基于策略的QoS网络管理系统中PEP和资源监测的研究与设计

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当前的网络是一个复杂、异构、分布式的网络,这极大地增加了网络管理的难度。基于策略的网络管理在网络管理领域是一个新兴的研究和应用课题,可大大简化了网络管理过程。它通过将对管理行为的控制和具体的执行分开,使得管理者不需要逐一地去配置所有网络设备,而只是制定某些有意义的管理策略,并将策略交由管理系统去执行,系统将依据策略规则自动执行网络资源的管理。管理策略是管理智能的抽象,与具体的网络设备无关,因此保证了管理的可靠性和一致性。IETF策略管理框架中主要包括策略管理工具、策略存储仓库、策略决策点、策略执行点几个部件。策略管理工具PMT为网络管理人员提供了对策略以及相关信息的输入、修改、查找、浏览和删除的界面。策略存储仓库PR用来存贮策略及相关信息。策略决策点PDP了解网络设备的状态,能配置和修改设备中的策略。它也可接收来自策略执行点的策略服务请求,并进行策略决策。策略执行点PEP是将策略在网络设备上进行实现的部件。网络设备要利用策略进行管理,必须通过PEP将策略信息配置到相应的网络设备上。对于QoS管理,基于策略的管理可以根据SLA来制定相应的策略,控制网络对用户应用需求的处理,从而提供一定的服务质量保证,它可以根据用户的不同级别和需求,有效、合理地进行网络资源管理,这样既能保证网络保持较高的使用效率,又能针对不同的用户提供不同级别的服务质量。QoS的策略管理主要有两种模式:外购模式和提供模式。策略外购模式主要用于PEP请求一个即时性的策略决策,该模式下网络事件与策略请求和决策是同时发生的,其通讯协议为COPS-RSVP。在策略提供模式下,网络管理员事先定义设备相关的策略,并下载到PEP,该模式下网络事件与请求事件不是同时发生的,此模式不像外购模式中PEP事件和PDP决策为1:1的对应关系,而是PDP提前提供PEP对外部事件、PEP事件和它们的联合的响应(N:M的关系),其通讯协议为COPS-PR。本文在研究IETF提出的基于策略的系统框架和端到端的QoS的基础上,设计了端到端的QoS策略管理系统,将基于策略的思想应用于端到端的QoS管理中。通过分析RSVP(Resource Reservation)消息如何在策略的控制下通过DiffServ网,说明基于策略管理思想实现接入网为IntServ,骨干网为DiffServ的端到端QoS的工作过程。并在此基础上,提出了运用外购模式与提供模式相结合的方法解决管理过程中策略的决策、下发及配置的相关问题,提出整体的系统体系框架,确定系统体系框架主要包括策略管理工具、目录服务器存储模块、PDP模块、COPS通信模块和PEP模块五个部分。本文进一步对系统体系框架中的监测部件和PEP模块进行了分析和研究,确定了相应的解决方案。基于策略的QoS网络管理应该是一个灵活的系统,它必须根据网络的当前状态进行策略决策,并当网络状态发生变化时及时更新策略,以保证网络的性能。为了能实现策略的灵活应用,需要提供网络状态的监测,如果不对网络进行监测,管理员只能对已经发生的问题被动反应,而不能提前预防这些故障的发生。未来网络管理的发展趋势是使用SNMP进行网络监测,使用COPS进行网络的设置。使用SNMP进行网络状态监测,主要是通过对SNMP对象值的<WP=83>变化和SNMP陷阱的发生进行监测。例如,可通过简单地查看接口的丢包率,而不管通信量的总量,就足以了解到是否存在拥塞问题。在设计监测部件时,引入了基于策略的思想。通过事先定制对PDP决策有影响的SNMP对象变化事件,当这些事件发生时激发PDP采取特定的动作,重新进行策略配置,达到对网络管理的灵活性。通过分析SNMP对象和陷阱的特性,确定对象和陷阱的分类机制,并在此基础上采用通用信息模型CIM来描述监测对象和陷阱,建立测监类Monitor。另外对策略核心信息模型PCIM中的类进行抽取和修改,以策略对象的形式来表现SNMP对象的阈值属性,建立策略类CIM_PolicyGroup,这主要是为了增强策略信息的重用性和扩展性。根据监测SNMP对象和陷阱的任务,确定被监测对象和策略信息的相互关系,在监测类Monitor中增加对CIM_PolicyGroup类实例的引用。对于CIM_PolicyGroup类来说,它聚合了所有于SNMP对象或与陷阱相关的策略数据,因此相关的策略数据总能从监测对象中访问到。在对各种WBEM实现分析的基础上,确定监测部件将采用WMI技术来实现。通过确定SNMP到CIM的映射、建立监测的命名空间、分析WMI事件查询、实现WMI消费提供者及对提供者进行注册,完成了监测部件的设计。通过测试表示,监测部件很好地完成了对SNMP对象及陷阱的监测工作,并在管理员预订的事件发生时给出必要的报告。PEP在策略框架中是非常重要的,它起到连接网络设备与策略服务器PDP的桥梁作用。通过对本系统PEP工作流程的分析,确定PEP的工作主要包括三个方面:一是提供模式下的策略配置;二是对RSVP消息的策略控制;三是策略在设备上的具体配置。由于时间和设备的限制,本文主要考虑前两个任务。对于PEP的设计必须考虑以下问题。首先,必须考虑实际的通信协议,本系统中PEP必须能够利用COPS协议及其扩展来实现与PDP的信息传送。第二,根据策略信息的处理方式,PEP必须维护一个PIB,它存?
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