计算机网络论文网络管理技术及其应用与发展.doc

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1、网络管理技术及其应用与发展摘要：计算机网络管理技术是以计算机网络为基础，以管理为核心，以保障网络系统的可靠运行为目的的一项综合技术。随着Internet的日益普及，计算机网络应用的蓬勃发展，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。一般情况下，一个网络往往由多个规模不同的子网组成，且集成了多种网络操作系统（NOS）和不同制造商生产的网络设备。随着用户对网络性能要求的提高，如果没有一个高效的管理系统和行之有效的管理方法对网络进行管理，那么就很难提供令人满意的网络服务。网络管理是网络技术发展中一个非常重要的技术。网络管理技术已经成为网络技术中的一项关键技术，本论文主要是

2、对网络管理的基本概念、主要技术功能、及其应用和发展趋势作了一个综合性的介绍。关键词：网络管理技术 应用 发展 1 网络管理的概念和类型1.1网络管理的概念按照国际标准化组织（ISO）的定义，网络管理是指规划、监督、设计和控制网络资源的使用和网络的各种活动，以使网络的性能达到最优。通俗地讲，网络管理就是通过某种方式对网络状态进行调整，使网络能正常、高效地运行，使网络中的各种资源得到更加高效的利用，当网络出现故障时能及时做出报告和处理，并协调、保持网络的高效运行等。通常，对一个网络管理系统还需要定义以下内容。（1）系统的功能：即一个网络管理系统应具有哪些功能。（2）网络资源的表示：网络管理中有很大

3、一部分是对网络中资源的管理，网络中的资源是指网络中的硬件、软件及所提供的服务等，而一个网络管理系统必须将网络资源表示出来才能对其进行管理。（3）网络管理信息的表示：网络管理系统对网络的管理主要依靠系统中网络管理信息的传送来实现。网络管理信息应如何表示、怎样传送、传送所采用的协议是什么？这都是一个网络管理系统必须考虑的问题。（4）系统的结构：即网络管理系统是怎样构建的。1.2网络管理的类型根据管理对象的不同，可以将网络管理分为电信网的管理和计算机网络的管理两种类型。（1）电信网的管理电信网是构成多个用户相互通信的多个电信系统互联的通信体系，是人们实现远距离通信的重要基础设施，电信网利用电缆、无线

4、、光纤或者其他电磁系统传送、发射和接收标识、文字、图像、声音或者其他信号。电信网由终端设备、传输链路和交换机设备三部分组成，运行时还应辅之以信令系统、通信协议以及相应的运行支撑系统。现在世界各国的通信系统正向数字化的电信网发展，将逐步代替模拟通信的传输和交换，并且向智能化、综合化的方向发展。（2）计算机网络的管理现代计算机网络是基于分组交换的数据通信网，它主要解决计算机之间的通信问题。由于计算机网络中的设备类型和应用较为单一，因此对计算机网络的管理难度和要求要比电信网低。计算机网络管理可以理解为通过合适的软件支持或人为参与，保证网络能够持续、稳定、安全、可靠、高效地运行，为用户提供良好的网络基

5、础服务。一般情况下，计算机网络的管理需要技术和制度两方面的有效保障。其中，技术保障包括网络流量的防阻塞控制、自动适应网络状态变化的路由选择策略、提供安全保护的措施等；而制度保障则包括合理使用网络设备、充分利用网络提供的管理功能、保护网络设备不受损害等。1.3网络管理的基本内容 概括地讲，网络管理的目的就是提高通信网络的运行效率和可靠性。从过程来看，网络管理就是对网络资源进行合理分配和控制，尽可能地满足网络运营者和网络用户的需要，使网络资源最大范围地得到使用，并保证整个网络经济、可靠、稳定地运行。 现代网络管理的内容通常可以包括运行、控制、维护和提供4个方面。运行（Operation）:是指针对

