毕业设计（论文）- 可视化网络监控管理系统.doc

本 科 生 毕 业 设 计 论 文题目 可视化网络监控管理系统 学 院计算机与信息工程学院专 业信息班 级信息0603学 号学生姓名指导教师二一0年 六月a dissertation submitted to zhejiang gongshang university for the degree of bachelor of engineeringtitle authorsupervisorcollegecollege of computer & information engineeringsubjectsubmitted date诚信承诺书 1.本人郑重地承诺所呈交的毕业论文（设计），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。2.本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。3. 本人承诺在毕业论文（设计）选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。4. 在毕业论文（设计）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。 毕业论文（设计）作者签名： 年 月 日浙江工商大学本科毕业论文摘要摘要随着网络技术和应用的不断发展，人们对网络的依赖程度将越来越大，用户已不再满足于网络连通性的要求，他们希望以更快的速度、更高的质量、更好的安全性访问网络。但是，随着网络用户数量的不断壮大，为网络的日常管理与维护带来巨大的挑战。为了维护日益庞大的网络系统的正常工作，保证所有网络资源处于良好的运行状态，必须有相应的网络管理系统进行支撑。网络管理系统中技术革新就显得尤为重要，只有新技术不断推陈出新，才能使网络管理系统不断向前发展。网络监控是网络管理必要的一部分，它为管理网络提供各种操作的参数。网络监控按照其监控的内容可以分为通信内容监控、网络流量监控、网络运行状况监控；按照其布置的位置可以分为远程监控、本地监控和基于主机的监控。现代网络管理系统一般都提供业务流量监测手段，对网络重点链路和互联网进行简单的端口级流量监视和统计。本文从可视化的角度，通过监控软件监控某个网段内计算机的运行情况，为管理员提供操作依据 。本文首先描述了网络监控的发展及其与网络管理之间的关系，可视化监控的优势、意义以及未来监控软件的发展发向；然后概述了本系统实时的平台和关键技术；接着是监控系统的系统分析，包括系统功能需求和结构等。最后是此次平台的系统设计，描述了平台客户端前台和后台的部分功能模块，以及实现的功能，并例举了部分代码。关键词网络监控，网络管理，可视化，协议，tcp/ipiv浙江工商大学本科毕业论文abstractabstractkeywords浙江工商大学本科毕业论文目录摘要iiiabstractiii目录iii第1章 绪论31.1 课题背景31.1.1 黑体13磅顶左，单倍行距，段前12磅，段后6磅31.2 黑体14磅加粗顶左，单倍行距，段前24磅，段后6磅31.2.1 黑体13磅顶左，单倍行距，段前12磅，段后6磅3第2章 系统开发相关知识和技术介绍32.1 第一节 本章小结32.2.13第3章 可视化监控管理系统的需求分析33.1 第一节 本章小结33.2.13第4章 可视化监控管理系统的系统设计34.1 第一节 本章小结34.2.13第5章 可视化监控管理系统的概要设计35.1 第一节 本章小结35.2.13第6章36.1 第一节 本章小结36.2.13第7章37.1 第一节 本章小结37.2.13第8章38.1 第一节38.1.13第9章 总结及下一阶段研究方向39.1 第一节39.1.13参考文献3致谢3附录3浙江工商大学本科毕业论文第1章 绪论第1章 绪论1.1 课题背景和意义1.1.1 课题背景随着科学技术的发展，计算机网络的出现极大地改变了人们的工作方式，提高了工作效率，给世界带来了前所未有的变革。近年来，计算机网络设备成本的大幅降低，使得计算机网络在当前社会中各个领域的应用越来越广泛。