xml based network management quản trị mạng dựa trên xml

XML hỗ trợ một vài chuẩn cụ thể như lược đồ XML, mô hình đối tượng tài liệu DOM, APIApplication Programming Interfaces, XPath XML Path Language, XSL Style-sheet Language… Là giải pháp

Nguyễn Thị Thu HằngNguyễn Thị Kim Liên

Nội Dung

1 Giới Thiệu

2 Những kỹ thuật liên quan đến XML

3 Kiến trúc quản trị mạng dựa trên XML

4 Nghiên cứu về quản trị mạng dựa trên XML

5 Phương pháp để quản trị mạng tích hợp dựa trên XML

6 Thiết kế hệ thống quản trị dựa trên XML

7 Kết luận

1 Giới Thiệu

Gần đây XML đã được áp dụng cho nhiều công nghệ quản trị mạng và nó cũng đã được đề xuất như là một cách thay thế cho các công cụ quản trị mạng hiện có

+ Hơn nữa hầu hết các thiết bị mạng hiện nay đã được nhúng vào các SNMP agent và được quản trị bởi SNMP manager; Nhưng hiện nay, quản trị mạng dựa trên SNMP là khó khăn và không hiệu quả

Để khắc phục những hạn chế của quản trị mạng dựa trên SNMP, quản trị mạng dựa trên XML được xem là một giải pháp tốt

XML (Extensible Markup Language) là siêu ngôn ngữ đánh dấu mở rộng, được chuẩn hóa bởi W3C cho việc chuyển đổi

dữ liệu trên Web, được sử dụng rộng rãi trong kinh doanh, chuyển đổi dữ liệu, thương mại điện tử và tạo các ứng dụng

cụ thể

XML hỗ trợ một vài chuẩn cụ thể như lược đồ XML, mô hình đối tượng tài liệu (DOM), API(Application Programming Interfaces), XPath (XML Path Language), XSL (Style-sheet Language)…

Là giải pháp mang tính hiệu quả cho việc áp dụng các kỹ thuật liên quan đến XML cũng như những bổ sung để việc mở rộng quản trị mạng có thể thực hiện được

2 Những kỹ thuật liên quan đến XML

 Lược đồ XML có thể được sử dụng để định nghĩa cấu trúc

thông tin quản trị theo nhiều cách mềm dẻo.

 Giao thức của XML phát triển rộng giống như HTTP được sử dụng để truyền dữ liệu chính xác.

 DOM APIs được sử dụng để dễ dàng truy cập và quản lý đa

dạng dữ liệu từ các ứng dụng.

 Biểu thức XPath được sử dụng để truy cập các đối tượng địa chỉ hiệu quả mà không cần quản lý dữ liệu.

 XSLT được sử dụng để xử lý dữ liệu quản trị một cách dễ dàng

và tạo ra các tài liệu HTML với đa dạng các giao diện người

dùng.

 SOAP được sử dụng để định nghĩa dịch vụ Web với các thao tác quản trị ở bậc cao.

3 Kiến trúc quản trị mạng dựa trên XML

Tổng quan về kiến trúc quản trị mạng dựa trên XML

Kiến trúc quản trị mạng dựa trên XML xác định một hệ thống chấp nhận ứng dụng XML (EML hoặc NML) Thực hiện chúng trên các thành phần mạng và trả lại kết qủa Hệ thống này nhận tài liệu ứng dụng XML từ các điều khiển.

