Kiến trúc hệ thống quản trị mạng dựa trên xml

LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển vũ bão công nghệ thông tin, điện tử viễn thơng, mạng viễn thơng nói chung, mạng Internet nói riêng phát triển đại phức tạp Cùng với phát triển đó, thiết bị quản trị mạng đòi hỏi ngày phải phát triển đa dạng Điều đặt cho người điều hành mạng phải có kiến thức thơng qua đào tạo cập nhật kiến thức thường xuyên Việc quản lý nhiều loại mạng khác nhau, mặt xuất yêu cầu phải thu thập khối lượng lớn số liệu, mặt khác số liệu phải phân tích, xử lý trước đưa biện pháp quản lý thực sự; Điều đặt nhiều khó khǎn cho người điều hành, khơng có cơng cụ hiệu tay Hơn nữa, có phát triển phức tạp mạng, với yêu cầu chất lượng dịch vụ đòi hỏi ngày cao quản trị mạng dựa XML công cụ tốt để giải vấn đề trên; XML ngôn ngữ định nghĩa tổ chức mạng tồn cầu W3C, có nhiều lợi ích như: XML dễ dàng tạo, phân tích xử lý thơng tin quản trị, hỗ trợ cho việc tạo cấu trúc liệu quản lý tổ chức phức tạp thơng tin DTD lược đồ XML đặc tả đánh giá cấu trúc tài liệu XML, nhà phát triển hệ thống dễ dàng định nghĩa cấu trúc thông tin quản trị theo nhiều cách khác XLST dùng để chuyển đổi từ tài liệu XML sang định dạng truyền thống khác HTML XPath/XQuery xử lý phần tử thông qua biểu thức điều kiện Các thao tác XML truyền thơng qua SOAP, cho phép chức quản trị thực dịch vụ Web Mặc dù quản trị mạng dựa XML lĩnh vực nghiên cứu triển khai, việc sử dụng XML vào quản trị mạng có nhiêu lợi ích nêu trên; nữa, lĩnh vực quản trị mạng việc áp dụng XML thành cơng, có hiệu quả, gần quản trị mạng dựa XML áp dụng cho nhiều cơng nghệ quản trị mạng, đề xuất cách thay cho cơng cụ quản trị mạng có Từ phân tích, trình bày trên, bọn em chọn "Kiến trúc hệ thống quản trị mạng dựa XML" làm đề tài nghiên cứu cho tiểu luận Nội dung tiểu luận trình bày chương; Trong đó, Chương trình bày kiến trúc quản trị mạng dựa XML Chương việc phát triển chuyển đổi cổng XML/SNMP cho quản trị mạng tích hợp dựa XML Mặc dù chúng em cố gắng để hồn thiện khơng tránh khỏi sai sót Rất mong góp ý bạn để báo cáo nhóm em hoàn thiện Chúng em xin cảm ơn cô! MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT CHƯƠNG I: KIẾN TRÚC HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN XML Những kỹ thuật liên quan đến XML Kiến trúc quản trị mạng dựa XML Nghiên cứu quản trị mạng dựa XML 11 3.1 Mơ hình quản trị mạng dựa XML 11 3.2 Hoạt động kiến trúc quản trị mạng dựa XML 12 3.3 Tích hợp XML - SNMP 13 3.4 Kiến trúc quản trị tích hợp dựa Web .13 4.Phương pháp để quản trị mạng tích hợp dựa XML 14 4.1 Bốn phương pháp cho tích hợp .14 4.2 Sự so sánh phương pháp 15 5.Thiết kế hệ thống quản trị dựa XML 16 5.1 Manager dựa XML 16 5.2 Agent dựa XML 17 5.3 Hệ thống quản trị mạng XGEMS 18 Kết luận: 19 CHƯƠNG II :PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML 20 Giới thiệu 20 Công việc liên quan đề xuất giải pháp 20 2.1 Các mặt hạn chế quản trị mạng dựa SNMP 20 2.2 Thuận lợi XML cho quản trị mạng 22 2.3 Quản trị mạng dựa XML 23 Các phương pháp trao đổi cổng XML/SNMP 25 3.1 Trao đổi dựa DOM 25 3.2 Trao đổi dựa HTTP 26 3.3 Trao đổi dựa SOAP 28 Các nghiên cứu chuyển đổi SNMP MIB thành XML 30 4.1 Thuật toán chuyển đổi 31 4.2 Thực chuyển đổi 33 4.3 Cổng XML/SNMP 35 Kết luận chương 37 KẾT LUẬN 38 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1.2 - Element Management Level Hình 2.1.3 - Network Management Level Hình 3.1.2 - Kiến trúc WBM Agent Hình 3.1.3 - Kiến trúc WBM Manager Hình 4.1.1 - Các phương pháp kết hợp manager agent Hình 5.1.1 - Kiến trúc cảu manager dựa XML Hình 5.1.2 - Kiến trúc agent dựa XML Hình 3.2.1 - Tương tác quản trị dựa XML cổng sử dụng DOM Hình 3.2.3 - Tương tác chuyển đổi HTTP Request đến SNMP Request Hình 3.2.5 - Kiến trúc dựa SOAP manager cổng Hình 4.2.5 - Cấu trúc chuyển đổi SNMP MIB thành XML Hình 4.2.6 - Ứng dụng cổng XML/SNMP Hình 4.2.8 - Kiến trúc cổng XML/SNMP DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.2.1- So sánh phiên SNMP Bảng 3.2.2 - Biểu thức XPath XQuery URI mở rộng Bảng 3.2.4 - SOAP message quản trị dựa XML cổng Bảng 4.1.2 - So sánh phương pháp Bảng 4.2.1 - Chuyển đổi cấu trúc tài liệu