基于ＳＭＳ的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜需求情況下，基于SNMP的Cacti能夠較好地維護(hù)被管理設(shè)備。文章在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于SMS硬件平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，并根據(jù)預(yù)置的觸發(fā)條件，把事件命中觸發(fā)后的相關(guān)信息通過短信發(fā)送給網(wǎng)管，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)控和設(shè)備特定事件的無線警告。系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的研究效果，提高了網(wǎng)絡(luò)管理的自動(dòng)化和智能化程度，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性。

關(guān)鍵詞：短信；簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議；預(yù)置觸發(fā)

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2008)34-1617-02

Design and Implementation of the Network Monitor System Based on SMS

XIE Yang， WAN Shu-yi， HONG Yan

(Information and Network Center， Hefei University of Technology， Hefei 230009， China)

Abstract: With the complex requirement of network management，the network facilities can be maintained well by the open-source software－CACTI based on SNMP. We have designed and implemented a network monitor system of facilities based on SMS (Short message service) in the paper. And it can send related information to network managers by short message basis of the predetermined trigger.So it realized the automatic monitor and wireless warning. The system completed the expected study goal and improved the security of network management.

Key words: short message; simple network management protocol; predetermined trigger

1 引言

高等學(xué)校園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備和服務(wù)的數(shù)量日益增加，包括各種路由、交換設(shè)備、防火墻、負(fù)載均衡設(shè)備、UPS、以及各種應(yīng)用服務(wù)等，大大增加了網(wǎng)絡(luò)管理的負(fù)擔(dān)。專人值班的方式不僅加重了網(wǎng)管人員的負(fù)擔(dān)，而且往往不能及時(shí)排除故障，對(duì)事故發(fā)生的時(shí)間及責(zé)任也無科學(xué)的管理；更缺乏對(duì)已發(fā)生的故障作全面的數(shù)據(jù)分析，使得問題不能得到完善的解決。因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集中監(jiān)控和科學(xué)管理就顯得非常重要。本文提出了基于SNMP的智能監(jiān)控技術(shù)，采用面向自陷的輪詢方法，通過安裝在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)上的代理主動(dòng)向監(jiān)控主機(jī)發(fā)送相關(guān)信息，然后由監(jiān)控主機(jī)主動(dòng)向用戶發(fā)送電子郵件或手機(jī)短信，實(shí)現(xiàn)了校園網(wǎng)集中監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。

2 SNMP簡(jiǎn)介

SNMP是專門設(shè)計(jì)用來管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（服務(wù)器、工作站、路由器、交換機(jī)及 HUB 等）的一種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，它是一種應(yīng)用層協(xié)議。SNMP 使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)并解決網(wǎng)絡(luò)問題以及規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。通過SNMP接收循環(huán)消息（及事件報(bào)告）網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)能夠獲知網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題。

SNMPv3 信息格式如表1。

ID：用作兩個(gè) SNMP 實(shí)體間的唯一標(biāo)識(shí)，以調(diào)整請(qǐng)求和響應(yīng)信息。

Msg Size：信息發(fā)送端所支持的八位信息最大值

Msg Flags：八位的串，包含三個(gè)最不重要的標(biāo)記位：ReportableFlag、PrivFlag、AuthFlag。

Security Model：標(biāo)識(shí)發(fā)送端使用的安全模式，接收端使用該安全模式處理該信息。

AuthoritativeEngineID：SNMP 的 SnmpEngineID 值包括信息交換。因此，該值涉及 Trap 資源、響應(yīng)或報(bào)告，通過 Get、GetNext、GetBulk、Set 或 Inform 發(fā)送至目的地。

AuthoritativeEngineBoots：SNMP 的 snmpEngineBoots 值包括信息交換。

AuthoritativeEngineTime：SNMP 的 SnmpEngineTime 值包括信息交換。

User Name：發(fā)生信息交換的用戶。

AuthenticationParameters：如果交換沒有被認(rèn)證，則為空。否則它就是一個(gè)認(rèn)證參數(shù)。

PrivacyParameters：不允許私有交換，則為空。否則它就是一個(gè)私有參數(shù)。

PDU（Protocol Data Unit）：SNMPv3 中的 PDU 類型與 SNMPv2 中的相同。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)組成

1) 數(shù)據(jù)代理：接收網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)發(fā)送的配置信息，完成數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，處理后數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫。

2) 采集器和數(shù)據(jù)庫：采集器作為數(shù)據(jù)庫的前端，完成數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)。

3) Web管理功能：通過Web實(shí)現(xiàn)管理界面，為管理員提供一個(gè)靈活、可配置的環(huán)境，以便用戶可以訪問網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和配置信息。

4) 管理權(quán)限分配：可以為管理員定義不同的管理角色，不同的管理員可以被授權(quán)管理不同的設(shè)備，而且沒有權(quán)限管理的設(shè)備不會(huì)在拓?fù)鋱D中顯示出來。

5) 安全性：在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的軟件需要通過網(wǎng)絡(luò)收發(fā)數(shù)據(jù)，要確保數(shù)據(jù)安全就必須采用一些安全保障方式。