Bộ xử lý XML được hình thành từ hai bộ phân tích:

+ Công cụ EML: Là bộ xử lý ứng dụng EML XML, kết hợp nhận dạng các thao tác EML, phân tích chúng thành các thao tác tự động và thực hiện chúng trên các thành phần mạng

+ Công cụ NML: Là bộ xử lý ứng dụng NML XML, xử lý các tài liệu ứng dụng NML, nhận dạng các thao tác NML, phân tích chúng thành các thao tác NML

 EML và NML đều tạo ra tài liệu XML chứa đựng kết quả của tập hợp các thao tác quản trị

Element Management Level (EML)

Hệ thống Element Management Level thực hiện theo quy ước mô hình manager-agent Sự kết hợp khác nhau của XML và SNMP theo mô hình

manager và agent là có thể thực hiện được

+ Quản trị mạng dựa trên XML kết hợp với SMNP agent trên thiết bị thông qua cổng XML/SNMP

+ Các tính năng của kiến trúc quản trị mạng dựa trên XML

là sự kết hợp với SNMP agent thông qua cổng

XML/SNMP

 Khai thác hiệu quả các lợi ích của quản trị mạng dựa trên

XML và cũng đã được cài đặt tích hợp dựa trên các thiết bị

SNMP

Những thành phần cơ bản của EML

XML Parser (bộ phân tích XML): Giá trị ban đầu của các thành phần phân tích XML nhận được từ giao diện XML EML của thiết bị và xử lý tài liệu XML dựa trên

xử lý DOM và lưu giữ trong cached

Document Cached: Modul chính Document

cached thực hiện lưu giữ các thao tác EML kết hợp đó

là việc xây dựng giá trị ban đầu của hệ thống EML và khởi động sự thực hiện 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 Chúng phân tích, giải quyết tập hợp các thao tác EML từ cached

và thực hiện các thao tác tự động cần thiết

 XML Information Model: Mô hình thông tin XML

tạo thành sự thể hiện XML (ví dụ như lược đồ XML) của MIB được hỗ trợ bởi các thành phần mạng

 XML/SNMP Gateway: Cổng này truy cập khả năng quản trị ở

mức thấp (ví dụ như SNMP agent) của thiết bị và chuyển đổi

giữa XML và SNMP của đối tượng quản trị Nó thực hiện các

thao tác SNMP như get(), set(), next(), thu thập các kết quả và

phân phối chúng đến các công cụ quản trị XML.

 Rendering system: Hệ thống Rendering sử dụng kỹ thuật giao diện XSL với công cụ EML và thông tin EML hiện tại

 Công cụ XML là môi trường thời gian thực mà có

thể nhúng vào các thiết bị hoặc máy chủ trong trạm quản trị kèm theo.

Network Management Level (NML)

Hệ thống Network Management Level và giao diện chương trình ứng dụng NML XML tương ứng có thể được sử dụng để thực hiện các ứng dụng quản trị trên XML cho nhiều nhà cung cấp và môi trường mạng không đồng nhất

Các công cụ quản trị mạng giúp cho việc sử dụng công cụ

EML XML có thể tác động đến từng thành phần mạng

Dựa trên một số hệ thống EML, công cụ NML có thể thực hiện các thao tác liên quan đến nhiều thiết bị và kết hợp nhiều thao tác EML

Cấu trúc của NML

Công cụ NML có nhiều đặc điểm tương tự như công cụ EML NML thể hiện giao diện chương trình ứng dụng XML theo cấu trúc lược đồ XML, sự kết hợp của các thao tác NML bao gồm tập hợp các thao tác EML Tập hợp các thao tác EML được

thực hiện từ công cụ EML XML đặt tại mỗi thiết bị mạng

Công cụ NML bao gồm các thao tác:

+ Phân tích giao diện chương trình ứng dụng XML NML và

quyết định kết hợp các thao tác EML;

