面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng):設(shè)計(jì)與實(shí)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)現(xiàn)馬皓馬皓 北京大學(xué)計(jì)算中心北京大學(xué)計(jì)算中心背背 景景l(fā)IP業(yè)界網(wǎng)絡(luò)管理模型業(yè)界網(wǎng)絡(luò)管理模型IETF, “網(wǎng)元網(wǎng)元(Network Elements)管理管理”思想思想RFCslMIB對(duì)象、信息模型、對(duì)象、信息模型、PDU和消息處理和消息處理等l電信行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理模型電信行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理模型ITU-T TMN模型模型網(wǎng)元管理層網(wǎng)元管理層/網(wǎng)絡(luò)管理層網(wǎng)絡(luò)管理層/業(yè)務(wù)管理層業(yè)務(wù)管理層/商務(wù)管理層商務(wù)管理層業(yè)務(wù)業(yè)務(wù): ServicelIRTF服務(wù)管理組服務(wù)管理組RFC 3051 Service Management Architectur

2、es issues and reviewRFC 3387 Considerations from the service management research group on quality of service in the IP networkl商業(yè)產(chǎn)品商業(yè)產(chǎn)品Netscout 通用數(shù)據(jù)模型通用數(shù)據(jù)模型(Common Data Model)富士通富士通-ProactNes, “策略策略”設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)考慮l針對(duì)一個(gè)校園網(wǎng)環(huán)境針對(duì)一個(gè)校園網(wǎng)環(huán)境, 設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)體現(xiàn)服務(wù)管理的思路體現(xiàn)服務(wù)管理的思路兼容兼容IPv4和和IPv6混合的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境混合的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境l定義定義服

3、務(wù)由一個(gè)或多個(gè)服務(wù)元組成服務(wù)由一個(gè)或多個(gè)服務(wù)元組成 服務(wù)元是具備實(shí)體含義的不可分的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其表示服務(wù)元是具備實(shí)體含義的不可分的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其表示網(wǎng)元的某一方面屬性，如設(shè)備接口進(jìn)出字節(jié)數(shù)、目錄網(wǎng)元的某一方面屬性，如設(shè)備接口進(jìn)出字節(jié)數(shù)、目錄服務(wù)器的用戶請(qǐng)求數(shù)、某臺(tái)主機(jī)的服務(wù)器的用戶請(qǐng)求數(shù)、某臺(tái)主機(jī)的CPU和和IO統(tǒng)計(jì)值等統(tǒng)計(jì)值等 根據(jù)服務(wù)的內(nèi)在特征與邏輯關(guān)系，服務(wù)元組合為一個(gè)根據(jù)服務(wù)的內(nèi)在特征與邏輯關(guān)系，服務(wù)元組合為一個(gè)完整的服務(wù)，并通過服務(wù)視圖表現(xiàn)出來完整的服務(wù)，并通過服務(wù)視圖表現(xiàn)出來 體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)代理數(shù)據(jù)代理SNMP代理代理日志分析日志分析響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間RTCPNetflow等等后臺(tái)

4、數(shù)據(jù)庫后臺(tái)數(shù)據(jù)庫采集器采集器網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)數(shù)據(jù)代理管理數(shù)據(jù)代理管理服服務(wù)務(wù)元元監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)服服務(wù)務(wù)視視圖圖策策略略管管理理配配置置信信息息管管理理訪訪問問控控制制XML-RPC系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成l數(shù)據(jù)代理數(shù)據(jù)代理接收網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)發(fā)送的配置信息，完成數(shù)據(jù)采集和接收網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)發(fā)送的配置信息，完成數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，處理后數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫預(yù)處理，處理后數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫l采集器和數(shù)據(jù)庫采集器和數(shù)據(jù)庫采集器作為數(shù)據(jù)庫的前端，完成數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)。數(shù)采集器作為數(shù)據(jù)庫的前端，完成數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)據(jù)庫則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)l網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)定義配置信息，注冊(cè)數(shù)據(jù)代

