Nội dung phần này là việc bổ sung một hệ thống quản trị cơ sở toàn cầu dựa trên XML (XGEMS- Global Element Management System), căn cứ sự đánh giá về hệ thống quản trị tích hợp dựa trên XML. XGEMS đƣợc sử dụng để quản trị nhiều kiểu mạng cơ sở phân tán trên toàn thế giới. Trong phần này chỉ đề cập đến những kinh nghiệm phát triển XGEMS sử dụng kỹ thuật XML.
Hình 2.10 mô tả việc sử dụng công cụ soạn thảo của XML, thông tin quản trị của XGEMS đƣợc định nghĩa giống nhƣ định dạng lƣợc đồ XML. Lƣợc đồ XML thể hiện trong những đƣờng nét đứt của hình 2.10 mang ý nghĩa lựa chọn thông tin quản trị. Thông tin quản trị của XGEMS đƣợc chia ra trong 2 phần: phần phục vụ và phần thiết bị. Phần phục vụ bao gồm cấu hình phục vụ, danh sách ngƣời quản trị, danh sách cổng XML/SNMP và thông tin cấu trúc liên kết thiết bị.
Phần thiết bị bao gồm thông tin thiết bị, cấu hình thiết bị, đăng nhập và theo dõi. Lƣợc đồ XML có các kiểu phức tạp chứa đựng các phần tử, các thuộc tính và các kiểu đơn giản không chứa đựng nội dung.
Lƣợc đồ XML hỗ trợ các loại của các kiểu đơn giản và kiểu DeviceInfo thiết đặt cho DeviceInfoType. Mỗi một phần tử giống nhƣ DeviceIP, AdminID,
AgentType,... có kiểu dữ liệu riêng. Và chúng ta thêm thuộc tính cho thông tin thiết bị giống nhƣ khoá chính để tìm kiếm. DeviceInfoType có một thuộc tính kiểu chuỗi,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.10 - Lƣợc đồ XML của XGEMS
DeviceConfiguration đƣợc định nghĩa giống nhƣ lƣợc đồ XML, đƣợc chuyển
đổi từ định nghĩa MIB của từng thiết bị để nhất quán khi tƣơng tác cổng XML/SNMP với XGEMS. Nếu một thiết bị mới đƣợc nhúng vào một agent SNMP thì nó cũng đƣợc thêm vào XGEMS.
Để lựa chọn phƣơng pháp cho tƣơng tác có hiệu quả giữa quản trị dựa trên XML, XGEMS và cổng XML/SNMP. Phƣơng pháp đƣợc lựa chọn là: Thực hiện thông qua truyền thông tin dựa trên HTTP. Phƣơng pháp này cho phép dễ dàng định nghĩa yêu cầu phức tạp và cải thiện giao tiếp có hiệu quả thông qua HTTP, đó là phƣơng pháp phổ dụng nhất để trao đổi tài liệu XML.
Trong HTTP truyền thông giữa XGEMS và cổng, sử dụng định nghĩa lƣợc đồ XML cho thông điệp gửi/nhận HTTP. XGEMS yêu cầu thông tin quản trị sử dụng thông điệp yêu cầu nhận HTTP. Yêu cầu nhận HTTP có tham số tên là "XQuery" để miêu tả chi tiết yêu cầu. Hình 2.10 chỉ ra lƣợc đồ XML cho biểu thức "XQuery" và bảng 2.2 là ví dụ, "XPath" cho địa chỉ từng phần của thông tin quản trị và một vài phần tử cho giao tiếp SNMP.
http://XGEMS/monitoring.jsp? XQuery=<XQuery> <QueryList> <DeviceIP> 141.223.82.122</DeviceIP> <Gateway> <GatewayIP>141.223.82.56</GatewayIP> <ReadCommunity>pubic</ReadCommunity> <SNMPVersion>0</SNMPVersion> <MibName>RFC1213-MIB</MibName> </Gateway> <XPath>//interfaces</XPath> </QueryList> </XQuery>
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
XGEMS chuyển gửi yêu cầu đến cổng HTTP để chèn, xoá và cập nhật thông tin quản trị. Một thông điệp trong cổng HTTP chứa đựng yêu cầu chi tiết trong thân của thông điệp đó. Sử dụng biểu thức XUpdate cho nội dung thông điệp của cổng HTTP. Một cập nhật trong ngôn ngữ XUpdate đƣợc biểu diễn giống nhƣ tài liệu XML hợp khuôn dạng. XUpdate sử dụng ngôn ngữ biểu thức đƣợc định nghĩa bởi XPath. Biểu thức XPath sử dụng XUpdate cho việc lựa chọn các nút để xử lý sau đó. Một cập nhật đƣợc biểu diễn bởi phần tử "Modifications" trong tài liệu XML. Mỗi trap message không đồng bộ từ agent SNMP đƣợc gửi đến HTTP thông qua cổng XML/SNMP. Cổng tạo ra tài liệu XML với nội dung trap message và phân phát nó đến manager thông qua HTTP post message.
