1.1.1 資源層
　　資源層包括提供流量采集服務(wù)的分布式流量采集器WSDM Agent，它們通過調(diào)用管理服務(wù)層的WSDM Agent注冊服務(wù)實(shí)行自主注冊，具備向管理服務(wù)層主動匯報(bào)、自主管理和主動服務(wù)等功能。進(jìn)行流量采集時的方法各異，結(jié)構(gòu)也不盡相同，但是對外包裝成統(tǒng)一的WSDM服務(wù)接口，可以方便地通過管理服務(wù)層對WSDM Agent進(jìn)行管理。
1.1.2 管理服務(wù)層
　　管理服務(wù)層包括應(yīng)用組件、服務(wù)組件、管理平臺以及數(shù)據(jù)庫。其中,應(yīng)用組件是對展示層提供支持的各種管理服務(wù)，包括策略管理模塊、WSDM Agent管理模塊、流量數(shù)據(jù)管理模塊以及流量分析模塊等系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的模塊。服務(wù)組件是對資源層的各種WSDM Agent資源的支持，包括安全審計(jì)、日志服務(wù)、異常服務(wù)、自主管理等，主要是管理服務(wù)器自主實(shí)現(xiàn)的一些功能。數(shù)據(jù)庫部分是應(yīng)用組件中各模塊對應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲。中間層的管理平臺是管理服務(wù)層的核心，是對應(yīng)用組件、服務(wù)組件以及數(shù)據(jù)庫的支持，包括Web服務(wù)、WSDM服務(wù)的引擎和API等。
　　策略管理模塊：主要是底層流量采集器(WSDM Agent)的使用策略以及流量采集策略的管理。
　　WSDM Agent管理模塊：為合法的流量采集器(WSDM Agent)提供注冊以及更改WSDM Agent運(yùn)行狀態(tài)服務(wù)，再根據(jù)WSDM Agent的使用策略調(diào)用符合條件的WSDM Agent提供的流量采集服務(wù)。WSDM Agent開發(fā)人員可以將新開發(fā)的服務(wù)通過WSDM Agent管理模塊注冊發(fā)布到管理服務(wù)層，從而方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展開發(fā)。
　　流量數(shù)據(jù)管理模塊：對資源層送來的流量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，為流量分析模塊提供原始的流量數(shù)據(jù)，并寫入原始流量數(shù)據(jù)庫中；通過對網(wǎng)絡(luò)原始流量數(shù)據(jù)的分析得到整個網(wǎng)絡(luò)的流量統(tǒng)計(jì)信息，并將該統(tǒng)計(jì)結(jié)果存入流量統(tǒng)計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中，為展示層的流量時空狀態(tài)顯示模塊提供態(tài)勢展示數(shù)據(jù)。
　　流量分析模塊：對采集到的網(wǎng)絡(luò)原始流量數(shù)據(jù)進(jìn)行完整的測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)帶寬分布分析、網(wǎng)絡(luò)瓶頸分析、網(wǎng)絡(luò)流量異常分析、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用流量監(jiān)測等，對網(wǎng)絡(luò)健康狀況及未來的發(fā)展趨勢做出準(zhǔn)確判斷。
1.1.3 展示層
　　展示層包括流量時空狀態(tài)顯示模塊。該模塊可以從流量數(shù)據(jù)庫中取得所要查詢的網(wǎng)絡(luò)流量歷史信息，也可以調(diào)用管理服務(wù)層提供的服務(wù)觸發(fā)流量信息更新采集實(shí)時的流量數(shù)據(jù)，還可以通過服務(wù)將合法用戶的操作信息送到管理服務(wù)層，根據(jù)用戶需求采用圖形用戶界面GUI將流量態(tài)勢分析的結(jié)果展示出來。提供包括實(shí)時報(bào)表、日報(bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表等多種格式的流量報(bào)表，還可以以直方圖，二維、三維坐標(biāo)曲線，扇形圖等形式向用戶展示實(shí)時的網(wǎng)絡(luò)鏈路流量信息以及大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢分析的結(jié)果。
1.2 物理視圖
