2252007年第11期，第40卷 通 信 技 术 Vol.40，No.11,2007总第191期 Communications Technology No.191,Totally一种基于SNMP 的中间网络管理系统解决方案毛期俭， 陈恒志， 肖寒春(重庆邮电大学，重庆 400065)【摘 要】文中针对现有光收发设备管理系统的现状和测控技术的发展趋势，提出了多台设备数据集中打包、代理软件化的基于SNMP 的中间网络管理解决思路。
同时详细地规划了网络管理层次架构，给出了硬件组成结构设计和软件系统的整体架构。
经过测试，该系统解决方案完全满足设计需求。
【关键词】简单网络管理协议；光传输设备网络管理系统；管理信息库【中图分类号】TP391 【文献标识码】B 【文章编号】1002-0802(2007)11-0225-02A Solution of Mid-layer Network Management System Based on SNMPMAO Qi-jian， CHEN Heng-zhi， XIAO Han-chun(Chongqing University of Posts & Telecommunications, Chongqing 400065, China)【Abstract】Considering the trends of Measurement and Control Technology and the status of management system for optical transmission equipments, a solution of Mid-layer network management system based on SNMP, with data together-packed and softwarized agent, is suggested in this paper. The network topology connection is d planned indetail,and the structures of the hardware and the software system are given. The result of the test proves that the solution exactly satisfies requirements of the design.【Key words 】SNMP；network management of the optical transmission equipment；MIB0 引言网络技术的发展，引发了测控领域的深刻技术变革；测控系统沿着网络化方向与可开发性方向的发展是目前控制技术发展的主流。
鉴于目前国内光收发器的网管现状以及网络集中管理的理念，引入新的符合监控领域的发展主流的新光收发机的监控方式便成为当务之急。
文中提出了一种管理代理端（SNMP Agent）外置化集中化采用了多台设备数据集中打包（IP 包）、代理软件化解决思路的网络管理方案。
首先给出了整个管理体系的网络架构，然后分析了硬件组成结构设计和软件系统的整体架构；随后着重研究了软件系统中的信息管理层次、双地址定位机制和系统与设备间通信的要点。
最后，对管理系统分别进行了功能性测试和压力测试，并根据测试的结果对系统做出了优化改进。
1 网络管理层次架构为了达到工程管理网络的规模，每个代理中心设计网元管理容量可达500台。
每个代理与其所管理的设备同处于一个子网内（局域网），在该局域网内不限制网段与IP。
各代理端平等地连接于公网上，在公网上以SNMP 协议的方式与中心网管进行双向管理通信。
网络管理拓扑图如图1所示。
在图1中没有标出串口转换设备，从公网向下，各代理端下连接的网元设备均视为并联；但在实际中，这些设备是分组连接在不同的串口转换设 收稿日期：2007-06-12。
基金项目：重庆市科委科技攻关项目（编号：CSTC，2005AC2089）。
作者简介：毛期俭(1946-)，男，教授，硕士生导师，主要研究方向为第三代移动通信技术、多媒体通信；陈恒志(1983-)，男，硕士研究生，主要研究方向为第三代移动通信技术、光通信技术；肖寒春(1973-）男，高工，硕士研究生导师，主要研究方向为下一代网络技术。
226 2 硬件组成结构设计整个网管系统的硬件由若干个本地代理中心、串口转换设备、串口集线器和光端机设备构成，一个代理中心所管理图2 硬件组成结构本地代理中心与转换设备之间以UDP 协议格式通讯；由于转换器与诸多串口设备之间以串口相连接，转换器的接口数又受到机器本身的大小限制，故转换器本身不可能与足够多的光端机连接，在转换器与串口设备之间加上若干个串口集线器将很好的解决这个问题；光端机都是成对出现的，每一对之间用光纤连接，这样转换器所连接的终端串口设备就会成倍增加，也就意味着每个代理中心下设的网元数量也会成倍增加[1]。
各种光端机设备通过串口转换设备将数据信息以UDP/IP 协议格式接入到以太网(局域网)中。
设备告警数据主动上报，代理中心通过界面以各种方式显示出这些数据并存储为相应的历史记录，同时能通过SNMP 协议向上一级监控中心（运营商管理端）开放数据；代理中心不但支持本地PC 对各串口设备的功能配置，还支持由上级网管中心以SNMP 协议命令形式通过代理中心对各串口设备进行功能配置。
