计算机网络维护技术.ppt

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1、2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第1页,第1章 网络维护基础,1.1 计算机网络概述 1.2 网络技术基础 1.3 网络体系结构1.4 网络管理技术概述1.5 网络维护概述1.6 网络故障维护技术概述,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第2页,1.1 计算机网络概述,1.1.1 计算机网络发展历史 1.1.2 网络分类,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第3页,1.1.1 计算机网络发展历史,网络的定义利用通信设备和线路连接设备将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统（或其他的电子办公设备）互联起来，用一功能完善的网络软件实现网络中的资源共享和信息传

2、递的系统。网络的核心资源共享和信息传递,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第4页,1.1.1 计算机网络发展历史,计算机网络的展史第一代：面向终端的网络，属连机系统，采用前置处理机（FEP），分工处理完成全部的通信任务，以减轻主机负荷。主机负责数据的成批处理。第二代：资源共享的分组交换网。主要标志：ARPANET（组成：IMP(Interface Message Processor)、主机(Host)和分组（Packet）；按照功能划分：通信子网和资源子网；传送方式：存储转发）。特点：资源共享、分散控制、分组交换、采用专门的控制处理机、分层的网络协议、层次分明、传输质量高（分散控

3、制、高速）。缺点：有延迟，开销大。第三代：OSI/RM模式网络（开放系统互连参考模型）。特点：网络分层体系结构。第四代：Internet的出现。特点：INTERNET的广泛应用和ATM技术的迅速发展，综合化、高速化，向宽带综合业务发展，多媒体的应用。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第5页,1.1.2 网络分类,数据交换方式：电路交换、报文交换、报文分组交换网、混合交换网通信媒体：有线、无线网通信传播方式：点对点、广播传播方式网通信速率：低速、中速、高速网网络系统的拓扑结构：星型、总线型、环型、树型、网状型网络服务性质：专用计算机网络、公用计算机网络,2023/5/25,电子与

4、信息工程学院 景朋森,第6页,1.1.2 网络分类,覆盖范围：局域网（LAN）：将小区内和各种数据通信设备互联在一起的网络。主要特征：范围：小，20KM传输技术：基带，10-1000Mbps，延迟低，出错率低（10-11）拓扑结构：总线，环城域网（MAN）：覆盖范围在一个城市大小的网络。主要特征：范围：中等，100KM传输技术：宽带/基带拓扑结构：总线广域网（WAN）：跨越城市和国家的地域而组成的网络。主要特征：范围：大，100KM传输技术：宽带，延迟大，出错率高拓扑结构：不规则，点到点互联网（Internet）：全球最大的一个网，如右图所示。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,

5、第7页,1.2 网络技术基础,1.2.1 网络拓扑1.2.2 局域网1.2.3 通信方式 网络传输媒体,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第8页,1.2.1 网络拓扑,总线型：优点：所需线缆少，成本低；易于扩充；结构简单；可靠性较高。缺点：采用竞争总线方式传输，易产生争用总线冲突，在结点多重负荷下，传输效率低；不是集中控制，故障诊断和隔离困难。星型：优点：结构和控制简单，便于管理；故障诊断和隔离容易，单个结点不影响全网；中央结点对各个结点的服务方便，对全网重新配置也方便。缺点：所需线缆长，成本高；可靠性依赖于中央结点，中央结点一坏，全网瘫痪。环型：优点：结构简单，所需线缆短，成本

6、低；扩充方便，增减结点容易；可使用光纤，传输率高；缺点：可靠性差、一个结点坏可导致全网瘫痪；检测故障困难；采用令牌传递方式，在负载很轻的情况下，其等待时间相对较长。树型：总线型的变型，易于扩展，故障隔离容易，但对根结点的依赖大，根结点坏，则全网坏。网状型：连通性好，组网复杂。可靠性高、通信效率高、流量大。但成本最大、协议复杂。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第9页,1.2.2 局域网,局域网的特点：覆盖距离有限；传输率高、低延时、低误码率；易于安装、维护；一般采用总线型、星型、环型；在对等型局网中，各结点为平等关系；可广播和组播。以太网：分为：标准以太网、快速以太网、千兆以太

