摘要：基于策略的網(wǎng)絡(luò)管理（PBNM）能實現(xiàn)分布式管理，具有較強的可擴展性。PBNM可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)條件進行策略的轉(zhuǎn)換，減少了管理員在管理過程中的干預(yù)，提高了系統(tǒng)的可擴展性和可維護性。近年來，Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中基于策略的管理方案主要集中在策略管理框架和策略實現(xiàn)兩個方面。文章通過分析Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的一些策略管理方案，以明確這個方面的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：Ad hoc網(wǎng)絡(luò) 策略管理 管理框架 策略實現(xiàn)

Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是一個可以即時展開、隨意通信且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)變化的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，一般不需要預(yù)先建立的基礎(chǔ)設(shè)施，在需要時由移動節(jié)點動態(tài)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。因此Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和操作與其它傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)不同，很難實現(xiàn)集中控制，往往需要利用分布算法來實現(xiàn)，這使得Ad hoc網(wǎng)絡(luò)管理相對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的管理而言明顯要難得多。近幾年來，基于策略的管理在網(wǎng)絡(luò)管理和分布式系統(tǒng)管理中發(fā)展很快，使用策略的主要優(yōu)勢在于提高網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的可擴展性和重構(gòu)性。可擴展性指管理方案能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化；重構(gòu)性指管理策略能動態(tài)修改，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運行參數(shù)或用戶要求實現(xiàn)一個新的管理。策略從功能上講是一些可以用來改變系統(tǒng)行為的信息；從內(nèi)容上講，網(wǎng)絡(luò)策略是一組規(guī)則的集合，可利用這些規(guī)則對網(wǎng)絡(luò)資源的訪問進行管理和控制。

1 基于策略的網(wǎng)絡(luò)管理方案

IETF工作組關(guān)于策略管理框架的基本模型見，該框架與設(shè)備和實現(xiàn)技術(shù)無關(guān)，是一個可擴展的通用模型，主要包括策略決策點（PDP）、策略執(zhí)行點（PEP）、策略倉庫和管理工具[1]。

策略決策點（Policy Decision Point,PDP）負(fù)責(zé)存取策略倉庫中的策略，并根據(jù)策略信息做出決策，然后將相應(yīng)的策略分配至策略執(zhí)行點。策略決策點還能檢測策略的變化和沖突，從而采取應(yīng)對措施。策略執(zhí)行點（Policy Enforcement Point,PEP）是接受策略管理的網(wǎng)絡(luò)實體，通常也被稱作策略客戶端。它可以是路由器、交換機、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，負(fù)責(zé)執(zhí)行由策略決策點分配來的策略。同時它還向策略決策點發(fā)送信息，使策略決策點知道網(wǎng)絡(luò)的變化以及策略的執(zhí)行情況。策略管理工具（Policy Enforcement Tool）是供管理員編輯策略和監(jiān)控策略的應(yīng)用系統(tǒng)。它可以為管理員提供一個易于使用的編輯界面（如GUI）來編輯策略，并將編輯好的策略轉(zhuǎn)成一定格式，存于策略倉庫中。同時它還可以對策略進行檢查和確認(rèn)，以確保在整合策略的構(gòu)成時不會發(fā)生沖突。策略庫（Policy Repository）用于存儲策略信息，能對系統(tǒng)中的策略進行匯總。它可以是目錄服務(wù)或數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，除了儲存管理員已經(jīng)編輯好的策略信息，還可以存儲其它的網(wǎng)絡(luò)信息和系統(tǒng)參數(shù)，方便網(wǎng)絡(luò)管理人員匯總策略。為了實現(xiàn)模塊間的策略信息交換，IETF定義了一些協(xié)議來實現(xiàn)模塊間的通信。中，LDAP（Lightweight Directory Access Protocol）協(xié)議用于策略倉庫和其它子系統(tǒng)之間策略信息的傳輸；COPS（Common Open Policy Service）協(xié)議用于PDP、PEP和策略管理工具之間策略信息的傳輸。

2 基于策略的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)管理方案

目前關(guān)于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在路由協(xié)議以及MAC層等方面。Ad hoc網(wǎng)絡(luò)由于節(jié)點的移動性、節(jié)點能力和網(wǎng)絡(luò)無線資源的有限等特點，致使網(wǎng)絡(luò)管理、QoS保障以及實時應(yīng)用等方面的難度較大，目前這些方面的研究還處于起步階段。基于策略的管理是網(wǎng)絡(luò)管理和分布式系統(tǒng)管理的一種的發(fā)展，本文試圖通過分析Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的一些基于策略管理方案，明確這個方面的發(fā)展方向。

