網路管理系統

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網路管理系統(network management system)

　　網路管理系統是實現網路管理的各種功能的軟、硬體系統，它可以是一個電腦系統，也可以是一個網路化系統。

　　網路管理系統軟體並沒有完全統一的分類標準，總體來說，網路管理軟體可以有以下幾種分類標準。

　　(1)按照發展歷史分類根據網路管理系統的發展歷史，可以劃分為三代。

　　第一代網路管理系統就是最常用的命令行方式，並結合一些簡單的網路監測工具，它不僅要求使用者精通網路的原理及概念，還要求使用者瞭解不同廠商的不同網路設備的配置方法。如路由器和智能交換機中的配置和管理命令。

　　第二代網路管理系統有著良好的圖形化界面，用戶無須過多瞭解設備的配置方法，就能圖形化地對多台設備同時進行配置和監控，大大提高了工作效率，但仍然存在由於人為因素造成的設備功能使用不全面或不正確的問題，容易引發誤操作。

　　第三代網路管理系統相對來說比較智能，是真正將網路和管理進行有機結合的軟體系統，具有“自動配置”和“自動調整”功能。而且通常是採用B／S架構，一方面可實現遠程管理，另一方面實現起來非常容易，只要有瀏覽器即可。對網管人員來說，只要把用戶情況、設備情況以及用戶與網路資源之間的分配關係輸入網路管理系統，系統就能自動地建立圖形化的人員與網路的配置關係，並自動鑒別用戶身份，分配用戶所需的資源。

　　(2)按照管理對象分類

　　目前常用的網路管理軟體可分為兩大類，主要根據管理對象劃分，即通用網路管理軟體和網元(網路設備)管理軟體兩大類。網元管理軟體只管理單獨的網元(如交換機、路由器、伺服器等)，通用網路管理軟體的管理目標則是整個網路。

　　網元管理軟體一般由設備廠商提供，各廠商採用專有的管理MIB庫，以實現對廠商設備本身的細緻入微的管理，包括可以顯示出廠商設備圖形化的面板等，如安奈特公司的AT—View Plus、思科公司的Cisco View和華為網路公司的Quidview等。

　　通用網路管理軟體則主要用於掌握全網的狀況，作為底層的網管平臺來服務於上層的網元管理軟體等。如安奈特公司的AT-SNMPc，可以提供一個第三方的網管平臺，支持對所有SNMP設備的發現和監控，可集成廠商設備的私有MIB庫，實現對全網設備的統一識別和管理。從而避免了廠商專用型網路管理系統無法實現對全網設備的統一管理，用戶往往採用多台網管工作站分別安裝不同的系統，進行分別管理的局限性，有利於簡化管理和降低成本。這類產品還有惠普公司的HP Open View、CA公司的Unicenter、IBM公司的Tivoli NetView等。國內的如游龍科技的SiteView、網強信息技術公司的網強網管等。

　　(3)按照管理範疇分類

　　從網路管理的範疇來分類，又可分為對網“路”的管理(即針對交換機、路由器等主幹網路進行管理)、對接入設備的管理(即對內部PC、伺服器、交換機等進行管理)、對行為的管理(即針對用戶的使用進行管理)、對資產的管理(即統計網路系統軟、硬體信息)進行管理等。

　　(4)按照管理功能分類

　　根據國際標準化組織的定義，網路管理有5大功能：故障管理、配置管理、性能管理、安全管理、計費管理。根據網路管理軟體產品功能的不同，又可細分為5類：網路故障管理軟體，網路配置管理軟體，網路性能管理軟體，網路服務／安全管理軟體，網路計費管理軟體。不過，其實現在大多數網路管理軟體都是以上部分或全部功能的集合，單一功能的比較少見。

　　現代電腦網路管理系統主要由4個要素組成：若幹被管理的代理(Managed Agents)；至少一個網路管理器(Network Manager)；一種公共網路管理協議(Network Management Protocol)；一種或多種管理信息庫(MIB，Management Information Base)。

　　其中網路管理協議是最重要的部分，它定義了網路管理器與被管代理間的通信方法，規定了管理信息庫的存儲結構、信息庫中關鍵字的含義以及各種事件的處理方法。目前有影響的網路管理協議是SNMP(Simple Network Management Protocol)和CMIS／CMIP(the Common Management Information Service／Protocol)。它們代表了目前兩大網路管理解決方案。其中，SNMP流傳最廣，應用最多，獲得支持也最廣泛，已經成為事實上的工業標準。

