网络管理技术基础知识.pptx
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1、9第9章网 络 管 理 第9章网 络 管 理 9.1 网络管理技术基础网络管理技术基础 9.2 网管系统的选择和方案设计网管系统的选择和方案设计 小结小结 习题与思考习题与思考 9第9章网 络 管 理 9.1 网络管理技术基础网络管理技术基础 9.1.1 网管知识介绍网管知识介绍1. 网络技术的发展网络技术的发展在信息领域中,传统上网络按功能被分为三种:第一种是主要用于双方交流信息的通信网络(如电话网),第二种是主要用于向大众单向传播信息的传媒网络(如广播电视网),第三种是主要用于信息资源共享(其次还有计算能力共享)的计算机网络(如互联网、因特网)。随着技术的进步,这三种网络正在走向融合,即用
2、一种网络实现交流信息、传播信息、共享信息这三种功能。 9第9章网 络 管 理 近20年来,网络技术的发展速度惊人。从传输技术来看,出现了电缆、微波、卫星、光缆等多种传输手段,传输速率越来越高,传输标准也从准同步数字序列(PDH)过渡到了同步数字序列(SDH);从交换技术来看,出现了电路交换、分组交换、多址发送、异步转移(ATM)、快速分组交换等多种交换方式,处理速度越来越快,信道利用率越来越高;从系统技术来看,出现了固定通信系统、卫星通信系统、移动通信系统等多种系统,系统的容量越来越大,性能越来越高;从业务来看,开展了电话、电报、传真、广播、电视、数据、图像、视频点播等多种多样的业务。 9第9
3、章网 络 管 理 2. 网络管理的重要性网络管理的重要性网络管理是指对网络的运行状态进行监测和控制,使其能够有效、可靠、安全、经济地提供服务。从这个定义可以看出,网络管理包含两个任务,一是对网络的运行状态进行监测,二是对网络的运行状态进行控制。通过监测了解当前状态是否正常,是否存在瓶颈问题和潜在的危机;通过控制对网络状态进行合理调节,提高性能,保证服务。监测是控制的前提,控制是监测的结果。从这个定义还可以看出,网络管理具体地说就是网络的监测和控制。 9第9章网 络 管 理 随着网络技术的高速发展,网络管理的重要性越来越突出。(1) 网络设备的复杂化使网络管理变得复杂。网络设备复杂有两个含义,一
4、是功能复杂,二是生产厂商多,产品规格不统一。这种复杂性使得网络管理无法用传统的手工方式完成,必须采用先进有效的手段。 9第9章网 络 管 理 (2) 网络的经济效益越来越依赖网络的有效管理。现代网络已经成为一个极其庞大而复杂的系统,它的运营、管理、维护和开通(OAM&P)越来越成为一个专门的学问。没有一个有力的网络管理系统作为支撑,就难以在网络运营中有效地疏通业务量,提高接通率,避免诸如拥塞、故障等问题,使网络经营者在经济上受到损失,给用户带来麻烦。同时,现代网络在业务能力等方面具有很大的潜力,这种潜力也要靠有效的网络管理来挖掘。 9第9章网 络 管 理 (3) 先进可靠的网络管理也是用户所要
5、求的。当今时代,人们对网络的依赖越来越强,普通人通过网络打电话、发传真、发E-mail,企业通过网络发布产品信息,获取商业情报,甚至组建企业专用网。在这种情况下,用户不能容忍网络的故障,同时也要求网络有很高的安全性,使得通话内容不被泄露、数据不被破坏、专用网不被侵入、电子商务能够安全可靠地进行。 9第9章网 络 管 理 3. 网络管理的目标网络管理的目标网络经营者及用户对网络的基本要求如下:(1) 网络应是有效的。也就是说,网络要能准确及时地传递信息。这里所说的网络的有效性(Availability)与通信的有效性(Efficiency)意义不同。通信的有效性是指传递信息的效率。而这里所说的网
6、络的有效性,是指网络的服务要有质量保证。(2) 网络应是可靠的。网络必须保证能够稳定地运转,不能时断时续,要对各种故障以及自然灾害有较强的抵御能力和一定的自愈能力。 9第9章网 络 管 理 (3) 现代网络要有开放性。即网络要能够接受多厂商生产的异种设备。(4) 现代网络要有综合性。即网络业务不能单一化。要由电话网、电报网、数据网分立的状态向综合业务数字网(ISDN)过渡,并且还要进一步加入图像、视频点播等业务向宽带综合业务数字网(B-ISDN)过渡。(5) 现代网络要有很高的安全性。随着人们对网络依赖性的增强,对网络安全性的要求也越来越高。 9第9章网 络 管 理 (6) 网络要有经济性。网
