CN111177153A - 一种基于Net-SNMP的Mib表管理方法 - Google Patents

一种基于Net-SNMP的Mib表管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于Net‑SNMP的Mib表管理方法，用于基于Net‑SNMP的网络管理系统包括：网管和安装有Agent进程的被管设备，两者通过SNMP协议进行数据交互，该方法是在被管设备安装的Agent进程中，创建基于OID的有序树作为存储Mib表的数据存储结构，并为有序树的每个节点创建一个对应的缓存，有序树的每个节点能对应存储一个Mib表，每个节点对应的缓存能缓存该节点所存储的Mib表包含的数据。通过在Agent进程中创建基于OID的有序树作为Mib表的数据存储结构，并为有序树的每个节点设置对应的缓存，这样在Agent进程获取Mib数据时，能通过缓存机制，减少Agent与其他进程之间的IPC交互次数、减少重复查表操作，提高Mib表查询速率。

Description

一种基于Net-SNMP的Mib表管理方法
技术领域
本发明涉及网络管理领域，尤其涉及一种基于Net-SNMP的Mib表管理方法。
背景技术
SNMP(simple network management protocol，简单网络管理协议)是专门用于进行网络节点管理的一种标准协议，是一种管理、代理之间的通信标准。SNMP主要由网管、代理进程(Agent进程)和被管设备几部分组成；其中，被管设备是网络中的各种设备，存储、生成各种被管参数，这些被管数据能用于建立Mib(Management Information Base，管理信息库)表；代理进程安装在被管设备上，负责接收并根据网管的get、set、get-next等请求，从被管设备中收集被管数据并向网管做出应答，同时也负责trap发送等。为了唯一标识被管设备的每项被管参数，SNMP使用OID(Object Identifiers，对象标识符)标识被管设备的每项被管参数。
但目前的网管获取被管设备的某个Mib表数据来扩展Mib表时，频繁使用get、get-next、get-bulk等操作，每次被管设备上的Agent进程都需要带上索引，从被管设备的各对应的目标进程获取一组数据，由于SNMP是按照字典顺序获取数据，则对于一个包含m个表型、共n组数据的表，查询完所有数据，Agent进程需要从对应的进程查询m×n次数据，大量时间都消耗在目标进程间通信上，导致Mib表的效率较低。
发明内容
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种基于Net-SNMP的Mib表管理方法，能解决现有基于SNMP的Mib表管理中，Agent进程需要从对应进程查询m×n次数据，大量时间都消耗在进程间通信上的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种基于Net-SNMP的Mib表管理方法，所应用的是基于Net-SNMP网络管理系统包括：网管和安装有Agent进程的被管设备，所述网管与所述被管设备之间通过SNMP协议进行数据交互，该方法是在所述被管设备安装的Agent进程中，创建基于OID的有序树作为存储Mib表的数据存储结构，并为所述有序树的每个节点创建一个对应的缓存，所述有序树的每个节点能对应存储一个Mib表，每个节点对应的缓存能缓存该节点所存储的Mib表包含的数据；
添加Mib表的操作为：当新添加一个Mib表时，Agent进程创建一个树节点数据结构体，将所述Mib表包含的信息写入该树节点数据结构体中，根据Mib表OID将该树节点数据结构体添加到已创建的所述有序树的对应节点上，并更新所述有序树的深度和宽度，即完成添加Mib表的操作；
网管查询Mib表数据的get-next操作为：Agent进程根据OID查找有序树的节点，查找对应的目标进程，向目标进程发送数据请求消息，并等待应答；
