王道衡，徐丹丹，劉道記

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司九江市分公司 九江 332000）

1 引言

隨著全業(yè)務(wù)IP化的發(fā)展趨勢，IP網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備日益增加，而IP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的自動管理相對滯后，大部分網(wǎng)絡(luò)管理人員仍習(xí)慣于使用telnet命令進行設(shè)備管控，這就導(dǎo)致網(wǎng)管人員無法及時有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行狀況，難以實時掌握各個鏈路的性能狀態(tài)，往往等到用戶投訴才能發(fā)現(xiàn)問題。這就使得網(wǎng)絡(luò)自動化管理工作日益迫切，本文將探討IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 （simple network management protocol，SNMP）的基本概念以及應(yīng)用 SNMP開發(fā)的IP網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)用情況。

2 IP網(wǎng)管的基本功能

傳統(tǒng)的網(wǎng)管系統(tǒng)往往以拓撲管理為基礎(chǔ)，以輪詢?yōu)槭侄稳ゲ樵兙W(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀或者結(jié)合一些網(wǎng)元管理器的實時報警，這種模式無論從信息搜集的全面性還是信息處理的實時性以及業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)性方面都無法適用于IP網(wǎng)絡(luò)，所以必須對網(wǎng)管系統(tǒng)提出新的要求。

網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)是以提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量為目標、以保證網(wǎng)絡(luò)安全生產(chǎn)為前提、以網(wǎng)絡(luò)事件管理為中心的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)。因為只有以網(wǎng)絡(luò)資源實時發(fā)生的實際事件為管理基礎(chǔ)，才能及時準確地了解到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的真實情況，才能方便地建立與業(yè)務(wù)層面的關(guān)聯(lián)關(guān)系，達到網(wǎng)管為業(yè)務(wù)服務(wù)的目的，具體要求如下。

·基礎(chǔ)監(jiān)控必須強調(diào)全面性能。網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)對業(yè)務(wù)員所涉范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實時監(jiān)控，實現(xiàn)對目前眾多的應(yīng)用系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上使用情況的監(jiān)控；監(jiān)控的對象和內(nèi)容應(yīng)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理機構(gòu)的需求進行靈活的定制，上級網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理機構(gòu)可以根據(jù)需要監(jiān)控下級網(wǎng)絡(luò)的狀況。

·主動和預(yù)警管理。根據(jù)各級網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理機構(gòu)的需求在網(wǎng)絡(luò)事件采集、分類、處理和呈現(xiàn)等方面進行相應(yīng)的客戶化定制工作，以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)狀況及時、高效、準確的了解。這種監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)主動處理和預(yù)警功能，從而奠定服務(wù)質(zhì)量管理的基礎(chǔ)。

·技術(shù)支持全網(wǎng)聯(lián)動。以網(wǎng)絡(luò)故障事件處理為核心，規(guī)范和統(tǒng)一各級網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理機構(gòu)的運行操作流程，確定各級機構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)運行操作崗位的設(shè)置和職責，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障處理的記錄、升級、統(tǒng)計等功能。

·資源的主動管理。準確了解網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源的信息，了解現(xiàn)網(wǎng)的設(shè)備種類、型號、端口，以及包括虛擬局域網(wǎng)（virtual local area network，VLAN）劃分等資源分配情況，以全轄統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)資源管理的角度來規(guī)劃和設(shè)計網(wǎng)絡(luò)。并且網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)應(yīng)有恰當?shù)慕涌谂c網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)運行操作流程和系統(tǒng)實現(xiàn)平滑地連接，以輔助實時監(jiān)控功能和運行操作流程功能的實現(xiàn)。

·服務(wù)質(zhì)量管理。在實現(xiàn)實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運行狀況和規(guī)范網(wǎng)絡(luò)運行操作流程的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平管理的目標。

3 SNMP的基本概念

簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）首先是由Internet工程任務(wù)（Internet engineering task force，IETF）組織的研究小組為了解決Internet上的路由器管理問題而提出的。SNMP是一系列協(xié)議組和規(guī)范（見表1），它們提供了一種從網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備中收集網(wǎng)絡(luò)管理信息的方法。SNMP也為設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)管理工作站報告問題和錯誤提供了一種方法。

表1 SNMP的協(xié)議組和規(guī)范

從被管理設(shè)備中收集數(shù)據(jù)有兩種方法：一種是只輪詢（polling-only）的方法，另一種是基于中斷（interrupt-based）的方法。