Để lƣu trữ dữ liệu quản trị cho phân tích sau này, một cơ sở dữ liệu là cần thiết. Có 2 khuôn dạng cơ sở dữ liệu chính cho lƣu trữ và khôi phục lại nội dung XML; Cơ sở dữ liệu XML nguyên thuỷ và cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBS). RDBS không hỗ trợ kỹ thuật cập nhật XML giống nhƣ XPath và XUpdate; Do đó một cần một phƣơng pháp để ánh xạ quan hệ cơ sở dữ liệu hoặc di chuyển nó đến lƣợc đồ và tài liệu XML. Mặc dù có rất nhiều RDBS hỗ trợ để lƣu trữ tài liệu XML và ánh xạ tài liệu XML đến mô hình quan hệ là không khó, nhƣng thƣờng kết quả trong lƣợc đồ là không thích hợp; Hơn nữa ánh xạ cấu trúc của tài liệu XML đến lƣợc đồ quan hệ có thể làm suy giảm sự thực hiện bởi nó luôn cần để phân tích tài liệu XML. Cơ sở dữ liệu XML nguyên thuỷ lƣu trữ cấu trúc dữ liệu XML mà không cần chuyển đổi dữ liệu sang quan hệ hoặc cấu trúc cơ sở dữ liệu. Giá trị đặc biệt này để phức hợp và liên kết có trật tự các cấu trúc XML. Vì lý do đó, chúng ta sử dụng cơ sở dữ liệu XML nguyên thuỷ thay vì RDBMS truyền thống.
Trƣớc tiên, cần biết sự định nghĩa của tập hợp và tài liệu trong cơ sở dữ liệu XML nguyên thuỷ. Tập hợp là kho chứa mà tài liệu XML đƣợc lƣu trữ. Tài liệu này là tài liệu XML nguyên vẹn sử dụng trong tập hợp. So sánh với cơ sở dữ liệu quan hệ, tập hợp tƣơng đƣơng với bảng và tài liệu, nó giống với hàng trong bảng. Bất kỳ tài liệu XML nào cũng có thể đƣợc thêm vào tập hợp không liên quan của lƣợc đồ. Tạo lập tập hợp XGEMS, tập hợp XGEMS chứa đựng thiết bị tập hợp và thiết bị tập hợp chứa đựng tập hợp DeviceInfo theo thứ tự phân cấp trong bảng 2.3.
Có thể thực hiện truy vấn DeviceInfoList sử dụng mẫu giống XPath trong cơ sở dữ liệu XML nguyên thuỷ. Chia tập hợp thành các phần nhỏ nhất liên quan giống nhƣ thông tin cho xử lý cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu nguyên thuỷ cung cấp khoá duy nhất cho mỗi tài liệu trong tập hợp. Nó đƣợc tạo ra dễ dàng để truy cập đúng đến tài liệu cụ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
thể. Do vậy, có thể dễ dàng lấy lại, cập nhật và xoá tài liệu sử dụng biểu thức biểu thức XPath. Lƣợc đồ cơ sở dữ liệu là phù hợp với lƣợc đồ XML trong cơ sở dữ liệu nguyên thuỷ XML và lƣu trữ thông tin quản trị đến cơ sở dữ liệu là đơn giản và không khó để phân tích tài liệu XML. Do đó có thể dễ dàng xử lý dữ liệu XML sử dụng cơ sở dữ liệu XML nguyên thuỷ, kết quả trả về nhanh và dễ dàng để phát triển XGEMS.
XGEMS/Device/DeviceInfo <?xml version="1.0"?> <DeviceInfoList DeviceID="device1" > <DeviceIP>141.223.82.56</DeviceIP> <AdminID>mjchoi</AdminID> <AlertEmail>mjchoi@postech.ac.kr</AlertEmail> … <AlertEmail>siwa@postech.ac.kr</AlertEmail> <AgentType>1 (SNMP agent)</AgentType> <Gateway > <GatewayIP >141.223.82.77</GatewayIP > <ReadCommunity>public</ReadCommunity> <WriteCommunity>private</WriteCommunity> <MIBName>RFC1213-MIB</MIBName> </Gateway> <Description>Linux Machine</Description> </DeviceInfoList>
Bảng 2.3 - Tài liệu XML của DeviceInfo
Một kỹ thuật khác để có thể xử lý tài liệu XML, đó chính là DOM, nó có nghĩa là truy cập và và xử lý tài liệu XML. DOM hỗ trợ sự xây dựng lại tài liệu XML, truy cập đến bất cứ phần nào của tài liệu, các phƣơng pháp xử lý, thêm vào và xoá tài liệu. Có thể phân tích dữ liệu quản trị của định dạng tài liệu XML sử dụng giao diện DOM. Giao diện sử dụng cơ bản của giao diện DOM Core là: Node,
Document, DOMImplementaion, NodeList, NamedNodeMap, Attr, và Element.
