、 灵 活 度 和 兼 容 性 。2.1 网 络 管 理 的 模 型 结 构 6-8每 个 计 算 机 网 络 都 是 计 算 机 、 连 接 媒 介 、 系 统 软 件 和 协 议 的 复 杂 排 列 ， 网 络 之间 又 相 互 形 成 更 加 复 杂 的 互 联 网 。 因 此 ， 在 进 行 网 络 管 理 系 统 开 发 时 ， 必 须 从 现 实复 杂 的 网 络 中 抽 象 出 逻 辑 模 型 ， 用 来 表 示 那 些 复 杂 的 网 络 组 件 ， 以

39、 作 为 网 络 管 理 系统 开 发 的 支 持 。2.1.1 网 络 管 理 的 基 本 模 型2.1.1.1 网 络 管 理 者 网 管 代 理 模 型在 网 络 管 理 中 ， 一 般 采 用 网 络 管 理 者 网 管 代 理 模 型 ， 如 图 2-1 所 示 。 网 络管 理 模 型 的 核 心 是 一 对 相 互 通 信 的 系 统 管 理 实 体 。 它 采 用 一 个 独 特 的 方 式 使 两 个 管理 进 程 之 间 相 互 作 用 ， 即 管 理 进 程 与 一 个 远 程 系 统 相 互 作 用 ， 来 实 现 对 远 程 资 源 的控 制 。 在 这 种 简 单

40、的 体 系 结 构 中 ， 一 个 系 统 中 的 管 理 进 程 担 当 管 理 者 角 色 ， 而 另 一个 系 统 中 的 对 等 实 体 担 当 代 理 者 角 色 ， 代 理 者 负 责 提 供 对 被 管 对 象 的 访 问 。 前 者 被称 为 网 络 管 理 者 ， 后 者 被 称 为 网 管 代 理 。 不 论 是 OSI 的 网 络 管 理 ， 还 是 IETF 的 网络 管 理 ， 都 认 为 现 代 计 算 机 网 络 管 理 系 统 基 本 上 由 以 下 4 个 要 素 组 成 ：(1) 网 络 管 理 者 ；(2) 网 管 代 理 ；(3) 网 络 管 理 协 议

41、 ；(4) 管 理 信 息 库 MIB(Management Information Base)。网 络 管 理 者 (管 理 进 程 )是 管 理 指 令 的 发 出 者 。 网 络 管 理 者 通 过 各 种 网 管 代 理 对管 理器 代理网 管工作站 网 管协议请求被管设备 管 理信息库响应/ 通告M I B图 2-1 网络管理基本模型华北电力大学硕士学位论文6网 络 内 的 各 种 设 备 、 设 施 和 资 源 监 视 和 控 制 。 网 管 代 理 负 责 管 理 指 令 的 执 行 ， 并 且以 通 知 的 形 式 向 网 络 管 理 者 报 告 被 管 对 象 发 生 的 一

42、 些 重 要 事 件 。 网 管 代 理 具 有 两 个基 本 功 能 ： 一 是 从 MIB 中 读 取 各 种 变 量 值 ； 二 是 在 MIB 中 修 改 各 种 变 量 值 。 MIB 是被 管 对 象 结 构 化 组 织 的 一 种 抽 象 。 它 是 一 个 概 念 上 的 数 据 库 ， 由 管 理 对 象 组 成 ， 各个 网 管 代 理 管 理 MIB 中 属 于 本 地 的 管 理 对 象 ， 各 网 管 代 理 控 制 的 管 理 对 象 共 同 构 成全 网 的 管 理 信 息 库 。 网 络 管 理 协 议 是 最 重 要 的 部 分 ， 它 定 义 了 网 络 管

43、 理 者 与 网 管 代理 间 的 通 信 方 法 ， 规 定 了 管 理 信 息 库 的 存 储 结 构 ， 信 息 库 中 关 键 词 的 含 义 以 及 各 种时 间 的 处 理 方 法 。在 系 统 管 理 模 型 中 ， 管 理 者 角 色 与 网 管 代 理 角 色 不 是 固 定 的 ， 而 是 由 每 次 通 信的 性 质 所 决 定 的 。 担 当 管 理 者 角 色 的 进 程 向 担 当 网 管 代 理 角 色 的 进 程 发 出 操 作 请 求 ，担 当 网 管 代 理 角 色 的 进 程 对 被 管 对 象 进 行 操 作 和 将 被 管 对 象 发 出 的 通 报

44、传 向 管 理 者 。2.1.1.2 网 络 管 理 者网 络 管 理 者 是 指 实 施 网 络 管 理 的 处 理 实 体 ， 网 络 管 理 者 驻 留 在 管 理 工 作 站 上 ，管 理 工 作 站 通 常 是 指 那 些 工 作 站 、 微 机 等 ， 一 般 位 于 网 络 系 统 的 主 干 或 接 近 于 主 干的 位 置 ， 它 负 责 发 出 管 理 操 作 的 指 令 ， 并 接 受 来 自 网 管 代 理 的 信 息 。 网 络 管 理 者 要求 网 管 代 理 定 期 收 集 重 要 的 设 备 信 息 。 网 络 管 理 者 应 该 定 期 查 询 网 管 代 理

45、 收 集 到 的有 关 主 机 运 行 状 态 、 配 置 及 性 能 数 据 等 信 息 ， 这 些 信 息 将 被 用 来 确 定 独 立 的 网 络 设备 、 部 分 网 络 或 整 个 网 络 运 行 的 状 态 是 否 正 常 。网 络 管 理 者 和 网 管 代 理 通 过 交 换 管 理 信 息 来 进 行 工 作 ， 信 息 分 别 驻 留 在 被 管 设备 和 管 理 工 作 站 上 的 管 理 信 息 库 中 。 这 种 信 息 交 换 通 过 一 种 网 络 管 理 协 议 来 实 现 ，具 体 的 交 换 过 程 是 通 过 协 议 数 据 单 元 PDU(Protocol Data Unit)进 行 的 。 通 常 是 管理 站 向 网 管 代 理 发 送 请 求 PDU， 网 管 代 理 以 响 应 PDU 回 答 ， 管 理 信 息 包 含 在 PDU 参数