分布式网络自管理模型及体系结构研究

　　摘要：随着向大规模、异构方向快速，传统网络管理已无法满足网络发展的需要，分布式网络管理成为研究热点和发展趋势。针对当前存在的一些有待解决的问题进行了研究。研究目标是为大规模、异构网络提供一个分布式、自治的网络管理模型，基于分布式管理结构对网络进行自动、自主、自适应的管理。
　　关键词：分布式网络管理；网络自管理；自动初始化；动态自管理
　　
　　1体系结构
　　
　　体系结构是网络管理系统的基础，决定了网络管理系统的框架结构。本模型采用管理站分层、管理任务分布的网络管理体系结构。如图1所示，体系结构的最底层为管理域，里面包含若干被管节点，每个管理域由一个域管理者进行管理；域管理者的管理者为管理站。
　　管理站分层结构采用由上到下逐步细化的方式分割管理应用。管理系统按照物理(地理位置等)或逻辑因素(部门或管理功能等)将管理站划分层次，对管理应用逐层分隔成不同粒度的管理任务，上层管理站在把管理任务委托给下层管理站之后，由下层管理站独立完成，只将执行结果上传。上层管理站具有更多的全局性知识，处理更复杂的网络事件，而下层管理站处理相对简单的网络事件，下层管理站处理的事件是上层管理站处理的事件的子集。顶层管理站支持各种网络管理功能，提供相应的管理应用，并且为管理员提供良好的图形用户接口。系统可以有多个顶层管理站，以提高系统的容错能力，或者各个系统实现不同的网络管理功能，以便均衡负载，提高管理效率。中间层管理站具有双重角色：它是下层对象的管理者和上层管理者的代理。中间层管理站的层次和数量可以动态地增加和删除，以适应不同的网络规模或者满足不同的管理应用的需要。管理站分层结构的优点是适应网络层次化的特点，不同层次管理站的管理功能较为独立，同层管理站之间没有相互通信，它们之间的协调是通过上层管理站完成的。
　　
　　管理任务分布结构是指域管理者将管理任务委托给管理域中的代理，在代理本地对管理对象进行实际的管理操作。我们采用移动代码技术实现管理任务的委托。管理任务委托方式提供细粒度的版本，域管理者能够通过加强管理策略来控制代理的行为。代理作为管理域的组成元素，一方面为管理任务提供执行环境，另一方面根据管理任务的要求收集和提供网络对象的管理信息。
　　图2描述了本模型下网络管理系统的软件层次结构。最顶层为管理应用，分为五个功能域，分别是配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和计费管理；每个管理应用包括若干分布式管理应用组件，并为用户提供了应用配置接口，另外，在这一层还为用户提供了定制任务及策略的公共接口，为整个管理系统所服务；管理应用被管理站逐层分隔成通用管理服务，即管理任务；管理任务调用其下层的分布处理服务，以便在管理域中的每个代理端分布运行；管理任务的通信模型建立在分布对象服务所提供的方法上，而后分派到代理端，通过与代理进行交互从而获取管理对象的信息或对其实施管理操作。
　　
　　
　　2模型结构
　　
　　模型的核心部分是域管理者，它承担了承上启下的作用，一方面需要完成管理站所指定的管理应用(如图3所示)，另一方面需要将管理应用划分成若干管理任务，分布到被管节点中执行(如图4所示)。 　　域管理者主要由三个组件构成：
　　(1)任务处理器：负责接收管理站的任务调度，将管理任务分派到管理域中，而后将执行结果返回给管理站；
　　(2)事件处理器：负责接收管理任务发出的事件，并对事件进行过滤和关联；
　　(3)策略处理器：负责接收来自事件处理器的事件关联结果，以确定按照何种策略为被管节点扩展管理任务。对于无法在本地处理的故障，上报至管理站。
　　在本模型中，为了简化管理站的设计并相应减少管理站间通信的复杂性，位于不同层次的管理站采用相同结构。
　　管理站主要由四个模块组成：
　　(1)故障报告接收器：负责接收来自下层实体(下层管理站或域管理者)的故障报告，该类报告是经过域管理站关联后的结果；
　　(2)策略处理器：负责对事件采取相应行为；
　　(3)事件分发器：负责将事件分发至三个流向，即上层管理站、管理员或者管理应用；
　　(4)管理站还有一个专门解析管理指令的指令解析器，一方面将管理应用发出的管理指令解析成管理任务所识别的任务调度指令，另一方面将管理任务的返回结果解析成管理应用所识别的信息格式。
　　
　　域管理者和被管节点之间的通信由如下三个过程组成：
　　(1)域管理者采用移动代码技术实现管理任务在被管节点的分布。采用基于移动代理的方法获取实时数据，采用基于远程的方法获取非实时数据；
　　(2)当管理任务发现管理对象的状态发生异常或性能超过预定指标时，以消息传递的方式向域管理者发送事件报告；
　　(3)为了提高系统扩展的灵活性，每当的管理需要发生变化而要改变代理的功能或者由于MIB定义新的事件而被修改时，被管节点可以通过按需代码方式从域管理者的代码库中下载有关程序，实现自动更新。
　　
　　被管节点主要由两个组件构成：
　　(1)任务执行环境：负责接收管理任务，并且提供一个能够与系统Agent进行交互的平台；
　　(2)系统Agent：为了减少管理任务自身的体积，在被管节点中将MIB的实现以及低级的网管操作独立出来，由一个系统Agent来实现。
　　
　　3结语
　　
　　在大规模分布式网络管理中，网络资源的数目繁多且异构性强，基于域的管理结构存在若干管理者，如果管理任务的配置等工作仍然基于“管理员密集”模式，则管理员的工作负荷将大大增加，由此所引起的管理低效和高出错率不能满足网络管理的要求。本文就该问题提出了一个分布式网络自管理模型，围绕以下几点展开了研究：
　　(1)提出该模型下被管节点、管理站、管理域、域管理者、管理任务和事件的概念；
　　(2)提出一个管理站分层、管理任务分布的网络管理体系结构。对管理站、域管理者和代理三个管理实体进行了对比。提出了管理系统的软件层次结构；
　　(3)描述了网络自管理模型的结构和各模块功能；
　　(4)描述了管理站—域管理者、域管理者—被管节点的通信机制。
　　
　　
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