CN101159608A - 一种网络管理系统及保证其正常通信的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络管理系统及保证其正常通信的方法，增加设置备份网管Proxy，正常状态下，备份网管Proxy通过心跳检测，实时监测主用网管Proxy的状态，当发现主用网管Proxy失效后，自动切换为主用网管Proxy，并及时通知网络管理工作站(NMS)以及重新设置简单网络管理协议代理(SNMP Agent)的目的地址，使NMS与各个SNMP Agent之间通过新的主用网管Proxy通信。如此，能及时检测到网管Proxy失效，并自动进行网管Proxy切换，迅速恢复网络管理系统的正常通信功能，提高网络管理系统通信的安全可靠性。

Description

一种网络管理系统及保证其正常通信的方法

技术领域

本发明涉及网络管理技术，特别涉及一种基于网管Proxy备份的网络管理系统及保证其正常通信的方法。

背景技术

随着网络的迅猛发展，几乎所有的网络通信设备都具备了简单网络管理协议(SNMP，Simple Network Management Protocol)的网络管理功能，传统的SNMP网络管理系统由网络管理工作站(NMS，Network Management Station)和运行在被管网元设备上的网管代理(SNMP Agent)组成，SNMP Agent与NMS之间通过标准的SNMP协议进行通信。

为解决跨私有网络以及NMS集中管理等问题，现有SNMP网络管理系统中，广泛采用了部署网管Proxy的方法。具体来说就是，设置连接于NMS与SNMP Agent之间的网管Proxy，并在所设置的网管Proxy上同时配置公网IP地址和私网IP地址，被管网元设备配置私网IP地址，NMS通过公网IP地址与网管Proxy通信，网管Proxy与各个被管网元设备上的SNMP Agent通过私网IP地址通信，通过网管Proxy转发SNMP报文，完成NMS与各个SNMP Agent之间的通信。

从现有SNMP网络管理系统的组成结构和通信方式来看，目前的这种网管Proxy部署方法存在如下两方面问题：

一方面，网管Proxy成为NMS与各个SNMP Agent之间通信的枢纽，一旦网管Proxy失效且停止工作，则整个网络管理系统就会瘫痪，NMS将无法获取各个SNMP Agent采集的网元信息。

另一方面，网管Proxy失效后无法自动恢复，进而导致整个网络管理系统无法自动恢复正常功能。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种网络管理系统及保证其正常通信的方法，能及时检测到网管Proxy失效并自动恢复网络管理系统正常通信功能，进而提高网络管理系统通信的安全可靠性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提出了一种网络管理系统，包括网络管理工作站NMS、一个或一个以上运行于网元设备上的简单网络管理协议代理SNMP Agent；关键在于，该系统还包括主用网管Proxy和备份网管Proxy，连接于NMS和SNMP Agent之间，主用网管Proxy和备份网管Proxy之间连接有心跳线；其中，

主用网管Proxy，用于转发NMS和SNMPAgent之间的各种通信报文，周期性向备份网管Proxy发送心跳Trap；

备份网管Proxy，用于通过心跳Trap检测主用网管Proxy的运行状态。

上述方案中，所述主用网管Proxy处于活动状态，所述备份网管Proxy处于半活动状态。所述备份网管Proxy还用于在状态切换时，向NMS发送主备切换告警Trap，并重新设置各个SNMP Agent发送Trap的目的地址。所述备份网管Proxy为一个以上。

本发明还提供了一种保证网络管理系统正常通信的方法，设置主用网管Proxy和备份网管Proxy，该方法还包括正常状态处理和状态切换两部分，其中，

所述正常状态处理包括：

NMS向某SNMP Agent发送的请求报文通过主用网管Proxy转发到对应的SNMP Agent，SNMP Agent处理后的响应报文再由主用网管Proxy转发回NMS；

SNMP Agent主动上报的Trap由主用网管Proxy转发给NMS；

主用网管Proxy周期性地发送心跳Trap给备份网管Proxy；

所述状态切换包括：

备份网管Proxy检测到主用网管Proxy失效后，发送主备切换告警Trap给NMS，同时将自身状态转为活动状态，并重新设置各个SNMP Agent发送Trap的目的地址。

