计算机网络管理

1、论文摘要计算机网络管理技术就是监督、组织和控制网络通信服务以及信息处理所必需的各种技术手段和措施的总称。其目标是确保计算机网络的持续正常运行，并在计算机网络运行出现异常时能及时响应和排除故障。在当今这个信息化社会中，一方面，硬件平台，操作系统平台，应用软件等IT系统已变得越来越复杂和难以统一管理；另一方面，现代社会生活对网络的高度依赖，使保障网络的通畅、可靠就显得尤其重要。这些都使得网络管理技术成为网络技术中人们公认的关键技术。当前计算机网络的发展特点规模不断夸大，复杂性不断增加，异构性越来越高。如果不能高效的对网络系统进行管理，就很难保证提供一个令人满意的服务。网络管理是网络发展中一个很重要的内容，其重要性已在各个方面得到体现。首先是对网络管理就发展现状、网络协议等方面进行简单介绍，后又浅述了目前常见的两种网络管理模式、存在问题及前景发展趋势。1网络管理技术概述 1.1网络管理技术的发展 追溯网络管理的历史，已经相当久远，自从有了电话交换网，就有了对通信网络的管理，只不过与现在相比，当时网络设备的种类不多，而且网络管理技术自动化程度不高。计算机网络管理技术的发展是与Internet发

2、展同步的，从20世纪80年代开始，随着一系列网络管理标准的出台，出现了大量的商用网络管理系统，但各种网络系统在结构上存在着或大或小的差异，至今还没有一个大家都能接受的标准。当前，网络管理技术主要有以下三种：诞生于Internte家族的SNMP是专门用于对Internet进行管理的，虽然它有简单适用等特点，已成为当前网络界的实际标准，但由于Internet本身发展的不规范性，使SNMP有先天性的不足，难以用于复杂的网络管理，只适用于TCP/IP网络，在安全方面也有欠缺。已有SNMPv1和SNMPv2两种版本，其中SNMPv2主要在安全方面有所补充。随着新的网络技术及系统的研究与出现，电信网、有线网、宽带网等的融合，使原来的SNMP已不能满足新的网络技术的要求；CMIP可对一个完整的网络管理方案提供全面支持，在技术和标准上比较成熟.最大的优势在于，协议中的变量并不仅仅是与终端相关的一些信息，而且可以被用于完成某些任务，但正由于它是针对SNMP的不足而设计的，因此过于复杂，实施费用过高，还不能被广泛接受；分布对象网络管理技术是将CORBA技术应用于网络管理而产生的，主要采用了分布对象技术将所

3、有的管理应用和被管元素都看作分布对象，这些分布对象之间的交互就构成了网络管理.此方法最大的特点是屏蔽了编程语言、网络协议和操作系统的差异，提供了多种透明性，因此适应面广，开发容易，应用前景广阔.SNMP和CMIP这两种协议由于各自有其拥护者，因而在很长一段时期内不会出现相互替代的情况，而如果由完全基于CORBA的系统来取代，所需要的时间、资金以及人力资源等都过于庞大，也是不能接受的.所以，CORBA，SNMP，CMIP相结合成为基于CORBA的网络管理系统是当前研究的主要方向。1.2网络管理协议 网络管理协议一般为应用层级协议，它定义了网络管理信息的类别及其相应的确切格式，并且提供了网络管理站和网络管理节点间进行通讯的标准或规则。 网络管理系统通常由管理者(Manager)和代理( Agent)组成，管理者从各代理那儿采集管理信息，进行加工处理，从而提供相应的网络管理功能，达到对代理管理之目的。即管理者与代理之间孺要利用网络实现管理信息交换，以完成各种管理功能，交换管理信息必须遵循统一的通信规约，我们称这个通信规约为网络管理协议。 目前有两大网管协议，一个是由IETF提出来的简单网络管

