计算机网络基础电子教案第8章

,第8章 网络管理技术,8.1 网络管理概述,8.2 网络管理标准,8.3 简单网络管理协议SNMP,8.4 软件管理,教学要求：通过本章的学习，要求学生掌握网络管理标准和简单网络管理协议SNMP。,8.1.1 网络管理的基本概念 网络管理简单地说就是为保证网络系统能够持续、稳定、安全、可靠和高效地运行、不受外界干扰，对网络系统设施采取的一系列方法和措施。为此，网络管理的任务就是收集、监控网络中各种设备和设施的工作参数、工作状态信息，显示给管理员并接受处理，从而控制网络中的设备、设施的工作参数和工作状态，以实现对网络的管理。,8.1 网络管理概述,8.1.2 网络管理的基本内容 网络管理主要包括如下几方面的内容。 (1)数据通信网中的流量控制 (2)网络路由选择策略 (3)网络管理员的管理与培训 (4)网络的安全防护 (5)网络的故障诊断 (6)网络的费用计算 (7)网络病毒防范 (8)网络黑客防范 (9)内部管理制度,8.1.3 网络管理系统的基本模型 网络管理系统是用于实现对网络的全面有效的管理，实现网络管理目标的系统。在一个网络的运营管理中，网络管理人员是通过网络管理系统对整个网络进行管理的。概括地说，一个网络管理系统从逻辑上包括管理对象、管理进程、管理信息库和管理协议四部分。网络管理系统的逻辑模型如图8-1所示。,图8-1 网络管理逻辑模型图,(1)管理对象：管理对象是网络中具体可以操作的数据。例如:记录设备或设施工作状态的状态变量、设备内部的工作参数、设备内部用来表示性能的统计参数等；需要进行控制的外部工作状态和工作参数；为网络管理系统设计，为管理系统本身服务的工作参数等。 (2)管理进程：是用于对网络中的设备和设施进行全面管理和控制的软件。 (3)管理信息库：管理信息库用于记录网络中管理对象的信息。例如:状态类对象的状态代码、参数类管理对象的参数值等。管理信息库中的数据要与网络设备中的实际状态和参数保持一致，达到能够真实地、全面地反映网络设备或设施情况的目的。 (4)管理协议：该协议用于在管理系统与管理对象之间传递操作命令，负责解释管理操作命令。通过管理协议来保证管理信息库中的数据与具体设备中的实际状态、工作参数保持一致。,8.2.1 网络配置管理 网络配置是指网络中各设备的功能、设备之间的连接关系和工作参数等。由于网络配置经常需要进行调整，所以网络管理必须提供足够的手段来支持系统配置的改变。配置管理就是用来支持网络服务的连续性而对管理对象进行的定义、初始化、控制、鉴别和检测，以适应系统要求。配置管理提供的主要功能有如下几个方面: (1)将资源与其资源名称对应起来；(2)收集和传播系统现有资源的状况及其现行状态；(3)对系统日常操作的参数进行设置和控制；(4)修改系统属性；(5)更改系统配置初始化或关闭某些资源；(6)掌握系统配置的重大变化；(7)管理配置信息库；(8)设备的备用关系管理。,8.2 网络管理标准,8.2.2 网络性能管理 性能管理用于对管理对象的行为和通信活动的有效性进行管理。性能管理通过收集有关统计数据，对收集的数据应用一定的算法进行分析以获得系统的性能参数，以保证网络的可靠、连续通信的能力。性能管理由用于对网络工作状态信息的收集及整理的性能检测和用于改善网络设备的性能而采取的动作及操作的网络控制两部分组成。性能管理提供的主要功能包括: (1)工作负荷监测，收集和统计数据； (2)判断、报告和报警网络性能； (3)预测网络性能的变化趋势； (4)评价和调整性能指标、操作模式和网络管理对象的配置。,8.2.3 网络故障管理 故障管理是用来维护网络正常运行的。在网络运行过程中，由于故障使系统不能达到它们的运营目的。故障管理主要解决的是与检测、诊断、恢复和排除设备故障有关的网络管理，通过故障管理来及时发现故障，找出故障原因，实现对系统异常操作的检测、诊断、跟踪、隔离、控制和纠正等。