上述方案中，每个网管Proxy设置有请求/响应报文转发表，且配置有包含公网IP地址、各个SNMP Agent的私网IP地址、工作端口号和Community在内的转发报文时需要的信息。

上述方案中，每个网管Proxy设置有Trap发送目的地表，分别配置有Trap发送目的地的IP地址、接收Trap端口号以及目的地类型；该方法进一步包括：向目的地类型为Proxy的，仅发送心跳Trap；向目的地类型为NMS的，发送所有Trap。

其中，所述主用网管Proxy设置有NMS和Proxy两个目的地类型；所述备用网管Proxy仅设置有NMS一个目的地类型。

上述方案中，所述心跳Trap中包含有sysUpTime、snmpTrapID两个标准对象。所述Trap发送目的地表中进一步设置有网管Proxy的序号字段，每个网关Proxy对应唯一的序号，网管Proxy序号的值与目的地状态对应；所述重新设置各个SNMP Agent发送Trap的目的地址方法为：转换为活动状态的网管Proxy对各个SNMP Agent上的Proxy序号对象进行set操作，将序号的值设置为自身的序号。

本发明所提供的网络管理系统及保证其正常通信的方法，增加设置备份网管Proxy，正常状态下，备份网管Proxy通过心跳检测，实时监测主用网管Proxy的状态，当发现主用网管Proxy失效后，自动切换为主用网管Proxy，及时通知NMS并重新设置SNMP Agent的目的地址，使NMS与各个SNMP Agent之间通过新的主用网管Proxy通信。如此，能及时检测到网管Proxy失效，并自动进行网管Proxy的切换，迅速恢复网络管理系统的正常通信功能，彻底解决由于网管Proxy失效各个被管网元设备的网元信息无法上报给NMS的问题，进而提高网络管理系统通信的安全可靠性。

另外，本发明中的失效检测机制和自动恢复机制均使用传统模型中已经具备的SNMP接口，功能扩展非常方便。而且，备份网管Proxy处于半活动状态时，只消耗少量资源检测心跳，对系统没有增加很重的负担。

附图说明

图1为本发明网络管理系统的组成结构示意图；

图2为本发明方法的实现流程示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：在原有网络管理系统模型基础上，增加设置备份网管Proxy，且备份网管Proxy与主用网管Proxy之间连接有心跳线，正常状态下，备份网管Proxy通过检测主用网管Proxy发来的心跳Trap，实时监测主用网管Proxy的状态，当发现主用网管Proxy失效后，自动切换为主用网管Proxy，并及时通知NMS、重新设置SNMP Agent的目的地址，使原备份网管Proxy作为新的主用网管Proxy，完成NMS与各个被管网元设备之间的通信。这里，心跳Trap是SNMP协议中一种Trap报文。

图1给出了本发明网络管理系统的组成结构，如图1所示，本发明的网络管理系统包括NMS、一个或一个以上运行于网元设备上的SNMP Agent，关键在于，还包括连接于NMS和SNMP Agent之间的主用网管Proxy和备份网管Proxy，主用网管Proxy和备份网管Proxy之间连接有心跳线。

其中，NMS为上级网管，用于提供各种服务接口供用户管理整个系统，一般通过SNMP协议定义的Get、GetNext、GetBulk和Set操作向SNMP Agent发出请求(request)报文。

SNMP Agent运行在网络管理系统中的各个被管网元设备上，完成对网元设备的配置管理、性能管理和故障管理等；还负责响应NMS的各种请求，将采集的网元信息通过响应(response)报文返回给NMS，或通过Trap报文主动上报管理信息。

网管Proxy在功能上主要负责转发NMS和SNMP Agent之间的各种通信报文，通常将SNMP Agent和网管Proxy统称为网管接口，为NMS提供服务。网管Proxy不仅支持SNMP协议定义的Get、GetNext、GetBulk、Set操作，还具备主动上报Trap报文的能力。

本发明中，所设置的备份网管Proxy具备与主用网管Proxy同样的功能、同样的程序代码，也就是说，均能支持NMS和SNMP Agent之间各种通信报文的转发；并且，备份网管Proxy和主用网管Proxy同时配置有公网IP地址和私网IP地址，通过公网IP地址与NMS实现路由，通过私网IP地址各个SNMPAgent实现路由。

