基于SNMP的網(wǎng)管代理模擬軟件的方案設(shè)計

國網(wǎng)湖北省電力公司襄陽供電公司 黃先宇

基于SNMP的網(wǎng)管代理模擬軟件的方案設(shè)計

國網(wǎng)湖北省電力公司襄陽供電公司 黃先宇

簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)是目前應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，用以管理接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)管理代理是SNMP的組成部分，它是運(yùn)行在被管設(shè)備端的管理程序，具備本地設(shè)備的相關(guān)狀態(tài)信息，可與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通信。本課題源于綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的開發(fā)，在實際的應(yīng)用場景中，在測試時期就投入非常多的資金購置設(shè)備用于組建開發(fā)環(huán)境勢必造成浪費。因而采用模擬軟件環(huán)境是最佳的解決方法。本課題的目的就是設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)管理代理模擬軟件，它可以模擬各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，接受管理中心的管理操作。

網(wǎng)絡(luò)管理；SNMP；MIB庫；網(wǎng)管代理

1 網(wǎng)管代理模擬軟件的設(shè)計思想

SNMP在TCP/IP協(xié)議族中是屬于應(yīng)用層上的通信協(xié)議，因而網(wǎng)管代理模擬軟件的設(shè)計需要滿足管理站對遠(yuǎn)程管理設(shè)備的各方面功能需求，即能夠模擬實際網(wǎng)絡(luò)設(shè)備代理與網(wǎng)絡(luò)管理站進(jìn)行信息通信。它應(yīng)該具備以下幾個方面的功能：

1）能夠模擬多種不同方式的設(shè)備異常并以發(fā)送陷阱報文的方式向網(wǎng)絡(luò)管理站主動上報消息通知；

2）能夠接受來自網(wǎng)絡(luò)管理站多個版本(SNMPv1、SNMPv2)的輪詢請求并返回正確的應(yīng)答報文，包括查詢MIB對象值、修改MIB對象值、處理控制命令等；

3）具備可靠的MIB對象查詢算法，可以高速、可靠地在Agent的MIB庫中查詢到SNMP請求報文變量列表中綁定的MIB對象，從而實現(xiàn)對MIB庫中的信息的查詢與修改操作；

4）具備較好的擴(kuò)展性和執(zhí)行效率。

2 開發(fā)工具介紹

SnmpSharpNet是一個完全免費的開源SNMP API函數(shù)庫，該函數(shù)庫全部使用C#編寫，并且完全獨立，不需要依賴其它函數(shù)庫?？梢酝耆С諷NMP v1以及SNMP v2版本，對最新的SNMP v3也提供了較為全面的支持。由于采用的是面向?qū)ο蟮木幊涕_發(fā)語言，因而具備較好的安全性、易用性以及可擴(kuò)展性。

SnmpSharpNet提供了對Get、Get-Next、 Get-Bulk、Set-Requests以及相關(guān)響應(yīng)以及Trap操作的支持，可以很方便的構(gòu)造相應(yīng)的SNMP協(xié)議報文并提供發(fā)送以及報文相關(guān)參數(shù)設(shè)置操作。同時在更加高級的Manager與Agent的開發(fā)中，SnmpSharpNet也提供了低層次的SNMP報文封裝，可以構(gòu)造指定版本的SNMP PDU報文，同時可以自定義報文中的任意參數(shù)，從而使開發(fā)范圍更加自由，應(yīng)用層面更加廣泛。

使用低層次SnmpSharpNet封裝的編程的步驟如下：

1）生成一個指定版本的SNMP報文類的對象實例SnmpPacket;

2）設(shè)置SnmpPacket的共同體名；

3）設(shè)置SnmpPacket的操作類型；

4）設(shè)置SnmpPacket的RequestId；

5）將變量綁定到SnmpPacket的變量表中；

6）將SnmpPacket編碼成字節(jié)數(shù)組準(zhǔn)備發(fā)送；

7）創(chuàng)建UDP Socket實例，設(shè)置IP與端口號以及重傳次數(shù)；

8）調(diào)用Socket實例的Sendto方法，將報文發(fā)送出去。

3 網(wǎng)管代理模擬軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)本模擬軟件需要實現(xiàn)的核心功能，將其分為四個模塊：系統(tǒng)初始化、MIB管理、命令處理和Trap處理。

