1 引言
网络故障管理是网络管理的一个重要组成部分。故障管理的有效与否和功能强弱直接关系到被管理网络的可用性和可靠性。传统的基于SNMP的网络故障管理模型是以Client/ Server 技术为核心的集中故障管理方式。它通过不断轮询被管对象 Agents (Servers) 和接收 Agents 的报告（Trap）两种机制获得故障信息。该机制主要存在两个方面的问题:(1) 缺乏灵活性、可扩展性和本地处理能力，难以适应现代网络的故障管理的需要;(2)冗余信息过多,网络管理效率低下。
解决以上问题的基本思想是使管理智能和移动性尽可能地靠近被管设备资源。移动Agent本质上是一种可以从异构网络环境中的一台主机移动到另一台主机并可与其它Agent或资源交互的软件实体。因此，移动Agent成为网络故障管理的理想选择。故障检测在故障管理中具有重要的地位，本文提出了一种基于移动Agent的故障检测系统。
2 移动Agent简介
软件Agent是运行于动态环境的、具有高度自治能力的实体，它能够接受其它实体的委托并为之服务。移动Agent是一类特殊的软件Agent，它除了具有软件Agent的基本特性——自治性、响应性、主动性和智能性外，还具有移动性，即它可以在网络上从一台主机自主地移动到另一台主机，代表用户完成指定的任务。虽然目前不同移动Agent系统的体系结构各不相同，但几乎所有的移动Agent系统都包含移动Agent（简称MA）和移动Agent服务设施（简称MAE）两个部分。
移动Agent是一个全新的概念，虽然目前还没有统一的定义，但它至少具有如下一些基本特征：
● 身份唯一性
移动Agent必须具有特定的身份，能够代表用户的意愿。
● 移动自主性
移动Agent必须可以自主地从一个节点移动到另一个节点，这是移动Agent最基本的特征，也是它区别与其他Agent的标志。
● 运行连续性
移动Agent必须能够在不同的地址空间中连续运行，即保持运行的连续性。具体说来就是当移动Agent转移到另一节点上运行时，其状态必须是在上一节点挂起时那一刻的状态。
3 基于移动Agent的网络故障检测体系结构
故障检测是故障管理的基础，目前对数据包的监测是获取有关节点、应用程序和故障类型等信息的最有效的方法。在传统的集中式的检测模式中,大量的无用数据包发送到管理器。这种无用的数据包大大增加了网络管理器的负担。另外，由于所有的故障判定都是由网络管理器完成的，对于实时性较强的故障有时就很难检测，因为它不能在本地进行处理，必须送到网络管理站之后才能进行判定。
为了解决这些问题，我们将移动Agent技术引入到故障检测中。它能够提高网络故障检测的灵活性和分布性。对于集中式模式的信息交换，管理器可以将多个能完成特定任务的移动Agent发送到需要任务处理的设备上，这些Agent能够从一个节点移动到另一个节点。这样，平时许多原始的管理信息可以就地处理，这就大大减轻了网管平台的开销。
3.1 基于移动Agent的网络检测系统模型
基于移动Agent的网络检测系统模型如图1所示，模型由网络管理工作站、MA和具有移动Agent执行环境(MAE)的被管理节点这3个部分组成。网络管理站根据管理任务生成并派遣移动Agent，处理它所返回的数据。移动Agent可以按照管理站预先规定的路线和策略在各被管节点间迁移并收集数据和进行网络管理操作。被管理节点上存在移动Agent执行环境，执行环境接受移动Agent并且提供对本地资源的访问。网络管理站根据不同的管理任务，派遣相应的移动Agent到各个被管理节点执行管理任务。这些移动Agent在每一个被管理节点完成管理任务后携带相关的信息返回管理站，或者依次迁移到多个被管理节点，分别完成相应的管理任务后返回管理站。
由移动Agent来实现故障检测具体包含以下步骤:
(1) 给移动Agent加载实现故障检测所需的智能，此过程又称为功能委托。
(2) 移动Agent按照它的通信特性与管理者互相作用。此过程的主要目的是从管理者收到的消息中获得相关状况的本地信息。
(3) 移动Agent过滤掉告警中重复发生的告警，并将余下告警代替与某一特殊模式相匹配的一系列告警和一个新的告警相互关联。随后，移动Agent完全自主地移动到产生告警的网元。这一过程充分体现了Agent自治性和智能性的本质。
3.2被管节点（网元）结构模型
移动Agent执行环境（MAE）是支持Agent系统的关键部分，移动Agent与系统的交互、网管操作的完成以及对本地资源的访问均由它来控制和支持，它包括认证服务、资源管理和通信模块。
在简单网络管理协议(SNMP)中,管理应用与SNMP代理进行通信来完成各种网管操作。我们保留了传统网管系统对网元的成熟技术（数据采集技术），设计移动Agent(MA)与SNMP的交互接口。
在基于移动Agent的网络管理中，我们希望Agent实现其完备的自主性和自学习性，实现其真正的智能化，即对于那些曾经成功处理过的案例将被记录下来，在下次遇到此类故障时，Agent就可以直接从策略库中提取出来进行处理。因此我们设计了处理策略数据库。
4 仿真实验和数据分析
为了对系统的性能进行测试，我们在局域网上进行了实验。此局域网是由10个节点组成的以太网。管理站配置为P4 2.8G Hz CPU和1G Ram，操作系统为windows2000 Advanced Server，100Mbit/s带宽接入局域网；其他节点配置为P4 750M Hz CPU和512M Ram，操作系统为windows 2000 professor ，我们采用将部分节点仿真为路由器，每个节点的网络带宽缺省为l0Mbit/s，每条链路的带宽变化服从均值为8Mbit/s的高斯分布。
为了测试系统对网络故障的检测能力，我们与传统的SNMP网络检测的性能进行了比较。两个系统设置合适的过滤器，以获得事件信息用来捕获数据包，两个系统都分析了捕获的数据流量，识别出故障特征。实验结果如图3所示。
从图中可以看出，采用传统的SNMP网络故障检测带来的网络流量要远大于基于移动Agent结构的网络故障检测产生的流量。
5 结束语
本文提出的基于移动Agent的网络故障检测是一种新型的故障检测方法，它摒弃了传统的网络检测中管理站在某一位置的固定处理方式，利用了移动Agent的智能性、移动性和自主性优点，从而减轻了管理站的计算负载，同时还提升了网络检测系统的主动性、灵活性和重构性。移动Agent的迁移策略和安全性问题，包括移动Agent的合法性验证和携带数据的保护是我们下一步的研究目标。
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