6、用户的需要而提供的服务，其目标是对网络的整体运行状态进行管理，包括对用户的流量和计费进行管理等。控制（Administrator）:是指针对向用户提供的有效服务，为满足服务质量要求而进行的管理活动，如针对整个网络的管理和网络流量的管理等。维护（Maintaince）:是指为保障网络及其设备的正常、可靠、连续、稳定地运行而进行的管理活动，如故障的检测、定位和恢复，对网络的测试等。维拉又分为预防性维护和修正性维护两类。提供（Provision）:是指网络资源的提供者所进行的管理活动，如管理相应的服务软件、配置参数等。1.4网络管理服务的层次划分 网络管理既是一项技术工作，又是一项服务业务。为了便于

7、描述网络管理的不同功能，一般将网络管理服务分为以下4个层次。网元管理层（Network Element Management Layer）:网元又称为网络元素，是指网络中具体的通信设备或逻辑实体。网元管理功能是实现对一个或多个网元（如交换机、路由器、防火墙、网卡等）操作。这里的操作一透明是指远程操作。网元管理通常可以理解为对网络设备的远程操作和维护。网络管理层（Network Management Layer）:该管理功能是实现对网络的操作控制，主要考虑的是网络中各设备之间的关系、网络的整体性能、网络的调整等。从事该层管理的人员一般要把握网络的整体性能，需要分析网络运行中所生成的日志文件。服务

8、管理层（Service Management Layer）:该管理功能主要是实时监控网络中所提供的有关服务，对网络的服务质量进行管理。通常只有网络运营部门才使用该层的功能。事务管理层（Business Management Layer）:该管理功能主要为网络运行中的相关决策提供支持，如网络运行总体目标的确定、网络运行质量的分析报告、网络运行的财务预算和报告、网络运行的预测等。2 网络管理的结构模式 国际上通用的网络管理结构模式可以分为集中式网络管理（Centralized Network Management）、层次化网络管理（Hierarchical Network Management）和

9、分布式网络管理（Distributed Network Management）3种类型。2.1集中式网络管理集中式网络管理系统可以统管全部网络。全网所有需要管理的数据均存储在一个集中的数据库中。集中式网络管理模式是目前网络管理系统中最普遍、最常见的一种管理方式。在该模式下，设置单一的管理节点，负责收集和控制整个网络的信息。如图2-1所示，管理者负责处理与被管理网络节点的代理之间的通信，并提供集中的决策和控制。网络管理者_代理节点网络_代理节点_代理节点图2-1 集中式网络管理模式2.2层次化网络管理层次化网络管理模式是由一个网络管理系统（NMS）的管理者（manager）作为另外几个网络管理系

10、统管理者（managers）的总的管理者，该管理者称为“总管理者”，也称为MoM(Manager of Manager)。在层次化网络管理模式下，由各管理者管理各自所管辖的域，而由总管理者总的管辖对其他管理应管辖的部分，网络结构如图2-2所示。其中，MoM在高层操作，从域管理者处请求信息，域管理者之间没有直接的通信。总管理者管理者1管理者n域n域1图2-2 层次化网络管理模式23分布式网络管理 分布式网络管理使用多个对等管理者的概念。如图2-3所示，每一个管理者负责一个域，并且能够相互通信。当需要另一个域的信息时，管理者与它的对等系统进行通信。管理者1管理者2域1域2图2-3 分布式网络管理模

11、式3 网络管理的功能简介 在各种网络管理的标准和框架中，一般将网络管理的主要功能划分为5个功能域，每一类分别执行不同的网络管理任务。3.1故障管理 故障管理就是当网络运行出现异常时，能够找到故障的位置和原因，对故障进行检测、诊断、隔离和纠正，并恢复网络的正常运行。 故障管理都是24小时不停运转的，故障管理的好坏直接影响到网络的服务质量。因此，故障管理必须反应迅速、判断准确，更重要的是故障排除的时间要尽可能的短。目前，在许多网络中已引入了人工智能技术，使用专家系统来帮助进行故障管理。网络中可能出现的故障多种多样，解决一个复杂的网络故障往往需要丰富的网络知识和工作经验。常见的网络故障管理主要包括以

