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1、I基于P2P的分布式网络故障监测系统的研究摘 要随着网络技术的快速发展，网络规模不断扩大，网络维护变得日益复杂，传统网络故障监测模型已不能适应当前网络对故障监测的需求。本文将P2P技术与分布式网络故障监测技术相结合，尝试采用一种基于P2P技术的分布式网络故障监测模型，以适应目前大规模、复杂、动态的网络在网络故障监测方面的需求。主要工作包括：首先，本文分析了大规模、异构网络环境对传统故障监测系统带来的问题，针对P2P技术和分布式故障监测系统的实现方法和技术难点展开研究。其次，设计了基于P2P的网络故障监测系统，新系统分为P2P网络平台模块、网络故障监测模块和故障数据存储模块三个模块。采用Sun微
2、系统对等网络标准JXTA实现P2P网络平台模块；在网络故障监测模块的实现上，采用SNMP的Trap告警方式和轮询机制实现故障数据监测模块中的故障数据采集功能，采用基于Java的Drools工具和MIB阈值调整相结合的方法实现对故障数据的过滤功能，采用双任务的工作方式解决监测服务器在接收SNMPTrap报文时UDP缓冲池溢出问题；使用Microsoft SQL Server2000数据库系统设计并实现故障数据存储模块。最后，在仿真环境中对新系统和传统监测系统进行分析和对比，评估了基于P2P的分布式故障监测系统的性能，仿真实验表明在大规模、复杂、动态的网络环境中将P2P技术引入分布式网络故障监测系
3、统可以提高网络故障监测的实时性和准确性。本文的工作，为下一步开发基于P2P的分布式网络故障监测系统打下良好基础。关键字:：分布式网络，故障监测, P2P, JXTA Research Of Distributed Network Fault Monitoring System Based On P2pABSTRACTWith the rapid development of network technology，the scale of network is expanding continuously, so the requirements of network fault monitor
4、ing is becoming more and more complex.The traditional network fault monitoring system no longer satisfies current networks requirements for fault monitoring.This paper combined P2P technology with distributed network fault monitoring, try to use distributed network fault monitoring based on P2P,whic
5、h adapt to the requirement of the current large-scale,complex,dynamic network.The main tasks are:Firstly,the problem of traditional network fault monitoring system for large scale and haterogeneous network envirment are analyzed,ltimate principle and difficult points of the P2P technology and distri
6、buted network fault monitoring system are also studied.Secondly,the newwork fault monitoring system based on P2P is designed,and the new system is divided into P2P network platform module、network fault monitoring module and fault data storage module.The P2P network platform module is realized by Sun
7、 Microsystems JXTA standard;In the realization of network fault monitoring module, the function of fault data acquistion in the module is realized by SNMPs trap alarm pattern and rolling mechanism, the filtering function for fault data is realized by the method which combing with Drools tool which b
8、ased on Java and MIB threshold adjustment ;the UDP buffer overflow paoblems is sovled by the working pattern of double tasks when receiving SNMP Trap message; The fault data storage module is designed and implemented with database of Microsoft SQL Server2000. Finally, the new monitoring system and t
