关于网络监控系统的设计与实现

现在随着局域网和广域网的不断升级，网络流量越来越大，对于监控系统的需求就不断增多。网络监控系统顾名思义就是对局域网上的相关流量进行的检测和控制，及时发现网络上存在的异常，将相关信息进行存储，并且把结果反馈给监控着的这样一个系统。本文的目的就是对这种系统进行设计和实现，以方便局域网的使用。

关键词网络；监控；流量

一、引言

（一）研究背景与意义

随着Internet 技术的快速发展，加速推进了网络互连的进程，网络应用出现，软件系统的发展得到了最大程度的发展，特别是企业级的网络建设发展和壮大。服务器规模和程序的应用出现已经构成了多样化的网络环境。各种网络应用不局限于一些简单的、单一的功能操作，而是增加了很多丰富多样和人性化的功能体验。伴随而来的是复杂的网络体系增加了维护工作的难度，对设备和应用的日常检查和维护都需要投入大量的人力和物力资源。可以说，应用系统后期维护成本使软件系统的发展更加艰难。这种运维方式不能实现对网络的全面检测，所以更不能完成保障网络安全的任务。为了提高网络运维的工作效率，保障网络的正常运行，运维团队需要一种集群式的网络运维方式。集群式的网络监控解决方案是一套综合的运维监控系统，可以实现对信息系统的全面跟踪和监控。监控对象和信息可以以列表、图像、文字等多种形式直观的显现在网页上。数据可以定时更新，对系统监控范围内的对象的任何操作都会及时显示到监控系统网页上。与单台服务器或者应用监控不同，大规模的服务器或者应用的监控和运维，需要采用多种方式并用，建立规范化、科学化的专业运维体系，以提供高效、稳定的监控运行环境和可靠的系统运行机制。同时，实现更加自动化的运维方式对于各行业来说已经是很重要的一种需求。综合考虑，新网络监控系统具有更大的优势，已完全可以取代之前的运维管理方式。

（二）研究现状

随着监控技术越来越成熟，对系统稳定性要求较高的企业，尤其是电信行业，它们对IT 资源要求的监控范围在不断地扩大，需要进一步提高运营支撑能力。监控管理的对象通常包括路由器、交换机、HUB等。但是随着监控管理对象的扩大化，即把网络中几乎所有的实体，例如：网络设备、软件应用、服务器系统、辅助设备等，都作为被监控管理的对象。而且由于企业所监控的资源对象大多是分布式系统，并且目前的软硬件设备建设都有很复杂的网络拓扑环境，所以对网络监控系统的设计要求和性能管理要求更加复杂和严苛。

网络监控技术可以分为基于数据监控和基于状态监控两种方式。基于数据的网络监控技术是指通过获取网络数据包，并对该数据包进行拆分再研究的方法。这种监控方法适用于对网络事件的后期研究，对于定位网络故障的准确度较高。但其缺点是需要处理的数据包数量较大，对分析工具的软硬件的性能要求较高，不能实时获取网络设备和应用的状态信息。基于状态监控的网络管理技术是指分析网络设备的状态数据的方法。该方法借助SNMP、RMON 等网络管理协议，采用轮询或监听的方式来实现对网络设备的监控。这种方法主要用于实时的获取网络状态的场景，但不适合用于定位网络故障。

（三）论文的研究内容

本论文主要针对网络拓扑结构复杂的特点，以及保障其稳定和可靠运行的重要性，并结合当前监控管理的发展现状与运维工作中普遍存在的问题，提出设计和实现网络监控系统的解决方案。使运维人员能够及时有效地开展运维工作，保障各设备和业务的正常运转，为企业节约设备成本和软件开发维护的费用。为实现以上研究目标，本论文将对网络监控系统进行详细的设计和研究。本论文的主要研究内容如下：

第一章是绪论，主要对网络监控系统的研究现状进行描述，同时阐述本文的主要工作

第二章是系统需求分析于开发规范，主要对系统设计过程中的需求进行设计，对系统在开发过程中面临的问题进行分析。

第三章是系统架构及技术概述。主要是对系统的整体架构进行叙述，对系统所运用的技术进行阐述。

第四章是对系统功能模块的设计进行了具体的实现，阐述了每个模块的功能以及应用效果。第五章是系统测试，对系统进行整体上的测试，验证系统的可用性。

二、系统需求分析与开发问题

随着计算机技术的不断发展，电信网络处于日新月异的变化中，网络环境呈现出设备增多、业务量加大、技术不断创新和提升的局面。网管系统所负责管理的平台、业务等类型复杂、实体数量多，需求变更较频繁。在这种情况下，运维人员不仅维护工作量大，而且要确保网络质量和运行的稳定度，就必须有更完善的运维监控体系。从而网管项目组迫切需要开发一款网络监控系统。本章从系统整体需求、监控内容需求、采集管理需求、告警管理需求、权限管理需求等方面来分析本论文的系统需求。

（一）系统设计需求分析.

网络监控系统在现在校园网络需求不断扩大的时候，可能给现有的硬件设备带来不小的压力。网络监控系统在现在看来是网络运行的基础，其本质上是为我们现有的网络提供数据和技术的支持，这样在我们进行网络的维护的时候有就会更加方便。

1.功能性需求

网络监控系统从功能上来看，整体上的网络监控系统应该为客户端/服务器架构。其中客户端和服务器应该在一个局域网里，然后针对系统内的机器，其网络监控系统应该与其连接在同一个hub上，这样整个系统就可以直接监控其所在的局域网。

网络监控系统从功能上看主要需要监控网络流量，所以首先来说，系统需要的就是网络数据的采集。对相关的网络流量进行监控。

2.设计性需求

接下来涉及到的就是相关网络协议的选择。对于现有的网络协议来说，在网络监控系统方面，我们选择的是SNMP协议，SNMP协议作为一种可以用于网络管理的协议，可以在当前的系统中构建一个用于管理整个系统的管理层系统，在这个基础之上，SNMP可以制定一个统一的接口和协议。

SNMP协议具体架构

３.设计约束

在设计这个网络监控系统的时候，需要把这个系统连同需要监控的设备放在同一个局域网内。对于开发的平台不做约束，系统数据库可以选择SQL也可以选择Ｏｒａｃｌｅ。

（二）系统开发面临的问题

1软件问题

SNMP在不同的设备上整体上体现的支撑情况是不同的，所以从这个层面上来讲，我们如果想要让这个协议能够支持不同的设备，我们就需要把设备和相应的拓扑结合起来。现有的设备由于种类繁多，协议支持复杂，所以更加需要自动拓扑功能。自动拓扑网络发现功能对于现有的网络管理系统来讲，处在一个核心功能的位置，所以我们需要既要兼容平常我们能够看到的设备，也需要在兼容的基础之上完成网络管理的扩展。

（１）和现在市面上的软件保持兼容

在这个问题上，我们需要针对现有市面上的软件进行系统的支持。这样就可以在系统定制上进一步完善现有的解决方案。现在目前来看一个比较明显的解决办法就是把现在网络管理中的MIB-2功能组进行重新定义，在这个功能组中，定义了很多在平常会经常用到的网