·GM（Guerrilla Management）

GM[2]是由Chien-Chung Shen等人提出的一種基于策略的管理方案。其重點不是在策略管理結(jié)構(gòu)設(shè)計，而是在策略的具體實現(xiàn)，管理結(jié)構(gòu)見。GM采用兩級結(jié)構(gòu)，節(jié)點能力較高的成為管理節(jié)點，承擔(dān)智能化的管理功能，如圖中的游牧式管理節(jié)點；其它節(jié)點則作為普通節(jié)點歸屬于某個管理節(jié)點。管理者（Supervisor）進行策略的控制和分配，游牧式管理節(jié)點（Nomadic manager）通過相互協(xié)同完成整個網(wǎng)絡(luò)管理。

游牧式管理是GM的。游牧式管理節(jié)點設(shè)置可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來調(diào)整，如當(dāng)節(jié)點的剩余電池能力達到某個極，就將其承擔(dān)的管理功能移植到一個新的節(jié)點上；或當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度增加時，為了保證管理效率，就復(fù)制一個新的管理節(jié)點。游牧式管理節(jié)點能偵測網(wǎng)絡(luò)的分裂和融合，并能根據(jù)相應(yīng)的情況進行調(diào)整。游牧式管理節(jié)點還能在節(jié)點離開原有位置時，通過相互間的畉作完成節(jié)點的切換過程。

GM根據(jù)節(jié)點的能力將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點分為三級，第三級和第二級節(jié)點對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)中的普通節(jié)點。第三級節(jié)點的能力，只充當(dāng)一個SNMP代理完成本地管理信息的遠(yuǎn)端接入；第二級節(jié)點的能力相對高些，可配置探針處理模塊，具有相應(yīng)的探針執(zhí)行環(huán)境，能執(zhí)行從上級發(fā)送下來的活動探針，這些節(jié)點完成本地管理任務(wù)的分配以及向上級管理提供本地相關(guān)管理信息；級節(jié)點的能力強，配置游牧式的管理模塊，作為游牧式管理節(jié)點，向?qū)儆谄涔芾碛虻墓?jié)點分配活動探針，并能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行管理功能的移植和復(fù)制。

GM具有兩大特點，個特點是采用兩層結(jié)構(gòu)的思想來配置管理功能，高的一層是由一組游牧式管理節(jié)點構(gòu)成，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化，這些游牧式管理節(jié)點擁有較多的智能管理功能，并在管理時充當(dāng)本地節(jié)點的指針。低的一層由輕車級的活動探針組成，完成局部的管理操作，這些探針是可編程的腳本，通過使用這些探針能節(jié)約無線帶寬資源以及降低管理負(fù)載。GM的另一個特點是將決策理論方法應(yīng)用到自適應(yīng)的智能管理。

·APM(Agent-based Policy-enabled Management)

APM[3]是在CECOM DRAMA[4]下的一種管理結(jié)構(gòu)。由于APM采用了基于代理的策略驅(qū)動思想，在網(wǎng)絡(luò)管理中能根據(jù)指令進行網(wǎng)絡(luò)的快速配置，并通過智能信息的收集和分發(fā)提高帶寬利用效率。APM根據(jù)基于代理的管理系統(tǒng)和分布式的策略管理系統(tǒng)，提出了使用策略并基于代理的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)，見。在該結(jié)構(gòu)中，管理代理同管理對象是相互作用，受策略管理代理指導(dǎo)；策略存儲于策略數(shù)據(jù)庫，代理網(wǎng)絡(luò)情況以及管理事件。

APM管理結(jié)構(gòu)分為兩部分，圖中左側(cè)部分完成策略管理，包括策略決策代理、策略倉庫、策略決策模塊、策略管理GUI以及策略轉(zhuǎn)換等；右邊部分為管理組件，包括管理代理平臺和管理對象。管理對象是管理單元的軟件和硬件組件，這些組件可以是操作系統(tǒng)的進程、應(yīng)用程序、子硬件等。APM的主要貢獻是將基于策略的管理方法和基于代理的管理方法融合在一起，進一步簡化管理任務(wù)，提高了管理效率。

