CN104283702A - 基于仪器网管系统的仪器mib远程加载的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于仪器网管系统的仪器MIB远程加载的实现方法，用于解决网络代理设备存储资源不足问题。实现步骤：1.按照SNMP规定，创建不同仪器被管理对象标识，产生仪器对应MIB装载文件；2.在网管中心通过操作平台进行配置、装载和托管仪器MIB；3.当网络代理端发现新接入仪器，向网管中心发送新接入仪器的MIB加载请求；4.网管中心收到MIB加载请求后，把要加载的MIB发送给请求加载的网络代理端；5.网络代理端收到MIB并向网管中心回复MIB装载完成；6.网络代理端对新加载的MIB进行测试，确认加载成功。本发明将SNMP代理软件与MIB分离，远程动态加载MIB，适用于各种设备的网络化管理。

Description

基于仪器网管系统的仪器MIB远程加载的实现方法

技术领域

本发明属于网络化管理技术领域，涉及网络代理端的仪器管理信息库（MIB）的远程加载方法，该方法在网络代理端只加载当前接入仪器的MIB，大量缩减了代理设备的存储容量。

背景技术

近年来设备的网络化、智能化和信息化管理发展迅速，基于互联网的SNMP（Simple Network Management Protocol，简单网管协议）网络管理系统应用日益广泛，可满足各种仪器仪表和设备的网络化监测、配置、软件升级和维护管理等需求。SNMP网络管理开始主要应用于对互联网设备及各种网络应用设备的管理，如对网桥、路由器、交换机、网关，以及打印机、服务器、计算机等管理，随着不同领域应用设备的网络化发展，SNMP网络管理也逐步推广到不同应用领域的网络化管理中，建立了各自私有的管理对象信息库。在具体实现上，SNMP为管理员提供了一个网管平台(NMS)，称为管理站，负责网管命令发出，数据存储及数据分析等。被监管的设备上运行一个SNMP 代理(Agent)，该代理实现设备与管理站的SNMP 通信，管理站和代理端使用MIB进行接口统一，MIB定义了设备中的被管理对象，使得管理站和代理端双方可以识别对方的数据，实现相互通信。SNMP网络管理的基础是含有管理元素信息的数据库，称为管理信息库（MIB）。MIB定义了管理信息的对象标识、类型、取值、权限。目前SNMP有v1、v2、v3共3个版本，在RFC1156和RFC1213中分别定义了MIB-I、MIB-II中的共用的管理信息，规定了用户自定义的私有管理信息的方法。在仪器设备网管系统应用中管理站采用资源丰富的计算机系统，可以完整的存储MIB中所有的管理信息，而网络代理端根据应用环境的不同，多数采用嵌入式计算机系统，尤其是单片的嵌入式SOC系统，片上的存储资源有限，很难满足MIB中所有管理信息的存储要求。随着SNMP网络管理的应用领域的不断扩展，MIB中的私有管理信息不断增长，对嵌入式SNMP代理端的存储容量要求更高，实现难度更大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述嵌入式SNMP代理端存储容量的不足，提出一种远程动态加载仪器MIB的方法，及时替换网络代理中当前不使用的MIB，以减少MIB在网络代理中的存储空间。

实现本发明的技术路线是：利用仪器设备管理中心资源丰富的特点，将不同仪器MIB按照统一的MIB存储结构存放到仪器管理中心，当网络代理端接入的仪器改变时，网络代理能够及时感知，请求远端管理中心加载仪器MIB，以替换网络代理端现有的MIB，从而解决网络代理端存储资源不足问题。本发明目的是以下述方式实现的：

基于仪器网管系统的仪器MIB远程加载的实现方法，所述的方法基于仪器网管系统运行，该系统包括一个仪器管理中心（1）、多个网管代理端（2）和多个被管理的仪器设备（3），仪器网管中心（1）由SNMP管理站（11）、管理对象编辑器（12）、MIB加载器（13）、用户操作台（14）、WEB服务器（15）和仪器数据库（16）构成；每个网管代理端（2）包括代理监控（21）、SNMP功能处理（22）、仪器MIB管理（23）、仪器状态感知（24）和接口驱动（25），实现仪器MIB远程加载的具体步骤如下：如图1所示：

