CN101227348B - 一种对网络设备的性能统计数据进行采集的方法和服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对网络设备的性能统计数据进行采集的方法和设备，利用不同大小的请求报文依次与网络设备进行交互，根据返回的响应报文测试出网络设备可支持的最大报文长度；根据网络设备可支持的最大报文长度构造请求报文并发送给网络设备；接收网络设备返回的携带有性能统计数据的响应报文。应用本发明方案，由于在数据采集之前，先测试出网络设备可支持的最大报文长度，既可以保证请求报文和响应报文不超过可支持的最大报文长度，又可以在请求报文携带尽可能多的对象标识，在响应报文中返回尽可能多的性能统计数据。因此，可以在单位时间内减少与网络设备之间交互的次数，将时间充分用于计算，从而更好地对监控对象进行监控。

Description

一种对网络设备的性能统计数据进行采集的方法和服务器

技术领域

本发明涉及通信领域技术，特别是涉及一种对网络设备的性能统计数据进行采集的方法和服务器。

背景技术

目前，网络管理服务器通常可以对某些网络设备的性能进行监控，以便于及时了解网络当前的繁忙程度和拥塞状况。为此，网络管理服务器需要采集网络设备的性能统计数据，根据采集到的性能统计数据进行计算，以确定网络设备当前的性能。

对性能统计数据进行采集大多采用简单网络管理协议(SNMP)来实现。如果网络管理服务器需要对某个网络设备的性能进行监控，可以向其发送携带有对象标识的SNMP请求报文，要求获取该网络设备中某个监控对象的性能统计数据。该网络设备将采集到的数据通过SNMP响应报文返回给网络管理服务器。此后，网络管理服务器就可以根据采集到的数据进行统计，以确定该网络设备的性能。这里，监控对象可以是网络设备中的某个接口、中央处理单元(CPU)、虚拟专用网络(VPN)通道等，对象标识可以表示监控对象，而性能统计数据则是从监控对象处可采集到的用于体现当前状况的数据，比如某个接口的流量、CPU的利用率等。

实际应用中，由于网络比较繁忙，或者发生异常丢包等原因，网络管理服务器和网络设备之间的通信并不是实时的，通常会存在延迟现象。图1显示了对一个监控对象的性能统计数据进行采集时的延迟现象示意图。如图1所示，网络管理服务器在T0时刻向某个网络设备发送了SNMP请求报文；网络设备在T0后的某一时刻T1接收到该SNMP请求报文，并将采集的数据通过SNMP响应报文返回给网络管理服务器；网络管理服务器在T1后的某一时刻T2接收到该SNMP响应报文。也就是说，由于网络存在延迟，网络管理服务器需要从T0时刻等待到T2时刻才能够获得采集的数据，才能够进行后续的统计。

随着网络规模的扩大，网络管理服务器需要监控的监控对象越来越多。图2是对多个监控对象的性能统计数据进行采集的示意图。如图2所示，网络管理服务器需要对n个监控对象进行数据采集，并依次与网络设备进行n次交互。假设网络管理服务器在单位时间T内需要进行采集和计算两部分工作，采集的时间为Td，计算的时间为Tc，即T＝Td+Tc。如果网络管理服务器每一次交互需等待的时间为ΔT，那么，T也可以表示为T＝ΔT×n+Tc。也就是说，如果监控对象越多，用于计算的时间就越少。当监控对象到达一定数量时，可能无法满足计算的时间开销，这将导致网络管理服务器无法对网络设备进行有效的性能监控。

为了优化性能统计数据的采集过程，减少等待时间，目前提出两种技术方案：一种是异步等待响应消息的方式，另一种是同步批量发送请求的方式。

其中，异步等待响应消息的方式在发送一个SNMP请求报文后，立即切换进行计算或发送其它SNMP请求报文，并不等待返回的SNMP响应报文。只有在接收到SNMP响应报文时，才重新切换回来进行响应报文的处理。由于异步等待响应消息不等待返回的响应报文，单位时间T一般可以表示为T＝ΔT+Tc。也就是说，异步等待响应消息的方式可以大大减少等待时间，将大部分时间用于统计计算上，可以有效地对网络设备进行监控。

但异步等待响应消息的方式需要在计算和接收响应报文的过程之间反复切换，处理过程的复杂度非常高，容易出现混乱导致程序异常的情况，以及返回大量响应报文时无法及时处理的情况等。

同步批量发送请求的方式是在一个SNMP请求报文中携带多个对象标识，要求获取网络设备中多个监控对象的性能统计数据，网络设备将采集到的多个监控对象的数据同时通过一个SNMP响应报文返回给网络管理服务器。此后，网络管理服务器等接收到响应报文后才开始进行计算。由于同步批量发送请求方式可以在一次交互过程中获得多个监控对象的数据，从而可以减少交互的次数，减少单位时间内的等待时间。假设一个SNMP请求报文中携带有m个对象标识，那么，单位时间T可以表示为T＝ΔT×n/m+Tc。也就是说，如果m越大，等待时间就越小，从而可以将大部分时间用于计算上。

虽然同步批量发送请求方式实现起来比较简单，可以避免异步等待响应消息方式的缺陷，但由于不同网络设备可以支持的报文大小可能不同，同一个网络设备在不同时期支持的报文大小也可能不同，所以，为了适应不同网络环境，通常将报文中对象标识的个数m设置得比较小，使SNMP报文在不同的网络环境下都得到网络设备的支持。从上述表达式T＝ΔT×n/m+Tc可以看出，如果将m设置得比较小，等待时间就会比较长，从而不能充分地将时间用于计算上。

