Phần này xem xét xem làm thế nào công nghệ XML có thể được áp dụng cho quản trị mạng. Quản trị mạng dựa trên XML bao gồm các nhiệm vụ chủ yếu sau: mô hình hóa thông tin quản trị, hợp thức hóa thông tin quản trị từ các nguồn tài nguyên được quản trị, truyền thông giữa manager và agent, phân tích dữ liệu, và trình bày kết quả phân tích cho người sử dụng xem.
Hình 3.3: Các nhiệm vụ cơ bản trong hệ quản trị mạng
Các hệ quản trị mạng bao gồm các hệ thống manager and agent. Các hệ thống này thực hiện các nhiệm vụ quản trị khác nhau để xử lý thông tin quản trị. Nhiệm vụ của agent liên quan đến việc truy cập vào các thuộc tính của các đối tượng quản trị, báo cáo sự kiện và xử lý các yêu cầu quản trị. Trong điều kiện bình thường, nhiệm vụ của agent khá đơn giản do đó chi phí quản trị của agent có thể là không đáng kể. Nhưng các hệ thống manager lại thực hiện những nhiệm vụ quản trị phức tạp để đáp ứng mục đích quản trị chừng nào chúng còn phụ thuộc vào các ứng dụng quản trị. Các nhiệm vụ quản trị cơ bản trong một hệ quản trị mạng được mô tả như hình 3.3 ở trên.
3.4.1.1. Mô hình hóa thông tin quản trị
XML là một siêu ngôn ngữ, một ngôn ngữ dùng để mô tả các ngôn ngữ khác, cho phép các ứng dụng như mạng và quản trị hệ thống định nghĩa các cặp thẻ riêng của chúng. XML cho phép người định nghĩa một ngôn ngữ đánh dấu ngẫu hóa cụ thể cho một ứng dụng. Sức mạnh rõ rệt của XML làm cho nó có thể
đại diện cho một phạm vi rộng các mô hình thông tin được trình bày trong các chuẩn quản trị hiện có và các giải pháp được triển khai.
Các DTD và lược đồ XML định nghĩa cấu trúc dữ liệu của các tài liệu XML. XML Schema được đưa ra để vượt qua các giới hạn mà DTD không thể định nghĩa cho một kiểu dữ liệu mới. XML Schema cũng linh hoạt và có khả năng mở rộng, cho phép các thẻ mới được thêm vào mà không cần thay đổi cấu trúc tài liệu hiện có. XML Schema hỗ trợ việc trình bày thông tin quản trị bằng cách thêm các kiểu dữ liệu mới vào danh sách kiểu dữ liệu (44 kiểu cơ bản), và xác định cấu trúc thông tin quản trị của tài liệu. Vì vậy, việc sử dụng các XML Schema tối đa hóa những lợi thế quan trọng của XML trong mô hình thông tin quản trị so với các giải pháp thay thế khác.
So với SNMP SMI và WBEM CIM, các XML Schema có nhiều lợi thế trong mô hình hóa thông tin quản trị. XML Schema dễ tìm hiểu. Các công cụ soạn thảo XML mạnh và tiện lợi khác nhau cũng có sẵn cho các nhà phát triển. Một lợi thế lớn khác nữa là XML có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau, bao gồm cả việc xác nhận. Bằng cách sử dụng các công cụ ủy quyền XML, một nhà phát triển có thể tạo ra dữ liệu XML mẫu, một lược đồ cơ sở dữ liệu và các dạng cấu trúc dữ liệu dựa trên XML Schema khác. Những nhược điểm của XML Schema trong mô hình hóa thông tin quản trị là nó phải là mô hình chuẩn duy nhất được chấp nhận rộng rãi. Tuy nhiên, nó thuận tiện trong việc chuyển đổi từ các mô hình thông tin quản trị hiện có như SNMP, CIM, GDMO thành các XML schema. Nghiên cứu trong các lĩnh vực này hiện đang được tiến hành rộng rãi.