　　系統(tǒng)的物理部署情況如圖2所示。由于系統(tǒng)采用3種方式進(jìn)行流量采集，因此,針對SNMP設(shè)備則使用SNMP網(wǎng)關(guān)(采集器)，針對NetFlow設(shè)備則使用NetFlow采集器。另外還部署了網(wǎng)絡(luò)探針(采集器)，這些采集器都部署在網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)或關(guān)鍵鏈路處，將通過路由器或交換機(jī)采集到的原始流量數(shù)據(jù)發(fā)送到流量管理平臺，流量管理服務(wù)器及流量數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行交互，對分布式的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，并將原始的流量數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)分析之后的態(tài)勢數(shù)據(jù)存入流量數(shù)據(jù)庫中，門戶系統(tǒng)服務(wù)器通過調(diào)用流量管理平臺提供的服務(wù)滿足用戶的查詢請求。

1.3 處理視圖
　　系統(tǒng)的處理視圖如圖3所示。具體的處理流程如下：
　　(1) 流量采集器(WSDM Agent)通過調(diào)用管理服務(wù)層對合法WSDM Agent提供的注冊服務(wù)進(jìn)行注冊。
　　(2) 合法WSDM Agent的注冊信息寫入流量WSDM Agent注冊數(shù)據(jù)庫，此時表明該WSDM Agent正常工作。
　　(3) 管理服務(wù)層按照流量采集器(WSDM Agent)使用策略調(diào)用已注冊WSDM Agent的服務(wù)。
　　(4) 流量采集器(WSDM Agent)返回采集的流量數(shù)據(jù)。
　　(5) WSDM Agent送來的流量數(shù)據(jù)經(jīng)過流量數(shù)據(jù)管理模塊與流量分析模塊的交互處理后，將經(jīng)過融合處理的分布式流量數(shù)據(jù)以及得出的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)寫入流量數(shù)據(jù)庫。
　　(6) 用戶進(jìn)行流量查詢請求。
　　(7) 服務(wù)實(shí)現(xiàn)模塊將用戶的請求轉(zhuǎn)換成對流量數(shù)據(jù)管理模塊和流量分析模塊的服務(wù)調(diào)用。
　　(8) 流量數(shù)據(jù)管理與流量分析模塊從流量數(shù)據(jù)庫中查詢得到用戶請求的流量數(shù)據(jù)。
　　(9) 服務(wù)實(shí)現(xiàn)模塊得到所請求的流量數(shù)據(jù)。
　　(10) 服務(wù)實(shí)現(xiàn)模塊將請求的流量數(shù)據(jù)送到位于展示層的流量時空狀態(tài)顯示模塊中，將流量信息展示給用戶。

1.4 流量分析系統(tǒng)架構(gòu)
　　流量分析系統(tǒng)是整個流量監(jiān)測系統(tǒng)的核心，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。該架構(gòu)分為5個模塊：流量采集模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、流量分析模塊、數(shù)據(jù)存儲與管理模塊。由流量監(jiān)測系統(tǒng)總體架構(gòu)可知，流量分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的這5個功能模塊分別位于總體架構(gòu)的各個層次。

　　位于資源層中的流量采集模塊和數(shù)據(jù)接收模塊，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流采集技術(shù)采用某種機(jī)制(例如基于NetFlow的流信息數(shù)據(jù)采集）實(shí)現(xiàn)分布式的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)的采集，構(gòu)成流量采集器(WSDM Agent)；然后由數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)將這些分布式的流量采集器(WSDM Agent)采集到的原始流量數(shù)據(jù)上傳至位于管理服務(wù)層的流量管理平臺中；由流量管理平臺中的流量分析模塊對這些分布式的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行全網(wǎng)絡(luò)的OD流[8]的計(jì)算，之后對OD流進(jìn)行進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)和分析判定，提供包括確定網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵鏈路、瓶頸節(jié)點(diǎn)、識別網(wǎng)絡(luò)中的大象流及判定異常流等功能，并將得到的這些分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果保存到流量數(shù)據(jù)庫。流量數(shù)據(jù)庫由數(shù)據(jù)存儲與管理模塊進(jìn)行維護(hù)。該模塊設(shè)計(jì)為存儲網(wǎng)絡(luò)實(shí)時流量和歷史流量數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果數(shù)據(jù)，由流量管理平臺中的流量數(shù)據(jù)管理模塊將資源層發(fā)送上來的經(jīng)過預(yù)處理的原始流量數(shù)據(jù)保存到該模塊所屬的原始流量數(shù)據(jù)庫中。