为了满足日益增长的计算机专业知识的需求，各个企业单位以及高校相继建立了数目众多的计算机网络系统，而且计算机的数目也越来越大，企业单位和高校计算机的数量动辄几百台，甚至上千台。由于最初的网络协议设计是基于安全或者可信任环境的，用户规模较小，所以当时设计时对安全性及容量要求不高，但计算机网络规模的扩大，原有的设计缺陷逐渐暴露出来。为了解决网络中存在的问题，人们加强了网络管理的力度，而网络监控作为网络管理的一个重要手段，其作用变得越来越重要。计算机网络监控一方面是保护网络中的计算机软硬件安全，另一方面是监管计算机的使用情况。在监管计算机使用方面，网络规模及用户数量急剧增长，仅仅依靠简单的增加人力物力，会导致管理成本大幅攀升，单一依靠人工的管理方式也使得管理效率不能迅速提升，以上所述方式已经不能适应机房发展的要求，所以我们要改变计算机的管理模式，引入网络监控管理系统，形成以计算机软件监控为主，人工管理为辅的综合管理体系，才能有效地解决这个问题。企业为了提高员工的工作效率或是工作的需要，高校也为了更好地培养计算机方面的人才，加强学生的实际操作和动手编程能力，不断的投入硬件设备，每个独立的计算机机房或写字楼，都会有几十台，甚至上百余台计算机，并连接成网。尽管许多高校对计算机硬件设备使用了硬盘还原卡等措施来进行维护，能有效地管理计算机硬件，防止人为或病毒造成的破坏，但这仅仅只是一方面。在对计算机的使用监管方面，并没有采取相应的更有效的监控措施，高校经常会出现学生在上机的时间私自玩游戏或进行其他与上机实验无关的操作，企业员工也会在上班时间私自玩游戏或下载私人文件，这就浪费了时间和资源。因此，迫切需要采用自动的监控管理系统来改进目前的状况。针对目前计算机网络的现状和管理缺陷，我们设计开发了网络监控管理系统，并以可视化的界面展示监控的内容，以便管理员可以更好地对计算机进行管理，以软件方式提高对计算机的管理效率以及计算机设备的使用效率，使资源得到充分利用。1.2 国内外相关软件的现状计算机网络的性质不同，对相关监控软件的要求也不同。比如用于自习上机的收费机房，侧重于进行准确无误的计时收费管理；用于教学的免费机房，则侧重于监控合理利用计算机资源。网络监控系统的用户一般分为以下几种类型：政府企业、网吧、学校机房等。各个用户对监控系统的要求也不尽相同。政府企业需要的功能：聊天监控、邮件监控、外发信息、文件监控、文件操作监控、屏幕监控、非法操作限制报警、程序运行监控、网站访问控制、端口控制、监控统计报告等。网吧需要的功能：上机计时计费、会员管理、网站访问控制、软件安装控制等。学校机房需要的功能：区分不同上机用户以确定是否收费及收费标准，如教学实习为免费，自主上机为收费等；网站访问控制、文件操作监控、屏幕监控、程序运行控制等。在国外，很早以前就大规模地开展了对网络流量的采集、分析研究及应用。众多网络服务商看到了网络管理的市场，纷纷推出了自己的网络管理系统。其中较有影响力的产品，有hp公司的openview，mm公司netview，cablctron公司的spectrum、sun公司的sunnet等等，它们都已经在各种实际环境下得到了一定的应用，并有了相当的影响。hp公司的openview是一个专业级的网管监控系统，得到了广泛的市场应用，已成为网络管理市场的领导者，被认为是一个工业标准的网络管理系统。它的最大弱点就是：当某一对象发生故障，导致其他正常的网络对象停止响应网管系统而误把这些正常对象当作故障对象对待。另外，openview也不能区分服务的故障和设备的故障，例如是服务器上的进程(服务)出了问题还是服务器本身(设备)出了问题，它无法区分。mm公司从hp公司得到了0penview的许可，并在此基础上增加了它的功能，将它与其他软件产品集成起来，从而形成了自己的netview产品系列。与lip的0penview相比较，netview产品系列包括一个故障卡片系统、一些新的故障诊断工具，以及一些0penview所不具备的其他特性。netview的一个很大的弱点在于不能对故障事件进行归并，它不能找出相关故障卡片的内在关系，因此出现一个失效设备，将导致大量的故障卡片和一系列类似的告警。