4、理协议SNMP，它是基于TCP / IP和Internet的。因为TCP/IP协议是当今网络互连的工业标准，得到了众多厂商的支持，因此SNMP是一个既成事实的网络管理标准协议。SNMP的特点主要是采用轮询监控，管理者按一定时间间隔向代理者请求管理信息，根据管理信息判断是否有异常事件发生。轮询监控的主要优点是对代理的要求不高；缺点是在广域网的情形下，轮询不仅带来较大的通信开销，而且轮询所获得的结果无法反映最新的状态。 另一个是ISO定义的公共管理信息协议CMIP。CMIP是以OSI的七层协议栈作为基础的，它可以对开放系统互连环境下的所有网络资源进行监测和控制，被认为是未来网络管理的标准协议。CMIP的特点是采用委托监控，当对网络进行监控时，管理者只需向代理发出一个监控请求，代理会自动监视指定的管理对象，并且只是在异常事件(如设备、线路故障)发生时才向管理者发出告警，而且给出一段较完整的故障报告，包括故障现象、故障原因。委托监控的主要优点是网络管理通信的开销小、反应及时，缺点是对代理的软硬件资源要求高，要求被管站上开发许多相应的代理程序，因此短期内尚不能得到广泛的支持。1.3网络管理系统的

5、组成 网络管理的需求决定了网管系统的组成和规模，任何网管系统无论其规模大小如何，基本上都是由支持网管协议的网管软件平台、网管支撑软件、网管工作平台和支撑网管协议的网络设备组成。 网管软件平台提供网络系统的配置、故障、性能以及网络用户分布方面的基本管理。目前大多数网管软件平台都是在UNIX和DOS/WINDOWS平台上实现的。目前公认的三大网管软件平台是：HP View、IBM Netview和SUN Netmanager。虽然它们的产品形态有不同的操作系统的版本，但都遵循SNMP协议和提供类似的网管功能。 不过，尽管上述网管软件平台具有类似的网管功能，但是它们在网管支撑软件的支持、系统的可靠性、用户界面、操作功能、管理方式和应用程序接口，以及数据库的支持等方面都存在差别。可能在其它操作系统之上实现的Netview、Openview、Netmanager网管软件平台版本仅是标准Netview、Openview、Netmanager的子集。例如，在MS Windows操作系统上实现的Netview 网管软件平台版本Netview for Windows 便仅仅只是Netview的子集。 网

6、管支撑软件是运行于网管软件平台之上的，支持面向特定网络功能、网络设备和操作系统管理的支撑软件系统。 网络设备生产厂商往往为其生产的网络设备开发专门的网络管理软件。这类软件建立在网络管理平台之上，针对特定的网络管理设备，通过应用程序接口与平台交互，并利用平台提供的数据库和资源，实现对网络设备的管理，比如Cisco Works就是这种类型的网络管理软件，它可建立在HP Open View和IBM Netview等管理平台之上，管理广域互联网络中的Cisco路由器及其它设备。通过它，可以实现对Cisco的各种网络互联设备（如路由器、交换机、集线器等）进行复杂网络管理。1.4网络管理的体系结构 网络管理系统的体系结构（通常简称网络拓扑结构）是决定网络管理性能的重要因素之一。通常可以把其分为集中式和非集中式两类体系结构。 目前，集中式网管体系结构通常采用以平台为中心的工作模式，该工作模式把单一的管理者分成两部分：管理平台和管理应用。管理平台主要关心收集的信息并进行简单的计算，而管理应用则利用管理平台提供的信息进行决策和执行更高级的功能。 非集中方式的网络管理体系结构包括层次方式和分布式。层次方式

7、采用管理者的管理者MOM（Manager of manager）的概念，以域为单位，每个域有一个管理者，它们之间的通讯通过上层的MOM，而不直接通讯。层次方式相对来说具有一定的伸缩性：通过增加一级MOM，层次可进一步加深。分布式是端对端（peer to peer）的体系结构，整个系统有多个管理方，几个对等的管理者同时运行于网络中，每个管理者负责管理系统中一个特定部分“域”，管理者之间可以相互通讯或通过高级管理者进行协调。 对于选择集中式还是非集中式，这要根据实际场合的需要来决定。而介于两者之间的部分分布式网管体系结构，则是近期发展起来的兼顾两者优点的一种新型网管体系结构。2.计算机网络管理系统的应用网络管理系统的基本应用包括网络资源状态监视、阈值监视、事件管理、配置应用、拓扑管理以及性能监视等。 2.1网络资源状态监视 监测资源的目的在于尽可能获得有关资源服务质量和状态的最新信息。监测涉及到访问某些资源的属性,监测总是由管理工作站发起的,管理工作站论询资源并分析论询结果。因此,实现监测功能极大地依赖于对单个资源进行寻址所采用的协议。 2.2事件管理 事件管理负责接收和处理事件这些事件可