+ Các thao tác này bao gồm việc phát hiện ra các nút đích ở

trong mỗi thao tác EML và lấy ra thông số các giá trị

4 Nghiên cứu về quản trị mạng dựa trên XML

4.1 Mô hình quản trị mạng dựa trên XML

 Mô hình thông tin quản trị

Mô hình thông tin quản trị xác định mô hình theo phương

pháp: Lược đồ quan hệ thực thể, các kiểu dữ liệu, mô hình hướng đối tượng, v.v…

+ Nó cũng xác định chú thích duy nhất cho các mô tả thông tin quản trị

+ Sử dụng lược đồ XML để đưa ra mô hình thông tin quản trị

 Chúng ta phải xác định thông tin quản trị mới; Vì một số lượng đáng kể các thông tin quản trị được cung cấp bởi các yếu tố giao diện dựa trên nền Web là yếu tố chưa được qui định trong mô

hình thông tin chuẩn, vì vậy chúng ta phải xác định thông tin

 Kế thừa một vài quy định đơn giản, lược đồ XML có thể hiển thị

thành công mô hình thông tin quản trị trong trình duyệt Web, thông qua các phần tử quản trị dựa trên nền

web.

Những lý do không dựa vào các ngôn ngữ chuẩn như:

Mô hình truyền thông

 Mô hình này yêu cầu phải cấu hình quản trị, giám sát và kiểm soát

về khả năng phân tán tài nguyên Thực chất một phần của quá trình này là trao đổi thông tin quản trị.

 Mô hình truyền thông phải phù hợp với các đặc điểm kỹ thuật của các dịch vụ và giao thức để trao đổi thông tin quản trị và nó phải xác định cú pháp và ngữ nghĩa cho khối dữ liệu giao thức

 Để phân phối khai báo, mô hình truyền thông phải cung cấp một phương pháp truyền thông không đồng bộ

 Trong mô hình truyền thông có đối tượng quản trị địa chỉ Khi

manager yêu cầu thông tin quản trị, nó phải chỉ định một tên duy nhất của các đối tượng quản trị sẽ được tải về

 WBM manager có thể truy vấn hiệu quả các các đối tượng quản trị của các WBM agent Biểu thức XPath là yếu tố được hình thành bằng cách sử dụng tên, thuộc tính và xây dựng chức năng

Mô hình tổ chức

Mô hình tổ chức của kiến trúc quản trị xác định các tác nhân, vai trò của chúng Sự nổi bật của mô hình tổ chức trong lĩnh vực quản trị mạng là kiểu manager - agent Đã có nhiều ý kiến

đề xuất mới cho các mô hình tổ chức, bao gồm

quản trị bởi delegation, quản trị policydriven,

quản trị dựa trên push, mobile agent, và

intelligent agents

4.2 Hoạt động của kiến trúc quản trị mạng dựa trên XML

WBM Agent

Kiến trúc WBM Agent

Các thành phần thêm vào kiến trúc quản trị là

DOM Tree, XPathHandler, PushScheduler, và

HTTPclient Engine

+ HTTP Client Engine gửi các thông điệp không đồng bộ đến WBM manager để cảnh báo và phân phối dữ liệu quản trị theo schedule

+ XPath Handler chọn đối tượng quản trị trong DOM Tree,

phiên dịch các biểu thức XPath được gửi từ WBM

Khi WBM agent nhận được thông điệp yêu cầu, giao diện

quản trị ứng dụng của POS-EWS (compliant embedded Web server) lựa chọn các node xác định trong DOM Tree bằng cách

sử dụng XPath handler Đối với các node được lựa chọn, agent lấy lại dữ liệu quản trị từ DOM Tree thông qua giao diện DOM

và gửi dữ liệu đến WBM manager Để gửi thông tin được cập nhật, DOM Tree cập nhật các giá trị node cho các node được lựa chọn thông qua Management Backend Interface trước khi trả lời WBM agent

Khi WBM agent nhận được thông tin điều khiển, Modul ứng dụng quản trị thực hiện cùng một thủ tục như trong trường hợp thông tin yêu cầu Chỉ có sự khác biệt

là nó thực hiện đăng ký điều khiển thay vì lấy thông tin từ

DOM

WBM Manager

Kiến trúc WBM Manager

Web Server được sử dụng để cung cấp các vận hành với một giao diện web và nhận các thông điệp không đồng bộ từ

