網(wǎng)絡(luò)管理基礎(chǔ)

第2章網(wǎng)絡(luò)管理基礎(chǔ)任何一個(gè)組織、機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)要進(jìn)行良性運(yùn)作都離不開(kāi)管理，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同樣也不例外。在上一章中，我們簡(jiǎn)要回顧了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本知識(shí)，明確了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行過(guò)程，提出了保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠持續(xù)、穩(wěn)定、安全可靠并高效地運(yùn)行，就必須要對(duì)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的管理的觀點(diǎn)。本章首先討論網(wǎng)絡(luò)管理的重要性，了解網(wǎng)絡(luò)管理發(fā)展歷史與定義、網(wǎng)絡(luò)管理的研究機(jī)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理模型、網(wǎng)絡(luò)管理的標(biāo)準(zhǔn)以及由ISO提出的基于OSI的網(wǎng)絡(luò)管理5大功能。12.1網(wǎng)絡(luò)管理概述2.1.1網(wǎng)絡(luò)管理定義2.1.2網(wǎng)絡(luò)管理的內(nèi)容和目標(biāo)2.1.3網(wǎng)絡(luò)管理的發(fā)展歷史2.1.4網(wǎng)絡(luò)管理的新技術(shù)22.1.1網(wǎng)絡(luò)管理定義什么是網(wǎng)絡(luò)管理？按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的定義，網(wǎng)絡(luò)管理是指規(guī)劃、監(jiān)督、控制網(wǎng)絡(luò)資源的使用和網(wǎng)絡(luò)的各種活動(dòng)，以使網(wǎng)絡(luò)的性能達(dá)到最優(yōu)。網(wǎng)絡(luò)管理的目的在于提供對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、操作運(yùn)行、管理、監(jiān)視、分析、控制、評(píng)估和擴(kuò)展的手段，從而合理地組織和利用系統(tǒng)資源，提供安全、可靠、有效和友好的服務(wù)。通俗地講，網(wǎng)絡(luò)管理就是指監(jiān)督、組織和控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)以及信息處理所必需的各種活動(dòng)的總稱。其目標(biāo)是確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)正常運(yùn)行，使其能夠有效、可靠、安全、經(jīng)濟(jì)地提供服務(wù)，并在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)能及時(shí)響應(yīng)和排除故障。

32.1.2網(wǎng)絡(luò)管理的內(nèi)容和目標(biāo)1．網(wǎng)絡(luò)管理的內(nèi)容早期的網(wǎng)絡(luò)管理內(nèi)容比較單一，往往只是指對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?，F(xiàn)如今網(wǎng)絡(luò)管理的范圍已擴(kuò)大到網(wǎng)絡(luò)中的通信活動(dòng)以及與網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、組織、實(shí)現(xiàn)、營(yíng)運(yùn)和維護(hù)等有關(guān)的幾乎所有過(guò)程?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)管理的內(nèi)容通?？梢杂肙AM＆P（Operation,Administration,MaintenanceandProvisioning，運(yùn)行、管理、維護(hù)和提供）來(lái)概括。OAM&P指的是一組系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)管理功能，其中包括：故障指示、性能監(jiān)控、安全管理、診斷功能、網(wǎng)絡(luò)和用戶配置等。42．網(wǎng)絡(luò)管理的目標(biāo)具體地說(shuō)來(lái)，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的有效管理，應(yīng)確保網(wǎng)絡(luò)是有效的、可靠的、開(kāi)放的、綜合的、安全的和經(jīng)濟(jì)的。（1）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是有效的。（2）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是可靠的。（3）現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備開(kāi)放性，即網(wǎng)絡(luò)要能夠接受多廠商生產(chǎn)的異種設(shè)備。（4）現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)要有綜合性，即網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)不能單一化。（5）現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)要有很高的安全性。（6）網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)性。