9、raditional monitoring system is contrasted in simulation environment.The function of distributed network fault monitoring system based on P2P is ecaluated.Simulation results showed that he accuracy and real-time of the network fault monitoring are enhanced by introducing P2P into monitoring system i
10、n the large-scale,complex I目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 研究背景11.1.1 网络监测发展现状11.1.2 传统网络故障监测系统的不足11.1.3 基于P2P分布式网络故障监测的优势21.2 国内外研究现状31.2.1 国外研究现状31.2.2 国内研究现状41.3 本文主要工作及意义41.4 论文的结构52 基于P2P的分布式网络故障监测系统关键技术的研究72.1 分布式网络故障监测技术的研究72.1.1 分布式网络故障监测的产生与特点72.1.2 分布式和集中式的比较72.1.3 分布式故障监测的关键问题和难点82.1.4 分布式故障监测的
11、实现方法82.2 P2P技术的研究92.2.1 P2P技术概述92.2.2 P2P技术的特点与主要应用102.2.3 P2P的不足113 基于P2P分布式故障监测系统的设计133.1 系统的提出133.1.1 基本设计思想133.1.2 系统的网络结构143.1.3 系统的体系结构153.1.4 基于P2P的分布式故障监测模型与传统模型的比较163.2 系统的工作模式163.3 P2P平台的设计173.4 故障监测服务器设计183.4.1 网络故障监测模块193.4.2 P2P模块193.4.3 数据库模块213.5 故障数据过滤机制的设计213.6 系统的通信机制233.6.1 故障通信中信
12、息的标识233.6.2 消息格式243.6.3 通信机制254 基于P2P分布式故障监测系统的实现304.1 系统的软硬件平台304.1.1 系统的软硬件要求304.1.2 系统模块结构304.1.3 系统原型实现的技术方案314.2 P2P网络平台的实现314.2.1 模块结构关系的说明314.2.2 P2P网络的实现324.3 故障监测功能的实现434.3.1 故障监测功能模块的工作流程434.3.2 故障监测功能的实现434.3.3 网络拓扑功能的实现464.4 数据模块的实现48致 谢50参 考 文 献5155基于P2P的分布式网络故障监测系统的研究1 绪论1.1 研究背景1.1.1
13、网络监测发展现状随着社会信息化的飞速发展，作为信息传输媒介的网络，已经遍布于我们生活的方方面面。作为国民经济和社会发展基础之一的网络通信，也成为了当前世界发展最为迅速的领域1。随着人们对网络的依赖性越来越大，对网络的稳定性和可获得性要求也越来越高，网络故障监测及其管理的研究也越来越重要。一旦网络出现故障，就必须要快速排除故障，确保网络正常运行，从这个意义上讲，网络故障监测对于网络故障管理的重要性就显得尤为重要了，是网络故障管理的重要手段。在网络技术迅速发展、规模不断扩大的同时，网络的复杂性也在不断增加，网络异构性问题更是逐渐突出，这使得网络故障监测面临着巨大的挑战。人们对网络故障监测提出了新的
14、要求，新的网络故障监测模型要求能在任何地点、任何时候、任何平台下对任何网络进行故障监测，能够解决网络应用方面的可集成性和可扩展性，使网络在具有可伸缩性的同时实现网络故障监测任务的灵活分布。1.1.2 传统网络故障监测系统的不足传统的故障监测分为集中式故障监测和分布式故障监测两种：a 传统集中式故障监测在传统的集中式网络故障监测系统中，监测服务器NMS（Network Monitor Server）是整个网络的故障监测中枢，它通过轮询被监测的网络设备中的故障监测代理程序，从而获得当前网络的状态。随着网络的飞速发展，集中式故障监测系统暴露出了以下3个主要缺陷2：1) 随着网络规模的不断增加，被监测
15、设备类型和数目也越来越复杂繁多，对被监测对象周期性的轮询监听，将导致网络流量特别是监测服务器端的流量增大，占用了较大的带宽，并有可能造成以监测服务器端为端点的链路拥塞。2) 当网络出现故障现象时，需要获取更多的数据做进一步的推理判断，而过大的数据流会进一步恶化网络的性能。3) 被监测设备和NMS的大量信息的交换加重了网络的负荷造成了监测任务的延迟。所以如何减少网络故障监测中所需的通信开销，并保证网络故障监测的有效性及实时性，成为了目前网络故障监测所面临和必须解决的问题之一。网络出现故障后的快速、准确的监测诊断机制，对于恢复网络的正常运行以及提高网络的稳定性具有重要作用，网络故障告警中包含有大量的不确定性信息，同时系统告警信息的不完备以及数据传播的动力特性都加大了故障监测和诊断的难度，需要对告警信息进行规则推理，优化网络故障监测。这充分表明，传统的集中式网络故障监测系统存在着系统灵活性和稳定性差、易产生网络瓶颈和缺乏兼容异构网络等缺点，已经无法适应网络故障监测的需求，人们开始寻求一种更好的网络故障监测方法，既而转向分布式网络故障监测的研究与设计。b 分布式故障监测分布式故障监测系统是一种对等式结构，在这种系统中有多个故障监测服务器，它们各自负责一个域，服务器之间可以相互通信。任何时候
