分布式網(wǎng)絡自管理模型及體系結構研究

楊朝軍

摘要：隨著網(wǎng)絡向大規(guī)模、異構方向快速發(fā)展，傳統(tǒng)網(wǎng)絡管理已無法滿足網(wǎng)絡發(fā)展的需要，分布式網(wǎng)絡管理成為研究熱點和發(fā)展趨勢。針對當前存在的一些有待解決的問題進行了研究。研究目標是為大規(guī)模、異構網(wǎng)絡提供一個分布式、自治的網(wǎng)絡管理模型，基于分布式管理結構對網(wǎng)絡進行自動、自主、自適應的管理。

關鍵詞：分布式網(wǎng)絡管理；網(wǎng)絡自管理；自動初始化；動態(tài)自管理

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1672-3198(2009)06-0265-02

1體系結構

體系結構是網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的基礎，決定了網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的框架結構。本模型采用管理站分層、管理任務分布的網(wǎng)絡管理體系結構。如圖1所示，體系結構的最底層為管理域，里面包含若干被管節(jié)點，每個管理域由一個域管理者進行管理；域管理者的管理者為管理站。

管理站分層結構采用由上到下逐步細化的方式分割管理應用。管理系統(tǒng)按照物理(地理位置等)或邏輯因素(部門或管理功能等)將管理站劃分層次，對管理應用逐層分隔成不同粒度的管理任務，上層管理站在把管理任務委托給下層管理站之后，由下層管理站獨立完成，只將執(zhí)行結果上傳。上層管理站具有更多的全局性知識，處理更復雜的網(wǎng)絡事件，而下層管理站處理相對簡單的網(wǎng)絡事件，下層管理站處理的事件是上層管理站處理的事件的子集。頂層管理站支持各種網(wǎng)絡管理功能，提供相應的管理應用，并且為管理員提供良好的圖形用戶接口。系統(tǒng)可以有多個頂層管理站，以提高系統(tǒng)的容錯能力，或者各個系統(tǒng)實現(xiàn)不同的網(wǎng)絡管理功能，以便均衡負載，提高管理效率。中間層管理站具有雙重角色：它是下層對象的管理者和上層管理者的代理。中間層管理站的層次和數(shù)量可以動態(tài)地增加和刪除，以適應不同的網(wǎng)絡規(guī)?；蛘邼M足不同的管理應用的需要。管理站分層結構的優(yōu)點是適應網(wǎng)絡層次化的特點，不同層次管理站的管理功能較為獨立，同層管理站之間沒有相互通信，它們之間的協(xié)調(diào)是通過上層管理站完成的。

管理任務分布結構是指域管理者將管理任務委托給管理域中的代理，在代理本地對管理對象進行實際的管理操作。我們采用移動代碼技術實現(xiàn)管理任務的委托。管理任務委托方式提供細粒度的版本，域管理者能夠通過加強管理策略來控制代理的行為。代理作為管理域的組成元素，一方面為管理任務提供執(zhí)行環(huán)境，另一方面根據(jù)管理任務的要求收集和提供網(wǎng)絡對象的管理信息。

圖2描述了本模型下網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的軟件層次結構。最頂層為管理應用，分為五個功能域，分別是配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和計費管理；每個管理應用包括若干分布式管理應用組件，并為用戶提供了應用配置接口，另外，在這一層還為用戶提供了定制任務及策略的公共接口，為整個管理系統(tǒng)所服務；管理應用被管理站逐層分隔成通用管理服務，即管理任務；管理任務調(diào)用其下層的分布處理服務，以便在管理域中的每個代理端分布運行；管理任務的通信模型建立在分布對象服務所提供的方法上，而后分派到代理端，通過與代理進行交互從而獲取管理對象的信息或對其實施管理操作。

2模型結構

模型的核心部分是域管理者，它承擔了承上啟下的作用，一方面需要完成管理站所指定的管理應用(如圖3所示)，另一方面需要將管理應用劃分成若干管理任務，分布到被管節(jié)點中執(zhí)行(如圖4所示)。

