计算机网络第9章课件.ppt

1、第第 9 章章 网络管理网络管理3.能够进行全面管理能够进行全面管理不仅要管理点到点的网络通信和基本的网络设备，还要管理端到不仅要管理点到点的网络通信和基本的网络设备，还要管理端到端的网络通信和应用层的功能。端的网络通信和应用层的功能。4.减少系统开销减少系统开销在满足网络管理需要的条件下，尽可能较少系统开销，提高网络在满足网络管理需要的条件下，尽可能较少系统开销，提高网络的运行效率。的运行效率。5.能够管理不同厂家的联网设备能够管理不同厂家的联网设备网络管理和运行应能够管理不同厂家的设备。网络管理和运行应能够管理不同厂家的设备。6.能够容纳不同的网络管理系统能够容纳不同的网络管理系统应尽可能

2、容纳不同的管理系统，形成全网统一的网络管理和运行应尽可能容纳不同的管理系统，形成全网统一的网络管理和运行机制。机制。7.网络管理的标准化网络管理的标准化设计和实施网络管理系统时应采用标准化的网络管理机制和协议。设计和实施网络管理系统时应采用标准化的网络管理机制和协议。第第 9 章章 网络管理网络管理9.1.3 网络管理的基本内容网络管理的基本内容1.流量控制流量控制计算机网络传输容量是有限的，流量控制是网络管理需要首先解计算机网络传输容量是有限的，流量控制是网络管理需要首先解决的问题。决的问题。2.路由选择策略路由选择策略路由选择算法决定着数据分组在网络系统中通过那条路径传输，路由选择算法决定

3、着数据分组在网络系统中通过那条路径传输，它直接关系到网络传输开销和数据分组的传输质量。网络管理必它直接关系到网络传输开销和数据分组的传输质量。网络管理必须要有一套管理和提供路由的机制。须要有一套管理和提供路由的机制。3.安全防护安全防护为了解决系统资源的共享与保护之间的矛盾，网络管理中必须引为了解决系统资源的共享与保护之间的矛盾，网络管理中必须引入安全机制，以保护网络用户资源不受非法侵犯。入安全机制，以保护网络用户资源不受非法侵犯。第第 9 章章 网络管理网络管理4.故障诊断故障诊断网络管理应该能够准确及时地确定故障的位置、产生原因，以便网络管理应该能够准确及时地确定故障的位置、产生原因，以便

4、及时消除系统隐患，保证系统正常运行。及时消除系统隐患，保证系统正常运行。5.费用计算费用计算在公共数据网中，网络管理应该能够根据用户对网络的使用情况在公共数据网中，网络管理应该能够根据用户对网络的使用情况核算费用并提供费用清单。数据网中的费用计算方法通常要涉及核算费用并提供费用清单。数据网中的费用计算方法通常要涉及到互联的多个网络之间的核算和分配费用的问题。网络费用的计到互联的多个网络之间的核算和分配费用的问题。网络费用的计算是网络管理中的一项重要内容。算是网络管理中的一项重要内容。第第 9 章章 网络管理网络管理9.1.4 网络管理系统的基本模型网络管理系统的基本模型在一个网络的运营管理中，

5、网络管理人员是通过网络管理系统对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、管理协议和管理信息库四部分。网络管括管理对象、管理进程、管理协议和管理信息库四部分。网络管理系统的逻辑模型如图。理系统的逻辑模型如图。管理进程管理进程管理信息库管理信息库管理对象管理对象网络管理协议网络管理协议第第 9 章章 网络管理网络管理1.管理对象管理对象用户主机和网络互联设备等都被称为管理对象（用户主机和网络互联设备等都被称为管理对象（Management Objec

6、ts），包括服务器、工作站、网关、路由器、网桥、交换机、），包括服务器、工作站、网关、路由器、网桥、交换机、集线器、网卡等，它们都具有一定的自治能力和相对独立工作的集线器、网卡等，它们都具有一定的自治能力和相对独立工作的能力。能力。2.管理进程管理进程每个网络都有一个负责对全网进行全面控制管理的软件，驻留在每个网络都有一个负责对全网进行全面控制管理的软件，驻留在管理节点上与管理员交互，被称为管理进程（管理节点上与管理员交互，被称为管理进程（Manager）。）。3.管理协议管理协议管理进程和管理对象之间要交换信息，这种交换是通过管理协议管理进程和管理对象之间要交换信息，这种交换是通过管理协议（