只是，在正常状态下，只有主用网管Proxy处于活动状态，完成NMS与SNMP Agent之间各种通信报文的转发，并且，主用网管Proxy周期性地向备份网管Proxy发送心跳Trap；备份网管Proxy作为系统的冗余，处于半活动状态，仅消耗少量资源通过心跳Trap检测主用网管Proxy的运行状态。当主用网管Proxy因为某种原因失效，无法工作后，备份网管Proxy由半活动状态转为活动状态，负责转发SNMP Agent和NMS的报文，并将当前主备切换事件通知NMS，同时重新设置各SNMP Agent发送Trap的目的地址。

基于图1所示系统，本发明保证网络管理系统正常通信的方法主要包括正常状态处理和状态切换两部分，其中，正常状态处理部分包括并行的、相互独立执行的三个步骤：

第一个步骤：NMS到某个SNMP Agent的request报文发送给主用网管Proxy，主用网管Proxy将该报文转发到对应的SNMP Agent；SNMP Agent处理完后，将返回的response报文发给主用网管Proxy，主用网管Proxy再转发回NMS。

第二个步骤：某个SNMP Agent主动上报的Trap发送给主用网管Proxy，主用网管Proxy再转发给NMS。

第三个步骤：主用网管Proxy周期性地发送心跳Trap给备份网管Proxy。这里，心跳Trap还可以周期性的发给NMS。

备份网管Proxy通过心跳Trap判断主用网管Proxy的工作状态，当检测到主用网管Proxy失效无法正常工作后，即执行状态切换，具体包括：

a、备份网管Proxy检测到主用网管Proxy失效后，发送主备切换告警Trap给NMS，告知NMS原主用网管Proxy失效，备份网管Proxy已由半活动状态转为活动状态；

b、备份网管Proxy对各个SNMP Agent进行set操作，通过set操作改变SNMP Agent发送Trap的目的地址为备份网管Proxy，将备份网管Proxy作为新的主用网管Proxy。

状态切换完毕后，由原备份网管Proxy，替代原主用网管Proxy，执行正常状态处理部分的三个并行的步骤，不同的是：备份网管Proxy仅向NMS周期性地发心跳Trap。

NMS可以通过来自主用网管Proxy、备份网管Proxy的心跳Trap和主备切换告警Trap了解当前Proxy的工作状态。

下面结合附图和实施例详细说明本发明方法的实现。本实施例中，Proxy1为主用网管Proxy，处于活动状态，负责转发报文；Proxy2为备份网管Proxy，处于半活动状态，负责检测Proxy1的运行状态。

每个网管Proxy有唯一的内部序号，每个网管Proxy设置有一个请求/响应报文转发表，且配置了公网IP地址、以及各个SNMP Agent的私网IP地址、工作端口号和团体串Community等转发报文时需要的信息。这里，Proxy通过Community区别多个SNMP Agent，Proxy配置不同的Community与不同的SNMP Agent对应，NMS输入Community，Proxy根据收到的Community判断与哪个SNMP Agent联系。

本实施例中，保证网络管理系统正常通信的方法包括正常状态处理和状态切换两部分，正常状态处理部分包括并行的三个步骤a1、b1和c1，状态切换部分包括步骤d和e，其中，步骤a1进一步包括a1_1～a1_4四个子步骤，步骤b1进一步包括b1_1～b1_2两个子步骤，步骤c1进一步包括c1_1～c1_2两个子步骤，具体如下：

步骤a1_1：Proxy1为活动状态时，NMS到某个SNMP Agent的request报文先发送给Proxy1；

步骤a1_2：Proxy1查询自身的请求/响应报文转发表，将当前收到的报文转发到对应的SNMP Agent。

步骤a1_3：SNMP Agent处理完后，将返回的response报文发给Proxy1。

步骤a1_4：Proxy1再将收到的响应报文转发回NMS。

每个网管Proxy还设置有一个Trap发送目的地表，分别配置了Trap发送目的地的IP地址、接收Trap端口号以及目的地类型。目的地类型有‘NMS’和‘Proxy’两种。如果目的地类型为‘Proxy’，则只发送心跳Trap，不发其他Trap到这个目的地；如果目的地类型为‘NMS’，则将所有要发出的Trap都发送到这个目的地。

