主講：陳偉宏職稱：副教授湖南城市學院計算機科學系2011.97.4簡單網絡管理協議SNMP1.基本概念網絡管理包括對硬件、軟件和人力的使用、綜合與協調，以便對網絡資源進行監視、測試、配置、分析、評價和控制，這樣就能以合理的價格滿足網絡的一些需求，如實時運行性能，服務質量等。網絡管理常簡稱為網管。網絡管理并不是指對網絡進行行政上的管理。網絡管理的一般模型管理站因特網網絡管理員被管設備——管理程序（運行SNMP客戶程序）——代理程序（運行SNMP服務器程序）AAAAM被管設備被管設備被管設備MAA被管設備網管協議網絡管理模型中的主要構件管理站也常稱為網絡運行中心

NOC(NetworkOperationsCenter)，是網絡管理系統的核心。管理程序在運行時就成為管理進程。管理站（硬件）或管理程序（軟件）都可稱為管理者(manager)。網絡管理員(administrator)指的是人。在每一個被管設備中都要運行一個程序以便和管理站中的管理程序進行通信。這些運行著的程序叫做網絡管理代理程序，或簡稱為代理。網絡管理協議網絡管理協議，簡稱為網管協議。需要注意的是，并不是網管協議本身來管理網絡。網管協議就是管理程序和代理程序之間進行通信的規則。網絡管理員利用網管協議通過管理站對網絡中的被管設備進行管理?？蛻舴掌鞣绞焦芾沓绦蚝痛沓绦虬纯蛻舴掌鞣绞焦ぷ?。管理程序運行SNMP客戶程序，向某個代理程序發出請求（或命令），代理程序運行SNMP服務器程序，返回響應（或執行某個動作）。在網管系統中往往是一個（或少數幾個）客戶程序與很多的服務器程序進行交互。網絡管理的基本原理若要管理某個對象，就必然會給該對象添加一些軟件或硬件，但這種“添加”必須對原有對象的影響盡量小些。SNMP的指導思想SNMP最重要的指導思想就是要盡可能簡單。SNMP的基本功能包括監視網絡性能、檢測分析網絡差錯和配置網絡設備等。在網絡正常工作時，SNMP可實現統計、配置、和測試等功能。當網絡出故障時，可實現各種差錯檢測和恢復功能。雖然SNMP是在TCP/IP基礎上的網絡管理協議，但也可擴展到其他類型的網絡設備上。SNMP的管理站和委托代理整個系統必須有一個管理站。管理進程和代理進程利用SNMP報文進行通信，而SNMP報文又使用UDP來傳送。若網絡元素使用的不是SNMP而是另一種網絡管理協議，SNMP協議就無法控制該網絡元素。這時可使用委托代理(proxyagent)。委托代理能提供如協議轉換和過濾操作等功能對被管對象進行管理。7.5應用進程跨越網絡的通信大多數操作系統使用系統調用(systemcall)的機制在應用程序和操作系統之間傳遞控制權。對程序員來說，每一個系統調用和一般程序設計中的函數調用非常相似，只是系統調用是將控制權傳遞給了操作系統。多個應用進程

使用系統調用的機制應用程序1應用程序2應用程序n…由應用程序調用的系統函數用戶地址空間中的應用程序系統調用接口系統地址空間中的協議軟件包括TCP/IP協議軟件的操作系統內核應用編程接口API

(ApplicationProgrammingInterface)