7、络的经济性有两个方面,一是对网络经营者而言的经济性,二是对用户而言的经济性。对网络经营者而言,网络的建设、运营、维护等开支要小于业务收入,否则无利可图的网络的经济性就无从谈起。对用户来说网络业务要有合理的价格,如果价格太高用户承受不起,或虽能承受得起但感到付出的费用超过了业务的价值,那么用户便会拒绝应用这些业务,网络的经济性也无从谈起。网络管理的根本目标就是满足经营者及用户对网络的上述有效性、可靠性、开放性、综合性、安全性和经济性的要求。 9第9章网 络 管 理 现代计算机网络管理系统主要由四个要素组成:若干被管的代理(Managed Agents),至少一个网络管理器(Network Man
8、ager),一种公共网络管理协议(Network Management Protocol),一种或多种管理信息库(MIB,Management Information Base)。其中网络管理协议是最重要的部分,它定义了网络管理器与被管代理间的通信方法,规定了管理信息库的存储结构、信息库中关键字的含义以及各种事件的处理方法。目前有影响的网络管理协议是SNMP(Simple Network Management Protocol)和CMIS/CMIP(Common Management Information Service/Protocol)。它们代表了目前两大网络管理解决方案。其中,SNMP
9、流传最广,应用最多,获得支持也最广泛,已经成为事实上的工业标准。 9第9章网 络 管 理 9.1.2 网管系统体系结构网管系统体系结构1网络管理体系结构的概念网络管理体系结构的概念由于通信网中设备的不断更新换代,技术不断地提高,网络结构不断地变化,网络管理体系结构显得很重要。无论网络的设备、技术和拓扑结构如何变化,最基本的体系结构应该是不变的,不应当在网络发生新的变化时,就把原有的网络管理体系结构推倒重来,这种方法不可取,也是不现实的。因此研究网络管理体系结构具有重要的意义。根据ODP(Open Distributed Processing,开放分布式处理)关于体系结构的概念,下面给出网络管理
10、体系结构的概念。 9第9章网 络 管 理 u 定义1 系统体系结构:定义系统的结构及系统成员间相互关系的一套规则。u 定义2 网络管理体系结构:定义网络管理系统的结构及系统成员间相互关系的一套规则。根据网络管理体系结构的定义可知,网络管理体系结构需要研究以下问题:(1) 研究单个网管系统内部的结构及其成员间的关系。(2) 研究多个网管系统如何连接网络以管理复杂的网络。 9第9章网 络 管 理 网络管理体系结构是建立网络管理系统的基础。不同的管理体系结构会带来不同的管理能力、管理效率和经济效益,从而决定网络管理系统具有不同的复杂度、灵活度和兼容性。传统的网络管理系统是对应具体业务和设备的,不同的
11、业务、不同厂商的设备需要不同的网络管理系统。各种网络管理系统之间没有统一的操作平台,相互之间也不能互通。许多管理操作是现场的物理操作。 9第9章网 络 管 理 国际标准化组织提出的基于远程监控的管理框架是现代网络管理体系结构的核心。这一管理框架的目标是打破不同业务和不同厂商设备之间的界限,建立统一的综合网络管理系统,变现场的物理操作为远程的逻辑操作。在这一管理框架中,网络资源的状态和活动用数据定义和表示。远程监控系统对网络资源的管理操作变为简单的对数据库的操作。目前形成了两种主要的网络管理体系结构,即基于OSI模型的公共管理信息协议(CMIP)体系结构和基于TCP/IP模型的简单网络管理协议(
12、SNMP)体系结构。 9第9章网 络 管 理 2CMIP体系结构体系结构20世纪80年代末期,国际标准化组织(ISO)提出了建立综合网络管理系统(INMS)的建议。INMS的思想就是按照通用标准制造网络设备,用统一的INMS取代众多不同的NMS。传统的网络管理是本地性和物理性的,即复用设备、交换机、路由器等资源要通过物理作业进行本地管理。技术人员在现场连接仪器、操作按钮,监视和改变网络资源的状态。另外,管理作业一般都是发现故障或接到用户申告之后才开始的。也就是说,网络管理采用的是故障驱动的事后策略。 9第9章网 络 管 理 以远程监控为基础的网络管理的新框架改变了原来的网络维护管理方式,将本地
