分布式網絡自管理模型及體系結構研究

楊朝軍

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

關鍵詞：分布式網絡管理；網絡自管理；自動初始化；動態自管理

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

體系結構是網絡管理系統的基礎，決定了網絡管理系統的框架結構。本模型采用管理站分層、管理任務分布的網絡管理體系結構。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，處理更復雜的網絡事件，而下層管理站處理相對簡單的網絡事件，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。系統可以有多個頂層管理站，以提高系統的容錯能力，或者各個系統實現不同的網絡管理功能，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量可以動態地增加和刪除，以適應不同的網絡規模或者滿足不同的管理應用的需要。管理站分層結構的優點是適應網絡層次化的特點，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，它們之間的協調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行環境，另一方面根據管理任務的要求收集和提供網絡對象的管理信息。

圖2描述了本模型下網絡管理系統的軟件層次結構。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，分布到被管節點中執行(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度，將管理任務分派到管理域中，而后將執行結果返回給管理站；

(2)事件處理器：負責接收管理任務發出的事件，并對事件進行過濾和關聯；

(3)策略處理器：負責接收來自事件處理器的事件關聯結果，以確定按照何種策略為被管節點擴展管理任務。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，該類報告是經過域管理站關聯后的結果；

(2)策略處理器：負責對事件采取相應行為；

(3)事件分發器：負責將事件分發至三個流向，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出的管理指令解析成管理任務所識別的任務調度指令，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管理任務在被管節點的分布。采用基于移動代理的方法獲取實時數據，采用基于遠程計算的方法獲取非實時數據；

(2)當管理任務發現管理對象的狀態發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送事件報告；

(3)為了提高系統擴展的靈活性，每當網絡的管理需要發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，實現自動更新。

被管節點主要由兩個組件構成：

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

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

3結語

在大規模分布式網絡管理中，網絡資源的數目繁多且異構性強，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絡管理的要求。本文就該問題提出了一個分布式網絡自管理模型，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。提出了管理系統的軟件層次結構；

(3)描述了網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—被管節點的通信機制。

參考文獻

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