基于SNMP數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

1、基于snmp數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理通常包括配置、故障、性能、計(jì)費(fèi)和平安5個(gè)方面的管理功能。網(wǎng)管系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊采集各個(gè)被管設(shè)備中的對(duì)象，經(jīng)處理后為各個(gè)網(wǎng)管應(yīng)用程序所用。網(wǎng)絡(luò)管理各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，都是建立在對(duì)各種管理信息采集的基礎(chǔ)之上，數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的前提和基礎(chǔ)。面向大量需要采集的管理信息，構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定高效的數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)于實(shí)施牢靠的網(wǎng)絡(luò)管理具有舉足輕重的作用。目前，數(shù)據(jù)采集主要有如下幾種方式：基于容易網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(snmp)、基于網(wǎng)絡(luò)探針(probe)、基于網(wǎng)絡(luò)流(net-flow)。因?yàn)閟nmp協(xié)議已成為實(shí)際上的網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)，受到眾多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的支持，且有標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)接口支

2、持，實(shí)現(xiàn)容易，因此現(xiàn)在普遍采納snmp舉行網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。本文針對(duì)基于snmp數(shù)據(jù)采集方式中存在的效率問(wèn)題，提出了面對(duì)數(shù)據(jù)類(lèi)型的采集策略，同時(shí)采納多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同被管設(shè)備的拜訪，大大提高了數(shù)據(jù)采集的效率，并且削減了冗余數(shù)據(jù)的重復(fù)采集。1 對(duì)象拜訪辦法mib中的每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)惟一的對(duì)象標(biāo)識(shí)符(oid)，該標(biāo)識(shí)符由所在mib樹(shù)中的位置打算。通過(guò)snmp獵取被管對(duì)象的信息，事實(shí)上并不是拜訪一個(gè)mib對(duì)象，而是拜訪對(duì)象的一個(gè)特定實(shí)例。因?yàn)閷?duì)象類(lèi)型有標(biāo)量對(duì)象、表對(duì)象(行對(duì)象和列對(duì)象)之分，因此對(duì)于他們實(shí)例的拜訪存在差別。1.1 標(biāo)量對(duì)象標(biāo)量對(duì)象與其實(shí)例是一一對(duì)應(yīng)的，即一個(gè)標(biāo)量對(duì)象惟獨(dú)一個(gè)對(duì)象實(shí)例

3、。為了統(tǒng)一對(duì)象實(shí)例的標(biāo)識(shí)，同時(shí)區(qū)別對(duì)象和對(duì)象實(shí)例，snmp規(guī)定不屬于表的標(biāo)量對(duì)象的實(shí)例標(biāo)識(shí)符由他的對(duì)象標(biāo)識(shí)符加上0組成。對(duì)于標(biāo)量對(duì)象實(shí)例的拜訪，可以通過(guò)調(diào)用snmp+類(lèi)庫(kù)(hp公司提供的snmp開(kāi)發(fā)包)中的snmp：get()函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。1.2 列對(duì)象在mib定義中，表對(duì)象和行對(duì)象的拜訪狀態(tài)是“無(wú)法拜訪”。對(duì)于列對(duì)象來(lái)說(shuō)，他的實(shí)例是一組用列對(duì)象標(biāo)識(shí)符(columnoid)和行索引值(rowindexvalue)聯(lián)合標(biāo)識(shí)的實(shí)例。列對(duì)象標(biāo)識(shí)符，是用來(lái)惟一標(biāo)識(shí)列對(duì)象的oid。行索引值由一個(gè)或多個(gè)列對(duì)象對(duì)應(yīng)實(shí)例的值組成。列對(duì)象的每一個(gè)實(shí)例可以看作是表中指定列對(duì)應(yīng)位置的元素。表中元素的位置可以用行坐標(biāo)和

4、列坐標(biāo)表示，相應(yīng)地，列對(duì)象的行坐標(biāo)可以用rowindexvalue表示，列坐標(biāo)用columnoid表示。同一列元素有相同colum-noid，同一行元素有相同rowindexvalue。表中元素可以通過(guò)如下公式舉行標(biāo)識(shí)：oid=columnoid+rowindex-value。snmp定義了拜訪列對(duì)象實(shí)例的辦法：挨次拜訪和隨機(jī)拜訪。(1) 挨次拜訪mib對(duì)象的標(biāo)識(shí)符是按字典挨次羅列的，對(duì)于他們的實(shí)例也是按字典挨次舉行羅列。利用這種特性，可以通過(guò)調(diào)用snmp+類(lèi)庫(kù)中的snmp：get_next()函數(shù)遍歷獲得一列或一個(gè)表甚至是囫圇mib的結(jié)構(gòu)。這種辦法適合在未知被管設(shè)備mib結(jié)構(gòu)的前提下搜尋和拜