如果只使用只輪詢的方法，那么網(wǎng)絡(luò)管理工作站總是在控制之下。而這種方法的缺陷在于信息的實時性，尤其是錯誤的實時性。多久輪詢一次，并且在輪詢時按照什么樣的設(shè)備順序呢？如果輪詢間隔太小，那么將產(chǎn)生太多不必要的通信量。如果輪詢間隔太大，并且在輪詢時順序不對，那么關(guān)于一些大的災(zāi)難性的事件的通知又會太慢。這就違背了積極主動的網(wǎng)絡(luò)管理目的。

當有異常事件發(fā)生時，基于中斷的方法可以立即通知網(wǎng)絡(luò)管理工作站（在這里假設(shè)該設(shè)備還沒有崩潰，并且在被管理設(shè)備和管理工作站之間仍有一條可用的通信途徑）。然而，這種方法也不是沒有它的缺陷的。首先，產(chǎn)生錯誤或自陷（trap）需要系統(tǒng)資源。如果自陷必須轉(zhuǎn)發(fā)大量的信息，那么被管理設(shè)備可能不得不消耗更多的時間和系統(tǒng)資源來產(chǎn)生自陷，從而影響了它執(zhí)行的主要功能（違背了網(wǎng)絡(luò)管理的原則2）。而且，如果幾個同類型的自陷事件接連發(fā)生，那么大量網(wǎng)絡(luò)帶寬可能將被相同的信息所占用（違背了網(wǎng)絡(luò)管理的原則1）。尤其是如果自陷是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)擁擠問題的時候，事情就會變得特別糟糕?？朔@一缺陷的一種方法就是對被管理設(shè)備設(shè)置應(yīng)當什么時候報告問題的閾值（threshold）。但不幸的是這種方法可能再一次違背了網(wǎng)絡(luò)管理的原則2，因為設(shè)備必須消耗更多的時間和系統(tǒng)資源來決定一個自陷是否應(yīng)該被產(chǎn)生。

結(jié)果，以上兩種方法的結(jié)合——面向自陷的輪詢方法（trap-directed polling）可能是執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理最為有效的方法了。一般來說，網(wǎng)絡(luò)管理工作站輪詢在被管理設(shè)備中的代理來收集數(shù)據(jù)，并且在控制臺上用數(shù)字或圖形的表示方式來顯示這些數(shù)據(jù)。這就允許網(wǎng)絡(luò)管理員分析和管理設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)通信量。

被管理設(shè)備中的代理可以在任何時候向網(wǎng)絡(luò)管理工作站報告錯誤情況，例如預(yù)制定閾值越界程度等。代理并不需要等到管理工作站為獲得這些錯誤情況而輪詢它的時候才會報告。這些錯誤情況就是眾所周知的SNMP自陷（trap）。

在這種結(jié)合的方法中，當一個設(shè)備產(chǎn)生了一個自陷時，可以使用網(wǎng)絡(luò)管理工作站來查詢該設(shè)備（假設(shè)它仍然是可到達的），以獲得更多的信息。

4 IP網(wǎng)管系統(tǒng)的搭建與應(yīng)用

本文使用的IP網(wǎng)管系統(tǒng)采用國外開放式源代碼，結(jié)合本地網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，自行開發(fā)出本地網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)管系統(tǒng)，主要搭建步驟及注意事項如下。

（1）系統(tǒng)硬件配置要求

硬件要求普通品牌臺式電腦，確保硬件設(shè)施運行穩(wěn)定；系統(tǒng)配置要求較低，只需能夠運行Linux RedHat 5.2以上版本即可，硬盤配置要求在200 GB以上。

（2）系統(tǒng)安裝

下載CactiEZ 9.1版本 （中文漢化版）ISO鏡像文件刻錄光盤，將光盤插入光驅(qū)，電腦設(shè)置光盤啟動，回車安裝即可。相關(guān)步驟如下。

安裝界面，按回車繼續(xù)，但要注意后面的操作會清除所在硬盤上所有的文件，如果看不到這個畫面，可能是ISO鏡像有問題或是光盤有問題或是沒有設(shè)置成光盤引導(dǎo)。幾分鐘后就安裝完成了，按回車重啟，記得把光盤拿出來，改成硬盤引導(dǎo)，按回車自動完成安裝配置。安裝完成后，對網(wǎng)卡進行配置，配置相應(yīng)的IP地址。通過網(wǎng)頁即可訪問，打開瀏覽器訪問IP地址，用戶名和密碼是admin，如圖1所示。第一次安裝需要更改密碼。

