网络管理简单介绍

目录

 

一、网络管理的概念

二、网络管理模型

1、管理者（Manager）

2、被管理者/代理（Agent）

3、管理对象

4、网络管理协议

三、网络管理模式

1、集中式管理模式

2、分布式管理模式

3、混合式管理模式

四、网络管理技术

1、基于轮询的管理

2、基于事件的管理

五、网络管理功能

1、故障管理(Fault Management)

2、计费管理(Accounting Management)

3、配置管理(Configuration Management)

4、性能管理(Performance Management)

5、安全管理(Security Management)

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一、网络管理的概念

网络管理是随着网络的发展应运而生的，其最早用于对电信网络的管理，重点是对电信设备的监控。 具体地说，网络管理指对网络（设备）进行状态的检测和控制； 对运行状态的检测可以了解当前的状况，判断网络是否正常，或根据经验判断是否可能会出现与某些具体业务相关的故障； 对网络（设备）的控制，是对其进行修正和调节，以满足业务的需求，保障可靠的业务。 概括地说，网络管理指的是在网系统的运行、管理、维护中设计的活动、方式、方法，是一套流程与工具，是一整套系统。

二、网络管理模型

网络管理涉及面非常广，管理的对象可以是整个设备或网络，也可以是运行在设备中一个进程或账户，可以是软件也可以是硬件。但无论是哪种解释和描述，都可以将网络管理中涉及的对象划分为管理和被管理的关系，它们之间通过某种网络互连。

在网络管理的术语里其组成包括以下几个对象： 管理系统、管理进程、管理者（Manager）、被管理者/代理（Agent）、管理信息库（MIB,Management Information Base）、网络管理协议...

1、管理者（Manager）

一个庞大的计算机系统，向被管理者发起请求，请求被管数据，对取回的数据进行统计、分析、计算、呈现，控制被管理者的行为...

2、被管理者/代理（Agent）

常常代表一个网络实体（比如一台路由器）或一个程序实体（比如snmpd的后台进程），维护本地的被管数据，响应管理者的请求；发生某种情况时主动向管理者报告。 如果从网路链路模式来区分管理者和代理的话，两者可对应为C/S结构。 代理，在常规思维的理解上反而成了“服务器”，管理者沦为“客户端”，因为代理也确实可以响应多个管理者。

3、管理对象

即被管理的内容，简单的例子： 假设有一台联网设备是基站供电系统，该系统的核心是一块ARM嵌入式芯片，该芯片上运行着很多进程，其中包括一个网络管理的代理进程。假设需要管理的内容有以下几项：

该系统的用电状态包括：市电、电池、太阳能发电、风能发电、油机发电等；

该系统中相关的传感器，用于检测当前系统的电压、电流、温度、湿度等；

被定义为告警事件的情形：例如在系统运行过程中出现的市电停电、电池被过度使用等。

在真正的管理之前，需要确定如何描述以上三种被管对象的物理特征。

在实际的代理进程中：

该系统的用电状态包括：市电、电池、太阳能发电、风能发电、油机发电等；                     枚举类型

该系统中相关的传感器，用于检测当前系统的电压、电流、温度、湿度等；                         double类型

被定义为告警事件的情形：例如在系统运行过程中出现的市电停电、电池被过度使用等。    短整型变量

假设已经实现了上述的代理进程，那么又该如何告知管理者有这些被管理对象，以便管理者对其进行管理呢？

解决方法：和管理者约定好，以某种格式和语言定义以上的被管理对象，并将定义好的内容，以某种方式告知管理者，管理者在系统启动时或需要时，读取管理对象，在必要时对以上的管理对象进行管理。 在网络管理系统中，以上的约定通常由管理信息库MIB来实现。

管理者通过MIB对代理进行获取或设置，会对应到真实的物理对象上，因此也可以把MIB看成是管理设备的一种“接口”。

既然有库的概念，那么可以将MIB类比为虚拟的静态数据库。

①它不是真正的数据库，只是一个纯文本文件（ASCII文件），包含了该设备可被管理的对象，与该设备相关联；

②该MIB文件不会变动，它是一种标准，一旦发布到现实的网络世界中，除非设备的管理信息有升级、更新，否则一旦发布，跟随设备的MIB就固定下来了。

通过以上对被管理信息的规定，实现了被管理对象从现实世界到虚拟世界的抽象。一个被管理对象在MIB中为一个条目，多个被管理对象映射的集合组成了一个MIB。

另外，MIB并不是SNMP特有的概念，它是作为物理设备管理信息的一般概念性的描述，是通过Agent实现的，不同协议的Agent所支持或实现的MIB在定义格式上不一定一致。

