基于AT91SAM9260工控機平臺的SNMP協(xié)議實現(xiàn)

 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成本低廉、靈活性強，在很多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。其在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用一直是一個研究熱點。SNMP(簡單網(wǎng)絡(luò)管理)協(xié)議是一種被廣泛應(yīng)用的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理協(xié)議，其最大的特點就是成本低廉，容易實現(xiàn)。SNMP協(xié)議可以管理大部分符合Internet標(biāo)準的設(shè)備。通過添加新的被管對象，可以非常方便地擴展其管理能力。即使在被管設(shè)備發(fā)生嚴重的錯誤時，協(xié)議本身的特點也促使其不會影響管理者的正常工作。

本文介紹一種基于AT91SAM9260工控機平臺的SNMP協(xié)議實現(xiàn)方法，通過開發(fā)能在AT91SAM9260工控機平臺上運行的SNMP Agent(SNMP代理)，并擴展其MIB(管理信息)庫，實現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上管理工控機本身和與工控機通過其他通信協(xié)議連接的設(shè)備資源。

1 SNMP(簡單網(wǎng)絡(luò)管理)協(xié)議介紹

1.1 SNMP協(xié)議概述

SNMP協(xié)議是一種基于TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準，被廣泛應(yīng)用于管理互聯(lián)網(wǎng)上眾多廠家的軟硬件平臺。SNMP協(xié)議的模型如圖1所示，其中管理應(yīng)用通過發(fā)送Get、Set、GetNext、GetResponse和Event這五種類型的消息來讀取或設(shè)置被管設(shè)備的MIB庫，實現(xiàn)對被管設(shè)備的管理。

SNMP協(xié)議作為應(yīng)用層協(xié)議，通過用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)來實現(xiàn)管理信息在互聯(lián)網(wǎng)上的傳輸，相對于TCP協(xié)議，UDP這種無連接的通信方式，不但加強了SNMP協(xié)議的穩(wěn)定性，而且提高了SNMP協(xié)議的運行效率。

1.2 MIB(管理信息)庫

MIB庫是管理站可以通過SNMP協(xié)議訪問的被管理對象的集合。MIB描述了被管理對象能夠為管理者提供哪些管理信息以及這些信息之間的關(guān)系。MIB使用ASN.1描述語言對對象進行描述。ASN.1使被描述對象在邏輯上形成樹形結(jié)構(gòu)(如圖2)，這樣管理站就可以很方便地訪問到MIB庫中各個節(jié)點的信息。ASN.1描述語言也提供了基本編碼規(guī)則(BER)，使MIB庫中數(shù)據(jù)按規(guī)則轉(zhuǎn)換為串行字節(jié)流在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。

2 開發(fā)環(huán)境介紹

2.1 AT91SAM9260工控機

本文使用的AT91SAM9260工控機是一套基于ARM926EJ-S核心的嵌入式工控機系統(tǒng)，處理器采用ATMEL公司的AT91SAM9260，210 MHz，230MIPs。存儲器包括64MB NandFlash，64MB SDRAM，2MB NorFlash。網(wǎng)絡(luò)(Ether-net)單元為一個10/100M網(wǎng)絡(luò)。操作系統(tǒng)為2.6.19內(nèi)核的嵌入式linux。該設(shè)備的軟硬件平臺是完全滿足SNMP協(xié)議的開發(fā)需求的。

2.2 net-snmp開發(fā)包

net-snmp開發(fā)包是由加州大學(xué)戴維斯分校(University ofCalifonia，Davis)開發(fā)并維護的可在linux系統(tǒng)下使用的SNMP協(xié)議開發(fā)程序。本文使用的是net-snmp-5.4.4版本，其組成內(nèi)容主要包括：

1)可擴展SNMP Agent程序(snmpd)開發(fā)庫;

2)幾個用于設(shè)置SNMP代理變量的管理端命令(snmpget，snmpset，snmpwalk等);

3)將MIB文件轉(zhuǎn)換成C語言程序用于MIB庫擴展的mib2c工具;等等。

3 SNMP協(xié)議實現(xiàn)

3.1 交叉編譯環(huán)境搭建

由于AT91SAM9260工控機平臺上的嵌入式linux系統(tǒng)運行能力有限，需要在電腦上搭建net-snmp的交叉編譯環(huán)境。電腦的操作系統(tǒng)選用的是fedora 8，交叉編譯工具選用的是AT91SAM9260工控機開發(fā)包自帶的armv51-linux-gcc.tar.bz2交叉編譯器。

交叉編譯環(huán)境搭建好以后，將net-snmp-5.4.4.tar.gz開發(fā)包拷貝到fedora 8系統(tǒng)的/usr/local/src文件夾下，打開fedora 8下終端(terminal)程序，運行“tar-zxvf net-snmp-5.4.4.tar.gz/work”、“cob/work/net-snmp-5.4.4”，就到達net-snmp-5.4.4的源碼所在的文件夾“/work/net-snmp-5.4.4”中了。

