第1章 网络管理概论.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第 一 章,网络管理概论,对于不同的网络，管理的要求和难度也不同。局域网的管理是相对简单的,在,TCP/IP,网络中有一个简单的管理工具,Ping,程序,国际标准化组织也推出了,OSI,系统管理标准,CMIS/CMIP,网络管理标准的成熟刺激了制造商的开发活动。市场上已经出现了符合国际标准的商用网络管理系统。,1.1,网络管理的基本概念,问题：什么是网络管理？,The Role of Network Management,The Term,Network Management,Network management refers to the activities,methods,procedures,and tools that pertain to the operation,administration,maintenance,and provisioning of networked systems,网络管理指的是与联网系统的,运营,、,管理,、,维护,和,供应,相关的活动、方法、规程与工具,运营（,operation,）,Operation,deals with keeping the network(and the services that the network provides)up and running smoothly,运营涉及使网络（以及网络提供的服务）保持顺利运行,Operation,includes monitoring the network to spot problems as soon as possible,ideally before a user is affected,管理（,administration,）,Administration,involves keeping track of resources in the network and how they are assigned,管理涉及对网络资源以及它们的分配情况进行追踪Administration,deals with all the“housekeeping”that is necessary to keep things under control,维护（,maintenance,）,Maintenance,is concerned with performing repairs and upgradesfor example,when a line card must be replaced,when a router needs a new operating system image with a patch,when a new switch is added to the network,维护涉及执行修复和升级,Maintenance,also involves corrective and preventive proactive measures such as adjusting device parameters as needed and generally intervening as needed to make the managed network run“better”,维护在必要时采取纠正式、预防式的主动修复措施,供应（,provisioning,）,Provisioning,is concerned with configuring resources in the network to support a given service,供应涉及配置网络中的资源来支持某种指定的服务,For example,this might include setting up the network so that a new customer can receive voice service,理解网络管理：类比,类比,1,：健康护理,网络，你的头号病人,思考题：如果使用位于重症监护室的病人作为类比来解释网络管理，这个类比并没有很好地反映网络管理的哪些方面？,管理和供应,类比：举办一个聚会,其它类比：监控、规划和控制在很多领域都涉及,运营一条铁路，控制某个航天任务以及控制一个核电厂,网络管理的狭义定义（,1,）,一个更狭义的网络管理定义并不会涉及对一般意义上的“联网系统,”,的管理，而仅仅涉及对“通信网络”的管理,在那些时候，网络本身的管理，连接到网络的终端系统的管理以及在连接到网络的系统上所运行的网络应用的管理，它们之间是有区别的,网络管理的狭义定义（,2,）,网络管理的狭义定义（,3,）,网络管理,（,network management,）,系统管理,（,system management,）,应用管理,（,application management,）,服务管理,（,service