活动状态Proxy1的此表中，有两个目的地。目的地1配置为NMS的公网IP地址、NMS接收Trap的端口号、目的地类型为‘NMS’；目的地2配置为Proxy2的私网IP地址、Proxy2接收Trap的端口号、目的地类型为‘Proxy’。半活动状态Proxy2的此表中，有一个目的地，配置为NMS的公网IP地址、NMS接收Trap的端口号、目的地类型为‘NMS’。

步骤b1_1：Proxy1为活动状态时，某个SNMP Agent主动上报的Trap发送给Proxy1；

步骤b1_2：Proxy1查询自身的Trap发送目的地表，目的地1的类型为‘NMS’，则将此Trap转发给NMS；而目的地2的类型为‘Proxy’，则不转发此Trap给Proxy2。

步骤c1_1：Proxy1周期性生成心跳Trap，Proxy1查询自身的Trap发送目的地表，目的地1的类型为‘NMS’，则将心跳Trap发送给NMS。

步骤c1_2：目的地2的类型为‘Proxy’，则也要将心跳Trap发给目的地2。Proxy2通过Proxy1发来心跳Trap判断Proxy1的工作状态，如果在规定时间内没收到心跳Trap，则认为Proxy1失效了。

心跳Trap采用SNMPv2-Trap的报文格式，为减小网络流量，心跳Trap的变量绑定表中只有sysUpTime、snmpTrapID两个标准的对象，此外，没有其他附加对象。Trap接收方通过snmpTrapID中填写的心跳Trap的对象标识符(OID，Object Identifier)就可以识别出心跳Trap。

其中，sysUpTime、snmpTrapID是SNMP V2-Trap报文中两个必须的对象，具体的，sysUpTime是变量绑定字段的第一个变量，用于定义自设备上次重新引导以来经历的时间。snmpTrapID是变量绑定字段的第二个变量，代表相应Trap的固定名，用来标识不同类型的Trap。

步骤d：Proxy2检测到Proxy1失效后，发送主备切换告警Trap给NMS，通知NMS Proxy1失效，Proxy2已由半活动状态转为活动状态。

因为SNMP Agent的Trap是主动上报的，所以一般每个SNMP Agent有一个Trap发送目的地表，分别配置了Trap发送目的地的IP地址、接收Trap端口号、目的地状态等信息。如果目的地状态为‘Active’，表示这个目的地配置有效；如果目的地状态为‘Idle’，表示这个目的地配置无效。

进一步的，本发明可在所述Trap发送目的地表中增加一个网管Proxy的序号字段，序号1对应Proxy1，序号2对应Proxy2，并且，如果SNMP Agent希望直接发送Trap到NMS，则序号0对应NMS。另外，在SNMP Agent的MIB信息库中增加一个网管Proxy序号的对象，根据这个对象的值value，将Trap发送目的地表中对应序号＝value的Trap发送目的地状态、以及序号＝0的Trap发送目的地状态设置为‘Active’，其他目的地的状态设置为‘Idle’，表示无效。

也就是说，切换为活动状态的网管Proxy对各个SNMP Agent上的Proxy序号对象进行set操作，将值设置为自身的序号，进而改变SNMP Agent发送Trap的目的地表中的状态。该Proxy序号对象属于SNMP Agent，相当于利用网管Proxy的set功能传送值给SNMP Agent，通知它目前哪个网管Proxy处于活动状态，SNMP Agent应往哪里发Trap。SNMP Agent和网管Proxy各自维护一套管理信息库-MIB库，MIB库定义了管理的对象信息，即管理对象的集合。

本实施例中，各个SNMP Agent的此表配置了两个目的地，序号为1的状态为‘Active’，序号为2的状态为‘Idle’，因此，默认情况下，value为1，SNMPAgent将Trap发送给Proxy1。

步骤e：Proxy2检测到Proxy1失效后，Proxy2对各个SNMP Agent的Proxy序号对象进行set操作，将value设置为自己的序号2，进而改变了SNMP Agent发送Trap的目的地表中的状态，即：序号为1的状态改为‘Idle’，序号为2的状态改为‘Active’。