7、网和万兆以太网；需要说明的是，以太网的逻辑拓扑是总线型结构，而物理拓扑则是星型结构。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第10页,1.2.3 通信方式,有三种通信方式：单工：数据只沿一个方向传输，固定一方发送，一方接收，不能改变。如广播、电视。半双工：可交替改变传输的方向，但在某一时刻，只能一个方向传送。双方都有发送和接收装置，但不能同时进行发送和接收，改变方向时通过开关切换。如对讲机。全双工：任意时刻都可进行双向传输的通信方式，都具独立的发送和接收能力。如电话、网络。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第11页,1.2.4 网络传输媒体,常见的传输媒体：双绞线、同

8、轴电缆、光纤为常见的有线媒体。卫星、微波、激光、红外通信、无线通信等属于无线传输媒体。双绞线：分为非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线两种。有8根芯，分为4对，其两头使用的接头为：RJ45。非屏蔽双绞线在以太网中传输的最远距离是100m。根据EIA/TIA568A标准制作的线序：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。根据EIA/TIA568B标准制作的线序：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕。跳线：一段两头做好接头的网络线缆。直通线：两头按照相同线续做成的跳线。交叉线：一根跳线，一头按照568A类标准做接头，另一端按照568B类标准做接头。光纤：是一种由石英玻璃纤维制成的非常细的媒体，能传导光线。在

9、传输计算机网络的电信号时，在发送端将电信号转换为光信号，在接收端再由光检波器将光信号转换成电信号。特点：低损耗、宽频带、高数据传输率、低误码率、安全保密性好。（传输率高、距离长、连通性好、抗干扰性强（不受电磁干扰和噪声影响）、价格高）按照材质可分为：多模光纤、单模光纤。多模光纤：定向性差，距离短，为几百米至几公里。单模光纤：定向性强、折射损耗小，效率高、传输距离长，可达几十公里。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第12页,1.3 网络体系结构,1.3.1 网络协议1.3.2 网络模型1.3.3 TCP/IP协议,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第13页,1.3.

10、1 网络协议,协议：通信双方关于通信如何进行而达成的一致说明或约定。网络协议：网络设备互相通讯的公共标准。通信协议主要内容有：语法：（怎么表示）包括协议元素的格式、编码及信号电平，规定数据与控制信息的结构和格式；语义：（表示的内容）确定协议元素的类型，规定通信双方要发出何种控制信息、完成何种动作及作出何种应答）；交换规则：（具体怎么作）规定事件实现顺序的详细说明，确定通信过程中通信状态的变化，如通信双方的应答关系,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第14页,1.3.2 网络模型,分层模型的目的和优点：（1）化解复杂性；（2）标准化接口；（3）模块化，易于工程；（4）确保技术的通用

11、；（5）加速发展。ISO/OSI参考模型：（七层，从低到高）物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。物理层、数据链路层、网络层低三层为通信子网，完成有关通信处理问题，传输层、会话层、表示层、应用层属于资源子网，完成面向数据处理的功能，为用户提供与网络之间的接口。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第15页,1.3.2 网络模型,ISO/OSI参考模型各层功能：物理层的主要功能：利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接；实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务；物理层的数据传输单元是比特。数据链路层的主要功能：在物理层提供的服务基础上，

12、数据链路层在通信的实体间建立数据链路连接；传输以“帧”为单位的数据包；采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。网络层的主要功能：通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径；为数据在结点之间传输创建逻辑链路；实现拥塞控制、网络互连等功能。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第16页,1.3.2 网络模型,ISO/OSI参考模型各层功能（续）：传输层的主要功能：向用户提供可靠端到端（end-to-end）服务；处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题；传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。会话层的主要功

13、能：负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点-点传输不中断；管理数据交换。表示层的主要功能：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式；数据格式变换；数据加密与解密；数据压缩与恢复。应用层的主要功能:为应用程序提供了网络服务;应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同工作的应用程序之间的同步;建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第17页,1.3.2 网络模型,ISO/OSI参考模型中的数据传输过程：,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第18页,1.3.2 网络模型,TCP/IP模型：（四层，从低到高）主机-网络层（网

14、络接口层）TCP/IP参考模型的最低层，负责通过网络发送和接收IP数据报;允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议，例如局域网的Ethernet、令牌网、分组交换网的X.25、帧中继、ATM协议等;当一种物理网被用作传送IP数据包的通道时，就可以认为是这一层的内容;充分体现出TCP/IP协议的兼容性与适应性，它也为TCP/IP的成功奠定了基础。互联网络层相当OSI参考模型网络层无连接网络服务；处理互连的路由选择、流控与拥塞问题；IP协议是一种无连接的、提供“尽力而为”服务的网络层协议。传输层主要功能是在互连网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的端-端连接；传输控制协议TCP是一种可