在軟件啟動時首先需要進(jìn)行初始化工作，使Agent進(jìn)入就緒狀態(tài)。要想實現(xiàn)對被管設(shè)備的模擬以及對被管對象的抽象，該軟件需要維護(hù)一個MIB信息庫，因而本軟件需要一個MIB管理模塊，該模塊主要完成MIB樹的構(gòu)建、對象查找和消息響應(yīng)數(shù)據(jù)生成等功能，由于MIB定義是遵循ASN.1語法的語句，因而還需要將MIB描述文檔解析為軟件可管理的MIB文件，所以MIB模塊還需要具備MIB詞法分析功能。由于網(wǎng)絡(luò)管理站通過發(fā)送相關(guān)的SNMP請求報文來管理Agent，因而Agent需要具備接收和分析SNMP報文的功能。因而本軟件需要一個管理命令處理模塊來完成模擬軟件和管理軟件間的請求-響應(yīng)式通信功能。Agent通過向網(wǎng)絡(luò)管理站發(fā)送Trap報文來報告設(shè)備異常信息，因而需要Trap處理模塊主要完成Trap信息的產(chǎn)生和發(fā)送。這四個模塊分別獨立開發(fā)，最終集成在網(wǎng)管代理模擬系統(tǒng)中，以此提高軟件的開發(fā)效率和可維護(hù)性。

4 網(wǎng)管代理模擬軟件的初始化

軟件的初始化工作是軟件開發(fā)工作的首要問題，軟件的初始化包括加載MIB文件，初始化UDP端口以及配置數(shù)據(jù)三個過程。

4.1 MIB文件的加載

考慮到MIB的結(jié)構(gòu)為層次化的樹型結(jié)構(gòu)，由于XML語言可以存儲樹型節(jié)點，因而本軟件使用XML符號語言作為MIB庫的記錄語言。代理軟件啟動后需要首先加載MIB庫文件。軟件根據(jù)用戶選擇的XML文件地址，創(chuàng)建XmlDocument實例將XML文件讀入內(nèi)存中，準(zhǔn)備由MIB模塊調(diào)用處理。同時將加載好的MIB樹顯示到圖形界面上的TreeView控件中，方便直接查詢。

4.2 UDP接口的初始化

代理模擬軟件啟動后，由于來自Manager的UDP報文會發(fā)到161號端口。因而需要在本機(jī)對161號端口啟動監(jiān)聽，等待Manager發(fā)來的管理報文。具體的操作步驟如下：

1）創(chuàng)建基于UDP協(xié)議的Socket對象實例，即new Socket(AddressFamily. InterNetwork， SocketType.Dgram， ProtocolType.Udp)，其中AddressFamily.InterNetwork代表使用IPv4地址，SocketType.Dgram說明使用無連接的數(shù)據(jù)報模式，ProtocolType.Udp代表使用UDP傳輸協(xié)議；

2）調(diào)用Socket實例的Bind函數(shù)將該UDP套接字綁定到161端口；

3）調(diào)用Socket實例的ReceiveFrom方法等待來自Manager的SNMP報文。

4.3 配置信息初始化

程序啟動后需要配置Manager的IP地址、SNMP協(xié)議版本、共同體名稱、超時時間、重傳次數(shù)等相關(guān)參數(shù)。同時這些配置都可以由用戶自定義修改，從而提高了軟件的靈活性。

5 代理模擬軟件的工作流程

網(wǎng)管代理模擬軟件啟動后，首先會檢測161號端口是否已被占用，如果被占用，則會發(fā)出提示。若161號端口處于空閑狀態(tài)，則程序會在UDP161端口啟動監(jiān)聽，等待來自Manager的SNMP請求。

當(dāng)程序收到來自Manager的SNMP請求時，會先分析該請求是否合法，對于錯誤的及不支持的請求，會丟棄該報文并繼續(xù)監(jiān)聽;若是合法的SNMP請求，則對該請求進(jìn)行報文解析，根據(jù)解析出的Gct或Set命令來決定Agent的響應(yīng)操作。如果為Get命令，則通過MIB管理模塊得到相應(yīng)MIB樹節(jié)點數(shù)據(jù)；若為Set命令，則根據(jù)Set命令的數(shù)據(jù)對MIB樹節(jié)點中相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行修改操作，并將修改后的記錄存儲到MIB庫中。當(dāng)接收到的命令處理完成后，模擬軟件會將處理的結(jié)果構(gòu)造Response報文返回給Manager。

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[4]郭瑞華．XML數(shù)據(jù)庫技術(shù)[J]．現(xiàn)代圖書情報技術(shù),2004．

黃先宇（1993—），男，湖北襄陽人，大學(xué)本科，畢業(yè)于華北電力大學(xué)，現(xiàn)供職于國網(wǎng)湖北省電力公司襄陽供電公司，研究方向：網(wǎng)絡(luò)工程。