由此可见，现有的同步批量发送请求方式还不能既可以保证网络设备支持报文大小，又可以将时间充分用于计算上，以更好地实现对网络设备性能的监控。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种对网络设备的性能统计数据进行采集的方法和服务器，可以在单位时间内减少与网络设备之间交互的次数，将时间充分用于计算。

为了达到上述第一个发明目的，本发明提出的技术方案为：

一种对网络设备的性能统计数据进行采集的方法，该方法包括以下步骤：

a、利用不同大小的请求报文依次与网络设备进行交互，并根据返回的响应报文测试出网络设备可支持的最大报文长度；

b、根据网络设备可支持的最大报文长度构造携带有至少一个对象标识的请求报文，并发送给网络设备；一个对象标识与当前需采集的一个监控对象对应；

c、接收网络设备返回的响应报文，所述响应报文携带有从当前需采集的所有监控对象处采集到的性能统计数据。

上述方案中，所述步骤a包括：

a1、根据设置的报文测试长度构造携带有至少一个对象标识的请求报文，并将构造出的请求报文发送给网络设备；

a2、根据网络设备返回的响应报文携带报文超大信息的情况判断是否需要重新设置报文测试长度，如果需要，则重新设置并返回步骤a1；否则，将最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度作为网络设备可支持的最大报文长度。

上述方案中，步骤a1之前，该方法进一步包括：将事先设置的报文长度的所有可选取值按照大小进行排列并记录对应的位置序号，将最小取值对应的位置序号作为开始序号，将最大取值对应的位置序号作为结束序号；所述开始序号在结束序号之前；

所述设置报文测试长度的方法为：根据开始序号和结束序号确定一个当前测试序号，将当前测试序号对应的取值作为报文测试长度。

上述方案中，所述步骤a2包括：

a21、判断网络设备返回的响应报文是否携带有报文超大信息，如果有，则将当前测试序号的前一序号作为结束序号；否则，将当前测试序号的后一序号作为开始序号；

a22、判断开始序号是否位于结束序号之后，如果是，则将结束序号对应的取值作为网络设备可支持的最大报文长度，所述结束序号对应的取值为最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度，然后执行步骤b；否则，根据开始序号和结束序号确定一个当前测试序号，将当前测试序号对应的取值作为报文测试长度，并返回步骤a1。

上述方案中，所述步骤a1包括：将设置的报文测试长度作为响应报文目标长度，根据响应报文目标长度构造请求报文，并将构造出的请求报文发送给网络设备；

所述步骤b包括：将所述网络设备可支持的最大报文长度作为响应报文目标长度，根据响应报文目标长度构造请求报文，并将构造出的请求报文发送给网络设备；

所述根据响应报文目标长度构造请求报文的方法为：

x0、确定一个当前对象标识，并将报文当前长度的初始值设置为0；

x1、根据事先确定的编码规则计算当前对象标识和对应监控对象处需采集的性能统计数据总共占有报文的最大长度，将计算出的报文长度与报文当前长度之和作为报文当前长度；

x2、判断响应报文目标长度是否大于报文当前长度，如果大于，则将当前对象标识作为当前需携带的对象标识，将下一个对象标识作为当前对象标识，并返回步骤x1；否则，构造请求报文，将所有当前需携带的对象标识携带于所述请求报文中。

针对上述第二个发明目的，本发明提出的技术方案为：

一种对网络设备的性能统计数据进行采集的服务器，该服务器包括：

对象标识存储单元，用于保存所有的对象标识；

报文最大长度存储单元，用于保存网络设备可支持的最大报文长度；

测试控制单元，用于控制封装单元构造不同大小的请求报文，根据从收发单元接收到的响应报文测试出网络设备可支持的最大报文长度，将网络设备可支持的最大报文长度保存在报文最大长度存储单元中，并通知采集控制单元开始采集；

采集控制单元，用于接收测试控制单元开始采集的通知，从报文最大长度存储单元中获得网络设备可支持的最大报文长度，向封装单元发送携带有网络设备可支持的最大报文长度的控制信号，指示封装单元构造请求报文；

封装单元，用于在测试控制单元的控制下，根据对象标识存储单元保存的对象标识构造请求报文，将构造的请求报文传输给收发单元；在采集控制单元的控制下，根据网络设备可支持的最大报文长度构造携带有至少一个对象标识的请求报文，一个对象标识与当前需采集的一个监控对象对应；将构造出的请求报文传输给收发单元；

收发单元，用于将封装单元构造的请求报文发送出去；接收测试时返回的响应报文，并传输给测试控制单元；接收采集时返回的响应报文，所述响应报文携带有从当前需采集的所有监控对象处采集到的性能统计数据。

上述方案中，所述测试控制单元包括：

设置单元，用于设置报文测试长度，将携带有报文测试长度的控制信号发送给封装单元，指示封装单元按照报文测试长度构造请求报文；

测试判别单元，用于根据从收发单元接收到的响应报文携带报文超大信息的情况判断是否需要重新设置报文测试长度，如果需要，则重新启动设置单元；否则，将最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度作为网络设备可支持的最大报文长度，并输出给报文最大长度存储单元进行保存。

上述方案中，所述设置单元包括：

报文长度和序号存储单元，用于存储报文长度所有可选择的取值以及对应的位置序号，将最小取值对应的位置序号作为开始序号，将最大取值对应的位置序号作为结束序号，所述开始序号在结束序号之前；

设置控制单元，用于根据报文长度和序号存储单元中的开始序号和结束序号确定一个当前测试序号，将当前测试序号对应的取值作为报文测试长度；将携带有报文测试长度的控制信号发送给封装单元，指示封装单元按照报文测试长度构造请求报文。