Để truy cập một phần của tài liệu XML, cây DOM của toàn bộ tài liệu XML đƣợc tải vào trong bộ nhớ. Sự thực hiện này gây lãng phí tài nguyên CPU, bộ nhớ và mất nhiều thời gian xử lý. Vì vậy để có hiệu quả và tiết kiệm thời gian. Sử dụng giao diện DocumentFragment để cập nhật tài liệu XML. Giao diện này cung cấp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
cách thức cập nhật các phần nhỏ của tài liệu mà không cần cập nhật liên tục
NodeLists và NamedNodeMaps để kết hợp với toàn bộ tài liệu. Cập nhật NodeLists
có thể làm giảm đáng kể sự thực thi; Nhƣ đề cập trƣớc, việc sử dụng cơ sở dữ liệu XML nguyên thuỷ để lƣu trữ thông tin quản trị sẽ giảm bớt các thao tác xử lý của tài liệu XML. Sử dụng giao diện DOM để chèn thông tin quản trị vào cơ sở dữ liệu, bởi tài liệu XML có thể đƣợc chèn đúng vào trong cơ sở dữ liệu XML nguyên thuỷ. Khi yêu cầu đƣợc phân tích, dữ liệu sẽ đƣợc trích ra từ cơ sở dữ liệu bằng việc lọc, xác định phạm vị sử dụng giao diện DOM và tính toán dữ liệu.
Sau khi thông tin quản trị đƣợc phân tích, kết quả phân tích đƣợc 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. Một tài liệu XML có thể đƣợc truyền đi, do vậy nó có thể đƣợc thể hiện trong nhiều định dạng phù hợp khác nhau khi hiển thị các yêu cầu. Thông tin tĩnh giống nhƣ XGEMS phục vụ cho cấu hình dữ liệu mà không đặc tả các thiết bị quản trị, nó có thể sử dụng để định nghĩa lại XSLT. Kiểu khác của sự trình bày này là, nó có thể tạo ra trang Web động cho cấu hình thiết bị với nhiều mục lựa chọn và các kiểu thể hiện để theo dõi các thiết bị và MIBs. XGEMS duy trì lƣợc đồ XML cho các thiết bị quản trị và mẫu XSLT cho tài liệu XML phù hợp với lƣợc đồ XML. Mẫu XSLT cho từng MIB đƣợc tạo ra bởi ngƣời tạo ra XSLT của cổng XML/SNMP và nó đƣợc tải đến XGEMS bất cứ khi nào MIB đƣợc chuyển đến. Bảng các đối tƣợng định nghĩa trong MIB đƣợc thể hiện giống nhƣ bảng quan sát sử dụng mẫu HTML. XGEMS biến đổi từng dòng mã để điều khiển sự thể hiện logic và mã HTML làm việc lặp lại bất cứ khi nào một thiết bị đƣợc thêm vào hoặc modul MIB đƣợc biên tập lại.
XGEMS giải quyết vấn đề trong xử lý của manager khi bị tràn bộ nhớ, chức năng quản trị đƣợc chuyển đến cổng XML/SNMP. Kỹ thuật của hệ thống quản trị là có trật tự, cổng tác động đến hệ thống quản trị và XGEMS tác động đến manager. Bởi tất cả các trao đổi giữa XGEMS và các agent SNMP đều thông qua cổng và cổng phải xử lý việc chuyển có hiệu quả; Do vậy nó không làm trễ trong việc chuyển thông điệp giữa manager và agent.
Các chức năng quản trị của XGEMS có thể đƣợc phát triển dễ dàng, nhanh chóng nhờ sự hỗ trợ của chuẩn API và cơ sở dữ liệu. Chúng có khả năng dễ dàng phát triển phân tích các chức năng quản trị sử dụng chuẩn giao diện DOM. Kết quả giao diện DOM nhanh chóng và dễ dàng phát triển trong XGEMS, tiết kiệm về giá cả và thời gian để phát triển. Xây dựng giao diện ngƣời sử dụng bao gồm một số
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
trang HTML là lặp đi lặp lại và tốn nhiều thời gian làm việc trong phát triển ứng dụng. Để giảm thiểu đáng kể việc thiết kế Web - MUI, nên sử dụng lại XSLT và tạo ra mẫu XSLT từ sự định nghĩa MIB. Những mẫu này đƣợc sử dụng từ thƣ viện xử lý XML sẵn có.