當某個應用進程啟動系統調用時，控制權就從應用進程傳遞給了系統調用接口。此接口再將控制權傳遞給計算機的操作系統。操作系統將此調用轉給某個內部過程，并執行所請求的操作。內部過程一旦執行完畢，控制權就又通過系統調用接口返回給應用進程。系統調用接口實際上就是應用進程的控制權和操作系統的控制權進行轉換的一個接口，即應用編程接口API。幾種應用編程接口APIBerkeleyUNIX操作系統定義了一種API，它又稱為套接字接口(socketinterface)。微軟公司在其操作系統中采用了套接字接口API，形成了一個稍有不同的API，并稱之為WindowsSocket。AT&T為其UNIX系統V定義了一種API，簡寫為TLI(TransportLayerInterface)。應用進程通過套接字接入到網絡應用進程TCP由應用程序控制因特網由操作系統控制客戶服務器套接字TCP應用進程套接字套接字的作用當應用進程需要使用網絡進行通信時就發出系統調用，請求操作系統為其創建“套接字”，以便把網絡通信所需要的系統資源分配給該應用進程。操作系統為這些資源的總和用一個叫做套接字描述符的號碼來表示，并把此號碼返回給應用進程。應用進程所進行的網絡操作都必須使用這個號碼。通信完畢后，應用進程通過一個關閉套接字的系統調用通知操作系統回收與該“號碼”相關的所有資源。套接字描述符表（每一個進程一個描述符）0：1：2：3：4：操作系統套接字的數據結構協議族：PF_INET服務：SOCK_STREAM本地IP地址：遠地IP地址：本地端口：遠地端口：調用socket創建套接字系統調用使用順序的例子服務器端socketbindlistenacceptrecvsendclose客戶端socketrecvsendcloseconnect連接建立請求Multimedia多媒體信息的特點多媒體信息（包括聲音和圖像信息）與不包括聲音和圖像的數據信息有很大的區別。多媒體信息的信息量往往很大。在傳輸多媒體數據時，對時延和時延抖動均有較高的要求。多媒體數據往往是實時數據(realtimedata)，它的含義是：在發送實時數據的同時，在接收端邊接收邊播放。因特網是非等時的模擬的多媒體信號經過采樣和模數轉換變為數字信號，再組裝成分組。這些分組的發送速率是恒定的（等時的）。傳統的因特網本身是非等時的。因此經過因特網的分組變成了非恒定速率的分組。tt因特網t模擬信號t采樣后的信號構成分組恒定速率非恒定速率接收端需設置適當大小的緩存。當緩存中的分組數達到一定的數量后再以恒定速率按順序把分組讀出進行還原播放。緩存實際上就是一個先進先出的隊列。圖中標明的T叫做播放時延。在接收端設置緩存tT緩存（隊列）恒定速率t非恒定速率有可能發生分組丟失緩存使所有到達的分組都經受了遲延。早到達的分組在緩存中停留的時間較長，而晚到達的分組在緩存中停留的時間則較短。以非恒定速率到達的分組，經過緩存后再以恒定速率讀出，就能夠在一定程度上消除了時延的抖動。但我們付出的代價是增加了時延。緩存的影響需要解決的問題時延敏感(delaysensitive)

傳輸時延不能太大，時延抖動也必須受到限制。丟失容忍(losstolerant)

對于傳送實時數據，很少量分組的丟失對播放效果的影響并不大（因為這是由人來進行主觀評價的），因而是可以容忍的。序號

由于分組的到達可能不按序，但將分組還原和播放時又應當是按序的。時間戳(timestamp)

要使接收端能夠將節目中本來就存在的正常的短時間停頓（如音樂中停頓幾拍）和因某些分組的較大遲延造成的“停頓”區分開來。目前因特網提供的音頻/視頻服務大體上可分為三種類型流式(streaming)存儲音頻/視頻——邊下載邊播放。流式實況音頻/視頻——邊錄制邊發送。交互式音頻/視頻——實時交互式通信。“邊下載邊播放”中的“下載”“邊下載邊播放”結束后，在用戶的硬盤上沒有留下有關播放內容的任何痕跡。流媒體(streamingmedia)，即流式音頻/視頻。流媒體特點就是“邊下載邊播放”(streamingandplaying)。實時流式協議RTSP

(Real-TimeStreamingProtocol)

RTSP協議以客戶服務器方式工作，它是一個多媒體播放控制協議，用來使用戶在播放從因特網下載的實時數據時能夠進行控制，如：暫停/繼續、后退、前進等。因此RTSP又稱為“因特網錄像機遙控協議”。要實現RTSP的控制功能，我們不僅要有協議，而且要有專門的媒體播放器(mediaplayer)和媒體服務器(mediaserver)。交互式音頻/視頻

----IP電話狹義的IP電話就是指在IP網絡上打電話。所謂“IP網絡”就是“使用IP協議的分組交換網”的簡稱。廣義的IP電話則不僅僅是電話通信，而且還可以是在IP網絡上進行交互式多媒體實時通信（包括話音、視像等），甚至還包括即時傳信IM(InstantMessaging)。IP電話網關的幾種連接方法分組交換電路交換電路交換