management,）,在提供服务时，网络、系统以及应用可能都会被涉及，因此，对服务的管理通常也被加以区分,1.2.1,网络管理系统的层次结构,1.2,网络管理系统体系结构,The Network Device,The first main component in network management consists of the device that must be managed,In network management parlance,we also call the managed devices,network elements,(,NEs,),To be properly managed,they must participate in the management process,Network and Network Elements,Manager and Agent,Manager,and,agent,are important terms in network management parlance,they refer to the systems that manage(manager)and the systems that are managed(agent),The relationship between manager/agent and client/server are in order,the agent corresponds to a server,the manager corresponds to a client,Manager-Agent Communication,Manager/Agent Versus Client/Server,In network management,the situation is reversed,typically,large numbers(perhaps tens of thousands)of serversthat is,agentsserve a small number of clientsthat is,managers,1.2.2,网络管理系统的配置,然而对于大型网络，集中式管理往往显得力不从心，正在让位于分布式的管理策略。这种向分布式管理演化的趋势与集中式计算模型由向分布式计算模型演化的总趋势是一致的。图,1.3,提出一种可能的分布式网络管理配置方案。,系统要求每个被管理的设备都能运行代理程序，并且所有管理站和代理都支持相同的管理协议。这种要求有时是无法实现的。,通常的处理方法是用一个叫做委托代理的设备,(Proxy),来管理一个或多个非标准设备。,1.2.3,网络管理软件的结构,网络监控要解决的问题是：,管理信息的定义：监视哪些管理信息，从哪些被管理资源获得管理信息,监控机制的设计：如何从被管理资源得到需要的信息,管理信息的应用：根据收集到的管理信息实现什么管理功能,1.3,网络监控系统,1.3.1,管理信息库,对网络监控有用的管理信息可以分为,3,类：,静态信息：包括系统和网络的配置信息，例如路由器的端口数和端口编号，工作站的标识和,CPU,类型等，这些信息不经常变化。,动态信息：与网络中出现的事件和设备的工作状态有关，例如网络中传送的分组数，网络连接的状态等。,统计信息：即从动态信息推导出的信息，例如平均每分钟发送的分组数，传输失败的概率等。,1.3.2,网络监控系统的配置,有两种技术可用于代理和监视器之间的通信。一种叫做轮询Polling,），一种叫做事件报告（,Event Reporting,）。,1.3.3,网络监控系统的通信机制,影响通信方式选择的主要因素如下：,传送监控信息需要的通信量,对危急情况的处理能力,对网络管理站的通信时延,被管理设备的处理工作量,消息传输的可靠性,网络管理应用的特殊性,在发送消息之前通信设备失效的可能性,网络管理有,5,大功能域：即故障管理（,Fault Management,）、配置管理（,Configuration Management,）、计费管理（,Accounting Management,）、性能管理（,Performance Management,）和安全管理（Security Management,），简写为,FCAPS,传统上性能、故障和计费管理属于网络监视功能，另外两种属于网络控制功能。,1.4,网络监视,网络监视中最重要的是性能监视,，网络最主要的目标是向用户提供满意的服务，因而面向服务的性能指标应具有较高的优先级。下面前,3,个是面向服务的性能指标，后,2,个是面向效率的性能指标。,1.4.1,性能监视,1,、可用性,可用性是指网络系统、网络元素或网络应用对用户可利用的时间的百分比,用平均无故障时间,MTBF,（,Mean Time Between Failure,）来度量网络元素的故障率，则可用性,A,可表示为,MTBF,的函数：,其中MTTR,（,Mean Time To Repair,）为发生失效后的平均维修时间。,2,、响应时间,响应时间是指从用户输入请求到系统在终端上返回计算结果的时间间隔。