基于SNMP的OBS网络网管嵌入式Agent设计

基于SNMP的OBS网络网管嵌入式Agent设计

图2所示给出了OBS网管的基本模型[1]。从图中可以看出，Agent主要负责处理3件事情[1,2]：1) Agent通过SNMP协议与Manager进行通信，获取Manager发送的管理指令并响应该管理指令，或以通告(Trap)的形式向Manager报告被管理对象发生的一些重要事件。2) Agent与被管理的设备间采用专用管理协议进行通信(多为自定义协议)，获取被管理设备对象的信息，完成参数配置，性能统计，以及故障上报。3) Agent还必须负责维护管理信息库(Management Information Base, MIB)，包括读取或者修改MIB中的各种变量值。

图2 OBS网管基本模型

2.1 简单网络管理协议
当前工业事实上的网管标准SNMP是一种应用层协议[1]，目前共有SNMPv1，SNMPv2和SNMPv3。SNMPv1最大的特点就是简单性，容易实现且成本低[1]。SNMPv2相对SNMPv1着重在管理信息结构、管理者之间的通信能力和协议操作3个方面进行了改进[1,3]。SNMPv3则定义了包含SNMPv1，SNMPv2所有功能在内的体系框架和包含验证服务、加密服务在内的全新的安全机制，规定一套专门的网络安全和访问控制规则，大大加强了网络管理的有效性和安全性[1,4]。

2.2 OBS网管的MIB定义
管理信息库(MIB)是网络管理系统的核心，目前使用最广泛的是MIB-II。对于OBS网管系统中主要完成对边缘节点和核心节点对象的管理，其中包括工作状态、配置参数、性能统计以及故障报警。

工作状态需要定义节点和端口的工作情况，配置参数方面需要对波长数、标记转发表、IP路由表、buffer长度、突发偏移时间、突发包长度等定义，性能统计对于边缘节点需要考虑平均突发队列长度、IP分组流量、Burst流量等，而对于核心节点则需要考虑各端口接收突发头分组(Burst Head Packet, BHP)、各端口转发BHP、各端口中各波长的占用率等，故障报警方面则需要对可能的光器件失效比如光开关、光延迟线(Fiber Delay Line, FDL)等进行定义。
根据所定义的节点对象用抽象语法计法1(Abstract Syntax Notation One, ASN.1)把它们进行描述[5, 6]。

2.3 嵌入式Agent软件结构设计
从图2中知道Agent如同名字一样扮演着代理人的作用，对上响应Manager的操作请求，对下翻译执行Manager的指令，还要对管理对象节点出现的陷阱(Trap)及时上报给Manager，同时还要负责维护MIB库，因此要完成上述功能，嵌入式Agent软件在结构上必须包括4个部分[7] (如图3所示)：
1) SNMP协议模块：该模块可细分为socket通信模块、pdu处理模块和trap处理模块。socket通信模块负责在161端口接受Manager的操作请求并响应请求，在162端口发送陷阱(Trap)或者需要响应的通告(Inform)，pdu处理模块和Trap处理模块负责把SNMP相关操作进行封装或解析，从而实现SNMP Agent与Manager的通信。2) MIB管理模块：该模块又包括注册模块，查找模块和存取模块。注册模块负责对MIB库的析构以及实现对象节点的合法性，查找模块负责实现对节点的快速查找算法，存取模块负责对节点进行合法存取数据的管理，从而避免意外情况下MIB库所可能面临崩溃的危险。3) MIB处理模块：该模块实际上对应于具体实现的例程，完成具体节点的参数配置，信息获取以及陷阱处理等。4) 远端通信模块：该模块主要处理Snmp Agent与被管理设备对象的通信问题。在本设计案例中，通过RS232串口协议获得被采集的数据，并利用了uClinux系统中提供的消息队列来使Agent与被管理设备对象进行通信。

图3 嵌入式Agent软件结构
2.4 软硬件开发环境
OBS交换节点的系统核心板采用摩托罗拉MCF5272微处理器，16 M SDRAM以及4 M的FLASH，嵌入式操作系统采用uClinux。嵌入式代理软件采用C语言设计，使用Redhat linux7.2作为基本开发环境，选用ucd-snmp作为代理软件开发包，通过不断编译调试并最终移植到uClinux中运行。

OBS网络中基于SNMP的嵌入式代理的实现