3.4.1.2. Hợp thức hóa thông tin quản trị
Nhiệm vụ của việc hợp thức hóa thông tin quản trị bao gồm tất cả các hoạt động đảm bảo tính nhất quán giữa các đối tượng và nguồn tài nguyên quản trị trong một hệ thống agent. Các hoạt động cập nhật từ trạng thái tài nguyên quản trị đến các biến của các đối tượng quản trị phải được thực thi khi trạng thái tài nguyên quản trị bị thay đổi. Việc ánh xạ các hoạt động từ giá trị các đối tượng quản trị đến trạng thái tài nguyên quản trị phải được thực hiện khi một hệ thống manager thay đổi các biến của đối tượng quản trị bằng các hoạt động quản trị. Các nguồn tài nguyên quản trị có thể là một phần cứng kiểm soát hoặc biểu diễn việc đăng ký như một cơ chế giao diện, hoặc chương trình thực hiện có giao diện chương trình như cơ chế giao diện. Chúng được thực thi mà không cần trợ giúp từ các công nghệ XML. Tuy nhiên, các đối tượng quản trị có thể dựa vào công nghệ XML. Điều này có nghĩa là các đối tượng quản trị có dạng một tài liệu XML.
Hợp thức hóa thông tin quản trị có thể được coi như là một nhóm các tiến trình biên dịch, tạo và sửa đổi các tài liệu XML. Ánh xạ là việc có thể truy cập tài nguyên quản trị sau khi biên dịch các tài liệu XML, các biến của đối tượng quản trị. Ngoài ra, để cập nhật, trạng thái của tài nguyên quản trị sẽ được mô tả trong đối tượng quản trị với những sửa đổi đối với các tài liệu XML. Có hai công nghệ biên dịch các tài liệu XML chuẩn gồm: DOM và SAX. Hai công nghệ này khiến việc biên dịch, tạo, và sửa đổi các tài liệu XML trở nên dễ dàng.. Phần lớn các thiết bị mạng cung cấp nhiều cơ chế giao diện quản trị như CLI, SNMP, Web... Các giao diện quản trị đã được thực hiện riêng biệt, dẫn đến không có giao diện hoặc định dạng dữ liệu chung giữa các đối tượng quản trị và tài nguyên quản trị. XML có thể được sử dụng như một phần tử trung gian giữa các đối tượng quản trị và tài nguyên quản trị. Bằng cách đưa ra một giao diện và định dạng dữ liệu chung, chi phí triển khai có thể giảm, và vấn đề cố định từ đa truy cập đến một nguồn tài nguyên quản trị duy nhất có thể được giải quyết.
3.4.1.3. Giao thức quản trị
Một giao thức quản trị phải đối phó với các chỉ định của hoạt động quản trị và giao thức truyền tin trong việc trao đổi thông tin quản trị. Nó cần phải định nghĩa cú pháp và ngữ nghĩa cho các đơn vị dữ liệu giao thức (PDU). Về giao thức quản trị, quản trị mạng dựa trên XML theo mô hình chuyển giao dữ liệu thông qua giao thức HTTP. Ngoài ra, nó sử dụng XML như một cú pháp mã hóa thông tin quản trị. Điều này có nghĩa là dữ liệu quản trị được truyền qua trọng tải HTTP theo dạng một tài liệu XML. Thông tin quản trị trong định dạng tài liệu XML được phân phối thông qua giao thức HTTP trên nền TCP.
Ngược lại với UDP, TCP khiến nó có thể truyền dữ liệu quản trị đáng tin cậy và các bản tin ứng dụng rộng dãi mà không hạn chế kích thước bản tin. Một lượng lớn dữ liệu quản trị có thể được chuyển giao giữa manager và agent như bảng toàn vẹn. Dữ liệu XML thông qua HTTP có thể được nén bằng cách thiết lập một số tùy chọn trong HTTP header. Bằng cách nén dữ liệu, chúng ta có thể làm giảm đáng kể lượng chi phí mạng trong khi vẫn duy trì gần như cùng một độ trễ tại thiết bị cuối cho cả dữ liệu nén và giải nén. Chi phí mạng cũng có thể được giảm thiểu bằng cách gửi một bản tin duy nhất có chứa nhiều bộ thông tin quản trị và bằng cách nén các bản tin với tùy chọn HTTP header. Hạn chế trong việc sử dụng phương pháp này là sự gia tăng độ trễ phải thiết lập một kết nối TCP và thực hiện nén và giải nén.