3 Agent 软件架构基于以上硬件解决思路，该系统的软件部分主要包括两部分：运行在转换器上的协议及数据转换软件与运行在代理PC 上的代理软件接口。
其中前一部分主要由设备厂家设计，并提供相应的UDP 通信数据接口。
而后一部分就是集SNMP Agent 模块、数据管理模块、人机交互模块、综合数据库模块、MIB 库模块、数据解析与通信模块于一体的综合管理接口系统。
各模块之间的组成结构和相互关系如图3所示。
图3 软件系统组成结构3.1 SNMP 协议解析模块SNMP 协议解析模块的设计模块结构图如图4。
图 4 SNMP 协议解析模块结构从图4中可以看出，SNMP 报文处理子模块是最核心的子模块，它从传输协议接口得到 SNMP 请求报文，然后利用编码解析和构造子模块进行 SNMP 报文的数据编码格式BER 的解析和构造，从 MIB 接口中获得要请求的变量值或者通过它对变量进行操作；最后构造应答报文，再通过传输协议接口进行发送。
TRAP 报文生成子模块通过SNMP 报文处理模块获得要携带的变量值，然后通过传输协议接口进行发送[2]。
3.2 数据管理模块数据管理模块肩负本地管理员命令处理、数据库管理、数据（UDP 和SNMP）处理、向下发布设置命令和指令SNMP 协议解析模块向上级发报等诸多任务，会根据由转换器上传的UDP 包中的设备数据信息不断更新综合数据库中的设备状态并存档，根据综合数据库中的数据记录满足SNMP Agent 的查询和上报服务要求。
为了配合网络管理拓扑图设计和适应代理端下所管理的IP 地址、串口转换设备和网元数量较多的特征，系统的管理层次被设计为段、组跟网元三个层次：本代理暂时下设若干个段，每个段下设若干个组，每个组包含若干个网元。
其中段为虚拟的概念，为了管理方便和配合地理区域命名方便。
组与串口转换器为一一对应的概念，每个组在整个网络中对应于唯一的IP 地址。
最后网元对应于光端机。
设备定位采取了双地址定位机制。
设备所连接的串口转换器的IP 与该转换器分配给设备的唯一物理地址的交叉定位。
3.3 其他模块之间相互通信机制数据解析和通信模块分为UDP 通信和数据解析翻译两部分，二者之间的关系相当紧密，不论上行或是下行的UDP 数据都将通过数据解析翻译过程处理。
UDP 通信的下行发包工作直接由数据管理模块来控制，上行接收从转换器传过来的UDP 包则是被动的且始终处于监听状态。
根据本地管理员操作人机交互界面会将由数据管理模块输出的各种数据以一定的统计学方式和相当直观的方式显示给用户；同时也会将用户的操作命令传递给数据管理模块。
在软件系统组成结构框架图中，值得注意的是数据管理（下转第229页）感器网络应用的严重问题。
既要在网络工作过程中节省能源，又要最大化网络的生命周期，这对电源的使用和容量设计提出了新的要求。
（3）计算能力有限。
传感器网络中的传感器都具有嵌入式处理器和存储器。
这些传感器都具有计算能力，但是，由于嵌入式处理器和存储器的能力和容量有限，传感器的计算能力也十分有限。
随着海量存储器技术的发展和算法优化，这一问题可以得到较好的解决。
（4）传感器网络中传感器节点密集，数量巨大，可能达到成百上千个，甚至更多。
此外，传感器网络可以分布在很广泛的地理区域，传感器的数量与用户数量也非常大。
这使得网络的维护十分困难甚至不可维护，传感器网络的软、硬件必须具有很高的环境适应性、容错性和自毁性。
（5）传感器网络具有很强的动态性。
网络中的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性。
并且经常有新节点加入或已有节点失效。
因此，网络的拓扑结构动态变化，传感器、感知对象和观察者三者之间的路径也随之变化。
传感器网络必须具有可重构和自调整性。
（6）传感器网络中的每个传感器通常都产生较大的流式数据，并具有实时性。
每个传感器仅仅具有有限的计算资源，难以处理巨大的实时数据流。
人们需要研究强有力的分布式数据流管理、查询、分析和挖掘方法。
［3］（7）传感器应该具有很好的经济性。
4 关键技术中国的传感技术优势有：①已经形成了研究、生产和应用体系，人材队伍和部分传感技术的优势，是进一步发展的基础；②有一批先进的成果；③有一个量大面广的军用和民用市场。
不足之处有：①研究开发战略在系统性上的不足，如：传感器与通信系统未能统一布置，形成两套并列，相互脱节的攻关；②对传统传感器的革新改进不足，微小型化步子慢，在国际上形不成竞争力；③特殊环境传感技术的研究开发；④集成化、智能化和纳米技术与国外差距大。
4.1 技术方向为了适应现代化战争的要求和对国内外发展趋势的分析，中国传感技术攻关的方向是：提高传统传感技术等级、可靠性和可应用性水平，增强竞争力；积极创新系统，开发新产品，缩小差距。
4.2 关键技术（1）传统传感技术与系统的研究开发。
侧重应用量大、面广的力／力矩、功率／电流、视觉、声振、光学、振动、触针等军用的湿度、温度与元素等传感系统的现代化，但核心是微小型化。
（2）恶劣环境下传感器网络技术系统的研究。
（3）新型传感器与传感器网络技术系统的研究。
根据生产和科学研究需求发展几种有制高点意义的新品种。
（4）智能传感技术的研究。