15、靠的面向连接协议；用户数据报协议UDP是一种不可靠的无连接协议。应用层网络终端协议Telnet 文件传输协议FTP简单邮件传输协议SMTP 域名系统DNS简单网络管理协议SNMP 超文本传输协议HTTP,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第19页,1.3.2 网络模型,TCP/IP协议：（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）传输控制协议/互联网协议。TCP/IP在传输层的协议有：TCP和UDP。基于TCP的上层协议有：WWW、FTP、TELNET，基于UDP的上层协议有：DNS、TFTP。TCP/IP协议栈：,2023/

16、5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第20页,1.3.2 网络模型,OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较：对OSI参考模型的评价层次数量与内容选择不是很好，会话层很少用到，表示层几乎是空的，数据链路层与网络层有很多的子层插入；OSI 参考模型将“服务”与“协议”的定义结合起来，使得参考模型变得格外复杂，实现困难；寻址、流控与差错控制在每一层里都重复出现，降低系统效率；数据安全性、加密与网络管理在参考模型的设计初期被忽略了；参考模型的设计更多是被通信的思想所支配，不适合于计算机与软件的工作方式；严格按照层次模型编程的软件效率很低。对TCP/IP参考模型评价在服务、接口与协议的区别上不很清

17、楚，一个好的软件工程应该将功能与实现方法区分开，参考模型不适合于其它非TCP/IP协议族；TCP/IP参考模型的主机-网络层本身并不是实际的一层；物理层与数据链路层的划分是必要和合理的，但是TCP/IP参考模型却没有做到这点。,这是一种建议的模型,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第21页,1.3.2 网络模型,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第22页,1.4 网络管理技术概述,当前计算机网络的发展特点是规模不断扩大，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）和不同制造商生成的网络设备。随着

18、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方法对网络进行管理，那么就很难保证令人满意的网络服务。网络管理是网络技术发展中一个很重要的技术，已成为现代信息网络中最重要的环节之一。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第23页,1.4 网络管理技术概述,1.4.1 网络管理概念和类型1.4.2 网络管理模式1.4.3 网络管理功能1.4.4 网络管理协议和技术1.4.5 网络管理软件,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第24页,1.4.1 网络管理概念和类型,网络管理的概念按照国际标准化组织的定义，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

19、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：系统的功能：即一个网络管理系统应具有哪些功能。网络资源的表示：网络管理中有很大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在系统中将网络资源表示出来才能对其进行管理。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递来实现。网络管理信息应如何表示、怎样传递、

20、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。系统的结构：即网络管理系统的结构是怎样构建的。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第25页,1.4.1 网络管理概念和类型,网络管理的类型根据管理对象不同，分为：电信网的管理和计算机网络的管理。电信网的管理电信网（telecommunication network）：电信网是构成多个用户相互通信的多个电信系统互连的通信体系，是人们实现远距离通信的重要基础设施，利用电缆、无线、光纤或者其它电磁系统，传送、发射和接收标识、文字、图像、声音或者其它信号。电信网由终端设备、传输链路和交换设备三部分组成，运行时还应辅之以信令系统

21、、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，将逐渐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。电信管理网(Telecommunication Management Network，TMN)：电信管理网是为保持电信网正常运行和服务，对它进行有效的管理所建立的软、硬件系统和组织体系的总称，是现代电信网运行的支撑系统之一。其功能如下：根据各局间的业务流向、流量统计数据，有效地组织各链路上的流量分配；根据网路状态，经过分析判断进行调度电路、组织迂回和流量控制等，以避免某一条网络链路过负荷和阻塞扩散；在出现故障时根据报警信号和异常数据采取封闭、启动、倒换

22、和更换故障部件等，尽可能使通信及相关设备恢复和保持良好运行状态。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第26页,1.4.1 网络管理概念和类型,网络管理的类型计算机网络的管理现代计算机网络是基于分组交换机的数据通信网，它主要解决的是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，所以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的参与，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。技术保障：包括网络流量的防阻塞控制、自动适应网络状态

23、变化的路由选择策略、提供安全保护的措施等；制度：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。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第27页,1.4.1 网络管理概念和类型,网络管理的基本内容最基本的网络管理方法是指实时网络监控。网络监控是指从网络中获取相关信息，并从这些信息中分析网络的运行现状（如是否过载，是否发现故障等），以决定是否需要采取相应的措施来改变网络的运行状况，保证网络运行在最佳的状态下。随着网络技术的发展和应用范围的不断拓宽，如今的网络管理已经涉及到网络的规划、组织、实现、运营和维护等方面，几乎包括了与网络相关的每一项技术和应用。概括地讲

