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基于java的网络管理信息系统的设计与实现
摘要：随着WWW，JAVA和XML等的出现，基于java的网络管理系统已经成为目前研究的一个热点问题，有些人提出了一些相应的技术实现办法，如网络拓扑搜索发现和基于SNMP协议的拓扑重构（路由表），ARP协议、ICMP协议，SNMP访问处理，基于管理信息库MIB和信息获取的信息结构，服务器应用和网络服务的搜索和实时监测等功能。
关键词：网络管理；java；SNMP协议；网络服务监控
- 引言
如今，人类已经进入了信息时代，人们对于计算机和计算机网络也不再陌生。信息社会对计算机网络的依赖性使得计算机网络的运行可靠性变得至关重要，并且对网络管理的运行提出了更高的要求。本文主要探讨了如何实现网络管理的功能以及一些java在不同方面的技术，如网络拓扑搜索，SNMP访问处理，服务器应用和网络服务的搜索和实时监测等功能。
- 网络拓扑结构的搜索方法和拓扑重构
拓扑搜索的主要目的是获取和维护网络设备及其连接关系的存在信息，通过图形化表示整个网络的连接状态，从而帮助网络管理员对整个网络的拓扑结构有一个整体的理解和实现。
- 网络拓扑搜索方法
目前，有三个主要的拓扑搜索方法，即基于SNMP协议的网络拓扑搜索方法（路由表），基于ARP协议和基于ICMP协议的拓扑搜索方法。
（1）基于路由器和路由表的拓扑搜索方法。该方法主要应用于拓扑搜索大型网络，在网络中寻找路由设备，反映网络拓扑结构的状态
（2）基于ARP协议的拓扑搜索方法。这种方法曾经在局域网管理中使用，即使到现在，在大多数局域网管理系统中，这种拓扑搜索方法仍然被广泛采用。在大型网络管理系统中，该方法也可用于局部区域网络拓扑发现，弥补了基于路由表的拓扑搜索方法的不足
（3）基于ICMP协议的拓扑搜索方法。如果我们一一发送ICMP消息到所有可能的IP地址，它将为网络管理工作站和网络带来巨大的负担。幸运的是，我们可以大大减少这种开销的广播模式。而且因为只有移动设备可以发送ICMP应答消息，它的发现效率仍然很高。
2.拓扑重构
拓扑重构是指根据数据库中存储的网络设备的信息，重构或更新网络拓扑关系。在很多情况下，网络拓扑图形化表示的信息与配置数据库中的信息不一致，例如，当手动增加或删除网络设备时，可能会出现这种不一致，因此，我们必须根据网络配置数据库中的信息的变化，及时更新拓扑关系数据库。
子网的路由器和分裂状态之间的连接关系在网络拓扑结构中是最重要的，因此，拓扑重构主要考虑增加或删除路由器和路由器配置的变化引起的拓扑变化问题。
如果拓扑发现和配置信息的获取和维护是配置管理的基础，网络自动配置的实现则是实现配置管理的目标。自动配置是指网络管理系统能够根据整个网络运行状况的变化，及时、自动地调整整个网络和具体的网络设备的配置，以保证网络工作处于最佳状态。
可配置的操作包括配置参数调整和更换设备等，这些操作不仅仅可以通过SNMP或CMIP服务完成，还可以通过其他方式完成。自动配置系统的工作流程图如图一
图1.自动组态系统结构图
- SNMP接入处理
1.SNMP的管理模型
简单网络管理协议（SNMP）是由Internet工程任务组（IETF）的研究小组第一次提出的，解决了Internet上的路由器的管理问题。SNMP被设计成无关的协议，可用于IP、IPX、AppleTalk，OSI和其他传输协议，因此，目前几乎所有的网络产品，如交换机和路由器集线器，UPS和调制解调器等，都支持SNMP。
SNMP网络管理模型包括四个要素：至少一个管理工作站，多个管理代理，一个或多个管理信息库和一个通用的网络管理协议。显示的元素之间的关系图如图二：
图2.SNMP管理模型
2.管理信息库（MIB）