·EPM[5]（Extending Policy-based Management）

EPM[5]的主要貢獻是根據(jù)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點，將IETF的策略管理框架進行了延伸和擴展。在EPM中，管理框架具有七個關(guān)鍵的功能塊，如所示。

策略規(guī)范：策略規(guī)范是網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)和全網(wǎng)策略間的一個映射，有策略和低級策略。策略通常由網(wǎng)絡(luò)管理者制定并且是靜態(tài)的，只有在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)意外或發(fā)生重大變化情況下才會變化；而低級策略相對策略而言，是動態(tài)的，它會根據(jù)網(wǎng)絡(luò)某些參數(shù)（如利用率、時延）的變化而進行調(diào)整。
策略結(jié)構(gòu)：策略結(jié)構(gòu)包括三個子模塊——策略的結(jié)構(gòu)類型模塊、策略分發(fā)協(xié)議模塊和控制結(jié)構(gòu)模塊。策略結(jié)構(gòu)按照控制的位置、信息的位置、策略的分布模式以及控制層次等方面分為三大類：外部控制模式、本地控制模式以及混合控制模式。外部控制模式即所有的策略由外部決定，通過客戶端-服務(wù)器實現(xiàn)；本地控制模式通過預(yù)先配置客戶端從而在本地完成決策，混合模式指綜合采用了外部控制和本地控制這兩種模式。策略的分發(fā)機制是影響策略的一個重要因素，現(xiàn)有主要的策略分發(fā)機制包括使用命令行腳本、使用某種管理機制（如CORBA）、Web服務(wù)器以及使用COPS、SNMP、LDAP協(xié)議等。評價不同的策略分發(fā)機制性能的好壞主要根據(jù)其是否高效、是否穩(wěn)健以及是否為一個輕量級的機制，同時還要考慮到這個策略分發(fā)機制與其它策略管理系統(tǒng)有無較好的互通性。策略結(jié)構(gòu)中的控制結(jié)構(gòu)模塊主要指策略管理的自組織和自動操作，有三方面的內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的定位發(fā)現(xiàn)、節(jié)點分簇管理以及動態(tài)服務(wù)冗余。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的定位發(fā)現(xiàn)是指通過某種服務(wù)發(fā)現(xiàn)方案讓節(jié)點知道網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)；節(jié)點分簇管理的目的是讓節(jié)點圍繞策略服務(wù)器形成管理分簇，從而讓策略管理得以實現(xiàn)；動態(tài)服務(wù)冗余是在節(jié)點分簇管理出現(xiàn)問題時（如策略服務(wù)移動導(dǎo)致某些節(jié)點不在任何策略服務(wù)器的管理范圍內(nèi)）采用重定向或授權(quán)技術(shù)完成節(jié)點的管理。

資源發(fā)現(xiàn)模塊：當(dāng)策略轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)資源的使用時，管理系統(tǒng)必須知道網(wǎng)絡(luò)中那些資源是可靠的，如那些設(shè)備是活動的，網(wǎng)絡(luò)目前的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及帶寬利用率等。

策略提供模塊：策略提供可以看作是策略分發(fā)后的一個階段，包括策略的安裝和執(zhí)行，它直接影響網(wǎng)絡(luò)的性能。

基于策略的路由模塊：基于策略的管理中一個關(guān)鍵功能就是對網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進行控制，解決這個問題的方法就是將策略集成到路由協(xié)議中。

策略監(jiān)視模塊：現(xiàn)有策略是否滿足網(wǎng)絡(luò)的要求，這時可通過策略監(jiān)視模塊來完成這個功能。從而為實現(xiàn)可靠的網(wǎng)絡(luò)管理打下基礎(chǔ)。

自適應(yīng)邏輯模塊：由于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)變化性，要求使用動態(tài)的并且和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的策略。這要求網(wǎng)絡(luò)管理具有智能性。自適應(yīng)邏輯是通過一些管理上的反饋（如策略影視模塊反饋的信息）以及資源發(fā)現(xiàn)機制，使管理系統(tǒng)能做出智能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化。

EPM提出了一個應(yīng)用于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的策略管理框架，其主要貢獻是利用了系統(tǒng)化的方法，對基于策略的網(wǎng)絡(luò)管理進行了模塊化的設(shè)計。