52.1.3網(wǎng)絡(luò)管理的發(fā)展歷史網(wǎng)絡(luò)管理有一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程，它已從早期的人工方式、分散的管理到現(xiàn)在的集中管理和分布式管理。其管理的方法越來(lái)越科學(xué)、手段越來(lái)越合理、管理技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期并沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)管理方案，不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商往往使用針對(duì)自己產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)管理專用系統(tǒng)。早期，要求網(wǎng)絡(luò)管理人員學(xué)習(xí)掌握各種品牌設(shè)備的管理方法，給網(wǎng)絡(luò)管理工作帶來(lái)極大不便。另外，由于管理系統(tǒng)之間的不兼容性，使得不同廠家網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理數(shù)據(jù)互訪就更加困難，很難對(duì)不同廠商的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信設(shè)備和軟件等進(jìn)行統(tǒng)一管理，從而制約了網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)互連的發(fā)展。6隨著Internet的出現(xiàn)和發(fā)展，上述矛盾更顯突出，制定一個(gè)通用的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)就成為網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。為此，研發(fā)人員開(kāi)始對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理這門(mén)技術(shù)進(jìn)行研究，并提出了多種網(wǎng)絡(luò)管理方案。其中，比較有代表性的有兩種：（1）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）提出的OSI/CMIP管理技術(shù)；（2）Internet工程任務(wù)組（IETF）提出的Internet/SNMP管理技術(shù)。7最早的網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)或框架是從1979年由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO開(kāi)始研究。它針對(duì)OSI（開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)）七層協(xié)議的傳輸環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，20世紀(jì)80年代中提出公共管理信息服務(wù)（CMIS）和公共管理信息協(xié)議（CMIP）。CMIS支持管理進(jìn)程和管理代理之間的通信要求，CMIP提供管理信息傳輸服務(wù)的應(yīng)用層協(xié)議?；贑MIP的網(wǎng)絡(luò)管理框架經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，歷經(jīng)多年改進(jìn)，形成具有功能龐大和詳盡的網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用工具。雖然CIMP在電信領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但由于實(shí)現(xiàn)代價(jià)高昂，過(guò)于復(fù)雜等種種原因，使得它在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理上的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻步履緩慢，推廣部署也不理想。8起初，Internet活動(dòng)委員會(huì)（IAB：InternetActivitiesBoard）為了管理Internet，計(jì)劃采用基于OSI的CMIP作為Internet的管理協(xié)議，并對(duì)它作了修改，修改后的協(xié)議被稱作CMOT（CommonManagementOverTCP/IP），但CMOT遲遲未能出臺(tái)。與此同時(shí)，IAB的Internet工程任務(wù)組（IETF：InternetEngineeringTaskForce）決定把已有的簡(jiǎn)單網(wǎng)關(guān)監(jiān)控協(xié)議（SGMP）做進(jìn)一步修改后作為臨時(shí)解決方案。由于該臨時(shí)解決方案提出了遠(yuǎn)比IETF的CMOT更完整和更易實(shí)現(xiàn)的方案。1988年5月，著名的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP：SimpleNetworkmanagementProtocol）最終被定義并及時(shí)發(fā)布成為一個(gè)Internet的建議標(biāo)準(zhǔn)。到1989年4月，它被接收為草案標(biāo)準(zhǔn)。1990年5月IAB最終接收它為Internet標(biāo)準(zhǔn)。首次公布的SNMP規(guī)范是RFC1067。后因有一些變動(dòng)而重新發(fā)布為RFC1098。最后確定的標(biāo)準(zhǔn)于1990年5月作為RFC1157。9SNMP主要是為基于TCP/IP的互聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)的，其最大的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單性，其可伸縮性、擴(kuò)展性、健壯性也得到廣泛的認(rèn)可。