cablctron的spectrum是常见的网管平台中唯一具备处理网络对象相关性能力的系统，是一个可扩展的、智能的网络管理系统，它采用归纳模型以检查不同的网络对象和事件，从而找到其中的共同点，以归纳出同一本质的事件或故障。但尽管spectrum十分优秀，它的市场占有率却很低。sunnet manager(snm)是只能运行在sun系统平台上，基于unix的网络管理系统。proxy管理代理和集成控制核心是snm的两个重要特性.proxy管理代理可以向管理进程的子进程一样分布在整个网络。而集成控制核心可以在不同的snm的管理进程之间分享网络状态信息。cauniecntcrt网络系统管理平台的网络监控解决方案可以对网络没备、操作系统、数据库、应用软件的分布式监控，对这些系统的故障、性能和配置状况进行管理。它能够提供对网络拓扑及状态的管理、网络性能的管理；可以自动收集、响应整个系统中的网络事件、系统事件、数据库事件、应用事件等可以自动判断故障的类型指定故障处理人员、记录故障处理过程，生成解决方案知识库，从而为企业提供一套完善的故障分析、处理及查询系统：能够对pc机及服务器进行集中的监控、管理；能够对关键应用及数据库服务器进行性能监控分析，及时调整业务运行的策略；能对oracle、sybase等主要的关系数据库的可用性、库存储空间、事务日志、连接情况、死锁情况等进行监控能对web、mail等应用服务器的可用性，性能、存储空间、用户访问情况、拓扑结构等进行管理。然而在国内，网管软件还处于刚刚起步的阶段，近年来，运营商和网络设备开发商由于受到来自各方面的压力和出于经济的考虑，开展了对网络流量的分析研究及应用。如adventnct、北大青鸟、亚信，北方烽火等公司和研究机构己相继开发出相关产品，其中以大唐的ghvicw网管系统、台湾的威睿科技研发的ntg流量分析仪最具代表性。大唐的ghvicw网管系统是一套基于网络平台、面向客户日常应用的支持各厂商网络产品全中文、通用管理软件，能自动准确的勾画出整个网络的物理拓扑结构图，网络设备运行状况、线路流量一目了然，方便了企业级用户的使用。目前在金融、电力、政府、企业、新闻等行业均有良好的市场表现。他的特点：(1)基于开放式标准，统一管理，提供易于使用，灵活方便，安全可靠的宽带数据网络管理系统：(2)符合ietf和atmforum的相关网管接口标准，支持有关atm、ipmib、mplsmm、ethernet等等，符合中国宽带多媒体网网管接口标准，完整提供符合iso功能要求的配置管理、性能管理、告警管理、计费和安全管理；(3)人机友好的中文图形管理界面、点击操作，提供网络级、设备节点级、电路卡和端口级的网络拓扑管理和图形人机界面：(4)界面直观，操作方便，全中文的联机帮助系统，基于稳定可靠的unixlinux平台；(5)支持流行的数据库系统，可根据用户的要求定制各项管理功能。ntg是台湾威睿科技股份有限公司的一款硬件产品，它的主要功能是利用接收到的流量数据进行流量数据分析。ntg流量分析仪提供了用户上网行为分析、异常流量实时监测、历史流量分析报表到流量趋势预警等功能，涵盖了网络流量分析的所有细节，可以通过日报、周报、月报的标准报表、对照报表、趋势分析报表等多种格式报告流量分析结果。ntg流量分析仪的采集对象通常是核心交换机和出口路由器，普遍被应用在接入业务带宽成本分析、下属网络带宽成本分析、私设地下网站检测、dos攻击源和目标检测、路由负载均衡分析等应用另外，还有一些国内的知名的：如复旦光华1tview系统运行管理平台作为一个先进的、全面的网络系统管理解决方案，结合先进的网络拓扑自动生成、网络数据采集、数据综合分析、事件关联分析、应急决策反应等技术，实现对rr系统中的各种网络设备(路由器、交换机、网桥等)、关键主机(windows平台、linux平台、aix平台、i-ipunix平台等)、关键应用服务(web、mail、数据库业务、中间件等)等资源、性能、故障的集中监管，并通过基于web的统一管理门户，将全网资源运行状态信息通过可视化的、动态直观的方式展现给it管理者，为整个it系统的安全、可靠、有效运转提供技术保障和决策支持，最终达到统一管理的目的，是网络和系统管理人员实现玎系统运行全面管理的理想手段。