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文檔簡介
1、家庭無線局域網(wǎng)管理系統(tǒng) 摘要 通過研究無線網(wǎng)絡技術與家庭網(wǎng)絡發(fā)展,提出一種無線家庭局域網(wǎng)管理系統(tǒng)模型。此模型支持各種無線網(wǎng)絡的共存、qos和智能管理?;趕nmp標準分層式的體系結構有一個集中管理服務器和配套的功能性客戶終端。文中設計的模型具有易于實現(xiàn)、擴展性強的特點。 關鍵詞 wlan;家庭網(wǎng)絡;管理系統(tǒng);java代理 1 引言 所謂無線局域網(wǎng),是指以無線電波、激光、紅外線等無線媒介來代替有線局域網(wǎng)中的部分或全部傳輸媒介而構成的
2、局域網(wǎng)。近兩年來,無線局域網(wǎng)的速率有了本質的提高,最新的wlan 技術ieee802.11b標準支持11mbps高速數(shù)據(jù)傳輸。這為寬帶無線應用提供了良好的平臺。隨著應用于家庭環(huán)境下的數(shù)碼產(chǎn)品、家用設備和軟件的飛速發(fā)展,家庭網(wǎng)絡技術已經(jīng)完善。但互連網(wǎng)游戲和消費電器在網(wǎng)絡方面的運用對家庭網(wǎng)絡提出了更高的要求,即需要網(wǎng)絡提供更舒適和更靈活的支持。寬帶無線技術正是滿足這些新需求的主導技術。寬帶無線技術必將取代有線網(wǎng)絡成為家庭局域網(wǎng)的基礎技術。 在國際上,簡單的網(wǎng)絡管理協(xié)議(snmp)標準也已經(jīng)被網(wǎng)絡設備制造商廣泛的接受1。因此柔性的管理系統(tǒng)可以基于snmp來實現(xiàn)。它
3、使用同一個通信管理基礎來定義網(wǎng)絡設備的屬性管理。qos的分配方式可以被分成兩個主要的實現(xiàn)方式:寬帶預處理和區(qū)分傳送。寬帶預處理系統(tǒng)使用控制消息為數(shù)據(jù)流在真實的數(shù)據(jù)移動之前分配帶寬。區(qū)分傳送是針對不同的網(wǎng)絡設備需求提供不同的傳輸服務。 按網(wǎng)絡管理系統(tǒng)組成結構的不同,可以將網(wǎng)絡管理系統(tǒng)分成集中式、層次式和分布式。由于家庭網(wǎng)絡應用的特點,層次式成為必然的選擇。在家庭網(wǎng)絡設備中需要一個代理能夠運用模擬編碼。但在不同種類的網(wǎng)絡環(huán)境中,并不是所有的設備都支持模擬代碼的驅動環(huán)境,所以這個體系結構是必須是柔性的。本文提出了一種基于snmp的無線局域網(wǎng)分層管理模型,并提供了具
4、體實現(xiàn)。這個系統(tǒng)所要達到的目標是管理不同種類的網(wǎng)絡和提供家庭任務管理的自動操作。在文章的下面分三個部分研究了系統(tǒng)的體系結構、功能劃分和整體系統(tǒng)實現(xiàn)。在結尾總結了研究結果和將來需要進行的工作。2 體系結構設計 圖1 無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)的結構 分層體系結構使用了多個系統(tǒng),其中一個系統(tǒng)作為中央服務器系統(tǒng),其他系統(tǒng)作為客戶系統(tǒng)。網(wǎng)絡管理平臺的某些功能駐留在服務器系統(tǒng)上,其他功能由客戶系統(tǒng)完成。由于層次化網(wǎng)絡管理采用域管理模式,引入中間層管理者lm(middle-level manager),減
5、輕了頂層管理者mom(manager of managers)的負擔,中層管理者負責管理其下屬的設備,同時處理頂層管理者對其下屬設備的網(wǎng)管請求。管理系統(tǒng)的層次結構如圖1。 這個體系結構和設計方案具有五層的功能結構和向中心服務器集中的拓撲結構。并且在無線訪問點和客戶終端上也設計了新功能支持專用的管理。無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)在家庭環(huán)境中被開發(fā)出來管理不同種類的無線的和有線的網(wǎng)絡。設計的目標是各種無線網(wǎng)絡的共存,支持qos和智能管理。這個結構有一個集中管理的服務器和配套的功能性客戶終端,這種按照分級的結構更具有適應性。 首先,物理
6、設備就是實際的網(wǎng)絡設備,例如無線訪問點(ap),局域網(wǎng)橋和終端機. 這些設備本身就具有一整套便于管理的屬性,他們擁有可控變量和相應的管理程序。在這個模型中這些可管理的屬性被組織到一個管理系統(tǒng)庫(mib)中進行統(tǒng)一管理2。3 管理功能的劃分 為了隱藏管理訪問協(xié)議的細節(jié)和來自于較高層的物理設備的參數(shù),在無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)中設計了屬性適配器。因此,對于所需要的各種設備屬性來說,適配器成為一個統(tǒng)一的端口層。功能管理程序使用屬性轉換器執(zhí)行自動化管理工作。功能管理程序能夠調整到觀測或者自動的狀態(tài)。在一個自動控制的情形下,一個為功能管理程序服務的觀測器產(chǎn)生通