故障管理提供的主要功能包括: (1)告警报告； (2)事件报告管理； (3)日志控制； (4)测试管理功能。,8.2.4 容错管理技术 再先进的网络设备，再完善的网络管理制度，差错总是会产生的。硬盘、内存和电源故障是最常见的差错因素。当这些故障产生时，网络就会产生错误。解决硬件设备故障的有效方法是实行系统“热备份”，又称系统冗余备份。 以主机为例，可以使用双机热备份的方式以提高网络系统的可靠性和稳定性，即用两台相同档次，相同性能的计算机同时运行网络操作系统，其中一台与网络连接，另一台作为备份，当连接网络的主机故障时，系统能自动切换到备份主机上继续运行，保证网络连续不断地运行。 对于极易发生故障的硬盘，通常利用硬盘组来实现冗余备份，低价格的硬盘冗余阵列RAID（Redungant Arrays of Inexpensive Disks）便是一种典型的实现方法。它是使用多个物理硬盘的群集，而对于网络操作系统表现出的是一个逻辑驱动器形式。存放在单个驱动器上的数据会自动映射到其他驱动器上，一旦某个驱动器出现故障，则可通过其他驱动器存取数据。,8.2.5 网络安全管理 1.网络安全管理的意义 在计算机网络系统中，多个用户共处在一个大环境中，系统资源是共享的，用户终端可直接访问网络和分布在各用户处理机中的文件、数据和各种软件、硬件资源。随着计算机和网络的普及，政府、军队的核心机密和重要数据、企业的商业机密、甚至是个人的隐私都存储在互联的计算机中，而因系统原因和不法之徒千方百计的“闯入”、破坏，使有关方面蒙受了巨大的损失。因此，网络安全问题已成为当今计算机领域中最重要的研究课题之一。,2. 计算机网络安全的有关概念 (1)安全与保密； (2)风险与威胁； (3)敏感信息； (4)脆弱性； (5)控制。,3. 网络不安全因素的产生 (1)网络环境； (2)资源共享； (3)数据通信； (4)计算机病毒； (5)网络管理； (6)黑客的攻击； (7)网络的缺陷 ； (8)软件的漏洞或“后门”； (9)操作失误及内部破坏。,4.安全管理的基本内容 安全管理包括安全特征的管理和管理信息的安全。 安全特征的管理提供安全的服务，以及安全机制变化的控制，直至物理场地、人员的安全，病毒防范措施操作过程的连续性，灾难事故时恢复措施的计划与实施等内容，管理信息的安全是保障管理信息自身的安全。安全管理提供的主要功能包括: (1)安全告警管理； (2)安全审计跟踪功能管理； (3)安全访问控制管理。,5保护网络系统的基本要素 (1) 安全策略：制定对系统进行有效管理的安全策略。 (2)防火墙：将非法信息和非法入侵人员挡在“墙外”的一种技术。 (3)记录：将网络运行情况详细记录下来，随时进行分析。 (4)脆弱性评价：详细分析系统的脆弱性，及时改进。 (5)物理保护：主要防止搭线窃取网络数据。 (6)注册登录：注册登录的限制。,6. 网络安全技术 (1)数据加密技术； (2)防火墙技术； (3)网络安全扫描技术； (4)网络入侵检测技术； (5)黑客诱骗技术 ； (6)网络安全技术的综合利用； (7) 网络病毒的防治。,8.2.6 记帐管理与计费管理 记帐管理是用来对使用管理对象的用户进行流量计算、费用核算、费用的收取。 记帐管理提供的主要功能包括: 将应该缴纳的费用通知用户；支持用户费用上限的设置；在必须使用多个通信实体才能完成通信时，能够把使用多个管理对象的费用结合起来。 计费管理提供的主要功能包括: (1)以一致的格式和手段来收集、总结、分析和表示计费信息； (2)在计算费用时应有能力选取计算所需的数据； (3)有能力根据资源使用情况调整价目表，根据选定的价目、算法计算用户费用； (4)有能力提供用户帐单、用户明细帐和分摊帐单； (5)所出帐单应有能力根据需要改变格式而无需重新编程； (6)便于检索、处理、费用可再分配。