简单网络管理协议的研究及应用陈跃维

刘玉胡

摘   要：文章主要对简单网络管理协议进行分析，在分析网络管理及其功能需求的基础上，提出简单网络管理协议的网络构架体系，最后提出基于简单网络管理协议的设计和具体应用。

关键词：网络管理;简单网络管理协议;应用

近年来，随着“互联网+”的发展，大数据技术和云计算技术进一步推进，发展出了通用信息管理协议（Common Management Information Protocol，CMIP）、简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol，SNMP）等网络协议，更加简单灵活的SNMP在简单网关监控协议（Simple Gateway Monitoring Protocol，SGMP）基础上被提出并应用于广大网络设备中，成为重要的工业标准。SGMP在网络管理中的引入大大提高了网络管理效率，不仅能有效监视网络设备的工作情况，而且对于其中出现的网络问题和网络故障能够给予相应的警告通知信息。在第一代SNMP的基础上，人们不断发展与改进，引入安全机制希望提高其安全性，SNMPv2，SNMPv3的提出对进行网络管理协议SNMP的研究及应用具有重要意义。

1    网络管理及其功能需求简述

1.1  简单网络管理

简单网络管理是通过相应的网络管理协议实现对复杂计算机网络的监视与控制，保证整个计算机系统的安全正常运行，而且简单网络管理还应该具有故障识别和故障修复功能，当系统及网络出现故障的时候，通过简单网络管理及时发现、及时修复。通过简单网络管理实时监测网络设备和网络系统的工作参数、运行数据，对收集的信息进行初步分析并以可视化界面展示给相关工作人员或直接传输指令给相关设备实现设备控制，实现网络管理的控制功能，保证网络设备正常运行工作，提高网络效率。

1.2  网络管理功能简述

1.2.1  故障管理

网络故障管理是网络管理的基本功能之一，当网络系统以及网络设备出现异常以及故障时，网络管理中的故障管理模块能对系统和设备的故障位置进行定位，并通过指令控制实现故障恢复。对于不能自动修复的故障能够将故障信息传递给工作人员和用户，进一步处理保证网络和相关设备的正常运行。

1.2.2  计费管理

网络管理中的计费管理主要是对网络操作的相关费用进行监测和控制，这一功能在公共商业网络中具有重要作用。通过计费管理模块还能够对用户网络资源使用费用进行一定的估算，在此基础上限定用户最大使用费用，避免出现用户过多占用网络资源的情况，进而提高网络效率。当用户占用多个网络中的资源时，计费管理能够充分发挥其功能进行总计费用管理[1]。

1.2.3  配置管理

配置管理是网络服务正常进行的保证，具有初始化网络以及配置网络的功能。通过配置管理能够对通信网络对象进行辨别、监视、定义及控制，以此实现网络性能最优化。

1.2.4  性能管理

性能管理作为网络管理的重要内容，能够监视并且分析网络和相关网络设备提供服务的性能机制，通过分析给出相应的性能结果，根据结果进行网络重新配置以保证网络性能。性能管理还能够根据管理的内容给出相应的日志与报告。

1.2.5  安全管理

安全管理一直是网络管理的核心内容，也是网络管理的薄弱环节之一。当前人们对网络安全性的要求越来越高，必须保证用户的私有性数据不会泄露或被侵入者非法获取，同时，安全管理必须实现访问控制对网络资源的访问。网络安全管理需要加强访问控制、加密、授权机制的管理，同时，还应该加强安全日志的检查和维护。

2    SNMP网络体系结构

基于SNMP的网络管理是希望通过SNMP实现网络中软硬件资源的管理控制，主要功能涉及故障管理、安全管理、计费管理以及配置管理和性能管理等。基于SNMP的网络管理能够有效识别网络系统中的故障并进行排除，同时，还能够对用户访问网络情况等进行实时跟踪监测，保证用户网络使用的安全性。作为基于传输控制协议/互联网（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）的代表，SNMP是一系列网络管理协议的综合，不仅能收集网络中设备的信息，还能够实现网络和网络设备信息的设计。经过多年发展，SNMP已经十分成熟并形成成熟的管理模型，如图1所示，主要包括网络管理系统（Network Manager Station，NMS）、代理（Agent）、管理信息库（Management Information Base，MIB）及NMS和Agent之间通信的SNMP几部分。

