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面向物联网环境的网络管理消息

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面向物联网环境的网络管理消息
2022-08-16 20:33:54 阅读: 发布人:纵横智控

针对物联网的特点,分析当前SNMP协议难以满足物联网网络管理发展的现状,结合NETCONF协议在物联网网络管理的优势,提出将NETCONF用于物联网网络管理.结合物联网特征建立基于NETCONF的管理端、代理端,提出并实现了一种网络管理消息转换机制,该消息转换机制具有自适应能力,将基于XML的管理消息自适应地转换为当前代理需要的报文格式消息转换器主要针对当前网络环境下广泛应用的网络管理标准SNMP协议,实现了与SNMP的兼容,探讨了与ANMP和其他网络管理协议的转换方法.最后,通过实验证明了这种消息转换机制的可行性和有效性,为物联网环境下融合异构协议的网络管理平台提供理论依据和参考。


Abstract:With the features of the Internet of Things ( IoT') ,the current SNMP protocol can hardly keep up with the development ofnetwork management of loT ,which the NETCONF protocol can qualify. In these circumstances , we propose the NETCONF protocolcould be applied to network management of loT according to its strengths in it, and develop the manage-side and agent-side based onNETCONF.More importantly , we achieve an adaptive message transformation mechanism , which can automatically convert XML-based messages to the messages needed by particular agent. Focused on the widely used SNMP at present, we achieve the compatibilityof it ,and explore the feasibility of ANMP and some other protocols in network management. Finally ,the experiments confirm the fea-sibility and availability of this message transformation mechanism , providing a theory basis and reference for network managementplatform based on heterogeneous networks and protocols in the future.

Key words; Internet of Things ( loT) ;SNMP;NETCONF;adaptive ;message transformation mechanism; heterogeneous protocols; net-work management platform

RTU

物联网在当前互联网的基础上有了许多新的特点,因此对于物联网网络管理提出了新的需求.ISO定义的网络管理5个系统管理功能在物联网时代难以满足新的需求,传统的基于简单网络管理协议(SNMP , Simple Network ManagementProtocol)的网络管理系统,不管在扩展性方面还是管理效率方面的局限性日益突出,因此迫切需要新的网络管理系统模型.

可扩展标记语言1](XML, eXtensible Markup Language)的出现为构建物联网环境下的网络管理模型提供了可能.基于XML的网络管理系统具有其他网络管理系统无法比拟的特性,这些特性使得它非常适用于物联网网络管理.物联网网关

基于上述优势,为了统一规范基于XML的网络管理,IETF在2006年提出了基于XML技术的NETCONFl 3]

(RFC4741)协议.NETCONF的提出不仅使基于XML新一代网络管理配置方面的功能得以加强,形成了结构明晰的规范,也使得XML网络管理的效率得到显著提升.基于NETCONF的网络管理已经得到广泛认可,事实上一些IT公司也开发并实现了支持NETCONF的相关系统,如Juniper公司的JU-NO4产品、Cisco公司的IOS 5产品,相关开源产品有en-suite6的 yencap + manager和yuma[7等.对于物联网这种融入各种异构网络的网络系统,更加迫切需要基于NETCONF的网络管理系统实现对网络设备跨网络、跨系统的高效管理.

物联网相对于传统的互联网具有自身的一些显著特征,比如,网络拓扑变化很快;网络节点可以高速移动;节点间的链路状态变化频繁;节点能量、计算能力、存储能力有限等.NETCONF取代事实上的工业标准SNMP协议将会是一个漫长的过程,有必要通过一种转换机制,实现既能管理SNMP


的网络设备,又能对基于其他网络协议的设备进行有效管理.将 NETCONF应用于物联网网络管理,首先必须实现对SNMP的兼容,能将基于NETCONF的管理报文转换为SNMP管理报文.目前,协议转换研究吸引了许多网络管理专家的注意,但是大多数停留在理论阶段,或者研发的系统扩展性较差,针对物联网这一复杂网络环境下的消息转换方法研究很少.本文设计的消息转换机制可以实现对目前广泛采用的SNMP协议,非SNMP协议(比如ANMP ,NETCONF)的支持,并且结合物联网特点设计NETCONF管理端、代理端,便于今后在物联网这个大环境下实现网络设备的统一管理.物联网网关

RTU

2相关工作

在转换网关方面,为了弥补SNMP协议在网络管理扩展性以及效率上的不足,文献[8]提出一种SNMP MIB到XML的转换算法,并将转换算法应用于SNMP-XML转换网关.文献[9]重点讨论了SNMP-XML翻译网关中的MIB转换技术,并实现了MIB文件到XML文件的转换.文献[ 10]提出一种基于NETCONF的网络管理系统对SNMP和CLI设备进行管理的方法,文章主要分析数据模型的转换以及消息映射.文献[11]提出了一种通用网关模型,实现基于XML网络管理对SNMP代理和非SNMP代理的统一管理.

在NETCONF协议的分析和应用开发方面,文献[12]通过实验分析证明了NETCONF在复杂网络环境下的强大性能,实验结果显示了NETCONF相对于SNMP和CLI,在网络管理上更高效、更安全、扩展性更强、更容易开发新的应用.文献[ 13]对NETCONF的三种建模语言XML Schema、RelaxNG和YANG进行了对比分析,得出尽管YANG是专门为NETCONF设计的建模语言,但是仍然有些地方考虑不足,比如转换工具设计得并不完善.

上述文献大多数停留在理论架构阶段,或者仅仅对某个单一功能进行实现,例如文献[8]提出的转换器安全性不高,数据在传输过程中容易被劫取,而且使用的XML管理报文没有形成统一规范.文献[9-10]主要针对数据模型转换,文献[11]主要停留在管理消息转换的架构设计上,在实现方面只做了简单的描述.尽管NETCONF有众多优点,但是SNMP作为事实上的网络管理工业标准有很多不可替代的特性,比如它的简易性、实用性,以及它对设备的实时监控性优于NETCONF协议,这些决定了未来SNMP协议将长期存在于网络环境中,单纯地将NETCONF应用于物联网不切实际.本文基于NETCONF协议,提出面向物联网网络管理的消息转换机制,实现对SNMP的兼容,同时也考虑了对其他网络管理协议的支持和系统的扩展性,为物联网环境下网络设备的统一管理提供了参考.

关键词:物联网网关

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