CN105515841B - 基于FPGA的Snmp信息采集***及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于FPGA的Snmp信息采集***及监控方法，所述***包括：查询单元，用于查询每个交换机端口输入或输出的第一信息，获取单元，与查询单元连接，用于获取第一信息；定位单元，与获取单元连接，用于根据第一信息定位对应的网络硬件设备信息；网络接口单元，与定位单元连接；传输单元，通过网络接口单元将对应的网络硬件设备信息传输至FPGA单元中；FPGA单元，与传输单元连接，接收网络硬件设备信息并进行MODBUS协议转换，并将转换后的第二信息发送至上位机；上位机用于对所述采集到第二信息进行判断，并将区域内的信息进行前台管理。本发明对于出现异常状况的设备可进行实时告警，方便管理员快速定位异常设备。

Description

基于FPGA的Snmp信息采集***及监控方法

技术领域

本发明涉及网络区域内设备监控技术领域，特别是一种基于FPGA的Snmp信息采集***及监控方法。

背景技术

随着计算机网络的逐步发展，网络中的设备越来越多，网络变得越来越复杂，网络管理的重要性也越来越明显。对区域内的网络设备进行实时监控极大保证了网络***的安全。

Snmp协议(简单网络管理协议)，已成为网络管理区域中事实上的工业标准，并被广泛支持和应用，大多数网络管理***和平台都是基于Snmp协议。实验中，一般通过搭建网络来提供实验环境，但是这样的实验环境不仅成本高而且难于管理。因此寻求一种快速、高效集中的监控方法具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于FPGA的Snmp信息采集***及监控方法，用于对区域内网络设备进行实时监控，降低成本，优化网络管理。

本发明提供一种基于FPGA的Snmp信息采集***，包括：

查询单元，用于查询每个交换机端口输入或输出的第一信息，每个所述交换机端口连接若干个网络硬件设备；

获取单元，与所述查询单元连接，用于获取所述查询单元查询到的第一信息；

定位单元，与所述获取单元连接，用于根据所述获取单元获取到的所述第一信息定位对应的所述网络硬件设备信息；

网络接口单元，与所述定位单元连接；

传输单元，与所述网络接口单元连接，通过网络接口单元将对应的所述网络硬件设备信息传输至FPGA单元中；

FPGA单元，与传输单元连接，接收所述传输单元发送的所述网络硬件设备信息并进行MODBUS协议转换，并将转换后的第二信息发送至上位机；

上位机，与所述FPGA单元通讯，用于对所述采集到第二信息进行判断，并将区域内的信息进行前台管理。

优选的，所述网络接口单元为以太网接口，所述以太网接口采用W5300以太网接口芯片。

优选的，所述网络硬件设备信息包括：网络设备IP地址、网络设备ID，输入输出流量、网络设备MAC地址和设备信息，所述设备信息包括内存CPU、使用率、***信息、上一跳网关地址、设备名称以及设备运行时间。

优选的，还包括：报警单元，与所述上位机连接，在所述上位机判断所述第二信息为没有授权的端口的数据时，用于接收所述FPGA单元获取的对应所述网络硬件设备信息，并进行报警；

存储单元，与所述上位机连接，用于存储异常设备信息，进行异常设备接入排查。

本发明还提供一种基于FPGA的Snmp信息采集***的监控方法，包括：

查询单元查询每个交换机端口输入或输出的第一信息，每个所述交换机端口连接若干个网络硬件设备；

在所述查询单元查询完成后，获取单元获取所述查询单元查询到的第一信息；

在所述获取单元获取信息后，定位单元根据所述获取单元获取到的所述第一信息定位对应的所述网络硬件设备信息；

传输单元通过网络接口单元将对应的所述网络硬件设备信息传输至FPGA单元中；

FPGA单元接收所述传输单元发送的所述网络硬件设备信息并进行MODBUS协议转换，并将转换后的第二信息发送至上位机；

上位机对所述采集到第二信息进行判断，并将区域内的信息进行前台管理。

优选的，所述方法还包括：

在所述上位机判断所述第二信息为没有授权的端口的数据时，报警单元接收所述FPGA单元获取的对应所述网络硬件设备信息，并进行报警；

存储单元存储异常设备信息，进行异常设备接入排查。

本发明的基于FPGA的Snmp信息采集***和监控方法，通过Snmp协议，自动获取区域内的网络设备的信息，获取的信息进行分析处理后，传给人机交互界面，管理者可以通过管理界面，迅速定位异常的设备，保护区域网络安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的一种基于FPGA的Snmp数据采集***的电路框图；