7、Management Protocol）来实现的。管理协议负责在管理系统）来实现的。管理协议负责在管理系统和管理对象之间传递操作命令、解释操作命令等。和管理对象之间传递操作命令、解释操作命令等。4.管理信息库管理信息库网络中管理对象的各种状态参数值被存储在管理信息库网络中管理对象的各种状态参数值被存储在管理信息库MIB（Management Information Base）中。）中。第第 9 章章 网络管理网络管理9.2 网络管理的功能网络管理的功能在在ISO网络管理标准体系中，把开放系统管理功能划分成五个功网络管理标准体系中，把开放系统管理功能划分成五个功能域，即配置管理、性能管理、故障管

8、理、安全管理、计账管理，能域，即配置管理、性能管理、故障管理、安全管理、计账管理，它们分别完成不同的网络管理功能。它们分别完成不同的网络管理功能。这五个功能域只是网络管理最基本的功能，它们都需要通过与其这五个功能域只是网络管理最基本的功能，它们都需要通过与其它开放系统交换管理信息来实现。在实际应用中网络管理可能还它开放系统交换管理信息来实现。在实际应用中网络管理可能还包括一些其它的管理功能，如网络规划、网络操作人员的管理等。包括一些其它的管理功能，如网络规划、网络操作人员的管理等。9.2.1 配置管理配置管理配置管理（配置管理（Configuration Management）的主要目的是为了

9、保证）的主要目的是为了保证网络所有节点间的协同工作，并在网络节点变化时能自动维持系网络所有节点间的协同工作，并在网络节点变化时能自动维持系统的协同。统的协同。第第 9 章章 网络管理网络管理配置管理提供的主要功能包括：配置管理提供的主要功能包括：(1)源与其名字对应。源与其名字对应。(2)集和传播系统当前资源的状态。集和传播系统当前资源的状态。(3)对系统日常操作的参数进行设置和控制。对系统日常操作的参数进行设置和控制。(4)修改系统属性。修改系统属性。(5)更改系统配置，初始化或关闭某些资源。更改系统配置，初始化或关闭某些资源。(6)系统配置的重大变化监控。系统配置的重大变化监控。(7)管理

10、配置信息库。管理配置信息库。(8)设备的备用关系管理。设备的备用关系管理。第第 9 章章 网络管理网络管理配置管理主要包括网络节点地址分配管理、节点接入与撤出的自配置管理主要包括网络节点地址分配管理、节点接入与撤出的自动管理、网络中远程加载与转储管理以及虚拟网络节点配置管理动管理、网络中远程加载与转储管理以及虚拟网络节点配置管理等。等。1.网络节点地址分配管理网络节点地址分配管理 地址管理保证给每一网络设备分配一个能在网络中唯一标识的节地址管理保证给每一网络设备分配一个能在网络中唯一标识的节点地址。点地址。2.网络节点的接入与撤出管理网络节点的接入与撤出管理 对网络节点接入和撤出的自动管理，使

11、管理系统能实时掌握网络对网络节点接入和撤出的自动管理，使管理系统能实时掌握网络实际运行节点的基本情况，这是网络管理的重要基础，也是绘制实际运行节点的基本情况，这是网络管理的重要基础，也是绘制网络动态拓扑结构图的基础。网络动态拓扑结构图的基础。3.网络系统中自动加载和转储管理网络系统中自动加载和转储管理 某些网络专用设备，例如网络计算机某些网络专用设备，例如网络计算机NC、网络打印服务器等，网络打印服务器等，可能没有硬盘、没有操作系统、没有网络软件，所有这些系统软可能没有硬盘、没有操作系统、没有网络软件，所有这些系统软件都由网络指定设备在需要时远程加载。件都由网络指定设备在需要时远程加载。第第