2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
2.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
　　本文設(shè)計(jì)的校園網(wǎng)流量監(jiān)測系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，沒有采用面向服務(wù)架構(gòu)的監(jiān)測系統(tǒng)，具有更好的松耦合性，并且更容易進(jìn)行擴(kuò)展。為了進(jìn)一步驗(yàn)證其可以應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)的校園網(wǎng)流量監(jiān)測中，并驗(yàn)證所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的創(chuàng)新性與實(shí)用性，本文基于校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了一個原型系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)中涉及的關(guān)鍵技術(shù)如下：
　　(1)基于Glassfish平臺的Agent服務(wù)開發(fā)技術(shù)。Glassfish是Sun公司新推出的一款Java EE服務(wù)器，與Tomcat相比，Glassfish服務(wù)器擁有延遲加載、動態(tài)映射等技術(shù)，并且與其他商用組件和開源組件具有很好的兼容性，所以在XML處理以及Web Service方面有很大的優(yōu)勢。
　　(2) 基于Apache Muse的WSDM Agent開發(fā)，將流量采集功能包裝成標(biāo)準(zhǔn)的WSDM服務(wù)。Apache Muse通過Java實(shí)現(xiàn)了WSDM規(guī)范，用戶可以使用它為可管理的資源創(chuàng)建Web服務(wù)接口?；贛use建立的應(yīng)用程序可以部署在Java EE環(huán)境中。
　　(3) 將WSDM Agent注冊模塊集成到Glassfish平臺中，這個過程修改和調(diào)用了Glassfish的內(nèi)部相關(guān)接口。
　　(4) 流量分析模塊中確定關(guān)鍵鏈路、確定瓶頸節(jié)點(diǎn)、識別大象流以及判定異常流的相關(guān)方法的實(shí)現(xiàn)。
　　(5) 流量數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲以及分析結(jié)果顯示技術(shù)。采用基于JDBC的數(shù)據(jù)庫連接進(jìn)行流量數(shù)據(jù)的存儲以及顯示。
2.2 運(yùn)行測試
　　首先測試系統(tǒng)中流量分析模塊實(shí)現(xiàn)的確定網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵鏈路、識別大象流、判別異常流3種功能。流量分析模塊采用Perl語言編程實(shí)現(xiàn)，可以同時在Windows系統(tǒng)或者Linux系統(tǒng)上運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果先輸出為文本文件，后導(dǎo)入MySQL數(shù)據(jù)庫中。圖5～圖7展示了系統(tǒng)中流數(shù)據(jù)分析模塊的運(yùn)行效果。

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　　圖8是對校園網(wǎng)中IP地址為10.128.254.254的Router的IfIndex10接口的流量監(jiān)測服務(wù)的測試報(bào)告圖。測試時間為2008年10月31日，上午10點(diǎn)至12點(diǎn)，圖中顯示出該路由器接口的流量。該流量測試報(bào)告顯示了網(wǎng)絡(luò)實(shí)時流量隨時間變化的狀態(tài)，在該時間段內(nèi)，流入該接口的網(wǎng)絡(luò)流量最大值為443.47 MB，平均值為293.09 MB，流出該接口的最大網(wǎng)絡(luò)流量值為460.31 MB，平均值為321.23 MB。