上述方案中，所述测试判别单元包括：

第一判别子单元，用于根据从收发单元接收到的响应报文判断是否携带有报文超大信息，如果有，则将报文长度和序号存储单元中的当前测试序号的前一序号作为结束序号，并触发第二判别子单元；否则，将当前测试序号的后一序号作为开始序号，并触发第二判别子单元；

第二判别子单元，用于判断报文长度和序号存储单元中的开始序号是否位于结束序号之后，如果是，则将结束序号对应的取值作为网络设备可支持的最大报文长度，并输出给最大长度存储单元进行保存，所述结束序号对应的取值为最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度；否则，启动设置控制单元执行。

上述方案中，所述封装单元包括：

封装目标长度存储单元，用于在接收到测试控制单元发送的控制信号时，将控制信号中的报文测试长度作为响应报文目标长度进行保存；在接收到采集控制单元发送的控制信号时，将控制信号中的网络设备可支持的最大报文长度作为响应报文目标长度进行保存；

计算单元，用于在接收到控制信号时，从对象标识存储单元中获取当前对象标识，根据事先确定的编码规则计算当前对象标识和对应监控对象处需采集的性能统计数据总共占有报文的最大长度，将计算出的报文长度与报文当前长度之和作为报文当前长度，并传输给长度判别单元，所述报文当前长度初始值为0；

长度判别单元，用于判断封装目标长度存储单元中的响应报文目标长度是否大于报文当前长度，如果大于，则将当前对象标识作为当前需携带的对象标识，将下一个对象标识作为当前对象标识，并重新启动计算单元；否则，构造携带有所有当前需携带的对象标识的请求报文，并传输给发送单元。

综上所述，本发明提出一种对网络设备的性能统计数据进行采集的方法和服务器，在数据采集之前，先测试出网络设备可支持的最大报文长度，并根据网络设备可支持的最大报文长度来构造请求报文。这样，既可以保证请求报文和响应报文不超过可支持的最大报文长度，又可以在请求报文携带尽可能多的对象标识，在响应报文中返回尽可能多的性能统计数据，因此，可以在单位时间内减少与网络设备之间交互的次数，将时间充分用于计算，从而更好地对监控对象进行监控。

附图说明

图1是现有技术中对一个监控对象的性能统计数据进行采集时的延迟现象示意图；

图2是现有技术中对多个监控对象的性能统计数据进行采集时的延迟现象示意图；

图3是本发明实现对网络设备的性能统计数据进行采集的方法流程图；

图4是应用本发明方案的一个方法实施例的流程图；

图5是本发明对网络设备的性能统计数据进行采集的服务器内部结构示意图；

图6是本发明网络管理服务器中测试控制单元503的内部结构的一个实施例；

图7是本发明网络管理服务器中设置单元5031和测试判别单元5032的内部结构的一个实施例；

图8是本发明网络管理服务器中封装单元502的内部结构的一个实施例。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

图3是本发明实现对网络设备的性能统计数据进行采集的方法流程图。如图3所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤301：利用不同大小的请求报文依次与网络设备进行交互，并根据返回的响应报文测试出网络设备可支持的最大报文长度。

实际应用中，如果网络设备无法支持某个长度的报文，将返回携带有报文超大信息的错误响应报文；而如果网络设备可以支持某个长度的报文，就将返回正确的响应报文。这里所述可以支持的报文、不可支持的报文中的“报文”既可以指请求报文，又可以指响应报文。也就是说，如果网络设备不支持某个长度的请求报文，将返回携带有超大信息的错误响应报文。如果网络设备支持某个长度的请求报文，但该请求报文对应响应报文的长度超过了能够支持的最大长度，也会返回携带有超大信息的错误响应报文。

本步骤中，具体的请求报文和响应报文与网络设备交互时遵循的协议相关。比如，网络管理服务器与网络设备之间交互的协议为简单网络管理协议(SNMP)，那么，这里的请求报文应该为SNMP请求报文，响应报文则为SNMP响应报文。当然，网络管理服务器与网络设备之间还可以按照其它协议进行交互，此处不再赘述。

根据网络设备返回响应报文是否携带有报文超大信息，本发明就可以测试出网络设备可支持的最大报文长度。这样，步骤301具体可以包括：

a1、根据设置的报文测试长度构造携带有至少一个对象标识的请求报文，并将构造出的请求报文发送给网络设备。

实际应用中，为了表示当前需要采集哪些监控对象，可以为每个监控对象设置对应的标识信息，步骤a1中所述的对象标识就可以作为一种标识信息。此后，网络设备就可以从这个标识信息中获知当前需要采集哪些监控对象的数据。

在步骤a1中，根据设置的报文测试长度构造请求报文的方式可以包括以下两种，一种是将设置的报文测试长度作为请求报文的长度，使构造出的请求报文的长度与设置的报文测试长度相同。另一种是将设置的报文测试长度作为响应报文的长度，使构造出的请求报文所对应的响应报文与设置的报文测试长度相同。实际中，应用本发明方案的用户可以选择其中一种方式来构造请求报文即可。

对于将设置的报文测试长度作为请求报文的长度来说，其构造请求报文的过程比较简单，可以将对象标识的大小依次累加在报文中，直到报文的长度达到设置的报文测试长度。当然，如果按照协议规定返回的响应报文都比对应的请求报文大，那么该方法测试出的网络设备可支持的报文最大长度将不是很精确。此时，就可以采用如下的第二种方式。

对于将设置的报文测试长度作为响应报文的长度来说，步骤a1可以具体为：将设置的报文测试长度作为响应报文目标长度，根据响应报文目标长度构造请求报文，并将构造出的请求报文发送给网络设备。其中，响应报文目标长度就是指请求报文所对应的响应报文要达到的长度。也就是说，可以将设置的报文测试长度作为响应报文需要达到的长度来构造相应的请求报文，至于如何根据响应报文目标长度构造请求报文可以与步骤302中描述的方法相同，稍后再一并进行详细描述。

a2、根据网络设备返回的响应报文判断是否需要重新设置报文测试长度，如果需要，则重新设置并返回步骤a1；否则，将最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度作为网络设备可支持的最大报文长度。