12、9 章章 网络管理网络管理9.2.2 性能管理性能管理性能管理（性能管理（Performance Management）是对管理对象的行为和通）是对管理对象的行为和通信活动的有效性进行管理。通过收集、统计数据，对收集的数据信活动的有效性进行管理。通过收集、统计数据，对收集的数据按照一定的算法进行分析获得系统的性能参数，以保证网络可靠按照一定的算法进行分析获得系统的性能参数，以保证网络可靠的、连续的通信能力。的、连续的通信能力。网络性能管理可分为两大部分：网络监测和网络控制。网络性能管理可分为两大部分：网络监测和网络控制。网络监测是指网络工作状态信息的收集与整理；网络控制则是指网络监测是指网络工

13、作状态信息的收集与整理；网络控制则是指为改善网络设备的性能而采取的动作和措施。为改善网络设备的性能而采取的动作和措施。网络性能管理的功能包括：网络性能管理的功能包括：（1）收集管理对象中与性能相关的数据。收集管理对象中与性能相关的数据。（2）分析、统计与性能相关的数据，产生、记录和维护与性能分析、统计与性能相关的数据，产生、记录和维护与性能相关的历史数据。相关的历史数据。第第 9 章章 网络管理网络管理（3）根据统计数据判断网络性能、检测性能故障、产生性能告根据统计数据判断网络性能、检测性能故障、产生性能告警、报告性能事件。警、报告性能事件。（4）将网络当前性能数据与历史数据进行比较以预测网络

14、性能将网络当前性能数据与历史数据进行比较以预测网络性能变化趋势。变化趋势。（5）确定、调整网络性能评价标准和性能阈值，调整性能监测确定、调整网络性能评价标准和性能阈值，调整性能监测模型。模型。（6）根据性能分析结果调整网络拓扑结构，优化网络设备的配根据性能分析结果调整网络拓扑结构，优化网络设备的配置，改进管理操作模式，以保证网络性能达到预期的水平。置，改进管理操作模式，以保证网络性能达到预期的水平。第第 9 章章 网络管理网络管理9.2.3 故障管理故障管理故障管理（故障管理（Fault Management）是用来维护网络的正常运行。网）是用来维护网络的正常运行。网络故障管理又称失效管理，是

15、与设备故障的检测、故障设备的诊络故障管理又称失效管理，是与设备故障的检测、故障设备的诊断、恢复或排除等措施相关的网络管理功能，其目的是保证网络断、恢复或排除等措施相关的网络管理功能，其目的是保证网络能够提供连续而可靠的服务。通过故障管理及时发现故障，找出能够提供连续而可靠的服务。通过故障管理及时发现故障，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、控制和纠正等处理。故障管理是网络管理系统的基本功能之一，是制和纠正等处理。故障管理是网络管理系统的基本功能之一，是每个网络管理系统都必须包括的功能。每个网络管理系统都必须包括的功能

16、。计算机网络系统的故障，主要包括组成网络的各计算机节点的故计算机网络系统的故障，主要包括组成网络的各计算机节点的故障和通信链路故障。障和通信链路故障。故障管理功能一般包括以下五个部分：故障管理功能一般包括以下五个部分：第第 9 章章 网络管理网络管理（1）检测管理对象的故障现象，或接收管理对象的故障报警。检测管理对象的故障现象，或接收管理对象的故障报警。（2）利用冗余网络设备替代故障对象提供临时网络服务。利用冗余网络设备替代故障对象提供临时网络服务。（3）诊断网络故障，追踪故障点，确定故障位置和故障性质，诊断网络故障，追踪故障点，确定故障位置和故障性质，制定故障解决方案。制定故障解决方案。（4

17、）维修故障设备，排除网络故障，恢复网络正常服务。维修故障设备，排除网络故障，恢复网络正常服务。（5）对故障进行分析，将有关数据记录到故障日志库，并对故对故障进行分析，将有关数据记录到故障日志库，并对故障日志库进行维护。障日志库进行维护。第第 9 章章 网络管理网络管理9.2.4 安全管理安全管理网络安全管理是用来保护网络资源的安全。安全管理（网络安全管理是用来保护网络资源的安全。安全管理（Security Management）主要是针对网络环境中各种人为因素对网络信息）主要是针对网络环境中各种人为因素对网络信息安全所造成的威胁。安全所造成的威胁。安全管理是对网络信息访问权限的控制，特别是网络