24、，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。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第28页,1.4.1 网络管理概念和类型,网络管理的基本内容现代网络管理的内容通常有以下4个方面：（OAM&P）运行（Operation）：是指针对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

25、理活动，如针对整个网络的管理和网络流量的管理等；维护（Maintance）：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。维护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（如电信运营商）所进行的管理活动，如管理相应的服务软件、配置参数等。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第29页,1.4.1 网络管理概念和类型,网络管理服务的层次划分网络管理既是一项技术工作，也是一项服务业务。根据网络管理功能不同，可将网络管理服务分为4个层次：网元管理层（Network Element Ma

26、nagement Layer）：网元（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）的操作（一般指远程操作）。网元管理通常可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、网络的整体功能、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的性能，需要分析网络运行中所生成的日志文件。服务管理层（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

27、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。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第30页,1.4.2 网络管理模式,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。如上图所示，管理者负责处理

28、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。优点是网络管理系统处于高度集中、易于全面做出决断的最佳位置。由于所有数据均发送到统一的中央数据库中，所以易于管理、维护和扩容。缺点是可扩展性差，当管理规模和复杂性不断增加时，网络管理不能相应地扩展。另外，管理节点是单一的失效点，一旦管理节点出现故障，将导致全网瘫痪。此外，网络管理系统链路承载的业务量很大，有时将超出负荷能力。采用这类管理模式的主要有：HP公司的“Open View NMS”、Cabletron Systems公司德“Spectrum”、IBM公司的“Net View”和Sun Microsystems公司的“Net Ma

29、nager”等网络管理系统。集中式的网络管理主要适合于规模较小的网络。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第31页,1.4.2 网络管理模式,集中式网络管理：集中式网络管理的一种变形是基于平台的集中式管理。如上图所示，单一的管理节点被分成两个部分管理平台和管理应用。管理平台负责信息的收集和计算，为应用隐藏所提供的管理协议，提供管理功能的抽象视图。管理应用使用管理平台所提供的服务处理决策支持和高层功能。与单纯的集中式管理模式相比，这种基于平台的管理结构更易于维护和扩展，并且简化了基于异构的、多供应商的、多协议环境下的集成应用的开发，异构性和协议的复杂性是由管理平台处理的。,2023

30、/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第32页,1.4.2 网络管理模式,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统管理者（managers）的总管理者，该总的管理者称为“总管理者”，也称为MOM（Manager of Manager）。由各管理者管理各自所管辖的域，而由总管理者总得管辖对其他管理者所应管辖的部分，网络结构如上图所示。其中，MOM在高层操作，从域管理者处请求信息，域管理者（上图中的“管理者1”、“管理者n”等）之间没有直接的通信。优点是分散了网络/资源（network/resource）的负荷，使得各个网络

31、管理更接近被管单元，降低了总网络管理系统需收集传送的业务量，而且该系统比集中式网络管理系统更可靠。缺点是比集中式系统更为复杂，系统设备价格也相应有所提高。国际上已采用这种模式的有HP Open View（高层和较低层的NMS）以及Cisco Works（较低层NMS）等网络管理系统。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第33页,1.4.2 网络管理模式,层次化网络管理层次化网络管理模式非常适合于行业网的网络管理。由于行业网的网络规模较大，网络节点数据多且分散。行业网在应用结构上具有层次化的特点，网络划分成许多区域，每一个区域具有一定的自治性，这些区域之间在组织关系上呈现树状层次结

32、构。目前，SNMPv2已提供了M2M（Manager to Manager）协议，允许按层次设置多个管理者，且多个管理者之间可以进行通信。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第34页,1.4.2 网络管理模式,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。如上图所示，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。分布式网络管理是一种与管理系统设备位置无关的网络管理系统，虽然它与位置无关，但是从收集网管数据等功能来说，还是可以集中的。优点是完全分散了网络/资源（network/resource）的负荷，网络管理系统的规模大小

33、可按需要来任意调整，这种网络管理模式具有很高的可靠性（无单点障碍）。缺点是系统设备更复杂一些（需要有分布应用的架构）。这是一种正在迅速发展的网络管理技术。目前，这一网络管理模式已被ISO和TMN结构所采纳，ATM网络的管理也是基于该模式的。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第35页,1.4.3 网络管理功能,在各种网络管理的标准和框架中，将网络管理的主要功能一般划分为五个功能域（功能类），每一类分别执行不同的网络管理任务。网络管理的五个功能域分别为：故障管理（Fault Management）配置管理（Configuration Management）性能管理（Performa