WBM agent thông qua HTTP Mỗi chức năng được thực hiện như là một địa chỉ URL khác nhau Web client chuyển đổi

thành thông tin đồng bộ với WBM agent Các thông tin lưu giữ được sử dụng để lưu trữ thông tin quản trị cho

phân tích về sau

Bộ phân tích XML và modul Translator cung cấp một cơ sở

để thực hiện hầu hết các chức năng ứng dụng quản trị, bởi

chức năng thông tin quản trị này đã được đại diện trong dữ liệu XML Các chức năng này bao gồm lọc, đăng nhập vào các thông tin lưu giữ và thu thập dữ liệu từ nhiều WBM agent

5 Phương pháp để quản trị mạng tích hợp

dựa trên XML

 Quản trị và agent SNMP

 Quản trị dựa trên XML và agent SNMP

 Quản trị SNMP và agent dựa trên XML

 Quản trị và agent dựa trên XML.

- Quản trị và agent SNMP: Thông tin quản trị SNMP

chuyển đổi từ tài liệu XML và XSL sang kiểu hiển thị định dạng

từ XML sang HTML và HTML đưa ra quản trị giao diện người dùng dựa trên Web (Web MUI).

- Quản trị dựa trên XML và agent SNMP: quản trị SNMP

quản lý các thiết bị được trang bị với các agent dựa trên XML thông qua cổng XML/SNMP.

- Quản trị SNMP và agent dựa trên XML: đưa ra các

phương thức để quản trị các thiết bị mạng, đã được trang bị với agent SNMP kế thừa trong mạng toàn cầu của quản trị mạng tích hợp dựa trên XML.

- Manager và agent dựa trên XML: là ý tưởng lựa chọn sử

dụng các lợi ích tối đa của quản trị mạng dựa trên XML Phương pháp này có thể thay thế agent và manager SNMP.

Sự so sánh giữa 4 phương pháp

- Lược đồ XML có rất nhiều lợi ích trong định nghĩa dữ liệu quản trị và

so sánh với SNMP SMI và WBEM CIM.

- Thông tin quản trị theo định dạng tài liệu XML được phân phối thông qua các thao tác nhận và gửi của HTTP

- Quản trị dựa trên XML nhận khai báo từ cổng XML/SNMP hoặc cổng agent dựa trên XML bằng kỹ thuật push sử dụng thao tác gửi.

- XPath được sử dụng cho đối tượng quản lý địa chỉ trong các ứng dụng

dựa trên XML Cú pháp sử dụng bởi XPath được định nghĩa cho sử dụng URLs và các giá trị thuộc tính XML Người quản trị có thể truy vấn quản lý các đối tượng của agent sử dụng XPath Chúng ta cũng có thể lấy được thông tin cụ thể với điều kiện và bộ lọc của biểu thức XPath.

6 Thiết kế hệ thống quản trị dựa trên XML

 Manager dựa trên XML

- Web server được sử dụng để nhận các thông điệp không đồng bộ, được khai báo từ các thiết bị thông qua HTTP Kho chứa tạm thời XSL lưu trữ các file để tạo các tài liệu HTML từ tài liệu XML.

- Các thành phần quản trị giống như Device Configuration

Manager, Analyzer,… sử dụng giao diện DOM để tác động

đến phần tử quản trị Các chức năng ứng dụng thông tin quản trị được thể hiện trong dữ liệu XML, những chức năng này gồm: lọc, thu thập dữ liệu từ nhiều agent.

- Các thành phần cơ sở xử lý chức năng quản trị là Management Server Manager, Monitoring Manager, Device Configuration Manager, Analyzer, Notification Handler, Logging Manage, Presenter and Event Reporter.

và lựa chọn modul quản trị thích hợp.

+ Luồng thứ 2 là khi agent gửi khai báo đến administrator, thông tin di chuyển theo đúng thứ tự Agent gửi thông điệp

cảnh báo đến Web Server của quản trị dựa trên XML thông qua HTTP Sau đó Web Server nhận khai báo và gọi

Notification Handler thông qua Management Script Notification Handler gửi các sự kiện cụ thể đến Event Reporter để tạo ra sự kiện thích hợp.