（1）在仪器MIB树型结构中创建不同仪器设备被管理对象标识节点，分别对管理对象标识信息进行编辑、编译，产生仪器MIB装载文件； 

（2）在仪器管理中心（1）通过用户操作台（14）进行配置和装载仪器MIB，并由SNMP管理站（11）托管；

（3）当网络代理端发现新接入了仪器设备，则启动仪器MIB加载流程，并向仪器管理中心（1）请求加载当前新接入的仪器MIB；

（4）仪器管理中心（1）收到MIB加载请求后，对要加载的仪器MIB管理对象信息进行封装、编码，并发送给请求加载的网络代理端（2）；

（5）网络代理端（2）接收仪器MIB管理对象信息，将进行解码、装载，更新相关标志，向仪器管理中心（1）回复MIB装载完成；

（6）网络代理端（2）对新加载的仪器MIB进行初始化和测试，确认加载成功，结束加载流程。

本发明的实现在于：网络代理端（2）的感知功能，由仪器状态感知（24）实现，采用循环扫描方式不断读取和比对接口上接入仪器标识信息，如果接入仪器标识信息发生变化，则进行三次读取和比对判断，确认接口上接入了新仪器，则请求仪器管理中心（1）远程动态加载MIB，实现代理仪器的自动发现和自动加载。

本发明的实现还在于：对网络代理端中的MIB进行分类，将仪器MIB中的管理对象分为基本信息、功能信息和扩展信息三类，基本信息是指仪器运行过程中不发生改变的管理对象信息，是常量，如仪器类型、型号、厂商、出厂日期等；功能信息是指仪器通用的状态、控制等管理对象信息，在仪器运行过程中会发生改变；扩展信息是指不同仪器的扩展功能或自定义的管理对象信息。在MIB加载过程中，如果确定仪器类型发生了改变，则先加载功能管理对象信息，而扩展管理对象信息暂不加载，需要时再加载；如果确定是同类型仪器的型号发生了改变，则只加载扩展管理对象信息，以提高MIB远程动态加载的灵活性和安全性。

本发明的实现还在于：采用SNMPv2中的PDU信息封装格式和SetRequest操作，定义了仪器MIB中管理对象信息帧格式，按照SNMPv2信息的发送与接收规则，实现仪器MIB在远程加载过程中仪器管理中心（1）与网络代理端（2）之间的可靠通信。

本发明与现有技术相比本发明的优点：

（1）将代理端的仪器MIB托管到网管中心，节省资源、使用灵活

本发明设计了管理对象编辑器（12），对仪器MIB进行分类和编码，产生易于网络代理端（2）远程加载MIB的格式，保存在管理中心的SNMP管理站（11）中，根据代理端的请求，能够自动更新、加载。使得网络代理端（2）只保存当前运行的仪器MIB，减少了资源，对仪器MIB的更新、升级也更加方便灵活。

（2）采用网络代理端（2）的感知功能，实现了仪器的即插即用

本发明在网络代理端（2）通过仪器状态感知（24）模块对接入端口进行循环查询，能够及时发现新接入的仪器设备，快速向仪器网管中心（1）申报，启动加载流程，得到仪器设备的配置和仪器设备MIB的远程加载，实现了仪器设备的即插即用，动态管理的效果。

（3）使用SetRequest操作远程配置和加载MIB，可靠、快速、一致性好

本发明利用了SNMPv2通信规则，使用SetRequest操作，解决了在TCP/IP中UDP协议信息传输的不可靠性问题，并且完成兼容SNMP协议，不需要增加额外资源，能够快速完成管理中心与代理端之间的通信，实现MIB的远程加载。

附图说明

图1是仪器MIB编辑加载实现框图；

图2是仪器网管系统组成结构图；

图3是仪器MIB的树型结构图；

图4是管理对象信息帧格式；

图5是仪器MIB远程加载流程图。

具体实施方式

一．总体实现结构

基于仪器网管系统的仪器MIB远程加载的实现方法，所述的方法基于仪器网管系统，该系统包括一个仪器管理中心1、多个网管代理端2和多个被管理的仪器设备3，仪器网管中心1由SNMP管理站11、管理对象编辑器12、MIB加载器13、用户操作台14、WEB服务器15和仪器数据库16构成，每个网管代理端2包括代理监控21、SNMP功能处理22、仪器MIB管理23、仪器状态感知24和接口驱动25，如图2所示，各个部分的详细功能如下：

SNMP管理站11具有网络管理功能，通过SNMP协议对全网仪器设备进行管理，查看和设置各种参数，并接收仪器发生的事件及告警信息。

管理对象编辑器12实现对仪器MIB的压缩、编辑和编译工作，在仪器MIB中只保留与被管仪器相关的少部分管理对象，并在MIB-2中的private子节点上定义了16种通用仪器设备管理对象的子树节点，每种仪器的子树节点又定义了3个子树节点，分别为基本信息管理对象子树、功能信息管理对象子树和扩展信息管理对象子树。用户按照不同仪器中被管理对象的属性进行编辑，之后进行编译产生仪器MIB的装载文件。

