家庭無線局域網管理論文

導語：家庭無線局域網管理論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要通過研究無線網絡技術與家庭網絡發展，提出一種無線家庭局域網管理系統模型。此模型支持各種無線網絡的共存、QoS和智能管理。基于SNMP標準分層式的體系結構有一個集中管理服務器和配套的功能性客戶終端。文中設計的模型具有易于實現、擴展性強的特點。

關鍵詞WLAN；家庭網絡；管理系統；Java

1引言

所謂無線局域網，是指以無線電波、激光、紅外線等無線媒介來代替有線局域網中的部分或全部傳輸媒介而構成的局域網。近兩年來，無線局域網的速率有了本質的提高，最新的WLAN技術IEEE802.11b標準支持11Mbps高速數據傳輸。這為寬帶無線應用提供了良好的平臺。隨著應用于家庭環境下的數碼產品、家用設備和軟件的飛速發展，家庭網絡技術已經完善。但互連網游戲和消費電器在網絡方面的運用對家庭網絡提出了更高的要求，即需要網絡提供更舒適和更靈活的支持。寬帶無線技術正是滿足這些新需求的主導技術。寬帶無線技術必將取代有線網絡成為家庭局域網的基礎技術。

在國際上，簡單的網絡管理協議(SNMP)標準也已經被網絡設備制造商廣泛的接受［1］。因此柔性的管理系統可以基于SNMP來實現。它使用同一個通信管理基礎來定義網絡設備的屬性管理。QoS的分配方式可以被分成兩個主要的實現方式：寬帶預處理和區分傳送。寬帶預處理系統使用控制消息為數據流在真實的數據移動之前分配帶寬。區分傳送是針對不同的網絡設備需求提供不同的傳輸服務。

按網絡管理系統組成結構的不同，可以將網絡管理系統分成集中式、層次式和分布式。由于家庭網絡應用的特點，層次式成為必然的選擇。在家庭網絡設備中需要一個能夠運用模擬編碼。但在不同種類的網絡環境中，并不是所有的設備都支持模擬代碼的驅動環境，所以這個體系結構是必須是柔性的。本文提出了一種基于SNMP的無線局域網分層管理模型，并提供了具體實現。這個系統所要達到的目標是管理不同種類的網絡和提供家庭任務管理的自動操作。在文章的下面分三個部分研究了系統的體系結構、功能劃分和整體系統實現。在結尾總結了研究結果和將來需要進行的工作。

2體系結構設計

分層體系結構使用了多個系統，其中一個系統作為中央服務器系統，其他系統作為客戶系統。網絡管理平臺的某些功能駐留在服務器系統上，其他功能由客戶系統完成。由于層次化網絡管理采用域管理模式，引入中間層管理者LM(Middle-LevelManager)，減輕了頂層管理者MOM(ManagerOfManagers)的負擔，中層管理者負責管理其下屬的設備，同時處理頂層管理者對其下屬設備的網管請求。管理系統的層次結構如圖1。

這個體系結構和設計方案具有五層的功能結構和向中心服務器集中的拓撲結構。并且在無線訪問點和客戶終端上也設計了新功能支持專用的管理。無線家庭區域管理系統在家庭環境中被開發出來管理不同種類的無線的和有線的網絡。設計的目標是各種無線網絡的共存，支持QoS和智能管理。這個結構有一個集中管理的服務器和配套的功能性客戶終端，這種按照分級的結構更具有適應性。

首先，物理設備就是實際的網絡設備，例如無線訪問點（AP），局域網橋和終端機.這些設備本身就具有一整套便于管理的屬性，他們擁有可控變量和相應的管理程序。在這個模型中這些可管理的屬性被組織到一個管理系統庫（MIB）中進行統一管理［2］。

