51CTO下载-基于MRTG、RRDTOOL的校园网络流量监测系统.pdf

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1、第 2 0 卷第 1 期 2 O O 7年 3月 连云港职业技术学院学报 J o u mal o f L i a n y u n g a n g T e c h n i c a l C o l l e g e Vo 1 2 0 No 1 Ma r 2 0C r 7 文章编号：1 0 0 9 4 3 1 8(2 x 7)o l O O O 6 0 3 基于 MR T G、R R D T O O L的 校园网络流量监测 系统 马安 龙，赵 劲松(1 东南大学，江苏 南京 2 1 0 0 0 0；2 吉林农委信息中心，吉林 长春 1 3 0 0 5 1)摘要：流量监测是网络管理的重要 内容，在校园网

2、中基于 唧、R R D T O O L平台配置网络流量监测系统，实现流量数据 保存到 r r d数据库，以网页形式反映监测信息，并配合 s h e l l 脚本绘制特定历史流量的统计分析图，来实现对网络流量的监测和 分析。，、关键词：M R T G；R R D T O O L；流量监测：网络性能 中图分类号：9 3 1 8 文献标识码：A 1 引言 随着计算机网络、通信技术的快速发展，网络规模逐渐 增大，应用越来越多 计算机网络管理也得到人们越来越多 的重视。利用适当的工具监测网络的流量和性能，能够及时 了解应用系统的运行状态，发现网络瓶颈，从而优化网络结 构，提供高质量的网络服务。流量监测对

3、于网络管理有着重 要意义，是网络管理系统中一个重要的部分，它可以反映网 络的负载情况。有效的网络流量监测不仅能够让网络管理 人员及时了解网络的运行状态，对网络出现的问题做出及时 调整和排除，也可作为网络规划和排除网络故障的依据。2 网络监测的原理和方法 2 1 网络监测技术 在网络监测的实现方法上有被动和主动两种方式。被 动监测主要是收集网络设备和服务器的状态数据来实现，用 于分析各种性能参数，如进出流量、负载、内存使用率等，这 种方式基本不影响网络的运行，可以持续地进行监测；主动 监测则是发送探测性的流量来监测网络的性能参数，如网络 的吞吐量、丢包率、时延等，用于事先发现网络瓶颈，优化网 络

4、结构。可以看出，被动和主动不同之处在于主动性能监测 实现中引入了模拟测试流量，因此能发现网络中隐藏的性能 问题，但同时也可能对正常运行的网络产生影响。被动测量是从网络中的某一点收集流量信息，如基于简 单网络管理协议(S mI I)：S i mp l e N e t w o r k M a n a g e m e n t P a,t o)的 流量测量，使用路由器或交换机收集数据或者一个独立设备 被动地监测网络链路的流量。它不向网络发送数据包，而是 通过在线监听网络数据包，分析数据包的到达时间、数据包 大小、数据包个数等。2 2 简单网管协议(S N M P)S N M P是由 EI F提出的基于

5、 T C P I P的互联网管理协议，定义了传送管理信息的协议消息格式及管理站和设备代理 收稿 日期：2 O O 6 1 21 1 之间进行消息传送的规程，能对互联网中不同类型的设备进 行监测和管理。S N MP协议的简单性、灵活性和可扩展性使得其成为事 实上的计算机网络管理标准。S N M P网络管理模型包括四个 关键元素：管理代理、网络管理者、管理信息库(M)、网络管 理协议。管理代理用于从网络设备收集管理信息，网络管理 者与各个管理代理之间采用 S N M P网络管理协议进行通信；而 M I B 是网络设备所有需要被管理对象的集合，它是一个按 照层次结构组织的树状结构，树中的相应叶子节点

6、为管理对 象。S N MP是事实上的网管标准，网络设备大都支持 S N M P 协议使 得基 于 S N M P协议对 网络流量 的采集 得以实 现。M R T G(M u l t i R o u t e r T r a ff i c G r a p h e r)就是典型的基于 S N M P协议 的网络流量统计分析工具，其优点是能直观地显示流量信 息，但它不能长期保存 流量信息。本 文叙述 了如何结合 l V l R T G、R R D T O O L实现流量信息长期保存和历史流量的统计 分析。3 M R T G、R R D T O O L介绍 lV l R T G是由T o b i a s

7、 O e t i k e r 和 D a v e R a n d设计的。它适合 于各种规模的网络，并可以监测主机、服务器以及路由器的 网卡流量。自 从 1 9 9 5 年春 M I r G在 I n t e m e t 上免费发布后，便以其简便易用的特点迅速地普及开来。它通过 S N M P协议 得到设备的流量信息，并直观地以包含 P N G格式图形的 H T-ML文档的方式显示流量信息。R R D T O O L是 T o b i as O e t i k e r 设计的一个基于 P e a l 的功能 强大的数据储存和图形生成工具，最初设计 目的是为流量统 计分析工具 lV l R T G

