趙旨忠 賈玉潔

（1 中國電子科技集團第五十四研究所河北石家莊050081）

（2 鄭州鐵路局河南鄭州450052）

（3 華東交通大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院江西南昌330013）

1 引言

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和數(shù)量龐大，網(wǎng)內(nèi)設(shè)備種類繁多。而網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備來自各個不同的廠家，如何管理這些設(shè)備就變得十分重要。文章內(nèi)容就是介紹管理這些設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。SNMP 協(xié)議基于client- server query- response 管理模式，管理進程和代理進程之間的通信可以有2 種方式。①管理進程向代理進程發(fā)出請求，詢問一個具體的參數(shù)值；②代理進程主動向管理進程報告有某些重要的事件發(fā)生當(dāng)然，管理進程除了可以向代理進程詢問某些參數(shù)值以外，它還可以按要求改變代理進程的參數(shù)值。

2 vxWorks 操作系統(tǒng)

vxW orks 操作系統(tǒng)包括了進程管理、存儲管理、設(shè)備管理、文件系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、及系統(tǒng)應(yīng)用等幾個部分。vx-W orks 只占用了很小的存儲空間，并高度裁減，保證了系統(tǒng)能以較高的效率運行，體系的結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。由圖可知，vxW orks 體系共有3 層，最底層是硬件系統(tǒng)(Hardware)，包括網(wǎng)控制器，定時器，串口，SCSI 接口等。最高層是獨立于硬件的軟件，包括文件系統(tǒng)，I/O 系統(tǒng)，TCP/IP 協(xié)議棧，vxW orks 應(yīng)用序等。中間層是與硬件相關(guān)的軟件，包括W indernel，BSP(板級支持包)，以及各種驅(qū)動等，它是連接硬件與高端軟件的橋梁。

圖1 vxW orks 結(jié)構(gòu)圖

3 SNMP 協(xié)議

基于TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)管理包含以下部分。管理信息庫包含所有代理進程的所有可被查詢和修改的參數(shù)。RFC1213[M cC loghrie and Rose 1991] 定義了第2 版的M IB，叫做M IB- II；關(guān)于M IB 的一套公用的結(jié)構(gòu)和表示符號，叫做管理信息結(jié)構(gòu)（Structure of Management Information,SM I），這個在RFC1155[Rose and M cC loghrie 1990]中定義。

管理進程和代理進程之間的通信協(xié)議，叫做簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。在RFC1157[Case et al.1990]定義。SNMP 包括數(shù)據(jù)報交換的格式等。盡管可以在運輸層采用各種各樣的協(xié)議，但是在SNMP 中，用得最多的協(xié)議還是UDP。網(wǎng)絡(luò)層用的較普遍是IP，基本的管理模式如圖2 所示。

圖2 SNMP 管理模型

上面提到的RFC 所定義的SNMP 叫做SNMPv1，或者就叫做SNMP。到1993年為止，又有一些新的關(guān)于SNM P 的RFC 發(fā)表。在這些RFC 中定義的SNMP 叫做第2 版SNMP（SNMP v2），關(guān)于管理進程和代理進程之間的交互信息，SNMP 定義了5 種報文：①get- request 操作：從代理進程處提取一個或多個參數(shù)值；②get- next- request 操作：從代理進程處提取一個或多個參數(shù)的下一個參數(shù)值；③set- request 操作：設(shè)置代理進程的一個或多個參數(shù)值；④get- response 操作：返回的一個或多個參數(shù)值，這個操作是由代理進程發(fā)出的，它是前面3 中操作的響應(yīng)操作；⑤trap 操作：代理進程主動發(fā)出的報文，通知管理進程有某些事情發(fā)生。前面的3個操作是由管理進程向代理進程發(fā)出的，后面2個是代理進程發(fā)給管理進程的，如圖3 所示。

圖3 SNMP 操作圖

4 SNMP 代理的實現(xiàn)

代理軟件所用的SNMP 協(xié)議是Epilogue 協(xié)議棧中Envoy(SNMP 協(xié)議)，因為要在vxW orks 操作平臺進行應(yīng)用開發(fā)，必須把vxW orks 的W indNet 協(xié)議棧中的SNMP 協(xié)議卸載掉，避免產(chǎn)生沖突。管理者通過SNMP 協(xié)議和代理交互信息，Envoy把收到PDU 時解碼后的得到具體數(shù)據(jù)和操作類型，然后根據(jù)O ID 在M IB 庫找到對應(yīng)的管理對象，調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)部的函數(shù)對系統(tǒng)內(nèi)部邏輯對象進行查詢和設(shè)置，系統(tǒng)把內(nèi)部事件通過SNMP 的trap 操作主動發(fā)送給管理者。代理的應(yīng)用程序負(fù)責(zé)協(xié)議數(shù)據(jù)和系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。整個代理軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 代理軟件結(jié)構(gòu)圖

4.1 安裝Envoy 軟件包

到宿主開發(fā)機（w indow s）上，注意軟件包的版本和開發(fā)平臺對應(yīng)關(guān)系。按照以下命令來安裝軟件包(E 為光驅(qū)的盤符)：

