CN1350385A - 简单网络管理协议中报文可靠传输的方法 - Google Patents

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Abstract

简单网络管理协议中报文可靠传输的方法,目的是要解决远程传输中的丢包问题,使网管中心能准确及时地收到被管设备所在系统发送上来的告警信息。它对原有结构体系不必改动,只需在本端SNMP被管理系统和远端SNMP管理系统的网管服务器上分别安装UDP/TCP转换客户端和UDP/TCP转换服务器。当被管系统发生Trap事件时,UDP/TCP转换客户端在收到UDP协议封装的SNMP Trap报文后,将UDP格式转换成TCP格式发往管理系统的UDP/TCP转换服务器,再由该转换服务器将TCP格式报文逆向转换成UDP格式报文发向管理系统,实现本端和远端两个网管服务器之间的TCP会话传输。它应用于单台或多台被监控设备的SNMP Trap报文传输的可靠监控。

Description

简单网络管理协议中报文可靠传输的方法
技术领域：
本发明属于互联网络的网络管理中的故障管理，涉及SNMP Trapv1/v2报文(故障信息)可靠传输，用软件功能模块控制的技术。
众所周知，在80年代末，互联网及其他附属网络迅速发展，对网络管理的必要性也日益增长。SNMP由于其结构简单、实施方便的特性，在研究及商业领域都取得了相当大的成就，成为事实上的网络管理协议标准。目前，对互联网络设备(Router、Ethernet Switch等)等基于SNMP协议实现网络管理的设备的故障管理，各设备厂商普遍遵照RFC相关的规定，通过Trap机制，将含有故障信息的Trap报文主动上报网络管理系统。SNMP体系中采用的是“管理器/代理器”的模型，传输中对Trap报文的封装，采用的是UDP和IP协议。体系结构如图1所示，来自被管网络设备的Trap信息，经SNMP代理，通过UDP/IP封装后，通过网络进行传送，到达管理网络，去掉封装的UDP/IP头信息后，经SNMP管理器还原的Trap信息提交给管理应用软件。
在TCP/IP协议族中，存在面向连接和无连接的协议。
面向连接的协议，用于建立和维护互相通信的计算机之间的连接，并监控信息传输过程中该连接的状态。在网络上发送的每个数据包均会接收到一个对方发来的回执，发送端的计算机记录下状态信息，以确保每个数据准确无误地被对方接收。在信息传输结束时，发送端与接收端的计算机安全地关闭连接。
无连接协议，用于向目的地发送单向数据报，但并不正式通知目的地的计算机数据正在传输路径上。目的计算机接收对方发来的数据，但并不将接收到的数据的状态信息返回给源计算机。
TCP属于面向连接的协议，UDP属于无连接的协议。它们的数据包的格式分别如下所示：
TCP数据报格式
源端口 目的端口
    序列号
    确认号
    数据偏移量
    保留字段
    标志位字段
    窗口
    校验和
    紧急指示码
    选项
    填充位
    数据
●源端口：分配给源计算机上的应用程序的端口号；●目的端口：分配给目的计算机上的应用程序的端口号；●序列号：标识当前消息中数据第一个字节中设置的数值。在建立连接阶段，这个域也用于标识在要进行的传输中使用的初始化序列号；●确认号：用于确认接收到数据段的号码。该值是计算机预计要接收的下一个序号，即收到的最后一个自己的序号+1；●数据偏移量：告诉接收端首标的长度是多少，即真正的数据从何处开始；●保留字段：留作将来使用，以适应TCP将来发展的需要，目前为保留区域，全部为0；
●标志位字段：携带各种控制信息，包括用于建立连接的SYN和ACK位以及用于结束连接的FIN位；
●窗口：用于进行流控制的参数，指定发送者的接收窗口大小，也就是可用于接收数据的缓冲区空间；
●校验和：用于检查数据段完整的一个域。接收端计算机根据数据段执行检查和计算，并对计算的值与存在本域中的值进行比较，以检查数据段的完整性；
●紧急指示码：指向数据包中的第一个紧急数据字节；
●选项：指定TCP的各种选项；
●填充位：一些额外的0位(按需使用)，以确保数据从一个32位边界处开始；
●数据：要发送的数据，来自上层的信息。
UDP数据报格式                ●源端口：发送数据报的应用程序的UDP端口号；
 源端口 目的端口
    长度
    校验和
    数据
●目的端口：接收端计算机的UDP软件将数据发送到的端口地址；●长度：指定UDP头和数据的共同长度，即整个UDP数据报的长度；●校验和：用于确定数据报在传输过程中是否出错；
●数据：要发送的数据，来自上层的信息。SNMP协议属于TCP/IP协议组中的应用层，工作在UDP协议之上。网络管理器与被管代理之间通过UDP进行通信。由于UDP/IP协议是面向非连接的提供无连接的数据传输服务，所以在报文的传送中缺乏可靠性保证。如果被管系统中的被管对象与网络管理系统在物理上分布较远，则非常容易出现传输中的丢包现象，造成Trap信息的丢失，使得故障管理的准确性和实时性不能得到保证，这是网络管理需要解决的问题。
发明内容：
本发明针对现有技术的问题，是为了解决远程传输中的丢包问题，以确保SNMP Trap报文的可靠传输，使网络管理中心能够准确、及时地收到被管设备所在系统发送上来的告警信息。
本发明的方法是在原有SNMP体系结构基础上，在本端网管服务器上装UDP/TCP转换客户端；在远端网管服务器上装UDP/TCP转换服务器。
具体步骤：当本端SNMP被管理系统产生Trap事件时，其UDP/TCP转换客户端在收到UDP协议封装的SNMP Trap报文后，将UDP格式转换成TCP格式发往远端SNMP管理系统的UDP/TCP转换报务器，然后由转换服务器将TCP格式的报文转换成UDP格式报文发向管理系统，实现本端和运端两个网管服务器之间的TCP会话传输。