 MIB加载器13按照用户的配置参数，将仪器MIB的装载文件加载到SNMP管理站11中，实现对各种仪器MIB的托管，当远程的某一网管代理端2接入仪器改变时，能够从托管中选择对应的仪器MIB远程加载到网管代理端。

用户操作台14是仪器网管系统向用户提供一个功能丰富的操作界面，用户通过该界面对系统管理的仪器设备进行实时监控，维护、软件升级、系统配置、MIB编辑等操作。

WEB服务器15支持浏览器/服务器（B/S）模式，向用户提供了较为丰富的浏览页面，用户通过浏览界面对系统管理的仪器设备进行实时检测、维护、系统配置、告警处理等操作。

仪器数据库16主要存储系统中各种仪器设备、网络代理设备、网络设备等设备的状态信息、运行参数、性能数据、测量数据、测量参数、各级告警事件等数据。

代理监控21模块对网络代理端的硬件资源和软件资源进行调度管理，实时监测代理端各个模块的运行状态，及时处理发生的异常事件，接收管理中心发来的数据，或向管理中心发生发送相关数据。

SNMP功能处理22模块主要完成SNMP包的封装和解释处理，以及GetRequest操作、GetNextRequest操作、SetRequest操作和Trap操作等处理工作。

仪器MIB管理23模块对代理仪器中的被管理信息对象进行读取操作、写入操作、替换和加载操作等处理；并且管理和保存功能信息管理对象和扩展信息管理对象，而将基本信息管理对象托管到远端的SNMP管理站11中，以减少本模块的存储资源。

仪器状态感知24模块对接入的仪器进行不间断的循环查询，将查询的仪器信息与保存的仪器状态信息进行比较，如果比较结果一致，则继续循环查询，如果比较结果不一致，则进一步比较查看是否为同类仪器，若是同类仪器，则请求加载仪器MIB中的扩展信息管理对象库，否则请求加载仪器MIB中的功能信息管理对象库，实现网络代理端2中仪器接入的自动发现和自动配置。

接口驱动25模块是网络代理端2各种接口的驱动程序，实现对各种仪器接口的连接和处理。

仪器网管系统的基础是含有被管理元素的信息库（MIB），每个被管理资源用一个对象表示，MIB是这些对象的结构化集合，其表示方式为树型结构。每个网管代理端2维护一个可以反映被管理仪器在系统中的状态信息库，通过读取信息库中对象的值，SNMP管理站11可以监视系统中的资源，也可以修改某些值来控制系统中的资源。信息库中对象的类型、意义等由MIB定义，SNMP管理站11和网管代理端2都按同一个MIB作为接口通信，可以相互理解数据的意义，实现管理。仪器网管系统的基本管理功能包括配置管理、性能管理、监控管理、故障管理、系统管理和其他管理。

二．仪器MIB的组成及编译

在仪器网管系统中，不同的仪器设备，有不同的管理对象标识，组成各自私有的仪器MIB，形成一个树型结构的数据库，如图3所示。仪器MIB以RFC1213定义的MIB-II为基础，选择Private子树下的1188节点为仪器MIB子树，该子树下可以定义16类不同的仪器。每种仪器下又定义了三个节点，分别为基本对象标识节点、功能对象标识节点和扩展对象标识节点。

基本对象标识对所有的不同仪器设备都是相同的，其主要的基本对象标识在该子树节点下定义是：网络代理IP地址标识为1、网络代理型号标识为2、代理软件版本标识为3、仪器接入编号标识为4、仪器类型标识为5、仪器型号标识为6、仪器生产厂商标识为7、仪器描述标识为8、仪器接入时间标识为9、仪器MIB加载状态标识为10；同一类型的仪器设备的功能对象标识是相同的，根据同类型仪器的基本测量性能定义该类仪器的功能对象标识，由于不同类型仪器的测量性能不同，因此它们的功能对象标识也不同；对于相同类型的不同型号的仪器它们的基本测量性能是相同的，而扩展测量性能有所不同，根据不同型号仪器的扩展测量性能定义该型号仪器的扩展对象标识。

用户操作台14向用户提供了一个仪器MIB编译界面，用户按照仪器MIB的树型结构要求，可以对MIB中的功能对象标识或扩展对象标识进行编辑、编译、添加或删除等操作，也可以增加新的仪器MIB节点或扩展对象标识节点，装入到SNMP管理站11中进行托管，同时也装入到数据库16中进行管理，实现仪器MIB的在线编辑、编译和管理功能。