因特網PC到PC公用電話網IP

電話網關

因特網PC到固定電話機公用電話網IP

電話網關公用電話網IP

電話網關因特網固定電話機到固定電話機IP電話的通話質量IP電話的通話質量主要由兩個因素決定。一個是通話雙方端到端的時延和時延抖動，另一個是話音分組的丟失率。但這兩個因素是不確定的，是取決于當時網絡上的通信量。經驗證明，在電話交談中，端到端的時延不應超過250ms，否則交談者就能感到不自然。IP電話的端到端時延(1)話音信號進行模數轉換要經受時延。(2)話音比特流裝配成話音分組的時延。(3)話音分組的發送需要時間，此時間等于話音分組長度與通信線路的數據率之比。(4)話音分組在因特網中的存儲轉發時延。(5)話音分組在接收端緩存中暫存所引起的時延。(6)話音分組還原成模擬話音信號的時延。(7)話音信號在通信線路上的傳播時延。(8)終端設備的硬件和操作系統產生的接入時延。低速率話音編碼的標準(1)G.729——速率為8kb/s的共軛結構代數碼激勵線性預測聲碼器CS-ACELP(Conjugate-StructureAlgebraic-Code-ExcitedLinearPrediction)。(2)G.723.1——速率為5.3/6.3kb/s的為多媒體通信用的低速率聲碼器。關于SkypeSkype采用了P2P和全球索引技術提供快速路由選擇機制，管理成本大大降低。由于用戶路由信息分布式存儲于因特網的結點中，因此呼叫連接完成得很快。Skype采用了端對端加密方式，保證信息的安全性。Skype使用P2P的技術，用戶數據主要存儲在P2P網絡中，因此必須保證存儲在公共網絡中的數據是可靠的和沒有被篡改的。Skype對公共目錄中存儲的和用戶相關的數據都采用了數字簽名，保證了數據無法被篡改。Skype的問世給全球信息技術和通信產業帶來深遠的影響，也給每一位網絡使用者帶來生活方式的改變。IP電話所需要的幾種應用協議TCPUDP信令服務質量IPv4/IPv6RTSPRTCPRSVPH.323SIPRTP應用層協議音頻/視頻SDP底層網絡實時運輸協議RTP

(Real-timeTransportProtocol)

RTP為實時應用提供端到端的運輸，但不提供任何服務質量的保證。多媒體數據塊經壓縮編碼處理后，先送給RTP封裝成為RTP分組，再裝入運輸層的UDP用戶數據報，然后再交給IP層。RTP是一個協議框架，只包含了實時應用的一些共同的功能。RTP自己并不對多媒體數據塊做任何處理，而只是向應用層提供一些附加的信息，讓應用層知道應當如何進行處理。RTP的層次從應用開發者的角度看，RTP應當是應用層的一部分。在應用的發送端，開發者必須編寫用RTP封裝分組的程序代碼，然后把RTP分組交給UDP插口接口。在接收端，RTP分組通過UDP插口接口進入應用層后，還要利用開發者編寫的程序代碼從RTP分組中把應用數據塊提取出來。RTP也可看成是

運輸層的一個子層RTP封裝了多媒體應用的數據塊。由于RTP向多媒體應用程序提供了服務（如時間戳和序號），因此也可以將RTP看成是在UDP之上的一個運輸層的子層。運輸層應用層IP數據鏈路層物理層RTPUDPRTP分組的首部格式12字節序號位01381631有效載荷類型版本PXM參與源數時間戳同步源標識符(SSRC)參與源標識符(CSRC)[0..15]…發送RTP分組UDP用戶數據報IP數據報IP首部UDP首部RTP首部RTP數據部分（應用層數據）實時運輸控制協議RTCP(RTPControlProtocol)

RTCP是與RTP配合使用的協議。RTCP協議的主要功能是：服務質量的監視與反饋、媒體間的同步，以及多播組中成員的標識。RTCP分組也使用UDP傳送，但RTCP并不對聲音或視像分組進行封裝。可將多個RTCP分組封裝在一個UDP用戶數據報中。RTCP分組周期性地在網上傳送，它帶有發送端和接收端對服務質量的統計信息報告。H.32