本发明显著优点是确保告警信息在运距离投递时不会丢包，能够被远端网管服务器准确接收，实现远程网络可靠监控，可有效协助互联网的网管人员的网络管理。
附图说明：
图1为常规SNMP管理模型示意流程图；
图2是本发明单个被管系统的远程管理系统中传输流程示意图；
图3是本发明为多个被管子系统的大型管理系统传输流程示意图；
图4是本端UDP/TCP转换客户端的流程示意图；
图5为远端UDP/TCP转换服务器的流程示意图；
图6为远端UDP/TCP转换服务器与外界接口示意图；
图7为本端UDP/TCP转换客户端与外界接口示意图；
图8为本发明软件模块流程示意图；
图9为本发明结构连接示意图。
具体实施方式：
参照附图说明本发明方法的实施例，如图2或图3所示，在本端和远端网管服务器上，分别安装UDP/TCP转换客户端和UDP/TCP转换服务器模块。UDP/TCP转换客户端完成UDP包到TCP包的转换过程，而UDP/TCP转换服务完成TCP包到UDP包的反向转换过程，使其在Internet网上以TCP包的形式进行传输，以确保故障告警信息在远程投递时不会发生丢失，能保证被远端网管服务器准确接收。
UDP/TCP转换客户端是要完成从被管理系统流入的UDP格式的Trap报文转换成TCP格式的报文，发向已连接的UDP/TCP转换服务器，实现SNMP Trap V2到SNMP Trap V1版本的转换，转换标准参照RFC1908。其中所有接口都通过Socket实现，UDP/TCP转换客户端有2个与外界交互接口如图6所示。其中162端口和临时端口内容描述如下：
  端口号     协议类型     描述   其他
  162     UDP  接收Trap事件 SNMP默认的陷阱(TRAP)接收端口
 临时端口     TCP  将Trap数据传输给服务器 该端口由系统连接时，自动绑定；
162端口上的通信格式为SNMP v1/v2版格式，临时端口上的通信格式如下：
一个传输帧
本地网络报头     IP报头     TCP报头 SNMP Trap v1消息 本地网络报尾
UDP/TCP转换服务器是要完成从Internet流入的由UDP/TCP转换客户端产生的TCP报文转换成UDP报文发向管理系统；并对多个转换客户端的连接进行管理。所有接口也通过Socket实现，有两个外接口如图7所示。
接口描述：
    端口号     协议类型     描述     其他
    临时端口     UDP     发送Trap事件     该端口由系统发送时，自动绑定，用户不需关心；发送的目的端口可与“管理系统”约定，缺省162
    服务端口     TCP     接收Internet上来自“转换客户端”的数据传输     端口号用户预先定义，在客户端连接时使用。
*SNMP默认的TRAP接收端口是162。
临时端口上的通信格式为标准的SNMP v1版格式；服务端口上的通信格式如下：
一个传输帧
本地网络报头     IP报头     TCP报头 SNMP Trap v1消息 本地网络报尾
UDP/TCP转换客户端和UDP/TCP转换服务器的实现流程分别如图4和图5所示。
实施过程描述如下：
    ■先启动“UDP/TCP转换服务器”，同时启动“UDP/TCP转换客户端”，并与服务
器建立通信连接；
    ■“被管理系统”的Trap发送对象都配置成指向在本地网络的“UDP/TCP转换客
户端”；
    ■当“被管理系统”产生Trap事件时，“UDP/TCP转换客户端”接收到该报文，然
后，将报文由UDP格式转换成TCP格式发往“UDP/TCP转换服务器”，服务器接收后将
报文还原成UDP格式，并发送给“管理系统”的Trap事件接收端口。
本发明软件模块的连接传输关系如图8所示。图中UDP/TCP转换客户端视为本端转发控制台，UDP/TCP转换服务器视为远端转发控制台，统称告警转发控制台。在图8中，来自多台被监控设备的SNMP Trap报文以UDP方式传送到本端转发控制台，本端转发控制台完成UDP到TCP地协议转换后，和远端转发控制台之间建立TCP会话，将Trap报文转发给远端转发控制台，远端转发控制台再次进行TCP到UDP的协议转换后，将Trap报文转发到各告警客户端，完成整个告警转发的过程。
图9表示各部件的连接关系。本端转发控制台可安装在本地的网管中心，接收本地被管设备的告警信息，如路由器、以太网交换机、VOIP网守、DNS服务器等设备。远端转发控制台可安装在上一级的网管中心，接收下级网管中心发送上来的告警信息。
系统的运行没有特殊的软、硬件要求，硬件需要100/10M网卡、运行平台可为WindowsNT/98、sun OS 5.X、Linux 6.x等。

Claims (2)

1.简单网络管理协议中报文可靠传输的方法，其特征步骤是在本端网管服务器上装UDP/TCP转换客户端；在远端网管服务器上装UDP/TCP转换服务器。
2.按权利要求1所述的简单网络管理协议中报文可靠传输的方法，其特征是当本端SNMP被管理系统产生Trap事件时，其UDP/TCP转换客户端在收到UDP协议封装的SNMP Trap报文后，将UDP格式转换成TCP格式发往远端SNMP管理系统的UDP/TCP转换服务器，再由该转换服务器将TCP格式的报文转换成UDP格式的报文发向管理系统，实现本端和远端两个网管服务器之间的TCP会话传输。
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