,网络的响应时间由系统各个部分的处理延迟时间组成，分解系统响应时间的成分对于确定系统瓶颈有用。,3,、正确性,这是指网络传输的正确性。,4,、吞吐率,吞吐率是面向效率的性能指标，具体表现为一段时间内完成的数据处理量，或接受用户会话的数量，或处理呼叫的数量等。,5,、利用率,利用率是指网络资源利用的百分率，它也是面向效率的指标。,收集到的性能参数组织成性能测试报告，以图形或表格的形式呈现给网络管理员。对于局域网来说，性能测试报告应包括：,主机对通信矩阵：一对源主机和目标主机之间传送的总分组数、数据分组数、数据字节数以及它们所占的百分比,主机组通信矩阵：一组主机之间通信量的统计，内容与上一条类似,分组类型直方图：各种类型的原始分组（例如广播分组、组播分组等）的统计信息，用直方图表示,数据分组长度直方图：不同长度（字节数）的数据分组的统计,吞吐率,利用率分布：各个网络结点发送,/,接收的总字节数和数据字节数的统计,分组到达时间直方图：不同时间到达的分组数的统计,信道获取时间直方图：在网络接口单元（,NIU,）排队等待发送、经过不同延迟时间的分组数的统计,通信延迟直方图：从发出原始分组到分组到达目标的延迟时间的统计,冲突计数直方图：经受不同冲突次数的分组数的统计,传输计数直方图：经过不同试发送次数的分组数的统计,另外，还应包括功能全面的性能评价程序（对网络当前的运行状态进行分析）和人工负载生成程序（产生性能测试数据），帮助管理人员进行管理决策。,故障管理可分为,3,个功能模块：,故障检测和报警功能,故障预测功能,故障诊断和定位功能,1.4.2,故障监视,计费监视主要是跟踪和控制用户对网络资源的使用，并把有关信息存储在运行日志数据库中，为收费提供依据。,需要计费的网络资源包括：,通信设施：,LAN,、,WAN,、租用线路或,PBX,的使用时间,计算机硬件：工作站和服务器机时数,软件系统：下载的应用软件和实用程序的费用,服务：包括商业通信服务和信息提供服务（发送,/,接收的字节数）,1.4.3,计费监视,计费数据组成计费日志，其记录格式应包括下列信息：,用户标识,连接目标的标识符,传送的分组数,/,字节数,安全级别,时间戳,指示网络出错情况的状态码,使用的网络资源,网络控制是指设置和修改网络设备的参数，使设备、系统或子网改变运行状态、按照需要配置网络资源、或者重新初始化等,1.5,网络控制,配置管理是指初始化、维护和关闭网络设备或子系统。,配置管理应包含下列功能模块：,定义配置信息,设置和修改设备属性,定义和修改网络元素间的互联关系,启动和终止网络运行,发行软件,检查参数值和互联关系,报告配置现状,1.51,配置控制,1,、定义配置信息,配置信息描述网络资源的特征和属性，这些信息对其他管理功能是有用的。网络资源包括物理资源（例如主机、路由器、网桥、通信链路、,Modem,等）和逻辑资源,(,例如定时器、计数器、虚电路等,),2,、设置和修改属性,配置管理允许管理站远程设置和修改代理中的管理信息值，但是修改操作要受到两种限制：,只有授权的管理站才可以施行修改操作，这是网络安全所要求的,有些属性值反映了硬件配置的实际情况，是不可改变的,对配置信息的修改可以分为,3,种类型：,只修改数据库,修改数据库，也改变设备的状态,修改数据库，同时引起设备的动作,3,、定义和修改关系,关系是指网络资源之间的联系、连接、以及网络资源之间相互依存的条件，例如拓扑结构、物理连接、逻辑连接、继承层次和管理域等,4,、启动和终止网络运行,启动操作包括验证所有可设置的资源属性是否已正确设置，如果有设置不当的资源，则要通知用户；如果所有的设置都正确无误，则向用户发回肯定应答。同时，关闭操作完成之前应允许用户检索设备的统计信息或状态信息。,5,、发行软件,配置管理还提供向端系统（主机、服务器和工作站等）和中间系统（交换机、路由器和应用网关等）发行软件的功能，即给系统装载指定的软件，更新软件版本和配置软件参数等功能,1,、安全威胁的类型,计算机和网络需要以下,3,方面的安全性：,保密性,(secrecy,）,数据完整性,(integrity),可用性,(availability),1.5.2,安全控制,信息流被危害的各种情况：,（,a,）信息从源到目标传送的正常情况。,（,b,）中断（,interruption,）,（,c,）窃取,(interception),（,d,）篡改,(modification),（,e,）假冒,(fabrication),2,、对计算机网络的安全威胁,对硬件的威胁,对软件的威胁,对数据的威胁,对网络通信的威胁,3,、对网络管理的安全威胁,对于网络管理特别有,3,方面的安全威胁值得提出：,伪装的用户,假冒的管理程序,侵入管理站和代理间的信息交换过程,1,、安全信息的维护,对于安全信息的维护可以列出以下功能：,记录系统中出现的各类事件（例如用户登录、退出系统，文件拷贝等）,追踪安全审计试验，自动记录有关安全的重要事件，例如非法用户持续试验不同口令字企图登录等,报告和接收侵犯安全的警示信号，在怀疑出现威胁安全的活动时采取防范措施，例如封锁被入侵的用户帐号，或强行停止恶意程序的执行等,经常维护和检查安全记录，进行安全风险分析，编制安全评价报告,备份和保护敏感的文件,研究每个正常用户的活动形象，预先设定敏感资源的使用形象，以便检测授权用户的异常活动和对敏感资源的滥用行为,2,、资源访问控制,访问控制服务的目的是保护各种网络资源，这些资源中与网络管理有关的是：,安全编码,源路由和路由记录信息,路由表,目录表,报警门限,计费信息,3,、加密过程控制,安全管理能够在必要时对管理站和代理之间交换的报文进行加密。