3管理功能的劃分

為了隱藏管理訪問協議的細節和來自于較高層的物理設備的參數，在無線家庭區域管理系統中設計了屬性適配器。因此，對于所需要的各種設備屬性來說，適配器成為一個統一的端口層。功能管理程序使用屬性轉換器執行自動化管理工作。功能管理程序能夠調整到觀測或者自動的狀態。在一個自動控制的情形下，一個為功能管理程序服務的觀測器產生通知，并根據這個功能管理程序的操作和配置自動反應變化［3］。其目的是改善與功能管理相聯系的網絡操作和執行。功能在系統中被劃分為以下幾種：傳輸功能，發射頻率功能，媒體功能，安全功能和自動配置功能。這個設計的屬性適配器與其相應的功能的配合如表1所示。

如圖1所示：框架結構定義了這個網絡管理的結構，也定義了操作環境和他的特性。因此，框架包含了所有為了自動網絡管理而被功能器所必需的參數。因為不同功能的操作可能是有抵觸的，所以需要一個公共的方式。框架可以強調某個應用程序和設備的重要性。在目前的設計中，這個框架規則被規定作為在適配器，終端和應用軟件中的優先權設置。

這個系統結構由集聚的管理服務器，APs和隨意的客戶終端機組成。這個服務器將包含一個管理性的功能。為了能夠更有效的管理，客戶終端也能夠添加無線家庭區域管理系統特別的功能。通過一個管理訪問協議，每個設備都被連接到無線家庭區域管理系統。正如所論述的那樣，這兒有幾個可用的不同標準的協議，同時，私有協議也可以被支持。

由無線家庭區域管理系統需要提供的高效的無縫的銜接執行，這就意味著系統需要測量和分析應用程序在網絡節點上的傳輸。添加一個管理能夠滿足這一功能需求。更進一步，為了保證應用程序的服務質量，系統要能支持終端節點的數據流，在終端節點上特別需求的功能添加起來比較容易。無線家庭區域管理系統并不存在一個特別的平臺，但運用當前的技術來提供這些功能是可行的。

4系統結構與實現

4.1系統的結構

無線家庭區域管理系統的原型被賦予了非常廣泛的功能需求。服務器軟件包含了在體系結構層上的執行操作：管理協議，屬性轉換器，功能器和管理控制中心。無線家庭區域管理系統的服務器由JAVA平臺來實現。這個服務器也要含有WWW服務器，以便裝載用戶的執行界面如用JavaApplet。這個服務器是運行在WINDOWS2000操作系統的平臺之上。

詳細的拓撲結構和相應的配置請參閱圖2。從圖中可以看出，這個模型可以很方便的利用現有的技術實現對無線家庭區域中的各種設備和網絡工作進行管理。如，服務器統一發出指令控制設備，設備反饋信息（通過網絡監聽或者傳輸測試方式獲得的信息）由服務器端收集，客戶端也可以通過客戶端軟件或者利用瀏覽器結合JavaApplet對服務器的程序實現控制。

要實現對AP的管理，首先要得到各Adaptor的結構信息，然后通過輪詢Adaptor屬性列表，得到其所的AP的地址列表。網絡管理員要獲得AP上某一OID對象的信息，需要先得到AP的IP地址。然后對SNMP報文進行特別封裝［5］。如要獲取IP地址為192.168.0.113的AP的sysUptime(對應的OID為1.3.6.1.2.1.1.3)，Community為public，則需要構造特定格式的Community，其中public是要轉發到被Adaptor上的SNMP請求的Community，v1表示被Adaptor上的SNMP請求的版本號是SNMPv1，192.168.0.113是要進行SNMP操作的AP設備的IP地址信息，161是被設備上SNMPAgent工作的端口號，當Adaptor收到SNMPGet-request后，對SNMP報文中的Community進行處理。Adaptor根據從Community中獲得的AP的IP地址作為索引在ProxyTable中查找匹配條目，找到匹配條目后，把SNMP報文進行轉發。AP在得到SNMPGet-request報文后，把sysUpTime的值通過SNMPGet-response報文返回給Adaptor。

4.2體系結構描述

本模型結構簡單易于實現，并且也可以集成第三方軟件。所以在軟件實現方面比較適用MVC（Model-View-Controller）結構型設計模式。MVC結構型設計模式其功能是將一個交互式應用系統的組成，分解成模型、視圖和控制三個部件，以解決軟件界面設計的可變性和適應性問題。MVC結構模式主要包括四大部件：模型（Model）、視圖（View）、控制器（Controller）、觀察器（Observer）。并體現了一種基于注冊管理的機制。圖3給出了這個軟件模型的類圖描述，并用ACME語言描述了軟件體系結構。ACME語言描述此軟件設計的類圖結構：

