小型网络管理中基于移动Agent数据采集的研究

李丹阳

摘要：随着网络技术的发展，小型网络管理数据的采集也得到了进一步的提升。其中，移动Agent不仅具有Agent自主性、主动性等最为基本的特征，同时还具有移动的特性。在网络管理中，移动Agent技术的运用，不仅提升了通信的效率，同时也使数据采集工作得到了很大的进步。因此，该文从移动Agent技术研究角度出发，对小型网络管理中数据采集问题进行深入的分析与思考。旨在促进小型网络管理效率提升的同时，为相关研究提供理论参考。

关键词：小型网络；数据采集；研究

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0078-03

目前，在网络技术的进步下，小型网络管理有了进一步的提升。回顾传统的网络管理，大都是以陷阱或轮询来实现网络数据的采集，因此传统的数据采集给网络宽带造成了资源浪费，同时也带来一系列的问题，比如拥塞、延时等。为了解决这一问题，小型网络管理逐渐基于移动Agent技术进行数据采集。这种方式主要是通过SNMP即简单网络管理协议代理互操作来实现的。以移动Agent技术作为基础实现数据的采集，不仅提高了信息交换效率，同时也提升了网络系统的管理工作。因此，本文对小型网络管理中基于移动Agent数据采集系统的应用模型进行分析，对于有关网络管理数据采集或者是移动Agent的相关研究具有非常重要的实践意义。

1 小型网络管理中移动Agent相关理论概述

目前，对于小型网络管理中基于移动Agent数据采集的研究非常少，因此本文在缺乏理论提供的基础上，对于移动Agent的相关理论进行研究分析。

1.1 移动Agent的特性

移动Agent在网络技术的进步中诞生，因此给计算机管理提供了一个比较统一且规模较大的网络计算模式。移动Agent不仅能够改变系统的设计，对于网络系统的开发也有积极的促进作用。移动Agent模式最为关键的属性是能够提升网络系统下的任何主机的灵活度。并且，在该技术的支持下，其处理能力不再依赖于独立的主机，而是可以被整个系统网络共同使用，也就是说能够有效地结合本地资源进行开发和利用。

所以，移动Agent的特性主要有以下几点：

1）移动性，该特性指的是Agent在执行过程中可以在任意站点上暂时中断，并且可以在异构网络上移动，同时还能够在目的站点停留以及恢复执行。通常，Agent激活本地的资源方式是利用的信息源，Agent可以移动到信息源，从而减少数据的传输环节，有效地处理了时延以及带宽问题。即便可用网络突然出现异常或者无法使用，Agent依然可以继续它的操作。

2）自主性，自主性指的是移动Agent可以根据自己的意愿执行操作，不需要人工进行过多的控制与干预。也就是说，Agent能够有效地对自身的行为进行控制，对于网络中的问题能够自主采取措施，具有相对的自主独立特征。

3）智能性，这一项特征指的是移动Agent的适应能力。移动Agent能够根据不同环境做出恰当的反应，可以有效地减少网络的负载以及智能地支持各种计算。

4）安全性，这是移动Agent中非常重要的一个特征，指的是对运行环境的安全保障或者是自身运行的一个安全保障。

5）协作性，协作性作为移动Agent的一大特性，在网络管理中发挥了重要的作用。这一特性指的是Agent能够在网络中与其他程序进行合作，共同完成分配的任务。同时，Agent能够与远程资源进行连接，对分配的任务进行动态计算。

1.2 移动Agent的研究现状

目前，国内关于移动Agent技术的研究比较少，展现出来的理论成果并不多见。但是国外关于Agent的研究相对丰富。关于小型网络管理中基于Agent数据采集的研究，对移动Agent进行了解是非常必要的。

在20世纪90年代，世界推出了第一个移动Agent系统，被GeneralMagic公司命名为TelescriPt。也就在这以后，关于Agent的研究相对多了起来。至今，移动Agent系统达到了数十种，比如有D'Agent系统、Ann系统、Aglet系统、odysses等等。这些系统不仅代表了Agent的发展历史，同时也代表了Agent技术的发展潮流与趋势。小型网络管理能够基于移动Agent技术进行数据采集，是一项非常明智的举动，当然还得归功于信息技术的发展。

移动Agent系统不仅仅是为本身提供一个安全的执行环境，而且还能为其开发与应用或者是网络管理提供成熟的框架。但是纵观学术界的研究成果来看，关于网络管理基于移动Agent数据采集的研究仍然有非常大的研究价值与空间。处于研究起步阶段的Agent，在网络管理数据采集中的作用是非常巨大的，即便许多的研究人员将这一技术应用到许多的研究领域，但是解决其安全问题仍然是一项艰巨的任务。