状态切换后，由Proxy2代替Proxy1，完成Proxy1原来的工作，具体是：

步骤a2_1：NMS收到主备切换告警Trap后，将后续发到某个SNMP Agent的request报文发送给Proxy2；

步骤a2_2：Proxy2查询自身的请求/响应报文转发表，将收到的报文转发到对应的SNMP Agent；

步骤a2_3：SNMP Agent处理完后，将返回的response报文发给Proxy2；

步骤a2_4：Proxy2再将收到的响应转发回NMS。

步骤b2_1：根据步骤e的操作结果，各个SNMP Agent将主动上报的Trap发送给Proxy2；

步骤b2_2：Proxy2再转发收到的Trap给NMS。

步骤c2_1：Proxy2周期性地发心跳Trap给NMS。

NMS可以通过来自Proxy1、Proxy2的心跳Trap和主备切换Trap了解当前Proxy的工作状态。

在实际应用中，本发明可以根据需要增加更多的备份网管Proxy，各个备份网管Proxy按一定序号排列，一个活动状态的网管Proxy失效后，可通过某种算法选择一个备份网管Proxy转为活动状态，作为新的主用Proxy工作。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种网络管理系统，包括网络管理工作站NMS、一个或一个以上运行于网元设备上的简单网络管理协议代理SNMP Agent；其特征在于，该系统还包括主用网管Proxy和备份网管Proxy，连接于NMS和SNMP Agent之间，主用网管Proxy和备份网管Proxy之间连接有心跳线；其中，

主用网管Proxy，用于转发NMS和SNMP Agent之间的各种通信报文，周期性向备份网管Proxy发送心跳Trap；

备份网管Proxy，用于通过心跳Trap检测主用网管Proxy的运行状态。

2.根据权利要求1所述的网络管理系统，其特征在于，所述主用网管Proxy处于活动状态，所述备份网管Proxy处于半活动状态。

3.根据权利要求1所述的网络管理系统，其特征在于，所述备份网管Proxy还用于在状态切换时，向NMS发送主备切换告警Trap，并重新设置各个SNMPAgent发送Trap的目的地址。

4.根据权利要求1、2或3所述的网络管理系统，其特征在于，所述备份网管Proxy为一个以上。

5.一种保证网络管理系统正常通信的方法，其特征在于，设置主用网管Proxy和备份网管Proxy，该方法还包括正常状态处理和状态切换两部分，其中，

所述正常状态处理包括：

NMS向某SNMP Agent发送的请求报文通过主用网管Proxy转发到对应的SNMP Agent，SNMP Agent处理后的响应报文再由主用网管Proxy转发回NMS；

SNMP Agent主动上报的Trap由主用网管Proxy转发给NMS；

主用网管Proxy周期性地发送心跳Trap给备份网管Proxy；

所述状态切换包括：

备份网管Proxy检测到主用网管Proxy失效后，发送主备切换告警Trap给NMS，同时将自身状态转为活动状态，并重新设置各个SNMP Agent发送Trap的目的地址。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，每个网管Proxy设置有请求/响应报文转发表，且配置有包含公网IP地址、各个SNMP Agent的私网IP地址、工作端口号和Community在内的转发报文时需要的信息。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，每个网管Proxy设置有Trap发送目的地表，分别配置有Trap发送目的地的IP地址、接收Trap端口号以及目的地类型；

该方法进一步包括：向目的地类型为Proxy的，仅发送心跳Trap；向目的地类型为NMS的，发送所有Trap。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主用网管Proxy设置有NMS和Proxy两个目的地类型；所述备用网管Proxy仅设置有NMS一个目的地类型。

9.根据权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于，所述心跳Trap中包含有sysUpTime、snmpTrapID两个标准对象。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述Trap发送目的地表中进一步设置有网管Proxy的序号字段，每个网关Proxy对应唯一的序号，网管Proxy序号的值与目的地状态对应；

所述重新设置各个SNMP Agent发送Trap的目的地址方法为：转换为活动状态的网管Proxy对各个SNMP Agent上的Proxy序号对象进行set操作，将序号的值设置为自身的序号。

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