18、上存在着敏安全管理是对网络信息访问权限的控制，特别是网络上存在着敏感数据时，必须对网络用户建立访问权限设置。感数据时，必须对网络用户建立访问权限设置。网络安全管理必须采取相应的技术，包括防病毒技术、防火墙技网络安全管理必须采取相应的技术，包括防病毒技术、防火墙技术、数字签名认证技术、数据加密技术及网络访问控制技术等，术、数字签名认证技术、数据加密技术及网络访问控制技术等，来防范各种外来的攻击，保护网络信息的安全。来防范各种外来的攻击，保护网络信息的安全。安全管理的主要功能包括：安全管理的主要功能包括：（1）安全报警。安全报警。（2）安全审计跟踪功能。安全审计跟踪功能。（3）访问控制。访问控制。

19、第第 9 章章 网络管理网络管理9.2.5 计账管理计账管理记账管理（记账管理（Accounting Management）记录网络资源的使用情况）记录网络资源的使用情况和监测网络运行状态，监控每个用户或用户群对网络系统的操作和监测网络运行状态，监控每个用户或用户群对网络系统的操作和对网络资源的使用。通过分析网络数据流量、流向和网络性能，和对网络资源的使用。通过分析网络数据流量、流向和网络性能，可监测对网络的非法访问，为分析系统运行瓶颈和安全漏洞提供可监测对网络的非法访问，为分析系统运行瓶颈和安全漏洞提供基本数据，从而及时调整资源分配，允许或禁止某些用户对特定基本数据，从而及时调整资源分配，允

20、许或禁止某些用户对特定资源的访问，保证网络系统整体服务质量。资源的访问，保证网络系统整体服务质量。记账管理又称计费管理，是记录网络用户对网络资源的使用情况记账管理又称计费管理，是记录网络用户对网络资源的使用情况并核算用户费用的管理。并核算用户费用的管理。网络服务计费信息主要涉及用户对以下网络服务计费信息主要涉及用户对以下4类网络资源的使用情况：类网络资源的使用情况：（1）硬件资源：通信线路、计算机等。硬件资源：通信线路、计算机等。（2）软件和系统资源：网络数据库、各种网络应用软件等。软件和系统资源：网络数据库、各种网络应用软件等。第第 9 章章 网络管理网络管理（3）网络服务：电子邮件服务、语

21、音邮件服务等。网络服务：电子邮件服务、语音邮件服务等。（4）其它网络设施开销。其它网络设施开销。网络计费管理一般包括以下功能：网络计费管理一般包括以下功能：（l）有关网络资源使用的数据采集，如网络流量等。有关网络资源使用的数据采集，如网络流量等。（2）确定计费标准。确定计费标准。（3）根据用户基本信息和计费标准计算用户账单。根据用户基本信息和计费标准计算用户账单。（4）财务数据的维护，如计算用户费用结余、欠款等。财务数据的维护，如计算用户费用结余、欠款等。（5）提供计费信息查询。提供计费信息查询。第第 9 章章 网络管理网络管理9.3 简单网络管理协议简单网络管理协议SNMP9.3.1 网络管

22、理协议网络管理协议网络管理必须有网络管理协议。设计和构造网络管理的基础结构网络管理必须有网络管理协议。设计和构造网络管理的基础结构和制定协议时遵循的原则和制定协议时遵循的原则:（1）信息的通信量不应明显地增加网络的数据流量；信息的通信量不应明显地增加网络的数据流量；（2）被管设备上的管理代理不应明显地加重系统处理主机的额被管设备上的管理代理不应明显地加重系统处理主机的额外负担，以至于削弱该设备的其它重要功能。外负担，以至于削弱该设备的其它重要功能。第第 9 章章 网络管理网络管理9.3.2 SNMP的概念的概念SNMP是是Internet组织用来管理采用组织用来管理采用TCP/IP协议的互联网