交叉開發(fā)環(huán)境搭建好以后，就可以開始在工控機上實現(xiàn)SNMP協(xié)議的開發(fā)了。開發(fā)過程主要分為以下兩個部分：

1)開發(fā)出能在AT91SAM9260工控機上運行的SNMPAgent程序(即snmpd程序);

2)通過net-snmp開發(fā)包提供的工具，擴展MIB庫。

3.2 SNMP Agent開發(fā)

在使用net-snmp開發(fā)包編譯smnpd程序之前，要對編譯選項進行配置。繼續(xù)在fedora 8下運行“./configure-with-cc=armv51-linux-gcc-with-ar=armv51-linux-ar-enable-mini-agent-with-endianness=little-enable-mini-agent-disable-ipv6-disable-snmptrapd-subagent”，此命令主要是對交叉編譯器，目標(biāo)機大小端，代理的編譯模式進行配置。各配置選項的具體含義可以運行“./configure-help”查看。

配置完net-snmp編譯選項后可以進行靜態(tài)編譯，運行“make LDFLAGS=”-static””，編譯得到snmpd。將snmpd拷貝到工控機操作系統(tǒng)的/usr/sbin目錄下，并在工控機操作系統(tǒng)終端下運行“ehmod u+x snmpd”，更改snmpd的權(quán)限。

要在工控機操作系統(tǒng)下運行SNMP Agent程序，還需要配置snmpd.conf文件。使用電腦上路徑“/work/net-snmp-5.4.4/EXAMPLE.conf”的文件作為測試范本，將其拷貝成工控機“/usr/loeal/share/snmp/snmpd.cord”文件，將其中的community設(shè)置修改為以下內(nèi)容：

#sec.name source community

com2sec local loealhost public

com2sec net 192.168.0.135/24 public

其中工控機所在的測試網(wǎng)段為192.168.0.xxx。將組設(shè)置改為可讀寫(group MyRWGroup v2c net)，以方便測試使用。

移植完snmpd和snmpd.eonf文件后，在工控機操作系統(tǒng)終端下運行“snmpd-f-Le-d”命令，如果正常啟動，則snmpd移植成功。

3.3 MIB庫擴展

進入fedora 8的“/work/net-snmp-5.4.4/share/snmp/mibs”路徑下，可以看到net-snmp包涵了很多公有MIB文件。這些文件都是按照規(guī)范格式開發(fā)出來的。管理信息庫的擴展就是將按照這種規(guī)范格式開發(fā)出來的私有MIB文件移植到net-snmp中。以實現(xiàn)管理端通過SNMP協(xié)議對私有對象進行管理。擴展MIB庫主要分為以下三個步驟：

首先，將待擴展的私有MIB文件拷貝到fedora 8的“/work/net-snmp-5.4.4/share/snmp/mibs”路徑下，并將該MIB文件添加到環(huán)境變量MIBS中去(fedora下運行“ex port MIBS=ALL”)。添加完可以用net-snmp自帶的snmptranslate命令檢測代理是否能夠正確找到待擴展的私有MIB。

然后，使用mib2c工具生成C文件，例如fedora下運行“mib2 netSnmpExampleScalars”命令，就會生成MIB文件中定義的netSnmpExampleScalars對象的.h文件和.c文件。其中.h文件對節(jié)點進行函數(shù)聲明和宏定義。.c文件分為初始化函數(shù)和響應(yīng)函數(shù)兩大塊。其中初始化函數(shù)用來對變量進行注冊，響應(yīng)函數(shù)用來響應(yīng)管理端的操作命令，響應(yīng)函數(shù)的返回值需要手工填充。

最后，將私有MIB生成的C文件拷貝到“/work/net-snmp-5.4.4/agent/mibgroup”目錄下，重新配置net-snmp，在./configure后面添加“-with-mib-modules=“XXX ””(其中XXX為生成的C文件名)，編譯生成新的snmpd程序，移植到工控機系統(tǒng)中。

連接好工控機到電腦的網(wǎng)絡(luò)，使用net-snmp開發(fā)包自帶的snmpget，snmpset等命令測試snmpd的運行情況，如果得到正確的結(jié)果測試，就證明在AT91SAM9260工控機上實現(xiàn)SN MP協(xié)議成功。

4 結(jié)束語

net-snmp開發(fā)包提供了強大的開發(fā)和測試工具，使開發(fā)者能方便地完成各種嵌入式工控機平臺下的SNMP協(xié)議開發(fā)。本文實現(xiàn)的基于AT91SAM9260工控機平臺的SNMP協(xié)議，在工業(yè)級互聯(lián)網(wǎng)管理設(shè)備的開發(fā)上有著很大的應(yīng)用前景。