·PSPM（Protocol Support for Policy-based Management）

PSPM[6]是基于公共開放策略服務(wù)（COPS）的策略管理方案，內(nèi)容包括K-hop分簇、動態(tài)服務(wù)冗余、策略協(xié)商和自動服務(wù)發(fā)現(xiàn)四部分。

PSPM使用的K-hop分簇方案以及動態(tài)服務(wù)冗余方案與EPM基本相同。K-hop分簇方案在網(wǎng)絡(luò)初始化配置時，在網(wǎng)絡(luò)中預(yù)先設(shè)置一定數(shù)量的策略服務(wù)器，每個策略服務(wù)器同在K-hop范圍內(nèi)的客戶端組成簇。策略服務(wù)器所需的K-hop拓?fù)湫畔⑼ㄟ^網(wǎng)絡(luò)層或應(yīng)用層的跨層信息交互實現(xiàn)。在K-hop分簇中，策略服務(wù)器只維持其k跳內(nèi)的客戶端的COPS連接，K值可由服務(wù)器在服務(wù)廣播中廣播或在COPS連接期間發(fā)送給客戶端。由于節(jié)點的移動性或網(wǎng)絡(luò)初始化配置不足等原因，會造成網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點不在服務(wù)器的k跳范圍之內(nèi)。為了提高策略服務(wù)的可靠性以及能讓策略服務(wù)器有效地跟蹤節(jié)點的移動，PSPM使用了動態(tài)服務(wù)冗余來増強前面的分簇算法，包含兩個技術(shù)：重定向和委托授權(quán)。重定向就是當(dāng)前的策略服務(wù)器幫助客戶端切換到另外一個合適的服務(wù)器。委托授權(quán)是指處于一個策略服務(wù)器內(nèi)的客戶端偵測到網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點需要服務(wù)時，將向其服務(wù)器發(fā)送“Volunteer Request"COPS消息請求擔(dān)任這些節(jié)舊業(yè)的策略服務(wù)器，策略服務(wù)器在收到這個請求后將根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體情況進行授權(quán)委托。

策略協(xié)商解決節(jié)點為位于不同域的問題，PSPM是通過擴展COPS協(xié)議，使用“Home PDP Address”來實現(xiàn)。當(dāng)一個客戶端在外域同該域內(nèi)的服務(wù)器建立COPS連接時，這個服務(wù)器將在本地策略信息庫中搜索與該客戶端相關(guān)的策略，若無則向客戶端的歸屬策略服務(wù)器查詢相關(guān)的策略。

PSPM使用的是簡單的服務(wù)發(fā)現(xiàn)機制，采用了兩種類型的消息：服務(wù)廣播（SA）和客戶端服務(wù)請求（CSRQ）消息。客房端將根據(jù)收到的SA消息選擇一個策略服務(wù)器建立COPS連接；若客戶端在一定的時間間隔內(nèi)沒有收到SA消息，將發(fā)送CSRQ消息，當(dāng)某一服務(wù)器接收到這個CSRQ時，將響應(yīng)一個單播的SA消息，并進一步建立COPS連接。

·PMAM (Policy-based Mobile Ad hoc network Management)

PMAM[7]是在美軍DRAM計劃下發(fā)展而來的，管理系統(tǒng)由一定數(shù)量的策略域組成，結(jié)構(gòu)見。在PMAM中有三種策略代理：全局策略代理（GPA），域策略代理（DPA）以及本地策略代理（LPA）。GPA管理多個DPA；DPA可管理多個其它域的DPA或多個域內(nèi)的LPA；LPA管理相應(yīng)的節(jié)點，完成在本地策略控制下的配置、監(jiān)視、管理信息聚合等。策略的分發(fā)通過動態(tài)配置分發(fā)協(xié)議/動態(tài)快速配置協(xié)議（DRCP/DCDP）來實現(xiàn)，而管理消息的傳送是通過増強的YAP協(xié)議向其上策略代理上傳。YAP協(xié)議是由代理周期性地向管理者上傳信息，而不是由管理者去查找網(wǎng)絡(luò)組件當(dāng)前的狀態(tài)。