管理者、代理和管理信息库的关系可以以图释之： 网络设备由传感器采样电压、电流，分别以volt、current表示，并通过MIB告知管理者。

管理信息指在互联网的网管框架中被管对象的集合。被管对象必须维持可供管理程序读写的若干控制和状态信息。这些被管对象构成了一个虚拟的信息存储器，即管理信息库MIB。管理程序就使用MIB中这些信息的值对网络进行管理（如读取或重新设置这些值），只有在MIB中的对象才是SNMP所能够管理的。比如，路由器应当维持各网络接口的状态、入分组和出分组的流量、丢弃的分组和有差错的报文的统计信息，而调制解调器则应当维持发送和接收的字符数、码元传输速率和接受的呼叫等统计信息。因此MIB中就必须有上面这样一些信息。

4、网络管理协议

当代理已经明确可支持的管理对象，同时管理者已经知道待监控的对象后，下一步就是两者如何“联络”以完成对对象的管理。 在网络管理中，网络是互相通信的前提，管理者和代理的通信过程通过网络来承载，如何理解对方通过网络传过来的“语言”，是最为关键的一步。 相应的解决方案就是针对具体的网络管理协议，定义“语法”“语义”“时序”，即数据和控制信息结构、格式的语法，如何响应或控制的语义，对语义响应顺序的时序。

三、网络管理模式

网络管理模式分为集中式管理模式、分布式管理模式，以及二者结合的混合式管理模式。

1、集中式管理模式

集中式管理模式是一种最为简单且应用极其广泛的管理模式，它是一种典型的“一对多”的关系，即一个管理者负责多个被管理者，完成信息的收集、控制等管理功能。由于所有的信息流都流向管理者，往往管理者的一方会成为通信、响应的瓶颈。这种管理模式一般应用于小型网络和专用网络中。

2、分布式管理模式

分布式管理模式就是网络管理的功能分布到网络中的多个节点，典型的“多对多”的关系，可以看作是集中式管理模式中的管理功能分散到其他的网络管理者，减轻了原管理者的负担，削弱了集中管理中的“上下级”关系。分布式管理适合大型网络，自适应性强、扩展灵活。

3、混合式管理模式

混合式管理模式是集中和分布式管理模式的有机结合，其优势互补，能实现部分集中、部分分布，还可实现分级管理功能，全面满足网络管理的需求，因此被广泛地应用于跨地区、跨部分的网络互联管理中。

四、网络管理技术

1、基于轮询的管理

管理者主动按照某种策略（算法）查询或设置被管理者/代理，以实现网络管理。这是一种典型的管理者“请求”，被管理者“响应”的通信过程。

问题：由于管理者对代理“周而复始”且大量的请求，往往会出现网络拥塞等状况。

解决： ①具体在设计策略时应考虑及时性的需求，以及网络是否健壮、是否满足轮询的操作要求； ②考虑是否能容忍较大的通信开销。

在实际应用中也可以使用快照的方式替代频繁的轮询：

被管理者定期（其间隔为原始的轮询周期）保存需要管理的信息快照，存于指定目录，并按照某种约定命名，间隔某个原始的轮询周期后，再将所有信息打包上传，从而减少轮询的频率。

2、基于事件的管理

可以理解为引起“回调”或“中断”的信号，指当代理出现某种“异常”时，如出现状态由正常到高的变化，会主动将该情况上报给管理者，使得出现问题时，能有针对性地、及时性地处理这种异常。

事件可以是警报、配置的改变、日志事件、其他预定义的事件；

此通信过程中的发起者为被管理者，而不是管理者，该事件不是请求，管理者不一定需要响应；

管理者应事先“注册”了被管理中的该事件。

一般情况下，管理者通过轮询被管理者，以提供各种网络管理功能； 当被管理者出现某种事件时（如异常情况），其会主动向管理者发出告警通知，以及时引起管理者的重视并进行后续的查询和处理等操作。

五、网络管理功能

最著名的网络管理功能模型：ISO定义的网络管理的五项管理功能模型（FACPS）：

1、故障管理(Fault Management)

故障的监测、隔离、排除，尽可能地维持网络的运行目标。例如实际应用中的告警监控、维护和检测错误日志、接收和处理错误通告、跟踪和定位故障、执行网络诊断、修改故障。SNMP协议的Trap功能提供告警主动上报机制。

2、计费管理(Accounting Management)

度量用户对网络资源的使用情况，主要涉及数据收集、统计消费等。

3、配置管理(Configuration Management)

完成对网络设备的发现、网络功能和服务的配置与审核，涉及具体资源的配置、备份与恢复以及应用程序的映像管理。例如实际应用中的参数管理、启动与关闭设备、收集设备当前信息、重要事件的通告、改变设备配置等。

4、性能管理(Performance Management)

包括性能检测功能、性能分析功能、管理控制功能，主要涉及网络吞吐、延迟、质量，以及系统CPU、负载、内存的使用情况等。实际应用中一般包括统计信息的收集、设备历史日志的分析以及计算性能指标的判断、优化与调整等，例如：结合网络管理系统生成性能走势图。

5、安全管理(Security Management)

支持网络应用安全策略，包括通信双方的身份认证及鉴权机制，创建、删除、控制安全服务和机制，发布和报告与安全相关的信息和事件、用户组及权限管理。例如SNMP协议中通信双方认证的共同体（Community）机制。