8、提供更好的数据存储性能和更强的图形 生成功能。基于 R R D T O O L实现系统，不需要处理繁琐的数 据存储及图形生成，可以将精力集中在系统的其它方面，从 而最大限度地提高系统执行效率。维普资讯 http:/ 第 2 0 卷第 1 期 马安龙，赵劲松：基于 M 1 T I G、I：R D T O O L 的校园网络流量监测系统 7 h 的一个缺点是以文本文件的形式来储存监测到的 流量数据，并且数据类型只能是整型。R R D数据库采用十分 紧凑的方式存放数据，具有非常高的性能，并采用循环的方 式使用数据库，确保数据库的大小不会无限制地增长，减少 了额外的维护。I：t B I O O L采用

9、十分易于掌握的语句格式来 实现数据库的创建，使系统的实现具有很高的效率。R R D把数据存储在预先分配好的区域里，叫做循环夹 舳 (R o u n dR o b i n A r c l l i v e 8)，每个 R R A都预先定义大小和数 据压缩策略，一个 R R D可以有若干个 R R A，一个 R R A可以 有 若干个数据源 D S(D m S o u m e)，各 R R A相互独立。R R D可 以看成一种“循环数据库”，数据以一个圆的方式循环存放，数据库空间大小根据需要预先设定，同时通过一个指针指向 每次数据存放的位置，当存放数据空间用完时，新的数据将 替换掉旧数据，从而保证数

10、据文件的完整，避免了一段时间 后数据存储量的剧增。此外，R R D采用循环缓冲区来减少磁 盘与内存之间的数据传输，提高了存取和访问数据的效率。4 吸T G、R P d 3 T O O L的配置与实现 4 1 配置路 由器(交换机)开始配置 MR T G之前，必须对需要监测的网络及设备进 行良好的规划、设计与配置，包括配置设备互联地址、网管地 址及路由，保证流量监测计算机可以与被监测设备网络层的 互通；配置 S N MP通信字符 串和端 口号，掌握需要的监测对 象号(S N MP 0 I I)，确保流量监测计算机 可以获取 正确的 S N MP信息。在路由器(交换机)上启动 S N MP代理，并

11、设置只读团体 名。命令如下：(c o n fi g)撑s m n p 一目 e I v e r e n a b l et r a p s (c o n fi g)撑m m a p 一目 e I v e r e n m m u n i t y p u b l i c r o 4 2 安装配置 h 、R B D T L 我们以 B e d H a t L i n u x 9 0平台来安装配置 h 、R R D T O O L系统，在安装 h 前首先要安装支持 h 运行的环 境：、L i b l m g、五 r e e l y p e、g d和 A p a c h e软件包。下载 麟、R B D T

12、 L软件包并安装。撑t a rz x v f rui n g-2 1 4 7 t a r 撑c d mr t g一2 1 4 7 撑 ，o 6 l 击g l 1 r e 衄=l u s r l l o c a l l m r t g、-w i t hg di n c=l u s r l l o c s l i u d e、t l l g d l i b=l u s r l l o e s l l i b、-w i t hZ l i b=l u s r l l o c s l t z l i l b、t l l p ri g-l i b=l u s r l l o v a d l l i b p

13、 n g l i b 撑r h y me 撑ma k e i n s t a l l 类似地安装好 n d t o o l 软件包，下一步就是配置 h ，实 现对网络流量的监测。h 的配置信息都保存在 m r t g 吨 文件中，创建该文件并且在其中定义希望的监测特性。首先 在 w w w服务器的 D o c u m e n t R o o t目录下创建一个子 目录用来 存放 生成的统计 文件，我们设 D o c u m e n t B o o t 在I v a r w w w l m r t g目录下，I v a r l w w w l m r t g就是 麟的工作 目录。生 成 h 配置文

14、件如下：唾 一g l o b a l“w o r k d：I v a r l w w w l m n g”一“o p ti o n s ：g r o w r i g h t，b i t s”一0 I I ，v m-w w w m r t g I n u t g 吨 p u b l i c 1 9 2 1 6 8 6 6 1 一这里的一 参数表示选项对后面指定 的设备都有 效。w o l d i v 用来指示 M l t T U,的工作 目录；0 0 l l s 用来指定一 些特定的选项；这里的 g r o w t i g h t，是用来指定图标是自左 向右的，单位为比特，对于常见的应用来说，默