实际应用中，通常会采用某种方式来设置不同的报文测试长度，比如：可以按照从小到大的顺序依次设置，可以按照从大到小的顺序依次设置，也可以按照二分法等非顺序的方式来设置报文测试长度。但不管采用哪种方式，都可以在确定无需重新设置报文测试长度时，将最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度作为网络设备可支持的最大报文长度，其具体情况可以参见下述的实施例，此处不再赘述。

通过上述步骤a1和步骤a2中设置的不同报文测试长度，就可以构造不同大小的请求报文，从而测试出网络设备可支持的最大报文长度。

步骤302：根据网络设备可支持的最大报文长度构造携带有至少一个对象标识的请求报文，并发送给网络设备；请求报文中的一个对象标识与当前需采集的一个监控对象对应。

如前所述，这里的对象标识是表示监控对象的标识，表示当前需要采集哪些监控对象的数据。当网络设备接收到请求报文时，就可以根据从对象标识所对应的监控对象处获取性能统计数据。

需要注意的是，不管步骤301采用哪种方式测试出网络设备可支持的最大报文长度，如果响应报文不但需要携带对象标识，还需要携带从对应监控对象处采集到的性能统计数据，响应报文比请求报文要大，那么，步骤302在构造请求报文时需要考虑对应的响应报文不能超过网络设备可支持的最大报文长度。

在这种情况下，步骤302具体可以为：将网络设备可支持的最大报文长度作为响应报文目标长度，根据响应报文目标长度构造请求报文，并将构造出的请求报文发送给网络设备。其中，根据响应报文目标长度构造请求报文的方法与上述描述步骤a1时所涉及的方法相同，可以包括：

x0、确定一个当前对象标识，将报文当前长度的初始值设置为0。

x1、根据事先确定的编码规则计算当前对象标识和对应监控对象处需采集的性能统计数据总共占有报文的最大长度，将计算出的报文长度与报文当前长度之和作为报文当前长度。

实际应用中，报文中携带的对象标识和性能统计数据需要采用某种方式进行编码后再传输，比如采用抽象句法表示法(Asn.1)进行编码。这样，就可以根据编码规则计算出占有报文的最大长度。比如：“接口”这个对象标识占有2个字节，接口处采集的性能统计数据最多占有4个字节，那么，响应报文中针对该监控对象所占有报文的最大长度就应该为6个字节。

x2、判断响应报文目标长度是否大于报文当前长度，如果大于，则将当前对象标识作为当前需携带的对象标识，将下一个对象标识作为当前对象标识，并返回步骤x1；否则，构造请求报文，将所有当前需携带的对象标识携带于所述请求报文中。

利用上述步骤x0～步骤x2，可以找出当前需携带的对象标识，并构造出携带有这些对象标识的请求报文。

步骤303：接收网络设备返回的响应报文，所述响应报文携带有从当前需采集的所有监控对象处采集到的性能统计数据。

由于本发明在数据采集前，通过交互测试出网络设备可支持的最大报文长度，并按照网络设备可支持的最大报文长度来构造请求报文，不但可以保证请求报文和响应可以被网络设备支持，而且可以发送尽可能多的对象标识，使单位时间内发送请求报文的次数减少，从而减少与网络设备交流的次数，使网络管理服务器将时间充分用于计算上，更好地实现对网络设备性能的监控。

为了更好的说明本发明方案，下面用一个较佳实施例进行详细描述。

本实施例中，假设网络管理服务器与网络设备之间交互的协议为SNMP协议，网络管理服务器发送的请求报文为SNMP请求报文，网络设备返回的响应报文为SNMP响应报文。按照SNMP协议规定，网络设备可以支持的最大报文长度不超过15K字节。另外，本实施例还规定网络设备可以支持的最小报文长度不低于1K。当然，实际应用中，也可以按照用户需求自行规定最小报文长度。

本实施例中，可以事先设置报文长度所有可以选择的取值，按照取值的大小进行排列并记录对象的位置序号，将最小取值对象的位置序号作为开始序号，将最大取值对应的位置序号作为结束序号，开始序号在结束序号之前。

表一显示了本实施例中报文长度所有可以选择的取值以及对应的位置序号：

位置  序号	0	1	2	3	4	5	6	7	8
										取值   (字节)	1024	1536	2048	3072	4096	6144	8192	11596	15000

                                表一

其中，假设开始序号的初始值为“0”，结束序号的初始值为“8”。本实施例中，还可以假设将开始序号和结束序号中间的一个序号作为当前测试序号，即：当前测试序号＝(开始序号+结束序号+1)/2。按照此方法，就需要将序号“4”作为当前测试序号，其对应的取值4096则为报文测试长度。

另外，实际应用中，可以利用数组或二叉树等形式来保存表一的内容，具体如何实现可以由应用本实施例方案的用户自行确定，此处不再赘述。

图4是本实施例的流程图。如图4所示，本实施例可以包括：

步骤401：根据设置的报文测试长度构造携带有至少一个对象标识的SNMP请求报文，并将构造出的SNMP请求报文发送给网络设备。

本实施例中，由于初始的开始序号为“0”，初始的结束序号为“8”，初始的当前测试序号为“4”，初始的报文测试长度为4096字节，所以，在首次执行步骤301时，可以将4096字节作为SNMP响应报文的长度，使构造出的SNMP请求报文所对应的SNMP响应报文为4096字节。具体实施方法是先将设置的报文测试长度作为响应报文目标长度，再执行步骤x0～x2。