PMAM中的策略分配有兩種情況：GPA-DPA-LPA或DPA-LPA。PBM主要定義了以下組件：策略代理平臺、策略執(zhí)行者、策略分發(fā)者、管理代理、YAP服務(wù)器和中繼器、DRCP/DCDP、配置監(jiān)視數(shù)據(jù)庫（CMDB）以及發(fā)現(xiàn)組件。PMAM中三種策略代理的平臺在結(jié)構(gòu)和程序代碼上是相同的，不同的是其應(yīng)用的范圍；管理代理就是同一系列策略相對應(yīng)功能實體，CMDB是用來存儲節(jié)點的配置和監(jiān)視信息，發(fā)現(xiàn)組件主要是用來初始化和升級LPA和CMDB。

PMAM通過智能代理實現(xiàn)，通過監(jiān)視和實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組件的配置或重配置，管理信息的聚合和過濾在信息源處進行，從而減少管理處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拈_銷。

3 管理方案比較

上述5種關(guān)于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的策略管理方案中，GM、PSPM和PMAM屬于同一類，它們主要研究的重點是策略管理的實現(xiàn)。APM和EPM屬于另外一類，研究的重點是針對Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點，對基于策略管理框架的進一步擴展和細(xì)化。在接下來的管理方案比較中，根據(jù)它們研究重點的不同，將方案比較分為相應(yīng)的兩個部分。

·GM、PSPM和PMAM管理方案比較

基于策略的管理方案實現(xiàn)，可從管理實現(xiàn)架構(gòu)、管理協(xié)議、方案可擴展性、管理方案的性能以及管理方案的兼容性等幾方面來比較。GM、PSPM和PMAM管理方案的比較情況見表1。
表1 GM、PSPM和PMAM管理方案

由于GM的策略服務(wù)器可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件的改變進行相應(yīng)的動態(tài)調(diào)整，其可擴展性是強的；PMAM可以通過調(diào)整其應(yīng)用服務(wù)器的應(yīng)用范圍來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的變化，其可擴展性其次；PSPM的策略服務(wù)器是通過一種預(yù)分配策略實現(xiàn)的，相對而言，其可擴展性。網(wǎng)絡(luò)管理方案的性能常常與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)密切相關(guān)，在內(nèi)鄉(xiāng)處于靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)條件時，PSPM在維系管理架構(gòu)上的開銷，此時其性能比GM和PMAM都要好。但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性增加時，PSPM的管理架構(gòu)維持開銷會逐漸增加，其性能下降的幅度較快，而GM和PMAM會表現(xiàn)出比PSPM更好的性能。考慮Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點，綜合起來，GM的性能是的，PMAM次之。管理方案兼容性的好壞，與其所采用的協(xié)議有很大關(guān)系。GM采用Internet中應(yīng)用為廣泛的SNMP協(xié)議，故GM的兼容性；PSPM采用COPS協(xié)議，COPS在策略管理方案中是一個普遍使用的協(xié)議，有較強的兼容性；PMAM采用YAP協(xié)議，雖有其自身的獨特優(yōu)勢，但相比前兩者而言，兼容性。

·APM和EPM管理方案比較

APM和EPM的研究重點是在策略管理框架的構(gòu)建上。APM在IETF的策略管理框架中，引入了智能代理，將基于策略的管理方法和基于代理的管理方法融合在一起，進一步簡化管理傷，提高了管理效率。EPM的特點是細(xì)化了IETF的策略管理框架，針對Ad hoc網(wǎng)絡(luò)特點，提出了策略管理的七個功能模塊，為策略管理的實現(xiàn)提供了很好的指導(dǎo)。

現(xiàn)有基于策略的管理主要應(yīng)用在高帶寬的固定網(wǎng)絡(luò)，并取得了較大成功。基于策略的管理實現(xiàn)分布式的管理，具有較強的可擴展性，并可以根據(jù)不同的使用者進行策略的轉(zhuǎn)換，方便用戶的要求，提高系統(tǒng)的可擴展性和可維護性，減少對管理員的信賴，提高系統(tǒng)的智能化程度。基于策略的管理是Ad hoc網(wǎng)絡(luò)管理方案的一個主要發(fā)展方向，其未來的發(fā)展體現(xiàn)在兩個方面：管理框架和管理實現(xiàn)。在管理框架的研究上，需要解決的問題是如何進一步細(xì)化功能實現(xiàn)模塊，以保證多變網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下管理框架的動態(tài)適應(yīng)；在管理實現(xiàn)上，要充分考慮節(jié)點處理能力以及無線資源有限等方面的約束，結(jié)合智能代理技術(shù)，實現(xiàn)管理策略的動態(tài)高效分配，降低管理開銷。