　　網路管理是保障網路可靠運行的最重要手段。網路管理員通過網路管理系統對網路進行全面監控。一個功能完善的網路管理系統主要具有以下幾大功能。

　　1．顯示網路拓撲圖

　　網路管理系統首先都具有聯網設備自動發現功能，並通過使用IP和IPX網路彩色編碼分級視圖，建立起網路的佈局映像圖。

　　2．埠狀態監視與分析

　　對網路設備的埠狀態進行監控以及分析是任何一個網管系統都必須具備的關鍵功能。通過網管系統，網路管理人員可以很方便地得到埠狀態的擴展數據、帶寬利用、交通統計表、協議信息和其他的網路功效統計表等。

　　3．網路性能與狀態的圖表分析

　　任何一個網管系統都具備靈活的曲線與圖表分析能力，使網路管理人員能夠很快掌握網路運行狀態，並快速記錄有關數據，同時可以把分析的結果以文件的形式輸出或用於電子錶格等其他的數據分析工具。

　　4．故障診斷和報警

　　故障診斷及報警是網路管理系統重要的管理功能之一。網路管理系統配置了大量網路管理軟體，可對整個網路狀況進行快速、全面、智能化的檢測，不僅可以判斷網路中所有設備的連通或斷開的情況，而且能夠通過檢測整個網路的流量分佈，判斷網路通信的瓶頸位置，以便及時調整網路設備的分佈，調整網路設備的工作時間，使網路工作在最佳的狀態。對網路中故障的診斷是通過網路狀態參數的閾值管理，為多種網路設備產生一個警報或事件通知。事件濾波器使事件壓縮成有用的信息，以加速故障診斷。

　　5．簡化網路設備管理

　　在網路管理系統環境下，簡化對交換機、路由器等設備的管理。

　　6．具有配置VLAN的能力

　　一般交換機VLAN的配置直接在交換機上實現，而通過網路管理系統在交換機之間配置VLAN，使VLAN的配置更簡單快捷。

　　隨著網路技術的不斷發展，應用水平的不斷提高，對網路管理提出了更高的要求，網路管理系統的功能也在不斷地增強，網路管理的理念、技術和方法也在不斷地創新。總之，通過網路管理系統，最終的目的就是能夠提高網路的可用性和可靠性，從而在整體上提高網路運行的效率，降低管理成本。

　　網路管理系統的性能指標是進行網路設計和功能驗收的基礎，同時也是針對不同網路管理系統進行比較的標準。

　　網路管理系統的性能指標一般分為兩類：通用指標和專用指標。

　　通用指標主要是指電腦應用系統的一些通用指標，如可靠性和可維護性等。

　　專用指標是指與網路管理有關的指標，下麵簡單加以介紹。

　　1．網路管理功能的覆蓋程度

　　網路管理功能是一個網路管理系統的基本指標。通常用管理功能的覆蓋程度來衡量一個網路系統管理的功能。例如，對網路通信系統的管理，對網路結點設備的管理，對網路運行與維護的管理，對網路安全的管理，等等。

　　2．網路管理協議的支持程度

　　網路管理協議是網路管理系統及其相關設備互連的基礎。因此，網路管理系統對網路管理協議的支持程度是衡量一個網路管理系統互連能力的一項重要指標。通常，用網路管理系統所支持的網路管理協議的數量來衡量網路管理協議的支持程度。

　　3．網路管理介面動態定義的程度

　　網路管理介面是網路管理系統和被管理系統進行交換的參考點，而網路管理系統從被管理系統獲得數據的數量和內容是網路管理系統網路管理質量的基礎。如果網路管理接El在系統使用後就固定下來，則網路管理系統從被管理系統取得數據的數量和內容就基本上固定了，因而網路管理系統管理質量就基本可以確定。如果網路管理介面在系統使用後，可以在一定程度上和一定範圍內進行網路管理介面的重新定義(通常稱為網路管理介面動態定義)，就可以提高網路管理質量。因此，網路管理介面動態定義的程度可以作為衡量網路管理質量的指標。

　　4．網路管理的容量

　　容量是一個系統處理能力的重要指標。網路管理容量是指一個網路管理系統可以管理被管理系統的數量。

　　為了實現網路管理的目標，目前各類網路管理系統普遍採用如圖1所示的標準模型。其中，管理進程(manager)負責發出所有的控制和管理命令，管理進程發出各種命令的依據則依賴於各管理對象(Managed Object，M0)所處的狀態，而管理對象則是指網路中的各種物理資源(通信設備和設施)的抽象；管理代理(agent)負責解釋管理操作命令，完成管理操作，並向管理系統發送反饋信息(進行響應)；管理協議負責傳送管理操作命令和響應，並對其格式和編碼進行約定。所以，一個網路管理系統從邏輯上可以認為是由以下四個部分組成：