Bảng 4.2.2 - Định nghĩa lược đồ XML kiểu liệu SMIv1 Bảng 4.2.3 - Định nghĩa lược đồ XML kiểu liệu SMIv2 Bảng 4.2.4 - Định nghĩa lược đồ XML Bảng 2.2.1- So sánh phiên SNMP Bảng 3.2.2 - Biểu thức XPath XQuery URI mở rộng Bảng 3.2.4 - SOAP message quản trị dựa XML cổng Bảng 4.1.2 - So sánh phương pháp Bảng 4.2.1 - Chuyển đổi cấu trúc tài liệu Bảng 4.2.2 - Định nghĩa lược đồ XML kiểu liệu SMIv1 Bảng 4.2.3 - Định nghĩa lược đồ XML kiểu liệu SMIv2 Bảng 4.2.4 - Định nghĩa lược đồ XML kiểu liệu người dùng định nghĩa Bảng 4.2.7 - Các thao tác SNMP HTTP DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt API Application Programming Interface CIM Common Information Model Mơ hình thông tin chung DNS Domain Name System Hệ thống quản trị tên miền DOM Document Object Model Mơ hình đối tượng tài liệu DTD Document Type Definition Định nghĩa kiểu tài liệu FTP File Tranfer Protocol Giao thức truyền file HTML Hyper Text Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn HTTP Hyper Text Tranfer Protocol IETF Internet Engineering Task Force IP Internet Protocol Giao thức Liên mạng LAN Local Area Network Mạng cục MIB Management Information Base Thông tin quản trị sở MO Managed Object Đối tượng quản trị MUI Manager User Interface Quản lý giao diện người dùng NMS Network Manager Stations Trạm quản trị mạng OID Object Identifier Định nghĩa tên đối tượng OMP Open Management Platform Hệ thống quản trị mở OSI Open Systems Interconnection Kết nối hệ thống mở SAX Simple API for XML SGMP Simple Protocol SMAE System Entity SNMP Simple Gateway Management Network Giao diện chương trình ứng dụng Giao thức truyền siêu văn Là tổ chức đưa chuẩn SNMP thông qua RFC Giao tiếp đơn giản xử lý liệu XML theo mô hình hướng kiện Management Giao thức quản trị cổng đơn giản, dùng chủ yếu cho Internet Application Hệ thống quản trị thực thể ứng dụng Managerment Giao thức quản trị mạng đơn Protocol giản SOAP Simple Object Access Protocol TCP Tranfer Control Protocol WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WBM Web Base Manager Quản trị dựa Web WIMA Giao thức truy cập đối tượng đơn giản vận Web-based Integrated Management Architecture Giao thức Điều khiển Giao Kiến trúc quản trị tích hợp dựa Web XLS Extensible Style-sheet Language Ngôn ngữ định kiểu mở rộng XML Extensible Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng SMI Structure Information of Management Cấu trúc thông tin quản trị CHƯƠNG I: KIẾN TRÚC HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN XML CHƯƠNG I: KIẾN TRÚC HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN XML Những kỹ thuật liên quan đến XML Giới thiệu: gần XML áp dụng cho nhiều công nghệ quản trị mạng đề xuất cách thay cho công cụ quản trị mạng có Hơn hầu hết thiết bị mạng nhúng vào SNMP agent quản trị SNMP manager Nhưng với phát triển mạnh mẽ mạng, đặc biệt mạng Internet với phát triển thiết bị mạng kèm theo, quản trị mạng dựa SNMP khó khăn khơng hiệu Để khắc phục hạn chế quản trị mạng dựa SNMP, quản trị mạng dựa XML xem giải pháp tốt XML (Extensible Markup Language) siêu ngơn ngữ đánh dấu mở rộng, chuẩn hóa W3C cho việc chuyển đổi liệu Web, sử dụng rộng rãi kinh doanh, chuyển đổi liệu, thương mại điện tử tạo ứng dụng cụ thể Nó hỗ trợ vài chuẩn cụ thể lược đồ XML, mơ hình đối tượng tài liệu (DOM), API(Application Programming Interfaces), XPath (XML Path Language), XSL (Style-sheet Language)… giải pháp mang tính hiệu cho việc áp dụng kỹ thuật liên quan đến XML bổ sung để việc mở rộng quản trị mạng thực * Lược đồ DTD XML: XML có phương pháp để định nghĩa cấu trúc tài liệu XML: Định nghĩa kiểu tài liệu (DTD) lược đồ XML Lược đồ XML xây dựng dựa XML, phân tích tính tốn cách xác kiểu tương tự nhau, tài liệu XML thông qua chuẩn API Lược đồ XML hỗ trợ nhiều kiểu tài liệu, DTD đưa tất chuỗi chuỗi liệt kê Lược đồ XML cho phép kế thừa quan hệ phần tử không gian tên * XSL XSLT: XSL ngôn ngữ đánh dấu định nghĩa minh hoạ phương pháp để hiển thị tài liệu XML Web Tài liệu XML miêu tả cấu trúc nội dung XSL cách hiển thị lớp tài liệu XML, thông qua miêu tả trường hợp lớp thay đổi thành tài liệu XML; Được sử dụng để định dạng từ vựng XLST (XSL Transformation) trường hợp kỹ thuật XSL, hỗ trợ đầy đủ việc chuyển đổi tài liệu XML sang dạng định dạng khác, giống HTML kiểu tài liệu XML khác * DOM SAX: DOM ngôn ngữ tảng độc lập với giao diện, cho phép chương trình kịch scrips cập nhật truy cập động nội dung, cấu trúc kiểu liệu DOM API kiểm tra tính hợp lệ HTML hợp khn dạng tài liệu XML Một API đơn giản cho XML xử lý CHƯƠNG I: KIẾN TRÚC HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN XML kiện chuỗi truy cập tài liệu XML DOM phân tích tài liệu XML tạo DOM, giữ thực thể nhớ thời điểm SAX đọc tài liệu XML thành chuỗi theo thứ tự tạo kiện cho phần tử cụ thể Xử lý XML sử dụng SAX không tạo cấu trúc liệu SAX cịn giao diện cho XML, phân tích API từ cấu trúc liệu sử dụng để phân tích tài liệu XML * XPath: Là ngôn ngữ sử dụng để nhận dạng phần cụ thể tài liệu XML Mỗi nút tài liệu XML cho biết vị trí, kiểu nội dung sử dụng XPath Biểu thức Xpath sử dụng để try cập đối tượng địa hiệu mà không cần quản lý liệu *SOAP: Là giao thức đơn giản để chuyển đổi thông tin môi trường phân tán SOAP sử dụng XML HTML SMTP để truy cập dịch vụ Kiến trúc quản trị mạng dựa XML Hình 2.1.1 - Tổng quan kiến trúc quản trị mạng dựa XML Theo sơ đồ trên, chia kiến trúc quản trị mạng dựa XML thành hai phần là: Element Management Level (EML) Network Management Level (NML) Bộ xử lý XML hình thành từ hai phân tích: + Cơng cụ EML: Là xử lý ứng dụng EML XML, kết hợp nhận dạng thao tác EML, phân tích chúng thành thao tác tự động thực chúng thành phần mạng + Công cụ NML: Là xử lý ứng dụng NML XML, xử lý tài liệu ứng dụng NML, nhận dạng thao tác NML, phân tích chúng thành thao tác NML CHƯƠNG I: KIẾN TRÚC HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN XML EML NML tạo tài liệu XML chứa đựng kết tập hợp thao tác quản trị Đặc trưng tài liệu XML việc xác định cấu trúc cho ứng dụng XML với thể trạng thái thời thiết bị sau thực thao tác * Element Management Level (EML) Hệ thống Element Management Level thực theo quy ước mơ hình manager-agent Sự kết hợp khác XML SNMP theo mơ hình manager agent thực Quản trị mạng dựa XML kết hợp với SMNP agent thiết bị thơng qua cổng XML/SNMP Các tính kiến trúc quản trị mạng dựa XML kết hợp với SNMP agent thông qua cổng XML/SNMP Kiểu khai thác hiệu lợi ích quản trị mạng dựa XML cài đặt tích hợp dựa thiết bị SNMP Vì vậy, kiến trúc áp dụng phần lớn mạng thiết bị dựa IP Hình 2.1.2 - Element Management Level + XML Parser: Giá trị ban đầu thành phần phân tích XML nhận từ giao diện XML EML thiết bị Bộ phân tích XML xử lý tài liệu XML dựa xử lý DOM lưu giữ cached Trong nhớ biểu hỗ trợ kết hợp thao tác quản trị Trong cached thực xử lý tài liệu ứng dụng XML nhanh + Document Cached: Module Document cached thực lưu giữ thao tác EML kết hợp; Đó việc xây dựng giá trị ban đầu hệ thống EML Nắm giữ thực này, cơng cụ quản trị XML dùng để kết hợp nội dung thao tác với tài liệu ứng dụng XML cho lưu giữ thao tác quản trị Do module khởi động thực quản trị EML XML + XML Management Engine: Công cụ quản trị XML nhận tài liệu ứng dụng XML EML thông qua XML - RPC, Web service Theo cách chúng phân tích, giải tập hợp thao tác EML từ cached thực thao tác automic cần thiết Nó vừa xử lý thao tác tìm kiếm cached mà lại cịn CHƯƠNG I: KIẾN TRÚC HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN XML dễ dàng tạo kỹ thuật XPath/XQuery Các thao tác automic thực thông qua cổng + XML/SNMP: Kết thao tác theo hướng ngược lại Kết chuyển từ cổng đển công cụ XML, tập hợp phân phối chúng đến ứng dụng +XML Information Model: Mơ hình thơng tin XML tạo thành thể XML (ví dụ lược đồ XML) MIB hỗ trợ thành phần mạng Giống trình bày tạo dựa sở tiện ích chuyển đổi SMI sang lược đồ XML + XML/SNMP Gateway: Cổng truy cập khả quản trị mức thấp (ví dụ SNMP agent) thiết bị Cổng XML/SNMP chuyển đổi XML SNMP đối tượng quản trị Nó thực thao tác SNMP get(), set(), next(), thu thập kết phân phối chúng đến công cụ quản trị XML + Rendering system: Hệ thống Rendering sử dụng kỹ thuật giao diện XLS với công cụ EML thông tin EML Công cụ XML môi trường thời gian thực mà nhúng vào thiết bị máy chủ trạm quản trị kèm theo * Network Management Level (NML) Hệ thống Network Management Level giao diện chương trình ứng dụng NML XML tương ứng sử dụng để thực ứng dụng quản trị XML cho nhiều nhà cung cấp môi trường mạng không đồng Các công cụ quản trị mạng giúp cho việc sử dụng công cụ EML XML tác động đến thành phần mạng Dựa số hệ thống EML, công cụ NML thực thao tác liên quan đến nhiều thiết bị kết hợp nhiều thao tác EML Hình 2.1.3 - Network Management Level Cơng cụ NML có nhiều đặc điểm tương tự cơng cụ EML NML thể giao diện chương trình ứng dụng XML theo cấu trúc lược đồ XML, kết hợp 10 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML pháp làm giảm thời gian chi phí phát triển hệ thống quản trị mạng so với phương pháp trước Các nghiên cứu sử dụng XML DOM xem phần trung gian cho việc thu thập, xử lý, lưu trữ liệu quản trị từ SNMP agent Nghiên cứu sử dụng DTD để định nghĩa tài liệu XML Tuy nhiên, có hạn chế cho việc thể tất thông tin MIB vào XML Ngồi ra, khơng diễn tả thuật tốn chuyển đổi cụ thể để chuyển đổi SNMP MIB thành XML, tương thích thao tác SNMP trap Các phương pháp trao đổi cổng XML/SNMP Quản trị mạng dựa XML đề xuất cách thay bổ sung cho quản trị mạng dựa SNMP Tuy nhiên, Quản trị mạng dựa XML chưa cung cấp phương pháp để quản trị trang thiết bị mạng với SNMP agent kế thừa hệ thống quản trị tích hợp Trong phần này, có đề xuất ba phương pháp để giao dịch cổng : Trao đổi dựa DOM ;Trao đổi dựa HTTP ;Trao đổi dựa SOAP 3.1 Trao đổi dựa DOM Cổng XML/SNMP chuyển thông tin quản trị đến manager dựa XML chuyển SNMP MIB vào XML Bằng cách sử dụng giao diện DOM, cổng dễ dàng thao tác cấu trúc thông tin trao đổi Bằng cách này, DOM tree có vai trị trung gian lưu trữ cho liệu quản trị Trong phương pháp đầu tiên, trình bày giao dịch cổng sử dụng phương pháp trao đổi dựa DOM, giao diện DOM gọi từ manager dựa XML chuyển sang thao tác SNMP Phương pháp hữu ích trường hợp cổng nội tích hợp hệ thống quản trị Manager truy cập trực tiếp liệu quản trị DOM sử dụng DOM API cung cấp cổng Trong trường hợp này, vai trị cổng để trì nội dung DOM phù hợp với MIB SNMP agent Các thuộc tính giao diện DOM ánh xạ đến MIB nodes kết đặc tả chuyển đổi, phương pháp chuyển vào thao tác, bao gồm thao tác SNMP Kết đặc tả chuyển đổi DOM tree cổng bao gồm phần tử ánh xạ đến node MIB Các giá trị node MIB lưu giữ text node phần tử DOM Text node có giá trị node với giá trị trống Để cung cấp cập nhật giá trị SNMP MIB từ agent đến manager, với mục đích cổng cập nhật DOM tree MIB agent sửa đổi Tuy nhiên, việc khó khơng hiệu để thực Phương pháp thực là, cổng SNMP gửi yêu cầu cập nhật giá trị node với liệu trả lại, manager truy cập nội dung text node node lá, có nghĩa là, manager gọi 25 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML Element::firstChild or Element::nextSibling Bằng cách này, cổng trì hiệu DOM tree, phù hợp với agent MIB Trong trường bảng đối tượng, có số biến trường, phần tử cho bảng đối tượng DOM bao gồm danh sách text node số lượng trường Nút tạo bị xóa tự động trường bảng đối tượng thay đổi Sử dụng thao tác SNMP GetBulk nâng cao đồng bảng liệu MIB; Tuy nhiên, cổng không giải vấn đề hạn chế vốn có từ trước SNMP Hình 3.2.1 - Minh họa cách thức manager lấy lại giá trị MIB cách sử dụng DOM API liên quan đến thao tác SNMP Giao diện DOM gọi từ quản trị dựa XML chuyển đổi thành SNMP Request, giá trị node trả từ phản hồi SNMP để quản trị sau sửa đổi nội dung DOM Đối với thông báo cung cấp, Trap Receiver cổng nhận thông báo trap từ SNMP agent cập nhật nội dung trap DOM Giao diện DOM gọi trình định nghĩa lại kiện sau thay đổi DOM trap nodes theo thứ tự để sửa đổi thông báo nội dung trap cung cấp cho manager Hình 3.2.1 - Tương tác quản trị dựa XML cổng sử dụng DOM Giao diện DOM cung cấp phương pháp để truy cập vào node DOM tree thuộc tính kiểu "ID" với tên phần tử Nó dễ dàng để chuyển qua hệ thống mà không cần thao tác "OID" sử dụng giao diện 3.2 Trao đổi dựa HTTP Phần mô tả phương pháp trao đổi dựa HTTP; HTTP giao thức chung, sử dụng cho nhiều ứng dụng theo chuẩn chung thông qua mở rộng phương pháp Bằng cách này, cổng XML/ SNMP trao đổi URI 26 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML dựa yêu