安全管理也能够使用其他网络实体的加密方法。此外，这个功能还可以改变加密算法，具有密钥分配能力。,小结：网络管理功能和参考模型,深入讨论网络管理的功能维度，这是一个很大的主题，涉及网络管理应用和运营支撑系统需要覆盖的网络管理功能范围,一般而言，能够将问题空间进行分解总是有益的，这也正是基于组件拼装而成的系统要比整体成型的系统更具有吸引力的原因所在,网络管理参考模型,根据,网络管理参考模型,（,reference model,）,来讨论网络管理功能，这些参考模型完成了将这些功能组织到一起的大部分工作,引入参考模型的目的是为了按照一种系统性的方式来组织某个系统或某种技术（这里指网络管理系统的不同功能）,注意事项,参考模型是,概念性的,（,conceptual,）,也就是说，它是对问题空间的一个抽象,一般来说，实际的系统并不需要逐字照搬地遵循参考模型的结构,参考模型必须具有,广泛的适用性,，而且不会针对任何特定情况进行优化,特定的管理应用或运营支撑系统可能在设计时会考虑很多具体的约束,网络管理基本模型,FCAPS,（,1,）,F,代表故障，故障管理功能包括,网络监控，包括基本的报警管理功能（可视化）以及高级管理功能（警报和事件过滤；警报和事件关联）,故障诊断和故障排除,主动式故障管理,故障单,网络管理基本模型,FCAPS,（,2,）,C,代表配置，配置管理功能包括,配置被管资源（网络级配置和设备级配置）,审核（,auditing,）、发现（,discovery,）和自动发现（,auto-discovery,）,同步：当网络作为信息的主方（,master,，也称为金库）时，管理系统的数据库通过,MIB,来调校（,reconciliation,）；当管理系统作为金库时，从管理系统的数据库补给（,re-provisioning,）网络,备份和恢复,映像管理（,image management,）,网络管理基本模型,FCAPS,（,3,）,A,表示统计，统计管理功能包括,统计管理通常会和计费（,billing,）关联在一起，后者实际上只涉及一个方面,统计通信服务消费状态,统计管理作为一种服务特性,网络管理基本模型,FCAPS,（,4,）,P,代表性能，性能管理功能包括,性能尺度：,吞吐量,，根据每个时间单位进行的通信单位数量来衡量，通信单位取决于网络通信,OSI,层次模型中的层次、网络类型以及网络服务；,延迟,，根据单位时间来衡量，根据所处理的网络层次或网络服务的不同，可以衡量各种类型的延迟；,质量,，在很多情况下也与性能有关，而且可以按照不同方式来衡量，具体取决于服务,监控和调整网络性能,收集性能数据,网络管理基本模型,FCAPS,（,5,）S,代表安全，安全管理功能包括,管理安全（,security of management,）,，确保管理操作本身是安全的,安全管理（,management of security,）,，负责管理网络的安全,FCAPS,模型的局限性,这个模型在一定程度上过于简化，很多功能并不能很容易地按照,FCAPS,模型来归类，因为这些功能可以用于不同的用途，并且分属于不同功能类型,其中一个例子是测试某个指定服务是否正常的功能，该功能通常用于故障排除,换句话说，也就是故障管理。但是，这个相同的功能也可以其它领域，例如验证服务供应步骤是否具有所预期的效果（此时属于配置管理），或者使用该功能来测试性能度量值（此时属于性能管理）,OAM&P,：另一个,FCAPS,FCAPS,管理功能分类方式的另外一种可选项称为,OAM&P,运营、管理、维护和供应,大型电信服务提供商特别青睐,OAM&P,模型，因为,OAM&P,通常要比,FCAPS,更好地反映这些电信服务提供商的内部结构，后者更常见于企业和数据提供商,OAM&P,模型涉及的管理功能,运营,（,Operation,）,涉及网络的日常运营,特别地，根据需要对管理、维护和供应过程之间的活动进行协调,管理,（,Administration,）,涉及那些管理网络所需要的辅助支持功能，以及那些不涉及执行修改（配置、调整）操作来运行网络的辅助支持功能,维护,（,Maintenance,）,包括确保网络和通信服务按照预期要求来工作的功能,供应,（,Provisioning,）,考虑的是正确设置网络上的配置参数，使得网络能够发挥预期的功能,ISO,管理,TCP/IP,网络管理,RMON,IEEE802.1b LAN/MAN,管理,1.6,网络管理标准,