当然，实际应用中，也可以直接按照4096字节来构造SNMP请求报文，即构造一个长度为4096的SNMP请求报文。

但不管采用上述哪种方式，步骤401都可以按照设置的报文测试长度构造出一个SNMP请求报文，并将构造出的SNMP请求报文发送给网络设备。

步骤402～步骤404：判断网络设备返回的SNMP响应报文是否携带有报文超大信息，如果有，则将当前测试序号的前一序号作为结束序号；否则，将当前测试序号的后一序号作为开始序号。

本步骤可以根据返回的响应报文重新调整开始序号和结束序号，即重新调整报文测试长度可以选择的范围，以尽快确定网络设置可支持的最大报文长度。也就是说，如果按照当前测试序号对应的报文测试长度来构造SNMP请求报文，并接收到携带有报文超大信息的SNMP响应报文，则说明该报文测试长度太大，应该重新选择一个更小的报文测试长度，此时，就可以将报文测试长度的取值范围调整到从开始序号到当前测试序号的前一序号所对应的报文测试长度的取值范围。比如：开始序号为“0”，结束序号为“8”，当前测试序号为“4”，按照序号“4”对应的报文测试长度4096字节来构造SNMP请求报文，并接收到携带有报文超大信息的SNMP响应报文。在这种情况下，应该将报文测试长度的取值范围调整到从序号“0”到序号“3”所对应的取值范围。

相应地，如果按照当前测试序号对应的报文测试长度来构造SNMP请求报文，并且未接收到携带有报文超大信息的SNMP响应报文，则说明该报文测试长度太小，应该重新选择一个更大的报文测试长度，此时，就可以将报文测试长度的取值范围调整到从当前测试序号的后一序号到结束序号所对应的取值范围。比如：开始序号为“0”，结束序号为“8”，当前测试序号为“4”，按照序号“4”对应的报文测试长度4096字节来构造SNMP请求报文，并且未接收到携带有报文超大信息的SNMP响应报文。在这种情况下，应该将报文测试长度的取值范围调整到从序号“5”到序号“8”所对应的取值范围。

由于本实施例利用步骤403和步骤404这种类似于二分法的方式来调整报文测试长度的取值范围，假设报文测试长度可以选择的取值总共有n个，最多经过ln(n)+1次选择，就可以确定出网络设备可支持的最大报文长度。当然，实际应用中，也可以采用从小到大的顺序或者从大到小的顺序进行调整，其方法比较简单，此处不再赘述。

步骤405～步骤407：判断开始序号是否位于结束序号之后，如果是，则将结束序号对应的取值作为网络设备可支持的最大报文长度，所述结束序号对应的取值为最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度，然后执行步骤408；否则，根据开始序号和结束序号确定一个当前测试序号，将当前测试序号对应的取值作为报文测试长度，并返回步骤401。

本实施例中，由于在确定测试报文长度太大时会减小结束序号，在确定测试报文长度太小时会增大开始序号，开始序号和结束序号将逐渐向中间靠拢。只有开始序号位于结束序号之后，才可以确定扫描完了所有的取值，才可以确定网络设备可支持的最大报文长度。需要注意的是，本实施例中，确定出网络设备可支持的最大报文长度正是结束序号所对应的取值，也正在最近一次未携带报文超大信息的SNMP响应报文所对应的报文测试长度。比如：在第一次循环中，开始序号为“0”，结束序号为“8”，当前测试序号为“4”，并假设接收到携带有报文超大信息的SNMP响应报文，此时，应该将结束序号调整为“3”，将当前测试序号调整为“2”；在第二次循环中，开始序号为“0”，结束序号为“3”，当前测试序号为“2”，并假设没有接收到报文超大信息的SNMP响应报文，此时，应该将开始序号调整为“3”，当前测试序号调整为“3”；在第三次循环中，开始序号为“3”，结束序号为“3”，当前测试序号也为“3”，并假设接收到报文超大信息的SNMP响应报文，并应该将结束序号调整为“2”。此时，开始序号已经位于结束序号之后，应该将结束序号“2”对应的取值作为网络设备可支持的最大报文长度，而结束序号“2”所对应的取值也正是最近一次未携带报文超大信息的SNMP响应报文所对应的报文测试长度。

在经过上述步骤401～步骤407确定出网络设备可支持的最大报文长度之后，就可以利用以下的步骤408和步骤409构造SNMP请求报文了。

步骤408：确定一个当前对象标识，并设置报文当前长度的初始值为0。

步骤409：根据Asn.1编码规则计算当前对象标识和对应监控对象处需采集的性能统计数据总共占有报文的最大长度，将计算出的报文长度与报文当前长度之和作为报文当前长度。

步骤410：判断网络设备可支持的最大报文长度是否大于报文当前长度，如果大于，则执行步骤411；否则，执行步骤412。

步骤411：将当前对象标识作为当前需携带的对象标识，将下一个对象标识作为当前对象标识，并返回步骤409。

步骤412：构造SNMP请求报文，将所有当前需携带的对象标识携带于该SNMP请求报文中。

上述步骤408～步骤412相当于采用上述步骤x0～步骤x2的方式，将网络设备可支持的最大报文长度作为SNMP响应报文的目标长度来构造对应的SNMP请求报文。

实际应用中，网络管理服务器需要监控的监控对象有很多，对应的对象标识也很多，在第一次循环时，可以将第一个对象标识作为当前对象标识，将报文当前长度的初始值设置为0；在第二个循环时，可以将第二个对象标识作为当前对象标识，并在报文当前长度的基础上进行累加，并以此类推。比如：在第一次循环时，将对象标识“vb1”作为当前对象标识，将报文当前长度的初始值为0，经过计算后得到“vb1”这个对象标识占有2个字节，从“vb1”对应监控对象处采集的数据最多占有4个字节，那么，当前报文长度就应该为2+4+0＝6个字节。如果当前报文长度没有超过网络设备可支持的最大报文长度，则将“vb1”作为当前需携带的对象标识。在第二次循环时，将下一个对象标识“vb2”作为当前对象标识，经过计算后得到“vb2”这个对象标识占有4个字节，从“vb2”对应监控对象处采集的数据最多占有8个字节，那么，当前报文长度就应该为6+4+8＝18个字节。如果当前报文长度没有超过网络设备可支持的最大报文长度，则将“vb2”作为当前需携带的对象标识。按照此方法依此类推，可以找出所有当前需携带的对象标识。