cầu HTTP từ quản trị dựa XML đến yêu cầu SNMP URI mở rộng với XPath Xquery, phương pháp cung cấp cách thức hiệu để lấy đối tượng MIB XML/ HTTP Khi manager yêu cầu thông tin quản trị cụ thể, địa đối tượng quản trị quan trọng message yêu cầu Áp dụng XPath XQuery chuỗi URI để đối tượng đích XPath chuẩn cho phần địa tài liệu XML cung cấp kỹ thuật địa phong phú cho chế hiệu truy vấn hiệu thông tin quản trị Bảng 3.2.2 cho thấy khuôn dạng yêu cầu ví dụ sử dụng URI mở rộng với XPath XQuery Yêu cầu định dạng sử dụng biểu thức URI với XPath Xquery http://[gateway_address]/[XPath_expression]?agent=[agent_addre ss] &community=[community_string]&version=[snmp_version] &operation=[operation_type]&query=[XQuery_expression] Ví dụ biểu thức XPath URI http://xml-snmp-gateway.org/ device[@type="server"]? agent=141.223.82.72&community=public&version=V1&operation=get Ví dụ biểu thức XQuery chuỗi tìm kiếm URI { Let $t := input() //ifTable/ifEntry/ ifType[contains(./text(), "ethernet")] RETURN { sum($t/ifInOctets/text()) } { sum($t/ifOutOctets/text()) } } Bảng 3.2.2 - Biểu thức XPath XQuery URI mở rộng Ví dụ Bảng 3.2.2 việc đơn giản hố yêu cầu cho trường hợp sử dụng XQuery XQuery cung cấp tính lọc tài liệu để tạo bảng nội dung, kết nối với nhiều nguồn liệu, nhóm tập hợp nội dung, truy vấn dựa chuỗi mối quan hệ tài liệu Quản trị dựa XML giảm số lượng yêu cầu liệu truyền cho xử lý cao quản trị phân tích thống kê phức tạp Vì vậy, cải thiện hiệu quản trị thông qua việc xây XPath XQuery khuôn dạng message Hình 3.2.3 - Minh hoạ chuyển đổi yêu cầu HTTP thành yêu cầu SNMP dựa sở XPath / XQuery gồm chuỗi URI Giao diện giống CGI gọi "Request Handler" cổng nhận phân tích biểu thức XPath/XQuery đầu vào với số đối số URI cung cấp yêu cầu cho cổng ứng dụng XPath/XQuery Handler cổng ứng dụng phân tích biểu thức trả danh sách node đích Yêu cầu cho node đích tài liệu XML chuyển thành yêu cầu SNMP theo cách phương pháp chuyển trước Đối với thơng 27 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML báo cung cấp, HTTP Client cổng gửi kiện message không đồng từ Trap Receiver đến manager Hình 3.2.3 - Tương tác chuyển đổi HTTP Request đến SNMP Request Cấu trúc cung cấp Xquery- ngôn ngữ truy vấn, cung cấp biểu thức truy vấn kiểu liệu nguồn : cấu trúc bán cấu trúc tài liệu, sở liệu quan hệ, đối tượng XQuery sử dụng XPath nhóm dễ dàng thực truy vấn phức tạp 3.3 Trao đổi dựa SOAP Như nói trên, SOAP giao thức để trao đổi message XML qua HTTP SMTP Quản trị dựa XML thay đổi thơng tin mã hóa XML với giao dịch ngang hàng SOAP định nghĩa phương pháp chuẩn để chuyển thơng tin mã hóa XML qua HTTP Messag Ví dụ Get Request public1 // ifSpeed[1] Set Request media>1 //hostInfo/hostNamezeus 28 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML e Respons Bảng 3.2.4 - SOAP message quản trị dựa XML cổng Xác định ba kiểu phần tử XML cho thông tin SOAP RPC sở Như mô tả bảng 3.2.4, yếu tố tên kiểu tương tự để phương pháp đưa cổng phần tử tương ứng với thơng số phương pháp "getRequest" "setRequest" có "phiên bản" tương tự phiên SNMP, Manager, truy cập vào hay nhiều node cách xác định phần tử "path" "oid" Một phần tử "query" xác định có chứa biểu thức XQuery cho truy phức tạp Phần tử "setRequest" sử dụng phần tử "values" để thiết lập giá trị node sửa đổi Phần tử "response" định nghĩa thông tin phản hồi cho "getRequest" "setRequest" "response" có phần tử "result"được coi phần tử Manager tìm kiếm phương pháp để gọi thông qua tham số thích hợp với phương pháp sử dụng lược đồ XML, bao gồm định nghĩa phần tử Hình 3.2.5 - Minh họa kiến trúc dựa SOAP quản trị dựa XML cổng Trong kiến trúc này, SOAP client tạo XML mã hóa thông tin SOAP, ngược lại, SOAP server cổng phân tích thơng tin gọi thủ tục thích hợp cổng SOAP client mang thông tin RPC từ ứng dụng quản trị tạo thông tin SOAP Thơng tin SOAP thơng qua HTTP client, sau gửi yêu cầu HTTP POST cho HTTP server cổng Hình 3.2.5 - Kiến trúc dựa SOAP manager cổng HTTP Server cổng chuyển đổi message đến HTTP POST gửi message HTTP đến SOAP server Sau đó, SOAP server phân tích message HTTP 29 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML thành định dạng