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标题	基于SNMP协议的网络流量采集系统设计与实现
范文	摘要摘要：简单网络管理协议（SNMP）是一种专门用来管理网络设备的应用层标准协议，基于SNMP的网络流量采集方法可获得较丰富的网络流量信息。分析基于SNMP协议的网络流量数据采集方法，着重探讨系统设计与实现。 关键词关键词：SNMP；网络流量采集；系统设计；系统实现 DOIDOI：10.11907/rjdk.151762 中图分类号：TP319 文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2015）011011303 基金项目基金项目： 作者简介作者简介：张立新（1975-），男，四川蓬溪人，乌鲁木齐职业大学信息工程学院副院长、高级实验师，研究方向为计算机网络、Web技术、软件与数据库。 0引言 简单网络管理协议（SNMP）是一种专门用来管理网络设备的应用层标准协议，包含代理者、管理站、网络管理协议和管理信息库等关键元素，其网络管理由管理信息库MIB、管理信息结构SMI和SNMP协议本身3个部分组成[1]。基于SNMP的网络流量采集方法可获得较丰富的网络流量信息，数据呈现直观清晰，能从宏观角度查看网络的整体性能和状况，便于从整体层面分析和解决问题。但该方法会占用网络设备及带宽资源，影响网络性能，容易造成采集数据丢失，只能获得统计信息，不能针对IP地址和端口等信息进一步分析[2]。 1基于SNMP协议的网络流量采集方法 1.1对象访问方法 MIB中的每个对象类型都被赋予一个惟一的对象标识符（OID），该对象标识符的值通过MIB树按层次结构进行组织[1]。通过SNMP获取被管对象的信息，实际上是访问对象OID的一个特定实例。 1.2数据采集方法 管理站基于SNMP协议从代理者中采集网络流量数据有两种方法：轮询与陷阱。 （1）轮询：包含代理者的网络设备，除了完成自身业务功能外，其中SNMP代理进程不断收集网络的通信信息和有关网络设备的统计数据，并将其以特定形式存储在本地MIB中。轮询是指管理站通过SNMP协议定期主动向代理者发起流量采集请求，代理者在收到该请求后将它所维护的MIB流量数据发回给管理站，由管理站对这些信息进行处理和存储操作，从而完成网络流量采集。 （2）陷阱：指管理站监听陷阱端口，接收来自代理者的告警信息。在MIB中定义了许多代理者可能会出现的异常情况（如发生故障、链路故障、发生拥塞等），当代理者上的代理进程检测到这些异常情况时，立即将这些情况报告给配置表中所列的管理进程，这种报告被称为陷阱trap。陷阱可节省网络容量和代理者的处理时间，但也会增加代理者的处理负担，影响网络管理的主要功能[4]。 总之，使用轮询以维持对网络资源的实时监控，同时采用陷阱机制报告异常事件，使得SNMP成为一种有效的网络管理协议[4]。 2基于SNMP协议的网络流量采集系统设计 2.1功能描述 采集系统定期采集防火墙等支持SNMP协议的网络设备，从设备相关接口的MIB库中获取相关数据并入库，为后续网络流量统计与分析模块提供实时与历史来源数据。系统功能结构如图1所示。 2.2采集流程 基于SNMP协议的网络流量采集系统流程如图2所示。 2.3采集的MIB变量 系统定期采集网络设备的多个MIB变量（数据表也按此设计），如表1所示。 2.4采集过程中考虑的因素 为保证采集的数据全面有效，减少对网络性能的影响，需考虑如下问题： （1）采集时间间隔确定。在一个采集周期中应包括有用的采集变量。采集时间间隔必须合理设定，不能太短，否则易影响被采集设备性能和占用网络带宽；也不能太长，否则有些数据计数器可能会多次溢出造成采集数据的不准确。本系统采集周期定为5分钟。 （2）采集数据的溢出处理。采集数据的溢出要根据所采集的具体数据格式来确定，如在关于性能数据的采集中，有些性能数据会逐渐增大，并在达到一个固定值之后会重新计数，此时就存在数据溢出，应对相应的数据溢出进行处理。 （3）采集数据的优化。