15、认 o p t i o m 配置 就可以满足需求了。“一o u q m t，v a r l w w w l m r tg m r tg 吨”标识 将生成的配置文件存放的目录。“p u b l i c 1 9 2 1 6 8 6 6 1”表 示监测 I I 地址为 1 9 2 1 6 8 6 6 1的设备，采用 p u b l i c 作为共同 体名通过 S N M P协议来监测。制作首页 i n d e x h t m l：i n d e x m a k e r o u tp u t=I v a r l w w w l n mg l i n d e x h t n d 一甜e=网络流量监测 I

16、 v a r l w w w l n m g l m r tg 吨 使用 R P d Y l D O L 保存流量数据，修改 h 的配置文件 m r t g 堍 添加以下三行：L o g F o ma t：n d t o o l P a t h A d d：l u s r l l o c a l l r m o l b i n l I J b A d d：l u s r l l o c a ll r o o l l l i b l p e r l l 一旦生成正确的配置文件，就运行下面的命令：，l l 盯，l 0 c a l，皿 b i I l，皿 I v a r l w w w l n m

17、g l m r tg 吨 设定每 5 分钟执行一次：手工运行 m r t g 并不能定时产生 适当的统计信息，因此我们定时自动运行 m r t g 来生成统计信 息，默认为五分钟运行一次。以 r o o t 身份 c r o n t a be进入编 辑状态，添加内容：|s l u s r l l o e a d l n mg b i n mr t g I v a r l ww w l n mg l m r t g 吨。5 统计分析流量 R P d Y l D O L 保存的流量数据必须采用前台图示软件生成 流量图以对流量进行统计分析。我们可以使用基于 R R D的 第三方工具 r 0 I衄 B

18、 2 画 进行前台的显示，其实现原理是调用 R P d Y l DO L提供的方法生成 p ri g 图形，然后通过网页直观地进 行显示。r 0 I 衄B 2 哂 软件系统生成的流量分析图见图 1。从 图中可以直观得到设备端 口平均流量和最大流量，对流量进 行统计分析，可以辅助优化网络拓扑和排除网络故障，而且 还可实现按网络流量计费，为网络用户提供更高质量的服 务。使用 R P d Y l DO L的优势在于可以利用 R P d Y l D O L的绘图 功能绘制出我们特定需求的流量图。我们可以配合 s h e l l 脚 本利用 R P d Y l DO L 绘制我们需要的图形。例如我们可以

19、把两 个端口的流量做正负叠加的分析图，如图2所示。维普资讯 http:/ 8 连云港职业技术学 院学报 2 X X)7 年第 1 期 T s 6 i a o u H o s t i 兰 I，I I 13 1 0 0 k C 0 ll【_ t 1 U t 溢 ，f 50 k 铷 、n J rt I f 随 jI Lj r I I L j i I U 一一。一 。一 一 r 一 一 一 ”一 一 一一 ”一 一“一 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 I n c o m i n g t r a f f i c O u t g

20、o i n g t r a f f i c 1 0 B a n d w i d t h(9 7 6 6 M b p s)M a x I n：1 1 S 0 1 k()u g I n：5 7 7 k()C u r I n：s 4 3()M a x O U t：8 i 5 5 k()A u g O U t：2 8 4 3 k()c u r O U t：4 8 9 8 k(嗽)图 l 流量分析 图【L。j 一 _ -a 一 I -L一 r 一。r _ 1 ，-，T，1 I I r-_ ：ll r _-：图 2 d分析 图 图中浅色区域为网络总出口的流量，深色区域为校园网 内某一主要端口流量，图中正值

21、为流人流量，负值为流出流 量。通过此分析图可以直观地看出某一端口流量 占总流量 比率。6 总结 本流量监测系统充分利用了 I 6)T O O L 高效的数据储存 和强大的图形生成功能，基于 n 唿 系统平台，完成数据采 集，数据存储、数据分析和报告生成，可以直观地显示网络流 量信息。数据采集使用基于 的被动模式，和 R P 6)T O O L的结合可以提高运行效率，并能根据特定的分析 需要生成流量图。系统用于校园网络流量监测，对保障校园 网络的正常高效运行发挥了重要的作用，并为校园网络设备 升级和网络的规划提供重要的依据。参考文献：1 h t：o s s o e t i k e r c lV

22、m r tg d o c i n d e x e l1 1 m n 1 E B O L 2 h t t p：o s s o e fi k e r c h r r d t o o J m d n t u t o fi a 1 e n h t m l E B 1 0 L 3 h t t p：w w w na y a r e a p s，h b,d E B I O L 4 史国水，陈碧荣 娜、R R I y I D 0 I 在流量统计分析中的 应用 J 江西通信科技，2 O 0 3，(3)：1 6 1 7 5 刘琨，周伟 觚在校园网络 中的应用 J 攀枝花学 院学报，2 0 0 6，(3)：9 1