đúng, RPC gọi đưa đối tượng phục vụ tương ứng cổng SOAP server nhận kết phương thức gọi tạo thông tin phản hồi SOAP hợp khuôn dạng Thông tin phản hồi gửi lại SOAP client Cuối cùng, ứng dụng quản trị nhận kết phương pháp đưa Đối với thông báo đưa ra, SOAP client cổng gửi kiện thông tin không đồng từ Trap Receiver vào SOAP Server manager Đây phương thức phổ biến để trao đổi liệu mã hóa XML qua HTTP SOAP cung cấp giải pháp tốt XML/HTTP SOAP chuẩn mở với phần thân tạo nhà phát triển nhà cung cấp hỗ trợ SOAP định nghĩa chuẩn từ vựng cấu trúc cho thông tin giao dịch ngang hàng.Lược đồ XML cung cấp tính định nghĩa liệu giao diện kiểu IDL CORBA DCOM cung cấp kỹ thuật RPC sở Một bất lợi SOAP tải chuyển đổi định dạng ban đầu liệu ứng dụng thành thông tin SOAP dựa XML Tuy nhiên, tải loại bỏ phương pháp cổng XML/SNMP đưa vào với tài liệu XML từ DOM tree thơng điệp truyền thơng Khi có thêm nhà cung cấp, SOAP cung cấp sản phẩm dịch vụ, lợi ích việc sử dụng SOAP Các nghiên cứu chuyển đổi SNMP MIB thành XML Các nghiên cứu có phương pháp để chuyển đổi SNMP MIB thành XML sau: Trước tiên, JP Martin-Flatin trình bày ví dụ phương pháp lập đồ để chuyển đổi MIB thành XML; Trong nghiên cứu này, ông mô tả kết chuyển đổi nhóm „hệ thống‟ nhóm „giao diện‟ MIB II ví dụ mà khơng có phương pháp trình bày tồn thuật tốn chuyển đổi MIB Thứ hai, nghiên cứu biểu thức XML SNMP MIB cổng CORBA/SNMP Tuy nhiên, nghiên cứu không đưa thuật toán chuyển đổi cụ thể, mà đưa ví dụ tài liệu XML sử dụng định nghĩa XML DTD, liệu thực tế cho tài liệu MIB II nodes Thứ ba thư viện xử lý MIB Frank Strauss, 'libsmi', thư viện chuyển đổi SNMP MIB thành ngôn ngữ khác, chẳng hạn Java, CORBA, C, XML Tuy nhiên, chương trình thư viện lại gây thông tin chuyển đổi XML không chứa đựng tất thông tin mã nguồn MIB , cấu trúc tên node , với nhiều tính MIB node bị bỏ qua Vì vậy, chương trình khơng có thuật tốn chuyển đổi Cuối cùng, IBM công bố nghiên cứu chuyển đổi ASN.1 thành XML Tuy nhiên, khơng hỗ trợ việc chuyển đổi chức macro xác định SNMP SMI phương pháp chuyển đổi sử dụng DTD Nhương nghiên cứu không cung cấp thuật tốn chuyển đổi cụ thể có thơng tin bị trình chuyển đổi Thiệt hại lớn mát 30 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML kiểu giá trị liệu MIB nodes, nghiên cứu có hạn chế phương thức chuẩn Vấn đề đặt với hệ thống quản trị mạng dựa SNMP hệ thống quy mô hiệu thấp, SNMP sử dụng rộng rãi Nhằm giải vấn đề này, hệ thống quản trị mạng dựa XML phát triển Hệ thống quản trị hệ thống quản trị mạng dựa dựa XML gọi quản trị mạng dựa XML Quản trị mạng dựa XML trình bày phương pháp để quản trị mạng rộng lớn, khơng cung cấp phương pháp để quản trị sử dụng rộng rãi theo SNMP agent Nội dung nghiên cứu nhằm đề xuất quản trị mạng dựa XML trực tiếp quản trị kế thừa SNMP agent Nó đưa vấn đề cổng, điều khiển thơng điệp agent dựa SNMP manager dựa XML Quản trị mạng dựa XML sử dụng phương pháp để chuyển liệu tài liệu XML qua HTTP SNMP agent chuyển liệu đến SNMP manager thông qua SNMP Cổng điều khiển chuyển đổi liệu hai giao thức Việc thực cổng cần đặc tả chuyển đổi tương tác chuyển đổi Để có đặc tả chuyển đổi cổng, cần phải chuyển SNMP MIB thành XML Các nghiên cứu trước cho chuyển đổi khơng có thuật tốn chuyển đổi Xác định thuật toán chuyển đổi SNMP MIB thành XML coi phương pháp chuẩn triển khai thực chuyển đổi tự động với thuật toán Để ngăn ngừa bị thơng tin quy trình chuyển đổi, cần sử dụng lược đồ XML với hỗ trợ nhiều kiểu liệu xác định SNMP SMI Với tương tác chuyển đổi cổng, cần định nghĩa mơ hình đồ cho thao tác SNMP HTTP để chuyển đổi thông tin SNMP tài liệu XML Việc thực chuyển đổi giống modul cổng 4.1 Thuật toán chuyển đổi Trước tiên, xem xét chuyển đổi mơ hình thơng tin cho quản trị mạng lưu giữ tất thông tin mơ hình trước chuyển đổi mơ hình sau chuyển đổi Đối với mục đích này, điều quan trọng để giữ cấu trúc mơ hình thông tin Bảng 4.1 đưa cách thức để chuyển đổi cấu trúc tài liệu từ SNMP SMI thành lược đồ XML Bảng 4.2.1 - Chuyển đổi cấu trúc tài liệu Mỗi node SNMP MIB chuyển đổi thành phần tử lược đồ XML tên node chuyển đổi thành tên phần tử Mệnh đề bên MIB node chuyển đổi thành thuộc