因此，盡管SNMP存在很多不足，但SNMP取得了很大的商業(yè)成功，絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家的產(chǎn)品都支持SNMP，SNMP由此成為了一個(gè)事實(shí)上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)。10近幾年，IETF為SNMP的第二（SNMPv2）、三版（SNMPv3）做了大量的工作，其中SNMPv2針對(duì)SNMPv1的缺陷進(jìn)行了一定的改進(jìn)，比如擴(kuò)充了管理信息結(jié)構(gòu)，新增了管理站之間的通信能力和協(xié)議操作，形成了現(xiàn)在的SNMPv2草案標(biāo)準(zhǔn)。1997年4月，IETF成立了SNMPv3工作組。SNMPv3的重點(diǎn)是安全、可管理的體系結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程配置。另外，基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的一個(gè)新的趨勢(shì)是使用RMON（遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控）。RMON的目標(biāo)是為了擴(kuò)展SNMP的MIB（管理信息庫(kù)），使SNMP更為有效、更為積極主動(dòng)地監(jiān)控遠(yuǎn)程設(shè)備。RMONMIB由一組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)構(gòu)成，利用許多供應(yīng)商生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)工具都可以顯示出這些數(shù)據(jù)，因而它具有獨(dú)立于供應(yīng)商的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)分析功能。RMON探測(cè)器和RMON客戶機(jī)軟件結(jié)合在一起在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)施RMON。11RFC（RequestforCommentsDocument，征求意見(jiàn)文檔）：RFC是Internet有關(guān)服務(wù)的一些標(biāo)準(zhǔn)。它的主要信息發(fā)布手段是RFC文檔。例如：SNMP標(biāo)準(zhǔn)形成的每個(gè)階段的規(guī)范都是用RFC發(fā)布的。每份RFC都分配一個(gè)唯一編號(hào)，它除了像定義SNMP和TCP/IP等正式規(guī)范之外，還有其他一些文檔也采用RFC文檔發(fā)布，如建議、試驗(yàn)、會(huì)議通知、術(shù)語(yǔ)表、入門(mén)指南、重要數(shù)字的列表以及各種包含起其他技術(shù)信息的文檔等。122.1.4網(wǎng)絡(luò)管理的新技術(shù)

目前，新一代網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)已有多個(gè)研究和應(yīng)用發(fā)展方向，其中比較有代表性的是基于CORBA技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)和基于Web的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)。基于Web的網(wǎng)絡(luò)管理模式有代理方式和嵌入方式兩種。（1）代理方式（2）嵌入方式132.2網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)2.2.1概述2.2.2網(wǎng)絡(luò)管理的基本模型

網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)定義了網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)成員間相互關(guān)系的一套規(guī)則。它是建立網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。不同的管理體系結(jié)構(gòu)會(huì)帶來(lái)不同的管理能力、管理效率和經(jīng)濟(jì)效益，從而決定網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的不同的復(fù)雜度、靈活度和兼容性。14國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）提出的基于遠(yuǎn)程監(jiān)控的管理框架是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)的核心。在基于遠(yuǎn)程監(jiān)控的管理框架下，OSI提出以一對(duì)相互通信的系統(tǒng)管理實(shí)體（進(jìn)程）為核心，管理進(jìn)程與一個(gè)遠(yuǎn)程系統(tǒng)相互作用，去實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程資源的控制的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。在這種體系結(jié)構(gòu)中，一個(gè)系統(tǒng)中的管理實(shí)體擔(dān)當(dāng)管理者（Manager）角色，而另一個(gè)系統(tǒng)的對(duì)等實(shí)體擔(dān)當(dāng)代理者（Agent）角色，Agent負(fù)責(zé)訪問(wèn)被管資源（被管對(duì)象）的數(shù)據(jù)。Manager角色與Agent角色不是固定的，而是由每次通信的性質(zhì)所決定的。