综合网络管理体系结构研究*

方 山 吴学智 林海涛 王 斌

(海军工程大学 武汉 430033)

1 引言

随着网络技术的高速发展,综合网络管理的重要性越来越突出,已经成为研究的热点。第一,网络的效益依赖于有效的网络管理[1]。现代网络已经成为一个极其庞大而复杂的系统,它的运营、开通、维护和管理已经成为一个专门的学科。没有一个有力的综合网络管理系统作为支撑,就难以在网络运营中有效地疏导力量,提高接通率,避免拥塞、排除故障等问题。第二,用户对网络的依赖程度增强,对其稳定性、安全性也提出更高的要求,所以高效率、可靠性强的综合网络管理系统是现今网络发展的必然趋势。

2 UML建模分析

综合网络管理系统功能的实现主要是软件的实现,用统一建模语言来建模分析主要关心问题域中的主要概念(如抽象、类和对象等)和机制[2],并描述了一个系统的静态结构和动态行为,并最终为外部用户提供一定功能的模型结构,这样有助于系统的设计和实现。

UML语言是一个通用的可视化建模语言,用于对软件的描述、可视化处理、构造和建立软件系统的文档,用于描述对系统的理解。

本文对综合网络管理的建模如下:

1)用例图

用例图通过描述“系统”和“活动者”之间的交互来描述系统的行为。主要用来表示了综合网络管理系统功能与执行者间的交互,用例图将显示谁将是相关的使用者,使用者希望软件系统提供什么服务等功能。

2)时序图

时序图是一种强调消息时序的交互图,它由活动者、对象、消息、生命线和控制焦点组成。时序图以图的形式描述了业务角色和主角之间的交互,简要描述了参与业务角色的工作。

3)状态图

状态图是描述一个实体基于事件反应的动态行为,显示了该实体如何根据当前所处的状态做出反应。UM L必须包括状态图,因为它能够帮助分析员理解系统中各个对象的行为。

图3 综合网络管理状态图

4)组件图

视图中将系统中可重用的块包装成具有可替代性的物理单元,成为组件。一个组件表现了实施项目,如文件和运行的程序。组件视图通常包括三个元素:组件、接口和关系。组件图主要为了表示组件之间的依赖关系,每个组件实现一些接口,并使用另一些接口。

图4 综合网络管理系统性能管理组件图

在综合网络管理系统软件设计中,UML建模对软件逻辑模型的设计将起到非常关键的作用。在分析了系统模型后,必须针对关键问题进行分析,选择合适的应用软件体系结构指导设计系统的模型。

3 系统设计

3.1 体系架构设计

本文采用Web Services技术设计综合网络管理体系架构。其逻辑上可分为Web浏览器、网络管理服务器和被管资源三部分。

◦被管资源主要指专业网管,而在现有的基础上难以做到统一,所以仍然延用已有的协议和设备。

◦Web浏览器作为管理者和系统的交互接口,负责提供直观统一的管理界面[3]。Web浏览器向Web服务器请求一个含有Java Applet的页面,Java Applet程序与网络系统管理服务中的所指定的管理功能模块通信,管理功能模块调用采集到的被管资源交互来获取相应的信息,最后把信息返回到Java Applet动态显示。

◦网络管理服务器主要由Web服务器模块、管理服务模块、数据存储模块和XML/SNMP以及其它协议网关模块四部分组成。

1)XM L/SNMP网关模块

以XML/SNMP网关为例,在XML/SNMP网关中,用Web Services方式与管理服务服务模块进行交互[4]。在执行综合网管下达命令时,通过XML/SNMP网关中将用XML所描述的管理操作转换成相应的SNMP操作,然后通过专业网管获取所需信息;同样通过专业网管上传的数据通过网关转换成XML格式上传或存储。

图5 基于Web Services的综合网络管理方案

2)数据存储模块

数据存储模块负责各种网络管理信息的存储,包括控制系统运行的各种配置信息、监测策略以及从网络中采集和分析得到的各种网络管理信息。信息可以根据不同的需求存放在数据库中或者以XML文档形式保存[5],为特定的应用提供更灵活、方便的访问方式。

3)管理服务模块

管理服务模块是完成具体管理任务的主要实体,完成综合网络管理业务的逻辑处理,如配置管理、性能管理、计费管理、安全管理、故障管理、拓扑管理等多种网络管理功能。各模块进行封装,用Web Service技术为服务器提供服务,使用XML描述通讯协议,以SOAP消息进行传输。

4)服务器模块

服务器主要提供为呈现层提供远程浏览功能,当用户浏览网页时,向Web服务器发出请求信息,将网页下载到客户端。

3.2 管理流程设计

1)网络性能管理为例,设计综合网络管理流程。

本地管理命令主要有本级综合管理终端发起,用户通过浏览器将指令下达到Web服务器,Web服务器接收请求后与管理服务模块进行交互。该过程通过将SOAP绑定在HT TP上实现,利用HTTP的请求/响应消息模型,将SOAP请求和响应的参数对应放在H TTP请求的响应里面。

图6 本地管理流程

Web服务器根据命令调用管理服务模块发布的服务,如果性能管理的指令,就直接调用其发布的服务。

性能管理服务模块接收命令,向专业网管传送或采集需要的数据。为了适配专业网管的管理信息语言,以SNMP为例,先从网关通过将XML描述形式转换成SNMP描述形式。最后封装起来通过Web Services接口调用。

2)上下级管理流程

由于综合网络管理系统不直接面向设备,是通过专业网管来管理网元。因此上级综合网络管理系统对下层专业子网的管理需要通过下级综合网络管理系统。

4 结语

图7 上下级管理流程

本文采用UML语言描述了综合网络管理系统用例图、时序图、状态图和组件图,在此基础上,选择Web Services技术对综合网络管理系统进行了架构设计。最后,分析了综合网络管理系统本地管理流程和上下级管理流程。

[1]Heinz-Gerd Hegering,Sebastian Abeck,Bernhard.网络系统的集成管理:概念、体系及其应用[M].北京:清华大学出版社,2001

[2]Joey George,Danish Bart.面向对象系统分析与设计[M].北京:清华大学出版社,2008

[3]敖麟钦.基于Web服务的SNMP网络管理研究与实现[D].重庆:重庆大学

[4]刘学超.基于Web/XM L的网络管理研究与实现[D].武汉:华中师范大学

[5]陈竹梅,熊齐邦.基于 XML的网络管理[J].网络与通信,2004(12)