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分布式网络管理的研究
2008年4月23日 10:19    中国联通网站    评论()    

    目前,实现基于Web的网络管理较为普遍的一种方式就是基于代理的三级解决方案,即在网络管理工作站上运行一个Web服务器,该服务器通过标准的网络管理协议(如SNMP)与被管对象进行通信,通过HTTP协议与客户浏览器通信。从应用领域来看,目前的研究热点是Web技术与CORBA或移动代理技术的融合,例如在浏览器与被管对象的通信中引入CORBA技术,实现融合的思想。

    2.3基于移动代理的网络管理

    移动代理实际上是一个程序,这个程序可以自主地在网络中各个节点之间移动,并决定在某个节点上执行,利用该节点的资源完成特定任务,最后返回结果。移动代理是一种网络计算模式,集面向对象技术、软件代理技术和分布计算技术三者于一身,标志着网络由传输数据向传输代码的转变。

    移动代理作为一种新的管理策略,主要活跃于基于SNMP的网管模型中,这也与SNMP协议的简单性有关。首先,移动代理从网络的其他节点迁移到本地节点,本地节点对其进行相应的检测,以判断其合法性。然后向本地节点申请必要的资源,初始化代理当前的状态,之后代理进入运行状态,完成预定的功能。如果移动代理在某个网络节点上已经完成了指定的任务,可能会迁移到另外一个网络节点上继续运行,在迁移之前,释放自身占用的资源,从本地系统中注销。其工作模型如图3所示。

    图3  基于移动代理的网络管理系统

    2.3.1迁移路径

    移动代理技术涉及迁移路径、通信机制、安全体系等多方面技术,其中迁移路径是基础核心,直接影响着移动代理的性能乃至其任务的完成。旅行代理问题是从实际移动代理系统中抽象出来的代理路由规划问题,其中旅行商问题(TSP)则是旅行代理问题的特例。解决TSP问题有很多典型的算法,文献[2]提出的遗传算法吸取了生物进化和遗传变异论的研究成果,是一种群体性全局寻优方法,但算法执行到一定阶段后向最优解收敛速度缓慢。文献[3]中提出了模拟退火算法,它模拟物质材料的冷却与结晶过程,通过退火温度控制搜索过程,但问题规模较大时,系统进入热平衡状态(对应于最优解)的时间较长。文献[4]中指出禁忌搜索算法模拟人类智力过程,通过引入灵活的存储结构和相应禁忌准则来避免迂回搜索,并通过藐视准则赦免一些被禁忌的优良状态,具有较强的“爬山”能力,但数据存取操作频繁,影响搜索速度。文献[5]仿照蚂蚁寻径的生物本能,蚂蚁在其经过的地方留下一些信息素,后续的蚂蚁便倾向于向信息素浓度高的地方移动。经过蚂蚁越多的路径信息素越强,最终所有蚂蚁都会选择走最短的路径,但蚂蚁算法计算时间长,容易出现停滞现象。随着问题规模和复杂度的增加,试图使用精确算法和单一算法求解TSP问题已经变得不现实,因此,混合优化策略方法必然成为研究趋势,如将遗传算法与蚁群算法融合,利用遗传算法全局快速收敛的优点来加快蚁群系统的收敛速度,结合实际问题设计适当的操作算子和局部优化策略以构造混合算法等都是新的研究方向。

    2.3.2关键问题

    1)平台问题

    由于不同的机构推出了各自的移动代理平台,它们在体系结构和系统实现上都存在较大差异,阻碍了移动代理系统的互操作,因此,必须解决移动代理的跨平台问题。解决此类问题可以采用CORBA作为平台之间的通信总线,从而屏蔽它们内部实现的异构性,实现互操作。这种方法的本地环境是移动代理系统,通信环境是CORBA,在整个应用程序中只使用移动代理。