图2为本发明实施例二的一种基于FPGA的Snmp数据采集***的电路框图；

图3为本发明的一种基于FPGA的Snmp数据采集***的结构框图；

图4为本发明中一种基于FPGA的Snmp数据采集***的监控方法的流程示意图。

图中：

1、查询单元；2、获取单元；3、定位单元；4、网络接口单元；5、传输单元；6、FPGA单元；7、上位机；8、报警单元；9、存储单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种基于FPGA的Snmp数据采集***，包括：查询单元1，用于查询每个交换机端口输入或输出的第一信息，每个所述交换机端口连接若干个网络硬件设备；其中，第一信息为与网络硬件设备关联的信息；获取单元2，与所述查询单元1连接，用于获取所述查询单元1查询到的第一信息；定位单元3，与所述获取单元2连接，用于根据所述获取单元2获取到的所述第一信息定位对应的所述网络硬件设备信息；所述网络硬件设备包括：网络区域内服务器、电脑、打印机、交换机等；相应地，所述网络硬件设备信息包括：网络设备IP地址、网络设备ID，输入输出流量、网络设备MAC地址和设备信息，所述设备信息包括内存CPU、使用率、***信息、上一跳网关地址、设备名称以及设备运行时间。网络接口单元4，与所述定位单元3连接；传输单元5，与所述网络接口单元4连接，通过网络接口单元4将对应的所述网络硬件设备信息传输至FPGA单元6中；FPGA单元6，与传输单元5连接，接收所述传输单元5发送的所述网络硬件设备信息并进行MODBUS协议转换，并将转换后的第二信息发送至上位机7；上位机7，与所述FPGA单元6通讯，用于对所述采集到第二信息进行判断，并将区域内的信息进行前台管理。

其中，第二信息为与网络硬件设备信息对应的信息。

所述网络接口单元6为以太网接口，所述以太网接口采用W5300以太网接口芯片。

如图2所示，在另一实施方式中，所述***还包括：报警单元8，与所述上位机7连接，在所述上位机7判断所述第二信息为没有授权的端口的数据时，用于接收所述FPGA单元6获取的对应所述网络硬件设备信息，并进行报警；存储单元9，与所述上位机7连接，用于存储异常设备信息，进行异常设备接入排查。

如图3所示，本发明可实现网络硬件设备信息的采集与信息处理功能，采用ALTRA公司生产的EPF10K250A型号的FPGA单元，12,160个逻辑单元(LE)，1,520个逻辑阵列模块(LAB)，20个嵌入式阵列块(EAB)，内部资源丰富，运算速度快，处理能力强，将数据采集器安装在网络中，FPGA内部采用Snmp(简单网络管理协议，由一组网络管理的标准组成，包含一个应用层协议、数据库模型和一组资源对象。)协议，通过轮询的方式，查询每个交换机端口的信息的输入输出，根据所获得的信息定位网络内的设备的IP地址，网络设备ID，输入输出流量，设备MAC地址，并对设备信息，例如，内存CPU、使用率、***信息、上一跳网关地址、设备名称以及设备运行时间等信息，通过W5300以太网接口芯片将数据传输至FPGA中，进行MODBUS协议转换，并将转换后的数据信息送至前台管理界面，管理员对设备采集到信息进行确认与授权。

本实施例对于没有授权的端口的数据，FPGA迅速获取该端口网络设备的相关信息，并将设备信息上传至服务器进行告警，存储异常设备信息，方便以后进行异常设备接入排查。当网络设备处于网络断开状态时，***也能进行实时告警处理，防止接触不良或者人为原因造成的网络设备断网情况。对网络区域内的设备运行情况监控，当设备的运行状态超过设定的阈值时，FPGA发送告警信息，能有效的防止网络设备的超负载情况。

本发明在获取相应设备信息后，对信息进行MODBUS协议转换，FPGA能自动识别信息采集器与服务相连接RS-232、RS-422、RS-485、以太网，并且根据不同的物理接口选择相应的数据传输方式来匹配这些物理通道，最终将数据传输至主设备或服务器中进行处理。

本发明的基于FPGA的Snmp信息采集器可以用于不同的网络管理场景，自动获取网络场景中的设备信息，无需主机发送命令，其有益效果是，设备自动获取功能，相对于传统人工信息录入方式，可减小前台管理开发的难度。