7、知,并根據(jù)這個功能管理程序的操作和配置自動反應變化3。其目的是改善與功能管理相聯(lián)系的網(wǎng)絡操作和執(zhí)行。功能在系統(tǒng)中被劃分為以下幾種:傳輸功能,發(fā)射頻率功能,媒體功能,安全功能和自動配置功能。這個設計的屬性適配器與其相應的功能的配合如表1所示。 表1 無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)的adaptor屬性列表4 適配器 屬性實例 功能性描述 接收裝置 status
8、; connection status,data transmission rate 普通的適配器可以被應用于任何類型的設備種。 無線電發(fā)射裝置 radio radio type,used frequency,signal strength,radio usage 抽象出無線傳輸介質的管理,并應用到功能程序中 安全技術 securit
9、y encryption,authentication,failed authentications 從設備所提供的安全技術中應用安全管理,并添加到功能程序中。 傳輸介質連接 media connection start address,end address,bandwidth control,delay,jitter 從應用程序流所提供的qos管理中提取出來。
10、160; 訪問點 access point number of connected devices,loading 實現(xiàn)到對路由訪問點的控制管理。 因特網(wǎng)網(wǎng)關 internet gateway loading,configuration,access type 把對因特網(wǎng)網(wǎng)關的控制管理抽象出來,并實現(xiàn)程序控制。
11、 網(wǎng)絡的傳輸控制 traffic control number of retries,number of errors,duplicate count 把網(wǎng)絡的傳輸控制管理抽象出來,并實現(xiàn)程序控制。 如圖1所示:框架結構定義了這個網(wǎng)絡管理的結構,也定義了操作環(huán)境和他的特性。因此,框架包含了所有為了自動網(wǎng)絡管理而被功能器所必需的參數(shù)。因為不同功能的操作可能是有抵觸的,所以需要一個公共的方式。框架可以強調某個應用程序和設備的重要性。在目
12、前的設計中,這個框架規(guī)則被規(guī)定作為在適配器,終端和應用軟件中的優(yōu)先權設置。 這個系統(tǒng)結構由集聚的管理服務器,aps和隨意的客戶終端機組成。這個服務器將包含一個管理性的功能。為了能夠更有效的管理,客戶終端也能夠添加無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)特別的功能。通過一個管理訪問協(xié)議,每個設備都被連接到無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)。正如所論述的那樣,這兒有幾個可用的不同標準的協(xié)議,同時,私有協(xié)議也可以被支持。 由無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)需要提供的高效的無縫的銜接執(zhí)行,這就意味著系統(tǒng)需要測量和分析應用程序在網(wǎng)絡節(jié)點上的傳輸。添加一個管理代理能夠滿足這一功能
13、需求。更進一步,為了保證應用程序的服務質量,系統(tǒng)要能支持終端節(jié)點的數(shù)據(jù)流,在終端節(jié)點上特別需求的功能添加起來比較容易。無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)并不存在一個特別的平臺,但運用當前的技術來提供這些功能是可行的。4 系統(tǒng)結構與實現(xiàn)4.1 系統(tǒng)的結構 無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)的原型被賦予了非常廣泛的功能需求。服務器軟件包含了在體系結構層上的執(zhí)行操作:管理協(xié)議,屬性轉換器,功能器和管理控制中心。無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)的服務器由java平臺來實現(xiàn)。這個服務器也要含有www服務器,以便裝載用戶的執(zhí)行界面如用java applet。這個服務器是運行在windows2000操作系統(tǒng)的平
14、臺之上。 詳細的拓撲結構和相應的配置請參閱圖2。從圖中可以看出,這個模型可以很方便的利用現(xiàn)有的技術實現(xiàn)對無線家庭區(qū)域中的各種設備和網(wǎng)絡工作進行管理。如,服務器統(tǒng)一發(fā)出指令控制設備,設備反饋信息(通過網(wǎng)絡監(jiān)聽或者傳輸測試方式獲得的信息)由服務器端收集,客戶端也可以通過客戶端軟件或者利用瀏覽器結合java applet對服務器的程序實現(xiàn)控制。 圖2 無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)的原形結構 4.2 體系結構描述 本模型結構簡單易于實現(xiàn),并且也可以集成第三方軟件。所以在