34、nce Management）计费管理（Accounting Management）安全管理（Security Management）,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第36页,1.4.3 网络管理功能,故障管理通常网络都是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，故障管理必须反映迅速、判断准确，更重要的是故障排除的时间要尽可能得短。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下的功能：实时监测网络当出现故障时能及

35、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,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第37页,1.4.3 网络管理功能,故障管理故障管理应该在网络的规划和设计时就应实施，所以网络的规划设计对于故障管理来说是非常重要的。一个规划合理的网络应该不易出现故障，一旦出现故障也应该易于排除。一个有经验的网络管理员会制定一套完整的故障管理策略，故障管理策略可以引导网络管理员非常方便地对故障进行分析和排除。在故障管理中对日志的维护和分析也很重要，因为日志中详细记录了设备或系统在运行中的各种操作。另外，系统出现的各种故障一般都会记录在管理日志中，所以一个有经验的网络

36、管理人员应该养成经常查看和分析日志的习惯。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第38页,1.4.3 网络管理功能,配置管理配置管理涉及到网络的配置，网络配置是指网络中各设备的功能、设备之间的连接关系和工作参数等。配置管理就是用来支持网络服务的连续性而对管理对象进行的定义、初始化、控制、鉴别和检测，以适应系统的运行要求。配置管理也称“变化的管理”，其主要功能是检测感知网络中发生的变化和根据需要控制并使网络发生需要的变化。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

37、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。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第39页,1.4.3 网络管理功能,配置管理除了可见的网络设备外，软件方面的管理也很重要。如网络中使用的服务器操作系统的类型及其分布、服务器的配置、网络所使用的协议、每台设备的地址、网络应用软件、是否有网关和代理，等等。具体讲，配置管理主要包括以下的功能：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；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；资源与其名字

38、对应。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第40页,1.4.3 网络管理功能,性能管理性能管理用于对管理对象的行为和通信活动的有效性进行管理和评价。性能管理需要收集统计数据，对收集到的数据应用一定的算法进行分析，以获得系统的性能参数，保证网络可靠、稳定地运行。性能管理需要使用一定的模型来评价一个系统是否满足吞吐量要求、是否有足够的响应时间、是否过载或系统是否得到有效的使用。性能管理需要理解网络中有关协议层的许多概念，如差错率、传输延时等。性能管理主要涉及网络的运行状况，一个网络管理员的重要任务之一就是围绕网络性能来分析和管理网络的运行状况，判断网络的瓶颈，据此来调整和优化网络性能

39、，以保证网络能够高效、可靠地持续正常运行，并且在满足网络性能的前提下使成本最低。一个合格的网络管理员还应当能够根据当前的网络性能为网络将来的发展提供规划和预测。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第41页,1.4.3 网络管理功能,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；网络控制则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包括：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

40、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、配置和性能。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第42页,1.4.3 网络管理功能,性能管理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它一些有助于故障管理的事件；使用统计。指出是谁在使用网络资源及如何使用资源；性能统计。指出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

41、况、网络流量等等。比较典型的网络性能监测软件有HP公司的“Open View”、IBM Tivoli公司的NetView、Sun公司的“SUN Net Manager”等。通过对网络性能数据的分析，可以有效防止网络出现故障，并有助于进行故障管理。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第43页,1.4.3 网络管理功能,计费管理计费管理用来核算和收取费用，它在共享资源的网络环境中是非常有用的。计费管理通常是商用网络才需要的网络管理功能。例如公用电话网、有线电视网、Internet等等。在这些网络中，运营商会根据用户对网络资源的使用情况收取一定的费用。设计人员根据公司的营业目的制定收费

42、标准，把用户对网络资源的使用行为量化为网络费用，进行统计核算，最终向用户收取费用，维持网络的正常运营并获取利润。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第44页,1.4.3 网络管理功能,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。记费管理提供的主要功能包括：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,2023/5/

43、25,电子与信息工程学院 景朋森,第45页,1.4.3 网络管理功能,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管理。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包括：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【注意】人们通常将安全管理认为是提供网络管理系统操作的安全性，如管理系统中进行的用户注册和密码管理等。其实，安全管理的主要作用和功能是管理网络中的安全措施，而不仅仅是保护网络管理系统自身