23、和以太协议的互联网和以太网的简单网络管理协议，它是一个与通信协议无关的网络管理协网的简单网络管理协议，它是一个与通信协议无关的网络管理协议。议。SNMP可以提供相对比较简单但很有效的网络管理方法。可以提供相对比较简单但很有效的网络管理方法。SNMP的特点：的特点：（1）SNMP监测和控制活动是独立于监测和控制活动是独立于TCP/IP。（2）SNMP仅需要仅需要TCP/IP提供无连接的数据报传输服务。提供无连接的数据报传输服务。SNMP的体系结构是围绕以下目标设计的：的体系结构是围绕以下目标设计的：（1）保持管理代理的软件成本尽可能低。保持管理代理的软件成本尽可能低。（2）最大程度地保持远程管理

24、的功能，以便充分利用最大程度地保持远程管理的功能，以便充分利用Internet网网络资源。络资源。第第 9 章章 网络管理网络管理（3）体系结构必须能在将来需要时有扩充的余地。体系结构必须能在将来需要时有扩充的余地。（4）保持保持SNMP的独立性，不依赖于具体的计算机、网管和网络的独立性，不依赖于具体的计算机、网管和网络传输协议。传输协议。9.3.3 SNMP的网络管理模型的网络管理模型SNMP定义了一种在工作站或微机等典型的管理平台与设备之间定义了一种在工作站或微机等典型的管理平台与设备之间使用使用SNMP命令进行网络设备管理的标准。命令进行网络设备管理的标准。SNMP网络管理模型由三部分构

25、成：管理进程（网络管理模型由三部分构成：管理进程（Management Station）、）、管理代理（管理代理（Agent）、）、管理信息库（管理信息库（MIB），），模型如模型如图。图。第第 9 章章 网络管理网络管理网络管理工作站网络管理员界面网络管理进程管理代理MIB管理代理MIB管理代理MIBSNMPSNMPSNMP网络管理协议被管理系统被管理设备1被管理设备2被管理设备n第第 9 章章 网络管理网络管理1.管理进程管理进程管理进程是管理模型的核心，是一个或一组软件程序，一般运行管理进程是管理模型的核心，是一个或一组软件程序，一般运行于网络中的某个主机上，它可以在于网络中的某个主机上

26、，它可以在SNMP的支持下命令管理代理的支持下命令管理代理执行各种管理操作，负责完成网络管理的各项功能。执行各种管理操作，负责完成网络管理的各项功能。2.管理代理管理代理管理代理是运行在网络被管理设备上的管理程序，负责执行管理管理代理是运行在网络被管理设备上的管理程序，负责执行管理进程的管理操作。进程的管理操作。管理代理有两个基本功能：管理代理有两个基本功能：（1）根据管理进程发送要获得某一被管理设备的状态或数据的根据管理进程发送要获得某一被管理设备的状态或数据的信息，从信息，从MIB中读取各种变量值，传输给管理进程。中读取各种变量值，传输给管理进程。（2）根据管理进程发送要改变某一被管理设备

27、的状态或数据的根据管理进程发送要改变某一被管理设备的状态或数据的信息，在信息，在MIB中修改相应变量值。中修改相应变量值。第第 9 章章 网络管理网络管理3.管理信息库管理信息库管理信息库管理信息库MIB是一个被管理设备上所有的被管理对象及其参数是一个被管理设备上所有的被管理对象及其参数值的数据库。该数据库中所包含的数据随被管理设备的不同而异。值的数据库。该数据库中所包含的数据随被管理设备的不同而异。管理信息库管理信息库MIB的结构必须符合使用的结构必须符合使用TCP/IP的的Internet的管理信的管理信息结构息结构SMI。4.被管理设备被管理设备被管理设备可以是网络中任何类型的节点设备，