Agent进程先根据索引在所述有序树的对应节点的缓存中查找数据，若缓存中查找成功，则将查找到的数据向网管做出应答；若缓存中查找失败，再将携带缓存中最后节点的索引向目标进程发送请求消息，根据目标进程的应答结果向网管做出应答，所述Agent进程每次收到目标进程数据时，会更新缓存数据中的数据最新时间参数。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的基于Net-SNMP的Mib表管理方法，其有益效果为：
通过在Agent进程中创建基于OID的有序树作为Mib表的数据存储结构，并为有序树的每个节点设置对应的缓存，这样在Agent进程获取Mib数据时，能通过缓存机制，减少Agent与其他进程之间的IPC交互次数、减少重复查表操作，提高Mib表查询速率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的拓扑及软件结构图；
图2为本发明实施例提供的方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的方法步骤1中对SNMP设备进行初始化的具体步骤流程图；
图4为本发明实施例提供的方法步骤2中SNMP设备进行Mib表注册的具体步骤流程图；
图5为本发明实施例提供的方法步骤3中SNMP设备get操作的具体步骤流程图；
图6为本发明实施例提供的方法步骤4中SNMP设备get-next操作的具体步骤流程图；
图7为本发明实施例提供的方法步骤5中SNMP设备缓存处理的具体步骤流程图。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
参见图1和图2，本发明实施例提供一种基于Net-SNMP的Mib表管理方法，所应用的是基于Net-SNMP网络管理系统包括：网管和安装有Agent进程的被管设备(被管设备可以是多个)，所述网管与所述被管设备之间通过SNMP协议进行数据交互，该方法是在所述被管设备安装的Agent进程中，创建基于OID的有序树作为存储Mib表的数据存储结构，并为所述有序树的每个节点创建一个对应的缓存，所述有序树的每个节点能对应存储一个Mib表，每个节点对应的缓存能缓存该节点所存储的Mib表包含的数据；
添加Mib表的操作为：当新添加一个Mib表时，Agent进程创建一个树节点数据结构体，将所述Mib表包含的信息写入该树节点数据结构体中，根据Mib表OID将该树节点数据结构体添加到已创建的所述有序树的对应节点上，并更新所述有序树的深度和宽度，即完成添加Mib表的操作；
网管查询Mib表数据的get-next操作为：Agent进程根据OID查找有序树的节点，查找对应的目标进程，向目标进程发送数据请求消息，并等待应答；
Agent进程先根据索引在所述有序树的对应节点的缓存中查找数据，若缓存中查找成功，则将查找到的数据向网管做出应答；若缓存中查找失败，再将携带缓存中最后节点的索引向目标进程发送请求消息，根据目标进程的应答结果向网管做出应答，所述Agent进程每次收到目标进程数据时，会更新缓存数据中的数据最新时间标识参数。
上述方法还包括：Agent进程根据所述有序树创建对应的基于链表的FIFO，通过所述FIFO管理所述有序树各节点对应的缓存。
上述方法中，通过所述FIFO管理所述有序树各节点对应的缓存包括：
启动所述FIFO的定时器，按定时器的定时时长扫描有序树节点对应的缓存，缓存数据锁解除且定时器超时后，清除缓存，该树节点从所述FIFO出栈；
根据所述FIFO中缓存的Mib表数目动态调整扫描时间间隔。
上述方法中，所述根据所述FIFO中缓存的Mib表数目动态调整扫描时间间隔包括：
当所述FIFO中缓存的Mib表数目小于或等于10时，一次全部扫描，扫描时间间隔为1s；
当所述FIFO中缓存Mib表数目大于10时，每次扫描Mib表数目不少于10，且最多10次扫描完成，扫描时间间隔调整整为2s除以扫描次数，且最小扫描时间间隔为300ms；
在每次扫描到所述FIFO第一个节点时调整扫描时间间隔，其它时间不调整扫描时间间隔。