NMS和Agent之间的通信和信息获取主要通过SNMP实现，按照规定时间工作人员进行被管设备的轮询管理，代理需要对NMS管理查询和命令进行监听和响应。通过SNMP来交换信息，信息分别驻留在管理工作站和被管理对象的管理信息MIB库中。

3    SNMP的实现及应用

3.1  SNMP

SNMP作为TCP/IP体系结构中的应用层协议，被广泛应用于网络管理，主要为网络中的交换机等相关设备提供网络管理服务，以此实现网络各节点管理的目的。经过不断研究与发展，目前，一共有SNMPv1，SNMPv2和SNMPv3 3个版本，SNMPv2和SNMPv3是基于SNMPv1基础上发展起来的，进一步提高了SNMP的安全性。SNMPv2在SNMPv1的基础上引入了数据完整性、数据源认证等访问控制机制，优化改进了SNMPv1的访问安全性。SNMPv3根據SNMPv1和SNMPv2中暴露出来的问题，进一步优化，引入基于用户的安全模型，采用数据加密标准（Data Encryption Standard，DES）、MD5和SHA-1认证加密技术，最大限度地保证了网络数据的安全性。

3.2  SNMP的具體实现

SNMP通过SET，Trap和GET等方法来实现管理站和代理之间信息的获得与设置。管理站中通过GET方法收集代理相关数据并进行分析，并通过SET方法实现代理对象参数的设置和分配，Trap方法在网络管理中的主要作用是能够实现代理主动向管理站发送告警信息的功能[2]。具体网络管理模型如图2所示。

3.3  网络管理协议SNMP的实际应用

3.3.1  网络服务器监控

在以物联网工程为代表的相关项目中，SNMP能够有效地对网络服务器相关信息和工作参数进行监控，包括设备工作温度、设备运行参数、网络使用状况、内容占用等，通过网络服务器和网络设备的监控，能够为工程项目的正常进行提供信息支持，当工程项目中网络出现故障和问题的时候，通过该协议的故障功能还能及时修复故障并给出相应警告信息，保证工程项目的正常进行。

3.3.2  网络设备管理

在SNMP发展的背景下，基于SNMP的网络设备管理系统被提出并应用，通过该系统实现了网络设备的管理，并且结合网络技术和计算机技术实现了管理情况的可视化管理。基于SNMP的设备管理系统能实时监测网络及设备运行情况，并形成网络拓扑图，结合计算机技术和自动化技术实现网络设备和系统的智能化管理。以网络系统中交换机设备的管理进行分析，通过网络管理系统的可视化界面和仿真面板能够直接实时查询交换机设备和端口的运行情况，包括交换机的类型、运行状态、管理状态以及端口变动情况等，而且能够通过该系统实现端口操作，对交换机设备以及端口进行重新配置。为保证管理系统的实时性和动态性，系统会在一定时间间隔内对设备进行轮询，在轮询过程中如果发现故障或者异常会直接给出告警信息，实现设备和网络的故障分析、动态监测。

4    结语

在网络迅速普及和发展的背景下，面对复杂多变的网络环境，加强监管、提高网络安全性具有重要意义，希望不断提高SNMP的发展水平和应用能力，保证网络安全和可持续发展。

[参考文献]

[1]赵琳，吴姣，李健.一种基于SNMP协议的FC网络管理软件设计方法[J].电脑知识与技术，2019（7）：40-42.

[2]王磊，马亮.基于SNMP的铁路信号监督系统网络拓扑发现方法[J].铁路计算机应用，2018（11）：60-64，68.

Abstract：This paper mainly analyzes the simple network management protocol， on the basis of analyzing the network management and its functional requirements， puts forward the network architecture of simple network management protocol， and finally puts forward the design and application of network management based on simple network management protocol.

Key words：network management; simple network management protocol; application