圖1 用戶登錄界面

（3）安裝注意事項

·由于Linux內(nèi)核為RedHat 5.2版本，在安裝過程中可能會提示一些關(guān)鍵硬件無法識別導(dǎo)致安裝失敗，可以到網(wǎng)絡(luò)上查找解決辦法，關(guān)閉檢測硬件。

·由于Linux內(nèi)核為RedHat 5.2版本，一些最新的網(wǎng)卡無法識別，導(dǎo)致系統(tǒng)無法找到網(wǎng)卡，因此必須安裝驅(qū)動，建議最好的辦法是加裝一塊老版本的網(wǎng)卡。

（4）插件及安裝應(yīng)用

在CactiEZ 9.1版本中默認已經(jīng)安裝了控制臺、圖形、閾值、監(jiān)視器等插件，在實際的網(wǎng)管中需要增加拓撲圖（weathermap）、報表（reportit）、報告（nectar）、搜索（discover）、MAC 地址跟蹤（MAC trace）等。

（5）網(wǎng)管設(shè)備的配置

①設(shè)備添加及流量監(jiān)控：控制臺→設(shè)備→ADD，如圖2所示。

填寫相關(guān)信息注意：設(shè)備網(wǎng)管IP以及主機對應(yīng)模板、SNMP字符串必須填寫正確，相關(guān)配置方法可參照網(wǎng)絡(luò)。

添加完設(shè)備后可創(chuàng)建圖形：點擊創(chuàng)建圖形，選定對應(yīng)設(shè)備，并選擇監(jiān)控項目，點擊創(chuàng)建，即完成相關(guān)配置，5 min后可以監(jiān)測到圖形，如圖3所示。

②配置注意事項：如果監(jiān)測端口流量，在選擇圖形類型時，建議選擇 In/Out bits（64-bit counters），否則1 Gbit/s以上流量將失真。

③其他配置：可以對端口進行相關(guān)標識及描述，如端口編號、端口用途等，分別在“數(shù)據(jù)源”、“圖形管理”處配置成與實際一致。

④配置圖形樹：可以根據(jù)設(shè)備歸類進行管理。

⑤配置告警郵件通知功能：在控制臺→設(shè)置→郵件/域名解析中設(shè)置郵件，界面如圖4所示。在控制臺→設(shè)置→報警/閾值中設(shè)置報警閾值。

（6）主要功能及應(yīng)用情況

目前本地IP網(wǎng)絡(luò)主要設(shè)備已納入IP網(wǎng)管系統(tǒng)，總共監(jiān)測164臺設(shè)備，總共監(jiān)控項目1 736項，能夠很好地達到IP網(wǎng)絡(luò)管理功能。

①實現(xiàn)設(shè)備的實時監(jiān)控，業(yè)務(wù)中斷或網(wǎng)絡(luò)性能事件可以及時上報，并可以產(chǎn)生聲音告警。通過郵件發(fā)給相關(guān)網(wǎng)管負責人，啟用郵件短信功能，及時通過手機短信通知到人。

②實時網(wǎng)絡(luò)拓撲監(jiān)測：可以實時監(jiān)控和了解網(wǎng)絡(luò)各個節(jié)點間鏈路流量情況，如圖6所示。

圖2 設(shè)備添加界面

圖3 監(jiān)測到的流量情況

圖4 配置告警郵件界面

圖5 監(jiān)控各設(shè)備示意

圖6 網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點間鏈路流量情況

③查看各個設(shè)備運行歷史記錄：設(shè)備端口流量如圖7所示。時延測試如圖8所示。設(shè)備性能（CPU）如圖9所示。

圖7 設(shè)備端口流量

圖8 時延測試

圖9 設(shè)備性能（CPU）

1 謝希仁.計算機網(wǎng)絡(luò)（第五版）.北京：電子工業(yè)出版社，2007

2 Cacti流量監(jiān)控系統(tǒng)搭建維護手冊.http://wenku.baidu.com/view/a859a8eb998fcc22bcd10d79.html,2008

3 Plugins.http://docs.cacti.net/plugins

4 Cacti的常用插件.http://apps.hi.baidu.com/share/detail/9139001,2010