这里需要注意的是，由于网络设备接收的SNMP请求报文和SNMP响应报文都不能超过网络设备可支持的最大报文长度，所以，在确定当前要发送的一个SNMP请求报文中需要携带多少对象标识时，不但需要计算每一个对象标识占有报文的长度，还需要计算每一个对象标识所对应监控对象处采集的性能统计数据占有报文的最大长度。

步骤413：将构造出的SNMP请求报文发送给网络设备，并接收网络设备返回的SNMP响应报文，所述SNMP响应报文携带有从当前需采集的所有监控对象处采集到的性能统计数据。

上述步骤412和步骤413是网络管理服务器和网络设备之间的一次交互，SNMP请求报文和SNMP响应报文都可以保证不超过网络设备可支持的最大报文长度。其中，SNMP请求报文可以携带尽可能多的对象标识，SNMP响应报文就会返回尽可能多的监控对象处采集的性能统计数据。这样，网络管理服务器和网络设备之间的通信可以达到饱和，从而减少交互次数，将时间充分用于后续的计算。

仍然以单位时间T表示为T＝ΔT×n/m+Tc为例进行说明，其中，单位时间T与采集周期相关，Tc为计算时间，ΔT为与网络管理服务器每一次交互需等待的时间，n为监控对象的总数量。假设现有的同步批量发送请求方式在请求报文中可以携带m1个对象标识，而本发明实施例在达到饱和通信的条件下可以携带m2个对象标识，m2大于m1。那么，本实施例在单位时间内需花费的等待时间为ΔT×n/m2，现有的同步批量发送请求方式在单位时间内需花费的等待时间应该为ΔT×n/m1，本实施例在单位时间内需花费的等待时间比现有的同步批量发送请求方式在单位时间内需花费的等待时间少，从而可以更加充分地进行计算。

当然，假设n大于m2，网络管理服务器和网络设备之间的一次交互可能无法完成单位时间内需要进行的数据采集。这种情况下，还可以重复执行步骤408～步骤413。也就是说，如果对象标识包括a1～a15，在第一次循环中确定出需要携带a1～a5这几个对象标识，那么，在第二次循环中就可以将a6作为当前对象标识，将当前报文长度的初始值设置为0，并重新执行步骤409～步骤413，以此类推，直到将所有的对象标识都通过SNMP请求报文发送给网络设备才完成一个单位时间内所有的数据采集。

另外，实际应用中，网络设备可支持的最大报文长度还可能会被更改。如果网络设备可支持的最大报文长度被减小，而网络管理服务器仍然按照事先的值来构造SNMP请求报文，就有可能会接收到返回的携带有报文超大信息的SNMP响应报文。在这种情况，可以重新执行步骤401～步骤407以确定出新的网络设备可支持的最大报文长度。如果网络设备可支持的最大报文长度被增加，就可以向网络管理服务器发送某个信号以触发步骤401～步骤407的执行，或者网络管理服务器也可以定时自动地执行步骤401～步骤407来更新网络设备可支持的最大报文长度。不管采用哪种方式，在确定出新的网络设置可支持的最大报文长度之后，都可以重新执行步骤408～步骤413进行性能统计数据的采集。

针对上述方法，本发明还提出一种网络设备的性能统计数据进行采集的服务器，即网络管理服务器。网络管理服务器的内部结构图可以如图5所示，包括：

对象标识存储单元501，用于保存所有的对象标识。

报文最大长度存储单元502，用于保存网络设备可支持的最大报文长度。

测试控制单元503，用于控制封装单元505构造不同大小的请求报文，根据从收发单元506接收到的响应报文测试出网络设备可支持的最大报文长度，将网络设备可支持的最大报文长度保存在报文最大长度存储单元502中，并通知采集控制单元504开始采集。

采集控制单元504，用于接收测试控制单元503开始采集的通知，从报文最大长度存储单元502中获得网络设备可支持的最大报文长度，向封装单元505发送携带有网络设备可支持的最大报文长度的控制信号，指示封装单元505构造请求报文。

封装单元505，用于在测试控制单元503的控制下构造请求报文，将构造的请求报文传输给收发单元506；在采集控制单元504的控制下，根据网络设备可支持的最大报文长度构造携带有至少一个对象标识的请求报文，一个对象标识与当前需采集的一个监控对象对应；将构造出的请求报文传输给收发单元506。

收发单元506，用于将封装单元505构造的请求报文发送出去；接收测试时返回的响应报文，并传输给测试控制单元503；接收采集时返回的响应报文，所述响应报文携带有从当前需采集的所有监控对象处采集到的性能统计数据。