5、理，實(shí)施代理監(jiān)控；根據(jù)定義配置信息，注冊(cè)數(shù)據(jù)代理，實(shí)施代理監(jiān)控；根據(jù)數(shù)據(jù)代理所采集的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)元的監(jiān)控；定義服數(shù)據(jù)代理所采集的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)元的監(jiān)控；定義服務(wù)元的管理策略并分發(fā)；組合服務(wù)視圖，實(shí)現(xiàn)服務(wù)管務(wù)元的管理策略并分發(fā)；組合服務(wù)視圖，實(shí)現(xiàn)服務(wù)管理；提供訪問權(quán)限的控制理；提供訪問權(quán)限的控制設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)考慮1l數(shù)據(jù)代理與網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)的松耦合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)代理與網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)的松耦合設(shè)計(jì)部署于不同的主機(jī)、甚至不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中部署于不同的主機(jī)、甚至不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中“就近部署就近部署”原則原則l降低系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用降低系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用動(dòng)態(tài)的動(dòng)態(tài)的ARP表信息，對(duì)于較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)表信息，對(duì)于較大規(guī)

6、模的網(wǎng)絡(luò)ARP表會(huì)存儲(chǔ)幾表會(huì)存儲(chǔ)幾千條千條IP地址與地址與MAC地址對(duì)的映射關(guān)系，交換機(jī)的直連端口地址對(duì)的映射關(guān)系，交換機(jī)的直連端口-經(jīng)過代理的預(yù)處理與壓縮經(jīng)過代理的預(yù)處理與壓縮-發(fā)至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫發(fā)至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫異構(gòu)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)管理成為可能異構(gòu)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)管理成為可能l即數(shù)據(jù)代理與網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)分別在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中即數(shù)據(jù)代理與網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)分別在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中(IPv4或或IPv6)，前提是兩者之一所在主機(jī)需具備雙棧支持，前提是兩者之一所在主機(jī)需具備雙棧支持設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)考慮1IPv6IPv4 + IPv6數(shù)據(jù)代理數(shù)據(jù)代理NAT-PT網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)系統(tǒng)雙棧支持系統(tǒng)雙棧支持IPv6 + IP

7、v4IPv4設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)考慮2l數(shù)據(jù)代理的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)代理的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)代理的監(jiān)測(cè)通過發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)代理的監(jiān)測(cè)通過發(fā)送一個(gè)XML-RPC PING操作操作來完成，即讓數(shù)據(jù)代理返回一個(gè)簡(jiǎn)單的字串以判斷代來完成，即讓數(shù)據(jù)代理返回一個(gè)簡(jiǎn)單的字串以判斷代理是否可連接理是否可連接存在問題存在問題lXML-RPC遠(yuǎn)程調(diào)用基于遠(yuǎn)程調(diào)用基于Socket調(diào)用調(diào)用, 對(duì)于不同的故障情況對(duì)于不同的故障情況, 如地址不可到達(dá)、端口不可連接等如地址不可到達(dá)、端口不可連接等, 不同操作系統(tǒng)環(huán)境有不不同操作系統(tǒng)環(huán)境有不同的超時(shí)表現(xiàn)同的超時(shí)表現(xiàn), 甚至?xí)_(dá)到甚至?xí)_(dá)到2分鐘時(shí)間分鐘時(shí)間, 不利于實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控不利于實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控

8、的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)l異步異步RPC調(diào)用調(diào)用設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)考慮3l數(shù)據(jù)代理的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)代理的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)代理的監(jiān)測(cè)通過發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)代理的監(jiān)測(cè)通過發(fā)送一個(gè)XML-RPC PING操作操作來完成，即讓數(shù)據(jù)代理返回一個(gè)簡(jiǎn)單的字串以判斷代來完成，即讓數(shù)據(jù)代理返回一個(gè)簡(jiǎn)單的字串以判斷代理是否可連接理是否可連接存在問題存在問題lXML-RPC遠(yuǎn)程調(diào)用基于遠(yuǎn)程調(diào)用基于Socket調(diào)用調(diào)用, 對(duì)于不同的故障情況對(duì)于不同的故障情況, 如地址不可到達(dá)、端口不可連接等如地址不可到達(dá)、端口不可連接等, 不同操作系統(tǒng)環(huán)境有不不同操作系統(tǒng)環(huán)境有不同的超時(shí)表現(xiàn)同的超時(shí)表現(xiàn), 甚至?xí)_(dá)到甚至?xí)_(dá)到2分鐘時(shí)間分鐘時(shí)間, 不利于實(shí)時(shí)狀