tính phần tử XML Định nghĩa kiểu liệu: Để 31 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML xác định kiểu liệu SNMP MIB thành XML, sử dụng lược đồ XML tạo chuẩn W3C, khơng thể biểu diễn kiểu liệu với XML DTD Bảng 3.6 lược đồ XML định nghĩa chuyển đổi kiểu liệu từ SMIv1 Kiểu địa IP kiểu đặc biệt xác định với dãy địa IP, [0-255] [0255] [0-255] [0-255] Bên cạnh đó, kiểu liệu, chẳng hạn kiểu số, kiểu chuỗi thay đổi mà khơng mát thơng tin Bảng 4.2.2 - Định nghĩa lược đồ XML kiểu liệu SMIv1 Chuyển đổi kiểu liệu định nghĩa SMIv2 thành lược đồ XML định nghĩa bảng 4.2.3 Bảng 4.2.3 - Định nghĩa lược đồ XML kiểu liệu SMIv2 32 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML Các kiểu phù phù hợp với kiểu liệu xác định lược đồ XML Kiểu liệu định nghĩa người dùng chuyển đổi thành lược đồ XML định nghĩa Bảng 4.2.4 Kiểu liệu định nghĩa SNMP MIB người sử dụng định nghĩa cách sử dụng chuỗi ký tự thay 'DisplayString:: = OCTET String' Người thiết kế định nghĩa kiểu liệu mới, sử dụng lược đồ XML thực với XML DTD Bảng 4.2.4 - Định nghĩa lược đồ XML kiểu liệu người dùng định nghĩa 4.2 Thực chuyển đổi Chuyển đổi định nghĩa MIB SNMP thành định nghĩa lược đồ XML tự động mà không thông tin đối tượng quản trị Dữ liệu đưa vào từ URL tập tin Dữ liệu chuyển đổi tệp tin lược đồ XML cấu trúc XML DOM Tập tin XML dùng để đánh giá trường hợp tài liệu XML 33 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML DOM sử dụng cho xử lý tạo tài liệu XM có chứa liệu quản trị Hình 4.2.5 - Cấu trúc chuyển đổi SNMP MIB thành XML Bộ chuyển đổi thay đổi DOM tree có chức để thao tác DOM, chẳng hạn thêm xóa phần tử vv…Cấu trúc chuyển đổi miêu tả Hình 4.2.5 Bộ phân tích cú pháp SMI đọc định nghĩa SNMP MIB, xóa thích, chia loạt thẻ, kiểm tra xem định nghĩa MIB, xác định theo quy định SMI ASN.1 Nếu lỗi xảy ra, chuyển đổi trả mã lỗi Bảng node tạo bảng đối tượng quản trị Mỗi node ánh xạ vào lớp bảng chứa loạt lớp Trong trường hợp có người dùng xác định kiểu liệu, kiểu chuyển đổi thành lớp lưu trữ vào bảng kiểu liệu Lược đồ XML tạo định nghĩa lược đồ XML tương ứng với định nghĩa nguồn MIB, cách sử dụng thông tin từ bảng MO Khi lược đồ XML tương ứng với chuẩn W3C DOM generator tạo DOM tree cách sử dụng thông tin quản trị lưu giữ bảng MO Việc tạo DOM sử dụng vùng lưu trữ trung gian cho thông tin quản trị manager agent giao tiếp với Để nắm giữ DOM tree, sử dụng chuẩn API cho XML DOM 34 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML Hình 4.2.6 - Ứng dụng cổng XML/SNMP 4.3 Cổng XML/SNMP Phần giải thích việc triển khai thực thủ tục cho phát triển cổng XML/SNMP để quản trị SNMP agent với quản trị dựa XML Cổng chuyển đổi thông tin SNMP thành tài liệu XML phân chia tài liệu XML đến manager dựa XML, ngược lại Cổng cần thiết cho việc trao đổi manager dựa XML agent dựa SNMP để chuyển đổi hai giao thức, HTTP SNMP Chúng ta phải xem xét tương tác chuyển đổi đặc tả chuyển đổi để xác định hoạt động cổng Đối với tương tác chuyển đổi, phương pháp thực xác định lập đồ thao tác Tương tác chuyển đổi chuẩn chuyển đổi biểu thức phương pháp cho liệu thực tế Trong giao thức SNMP, thao tác SNMP chia thành ba kiểu: get, set trap Thao tác get hoạt động mà SNMP mangager mang liệu đến từ agent Thao tác set hoạt động mà SNMP manager gửi liệu đến agent thay đổi giá trị node tương ứng agent Nếu kiện xảy agent, thao tác trap xảy Thao tác trap hành động mà SNMP agent tự động báo cáo kiện thông tin cho manager Khi manager yêu cầu thông tin từ agent HTTP, thông điệp HTTP gồm thông số: host, operation, community, xpath, value ‘Host’ hiển thị địa SNMP agent ‘operation’ có nghĩa thao tác, kiểu ‘set’ cho hành động set ‘get’ cho hành động get ‘community’, cung cấp tên định nghĩa chung xác định SNMP agent ‘path’ cung cấp tên node có liệu mà mamager muốn biết ‘value’ lưu giữ liệu mà manager gửi đến agent trường hợp thao tác SNMP set Hình 4.2.6 cho thấy cấu trúc cổng 35 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML Bảng 4.2.7 - Các thao tác SNMP HTTP Hình 4.2.8 - Kiến trúc cổng XML/SNMP Các chức modul cổng gồm: • HTTP handler dành cho trao đổi với manager dựa XML Modul nhận yêu cầu HTTP từ manager