5、訪對(duì)象。(2) 隨機(jī)拜訪因?yàn)榱袑?duì)象實(shí)例由columnoid和rowindexvalue共同標(biāo)識(shí)，所以先要按照被指定為行索引的列對(duì)象獵取他(們)的實(shí)例值確定特定實(shí)例的rowindexvalue，在此基礎(chǔ)上聯(lián)合已知columnoid組成特定實(shí)例的完整oid，據(jù)此利用snmp：get()獵取相應(yīng)的值。這里要指出一點(diǎn)，行索引本身也是一個(gè)或多個(gè)列對(duì)象，所以先要分離遍歷各個(gè)列對(duì)象的全部實(shí)例，然后按照特定實(shí)例所在列的位置確定出rowindexvalue(由同一位置的列對(duì)象實(shí)例值按指定挨次組成)。因?yàn)橥恍性鼐哂邢嗤瑀owindexvalue，只需遍歷(利用snmp：get_next()函數(shù))某一列對(duì)象獵取

6、實(shí)例的完整oid(利用vb：get_old()函數(shù))，按照(oid-columnoid)即可確定rowindexoid?？梢?jiàn)，隨機(jī)拜訪列對(duì)象某個(gè)實(shí)例的過(guò)程其實(shí)是挨次拜訪列對(duì)象和標(biāo)量對(duì)象拜訪的結(jié)合。2 數(shù)據(jù)采集策略管理站從被管設(shè)備中采集數(shù)據(jù)有兩種方式：主動(dòng)拜訪被管對(duì)象和被動(dòng)接收告警信息。主動(dòng)拜訪被管對(duì)象是指管理進(jìn)程(管理站中)通過(guò)snmp協(xié)議發(fā)起對(duì)被管對(duì)象的哀求，被管設(shè)備中的代理進(jìn)程則響應(yīng)當(dāng)哀求。被動(dòng)接收告警信息是指管理進(jìn)程監(jiān)聽(tīng)陷阱端口(通常為udp162端口)，接收來(lái)自代理的告警信息。代理進(jìn)程會(huì)在預(yù)定義大事發(fā)生時(shí)向管理進(jìn)程發(fā)出trap報(bào)文。對(duì)于主動(dòng)拜訪來(lái)說(shuō)，按照拜訪對(duì)象的性質(zhì)，可以分為靜態(tài)信息

7、和動(dòng)態(tài)信息。對(duì)于靜態(tài)信息來(lái)說(shuō)，一經(jīng)配置基本上保持不變，因此沒(méi)須要在每一次采集過(guò)程中都對(duì)他舉行輪詢操作，惟獨(dú)當(dāng)他發(fā)生變幻時(shí)舉行須要的拜訪以保證信息的有效。對(duì)于動(dòng)態(tài)信息來(lái)說(shuō)，他是隨著設(shè)備的運(yùn)行狀況做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，以實(shí)時(shí)地反映設(shè)備的狀態(tài)或是性能信息。為了能跟蹤設(shè)備性能參數(shù)的變幻狀況或是準(zhǔn)時(shí)反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，有須要對(duì)被管對(duì)象舉行輪詢操作，但是這里就存在一個(gè)采集頻率的問(wèn)題。數(shù)據(jù)采集頻率確實(shí)定，是一個(gè)與網(wǎng)絡(luò)帶寬權(quán)衡的過(guò)程。采集頻率過(guò)低，占用網(wǎng)絡(luò)資源相對(duì)較少，但是數(shù)據(jù)的更新周期相對(duì)較大，不能反映參數(shù)的真切變幻狀況；采集頻率過(guò)高，數(shù)據(jù)更新自然較快，但是在采集周期內(nèi)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源就會(huì)很大，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)擔(dān)