4.2 對Envoy 源碼的配置

在源碼目錄里提供了幾種對不同處理器的配置文件如：vxppc.cfg vxpentium.cfg 等，選取對應(yīng)你平臺配置文件，在此文件上做修改。比如：

4.3 重新編譯Envoy 庫

4.4 編寫私有的MIB 文件

根據(jù)SNMP 協(xié)議，管理端和代理端都要實現(xiàn)統(tǒng)一的M IB庫。M IB 文件中定義了SNMP 協(xié)議訪問對象信息。M IB 中每個對象都有名字，語法和編碼3 種屬性。語法確定用ASN.1 語法實現(xiàn)對象信息的編碼，編碼方式選用是BER 編碼。SM I 經(jīng)過發(fā)展有SM Iv1 和SM Iv2 2個版本，目前大部分，特別是私有M IB，更多地使用SM Iv2 來定義。M IB 文件是用ASN.1 語法來描述的，所以在制編寫M IB 文件時，需要學(xué)習(xí)ASN.1 語法。這對開發(fā)者提高了難度，而且編寫過程相當(dāng)繁瑣且容易出錯。所以根據(jù)實際用途，本文設(shè)計開發(fā)基于MG- SOFT 可視化的M IB 文件編輯器(Visual M ib Builder)。M IB 文件可視化編輯器完全支持SM I v2 規(guī)范，采用可視化界面引導(dǎo)用戶編寫M IB文件，減少用戶在編寫過程中出錯的可能，提高開發(fā)效率。

編寫完M IB 文件后，通過編譯工具m ibcompR.exe 把M IB 文件生成對應(yīng)的C 程序代碼。通過配置編譯用的腳本文件生成以下代碼文件（m ib.c、m ibleaf.h、numbers.txt、skel.h、stub.c、trap.c、trap.h）。trap.c 是針對SNMP 理軟件產(chǎn)生trap 操作生成基本程序框架，用戶編寫每個管理對象應(yīng)用代碼，然后把應(yīng)用代碼嵌入到生成的基本程序中。Stub.c 文件針對GET、GET- NEXT、SET 三種操作生成的基本程序框架，在stub.c 為每個管理對象留有用戶應(yīng)用代碼接口，用戶只需把編寫的代碼嵌入到對應(yīng)位置來支持GET、GET- NEXT、SET 操作。因為生成的基本程序包括了管理對象的字符串描述和相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名字，所以很容易查找對應(yīng)每個管理對象生成代碼在基本程序位置。下面以一個簡單的實例來說明：

M IB 文件的內(nèi)容：

修改生成的C 代碼：

按照生成對象描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名字STRUCT_sys，生成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

在生成的sys_get、sys_next 函數(shù)中需要實現(xiàn)返回對象實例地址的代碼：sys_lookup 函數(shù)。

STRUCT_sys*data=sys_lookup()；

在生成的sys_set 函數(shù)中存放對象實例的值的變量wan IpAddr。

在生成wanIpChange_trap 函數(shù)中需要實現(xiàn)為上報對象實例Awan IpAddr 賦值。

SNMP_Bind_IP_Address (trap_pkt,2, len_wan IpAddr,ID_wan IpAddr,Awan IpAddr);

sys_get、sys_g_next 函數(shù)對應(yīng)GET 操作，需要用戶實現(xiàn)sys_lookup 函數(shù)來返回被管理對象實例地址;sys_set 函數(shù)對應(yīng)SET 操作,需要定義自己的變量wan IpAddr 來存放協(xié)議棧返回的管理對象實例值;wan IpAddrtrap 函數(shù)對應(yīng)Trap 操作，用戶需要調(diào)用SNMP_Create_Request2 函數(shù)來給trap_pkt 分配地址，同 步 給 Awan IpAddr 變 量 實 例 賦 值 ， 調(diào) 用SNMP_Encode_Packet 對PDU 編碼，通過SOCKET 發(fā)送給管理者。

4.5 代理程序的啟動

應(yīng)用程序通過調(diào)用Add_Node_From_Root 系統(tǒng)函數(shù)把管理對象加到協(xié)議M IB 樹上；調(diào)用usrSnmpd Init 函數(shù)給代理配置IP 地址和啟動SNMP 協(xié)議。代理程序啟動后，在vxW orks的shell 下可以看到SNMP 協(xié)議的2個任務(wù)“tSnm pTm r”，“tSnmpd”。

5 結(jié)束語

介紹基于SNMP 協(xié)議網(wǎng)管代理軟件管理模型和操作方式，在此基礎(chǔ)上結(jié)合Epilogue Technology 公司的Envoy 協(xié)議包詳細(xì)地描述了在嵌入式操作系統(tǒng)VxW orks 上網(wǎng)管代理軟件開發(fā)過程。

[1]許慧民編.基于vxW orks 的嵌入式系統(tǒng)及實驗[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2006.

[2]孔祥營,伯桂枝編.嵌入式實時操作vxW orks 及其開發(fā)環(huán)境Tornado[M].北京：中國電力出版社，2001.

[3][美]斯大林編著健蓮科技譯.SNMP 網(wǎng)絡(luò)管理[M].北京：中國電力出版社，2001.

[4][美]Mark A.M iller,P.E.著,晏明峰等譯.用SNMP 管理互聯(lián)網(wǎng)（第三版）[M].北京：中國水利水電出版社，2001.

[5]RFCll57,A Simple Network Management Protocol(SNMP)[S].1990.

[6]RFCl901,Introduction to Community·based SNMPv2[S].1996.