在SNMP网络管理中，管理信息库（MIB）是针对那些可以通过网络管理协议的信息。具体的说，就是那些信息可以被解释为在网络管理中的资源信息以及网络管理的对象，每一个对象代表着在某个特定的管理资源的属性，这些对象集合形成了管理信息库。MIB文件使用了ASN.1语法，因此，为了准确定义所有的管理对象的MIB，用户需要参考一些与ASN.1语法相关的文献，如rfcll55和rfc1212等，以便去定义MIB设备本身。在标准snmpmib（RFC1213.MIB）中有不同的表，接口表（ifTable）是最主要的。它包括设备接口的公共信息以及用户可以通过判断哪个界面忙来管理路由器，桥梁，网关等。N表示N的相关内容接口，例如，“ifdeser.3”代表描述管理设备的第三个接口。它是一个只读的显示字符串，它描述第N个接口制造商名称和产品名称以及版本号的硬件接口。它是一个只读的枚举类型，其的值可能是上传、下载和测试，它表示描述状态或界面态的N接口。在网络管理的管理中，这个对象可以结合独特的在接口表ifAdminstatus.N 中的写入对象来确定当前的界面状态。两个对象都会返回整数值：1，2和3，组合结果的含义如下表：
3.代理支持SNMP协议
所有管理支持SNMP协议的网络设备都有自己的代理。根据不同的实现技术，将它们分入实现技术SNMP代理的网络设备和实现对主机系统的SNMP代理技术中。支持SNMP代理的网络设备，包括路由器、交换机、拨号服务器和网关等应用，他们通常采取SNMP代理作为其操作系统的一部分来实现SNMP代理。其基本组成结构如图3：
图3.网络设备代理结构图
基于主机的SNMP代理的实现主要包括以下关键技术：主机MIB信息的定义、主机的SNMP代理通信模块的实现技术和主机的SNMP代理控制管理模块实现技术。
SNMP代理基于主机的通信模块以及与其他网络的通信模块的设计本质上是没区别的。像其他网络设备的SNMP代理通信模块，主机的SNMP代理通信模块也必须实现所有代理应具备的功能。主机的SNMP代理通信模块实现包括：接收管理站用户请求后回复，在必要的时候发送代理去SNMP代理的任命的管理站。
回应管理站要求的过程如下：
（1）分解接收SNMP请求；
（2）检查SNMP请求社区名称是否正确并丢弃该请求数据包；
（3）如果源地址的范围是有限的，则检查数据包的源地址是否在允许的访问范围内，如果没有，则丢弃数据包；
（4）检查数据包的类型，并进行相应的处理；
（5）如果数据包是GetResquest PDU，根据变量的识别返回相应的信息变量；如果是GetNextRequest PDU，寻找请求并返回相应的变量信息对应的下一个变量，如果没有找到，返回结束标记；如果是Setrequest PDU，根据数据包中各个变量改变相应的变量值；
（6）构建并返回响应PDU数据包。
在现实中，应该特别注意的是，你必须采取不同的方法获得不同的信息和指定的变量，因此，实际的采集和变量值的设定是一个非常复杂的过程，然而，对于SNMP通信的过程，这个过程的复杂性应该被筛选，并且获得设置只有简单的功能。
四．应用服务器搜索
应用服务器搜索主要通过网络端口扫描实现。端口可以被视为网络连接的接触点。如果一个应用程序想要提供一个特定的服务器，它将连接到一个端口，然后等待客户端（这也被称为“听”端口）。要使用此服务器的客户端在本地主机上分配一个端口，该端口将连接到远程主机的服务器端口。
应用服务器可以通过端口扫描并且端口从1号端口开始分配，端口号为255以上的通常由本地主机供私人使用。255和1之间的端口号是用于进程和远程应用程序请求网络服务。每个网络通信循环进出主机的TCP应用层，并且它是由唯一的两个组合的号码标识出。这两个号码的组合称为套接字和两个数字构成的套接字作为机器和软件使用的TCP端口号的IP地址。因为网络通信包括至少2台机器，在发送设备和接收设备上都有一个套接字。因为每台机器的地址是独一无二的，每个机器的端口号也都是独一无二的，在网络中的套接字应该是独一无二的。这样的设置可以使网络中的响应程序，在网络上的相互交谈完全基于套接字。该系统有1024个预留端口。通过访问这些保留的端口，我们可以知道什么应用服务的目标机运行，即我们可以找到应用程序服务器，实现搜索的应用程序服务器。在这个网络管理系统，用java语言实现套接字编程（SocketTest。java）如下：
在这里，参数主机代表主机名和端口号，当我们有目标机的主机名和对应于某一应用服务的端口号时，我们可以使用这个程序来实现这个端口的访问，从而获得此应用程序服务器的信息。发送远程地址和端口号连接槽功能（套接字），如果连接失败，则显示“异常未知主机”，如果出现其他问题，则显示“异常输入/输出”。一旦连接槽被打开，它返回一个输入流对象，这说明该端口是打开的，即在目标机器上运行该端口对应于该端口的服务。我们可以像使用的其他文件一样使用这个输入流，程序读取由服务器发送的所有ReadLine中的字符，并输出到标准输出，然后我们可以清楚地看到这个服务器的一些信息；这个过程直到输入流停止输送才会停止，输入流结束后，服务器断开。一般来说，一些应用服务端口都是固定的，例如，WWW服务的80端口、FTP服务的21端口，POP3服务有110个端口，Telnet服务有23个端口和日间服务有13个港口等，在上面的例子中，如果你想知道如果目标主机有日间服务，你可以发送端口号3到套接字功能，如果这是信息，这个信息会返回给标准输出服务器一个时间信息，例如 06月2001日15:18:10 CST。