23、9 3 6 江魁，黄云森 基于 R R D t o d的网络性能监测系统实现 J 中山大学学报(自然科 学版)，2 O O 2，(增刊)：1 6 1 9 作者简介：马安龙(1 9 7 4一)，男，宁夏 中宁人，东南大学在职 研究生，连云港职业技术学院网络中心工程师，主要从事计 算机网络管理、网络安全等研究。(英文部分下转第 1 2页)维普资讯 http:/ l 2 连云港职业技术学院学报 2 0 0 7 年第 1 期 4 结束语 A u t o C A D是 A u t o d e s k公司开发的专门用于计算机绘图设 计工作的软件，自2 0 世纪 8 0年代 A u t o d e s k公

24、司推出 A u t o C A D R 1 0以来，由于其具有简便易学、精确高效等优点，一直深受 广大工程设计人员的青睐。工程领域里的设计绘 图工作，一 般都是通过形体分析、线面分析、结构分析等基本方法，运用 投影理论进行机械零件的绘图，工作专业性强，绘图效率低且 容易出错。通过创建三维实体，由三维实体 自动生成正交视 图，既符合产品开发的过程，又能提高绘图工作效率，这种绘 图方法在工程设计领域值得应用和推广。参考文献：1 本书编委会 A u t o C A D 2 O 0 2实用教程 M 陕西：西北工 业大学出版社，2 O 0 2 2 张跃峰，陈通 A u t A D 2 O 0 2 入 门

25、与提高 M 北京：清华 大学出版社，2 O 0 2 3 本书编委会 新编中文 A u t A D 2 O 0 2 精彩制作 1 5 0 例(1)M 陕西：西北工业大学出版社，2 O 0 3 4 及秀琴，杨 小军 A u t o C A D 2 0 0 5中文版实用教程 M 北 京：中国电力 出版社，2 0 0 5 作者简介：杨太德(1 9 7 0 一)男，江苏连云港人，连云港职业技术学院副教授，主要从事模具 C A D C A M研究。C o n s t r u c t i n g a Qu a d r a t u r e v i e w B a s e d o n 0b j e c t s

26、w i t h Au t o C A D YA NG T 一d e，UU S h i i t l a n (L i a n y u n g a n g T e c h n i c a l C o l l e g e，L i a n y u n g a n g 2 2 2 0 0 6，C h i n a)A b s t r a c t：T h e p a p e r i n t r o d u c e d t h e w a y a n d p r o c e d u r e i n c o n s t r u c ti n g a q u a d r a t u r e v i e w b a

27、 s e d o n t h r e e-d i me n s i o n a l o b-j ect s w i th A u t o C A D and i l l u s t r a t ed a p p l i c a t i o n s s k i l l s o f S O L V I E W and S O L D R A W K e y Wo r d s：A u t o C A D；o b j e c t s；c o n s t r u c t i n g；q u a d r a t u r e vi e w (上接第 8页)Ca mp u s Ne t wo r k Fl o

28、 wVo l u m e M o n i t o r i n g S y s t e m Bas e d o n M RTG a n d RRDTooL MA A nl o n g ，Z HAO J i n gs 0 n g 2 (1，S o u th e a s t U n i v e r s i t y，N anj i n g 2 1 0 0 0 0；2，J i l i n I n f o r m a t i o n C e n t r e oft h e A g r i c u l t u r a l C o m m i t t e e，C h a n g c h u n 1 3 0 0

29、 5 1，C h i n a)Ab s t r a c t：F l o w v o l u me mo nit o ri n g i s a l l i mp o r t a n t c o n t e n t of n e t w o r k ma n a g e me n t C a mp u s n e t w o r k fl o w v o l u me mo n i t o r i n g s y s t e m w a s c o n s t r u c t ed b a s e d o n MR T G an d R R DT O OL p l a tf o r ms S O

30、t h a t fl o w d a t a w 玳k e p t in r r d d a t a b a s e i n w h i c h w e b p a g e r e fl ect ed mo nit o r e d i n f o r ma t i o n and the s tati s t i c a l analy s i s c h a r t of s p e c i fi c h i s t o r y fl o w v o l u me wa s d r a w n with the h e l p of s h e ll s c r i p t Key W o r ds：MRTG；RRDTOOL；flo w v o l u me mo nit o r i n g；n e t wo r k p e r f o r ma n c e 维普资讯 http:/