　　·管理進程(manager)。

　　·管理協議(management protocol)。

　　·管理代理(agent)。

　　·管理信息庫(Management Information Base，MIB)。

　　其中，MIB由一個系統內的許多被管理對象及其屬性組成，是網路管理系統中的重要組成部分。MIB實際上是一個虛擬資料庫，它提供有關被管理網元的信息，而這些信息由管理進程和各個代理進程所共用。管理信息庫由管理進程和各個代理進行共同使用。需要註意的是：管理信息庫是管理對象的概念集合，而不是具體存放管理信息的設施。在一個設備上實現的MIB稱為MIB實例，其中可具體操作的MO就是管理對象實例。

　　管理對象也稱為被管理對象或變數。一般可以將管理對象直接理解為網路中被管理的設備、設施或參數等。

　　管理代理具體操作一個MIB實例，其中的管理對象實例就是具有特定含義並預先定義的本地數據。管理代理的MIB實例可以被管理進程讀／寫。管理代理將從管理進程來的操作請求進行轉換，在證實該操作是允許的而且是能夠實現之後再執行該操作，併發出合適的響應。所以，管理代理最重要的功能之一就是將來自管理進程的格式化請求轉換成使本地數據結構能夠認識的操作，起到映射作用。管理代理的另一個重要功能是可以向管理進程發送事件報告，報告預先定義的事件。

　　管理進程是負責對網路中的設備和設施進行全面管理和控制(通過對管理對象的操作來實現)的軟體，根據網路中各個管理對象的變化來決定對不同的管理對象採取不同的操作，例如調整工作參數、控制工作狀態等。

　　管理協議對管理進程與管理代理之間的通信進行了規範和約定，並且定義了兩者之間交換信息的方法，負責在管理系統與管理代理之間傳遞操作命令，同時負責解釋管理操作命令。

　　在被管理系統(被管系統)中直接管理被管理對象的是代理(agent)，如圖1所示。在網路管理中起核心作用的是管理進程(manager)，管理進程利用一定的通信手段，通過代理來管理被管理對象。管理進程與代理進程之間的通信一般採用客戶機／伺服器方式，客戶機(管理進程)發出請求，伺服器(代理進程)做出應答。

　　另外，我們可以使用統一的方法在一個異構網路中管理多個廠商生產的電腦硬體和軟體資源，將這種管理方法稱為綜合網路管理(Integrated Network Management，INM)。

　　1．網路管理的對象

　　對網路的管理無非在兩個方面，其一，對網路系統配置以及與軟體相關的信息管理，如網路安全性管理、用戶存取許可權管理、文件目錄管理、應用程式配置管理等；其二，對網路系統中硬體的管理，即對組成網路的各種硬體設備管理，如對伺服器、工作站、路由器、交換機、數據機、通信等設備的管理。

　　2．網路操作系統平臺

　　網路管理系統的運行都要求相應的網路操作系統平臺的支持，網路管理系統的軟體正是通過網路操作系統對網路設備與系統進行配置、安全、性能以及用戶的管理。目前，用於網路管理的網路操作系統平臺有三個選擇，它們是：UNIX、DOS/Windows和Linu)。通常大型網路中採用UNIX操作系統居多，而在一般的中小型網路系統中，採用的大都是Windows網路操作系統平臺或Linux，如Windows 2000 Server系列網路操作系統。

　　3．網路管理組件系統集成平臺

　　目前公認的3大網路管理組件系統集成平臺是：HP OpenView、IBM NetView和SUN Net Manager。雖然它們的產品形態有不同的操作系統的版本，但都遵循SNMP協議，並提供類似的網路管理功能。網路管理組件系統集成平臺是網路管理系統的核心，網路管理支持軟體是網路管理系統主幹架構，網路設備管理代理則是網路管理的執行者。

　　4．網路設備管理代理

　　在通常情況下，組成網路的設備都分佈在一定的範圍內，且設備可能距離網路系統管理者所在的位置很遠。因而，很可能其中某一個設備發生了故障而不能及時被髮現，或雖發現了問題，但不能準確進行故障定位而造成網路系統失效。

　　為瞭解決這個問題，網路設備生產廠商們在一些網路設備中配置了專門用於網路管理的功能，併在設備中安裝有一個程式，負責處理有關網路管理的一些動作。該程式就是所謂的“代理”，類似於“木馬”。系統管理員對網路設備的監控正是通過該“代理”實現的。通過該網路管理代理，網路管理系統就可以從遠程監測被管理設備的工作狀態，同樣也能在設備發生了某特定事件時，向網路管理系統發出警告。具有上述功能的網路設備，通常被稱為“智能”設備或“可管理設備”。