12、下功能：实时监测网络当出现故障时能及时报警迅速找出故障点判断故障原因制定故障排除方案实施故障排除作业以恢复网络运行3.2配置管理 一般情况下，网络管理员对所管理的网络配置应非常清楚，这些配置包括网络拓扑、网络的规模、网络覆盖的范围、网络的布线和网络各节点的参数情况等，另外还应包括网络中所采用的访问控制方式、是有线网络还是无线网络、有线网络采用何种传输介质等。配置管理主要包括以下功能。设置被管系统或管理对象的参数更改系统配置，初始化或关闭某些资源在日常情况下或在发现重大的状态变化时，收集能够反映被管理系统状态的数据，让管理系统能够识别被管理系统中状态变化的发生情况。改变被管系统或管理对象的配置资

13、源与其名字对应。3.3性能管理 性能管理又可以分为性能监测和网络控制。性能监测就是指针对网络的工作状态，收集、统计、分析相关的数据，根据性能监测的结果可以改进性能评价的标准，调整性能监测模型，为网络控制提供依据；网络控制是指根据网络监测的结果，为改善网络性能而采取的措施。网络性能管理提供的主要功能如下：对网络中管理对象进行监测，收集与网络性能相关的数据；记录、统计、维护收集到的网络性能数据；分析网络性能数据以发现网络瓶颈，产生性能报警、报告性能事件等；将当前收集到的数据与历史数据进行比较，以此来分析并预测网络性能的变化趋势；根据分析结果调整网络性能的评价基准和监测模型，优化网络的结构、配置和性

14、能。通常可以使用网络操作系统中的性能监视工具来监视网络的性能，以获取以下一些信息。事务日志。它记录用户的登录、退出、用户访问权限的验证及其他一些有助于故障管理的事件。使用统计。它是指是谁在使用网络资源及如何使用资源。性能统计。它是指网络资源的使用情况，例如：处理器的使用情况、内存的使用情况、网络流量等。3.4计费管理 计费管理需要维护和收集用户使用网络的相关信息，根据收费标准计算用户的费用，维护财务数据以及为用户提供计费信息查询服务。计费管理提供的主要功能如下：通知用户缴纳费用设置用户费用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收集、总结、分析和表示计费信息所

15、用格式和手段的标准化；选取计算费用所需的数据；根据资源使用情况调整收费标准；为用户提供计费信息查询服务。3.5安全管理 安全管理包括安全特征的管理和管理信息的安全。其中，安全特征的管理提供安全的服务以及对安全机制变化的控制，直到物理场地人员的安全，病毒防范措施，操作过程的连续性，灾难恢复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如下：支持身份识别，规定身份识别的过程；支持访问控制；支持密钥管理；维护和检查安全日志4 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

16、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。 目前有影响的网络管理技术有SNMP（Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议）、CMIS/CMIP(the Common Management Information Service/Common Management Informat

17、ion Protocol,公共管理信息服务和公共管理信息协议)、RMON(远程监控)和基于Web的网络管理技术。SNMP是由IETF提出来的简单网络管理协议，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。 CMIP是以OSI的七层协议栈作为基础

18、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。 5 网络管理技术的种类5.1基于WEB的网络管理技术 随着Web的流行和技术的发展，可以将网络管理和Web结合起来，通过W

19、eb浏览器进行网络管理。基于Web的网络管理（Web-Based Management,WBM）模式的实现有两种方式。第一种是代理方式，即在一个内部工作站上运行Web服务器（代理）。这个工作站轮流与端点设备通信，浏览器与代理通信，同时代理与端点设备之间通信。在这种方式下，网络管理软件成为操作系统上的一个应用，它介于浏览器和网络设备之间。在管理过程中，网络管理软件负责将收集到的网络信息传送到浏览器（Web服务器代理），并将传统管理协议（如SNMP）转换成Web协议（如HTTP）。第二种实现方式是嵌入式，它将Web功能嵌入到网络设备中，每个设备有自己的Web地址，管理员可通过浏览器直接访问并管理该