系统在运行过程中SNMP管理站11保管着所有网络代理端仪器MIB中的基本对象标识信息。而网络代理端保管着功能对象标识信息和扩展对象标识信息，如果仪器MIB的基本对象标识的值发生变化时，那么网络代理端通过SNMP协议中的Trap操作，通知远端的SNMP管理站11对相应的对象标识值进行修改。如果仪器MIB的功能对象标识或扩展对象标识的值发生变化时，则网络代理端直接修改本地相应的对象标识值。

 系统中所有网络代理端接入的仪器设备，它们的基本对象标识信息、功能对象标识信息和扩展对象标识信息同时也保存在数据库16中，通过SNMP管理站11中的刷新程序实时性的对数据库16保存的对象标识进行更新

三．仪器MIB的封装与传输

网络代理端2运行中接入的仪器发生变化时，需要向远端的MIB加载器13请求重新加载仪器MIB，其中仪器MIB中的基本对象标识信息加载到SNMP管理站11中，而功能对象标识或扩展对象标识按照要求加载到网络代理端2。MIB加载器13主要完成对象标识信息过滤、控制、封装和传输。MIB中对象标识信息的封装符合SNMP协议要求，对象信息加载时采用SNMP协议中的Setquest操作，其对象信息帧格式如图4所示，由MIB加载器13指定网络代理端2并进行发送。管理对象信息帧格式各字段规定如下：

SNMP版本：表示SNMP版本号，采用V2版本； 

访问口令：由用户定义的访问权限的标识；

（3）操作类型：设置0时是GetRequest操作，设置1时是GetNextReques操作，设置2时是Setquest操作，设置3时是GetResponse操作，设置4时是Trap操作；

（4）请求异常：取值为零时，表示处理请求时无异常发生，取值非零时，表示处理请求时有异常发生；

（5）异常序号：当请求异常取值非零时，则为引起异常的某个对象在对象标识列表中的索引号；

（6）对象标识列表：请求加载的仪器MIB中对象信息的实例列表；

MIB加载器13收到远程网络代理加载仪器MIB的请求，将对象标识信息按照图4格式封装，之后转交给SNMP管理站11，由SNMP管理站11调用Setquest操作将被管理的对象信息发送到远端的网络代理端2。

四．接入仪器的自动发现过程

接入仪器的自动发现过程主要由仪器状态感知24模块完成，该模块存有仪器设备的基本对象标识信息，通过对网络代理端2的接口进行不间断的循环查询和比较，达到对接入仪器设备的监视，实现接入仪器的自动发现。主要步骤如下：

①网络代理端上电或复位完成初始化后，将代理端的基本对象标识信息发送给仪器管理中心1，并请求对网络代理端进行配置，同时将仪器状态感知标志设置为未接入仪器状态；

②仪器状态感知24模块循环查询网络代理端接入的仪器设备是否有变化，如果接入的仪器设备有变化 ，则读取仪器设备更详细的信息，进行三次确认后通知SNMP功能处理22模块进行处理；

③SNMP功能处理22模块收到通知信息后进行分析，如果是接入的仪器设备断开，则调用Trap操作向仪器管理中心1发送仪器掉线的异常告警信号；如果是掉线的仪器重新接入，则调用Trap操作向仪器管理中心1发送仪器重新接入信号；如果是新接入的仪器设备，则调用Trap操作请求仪器管理中心1加载仪器MIB。

五．仪器MIB远程加载的实现步骤

仪器网管系统将所有仪器设备的管理资源用不同的对象表述，并保存在各自的仪器MIB中，由仪器管理中心1统一管理，网络代理端2只保存接入仪器的MIB，当接入的仪器发生变化时，需要重新加载新的仪器MIB，下面介绍仪器MIB远程加载的实现步骤，如图5所示，实现仪器MIB远程加载具体步骤如下：

1. 网络代理端2上电或复位进行初始化，配置仪器状态感知24模块中的标志，检查和保存所有接口的接入信息，启动仪器状态感知24模块进入运行状态；

2. 仪器状态感知24不间断的循环查询接口的接入信息，同时与已保存的接口信息进行比较，如果发现接口的接入有变化，则重复查询3次进行核对，若接口的接入确有变化，则进入下面第3步，否则回到第2步继续查询；

3. 仪器状态感知24分析接口接入的变化信息，如果判断是接入的仪器设备掉线，则转到下面第4步，否则继续判断，如果是掉线仪器重新接入，则转到下面第7步，否则转到下面第10步；

4. 仪器状态感知24通知SNMP功能处理22“接入仪器已经掉线”，SNMP功能处理22收到通知信息后，调用Trap操作，向仪器管理中心1发送仪器设备掉线的异常Trap包；