　　5．網路管理支持軟體

　　網路管理支持軟體運行於網路管理組件平臺之上。網路管理支持軟體是支持面向特定網路功能、網路設備和網路操作系統管理的某些專用軟體系統。

　　網路設備生產廠商均為自己生產的網路設備開發了專門的網路管理組件。如世界著名的思科網路設備公司，為用自己的網路設備架構的網路專門開發了網路管理組件CiscoWorks。這類軟體可直接建立在網路操作系統之上，也可建立在網路管理組件平臺之上。只有建立在網路管理組件平臺之上的網路管理軟體，才能夠不僅管理特定的網路設備，並同時通過該支持軟體應用程式介面與軟體平臺交互，利用軟體平臺提供的資料庫和資源，實現對網路的全設備管理。

　　比如Cisco Works，它可建立在HP Open View和IBM NetView等網路管理組件系統集成平臺之上，用於管理網路中包括Cisco網路設備在內的所有其他網路設備。不過，Cisco Works也可獨立地建立在Windows 2000 Server等網路操作系統之上，但這種情況下，只能實現對Cisco或與Cisco完全兼容的各種網路設備(如路由器、交換機等)進行管理。若網路中含有其他廠家的網路設備，就必須通過網路管理組件系統集成平臺，才能實現對全網路所有設備進行有效的管理。

　　隨著科學和技術的進步以及通信及電腦網路的發展，各企業購買和使用了越來越多的設備，同時設備的專業化程度進一步加強，維護和管理的難度加大，管理和維護的工作量加大。使用網路設備管理系統，將各種設備運行狀況，各種工作環境監控起來，讓網路管理平臺來處理許多中間環節，簡化工作，減少管理人員工作量，減少設備故障反應時間，提高設備運行效率，預防事故的發生，這一切顯得十分重要和必要。

　　市場上有各種各樣的網路管理系統和監控系統，用戶選擇自己的網路管理系統時，一般應從如下幾個方面進行考察。

　　(1)可靠性

　　為了達到監控和管理企業設備和環境的目的，網路管理平臺必須具有較高的可靠性，雖然可靠性可以通過一些指標，如平均無故障工作時間，平均系統故障修複時間等來判斷，但通常這些指標有較大的模糊繫數，從實用角度看，關註下麵一些方面也許更有意義。

　　1)硬體平臺，主伺服器是否採用較成熟的品牌伺服器，如SUN公司、HP公司的伺服器。

　　2)操作系統，伺服器選擇什麼樣的操作系統，如UNIX系統還是Windows系統。

　　3)中間環節，從設備到網管系統之間的信息傳遞，是否有過多環節，從而增加故障點。

　　4)主伺服器系統是否具有冗餘措施。

　　(2)安全性

　　安全性包括使用者許可權和網路安全。使用者許可權需要考慮系統是否對各種角色有嚴格的許可權規定和檢查措施，如管理者、使用者、瀏覽者等的訪問管理，系統是否具備完善的操作日誌記錄等。網路安全系統是否有防火牆功能或網路信息監視工具和手段，保證網路的正常運行。另外，數據安全性，如數據備份和恢復措施，也應成為安全性應考慮的內容。

　　(3)操作方便性

　　操作方便性主要考慮，操作界面是否簡潔，操作是否簡單，操作是否易用。當使用者需要使用系統某項功能時，應該只需單擊滑鼠或觸摸屏，使用人員不必經過辛苦的學習過程才能學會使用某項功能。

　　(4)顯示直觀性

　　顯示直觀性要求系統對所管理的對象的監視及分析，應能以圖形化的方式體現，因為圖形所傳遞的信息量遠遠超過文字的信息量，而且圖形的組織和安排也要合理，結構和層次要清楚。

　　(5)管理多樣性

　　管理多樣性考慮的是系統需要管理各種各樣的設備和環境，同時還能提供管理各種數據和事務的能力。一個企業設備數量可能不是很多，但種類卻多種多樣，通常這些設備包括如下幾種。