9、態(tài)監(jiān)控不利于實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)l異步異步RPC調(diào)用調(diào)用設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)考慮3l數(shù)據(jù)代理的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)代理的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)考慮4l服務(wù)視圖及服務(wù)管理的實(shí)現(xiàn)服務(wù)視圖及服務(wù)管理的實(shí)現(xiàn) 服務(wù)視圖的形成依賴于管理員對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)內(nèi)在流程和邏輯關(guān)系服務(wù)視圖的形成依賴于管理員對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)內(nèi)在流程和邏輯關(guān)系的理解的理解DNS服務(wù)器服務(wù)器WEB認(rèn)證服務(wù)器認(rèn)證服務(wù)器目錄服務(wù)器目錄服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器12校園網(wǎng)用戶校園網(wǎng)用戶設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)考慮4l服務(wù)視圖及服務(wù)管理的實(shí)現(xiàn)服務(wù)視圖及服務(wù)管理的實(shí)現(xiàn) 服務(wù)的管理是通過策略來實(shí)現(xiàn)服務(wù)的管理是通過策略來實(shí)現(xiàn)策略是規(guī)則的集合，其來自于對(duì)管理任務(wù)和操作的抽象策略是規(guī)則

10、的集合，其來自于對(duì)管理任務(wù)和操作的抽象 lif (策略條件滿足策略條件滿足) then (策略動(dòng)作策略動(dòng)作) lif Tcurrent(當(dāng)前當(dāng)前HTTP請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間)Tlast(前一天最高前一天最高值值)*(1+5%) then (該服務(wù)元在服務(wù)視圖中以紅色標(biāo)記，并給管理該服務(wù)元在服務(wù)視圖中以紅色標(biāo)記，并給管理員發(fā)送告警郵件員發(fā)送告警郵件)；lif Tcurrent(當(dāng)前服務(wù)端口的連接響應(yīng)時(shí)間當(dāng)前服務(wù)端口的連接響應(yīng)時(shí)間)Tlast(前一天最高前一天最高值值)*(1+5%) then (該服務(wù)元在服務(wù)視圖中以紅色標(biāo)記，并給管理該服務(wù)元在服務(wù)視圖中以紅色標(biāo)記，并給管理員發(fā)送告警郵件員發(fā)

11、送告警郵件)；lif Scurrent(當(dāng)前接口的流量速率當(dāng)前接口的流量速率)Slast(以前一天數(shù)據(jù)所預(yù)測(cè)的以前一天數(shù)據(jù)所預(yù)測(cè)的此時(shí)流量速率此時(shí)流量速率)*(1+5%) then (該服務(wù)元在服務(wù)視圖中以紅色標(biāo)記，該服務(wù)元在服務(wù)視圖中以紅色標(biāo)記，并給管理員發(fā)送告警郵件并給管理員發(fā)送告警郵件)；l上述條件皆不滿足，則服務(wù)元標(biāo)識(shí)為綠色上述條件皆不滿足，則服務(wù)元標(biāo)識(shí)為綠色典型應(yīng)用典型應(yīng)用l網(wǎng)絡(luò)天氣圖網(wǎng)絡(luò)天氣圖網(wǎng)絡(luò)天氣圖以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇樗{(lán)圖，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口的流量情況體網(wǎng)絡(luò)天氣圖以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇樗{(lán)圖，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口的流量情況體現(xiàn)在對(duì)應(yīng)鏈路上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c性能監(jiān)測(cè)的有機(jī)結(jié)合現(xiàn)在對(duì)應(yīng)鏈路上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c性能監(jiān)測(cè)的有機(jī)結(jié)合不同的鏈路帶寬占用情況用不同的顏色來標(biāo)識(shí)，比如冷色調(diào)表不同的鏈路帶寬占用情況用不同的顏色來標(biāo)識(shí)，比如冷色調(diào)表示帶寬利用率低，暖色調(diào)表示帶寬利用率高示帶寬利用率低，暖色調(diào)表示帶寬利用率高管理員根據(jù)鏈路顏色可清楚地判斷網(wǎng)絡(luò)全局的健康狀況，有針管理員根據(jù)鏈路顏色可清楚地判斷網(wǎng)絡(luò)全局的健康狀況，有針對(duì)性地實(shí)施網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)性地實(shí)施網(wǎng)絡(luò)管理