优选的，上述方法可封装在Agent进程的API中，可分别封装成提供Mib表注册、数据返回、配置的多个API，这样能实现更方便的进行Mib表的扩展操作。
本发明的方法中，网管与管设备之间进行数据交互的SNMP协议，是采用的Net-SNMP，Net-SNMP是一个免费的、开放源码的SNMP实现，它支持SNMP v1、SNMP v2c、SNMP v3，也包含SNMP Trap的所有相关实现。
下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。
本发明实施例提供的基于Net-SNMP的Mib表管理方法，是一种Agent进程与各目标进程之间，关于Mib表数据的获取及处理方法，该方法通过增加缓存及缓存管理，大量减少进程间通信、减少数据查询次数、提高数据查询效率，提高了SNMP的整体查询速率。进一步，可将该方法封装成Agent进程中的Mib表管理API，减少Mib表扩展时的代码量，便于快速进行扩展。
参见图1、2，本发明方法的实现方式包括：
基于Net-SNMP的网络管理系统，包括：网管(即网络管理系统)、被管设备(安装有Agent进程)，网管通过SNMP协议与被管设备进行数据交互；在Agent进行中创建基于OID的有序树作为存储Mib表的数据存储结构，这样能根据Mib表的OID直接确定树节点的深度和最大广度；为有序树的每个节点建立对应的缓存，用于缓存各树节点存储的Mib表包含的数据，Agent进程与目标进程之间的交互方式时，先进行缓存查找，减少IPC通信耗时，实现了以空间换时间；
进一步的，根据创建的有序树，创建基于链表的FIFO，用于树节点的缓存管理，Mib表节点有缓存时入栈，缓存清空时出栈；通过FIFO实现缓存扫描机制，根据缓存数据锁、数据最后更新时间来判定是否清空缓存，根据FIFO中的节点数，动态调整扫描时间间隔、每次扫描节点数，防止负载风暴，提高扫描效率；设计Mib表公用流程、Mib表扩展API等，提高Mib扩展效率。
由于采用了处理，本发明的有益效果在于：能提高Agent与目标进程之间的消息交互速率，提高SNMP Mib表的整体查询速率，并更加提高了Mib表的扩展效率。
实施例
参照图1，是本发明方法使用的网络拓扑、软件架构示意图，包括：
步骤1，参照图3，在Agent进程中，创建基于OID的有序树作为Mib表的数据存储结构，初始化该有序树的树深度、宽度和root节点；为有序树的各节点设置对应的缓存，用于缓存对应节点存储的Mib表包含的数据；为有序树创建对应的基于链表的FIFO，用于对有序树各节点对应的缓存进行内存管理。
步骤2，参照图4，启动FIFO的定时器，定时进行Mib表的缓存扫描，缓存数据锁解除且定时器超时后，清除缓存、出栈；扫描时间间隔根据FIFO中缓存的Mib表数目动态进行调整，如：缓存的Mib表数目小于或等于10时，一次全部扫描，扫描时间间隔为1s；缓存数据数目大于10时，每次扫描数目不少于10，且最多10次扫描完成，扫描间隔调整整为2s除以扫描次数，且最小时间间隔为300ms；缓存时间间隔的调整只有在每次扫描到FIFO第一个节点时进行，其它时候时间间隔不调整；通过动态调整扫描时间间隔，既可以防止负载风暴，又可以及时检查并释放缓存。
步骤3，参照图5，每新添加一个Mib表，调用Agent进程创建一个树节点结构体，填写Mib表OID、表索引长度、表数据长度、数据所在目标进程、IPC消息类型和子类型各数据；将该Mib表添加到已创建的有序树中，存储至一个对应的树节点，并更新树的深度、和宽度；优选的，可将添加Mib表的操作，封装成Agent进程API，需要添加Mib表时，只要调用封装好的API，调用API的注册接口，将Mib表注册为有序树的一个节点，这样能提升添加Mib表操作的方便性。
步骤4，在Mib表对应的目标进程中，添加get、get-next等消息处理功能，并根据不同的消息请求，进行数据收集并返回给Agent进程。
步骤5，管理系统查询Mib表数据时，Agent根据OID查找树节点，查找据所在目标进程、IPC消息类型和子类型等信息，向目标进程发送数据请求消息，并等待应答。