也就是说，测试控制单元503首先控制封装单元505构造不同大小的请求报文，根据从收发单元506接收到的响应报文测试出网络设备可支持的最大报文长度，将网络设备可支持的最大报文长度保存在报文最大长度存储单元502中，并通知采集控制单元504开始采集。采集控制单元504接收测试控制单元503开始采集的通知时，从报文最大长度存储单元502中获得网络设备可支持的最大报文长度，向封装单元505发送携带有网络设备可支持的最大报文长度的控制信号，指示封装单元505构造请求报文。封装单元505根据网络设备可支持的最大报文长度构造携带有至少一个对象标识的请求报文，将构造出的请求报文传输给收发单元506。收发单元506将封装单元505构造的请求报文发送出去，并接收返回的响应报文，所述响应报文携带有从当前需采集的所有监控对象处采集到的性能统计数据。

实际应用，测试控制单元503的内部结构示意图可以如图6所示，包括：

设置单元5031，用于设置报文测试长度，将携带有报文测试长度的控制信号发送给封装单元505，指示封装单元505按照报文测试长度构造请求报文。

测试判别单元5032，用于根据从收发单元506接收到的响应报文判断是否需要重新设置报文测试长度，如果需要，则重新启动设置单元5031；否则，将最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度作为网络设备可支持的最大报文长度，并输出给报文最大长度存储单元502进行保存。

进一步地，如果按照上述方法实施例中的方法来测试出网络设备可支持的最大报文长度，设置单元5031和测试判别单元5032的内部结构还可以如图7所示。具体地，设置单元5031可以包括：

报文长度和序号存储单元5031a，用于存储报文长度所有可选择的取值以及对应的位置序号，将最小取值对应的位置序号作为开始序号，将最大取值对应的位置序号作为结束序号，所述开始序号在结束序号之前。

设置控制单元5031b，用于根据报文长度和序号存储单元5031a中的开始序号和结束序号确定一个当前测试序号，将当前测试序号对应的取值作为报文测试长度；将携带有报文测试长度的控制信号发送给封装单元505，指示封装单元505按照报文测试长度构造请求报文。

测试判别单元5032可以包括：

第一判别子单元5032a，用于根据从收发单元506接收到的响应报文判断是否携带有报文超大信息，如果有，则将报文长度和序号存储单元5031中的当前测试序号的前一序号作为结束序号，并触发第二判别子单元5032b；否则，将当前测试序号的后一序号作为开始序号，并触发第二判别子单元5032b。

第二判别子单元5032b，用于判断报文长度和序号存储单元5031中的开始序号是否位于结束序号之后，如果是，则将结束序号对应的取值作为网络设备可支持的最大报文长度，并输出给报文最大长度存储单元502进行保存，所述结束序号对应的取值为最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度；否则，启动设置控制单元5031b执行。

不管测试控制单元503采用哪种方法来测试，其内部的结构是怎样的，如果封装单元502将测试控制单元503发送的控制信号中携带的报文测试长度作为响应报文目标长度，将采集控制单元504发送的控制信号中携带的网络设备可支持的最大报文长度也作为响应报文目标长度，那么，封装单元502就可以按照同样的方法来构造请求报文。

在这种情况下，图8显示了封装单元502的内部结构示意图。如图8所示，封装单元502可以包括：

封装目标长度存储单元5021，用于在接收到测试控制单元503发送的控制信号时，将控制信号中的报文测试长度作为响应报文目标长度进行保存；在接收到采集控制单元504发送的控制信号时，将控制信号中的网络设备可支持的最大报文长度作为响应报文目标长度进行保存。

计算单元5022，用于在接收到控制信号时，从对象标识存储单元501中获取当前对象标识，根据事先确定的编码规则计算当前对象标识和对应监控对象处需采集的性能统计数据总共占有报文的最大长度，将计算出的报文长度与报文当前长度之和作为报文当前长度，并传输给长度判别单元5023，所述报文当前长度初始值为0。

长度判别单元5023，用于判断封装目标长度存储单元5021中的响应报文目标长度是否大于报文当前长度，如果大于，则将当前对象标识作为当前需携带的对象标识，将下一个对象标识作为当前对象标识，并重新启动计算单元5022；否则，构造携带有所有当前需携带的对象标识的请求报文，并传输给发送单元506。

应用本发明方案，由于在数据采集之前，先测试出网络设备可支持的最大报文长度，并将网络设备可支持的最大报文长度作为响应报文可到达的最大长度来构造请求报文，既可以保证请求报文和响应报文不超过网络设备可支持的最大报文长度，又可以在请求报文携带尽可能多的对象标识，在响应报文中返回尽可能多的性能统计数据。这样，就可以在单位时间内减少与网络设备之间交互的次数，减少等待时间，将时间充分用于后续的计算，从而更好地对网络设备中监控对象进行监控，提高网络管理服务器的性能。

综上所述，以上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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对网络设备的性能统计数据进行采集的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、利用不同大小的请求报文依次与网络设备进行交互，并根据返回的响应报文测试出网络设备可支持的最大报文长度；

b、根据网络设备可支持的最大报文长度构造携带有至少一个对象标识的请求报文，并发送给网络设备；一个对象标识与当前需采集的一个监控对象对应；

c、接收网络设备返回的响应报文，所述响应报文携带有从当前需采集的所有监控对象处采集到的性能统计数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a包括：

a1、根据设置的报文测试长度构造携带有至少一个对象标识的请求报文，并将构造出的请求报文发送给网络设备；

a2、根据网络设备返回的响应报文携带报文超大信息的情况判断是否需要重新设置报文测试长度，如果需要，则重新设置并返回步骤a1；否则，将最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度作为网络设备可支持的最大报文长度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤a1之前，该方法进一步包括：将事先设置的报文长度的所有可选取值按照大小进行排列并记录对应的位置序号，将最小取值对应的位置序号作为开始序号，将最大取值对应的位置序号作为结束序号；所述开始序号在结束序号之前；