五、实时功能和网络服务监控
如果把计算机网络比作道路，信息就是在这条道路上运行的各种车辆。随着道路变得拥挤，交通量的急剧增加，也会导致网络流量的饱和，进而引起网络性能的急剧下降。简单地说，网络管理的实时管理和网络监控功能，可以保证网络的拥挤不出现，保证网络的可用性，为用户提供更好的网络通信服务。具体地说，实时管理和网络监控应具备以下基本功能：
1、数据采集
2、性能监测分析
3、阈值控制
4、视觉效果报告
5、管理对象管理
6、实时性能监控
在实时的NMS系统的通用管理子系统中，其结构如下：
图4.管理子系统总体结构示意图
根据系统功能，整个系统可以分为以下几类：日常性能分析和管理工具，数据库系统，性能分析和阈值计算，数据采集和管理和配置工具等。性能分析的步骤如下：数据查询和表示，性能指标计算和性能报告生成。一般而言，性能报告包括以下类别：1.实时性能监控：监控流量、丢包率、时延、温度和CPU利用率等，前端实时绘图程序是用JAVA实现的；2.统计分析：扫描数据文件并绘制性能分布图；3.数据采集与管理；4.配置工具。
六．结论
基于java的网络管理系统运行在一个局域网络中，并且提供多种服务，如提供及时的网络拓扑发现，构建网络拓扑图，监测和管理网络设备的配置，监测网络的各种性能数据，自动分析当前性能数据和历史数据，绘制网络资源的性能图，以及管理网络资源的访问权限，本系统经测试成功运行在JAVA 中运行。
参考文献
1] JP Morgenthal, Portable Data/Portable Code: XML amp; Java
Technologies, http://java.sun.com/xml/ncfocus.html
[2] Mark Johnson, XML for the absolute beginner, Javaworld, 1999. 4
[3] Todd Sundsted, XML and Java: A potent partnership, Javaworld,1999. 8
[4] DB2 XML Extender Administration and Programming, IBM, 2000
[5] Dana Gardner, XML and Java: Siblings or rivals, Javaworld, 2000. 3
[6] Ji Zhenyan _ Cheng Hu, “Java Compiler Technology amp; Java
Performance”, accepted by Chinese Journal of Advanced Software Research.
基于java的高性能计算机管理
摘要：分布式的高速网络连接到一个虚拟的计算机资源是元计算机的基本思想。进入元计算机应该需要通过一个直观的图形用户界面（GUI），和理想的万维网（WWW）的基础。本文提出了一种元计算机体系结构并且基于java的GUI。我们将讨论关于安全性，通信，可扩展性和集成到现有框架的概念。QC1999Elsevier科学有限公司将保留所有权利。
关键词：元计算；资源管理；DCE；单点登录；java
1．引言
超级计算机和低延迟的高速网络的结合将产生新计算机模型：元计算机。建设一个元计算机需要针对不同的操作系统和不同的资源管理系统交互软件。此外，也需要一个统一的图形用户界面，用于支撑环境的安全单点登录，建立一个统一的元计算机。在一批基于WWW的界面位于研究中心的Cray系统中，Juuml;lich [ 1 ]是一个利用WWW浏览器的GUI实例。
本文介绍了一种WWW访问的三层体系结构[ 2 ]，
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