cung cấp để yêu cầu phân tích, cung cấp tài liệu XML tạo modul XML generator tới manager • Request parser phân tích HTTP request gọi chức tương ứng với yêu cầu • XML DOM cấu trúc liệu cho chuyển đổi liệu, tạo MIB XML converter • XML generator tạo tài liệu XML sở DOM cung cấp chúng cho HTTP handler • MIB to XML Translator sử dụng để đặc tả chuyển đổi, modul tạo lược đồ XML DOM tree từ tập tin MIB sử dụng SNMP agent 36 CHƯƠNG II: PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML • SNMP poller modul SNMP polling Modul gửi SNMP request message đến SNMP agent cập nhật DOM tree với liệu nhận từ agent • Trap receiver nhận SNMP trap message từ agent, cập nhật DOM với liệu nhận • Scheduler để thay đổi lịch biểu cho polling agent đích • XSL generator tạo tập tin XSL, kiểu bảng có tính thân thiện với người sử dụng Kiểu trúc dùng cổng sử dụng MIB browser Kết luận chương Trong phần này, đưa phân tích để sử dụng XML cho chuyển đổi tương tác Tiếp giới thiệu phương pháp trao đổi tương tác quản trị dựa XML cổng XML/SNMP; Cổng sử dụng DOM tree để xử lý yêu cầu từ manager, chuyển liệu quản trị tương ứng vào biến MIB SNMP agent Các phương pháp trao đổi gồm: Thứ trao đổi dựa DOM, phương pháp cho phép manager truy cập trực tiếp vào DOM Thứ hai trao đổi dựa HTTP, phần có mở rộng chuỗi URI chứa thông tin yêu cầu với XPath XQuery XPath XQuery dễ dàng áp dụng cho URIs để đường dẫn vị trí đối tượng quản trị cung cấp truy vấn message yêu cầu Phương pháp cải thiện hiệu phổ biến trao đổi tài liệu XML Thứ ba trao đổi dựa SOAP, phương pháp cung cấp cách linh hoạt chuẩn hoá phương pháp tương tác với manager dựa XML môi trường phân tán Nội dung phát triển cổng nhằm chuyển messages SNMP XML/SNMP Để có cổng này, nội dung luận văn có đề xuất thuật tốn chuyển đổi SNMP MIB thành lược đồ XML thơng qua phương pháp đặc tả chuyển đổi thực chuyển đổi MIB thành XML để thể thuật toán 37 KẾT LUẬN Quản trị mạng dựa XML lĩnh vực nghiên cứu phát triển năm gần đây, song ứng dụng nhiều thực tế, ví dụ ứng dụng trình duyệt Web Internet Explorer, Netcapes… Những nghiên cứu Kiến trúc hệ thống quản trị mạng dựa XML sở cho nghiên cứu Mục đích luận văn giới hạn nghiên cứu kiến trúc hệ thống quản trị mạng dựa XML phương pháp tham khảo, tìm hiểu, phân tích thiết kế hệ thống Để hiểu vấn đề này, bắt đầu tìm hiểu khái niệm, lĩnh vực nghiên cứu quản trị mạng (được trình bày chương 1) Trong phần nghiên cứu kiến trúc quản trị mạng, có hai nội dung đề cập đến, là: Kiến trúc mạng mơ hình quản trị mạng Tiếp theo việc nắm kiến thức kiến trúc quản trị mạng dựa XML (chương 2) Nội dung phần nghiên cứu XML, kiến trúc quản trị mạng dựa XML, phương pháp quản trị mạng tích hợp dựa XML thiết kế hệ thống quản trị mạng dựa XML Phần thứ trình bày việc phát triển chuyển đổi cổng XML/SNMP cho quản trị mạng tích hợp dựa XML Được nghiên cứu tập trung chủ yếu vào tìm hiểu phương pháp trao đổi cổng XML/SNMP xây dựng thuật toán chuyển đổi từ SNMP MIB thành tài liệu XML SNMP cịn có hạn chế quy mơ hiệu quả, song với phát triển mạng ngày lớn mạnh nghiên cứu quản trị mạng dựa XML phát triển để giải thiếu sót quản trị mạng dựa SNMP Quản trị mạng dựa XML cho phép quản lý liệu quản trị mạng rộng lớn Quản trị mạng dựa XML cung cấp liệu quản trị dạng tài liệu XML thông qua giao thức HTTP Đây phương pháp hiệu để chuyển số lượng lớn liệu Tuy nhiên, quản trị mạng dựa XML quản trị trực tiếp kế thừa SNMP agent, nội dung phần nghiên cứu với mục tiêu làm để quản trị SNMP agent nhằm mang tính kế thừa cách sử dụng lợi quản trị mạng dựa XML 38 ... đề này, hệ thống quản trị mạng dựa XML phát triển Hệ thống quản trị hệ thống quản trị mạng dựa dựa XML gọi quản trị mạng dựa XML Quản trị mạng dựa XML trình bày phương pháp để quản trị mạng rộng... 5.Thiết kế hệ thống quản trị dựa XML Nội dung phần trước, nghiên cứu phương pháp quản trị mạng dựa XML Để thay đổi hệ thống quản trị mạng dựa SNMP hệ thống quản trị mạng dựa XML, quản trị dựa XML, ... I: KIẾN TRÚC HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN XML Những kỹ thuật liên quan đến XML Kiến trúc quản trị mạng dựa XML Nghiên cứu quản trị mạng dựa XML 11 3.1 Mơ hình quản trị mạng