謝大海，王 勇，周 泉，盧 峰

(國網(wǎng)合肥供電公司，安徽 合肥 230022)

交換機(jī)是信息網(wǎng)絡(luò)的重要組網(wǎng)設(shè)備，也是終端用戶的基本接入設(shè)備。信息網(wǎng)絡(luò)的安全管理、資源管理都必須以交換機(jī)為切入點，管理、核對與修改這些配置文件，是基礎(chǔ)運(yùn)維的重要工作。由于不同廠商、品牌和型號的差異，導(dǎo)致交換機(jī)配置文件的格式以及采集配置文件的操作都存在不同程度的差異。

國網(wǎng)安徽省電力有限公司合肥供電公司的信息運(yùn)維人員，對交換機(jī)配置文件自動采集及分析進(jìn)行研究。

1 交換機(jī)自動分析的現(xiàn)狀

目前，在交換機(jī)管理方面，市面上有很多成熟系統(tǒng)，有的側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行分析，有的側(cè)重于終端客設(shè)備管理，有的側(cè)重于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)管理，有的側(cè)重于服務(wù)器類設(shè)備，適用于基礎(chǔ)運(yùn)維人員的，適應(yīng)不同品牌交換機(jī)的分析系統(tǒng)相對較少，且費(fèi)用高昂，從而為自主研究提供了可行性[1]。

1.1 類似系統(tǒng)介紹

北塔(Before Trouble Network Manager，簡稱BTNM)是上海北塔軟件股份有限公司基于Windows操作系統(tǒng)開發(fā)的信息網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維軟件。該軟件通過收集與業(yè)務(wù)/服務(wù)相關(guān)的各種信息：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息、全網(wǎng)流量信息、服務(wù)器內(nèi)存、I/O的使用情況，以圖形化呈現(xiàn)拓?fù)湟晥D。

優(yōu)爾準(zhǔn)入系統(tǒng)主要采用地址解析協(xié)議(ARP)分析、流量分析等技術(shù)，建立終端識別指紋庫，通過終端的身份鑒別，有效阻止非法終端的隨意接入，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)透視功能和終端快速定位功能，輔助網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理。

還有，以Zabbix為代表的一系列國外引進(jìn)系統(tǒng)，比如：Cacti、Nagios等，大多是英文界面，功能強(qiáng)大，但不適應(yīng)中文環(huán)境。

1.2 連接協(xié)議介紹

目前交換機(jī)通用連接協(xié)議有3個，分別是Telnet，SSH1和SSH2。

(1)Telnet是基于TCP/IP連接的遠(yuǎn)程訪問協(xié)議，其明文傳輸一直是該協(xié)議的詬病，安全性得不到保證。

(2)SSH是替代Telnet的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提供了多種加密方式，還可以為ftp、pop甚至ppp提供一個安全的“通道”。SSH協(xié)議的初期版本為SSH1，又可分為1.3和1.5兩個主要版本。SSH1采用DES、3DES和RC4等對稱加密算法保護(hù)數(shù)據(jù)安全傳輸，而對稱加密算法的密鑰是通過非對稱加密算法(RSA)來完成交換的[2]。該協(xié)議還使用循環(huán)冗余校驗碼(CRC)來保證數(shù)據(jù)的完整性。

(3)SSH2協(xié)議修補(bǔ)了CRC的缺陷，采用數(shù)字簽名算法(DSA)和密鑰交換算法(Diffie-Hellman，簡稱DH)密鑰交換算法來代替非對稱加密算法(RSA)，完成對稱密鑰的交換，用消息證實代碼(HMAC)來代替循環(huán)冗余校驗碼(CRC)。同時SSH2增加了高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)和雙魚區(qū)塊加密算法(Twofish)等對稱加密算法。

目前，SSH2已經(jīng)成為交換機(jī)連接控制的通用協(xié)議。

2 自動采集的實現(xiàn)

在了解交換機(jī)的連接協(xié)議后，開始對自動采集的研究。理論上可以用任何編程語言或任何操作系統(tǒng)來實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。按照開發(fā)人員的個人知識結(jié)構(gòu)和編程經(jīng)驗，選擇用Java語言來作為開發(fā)語言，IntelliJ IDEA為開發(fā)環(huán)境，MY SQL數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)存儲后臺，操作系統(tǒng)選用Windows。本文一些代碼舉例也將以Java語言為主。