,8.2.7 网络地址管理 为了使网络能区分每一台上网的计算机，规定任何一个生产厂商生产的网卡都分配有一个全世界唯一的编号，这种编号被称作为MAC地址（即介质存取控制地址，又称为物理地址）。MAC地址由16位二进制数组成，前8位代表网卡生产厂商代号，后8位为顺序号。 一台网上的计算机要与另一台网上的计算机通信时，需知道对方机器上的网卡MAC地址。 第3章我们介绍过，IP地址是由网络号和主机号组成的，通过网络号，我们就可定位对方计算机所在的网段，主机号则可定位主机的的具体位置。对于IP地址，通过子网掩码就可区分出其网络号部份和主机号部份。,MAC地址的查找方式有两种：引导链接协议（BOOTP）和动态主机配置协议（DHCP）。 BOOTP的基本过程如下：首先由发送端向网络广播一条消息，询问是否有收端IP地址的配置信息，实质上是查询一张已知的MAC地址表，如果收端主机的MAC地址在MAC地址表中，则BOOTP服务器就将与该MAC地址相连系的IP配置参数返回给发送端主机。若在MAC地址表中查找不到相应的MAC地址信息，则BOOTP操作失败，此时，就要用其他方法（如动态主机配置协议DHCP）寻求MAC地址。 动态主机配置协议（DHCP）是一种自动分配IP地址的策略，DHCP提供了一种动态分配IP配置信息的方法。其基本步骤是，DHCP再次向网络发送一条消息，请求地址配置信息，由地址解析协议（ARP）返回相应的MAC地址信息，再由DHCP送给发送端计算机。,8.2.8 文档管理 网络文档管理有三种基本内容：硬件配置文档、软件配置文档和网络连接拓扑结构图。 (1)硬件配置文档包括以下内容： CMOS配置；跳线设置；驱动程序设置；内存映象；已安装类型和版本。 (2)软件配置文档应包括以下内容： 应用程序和用户文件的目录结构；应用程序系列号、软件许可证和购买证明；系统启动和配置文件。 (3)网络连接拓扑结构图应详细描绘网络服务器、工作站、网络通信设备的名称、规格、型号、位置，网络连接线缆的规格、型号及连接方式。,8.3.1 SNMP的概念 简单网络管理协议SNMP(Simple Network Management Protocol)的体系结构是从早期的简单网关管理协议SGMP(Simple Gateway Management Protocol)发展而来的，是Internet组织用来管理TCP/IP互联网和以太网的。 SNMP的特点是： (1)虽然SNMP是为TCP/IP使用而开发的，但它的监测和控制活动都是独立于TCP/IP的； (2)SNMP仅仅需要TCP/IP提供无连接的数据报传输服务。 因此，SNMP很容易应用到其他网络上去。,8.3 简单网络管理协议SNMP,SNMP的目标是管理互联网Internet中众多厂家生产的软硬件平台，提供了四类管理操作平台： l get操作，用于提取特定的网络管理信息； l get-next操作，通过遍历活动来提供强大的管理信息提取能力； l set操作，用来对管理信息进行控制； l trap(陷阱)操作，用来报告重要事件。 SNMP的体系结构是围绕以下四个概念和目标进行设计的: l 保持管理代理agent的软件成本尽可能低； l 最大程度地保持远程管理的功能，以便充分利用Internet的网络资源； l 体系结构必须能在将来需要时有扩充的余地； l 保持SNMP的独立性，不依赖于具体的计算机、网关和网络传输协议。,8.3.2 SNMP的基本组成 SNMP管理模型中有三个基本组成部分: 管理代理(agent)、管理进程(manager)和管理信息库(MIB)。如图8-3所示。,图8-3 SNMP基本结构图,(1)管理代理：管理代理是一种软件，在被管理的网络设备中运行，负责执行管理进程的管理操作。管理代理有两个基本管理功能： 在MIB中读取各种变量值； 在MIB中修改各种变量值。 (2)管理进程：管理进程完成各种网