8、以由被管设备产生并发送给管理工作站的外部事件,也可以是由网络管理平台的其它部件,比如阈值监测过程所产生的内部事件。事件对用户的可视化是一种重要的功能。可视化建立在被管资源的状态模型的基础上,这样一种模型描述了资源的状态与导致状态变化的事件之间的关系。 2.3配置应用 配置应用向用户提供了对资源的写访问,配置应用可以分成如下几种形式: 有关当前资源配置的信息。可使用SNMP询问诸如路由表、接口表、地址表和ARP表等。 通过管理协议改变配置。SNMP协议的Set服务用来改变部件中的配置信息。这里的难点之一是,由于SNMP的安全问题,许多厂商并不允许对资源的写访问。通过登录系统进行配置。设备制造商提供允许用户登录系统直接改变系统配置的工具,当使用网络管理平台时,用户可以通过图形用户界面直接登录系统,比如使用Telnet等。 2.4拓扑管理 网络管理平台的另一种重要功能是拓扑发现功能。它是使用管理协议收集尽可能多的有关网络的资源的配置信息,并且保存在网络管理平台的数据库中。 2.5性能监视 性能监视用于定义和执行性能测量,和阈值监视类似,测量由以下参数定义：通过指定系统和被测量的属性来选择测量

9、点； 选择测量间隔,即选择执行测量的采样频率；通过给出起始和终止时间项来指定测量期间。 性能管理的目的就是确保网络不会出现过度拥挤的情况,保障网络的可用性,为用户提供更好的网络通信服务它主要通过下面的方法来实现其目标: 实时监控网络设备和相应的所有连接,监视设备和线路的使用率和出错率及相应的阈值,并进行阈值报警; 定期的历史数据分析,及时提示管理者和决策者作出设备或线路的升级计划,保证设备和线路的容量不会由于过度使用而出现网络性能急剧下降的情况。 网络管理技术是随着网络技术的发展而不断地发展,目前计算机网络管理技术的发展主要表现为:传统的集中式的网络管理模式在网络规模急剧膨胀的现实面前已显得越来越力不从心,网络管理一个重要趋势就是必须走向分布式管理的道路;公共对象请求代理(CORBA:CommonObjectRequestBrokerArchitecture)技术在分布式计算方面的成功,为分布式的网络管理提供了有益的启示,基于CORBA的分布式网络管理是一条现实可行的、可实现多域交叉管理的方案;Web技术的出现和流行为创建一个平XX立的通用网络管理系统提供了一条新的解决途径,基于Web的网络管理技术的一个先天优势是可以很容易地实现分布式的网络监视和控制;网络管理的另一个趋势是向智能化、综合化的网络管理方向发展。3、计算机网络管理系统的发展方向 现在的计算机网络管理系统开始向应用层次渗透。传统的计算机网络管理系统所注意的对象就是处在网络层的各种网络设备，利用SNMP来控制和管理设备，以设备或者说设备集为中心。现在用户在网上的应用增多，应用对网络带宽的要求也越来越高了。其中有一些应用服务要求对时间敏感的数据传输，如实时音频视频的传输等，而有一些数据则对时间敏感度不高。因此，在现有的网络带宽有限的情况下，为了更好的利用带宽资源，必须改变原来不区分服务内容的传输，而是根据服务的内容，给各个应用提供高质量的服务，这也就是QOS(Quality of Services)。网络管理吸收了这样的思想，开始把自己的控制力从网络层渗

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