擔(dān)當(dāng)Manager角色的進(jìn)程向擔(dān)當(dāng)Agent角色的進(jìn)程發(fā)出操作請(qǐng)求，擔(dān)當(dāng)Agent角色的進(jìn)程對(duì)被管對(duì)象進(jìn)行操作并將被管對(duì)象發(fā)出的通報(bào)傳向Manager。目前，這些觀點(diǎn)已被普遍接受，并形成了兩種主要的網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)，即基于0SI模型的公共管理信息協(xié)議（CMIP）體系結(jié)構(gòu)和基于TCP/IP模型的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）體系結(jié)構(gòu)。15CMIP體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)通用的模型，它能夠?qū)?yīng)各種開(kāi)放系統(tǒng)之間的管理通信和操作，開(kāi)放系統(tǒng)之間既可以是平等關(guān)系，也可以是主從關(guān)系，因此它既能夠進(jìn)行分布式的管理，也能夠進(jìn)行集中式的管理。CMIP體系結(jié)構(gòu)和SNMP體系結(jié)構(gòu)具有各自的優(yōu)點(diǎn)。CMIP的優(yōu)點(diǎn)是通用和完備，而SNMP的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單和實(shí)用。在實(shí)際中，CMIP在電信網(wǎng)管理標(biāo)準(zhǔn)TMN中得到了應(yīng)用，而SNMP在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理尤其是Internet的管理中得到了應(yīng)用。隨著Internet的迅猛發(fā)展，SNMP的影響也日益強(qiáng)大，其自身也得到了較快的改善。16SNMP體系結(jié)構(gòu)最初是一個(gè)集中式模型。在一個(gè)系統(tǒng)中只有一個(gè)頂層管理站，管理站下設(shè)多個(gè)代理，管理站中運(yùn)行管理進(jìn)程，代理中運(yùn)行代理（Agent）進(jìn)程。二者角色不能互換。從SNMMv2開(kāi)始，分布式模型開(kāi)始采用。在這種模型中，頂層管理站可以有多個(gè)，被稱為管理服務(wù)器。在管理服務(wù)器和代理之間，加入中間服務(wù)器。管理服務(wù)器運(yùn)行管理進(jìn)程，代理運(yùn)行Agent進(jìn)程，中間服務(wù)器在與管理服務(wù)器通信時(shí)運(yùn)行Agent進(jìn)程，在與代理通信時(shí)運(yùn)行Manager進(jìn)程。172.2.2網(wǎng)絡(luò)管理的基本模型管理者M(jìn)anager代理Agent管理操作響應(yīng)/通知管理操作通知MIB管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議被管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理的基本模型示意圖被管資源管理系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫(kù)18網(wǎng)絡(luò)管理模型可分為4個(gè)要素組成，即：管理者（Manager）管理代理（Agent）網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（NetworkManagementProtocol）管理信息庫(kù)（MIB，ManagementInformationBase）。網(wǎng)絡(luò)管理者是指實(shí)施網(wǎng)絡(luò)管理的處理實(shí)體，網(wǎng)絡(luò)管理者駐留在管理工作站上，實(shí)際上就是運(yùn)行于管理工作站上的管理程序（進(jìn)程）。網(wǎng)管代理是一個(gè)軟件模塊，它駐留在被管設(shè)備上。被管對(duì)象的集合被稱作管理信息庫(kù)（MIB）。管理者和網(wǎng)管代理者之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議通信，如：CIMP和SNMP。192.3網(wǎng)絡(luò)管理功能網(wǎng)絡(luò)管理的有5大功能域：1．配置管理配置管理（ConfigurationManagement）是最基本的網(wǎng)絡(luò)管理功能，通過(guò)設(shè)定、收集、監(jiān)測(cè)和管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置數(shù)據(jù)，使得網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到最優(yōu)。具體地講，配置管理就是在網(wǎng)絡(luò)建立、擴(kuò)充、改造以及工作的開(kāi)展過(guò)程中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、資源配置、使用狀態(tài)等配置信息進(jìn)行定義、監(jiān)測(cè)和修改。20配置管理主要功能有：（1）定義配置信息。（2）設(shè)置、修改和獲取管理對(duì)象的參數(shù)和屬性。初始化、啟動(dòng)和關(guān)閉管理對(duì)象。（3）定義和更改管理域。（4）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布新軟件。（5）監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)資源屬性值、活動(dòng)狀態(tài)和關(guān)系的變化。（6）生成配置狀態(tài)報(bào)告。（7）網(wǎng)絡(luò)資源的自動(dòng)查找和圖示化表示。（8）配置一致性檢查。（9）網(wǎng)絡(luò)資源清單管理信息。（10）用戶操作記錄功能。213．故障管理故障管理（FaultManagement）也是網(wǎng)絡(luò)管理中最基本的功能之一。故障管理的主要內(nèi)容包括故障檢測(cè)、故障診斷、故障排除和故障記錄。一般