但是，值得我们注意的是目前国外的网络管理软件在中国的市场占据着领先地位，仍然占有较大的市场份额。这些网管产品可分为通用型(如openview,netvicw等)和专用型(如ciscoworks等)。通用型网管系统的缺点是：价格昂贵、操作繁琐、软件易用性不尽如人意，而且都需要二次开发；专用型网管系统的缺点是：过于专一，只限于某厂家或某型号的产品，不适合目前多厂家异构的环境。这两种产品类型都不能很好的适应国内网络的现状及管理需求。由于国外网络管理软件自身的局限性，所以开发适应于我国国情应用环境的网络管理系统是很有必要的。针对国内中小型企业、学校校园网的自动化网络管理软件目前比较缺乏，很多中小型网络用户还是采用简单的网络工具管理网络，且这些用户直接购买价格昂贵的通用网管系统负担太重、专用网管系统又不适用等困难，因此，本文所设计开发的网管系统具有较为广泛的实用意义。1.2.1 黑体13磅顶左，单倍行距，段前12磅，段后6磅 黑体12磅居左书写，单倍行距，段前空12磅，段后空6磅18浙江工商大学本科毕业论文第2章 系统开发相关知识和技术介绍第2章 系统开发相关知识和技术介绍2.1 监控技术2.1.1 tcp/ip协议 tcpip协议(transfer controlinteract protoc01)传输控制协议网际协议是能够在网络中提供可靠的数据传输和无连接的数据报服务的一组不同的协议组合在一起构成的协议族。它是一个真正的开放系统，现已成为全球互联网中的基础。tcpip协议分为四层如图2-1所示，每一层分别负责不同的的通信功能。层名所负责的通信应用层ftp，telnet, smtp, http，dns等传输层tcp，udp网络层ip， icmp网络接口层设备驱动程序及接口卡图2-11)链路层：有时也称作数据层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理任何传输媒介的物理接口细节，它使用的协议为以太网协议。2)网络层：有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动。在tcpip协议族中网络层协议包括ip(网际协议)、icmp(因特网网间控制报文协议)以及igmp(因特网组管理协议)。3)传输层：它主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。tcpip协议集中有两个互不相同的传输协议udp(用户数据报协议)、tcp(传输控制协议)。tcp为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组设置发送，最后确认分组的超时时钟等。udp则为应用层提供一种非常简单的服务。它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。任何必需的可靠性必须由应用层来提供。4)应用层：它负责处理特定的应用程序细节。对于tcpip协议族，它提供telnet(远程登录协议)、ftp(文件传输协议)、smtp(简单邮件传送协议)、pop3(邮件接受协议)、snmp(简单网络管理协议)等。应用层的大多数应用程序通过tcp、udp来访问网络层，或者通过icmp来使用网络层，如ping、traceroute等，也可以使用ip直接访问网络层。传输层中的tcp、udp为应用层提供可靠的或不可靠网络传输的网络传输。服务网络层的icmp是ip协议的附属协议，ip协议用它与路由器之间交换错误报文或其它控制信息。在局域网中使用tcp/ip协议进行通信的时候，ip数据包要用以太网帧进行封装,具体的封装格式叫如图2-2所示。2.2 本章小结2.2.1浙江工商大学本科毕业论文第3章 第3章 3.1 第一节3.1.1对外统一的出错处理函数根据错误的代号确定错误种类根据错误的文件名以及行号确定错误位置打印错误信息清空连接器前申请资源，退出连接器程序图 31流程图3.2 本章小结.1.1浙江工商大学本科毕业论文第4章 第4章 4.1 第一节.1.14.2 本章小结.1.1浙江工商大学本科毕业论文第5章 第5章 5.1 第一节.1.15.2 本章小结.1.1浙