+ Luồng cuối cùng là Management Application, thông qua

Web Server, Management Script, và DOM Interface, cơ sở

dữ liệu được sử dụng để tạo ra báo cáo phân tích lâu dài.

 Agent dựa trên XML

- Agent XML gồm một thành phần cơ sở là Embedded

Web Server (EWS).

- Agent dựa trên XML được nhúng vào thiết bị, nó sử dụng

DOM và XPath để nắm bắt tài liệu XML Để truy cập một phần vào tài liệu XML, cây DOM của tài liệu XML được tải vào bộ nhớ.

- SAX là một phương pháp xử lý sự kiện để truy cập và xử

lý tài liệu XML mà không cần tải tất cả cây XML vào bộ nhớ

Bộ phân tích SAX phân tích tài liệu XML, lựa chọn các nút chi tiết khi phân tích và đọc dữ liệu quản trị.

- Quản trị dựa trên XML trao đổi với agent SNMP thông qua cổng XML/SNMP.

 Hệ thống quản trị XGEMS

- XGEMS - Global Element Management System, được sử dụng để

quản trị nhiều kiểu mạng cơ sở phân tán trên toàn thế giới.

- Thông tin quản trị của XGEMS được định nghĩa giống như định dạng lược đồ XML.

Lược đồ XML của XGEMS

35

- XGEMS chuyển gửi yêu cầu đến cổng HTTP để chèn, xoá

và cập nhật thông tin quản trị Sử dụng biểu thức XUpdate cho nội dung thông điệp của cổng HTTP XUpdate sử dụng ngôn ngữ biểu thức được định nghĩa bởi Xpath.

- Tập hợp XGEMS chứa đựng thiết bị tập hợp và thiết bị tập

hợp chứa đựng tập hợp DeviceInfo theo thứ tự phân cấp.

- DOM: Một kỹ thuật khác để có thể xử lý tài liệu XML

• Giao diện sử dụng cơ bản của DOM Core là: Node,

Document, DOMImplementaion, NodeList, NamedNodeMap, Attr, và Element.

• Để có hiệu quả, ta sử dụng giao diện DocumentFragment

để cập nhật tài liệu XML Sử dụng giao diện DOM để chèn thông tin quản trị vào cơ sở dữ liệu.

- Sau khi thông tin quản trị được phân tích, kết quả phân tích được gửi đến manager Sử dụng XSLT để thực hiện trình bày XGEMS XLST là một ngôn ngữ dựa trên XML, cho phép chuyển một lớp tài liệu XML sang loại khác.

- XGEMS giải quyết vấn đề trong xử lý của manager khi bị tràn bộ nhớ, chức năng quản trị được chuyển đến cổng XML/SNMP Cổng tác động đến hệ thống quản trị và XGEMS tác động đến manager.

Nội dung được trình bày trong phần này chủ yếu nhằm giới thiệu một cách tổng quát trong lĩnh vực quản trị mạng dựa trên XML Kiến trúc quản trị mạng dựa trên XML, tích hợp quản trị mạng dựa trên XML

Một nội dung nữa của phần này được đề cập đến, đó là việc đề xuất 4 định phương pháp quản trị mạng tích hợp dựa trên XML và giải thích cổng cho quản lý kế thừa SNMP agent đang tồn tại để sử dụng các lợi ích của kỹ thuật XML Sau đó là thiết kế và bổ sung XGEMS cho quản trị các thiết

bị mạng dựa trên đề xuất quản trị và kỹ thuật cổng XGEMS với đầy đủ các tiện ích của kỹ thuật XML giống như lược đồ XML, DOM, XPath, XQuery và XSLT để quản trị mạng Có thể làm giảm giá thành phát triển của hệ thống quản trị thông qua sự hỗ trợ của chuẩn API cho xử lý tài liệu XML.

7 Kết luận