① 加密：監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)跨網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行平臺(tái)，授權(quán)用戶可以在網(wǎng)絡(luò)的任何位置，登錄該監(jiān)控系統(tǒng)，檢查機(jī)房設(shè)備的工作狀況，控制設(shè)備運(yùn)行。為防止非法人員的侵入，權(quán)限管理特別重要，為此系統(tǒng)采用優(yōu)秀的加密算法，通過密文傳輸，以防止密碼被人竊取。

② 權(quán)限管理：權(quán)限管理分兩層——用戶管理和組管理。

每個(gè)用戶組可以設(shè)定該組成員特定的權(quán)限，包括允許查看的內(nèi)容、允許控制的設(shè)備等；每個(gè)用戶可以屬于一個(gè)或多個(gè)用戶組，用戶享有所屬用戶組的所有權(quán)限。通過這種關(guān)系，可以非常明確地規(guī)定每個(gè)管理人員可以操作的范圍，系統(tǒng)安全性得到可靠保障。添加用戶或權(quán)限更改只能由系統(tǒng)管理員完成，其它用戶只能修改個(gè)人密碼。

3.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，監(jiān)測(cè)主機(jī)運(yùn)行Cacti，它通過SNMP腳本或命令與網(wǎng)絡(luò)上的監(jiān)測(cè)對(duì)象（交換機(jī)、路由器、服務(wù)器等）進(jìn)行通信，定時(shí)采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；然后使用RRDTOOL存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；管理員則通過HTTP協(xié)議訪問監(jiān)測(cè)主機(jī)，由Cacti調(diào)用RRDTOOL進(jìn)行繪圖，產(chǎn)生的圖像以HTML網(wǎng)頁方式提供給管理員。其中，監(jiān)測(cè)主機(jī)安裝MySQL數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)和管理模板及數(shù)據(jù)信息等，安裝Apache用于提供WEB服務(wù)。

3.2.1 流量監(jiān)控

網(wǎng)絡(luò)的流量監(jiān)控在日常的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)當(dāng)中是一個(gè)非常重要的內(nèi)容，利用Cacti進(jìn)行流量監(jiān)控和流量分析是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)合理化的重要環(huán)節(jié)，它能在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)安全威脅，第一時(shí)間進(jìn)行分析，通過流量分析來確定攻擊，然后發(fā)出預(yù)警，快速采取措施。通過對(duì)路由器、交換機(jī)等設(shè)備端口流量的監(jiān)控，我們可以直觀地了解網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)部分的帶寬使用情況，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)異常網(wǎng)絡(luò)流量，有效防范黑客和病毒的攻擊。同時(shí)，還可以根據(jù)各個(gè)端口使用帶寬的情況對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行合理劃分，大大提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。

Cacti是一種利用RRDTOOL、SNMP、PHP、MySQL、Apache多種工具而成的一種監(jiān)控軟件。Cacti基于RRDTOOL存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，在查詢指定時(shí)間段的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)時(shí)候不用瀏覽整個(gè)數(shù)據(jù)文件，和MRTG的文本log相比具有更高的效率。監(jiān)控曲線圖片的生成并不象MRTG那樣和數(shù)據(jù)采集同步并定時(shí)成生，而是通過RRDTOOL提供的圖片生成工具使用PHP腳本來生成動(dòng)態(tài)WEB圖片。

3.2.2 插件應(yīng)用

Cacti具有豐富的插件應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)天氣圖是一個(gè)典型的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)天氣圖以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇樗{(lán)圖，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口的流量情況體現(xiàn)在對(duì)應(yīng)鏈路上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c性能監(jiān)測(cè)的有機(jī)結(jié)合。不同的鏈路帶寬占用情況不同的顏色來標(biāo)識(shí)，比如冷色調(diào)表示帶寬利用率低，暖色調(diào)表示帶寬利用率高。

3.2.3 短信報(bào)警

設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)后，Cacti自帶有郵件和聲音報(bào)警，但這些報(bào)警方式必須要上網(wǎng)才能知道。我們通過分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，根據(jù)自己的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)Cacti做針對(duì)性的二次開發(fā)，增加短信模塊，配置一個(gè)GPRS/MODEN，這樣就可以在前面報(bào)警方式的基礎(chǔ)上又增加了短信通知的方式，網(wǎng)管就可以隨時(shí)隨地知道報(bào)警信息。

4 結(jié)束語

該文介紹的基于Cacti的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高效、靈活、直觀的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，Cacti允許用戶自定義數(shù)據(jù)采集方式，不僅可以繪出常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)流量圖形，還可定制管理員所需的圖形，在很大程度上拓寬了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)的對(duì)象及范圍。其次，Cacti改變了MRTG僅能夠提供文字模式來進(jìn)行管理的方式，它提供內(nèi)容非常豐富的WEB界面，可以通過瀏覽器來進(jìn)行管理和設(shè)定，并且根據(jù)用戶需要把相應(yīng)的報(bào)警信息通過短信、郵件和聲音通知網(wǎng)管。

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