网络管理技术基础知识

随着技术的进步，这三种网络正在走向融合，即用一种网 络实现交流信息、传播信息、共享信息这三种功能。
第9章 网 络 管 理
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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。
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，能够处理任何复杂系统 的综合管理。
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3．SNMP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。
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
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第9章网 络 管 理
9.1 网络管理技术基础 9.2 网管系统的选择和方案设计 小结 习题与思考
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(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。
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(6) 网络要有经济性。网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。
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(SNMP)体系结构。
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2．CMIP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。
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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。
(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。
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(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。
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。
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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)。
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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。
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。
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(1) 高层实体管理系统(HEMS)：主机监控协议(HMP)的一 般化。
(2) 简单网络管理协议(SNMP)：SGMP的升级版。
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9.1 网络管理技术基础
9.1.1 网管知识介绍
1. 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)。
(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。
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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RMON，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。
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。
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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 Manager)，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。
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3. 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。 而这里所说的网络的有效性，是指网络的服务要有质量保证。
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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。
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(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。
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2. 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。
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(3) 先进可靠的网络管理也是用户所要求的。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。
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4．CMIP与SNMP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：
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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)。
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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。
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9.1.2 网管系统体系结构
1．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， 下面给出网络管理体系结构的概念。
(2) 研究多个网管系统如何连接网络以管理复杂的网络。
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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 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。