域管理者主要由三個組件構成：

(1)任務處理器：負責接收管理站的任務調(diào)度，將管理任務分派到管理域中，而后將執(zhí)行結果返回給管理站；

(2)事件處理器：負責接收管理任務發(fā)出的事件，并對事件進行過濾和關聯(lián)；

(3)策略處理器：負責接收來自事件處理器的事件關聯(lián)結果，以確定按照何種策略為被管節(jié)點擴展管理任務。對于無法在本地處理的故障，上報至管理站。

在本模型中，為了簡化管理站的設計并相應減少管理站間通信的復雜性，位于不同層次的管理站采用相同結構。

管理站主要由四個模塊組成：

(1)故障報告接收器：負責接收來自下層實體(下層管理站或域管理者)的故障報告，該類報告是經(jīng)過域管理站關聯(lián)后的結果；

(2)策略處理器：負責對事件采取相應行為；

(3)事件分發(fā)器：負責將事件分發(fā)至三個流向，即上層管理站、管理員或者管理應用；

(4)管理站還有一個專門解析管理指令的指令解析器，一方面將管理應用發(fā)出的管理指令解析成管理任務所識別的任務調(diào)度指令，另一方面將管理任務的返回結果解析成管理應用所識別的信息格式。

域管理者和被管節(jié)點之間的通信由如下三個過程組成：

(1)域管理者采用移動代碼技術實現(xiàn)管理任務在被管節(jié)點的分布。采用基于移動代理的方法獲取實時數(shù)據(jù)，采用基于遠程計算的方法獲取非實時數(shù)據(jù)；

(2)當管理任務發(fā)現(xiàn)管理對象的狀態(tài)發(fā)生異常或性能超過預定指標時，以消息傳遞的方式向域管理者發(fā)送事件報告；

(3)為了提高系統(tǒng)擴展的靈活性，每當網(wǎng)絡的管理需要發(fā)生變化而要改變代理的功能或者由于MIB定義新的事件而被修改時，被管節(jié)點可以通過按需代碼方式從域管理者的代碼庫中下載有關程序，實現(xiàn)自動更新。

被管節(jié)點主要由兩個組件構成：

(1)任務執(zhí)行環(huán)境：負責接收管理任務，并且提供一個能夠與系統(tǒng)Agent進行交互的平臺；

(2)系統(tǒng)Agent：為了減少管理任務自身的體積，在被管節(jié)點中將MIB的實現(xiàn)以及低級的網(wǎng)管操作獨立出來，由一個系統(tǒng)Agent來實現(xiàn)。

3結語

在大規(guī)模分布式網(wǎng)絡管理中，網(wǎng)絡資源的數(shù)目繁多且異構性強，基于域的管理結構存在若干管理者，如果管理任務的配置等工作仍然基于“管理員密集”模式，則管理員的工作負荷將大大增加，由此所引起的管理低效和高出錯率不能滿足網(wǎng)絡管理的要求。本文就該問題提出了一個分布式網(wǎng)絡自管理模型，圍繞以下幾點展開了研究：

(1)提出該模型下被管節(jié)點、管理站、管理域、域管理者、管理任務和事件的概念；

(2)提出一個管理站分層、管理任務分布的網(wǎng)絡管理體系結構。對管理站、域管理者和代理三個管理實體進行了對比。提出了管理系統(tǒng)的軟件層次結構；

(3)描述了網(wǎng)絡自管理模型的結構和各模塊功能；

(4)描述了管理站—域管理者、域管理者—被管節(jié)點的通信機制。

參考文獻

[1]郭楠，趙宏.基于Web的分層式網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].沈陽：東北大學，2001.

[2]王平，趙宏.分布式網(wǎng)絡管理系統(tǒng)體系結構和管理機制的研究[D].沈陽：東北大學，2002.

[3]徐斌，錢德沛，張文杰.主動網(wǎng)絡管理體系結構的研究[J].計算機研究與發(fā)展，2002，39(4)：488-494.

[4]王輔鼎，趙宏.一個基于MobileAgent網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].沈陽：東北大學，2004.