SystemMVC={

ComponentModel={

Portsend-message

Portreceive-commond

Portreceive-request

}

ComponentView={

Portsend-message

Portsend-request

Portreceive-request

Portreceive-message

}

ComponentController={

Portsend-commond

Portsend-request

Portsend-message

Portreceive-message

}

ComponentObserver={

Portsend-request

Portreceive-message

}

ConnectorConstituteModel-Controller={Rolescreater，createe}

ConnectorAssociateObserver-Model={Rolesapplicant，accepter}

ConnectorAssociateObserver-View={Rolesapplicant，accepter}

ConnectorAssociateObserver-Controller={Rolesapplicant，accepter}

ConnectorAssociateModel-View={Rolesapplicant，accepter}

ConnectorAssociateModel-Controller={Rolesapplicant，accepter}

ConnectorAssociateController-View={Rolesapplicant，accepter}

Attachments{

Controllersend-commondtoConstituteModel-Controllercreater

Modelreceive-commondtoConstituteModel-Controllercreate

Modelsend-messagetoAssociateModel-Controllerapplicant

Controllerreceive-messagetoAssociateModel-Controlleraccepter

Controllersend-requesttoAssociateController-Viewapplicant

Viewreceive-requesttoAssociateController-Viewaccepter

Viewsend-requesttoAssociateModel-Viewapplicant

Modelreceive-requesttoAssociateModel-Viewaccepter

Modelsend-messagetoAssociateModel-Viewapplicant

Viewreceive-messagetoAssociateModel-Viewaccepter

Observersend-requesttoAssociateObserver-Modelapplicant

Modelreceive-requesttoAssociateObserver-Modelaccepter

Modelsend-messagetoAssociateObserver-Modelapplicant

Observerreceive-messagetoAssociateObserver-Modelaccepter

Observersend-requesttoAssociateObserver-Viewapplicant

Viewreceive-requesttoAssociateObserver-Viewaccepter

Viewsend-messagetoAssociateObserver-Viewapplicant

Observerreceive-messagetoAssociateObserver-Viewaccepter

Observersend-requesttoAssociateObserver-Controllerapplicant

Controllerreceive-requesttoAssociateObserver-Controlleraccepter

Controllersend-messagetoAssociateObserver-Controllerapplicant

Observerreceive-messagetoAssociateObserver-Controlleraccepter

}

}

5總結

無線家庭區域管理系統在家庭環境中被開發出來管理不同種類的無線的和有線的網絡。設計的目標是各種無線網絡的共存，支持QoS和智能管理。這個結構有一個集中管理的服務器和配套的功能性客戶終端。這種按照更能分級的結構更具有適應性。這個原型是基于現有技術和JAVA的適應不同平臺的特性來實現的，希望在不久的將來，擁有完備的獨立的系統軟件出現以便于各種無線的和有線的網絡達到一體化，這也為智能家庭創造了一個更具兼容性的平臺。

參考文獻

［1］EURESCOM：LUPA：Localprovisionof3Gand3G+services，availableathttp：//www.eurescom.de/(May2003)

［2］PresuhR(Ed.).ManagementInformationBase(MIB)fortheSimpleNetworkManagementProtocol(SNMP).RFC3418，2002-12

［3］IEEEStd802.11b-1999.Higher-speedPhysicalLayerExtensioninthe2.4GHzBand.InstituteofElectricalandElectronicsEngineering，Inc.，1999-09

［4］DesignofaManagementSystemforWirelessHomeAreaNetworking，TampereUniversityofTechnologyInstituteofDigitalandComputerSystemsKorkeakoulunkatu1，FIN-33720Tampere，Finland

［5］單紀文，張秉權，徐濤.WLAN的一種分層管理結構設計及實現［J］.計算機工程，2005年2月第31卷第3期：121-130