15、軟件實現(xiàn)方面比較適用mvc(model- view-controller)結構型設計模式。mvc結構型設計模式其功能是將一個交互式應用系統(tǒng)的組成,分解成模型、視圖和控制三個部件,以解決軟件界面設計的可變性和適應性問題。mvc結構模式主要包括四大部件:模型(model)、視圖(view)、控制器(controller)、觀察器(observer)。并體現(xiàn)了一種基于注冊管理的機制。圖3給出了這個軟件模型的類圖描述,并用acme語言描述了軟件體系結構。 圖3 無線家庭區(qū)域管理系統(tǒng)的軟件模型的類圖描述 acme語言描述此軟件設計的類圖結構:sy
16、stem mvc= component model= port send-messageport receive-commondport receive-request component view =
17、0; port send-message port send-request port receive-request &
18、#160; port receive-message component controller = port send-commond port send-requestport send-messageport receive-message
19、160; component observer= port send-request port receive-message &
20、#160; connector constitute model-controller = roles creater,createe connector associate observer-model = roles applicant,accepter connector associate observer-view = roles applica
21、nt,accepter connector associate observer-controller = roles applicant,accepter connector associate model-view = roles applicant,accepter connector associate model-controller= roles applicant,a
22、ccepter connector associate controller-view = roles applicant,accepter attachments controller send-commond to constitute model-controller creater model rec
23、eive-commond to constitute model-controller create model send-message to associate model-controller applicant controller receive-message to associate model-controller accepter controller send-
24、request to associate controller-view applicant view receive-request to associate controller-view accepter view send-request to associate model-view applicant model receive-request to associat
25、e model-view accepter model send-message to associate model-view applicant view receive-message to associate model-view accepter observer send-request to associate observer-model applicant
26、0; model receive-request to associate observer-model accepter model send-message to associate observer-model applicant observer receive-message to associate observer-model accepter
27、 observer send-request to associate observer-view applicant view receive-request to associate observer- view accepter view send-message to associate observer- view applicant
28、observer receive-message to associate observer-view accepter observer send-request to associate observer-controller applicant controller receive-request to associate observer-controller accepter controller send-message to associate ob
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