5. 仪器管理中心1收到异常Trap包后交给SNMP管理站11处理，SNMP管理站11对异常Trap进行解包、分析、判断、修改相应的标志及参数，完成后向网络代理端2回复“仪器掉线处理完成”信号；

6.网络代理端2收到“仪器掉线处理完成”信号后，通知仪器状态感知24模块，修改接口相关的标志信息，之后转入上面第2步；

7. 仪器状态感知24通知SNMP功能处理22“掉线仪器重新接入”，SNMP功能处理22收到通知信息后，调用Trap操作，向仪器管理中心1发送掉线仪器重新接入的Trap包；

8. 仪器管理中心1收到Trap包后交给SNMP管理站11处理，SNMP管理站11对Trap进行解包、分析、判断、修改相应的标志及参数，完成后向网络代理端2回复“仪器重新接入处理完成”信号；

9. 网络代理端收到“仪器重新接入处理完成”信号后，通知仪器状态感知24模块，修改接口相关的标志信息，之后转入上面第2步；

10. 仪器状态感知24通知仪器MIB管理23模块，启动仪器MIB加载流程，并将新加载仪器类型及型号通知SNMP功能处理22，调用Trap操作，向仪器管理中心1发送请求加载仪器MIB的命令Trap包；

11. 仪器管理中心1收到命令Trap包后，由SNMP管理站11进行解包、分析、判断、修改相应的标志，并通知MIB加载器13进行加载处理；

12. MIB加载器13对要加载的仪器MIB中管理对象进行编码、封装后交给SNMP管理站11，SNMP管理站11调用Setquest操作将封装好的加载对象信息发送给网络代理端2；

13.网络代理端2接收到加载的管理对象信息，由SNMP功能处理22进行拆包、解码管理对象信息，交给仪器MIB管理23进行加载、组装MIB，并进行初始化；

14. 仪器MIB管理23对新组装的仪器MIB进行测试，确认加载成功，修改相关标志，向仪器管理中心1回复加载成功信号，结束加载流程。

Claims (2)

1.基于仪器网管系统的仪器MIB远程加载的实现方法，其特征在于：所述的方法基于仪器网管系统，该系统包括一个仪器管理中心（1）、多个网管代理端（2）和多个被管理的仪器设备（3）；仪器网管中心（1）由SNMP管理站（11）、管理对象编辑器（12）、MIB加载器（13）、用户操作台（14）、WEB服务器（15）和仪器数据库（16）构成；每个网管代理端（2）包括代理监控（21）、SNMP功能处理（22）、仪器MIB管理（23）、仪器状态感知（24）和接口驱动（25），实现仪器MIB远程加载具体步骤如下：

①在仪器MIB树型结构中创建不同仪器设备被管理对象标识节点，分别对管理对象标识信息进行编辑、编译，产生仪器MIB装载文件； 

在仪器管理中心（1）通过用户操作台（14）进行配置、装载和托管仪器MIB；

当网络代理端（2）发现新接入了仪器设备，则启动仪器MIB加载流程，并向仪器管理中心（1）请求加载当前新接入的仪器MIB；

仪器管理中心（1）收到MIB加载请求后，对要加载的仪器MIB管理对象信息进行封装、编码，并发送给请求加载的网络代理端（2）；

网络代理端（2）收到加载的仪器MIB管理对象，将进行解码、装载，更新相关标志，向仪器管理中心（1）回复MIB装载完成；

网络代理端（2）对新加载的仪器MIB进行初始化和测试，确认加载成功，结束加载流程。

2. 如权利要求1所述的基于仪器网管系统的仪器MIB远程加载的实现方法，其特征在于：对仪器MIB中的管理对象分类编译和分别加载，其步骤如下：

①将MIB中的被管对象分为基本信息、功能信息和扩展信息三类，基本信息是指仪器运行过程中不发生改变的管理对象信息，是常量；功能信息是指同一类型仪器通用的状态、控制等管理对象信息；扩展信息是指同一类型仪器扩充功能的或自定义的管理对象信息；这三类对象信息由管理对象编辑器（12）分别进行编辑、编译，产生仪器MIB的装载文件；

 MIB加载器（13）按照仪器管理中心（1）的参数配置，将仪器MIB加载并托管到SNMP管理站（11）上，进行管理；

规定了仪器MIB统一的存储结构，在仪器MIB远程加载时，网络代理端（2）按照需求选择仪器MIB，可以分别加载功能对象信息或扩展对象信息，将基本对象信息继续由SNMP管理站（11）管理 。