2.7. Kết luận chương 2
Nội dung đƣợc trình bầy trong chƣơng 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 cũng đƣợc đề cập đến, đó là việc đề xuất 4 định phƣơng 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 nhƣ lƣợc 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.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chương 3
PHÁT TRIỂN CHUYỂN ĐỔI CỔNG XML/SNMP CHO QUẢN TRỊ MẠNG TÍCH HỢP DỰA TRÊN XML
3.1. Giới thiệu
Mục tiêu của phần này là nhằm nghiên cứu về cổng XML/SNMP và phát triển thuật toán chuyển đổi SNMP MIB thành XML. Cổng đƣợc sử dụng để chuyển thông tin quản trị giữa manager dựa trên XML và agent dựa trên SNMP. SNMP đƣợc sử dụng rộng rãi cho quản lý Internet, nhƣng SNMP là không đủ để quản trị các mạng liên tục đƣợc mở rộng, do SNMP khó mở rộng và không hiệu quả. Kiến trúc quản trị mạng dựa trên XML đang đƣợc đề xuất nhƣ là lựa chọn thay thế cho quản trị mạng dựa trên SNMP, nhƣng hệ thống quản trị mạng dựa trên XML không thể trực tiếp quản trị kế thừa SNMP agent. Nội dung phần này sẽ đề cập đến các phƣơng pháp trao đổi của cổng XML/SNMP và sự thực hiện chuyển đổi tự động cho cổng SNMP/ XML.
Từ cuối những năm 1980, mạng Internet đã có các thiết bị mạng đa dạng khác nhau từ các nhà cung cấp. Xuất phát từ thực tế này, nên công tác quản trị mạng đã trở thành một đòi hỏi nhất thiết phải có. Giao thức SNMP đã đƣợc xem nhƣ là một phƣơng tiện cho quản trị mạng Internet và vẫn đƣợc sử dụng một cách phổ biến, bởi những ƣu điểm nổi trội của nó - Chẳng hạn nhƣ nó có thể triển khai thực hiện và tạo ra các thao tác một cách dễ dàng.
Mặc dù với những điểm mạnh cũng nhƣ những hạn chế về SNMP đã đƣa ra, trong cả quy mô và hiệu quả, song hệ thống quản trị mạng dựa trên SNMP đã bị hạn chế do tốc độ tăng trƣởng nhanh chóng của Internet từ những năm 1990. Khi nghiên cứu về quản trị mạng, việc sử dụng quản trị mạng dựa trên XML xuất hiện trong thời gian gần đây đã cho thấy những hạn chế của quản trị mạng dựa trên SNMP. Để quản trị hiệu quả một khối lƣợng dữ liệu dồi dào đƣợc tạo ra trong các mạng rộng lớn thì quản trị mạng dựa trên SNMP khó có thể thực hiện đƣợc. Nội dung nghiên cứu này là việc sử dụng XML để truyền, xử lý và lƣu trữ dữ liệu quản trị trong môi trƣờng quản trị mạng dựa trên nền Web. Hệ thống quản trị mạng này sử dụng HTTP để truyền dữ liệu quản trị, tài liệu XML và phƣơng thức xử lý chuẩn XML để xử lý các tài liệu trong hệ thống quản trị. Hệ thống quản trị mạng dựa trên XML này có rất nhiều lợi ích, chẳng hạn nhƣ truyền dữ liệu với độ tin cậy cao, thao tác thực hiện nhanh, quá tải trên mạng thấp và độ trễ thấp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Tuy vậy, hệ thống quản trị mạng dựa trên XML mới đƣợc phát triển, hiện không có phƣơng tiện để quản trị kế thừa SNMP agent trực tiếp. Hầu hết các thiết bị mạng sử dụng trên toàn thế giới đều đƣợc trang bị với SNMP agent. Nếu quản trị mạng dựa trên XML không thể quản trị kế thừa SNMP agent trực tiếp, thì tính hữu ích của hệ thống quản trị mạng không đầy đủ nhƣ là hệ thống quản trị mạng cho Internet. Vì vậy cần phải nghiên cứu để tìm hiểu cách tiếp cận tốt nhất, để sử dụng những thế mạnh của quản trị dựa trên XML cho quản trị Internet và cũng là để quản lý các thiết bị đƣợc trang bị kế thừa từ SNMP agents. Nội dung chính trong phần này là việc sẽ đƣa ra cổng XML/SNMP để giải quyết các vấn đề trên.