步骤6，参照图6，在get操作中，目标进程提取索引，根据索引查找指定项数据，查找到则返回数据项，数据数目为1，否则返回数据数目为0。在get操作中，Agent接收到数据时，直接向管理系统应答数据，不做数据缓存。
步骤7，参照图7，在get-next操作中，Agent首先根据索引在缓存中查找数据，缓存中查找失败时，携带缓存中最后节点的索引向目标进程发送请求消息，根据目标进程的应答结果向管理系统做出应答；目标进程提取索引，从查找到的数据项的下一项开始，向Agent进程批量返回数据，消息中包含数据项数目，查找结束时数目为0；收到非结束应答后，Agent再次查询缓存，直至目标进程应答查询结束。当缓存由空状态开始接收数据时，数据锁闭合，并入栈。在整个get-next过程中，Agent中Mib表缓存数据锁闭合，直到目标进程应答查询完毕后，锁再次打开，目的是为了保证Mib表数据获取的连续性；且Agent每次收到目标进程数据时，缓存数据中的数据最新时间参数都会更新，用以FIFO中缓存的内存管理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于Net-SNMP的Mib表管理方法，所应用的是基于Net-SNMP网络管理系统包括：网管和安装有Agent进程的被管设备，所述网管与所述被管设备之间通过SNMP协议进行数据交互，其特征在于，该方法是在所述被管设备安装的Agent进程中，创建基于OID的有序树作为存储Mib表的数据存储结构，并为所述有序树的每个节点创建一个对应的缓存，所述有序树的每个节点能对应存储一个Mib表，每个节点对应的缓存能缓存该节点所存储的Mib表包含的数据；
添加Mib表的操作为：当新添加一个Mib表时，Agent进程创建一个树节点数据结构体，将所述Mib表包含的信息写入该树节点数据结构体中，根据Mib表OID将该树节点数据结构体添加到已创建的所述有序树的对应节点上，并更新所述有序树的深度和宽度，即完成添加Mib表的操作；
网管查询Mib表数据的get-next操作为：Agent进程根据OID查找有序树的节点，查找对应的目标进程，向目标进程发送数据请求消息，并等待应答；
Agent进程先根据索引在所述有序树的对应节点的缓存中查找数据，若缓存中查找成功，则将查找到的数据向网管做出应答；若缓存中查找失败，再将携带缓存中最后节点的索引向目标进程发送请求消息，根据目标进程的应答结果向网管做出应答，所述Agent进程每次收到目标进程数据时，会更新缓存数据中的数据最新时间标识参数。
2.根据权利要求1所述的基于Net-SNMP的Mib表管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
Agent进程根据所述有序树创建对应的基于链表的FIFO，通过所述FIFO管理所述有序树各节点对应的缓存。
3.根据权利要求2所述的基于Net-SNMP的Mib表管理方法，其特征在于，所述通过所述FIFO管理所述有序树各节点对应的缓存包括：
启动所述FIFO的定时器，按定时器的定时时长扫描有序树节点对应的缓存，缓存数据锁解除且定时器超时后，清除缓存，该树节点从所述FIFO出栈；
根据所述FIFO中缓存的Mib表数目动态调整扫描时间间隔。
4.根据权利要求2所述的基于Net-SNMP的Mib表管理方法，其特征在于，所述根据所述FIFO中缓存的Mib表数目动态调整扫描时间间隔包括：
当所述FIFO中缓存的Mib表数目小于或等于10时，一次全部扫描，扫描时间间隔为1s；
当所述FIFO中缓存Mib表数目大于10时，每次扫描Mib表数目不少于10，且最多10次扫描完成，扫描时间间隔调整整为2s除以扫描次数，且最小扫描时间间隔为300ms；
在每次扫描到所述FIFO第一个节点时调整扫描时间间隔，其它时间不调整扫描时间间隔。
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