基于移动Agent技术的网络管理系统研究
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摘要:随着网络技术的迅猛发展,网络管理技术的相关研究也越来越得到广泛重视,传统的集中式管理方法在可扩展性、可靠性、灵活性方面存在一定的不足。基于移动agent的分布式网络管理方案很好地解决这些问题。该文设计了基于移动Agent的分布式网络管理系统模型――MADNMS,详细阐述了其核心拓扑算法,并对算法的性能进行了分析。
关键词:移动Agent;网络管理;拓扑算法
中图分类号:TP393文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)05-1085-03
Based on Mobile Agent Technology Network Management System
SUN Jie
(Xiaozhuang University, Nanjing 211171, China)
Abstract: With the rapid development of network technology, the research on the technology of network management is paid more and more attention to. Existing centralized network management frameworks suffer from problems such as insufficient scalability, reliability, and flexibility. The distributed network management system based on mobile agents can overcome these problems. This paper proposes a distributed network management system based on mobile agents MADNMS, details its topology algorithm, and gives a research on the efficiency of the algorithm.
Key words: Mobile Agent;Network Management;Topology Algorithm
网络管理系统作为计算机网络体系的重要组成部分,对保证计算机网络正常高效运行,为用户提供令人满意的服务起着关键性作用,其管理能力和自身性能直接影响着网络的运行效率。
随着计算机网络规模和技术的不断发展,传统的SNMP集中式管理模式开始暴露出诸多弊端,已经越来越不能适应规模快速增长中的网络网管的需求,新型的分布式网络管理逐渐成为研究热点。移动Agent因为其具有移动性、自治性、智能性等优点,在分布式网络管理系统中得到的广泛的应用[3]。
1 基于移动Agent的分布式网络管理系统――MADNMS
本文设计了一个基于移动Agent技术的分布式网络管理系统MADNMS(Mobile Agent based Distributed Network Management System)。系统体系结构如图1所示。
用户使用标准浏览器实现对网络的管理。HTTP引擎由嵌入在管理站的Web服务器负责提供。Web服务器负责向客户端浏览器提供的代码有两个来源:一个是由网管开发人员定制,主要负责客户端浏览器界面;另一个则来自应用服务器提供的网管操作的结果。Web服务器还负责将用户通过浏览器提交的网管要求传递给应用服务器。
应用服务器接收并分析传递来的用户网管请求后从移动Agent数据库中定制并生成相应的移动Agent。此外应用服务器负责接收来自被管理设备的移动Agent,读取并处理其携带的网管数据,将其中一些数据存储到网管分布式数据库中,并生成脚本代码将结果传递给Web服务器。
分布式数据库存贮了被管理网络的拓扑信息以及网络的其他重要信息。网络拓扑信息是整个系统的基石,它向用户提供了描述操作对象的描述手段。同时它存储的网络重要信息可以用来实现广域网的分布式管理平台。基于移动Agent网络拓扑算法将在下文具体说明。
移动Agent经过移动Agent平台进行相应的处理后被派遣出去执行网管功能。Agent经过网络传送到被管理节点,被管节点上的移动Agent平台接收该Agent,移动Agent平台根据相应的算法要求对Agent进行处理,如转发、复制或者销毁等。移动Agent平台提供执行环境使得Agent携带的代码被执行以完成网管功能,然后将执行结果存贮于该Agent中。移动Agent根据事先安排的算法可以继续迁移到下一个被管节点,也可以迁移回网管站。
本系统中的被管理节点除了移动Agent平台外,还包括了传统SNMP/CMIP的静态和管理信息库,它们依然执行传统的功能。移动Agent通过与静态的交互实现对管理信息库信息的读写。为了提高效率,在被管理节点设计了一个分布式数据库,移动Agent把从静态那里获得常用的和访问频繁的网管信息使用SQL语句存储到该数据库中,这样可以提高执行效率。
从网管功能来看,网络管理的所有功能必须建立在实现网络拓扑图的前提下。从技术角度来看,基于移动Agent的网络拓扑包括了基于移动Agent网络管理的所有基本操作,如移动Agent的派生,迁移、复制、销毁等。出于以上的原因,MADNMS的拓扑算法是本系统实现的重点和难点。
2 MADNMS的拓扑算法
2.1 算法系统模型
系统的网络模型描述如下:
1)该网络模型是由网络节点和连接这些节点的链路组成的图状结构。
2)每一个节点具有唯一性的标识符ID(如IP地址)并提供移动Agent运行平台、可读写的数据区以及数据读写和加锁接口。该数据区存储了以下内容:错误!未找到引用源。该节点的状态字,分别为null和“visited”,当节点状态字为null时,代表该节点未被发现Agent访问,称这样的节点为处女节点;当节点状态字为“visited”,代表该节点已被发现Agent访问。错误!未找到引用源。与该节点关联的所有链路在该节点处的状态字。此类状态字有“uproad” 和null,其含义在具体算法中进行介绍。初始状态下这些状态字状态为null。错误!未找到引用源。与该节点关连的链路数f;错误!未找到引用源。该节点及其邻接节点的标识信息ID。
3)移动Agent之间可以交换信息。Agent交换信息的某一个时刻瞬时是单向的,即只允许一个Agent访问另外一个Agent数据。
4)双向链路理想状态下双向传输速度相等,但是每段链路速度并不要求相等。
5)网管站可以是网络中的任意一个节点。
根据移动Agent的特点,将网络拓扑算法分为三部分,一部分是网络拓扑的发现,设计了发现Agent ,通过发现Agent对被管理网络的洪泛,实现网络节点的快速发现;另一部分则是将拓扑信息送至网管站,网管站端的应用服务器利用拓扑信息生成网络拓扑图,针对这项功能,设计了报告Agent;最后一部分是网管站接受报告Agent生成网络拓扑的算法。
2.2 发现Agent的算法
为了保证拓扑发现的快速性,在MADNMS系统的拓扑发现中设计了一种受控制的洪泛法,具体描述如下。