8、，甚至有可能會(huì)影響到正常的網(wǎng)絡(luò)通信。因此在確定數(shù)據(jù)采集的頻率時(shí)，必需按照實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源舉行考慮，同時(shí)還要考慮被管設(shè)備中被管對(duì)象的數(shù)量。在動(dòng)態(tài)信息的拜訪過(guò)程中，還存在另一個(gè)問(wèn)題。假如根據(jù)串行操作，依次拜訪全部設(shè)備的被管對(duì)象，因?yàn)閷?duì)象數(shù)目眾多，將會(huì)占用很長(zhǎng)的處理時(shí)光(甚至超出既定的采集周期，這個(gè)問(wèn)題也是確定采集頻率需要考慮的)，導(dǎo)致拜訪工作不能正常舉行。為了保證管理進(jìn)程能夠在采集周期內(nèi)完成對(duì)全部被管對(duì)象的拜訪，這里采納多線程技術(shù)來(lái)完成對(duì)象的拜訪工作。對(duì)于同一被管設(shè)備，采納自立的子線程舉行拜訪，這樣一來(lái)既可以保證在一定周期內(nèi)完成對(duì)全部被管對(duì)象的拜訪，也使得各個(gè)子線程保持相對(duì)的自立性，互不干擾。在

9、對(duì)象拜訪過(guò)程中，為削減管理進(jìn)程和代理進(jìn)程之間報(bào)文交換的次數(shù)，可以將不同對(duì)象綁定到同一個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(pdu)的變量列表中，或是采納snmpv2中新增強(qiáng)的getbulkrequest-pdu。文獻(xiàn)5和6中還研究了有效獵取mib對(duì)象的辦法。3 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同的數(shù)據(jù)采集方式，采納不同線程來(lái)完成數(shù)據(jù)采集工作。3.1 告警信息接收線程對(duì)于告警信息的被動(dòng)接收，管理進(jìn)程單獨(dú)開(kāi)啟一個(gè)線程用來(lái)特地監(jiān)聽(tīng)陷阱端口，接收并處理全部來(lái)自網(wǎng)管代理的告警(trap)消息。在網(wǎng)絡(luò)管理過(guò)程中，無(wú)論在性能管理、故障管理、還是平安管理等功能域，告警功能都是很重要的。這里主要利用snmp trap機(jī)制實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)告警功

10、能。3.2 靜態(tài)信息獵取線程對(duì)于靜態(tài)信息的采集，管理進(jìn)程同樣為他單獨(dú)開(kāi)啟一個(gè)線程來(lái)舉行靜態(tài)信息的收集。因?yàn)殪o態(tài)信息不隨設(shè)備的運(yùn)行而變幻(普通不舉行手工設(shè)置，靜態(tài)信息保持不變)，就沒(méi)有須要重復(fù)地拜訪這類(lèi)信息。本線程就是依據(jù)這一點(diǎn)，在對(duì)全部靜態(tài)對(duì)象拜訪一次之后，將采集到的管理信息入庫(kù)存儲(chǔ)。應(yīng)用程序?qū)@類(lèi)數(shù)據(jù)的操作只需拜訪本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)即可。如此就削減了對(duì)非實(shí)時(shí)變幻信息的拜訪，同時(shí)也削減了冗余信息的存儲(chǔ)。要指出一點(diǎn)，靜態(tài)信息的轉(zhuǎn)變普通是因?yàn)槭止づ渲靡鸬?，因此需要跟蹤配置操作?duì)相應(yīng)的信息做出準(zhǔn)時(shí)的更新。3.3 動(dòng)態(tài)信息輪詢線程對(duì)于動(dòng)態(tài)信息的采集，管理進(jìn)程也開(kāi)啟一個(gè)主線程用來(lái)特地負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)信息的輪詢工作。為了保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，就需要根據(jù)一定的時(shí)問(wèn)間隔定時(shí)拜訪被管對(duì)象以獵取最新的數(shù)據(jù)。對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)舉行統(tǒng)計(jì)和分析，就能把握動(dòng)態(tài)信息的變幻趨勢(shì)，為故障管理、性能管理、計(jì)費(fèi)管理等網(wǎng)絡(luò)管理功能提供須要的數(shù)據(jù)支持。為了使拜訪工作在規(guī)定的時(shí)光間隔內(nèi)完成，避開(kāi)串行執(zhí)行帶來(lái)的長(zhǎng)周期問(wèn)題，采納多個(gè)輪詢子線程各自負(fù)責(zé)屬于自己的管理對(duì)象子集。全部輪詢子線程的工作結(jié)束后，這一次的拜訪工作便完成，即輪詢主線程進(jìn)入等待，直到下一次輪詢點(diǎn)的到來(lái)或是接收到終止輪詢主線程的指令。4 結(jié)語(yǔ)數(shù)據(jù)采集模塊是網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)囫圇網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)有效、牢靠管理的前提和基礎(chǔ)。本文首先分析了利用snmp+開(kāi)發(fā)包實(shí)