13、物理管理变成了远程逻辑管理。在新的管理框架中,将网络资源的状态和活动用明确的数据加以定义以后,远程监控系统中需要完成的功能就成为一组单纯的数据库的管理功能(即建立、提取、更新、删除功能)。 9第9章网 络 管 理 系统管理模型的核心是一对相互通信的系统管理实体。它采取一种独特的方式使两个管理进程之间相互作用,即管理进程与一个远程系统相互作用,去实现对远程资源的控制。在这种简单的体系结构中,一个系统中的管理进程担当管理者角色,而另一个系统的对等实体(进程)担当代理者角色,代理者负责提供对被管资源及被管对象的访问。前者被称为管理系统,后者被称为被管系统。在OSI系统管理标准中,应用层中与系统管理应
14、用有关的实体被称为系统管理应用实体(SMAE)。SMAE有三个元素:联系控制元素(ACSE)、远程操作服务元素(ROSE)及公共管理信息服务元素(CMISE)。 9第9章网 络 管 理 OSI管理信息采用连接型协议传送,管理者和代理者是一对对等实体(Peer Entities),通过调用CMISE来交换管理信息。CMISE提供的服务访问点支持管理者和代理者之间的联系(Association)。CMISE利用ACSE和ROSE来实现管理信息服务。OSI/CMIP管理体系结构是以更通用、更全面的观点来组织一个网络的管理系统的,它的开放性及着眼于网络未来发展的设计思想,使得它有很强的适应性,能够处理
15、任何复杂系统的综合管理。 9第9章网 络 管 理 3SNMP体系结构体系结构在TCP/IP的早期开发中,网络管理问题并未得到太大的重视。直到20世纪70年代,还一直没有网络管理协议,只有互联网络控制信息协议(ICMP)可以作为网络管理的工具。ICMP提供了从路由器或其他主机向主机传送控制信息的方法,可用于所有支持IP的设备。1987年11月发布了简单网关监控协议(SGMP),成为提供专用网络管理工具的起点。SGMP提供了一个直接监控网关的方法。随着对通用网络管理工具需求的增长,出现了三个有影响的方法。 9第9章网 络 管 理 (1) 高层实体管理系统(HEMS):主机监控协议(HMP)的一般化
16、。(2) 简单网络管理协议(SNMP):SGMP的升级版。(3) TCP/IP上的CMIP(CMOT):最大限度地与OSI标准的CMIP、服务以及数据库结构保持一致。1988年,互联网络活动会议(IAB)确定了将SNMP作为近期解决方案进一步开发,而把CMOT作为远期解决方案的策略。 9第9章网 络 管 理 从对OSI的兼容性的束缚中解脱后,SNMP取得了迅速的发展,很快被众多的厂商设备所支持,并在互联网络中活跃起来。而且,普通用户也选择了SNMP作为标准的管理协议。SNMP最重要的进展是远程监控(RMON)能力的开发。RMON为网络管理者提供了监控整个子网而不是各个单独设备的能力。除了RMO
17、N,还对基本SNMP MIB进行了扩充。有些扩充采用标准的网络接口,例如令牌环(Token Ring)和光纤分布数据接口(FDDI),这种扩充是独立于厂商的。 9第9章网 络 管 理 4CMIP与与SNMP结构的对比结构的对比SNMP在计算机网络中应用非常广泛,已成为事实上的计算机网络管理标准。但是SNMP也有许多自身难以克服的缺点:(1) SNMP不适合于大型网络管理,因为它是基于轮询机制,这种方式有严重的性能问题。(2) SNMP不适合于查询大量的数据。(3) SNMP的Trap是无确认的,这样有可能导致不能确保非常严重的告警是否发送到管理者。 9第9章网 络 管 理 (4) 安全管理较差
18、。(5) 不支持如创建、删除、动作等类型的操作,要完成这些操作,必须用Set命令间接地触发。(6) SNMP的MIB模型不适合比较复杂的查询。 9第9章网 络 管 理 与SNMP相比,CMIP 的主要优势在于: (1) CMIP变量不仅用于传发信息还可以完成各种作业,而SNMP不具备这种功能。 (2) CMIP 更加安全,它内置安全机制,功能包括访问控制、认证和安全日志。 (3) CMIP 功能强大,在单个请求下可以实现多种功能。 (4) CMIP 在异常网络条件下具有更好的报告功能。 9第9章网 络 管 理 在实际中,CMIP在电信网管理标准TMN中得到了应用,而SNMP在计算机网络管理尤其
19、是Internet的管理中得到了应用。随着Internet的迅猛发展,SNMP的影响也日益强大,其自身也得到了较快的改善。CMIP体系结构和SNMP体系结构具有各自的优点。CMIP的优点是通用和完备,而SNMP的优点是简单和实用。 9第9章网 络 管 理 9.1.3 新型网络管理模型新型网络管理模型1. 基于基于Web的网络管理的网络管理基于Web的网络管理WBM(Web-Based Management)模型是在Intranet不断普及的背景下产生的。Intranet实际上就是专用的World Wide Web,主要用于一个组织内部的信息共享,主要以Web服务器组建而成。Intranet用户