此外，本发明使用FPGA做为采集器的主处理器，其有益效果是，FPGA依靠硬件电路实现功能，执行速度快，具有超高数据处理能力，减少采集器内的器件数目，硬件电路结构简单，***可靠性高。

如图4所示，一种基于FPGA的Snmp数据采集***的监控方法，包括：

401、查询单元查询每个交换机端口输入或输出的第一信息，每个所述交换机端口连接若干个网络硬件设备；

402、在所述查询单元查询完成后，获取单元获取所述查询单元查询到的第一信息；

403、在所述获取单元获取信息后，定位单元根据所述获取单元获取到的所述第一信息定位对应的所述网络硬件设备信息；

404、传输单元通过网络接口单元将对应的所述网络硬件设备信息传输至FPGA单元中；

405、FPGA单元接收所述传输单元发送的所述网络硬件设备信息并进行MODBUS协议转换，并将转换后的第二信息发送至上位机；

406、上位机对所述采集到第二信息进行判断，并将区域内的信息进行前台管理。

本实施例中的基于FPGA的Snmp数据采集***的具体结构和原理如上述所示，此处不再赘述。

本发明的Snmp信息采集***和监控方法，可根据不同的网络管理场景，自动获取网络场景中的网络硬件设备信息，并对网络区域内的硬件设备信息进行数据分析和MODBUS协议转换；本发明使用FPGA做为采集器的主处理器，功能扩展性强，并使用FPGA实现Snmp协议与MODBUS协议的转换，数据协议转换速度快、数据协议转换的可靠性提高，采集器提供MODBUS协议所支持的RS-232、RS-422、RS-485和以太网，标准接口种类丰富，能匹配更多类型的服务器，较单一接口设备提高了***的适用性。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于FPGA的Snmp信息采集***，其特征在于，包括：

查询单元，用于查询每个交换机端口输入或输出的第一信息，每个所述交换机端口连接若干个网络硬件设备；

获取单元，与所述查询单元连接，用于获取所述查询单元查询到的第一信息；

定位单元，与所述获取单元连接，用于根据所述获取单元获取到的所述第一信息定位对应的所述网络硬件设备信息，所述网络硬件设备信息包括：网络设备IP地址、网络设备ID，输入输出流量、网络设备MAC地址和设备信息，所述设备信息包括内存CPU、使用率、***信息、上一跳网关地址、设备名称以及设备运行时间；

网络接口单元，与所述定位单元连接；

传输单元，与所述网络接口单元连接，通过网络接口单元将对应的所述网络硬件设备信息传输至FPGA单元中；

FPGA单元，与传输单元连接，接收所述传输单元发送的所述网络硬件设备信息并进行MODBUS协议转换，并将转换后的第二信息发送至上位机；

上位机，与所述FPGA单元通讯，用于对所述采集到第二信息进行判断，并将区域内的信息进行前台管理。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的Snmp信息采集***，其特征在于，所述网络接口单元为以太网接口，所述以太网接口采用W5300以太网接口芯片。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的Snmp信息采集***，其特征在于，还包括：

报警单元，与所述上位机连接，在所述上位机判断所述第二信息为没有授权的端口的数据时，用于接收所述FPGA单元获取的对应所述网络硬件设备信息，并进行报警；

存储单元，与所述上位机连接，用于存储异常设备信息，进行异常设备接入排查。

4.如权利要求1所述的基于FPGA的Snmp信息采集***的监控方法，其特征在于，包括：

查询单元查询每个交换机端口输入或输出的第一信息，每个所述交换机端口连接若干个网络硬件设备；

在所述查询单元查询完成后，获取单元获取所述查询单元查询到的第一信息；

在所述获取单元获取信息后，定位单元根据所述获取单元获取到的所述第一信息定位对应的所述网络硬件设备信息；

传输单元通过网络接口单元将对应的所述网络硬件设备信息传输至FPGA单元中；

FPGA单元接收所述传输单元发送的所述网络硬件设备信息并进行MODBUS协议转换，并将转换后的第二信息发送至上位机；

上位机对所述采集到第二信息进行判断，并将区域内的信息进行前台管理。

5.如权利要求4所述的基于FPGA的Snmp信息采集***的监控方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述上位机判断所述第二信息为没有授权的端口的数据时，报警单元接收所述FPGA单元获取的对应所述网络硬件设备信息，并进行报警；

存储单元存储异常设备信息，进行异常设备接入排查。