何谓数据采集呢？指的是从传感器或待测设备等数字和模拟被测单元中自动采电量或非电量信号送到上位机中进行分析和处理。其中移动Agent有效地保障了数据采集的灵活性、安全性，这对于网络管理也是非常必要的要求。Agent对于数据的保密是比较可靠、完整的，因此对于小型网络管理中基于移动Agent数据采集的研究仍然需要规划出思路较为完整的方案。

2 小型网管中基于移动Agent数据采集系统的应用模型

2.1 应用模型的分析

当前小型网络管理中采用的系统模式大多是完全集中式的模式，这不仅给网络和系统带来了较大的资源浪费，同时也限制了系统空间。在对小型网络进行管理时，用户是从代理处获得管理信息，而管理信息大都是属于原始数据，这些数据不仅存量大，而且缺乏加工和处理，并不属于价值较高的管理信息。如果对小型网络采取完全分布式的管理模式，在控制系统中又无法齐全地得到运行异常的故障报告。因此，采取分布式轮询的管理模式，对网络进行集中控制。这种方法不仅适合规模较小的网络管理，同时也可以减少网络管理中使用的流量，还能够对局域网络中的其他主机进行良好的管理。

因此，本文对小型网管中基于移动Agent数据采集的研究进行系统模型的分析。在本次分析中，设置一个管理中心，对小型网络中的其他网络和设备进行管理域划分，每个网络域中设置专门人员负责该设备数据的采集、分析以及入库等。

如图1所示，中心网管控制台、数据采集管理代理、移动Agent、被管节点SNMP、数据库构成了移动Agent数据采集系统的应用模型。其中，控制中心功能是负责派遣移动Agent的采集管理代理；数据采集管理代理负责移动A-gent在本网络管理域内的活动以及数据的处理；移动Agent根据控制中心规定的策略以及路线进行数据的收集以及网络管理操作；被管节点上存在Agent的执行环境以及网管协议，移动Agent与SNMP Agent交互实现网络管理的数据采集以及计算工作。

2.2 移动Agent的应用原理分析

在小型网络管理数据采集中，Agent的作用是至关重要的。移动Agent不仅是能够在其他网络中主动地从主机迁移到另一台主机当中，同时还可以与其他的Agent进行资源交互。

移动Agent迁移的主要内容有代码以及代码的运行状态。因此要完全实现移动Agent的功能，通常是借助于一个移动Agent平台。而移动Agent平台则是虚拟机，也被称作“移动Agent服务器”，“移动Agent服务器”为移动Agent提供其功能实现所需要的数据以及其他资源。

而在这些系统模型当中，生命周期模型能够实现移动Agent的启动、创建、挂起、销毁、分配执行环境以及停止工作；另一类计算模型则能够实现移动Agent的计算能力，比如线程的控制以及数据的具体操作；还有，安全模型则被定义为Agent访问外部资源的主要模型，这一模型的Agent也能够从外部对内部信息进行访问；通信模型，是指Agent和Agent之间以及Agent与外部的通信；导航模型，是指不同网域中计算实体之间传送Agent的相关信息[1]。

目前的研究中被广泛举例的是Grasshopper。Grasshopper符合两种移动Agent之间相互操作的移动Agent平台，这一平台不仅性能比较好，而且其编程接口也比较先进。所以，在本文中，对这一开发平台进一步介绍，对于小型网络管理中数据采集有积极的意义。

Grasshopper平台的Agent执行环境主要是由场地、region、agency以及不同的Agent共同组建的。其中Agency是Agent的运行环境，主要包括core agency和其他场地。core agency表示的是agency支持代理执行中的一个小型功能集。主要有安全服务功能，即提供安全保障；有传输服务功能，用来支持Agent的移动；通信服务功能，主要负责Grasshopper组件之间的远程交互；管理服务功能，帮助管理者控制以及监视Agent、agency以及场地；注册服务功能，负责提供信息；持久服务功能，提供场地以及Agent长期的存储服务，以便网络管理系统发生崩溃时agency的恢复。

其中场地的功能主要是对Agent根据功能进行分组划分，而场地的名称通常是反映场地的目的；Region是负责管理Grasshopper环境中的分布组件；agency则属于某一特定region。可见Grasshopper是比较巧妙的一个平台，不仅仅可以通过CORBA通信，还可以在Socket以及Java RMI的连接下通信。而通信结构充分利用插件技术，使整个网络管理系统的扩展性非常良好。