20、设备。在这种方式下，网络管理软件与网络设备集成在一起，网络管理软件无须完成协议转换，所有的管理信息都是通过HTTP协议传送。目前，大量的网络设备（如家用无线AP、可网络交换机等）都支持嵌入式Web管理功能。在未来的Internet中，基于代理与基于嵌入式的两种网络管理方案都将被应用。大型企业通过代理来进行网络监视与管理，而且代理方案也能充分管理大型机构的纯SNMP设备；内嵌Web服务器的方式对于小型办公室网络则是理想的管理方式。将两种方式混合使用，更能体现两者的优点。现在技术人员正在花费许多精力扩展Web的范围和能力。但是，要让Web真正应用于网络管理，以取代传统的网络管理模式，还需要国际标准

21、组织、网络设备供应商、网络管理系统供应商和用户做大量的基础工作。5.2 RMON技术 网络管理的技术趋势是使用RMON(远程监视)。RMON的目标是为了扩展SNMP的MIB（管理信息库），使SNMP更为有效、更为积极主动地监控远程设备。RMON MIB由一组统计数据、分析数据和诊断数据构成。利用供应商开发的标准工具可以显示出这些数据，因而它具有独立于供应商的远程网络分析功能.RMON探测器和RMON客户端软件结合在一起在网络环境中实施RMON。RMON的监控功能是否有效，关键在于其探测器要具有存储统计数据的能力，这样就不需要不停地轮询才能生成一个有关网络运行状况趋势的视图。当一个探测器发现一个

22、网段处于一种不正常状态时，会主动与网络管理控制台的RMON客户应用程序联系，并将描述不正常状况的捕获信息转发。 RMON是用于分布式监视网络通信的工业标准，RMON和RMON是互为补充的关系。RMON包括两个组成部分：RMON监视OSI参考模型数据链路层的信息，可以有效监视每个网段，但不能分析网络全局的通信状况，如站点和远程服务器之间应用层的通信情况。因此，产生了RMON标准。RMON是RMON的扩展，用以监视网络至应用层的信息，提供了整个网络端到端的分析能力。同时，随着交换式网络的出现，出现了SMON及SMON标准。6网络管理技术的应用与发展6.1网络管理技术应用随着信息化的普及，电子政务、

23、电子商务等业务的大力推行，其他类型的中小型企业对于网络管理也有了强烈的需求，对网络的安全管理以及故障管理方面的应用趋势尤为明显，所以对于网络管理者来说，如何有效地管理网络，如何为现有网络规划网络管理系统己变得尤为迫切。随着用户对网络功能理解的进一步深入和大量企业级网络应用的实施，网络性能的管理也成了一个用户关注的话题，用户已经不再局限于网络的联通时间，而进一步要求网络的性能能够达到一定的水平，因为这样才能够满足越来越多的企业级应用的需求。因此用户对网管软件的需求也随之发生了相应的改变：网络管理软件从侧重设备管理到侧重业务管理，从侧重故障管理到侧重性能管理，更加侧重系统的安全性和系统的互操作性等

24、。而且用户不再仅仅需要一个软件产品，而是需要一个解决方案。用户越来越不关注具体的网络管理内容，而是关注与自己的业务相关的部分，比如用户不希望关注网络的拓扑结构如何, 而只希望关注他们的应用是否能够在该网络环境下正常的运行。由于业务网络化的深入和统一网络技术、产品的成熟。数据网络将承载数据、语音和视频等很多新型的网络应用(如网络电话系统、呼叫中心系统、统一信息系统、协同工作系统和视频会议系统等) 。一方面，用户需要通过稳定可靠的传送设备来保证网络的管理性能；另一方面还需要网管软件的强大功能保证网络管理的灵活方便,，并能够与多种类型、多厂商设备实现统一网管，正因为如此，新一代网络管理软件对应用性与