28、如主机、路由器、被管理设备可以是网络中任何类型的节点设备，如主机、路由器、交换机、调制解调器、网桥、远程通信服务器、网卡等，管理代交换机、调制解调器、网桥、远程通信服务器、网卡等，管理代理就安装在这些节点设备上。理就安装在这些节点设备上。第第 9 章章 网络管理网络管理9.3.4 远程网络监控远程网络监控RMONRMON是对是对SNMP的补充，是简单网络管理向互联网管理过渡的的补充，是简单网络管理向互联网管理过渡的重要步骤。重要步骤。RMON扩充了扩充了SNMP的管理信息库的管理信息库MIB，可以提供有，可以提供有关互联网管理的主要信息，在不改变关互联网管理的主要信息，在不改变SNMP协议的条

29、件下增强了协议的条件下增强了网络管理的功能。网络管理的功能。RMON系统包括两类实体：探测器和管理程序。系统包括两类实体：探测器和管理程序。探测器可以是一个单独的设备，也可以是运行监控软件的工作站探测器可以是一个单独的设备，也可以是运行监控软件的工作站或服务器等。或服务器等。管理程序运行在中央工作站上，负责配置远程探测器，接收来自管理程序运行在中央工作站上，负责配置远程探测器，接收来自探测器的事件报告。探测器的事件报告。RMON MIB的的9个表格组为：个表格组为：第第 9 章章 网络管理网络管理（1）统计组（统计组（Statistics Group）（2）历史组（历史组（History Gr

30、oup）（3）主机表（主机表（Host Table Group）（4）主机排名（主机排名（Host Top N）（5）通信量矩阵组（通信量矩阵组（Traffic Matrix Group）（6）报警组（报警组（Alarms Group）（7）事件组（事件组（Events Group）（8）过滤器（过滤器（Filters Group）（9）报文捕获组（报文捕获组（Pack Capture Group）第第 9 章章 网络管理网络管理9.4 常用网络管理系统常用网络管理系统9.4.1 网络管理系统的运行机制网络管理系统的运行机制在大型网络中网络设备很多、网络管理系统负担过重的情况下，在大型网络中网

31、络设备很多、网络管理系统负担过重的情况下，可以使用多个网络管理系统或多台管理工作站，即分布式网络管可以使用多个网络管理系统或多台管理工作站，即分布式网络管理信息系统。理信息系统。网络管理工作站从被管理设备中获取数据的方法有两种：基于轮网络管理工作站从被管理设备中获取数据的方法有两种：基于轮询法和基于中断或自陷法询法和基于中断或自陷法。1轮询法轮询法轮询（轮询（Polling-based）法即网络管理工作站周期性地向被管理设）法即网络管理工作站周期性地向被管理设备查询被管理对象的状态并获得数据。轮询法减轻了被管理设备备查询被管理对象的状态并获得数据。轮询法减轻了被管理设备的负担，但其信息的实时性

32、差，特别是对网络故障反映的实时性的负担，但其信息的实时性差，特别是对网络故障反映的实时性差。差。第第 9 章章 网络管理网络管理2自陷法自陷法自陷（自陷（Trap）法又称基于中断（）法又称基于中断（Interrupt-based）的方法。当网）的方法。当网络有异常事件发生时，例如某个被管理对象的值超过阈值，管理络有异常事件发生时，例如某个被管理对象的值超过阈值，管理代理可以立即向网络工作站发出通知，使网络管理工作站及时处代理可以立即向网络工作站发出通知，使网络管理工作站及时处理该事件。理该事件。单独使用上述两种方法各有优缺点，结合这两种方法的单独使用上述两种方法各有优缺点，结合这两种方法的“面

33、向自面向自陷的轮询陷的轮询”（Trap-directed polling）法可能是执行网络管理更为法可能是执行网络管理更为有效的方法。在这种模式下，网络管理工作站通过轮询方式在被有效的方法。在这种模式下，网络管理工作站通过轮询方式在被管理设备中的管理代理来收集网络管理对象数据，当一个被管理管理设备中的管理代理来收集网络管理对象数据，当一个被管理设备产生自陷时，网络管理系统可以自动处理该问题，或通过网设备产生自陷时，网络管理系统可以自动处理该问题，或通过网管代理查询该设备，以获得更多的信息。网络管理工作站的大屏管代理查询该设备，以获得更多的信息。网络管理工作站的大屏幕上用数字或图形来显示这些数据并给出分析结果。幕上用数字或图形来显示这些数据并给出分析结果。