对数据进行采集和分析时，进行的身份认证是在安全服务的保障下开展的，通常是运用SSL来保障数据传输的安全[2]。在小型网络管理数据采集的实际操作中，Agent通过安全管理器对资源进行控制和访问，还可以完成数字签名。所以在小型网络的管理中，采用移动Agent技术，不仅可以大大提高网络管理的可重构性，还可以使网络数据采集和管理的灵活性得到提升，从而使数据采集也能够适应网络管理的变化与发展。除此之外，小型网络管理基于移动Agent进行数据采集，可以有效地解决兼容性等重要的问题，使整个管理系统的性能也得到进一步提升。

3 小型网管中基于移动Agent数据采集的实现

3.1 移动Agent与SNMP代理的结合

SNMP，即简单网络管理协议，是目前使用最为广泛的网络管理协议，SNMP的作用主要是管理网络设备，以及搜集网络设备数据，对网络进行有效配置。目前，对于网络管理中数据采集的实践表明，SNMP不仅具有便于扩充、易于实现等特点和优势，同时在网络管理领域中，SNMP成为了一项使用标准，也就意味着大多数网络设备的使用都涉及SNMP。

SNMP对节点信息地有效收集，使网络管理的任务完成得更加的高效，这一点与Agent优点有异曲同工之处。Agent和SNMP的交互，有以下几种形式：

SNMP与移动Agent直接交互。这种交互形式需要移动Agent开启sockets，也就可能会导致网络管理中数据的安全问题。并且这种交互形式产生的网络管理负载比较大，需要更为复杂的移动代码来解决相关的程序问题。

另一种交互形式需要借助其他物质，也就是在SNMP与移动Agent之间加入中介物。这种交互形式可以满足数据采集的要求，这一形式选择的方法包括MIB访问以及MIB扩展两大功能，但是这两种功能之间相互独立，因此对于数据的安全性能够起到很好的保障作用。

3.2 基于移动Agent数据库访问方式的分析

在小型网络管理系统当中，数据库是其重要的核心组件。数据库主要是用来管理存储网络对象的实时信息、历史以及数据统计。其中网络对象主要有网络接口、网络节点以及网络等。小型网络管理中的数据库是动态形式的，因此在实际的网络管理当中，可以对网络数据库实施修改、增加、删除、调用、检索等工作，但是这些操作程序都需要在访问技术的支持下才能得以实现。

目前，网络规模逐步扩大，不仅仅是小型规模的网络管理，所以对于网络技术的研究也变得更加的复杂。换而言之，数据库数据的管理变得更加的困难，所以提高数据库访问技术的研究意义重大。传统的数据库访问通常是在应用程序的支持下实现的，传统的访问方式要求网络管理者即客户端提供JDBC、JDBC API等等驱动程序，否则无法实现数据库访问。而执行这一访问形式提供的驱动程序必须在超强的通信负载中才能够完成，所以这种传统的访问形式浪费了大部分的网络资源，同时也增加了网络的承载压力。

但是基于移动Agent的数据库这一访问方式有效地解决了传统访问方式带来的弊端。基于移动Agent的数据库访问需要网络管理系统提供Mobile Agent的运行环境、驱动程序、数据库接口。这种访问形式实现了访问生成接口、访问移动Agent、访问执行环境三个组件。其中，访问生成接口为数据库应用程序提供访问接口，并将访问请求以字符串的形式传递给访问移动Agent，然后将访问移动Agent执行的结果返回给用户。访问移动Agent被访问生成接口调用，负责将输入访问生成接口的数据库访问请求在数据库服务器上执行，并将结果返回给访问生成接口。访问执行环境则驻留并且在相应的服务程序环境中运行，为到达的访问移动Agent提供本地可以使用的数据源和驱动程序，并且辅助访问移动Agent建立与数据源的连接，以此实现数据库访问和数据采集。

4 结束语

在小型网络管理的数据采集中，移动Agent起到了至关重要的作用。从网络管理的角度而言，网络管理的数据采集本身就是一项比较系统且较为复杂的工作。小型网络管理不仅需要集管理技术、数据库技术以及软件、硬件技术相结合，而且还需要随着信息技术地不断发展而与时俱进，使小型网络管理基于移动Agent的数据采集工作更加的完善与成熟。本文对Agent这一技术模型的应用与实现进行了深入的分析，以此对小型网络管理的数据采集进行了较为直观地理论梳理，实践证明，移动Agent在小型网络管理中数据的采集产生的作用是比较明显的。因此，加强移动Agent的应用与完善，对于网络管理有着非常重要的价值。

参考文献：

[1] 王茜， 张玉明. 校园网管理中基于移动Agent数据采集问题的研究与设计[J]. 计算机与现代化， 2014， 3（8）： 70-72.

[2] 张宇蓉. 无线传感器网络中基于移动Agent的数据采集研究[D]. 太原： 太原理工大学， 2010.