25、管理性的要求也就必然更高。这样才能适应网络用户的需求。其次就是运营管理。一方面，用户需要运用性能卓越、可靠安全、智能化的网络核心设备来构建他们的网络；另一方面，他们不仅需要网络本身，更看重的是网络给他们带来的应用。6.2网络管理技术发展随着现代企业和网络、通讯技术的不断发展，企业网管软件也不断推陈出新，网络管理技术的发展前景无疑是广阔的。计算机网络规模的扩大和复杂性的增加，网络管理在计算机网络系统中的地位越来越重要。企业网管软件也不断推陈出新，未来的网络管理呈现如下发展趋势。（1）多厂家、多技术的融合:随着计算机技术、网络技术和通讯技术的融合，统一的、综合的网管正日益显示出重要性。因为没有哪个

26、单独的产品能满足网管方方面面的需要，所以在购买回来的网管软件的基础上，往往需要进行二次开发或与别的网管产品进行集成。以前进行网管产品的集成是一件很痛苦的事情。比如，厂商A 的产品要求运行在Unix 平台上，而厂商B 的产品必须运行在WindowsNT 环境中；再有, 必须是厂商A 的某一指定版本与厂商B 的其一指定版本才能进行集成，任意一方单独升级都会破坏这种集成。例如在电信环境中，以前在传输网、本地网、IP 数据网、电话网等分别由不同的部门维护，信息也不能共享。而用户和运营商都要求通过一个控制台能对多个互联的网络进行管理, 只有建立起多厂商的、多技术领域的综合网管体系，才能符合需要。 （2）

27、基于Web 的网管:随着基于Web 的网络管理的出现，集成问题在一定程度上得到解决。用户只需点击URL 链接，就可以从一个系统转到另一个系统，而无需考虑他们运行在何种平台上。基于Web 的网络管理的实现有两种方式。第一种方式是代理方式，即在一个内部工作站上运行Web 服务器(代理) 。在这种方式下，网络管理软件作为操作系统上的一个应用，它介于浏览器和网络设备之间。在管理过程中，网络管理软件负责将收集到的网络信息传送到浏览器(Web 服务器代理)，并将传统管理协议(如SNMP) 转换成Web 协议(如HTTP)。第二种实现方式是嵌入式，它将Web 功能嵌入到网络设备中，管理员可通过浏览器直接访问

28、并管理该设备。在这种方式下，网络管理软件与网络设备集成在一起。网络管理软件无须完成协议转换，所有的管理信息都可以通过HTTP 协议传送。（3）面向业务的网管:新一代的网络管理系统，已开始从面向网络设备的管理向面向网络业务的管理过渡。这种网管思想把网络服务、业务作为网管对象，通过实时监测与网络业务相关的设备、应用, 通过模拟客户实时测量网络业务的服务质量，通过收集网络业务的业务数据，实现全方位、多视角监测网络业务运行情况的目的，从而实现网络业务的故障管理、性能管理和配置管理。（4）基于CORBA 技术的网管:CORBA 最初的提出是为了满足异构平台上分布式计算的需要。它有以下优点：可在一个分布式

29、应用中混用多种语言、支持分布对象、提供高度的互通性等。OMG已经提出了基于CORBA 的网管系统的体系结构，使用CORBA 的方法来实现基于OSI 开放接口和OSI 系统管理概念。TMF 和X/ OPen 联合开展的J IDM 任务组己经开发出SNMP/CMIP/ CORBA 的互通静态规范描述和动态交互式转化方法。可以预见，CORBA 将在网络管理和系统管理中占有越来越重要的地位。现代化的网络管理技术集通信技术、Internet服务技术和信息处理技术于一身。随着网络规模迅速扩大，网络的复杂程度也日益加剧。为适应网络大发展的这一时代需要，在构建计算机网络时必须高度重视网络管理的重要性，重点从网管技术和网管策略设计两个大的方面全面规划和设计好网络管理的方方面面，以保障网络系统高效、安全地运行。 参考文献1王群.计算机网络管理技术.清华大学出版社.2010.62胡铮.网络与信息管理.电子工业出版社.2008 3尚小航，郭正昊.网络管理基础.清华大学出版社.2008.1 4姚卫东，宋国光.网络技术的发展动向与前景.计算机世界报.1996年第3 期 5孟洛明.网络管理技术的现状和发展趋势.现代通信.199710