2.1 流分析

應(yīng)用系統(tǒng)與交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，以流的方式進(jìn)行，Java語言所有的流類位于java.io包中，都分別繼承4種抽象流類型，分別是輸入字節(jié)流InputStream、輸入字符流Reader、輸出字節(jié)流OutputStream、輸出字符流Writer。采用Java語言數(shù)據(jù)流的循環(huán)讀取技術(shù)，獲取交換機(jī)反饋的信息。

2.2 自動登錄實現(xiàn)

根據(jù)交換機(jī)實際情況，采用智能判斷技術(shù)，雖然增加了代碼量和編寫代碼的難度，但是這一技術(shù)實現(xiàn)了登錄協(xié)議的自動選擇[3]，減少了人工操作，提高了登錄效率[2-3]。

Telnet協(xié)議采用Apache組織發(fā)布的Telnet開發(fā)包。SSH2協(xié)議采用JCraft公司的jsch包。因為本公司還有一些老舊交換機(jī)運(yùn)行，因此保留了SSH1協(xié)議連接方式，采用MindTerm組件，該組件較為罕見，2010年左右停止更新。

在定義了3種不同的登錄協(xié)議后，結(jié)合Socket對象，判斷端口的開通情況，然后嘗試登錄，并選擇適合的協(xié)議開展登錄。

2.3 命令分析

針對不同交換機(jī)和獲取參數(shù)的需求，列出主要命令。

2.4 分頁處理

各個生產(chǎn)廠家和型號版本的差異，有的交換機(jī)有連續(xù)顯示功能，有的交換必須分頁顯示。

2.5 獲取提示符

獲取提示符的原理，是輸入一個回車，然后獲取返回文本，接著對文本進(jìn)行分析，從而獲得提示符。

3 數(shù)據(jù)分析

交換機(jī)配置文件的分析，其實就是對采集文本的分析，大多是文本處理，這里僅給出3個容易忽略的關(guān)鍵點。

3.1 MAC地址類型分析

在分析MAC地址類型時，除了“動態(tài)”、“靜態(tài)”之外，少量交換機(jī)有“BlackHole(黑洞)”類型，在此加以區(qū)分。

3.2 中興系列的配置文件分析

中興交換機(jī)的配置文件與華三、華為系列不同，用分段標(biāo)志把配置文件分成若干段，可以根據(jù)分段標(biāo)志，截取需要的段落，進(jìn)行分析。

3.3 型號版本的細(xì)微差異

在研究過程中發(fā)現(xiàn)有的交換機(jī)，型號和主版本相同，僅小版本有細(xì)微不同，其配置文件差異卻很大，影響了數(shù)據(jù)分析。比如：某品牌S2352P-EI型號交換機(jī)的5.70(V100R005C01)版本和5.70(V100R006C03)版本。這兩類交換機(jī)的版本差異很小，但是MAC表卻存在很大差別，系統(tǒng)在處理MAC表時，要加以區(qū)分。

4 結(jié)語

(1)研究開發(fā)了一套完整的應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以自動循環(huán)處理所有交換機(jī)，也可以手動處理部分交換機(jī)，并將采集到的配置文件保存在數(shù)據(jù)庫中；通過分析配置文件，生成3份表格，包括交換機(jī)信息、端口信息、MAC信息；最后將這些數(shù)據(jù)，應(yīng)用在交，換機(jī)管理、端口識別等工作上，加快了故障判斷的準(zhǔn)確率，提高了工作效率。

(2)對電力信息網(wǎng)中，交換機(jī)配置文件的自動采集及分析進(jìn)行了研究，比如：版本號的細(xì)微差別、輸入輸出流的等待時隙、端口名稱的規(guī)范和識別、Java語言系統(tǒng)后臺自動運(yùn)行機(jī)制等，在公司信息運(yùn)維主業(yè)化建設(shè)上有著深遠(yuǎn)的意義。

(3)本文研究僅局限于采集和分析這兩方面，相同的原理和技術(shù)手段，也可以開展交換機(jī)配置文件的寫入工作。通過進(jìn)一步提升，可以實現(xiàn)交換機(jī)類設(shè)備的全自動運(yùn)維。這將是信息運(yùn)維自動化研究的提升方向。

(4)通過這一研究，國網(wǎng)合肥供電公司積累了豐富的經(jīng)驗、成果和資料，可以推廣至各個相關(guān)企業(yè)或行業(yè)，共同交流。各單位可以合作，針對市場上不同品牌、不同系列的交換機(jī)，建立一個龐大的基礎(chǔ)資料庫，和操作模板庫，基礎(chǔ)資料庫為計算機(jī)自動分析提供依據(jù)，而操作模板庫可以為自動操作提供參考。