    MAFIS(MobileAgentFacilityInteroperability Specification)规范通过CORBA服务提供MAF-AgentSystem和MAFFinder两个接口,MAF-Agent-System接口提供代理管理和传输操作;MAF-Finder接口支持在一个被管范围内代理和代理系统的定位。移动代理平台内部的具体实现可以由开发人员自己决定,对外只要提供这两个标准接口,就可以通过ORB进行互操作。

    2)管理和控制问题

    包括代理的移动规程、通信模型、迁移方式等问题。例如,代理需要在其生命周期内遍历多个被管节点,很显然,遍历周期的大小是衡量网管系统性能的重要指标。特别当某一段链路发生阻塞或某个被访问节点的运算资源负荷过大时,代理的迁移将会形成一个新的瓶颈,使效率大大降低。应根据具体情况对代理指定优先级较高、链路状态较好或运算资源较宽裕的节点优先迁移,这样就可以很好地解决这个问题,并提供更好的QoS,所以为移动代理定制一个灵活的迁移策略是必要的。现有的网管系统提供了对决策参数的支持,因此,对移动代理迁移策略的智能化改造是可行的。

    3)安全问题

    网络中存在大量的安全隐患,而管理系统中的信息又比一般的移动代码要求具有更高的安全性,如何保证它在传输过程和驻留主机过程中不受破坏,同时避免移动代理非法操作主机都是至关重要的。如何有效实现主机保护机制和移动代理保护机制仍是一个研究热点。

    2.4基于主动网络技术的网络管理

    主动网络是一种新的网络架构方式,在传统的电路交换和包交换的基础上引入新思想,即将用户数据与一段程序一起封装在分组中,在网络节点上运行分组中的程序,完成一定的操作,改变节点的状态,使网络能适应不断变化的新需求。传统的网络只完成信息的传输和交换,各网络节点对信息处理的能力和权限十分有限。主动网络技术则提供了一种用户与网络之间的接口,允许网络节点被用户编程以提供某种特定功能。主动网络技术代表了一种灵活的框架、动态的结构及强大的扩充能力,能满足用户特定的需求。

    节点是主动网络的核心。在实际运行中,节点的结构、行为和属性都可能会随时发生变化,因此对主动网络的管理也提出了新的要求。传统的网络管理由于采用集中式管理,无法利用主动网络中节点的计算能力来管理网络,因此,它们不可能对主动网络实施有效管理,无法发挥和体现主动网络的优越性能。为了适应主动网络的特点,主动网络的管理模式应能突破传统网络的非对称管理模式,使网络控制与管理工作站及主动节点之间形成对等的关系,从而克服传统网络管理中的瓶颈问题,也便于业务的动态加载及MIB的管理与维护。

    3、结束语

    随着网络技术的不断发展,新一代网络管理技术(SNMP网络管理技术、电信管理网(TMN)网络管理技术、混合网络综合网络管理技术、新一代运营支撑系统等)将成为研究重点。近年来,智能技术逐步应用在分布式网络管理中,人们逐渐在故障管理、配置管理、性能管理、计费管理、安全管理五个网络管理功能域中使用智能控制理论。智能技术还在路由选择、容量分配、接纳控制、拥塞控制以及网络设计等多个网络管理方面得到广泛应用。同时,移动代理技术、主动网络技术、基于策略的网络管理也体现了智能化思想。另外,多种技术的融合也将是网络管理的新发展方向,如将移动代理技术与主动网络相结合,或将CORBA技术与智能代理技术相结合,都将使网络结构能更加灵活变化,对网络流量的控制更加便捷,对各种应用的支持更加有力。未来网络管理应向面向对象、交互性、分布式、智能性、跨平台、高灵活性、可扩展性和可维护性方向发展。

    参考文献

    1LeonardBarolli,AkioKoyama,TakakoYamada,etal.A Fuzzy Admission Control Scheme for High-speed Networks [C].Proc.of the 12th International Workshop on Database and Expert Systems Applications,2001,157~161.

[1]  [2]  [3]  编 辑:张翀
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