所述设置报文测试长度的方法为：根据开始序号和结束序号确定一个当前测试序号，将当前测试序号对应的取值作为报文测试长度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤a2包括：

a21、判断网络设备返回的响应报文是否携带有报文超大信息，如果有，则将当前测试序号的前一序号作为结束序号；否则，将当前测试序号的后一序号作为开始序号；

a22、判断开始序号是否位于结束序号之后，如果是，则将结束序号对应的取值作为网络设备可支持的最大报文长度，所述结束序号对应的取值为最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度，然后执行步骤b；否则，根据开始序号和结束序号确定一个当前测试序号，将当前测试序号对应的取值作为报文测试长度，并返回步骤a1。

5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤a1包括：将设置的报文测试长度作为响应报文目标长度，根据响应报文目标长度构造请求报文，并将构造出的请求报文发送给网络设备；

所述步骤b包括：将所述网络设备可支持的最大报文长度作为响应报文目标长度，根据响应报文目标长度构造请求报文，并将构造出的请求报文发送给网络设备；

所述根据响应报文目标长度构造请求报文的方法为：

x0、确定一个当前对象标识，并将报文当前长度的初始值设置为0；

x1、根据事先确定的编码规则计算当前对象标识和对应监控对象处需采集的性能统计数据总共占有报文的最大长度，将计算出的报文长度与报文当前长度之和作为报文当前长度；

x2、判断响应报文目标长度是否大于报文当前长度，如果大于，则将当前对象标识作为当前需携带的对象标识，将下一个对象标识作为当前对象标识，并返回步骤x1；否则，构造请求报文，将所有当前需携带的对象标识携带于所述请求报文中。

6.一种对网络设备的性能统计数据进行采集的服务器，其特征在于，该服务器包括：

对象标识存储单元，用于保存所有的对象标识；

报文最大长度存储单元，用于保存网络设备可支持的最大报文长度；

测试控制单元，用于控制封装单元构造不同大小的请求报文，根据从收发单元接收到的响应报文测试出网络设备可支持的最大报文长度，将网络设备可支持的最大报文长度保存在报文最大长度存储单元中，并通知采集控制单元开始采集；

采集控制单元，用于接收测试控制单元开始采集的通知，从报文最大长度存储单元中获得网络设备可支持的最大报文长度，向封装单元发送携带有网络设备可支持的最大报文长度的控制信号，指示封装单元构造请求报文；

封装单元，用于在测试控制单元的控制下，根据对象标识存储单元保存的对象标识构造请求报文，将构造的请求报文传输给收发单元；在采集控制单元的控制下，根据网络设备可支持的最大报文长度构造携带有至少一个对象标识的请求报文，一个对象标识与当前需采集的一个监控对象对应；将构造出的请求报文传输给收发单元；

收发单元，用于将封装单元构造的请求报文发送出去；接收测试时返回的响应报文，并传输给测试控制单元；接收采集时返回的响应报文，所述响应报文携带有从当前需采集的所有监控对象处采集到的性能统计数据。

7.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述测试控制单元包括：

设置单元，用于设置报文测试长度，将携带有报文测试长度的控制信号发送给封装单元，指示封装单元按照报文测试长度构造请求报文；

测试判别单元，用于根据从收发单元接收到的响应报文携带报文超大信息的情况判断是否需要重新设置报文测试长度，如果需要，则重新启动设置单元；否则，将最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度作为网络设备可支持的最大报文长度，并输出给报文最大长度存储单元进行保存。

8.根据权利要求7所述的服务器，其特征在于，所述设置单元包括：

报文长度和序号存储单元，用于存储报文长度所有可选择的取值以及对应的位置序号，将最小取值对应的位置序号作为开始序号，将最大取值对应的位置序号作为结束序号，所述开始序号在结束序号之前；

设置控制单元，用于根据报文长度和序号存储单元中的开始序号和结束序号确定一个当前测试序号，将当前测试序号对应的取值作为报文测试长度；将携带有报文测试长度的控制信号发送给封装单元，指示封装单元按照报文测试长度构造请求报文。

9.根据权利要求8所述的服务器，其特征在于，所述测试判别单元包括：

第一判别子单元，用于根据从收发单元接收到的响应报文判断是否携带有报文超大信息，如果有，则将报文长度和序号存储单元中的当前测试序号的前一序号作为结束序号，并触发第二判别子单元；否则，将当前测试序号的后一序号作为开始序号，并触发第二判别子单元；

第二判别子单元，用于判断报文长度和序号存储单元中的开始序号是否位于结束序号之后，如果是，则将结束序号对应的取值作为网络设备可支持的最大报文长度，并输出给最大长度存储单元进行保存，所述结束序号对应的取值为最近一次未携带报文超大信息的响应报文所对应的报文测试长度；否则，启动设置控制单元执行。

10.根据权利要求7至9任一项所述服务器，其特征在于，所述封装单元包括：

封装目标长度存储单元，用于在接收到测试控制单元发送的控制信号时，将控制信号中的报文测试长度作为响应报文目标长度进行保存；在接收到采集控制单元发送的控制信号时，将控制信号中的网络设备可支持的最大报文长度作为响应报文目标长度进行保存；

计算单元，用于在接收到控制信号时，从对象标识存储单元中获取当前对象标识，根据事先确定的编码规则计算当前对象标识和对应监控对象处需采集的性能统计数据总共占有报文的最大长度，将计算出的报文长度与报文当前长度之和作为报文当前长度，并传输给长度判别单元，所述报文当前长度初始值为0；

长度判别单元，用于判断封装目标长度存储单元中的响应报文目标长度是否大于报文当前长度，如果大于，则将当前对象标识作为当前需携带的对象标识，将下一个对象标识作为当前对象标识，并重新启动计算单元；否则，构造携带有所有当前需携带的对象标识的请求报文，并传输给发送单元。

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