44、的安全。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第46页,1.4.3 网络管理功能,虽然ISO将网络管理分为五个功能域，但是这五个功能是相辅相成的。例如，配置管理、安全管理、性能管理都与故障管理有关，如果配置、安全、性能三个方面出了问题的话，都有可能导致网络故障。另外，前面介绍的网络管理服务与网络管理功能之间存在如右图所示的关系。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第47页,1.4.4 网络管理协议和技术,只要存在网络就必然会进行网络管理，当前计算机网络的发展特点是规模不断扩大，复杂性不断增加，异构性越来越高。按照国际标准化组织(ISO)的定义，网络管理是指规划、监督、

45、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。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/Protocol，公共管理信息服务和协议）、RMON（远程监控）和基于Web的网络管理技术。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第48页,1.4.4 网络管理协议和技术,SNMP协议：SNMP是目前TCP/IP网络中应用最广泛的网络管理协议，是网络管理事实上的标准。它不仅包括网络管理协议本身，而

46、且代表采用SNMP协议的网络管理框架。SNMP经历了从v1到v3的发展历程，SNMPv1管理模型包括四个关键元素：管理点、管理代理、管理信息库（MIB）、管理协议。管理点：实际上是一台运行特殊管理软件的计算机，运行一个或多个管理进程，它通过SNMP协议在网络上与管理代理通信，发送命令并接收管理代理的应答。管理点通过获取MIB对象的值来实现网络资源监视，也可以通过修改特殊变量的值来使代理执行一个动作或修改资源的配置。管理代理：运行在网络中的主机、路由器和交换机中，每个代理负责维护本地MIB来存放被管理资源的状态、运行情况等，对来自管理点的信息查询和动作执行的请求作出响应，同时还可以向管理点提供一

47、些重要的非请求信息。管理信息库：MIB是一个信息数据库，它包含了被管理设备中有关配置和性能的数据，是网络管理的基础。管理协议：管理点和管理代理之间通过SNMP网络管理协议连接，通过SNMP报文的形式来交换信息。协议主要支持Get、Set和Trap三种功能。与SNMPv1单纯的集中式管理模式不同，SNMPv2支持分布式/分层式的网络管理结构，在SNMPv2管理模型中有些系统可以同时具有管理点和管理代理的功能，SNMPv2定义了两个MIB库，一个相当于SNMPv1的MIB-II,另一个是Manager-to-Manager(M2M)MIB，提供对分布式管理结构的支持。SNMPv3可运用于多种操作环

48、境，具有多种安全处理模块，有极好的安全性和管理功能，弥补了前两个版本在安全方面的不足。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第49页,1.4.4 网络管理协议和技术,CMIP协议（Common Management Information Protocol）公共管理信息协议，是由国际标准化组织（ISO）制定的着重于普适性（Generality）的网络管理协议。作为国际标准，CMIP主要针对OSI七层协议模型的传输环境而设计，采用报告机制，具有许多特殊的设施和能力，需要能力强的处理机和大容量的存储器，因此目前支持CMIP的产品较少。但由于CMIP是国际标准，因此发展前景很广阔。CMI

49、P是与公共管理信息服务（Common Management Information Services，CMIS）同时使用的一种 ISO 协议，支持网络管理应用程序和管理代理之间的信息交换服务。CMIS 定义了一个网络管理信息服务系统，CMIP提供的一个接口支持ISO和用户定义（user-defined）管理协议。TCP/IP网络中的CMIP规范称之为CMOT（CMIP Over TCP），而IEEE 802局域网中的版本称之为CMOL（CMIP Over LLC）。CMIP中采用可靠ISO（ISO-reliable）内置安全机制，其功能包括访问控制、认证和安全日志（security log）。

50、管理信息在网络管理应用程序和管理代理之间交换。管理对象是管理设备的一个特征且可以被监控、修改或控制等，并能完成各种作业。CMIP并没有指定网络管理应用程序的功能，只定义了管理对象的信息交换机制，而没有定义信息的使用和说明。与 SNMP 相比，CMIP的主要优势在于：CMIP变量不仅用于传发信息还可以完成各种作业，而SNMP不具备这种功能；CMIP更加安全，它内置了安全机制；CMIP功能强大，在单个请求下可以实现多种功能；CMIP在异常网络条件下具有更好的报告功能。,2023/5/25,电子与信息工程学院 景朋森,第50页,1.4.4 网络管理协议和技术,RMON技术网络管理的技术趋势是使用RM