20、通过简单、通用的操作界面Web浏览器可以在任何地点的任何网络平台上与服务器进行通信。WBM模型就是将Intranet技术与现有的网络管理技术相融合,为网络管理人员提供更有分布性和实时性、操作更方便、能力更强的网络管理方法9第9章网 络 管 理 WBM网络管理的主要优点表现在如下几个方面。(1) 地理上和系统上的可移动性:在传统的网络管理系统上,管理员要察看网络设备的信息,必须在网管中心进行操作。而WBM可以使管理员使用一个Web浏览器从内部网络的任何一台工作站上进行操作。对于网络管理系统的提供者来说,他们在一个平台上实现的管理系统可以从任何一台装有Web浏览器的工作站上访问,工作站的硬件系统可
21、以是工作站,也可以是PC机,操作系统的类型也不受限制。(2) 统一的管理程序界面:管理员不必像以往那样学习和运用不同厂商的操作界面,而是通过简单而通用的Web浏览器进行操作,完成管理任务。 9第9章网 络 管 理 (3) 平台的独立性:WBM的应用程序可以在各种环境下使用,包括不同的操作系统、体系结构和网络协议,无须进行系统移植。9第9章网 络 管 理 (4) 互操作性:管理员可以通过浏览器在不同的管理系统之间切换,比如在厂商A开发的网络性能管理系统和厂商B开发的网络故障管理系统之间切换,使得两个系统能够平滑地相互配合。WBM的关键技术之一是通过Web浏览器访问数据库。传统的Web不能直接访问
22、数据库,但随着数据库发布技术的进步,这个问题已经得到了解决。现在已经有多种Web访问数据库的技术,其中公共网关接口CGI(Common Gateway Interface)技术得到了较多的应用。 9第9章网 络 管 理 WBM网络管理可采用以下两种实现方案:(1) 基于代理的方案。基于代理的WBM方案是在网络管理平台之上叠加一个Web服务器,使其成为浏览器用户的网络管理的代理者,网络管理平台通过SNMP或CMIP与被管设备通信,收集、过滤、处理各种管理信息,维护网络管理平台数据库。WBM应用通过平台网络管理平台提供的API接口获取网络管理信息,维护WBM专用数据库。管理人员通过浏览器向Web服
23、务器发送HTTP请求来实现对网络的监视、调整和控制,Web服务器通过CGI调用相应的WBM应用,WBM应用把管理信息转换为HTML形式返还给Web服务器,由Web服务器响应浏览器的HTTP请求。 9第9章网 络 管 理 基于代理的WBM方案在保留了现存的网络管理系统特征的基础上,提供了操作网络管理系统的灵活性。代理者能与所有被管设备通信,Web用户也就可以通过代理者实现对所有被管设备的访问。代理者与被管设备之间的通信沿用SNMP和CMIP,因此可以利用传统的网络管理设备实现这种方案。 9第9章网 络 管 理 (2) 嵌入式方案。嵌入式WBM方案是将Web功能嵌入到被管设备之中。每个设备都有自己
24、的Web地址,使得管理人员可以通过浏览器和HTTP协议直接进行访问和管理。嵌入式方案给各个被管设备带来了图形化的管理,提供了简单的管理接口。网络管理系统完全采用Web技术,如通信协议采用HTTP协议,管理信息库利用HTML语言描述,网络的拓扑算法采用高效的Web搜索、查询点索引技术,网络管理层次和域的组织采用灵活的虚拟形式,不再受限于地理位置等因素。 9第9章网 络 管 理 未来的Intranet中,基于代理的方案和嵌入式方案都将被采用。一个大型的机构可能需要采用代管方案进行全网的监测与管理,而且代管方案也能充分管理大型机构中的SNMP设备。同时,嵌入式方案也有强大的生命力,它在界面以及设备配
25、置方面具有很大优势。特别是对于小规模的环境,嵌入式方案更具优势,因为小型网络一般不需要强大的管理系统。 9第9章网 络 管 理 2. 基于基于CORBA的网络管理的网络管理CORBA(Common Object Request Broker Architecture)的中文意思是公共对象请求代理体系结构,它是OMG(Object Management Group)为解决分布式处理环境下硬件和软件系统的互联互通而提出的一种解决方案。CORBA的核心是对象请求代理ORB。在分布式处理中,它接收客户发出的处理请求,并为客户在分布环境中找到实施对象,令实施对象接收请求,向实施对象传送请求的数据,通过实
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