根据管理需求和访问对象的性质建立数据采集对象，分为静态数据和动态数据。静态数据一经配置基本保持不变，对静态数据只需采集一次即可，没必要在每次采集过程中都对它进行轮询操作；对动态数据就要进行轮询采集，以实时反映设备的状态或性能信息。 3基于SNMP协议的网络流量采集系统实现 系统使用Delphi的SNMP组件的SNMPget方法来读取相应MIB变量值，需向该函数提供要读取的网络设备的IP地址、要采集的MIB变量的Oid值和访问团体名称等参数信息，最后将读取结果返回到某一变量中。这样，通过定期依次设置网络设备要采集的各个MIB变量的Oid值，并将读取结果保存到相应变量中，就完成了对该网络设备相关所有MIB变量信息的读取，实现了基于SNMP协议的数据采集，为后续网络流量统计提供原始数据。 3.1实现流程 基于SNMP协议的网络流量采集系统的详细实现流程如图3所示。 3.2关键代码实现 以下代码通过定时器每隔5分钟运行一次，依次采集指定IP网络设备所有要读取的MIB变量的测量值到相应变量。 Ip：= Trim（edtIP.Text）； //取得预采集网络设备的IP地址 ReadComName：= 'public'； //设置网络设备的访问团体名 Oid：= '1.3.6.1.2.1.2.2.1.10.7'； //设置预采集网络设备的某一MIB变量的Oid值（以“ifInOctets”变量为例） SNMPget（Oid，ReadComName，Ip，Response）； //使用Delphi的SNMP组件的SNMPget方法取得指定IP网络设备的指定Oid值的测量值Response ifInOctets0：= Response； //将取得的观测值赋值给相应变量 //改变Oid的值，重复上述过程，依次取得网络设备所有要读取的MIB变量的测量值到相应变量，然后定期将时间戳及上述变量值保存到数据库中，为后续网络流量的统计分析提供数据来源。 3.3界面显示 基于SNMP协议的网络流量采集系统可定期采集指定IP地址、指定Oid值、支持SNMP协议的网络设备的各个MIB变量的测量值，如图4所示。 4网络实验配置环境 基于SNMP协议的网络流量采集系统可在真实的校园网环境中进行，其中提供了校园网常见的服务：WEB、FTP、DNS、OA、教务管理、网上图书、视频点播等服务。其拓扑结构如图5所示。 该校园网具备路由和交换环境，提供两条10M双出口链路。核心交换机（3Com CB9000）连接校内内网服务器区、办公区、住宅区和学生住宿区所有的子网，提供主干千兆、百兆到桌面的交换能力。硬件百兆防火墙（西安交大捷普F3000）有4个100M以太网口，分别连接到学校内网、DMZ区、教育科研网和联通，提供安全访问控制、静态路由、策略路由和正反向NAT等功能。网络流量采集工作站连接到核心交换机的镜像口上，完成对核心交换机和防火墙的网络流量采集、网络流量统计、网络流量异常检测、报警和用户界面显示等工作。整个校园网络约有15台内外网服务器、1 200台各类联网计算机。 5结语 基于SNMP协议的网络流量采集系统可通过SNMP协议定期获取指定IP设备与网络流量有关的MIB数据，为网络流量数据的统计与分析提供基础数据来源。 参考文献参考文献： [1]罗军舟，黎波涛，杨明，吴俊，黄健.TCP/IP协议及网络编程技术[M].北京：清华大学出版社，2004：125139. [2]李振国，郑惠中.网络流量采集方法研究综述[J].吉林大学学报：信息科学版，2014，32（1）：7172. [3]张羽.网络态势感知系统中异常检测技术的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2009：1213，17，28，3537. [4]李增智，陈妍.计算机网络原理[M].西安：西安交通大学出版社，2000：410. [5]李艇.网络管理技术与应用[M].北京：高等教育出版社，2003：2636. 责任编辑（责任编辑：陈福时）
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