Một vấn đề quan trọng liên quan đến giao thức quản trị là việc đề địa chỉ cho các đối tượng quản trị. Khi một manager yêu cầu thông tin quản trị, nó phải
chỉ ra một tên duy nhất của đối tượng quản trị để tìm kiếm. Quản trị mạng dựa trên XML sẽ sử dụng chuẩn XPath để ghi địa chỉ các đối tượng quản trị. Giải pháp này cung cấp những ưu điểm sau. Trước hết, XPath là một công nghệ Web chuẩn để ghi địa chỉ các phần của một tài liệu XML. Nó đã được dùng kết hợp với XSLT để xác định các phần của một tài liệu XML nhằm mục đích chuyển đổi. XPath cũng được hỗ trợ rộng rãi. Thứ hai, manager có thể gửi một truy vấn đến các đối tượng quản trị của agent. Các biểu thức XPath bao gồm tên, thuộc tính, và các chức năng của thành tố. Do tính chất phân cấp của XML, một trong các biểu thức đơn giản nhất cũng theo cấu trúc dạng cây để trỏ tới một thành tố cụ thể.
Một giao thức quản trị sẽ định nghĩa các hoạt động quản trị. Hoạt động quản trị bao gồm tạo, xóa, tìm kiếm, sửa đổi, lọc, thông báo,... Các hoạt động quản trị mức cao có thể được định nghĩa thông qua WSDL và gọi là SOAP. Ví dụ, việc tạo và xóa một hàng trong SNMP thông qua các đối tượng Row Status
có thể trở nên rất phức tạp. Tuy nhiên, những nhiệm vụ này có thể dễ dàng đạt được bằng hoạt động quản trị mức cao trong quản trị mạng dựa trên XML.
3.4.1.4. Phân tích
DOM và các SAX API có thể được dùng để truy cập dữ liệu quản trị cho các ứng dụng. Phần lớn các XML parser thực thi các API chuẩn này để truy cập vào nội dung của các tài liệu XML. Với sự hỗ trợ từ DOM, chúng ta có thể truy cập đến thành tố bất kỳ của các tài liệu XML, sửa đổi nội dung và cấu trúc của nó từ các thông số đầu vào XML. Chúng ta có thể thực hiện các hoạt động quản trị này khi phân tích dữ liệu thống kê lưu lượng truy cập và lọc các sự kiện quan trọng trong số các thông báo bằng việc thao tác các tài liệu XML dùng giao diện DOM chuẩn. Việc trích xuất các dữ liệu quản trị cần thiết và phân tích chúng là khá dễ dàng. Vì vậy, chúng ta có thể phân tích các thông tin quản trị bằng cách sử dụng DOM API. Các thuật ngữ trong các tài liệu dữ liệu quản trị có thể được ghi địa chỉ thông qua các biểu thức XPath.
Do dữ liệu XML có thể dễ dàng được lưu trữ và truy cập từ cơ sở dữ liệu (DB) với sự hỗ trợ của các công cụ khác nhau, nên tiến trình xử lý DB trong chức năng quản trị mạng có thể dễ dàng đạt được. Dữ liệu được mô tả trong cây DOM có thể được lưu trữ tới DB và chỉ đơn giản là chuyển giao cho các ứng dụng. Phương pháp này làm giảm chi phí và thời gian triển khai, cũng như chi phí cho chương trình. Ngoài ra, có rất nhiều các công cụ có sẵn cho XML như XML parser, DOM, XPath, SAX,...
3.4.1.5. Trình bày
Sau khi phân tích dữ liệu XML, bước tiếp theo là trình bày các kết quả phân tích để người sử dụng thấy được. Không giống như HTML, XML phân tách nội dung của tài liệu khi hiển thị. Dữ liệu XML được xác nhận bởi các XML DTD hoặc XML Schema được chuyển đổi sang HTML hoặc một tài liệu XML khác nhờ XSL và XSLT. Việc dùng phần mềm hỗ trợ việc chuyển đổi từ XML thành HTML hoặc các định dạng khác khiến cho nó có thể cung cấp một giao diện người dùng quản trị dựa trên Web (Web-MUI - Web-based Management User Interface). Do đó, nếu thông tin quản trị được thể hiện theo định dạng XML, Web-MUI có thể dễ dàng tạo ra từ các tài liệu XML.