　　1)電腦網路伺服器、網路交換機工作站、路由器、終端伺服器等。

　　2)電話交換機、電話終端設各等。

　　3)通信傳輸設備，如PCM復用設備、光端機、載波機、微波機等。

　　4)重要電源設備。

　　5)企業專業設備。

　　6)環境管理設備，如溫濕度、火警、盜警、視頻系統等。

　　各種各樣的管理對象，需要系統具有對這些設備的綜合接入能力，既要考察系統對標準網管設備的介面能力，又要考察系統對各種非標準設備的介面能力。

　　除能接入和管理各種設備外，系統還應具有各種信息和數據的管理能力，如用於支持網路運行和與日常運作相關的靜態數據，網路結構配置信息，終端用戶信息及路由信息、後勤數據等也能通過系統管理起來，並能綜合應用。

　　(6)實時性和及時性

　　實時性主要是考察系統對設備、環境管理的性能。系統應能實時反映設備當前的運行狀態和參數，而不能有很大的延遲。及時性是考察系統是否能及時將故障或告警信息自動發送到管理人員。對及時性不僅要考慮工作時間，而且要考慮節假日時間，這要求系統具有關聯各種通信手段的能力，如當有重要故障或告警時，系統應能通過電話語音通知、手機簡訊息、電子郵件等方式自動發送信息給管理人員。

　　(7)可擴展性

　　對企業來說，可擴展性是一個非常重要的因素，隨著時間的推移，企業必然會淘汰一些舊設備，增加一些新設備，這就要求網管平臺有較強的擴展性，不至於增加太多的費用。除了設備供應商在升級方面的承諾外，關鍵是要考慮系統本身的擴展能力，這方面的考慮包括：系統是定製的，還是模塊化可配置的，系統是否提供用戶級開發設計工具，並且這些工具是否易用。

　　根據以上七點選擇一個實用有效的網路管理設備，對於企業而言，不僅能提升管理水平和設備的運行效率，同時對整個企業的管理信息化和現代化有重要的促進作用。

　　監理機構應從如下方面審核網路管理系統的設計。

　　(1)審核網路管理系統的功能設計包括以下內容。

　　·配置管理：包括對網路節點實施有效的配置管理和支持遠程配置，通過配置管理界面可以直接對硬體屬性進行配置，收集各個可管理設備及埠的信息。

　　·資源分配：包括實現全網範圍內資源的統一分配和調度，可以將全網資源按照各個應用系統的要求進行合理性分配，當增加應用系統需要資源支持的時候，也可以通過網路管理系統進行資源調度。

　　·性能管理：包括網路節點與設備的運行狀況和性能參數的監測以及統計、分析能力；比如網路埠的數據流量以及維護數據占用的比例，系統CPU的負載比例，當超出一定的閾值的時候，系統將發出警告。

　　·故障管理：包括故障信息採集，故障監視，故障定位和預警，故障信息查詢和維護等；故障監控和分析的能力能幫助維護人員快速檢測到故障原因，為能及時排除故障提供基礎信息，提高了整體系統的易管理性。

　　·其他輔助功能：可包括網路拓撲搜尋、網路應用性能管理、網路安全性管理、網路運行維護等；更多的網路管理功能可以幫助維護人員能夠更直接地監控和檢查系統的運行情況，輔助其他應用系統和安全系統完善整體系統系統管理和安全性管理。進行二次性開發後，可以更針對建設單位／業主單位的需求，為維護人員提供更人性化的輔助服務功能。

　　(2)審核網路管理系統的可靠性設計包括以下內容。

　　·網路管理數據的備份和恢復能力：要求網路管理系統能實現配置數據和管理數據的備份，而且在系統重裝或故障修複後，能使用備份數據對系統進行恢復。

　　·網路管理操作的許可權控制：應保證只有經過授權的人員才能執行相應的網路管理操作；網路管理系統還可以對本身系統的用戶進行管理，通過對不同級別用戶的授權，來進行不同級別的操作許可權限制，從而達到對網路管理系統的安全保護作用。

　　·網路管理數據的同步要求：應保證網路管理數據的一致性；通過在受管理終端安裝代理軟體達到網路管理數據的同步，不斷地通過數據對比，來達到數據的一致。

　　·時間同步的要求：應具有全網時間同步機制；這對核查網管系統的信息與被管理設備的信息達到時間一致非常重要，方便故障及運行信息的查詢和加強信息準確性管理。

　　(3)審核網路管理系統的性能設計包括以下內容。

　　·拓撲搜尋的準確率：這對網路管理系統是至關重要的，一般要求網路管理系統的拓撲發現準確率要達到100％，減少錯誤對管理帶來的維護失誤。

　　·故障告警的響應時間：這與網路管理協議的輪詢和發現時間有關，也與MIB庫的處理時間有關，要求故障告警的響應時間越短越好，這樣可以在故障出現階段做到快速發現，採取應急解決措施。

　　·網路管理數據的存儲能力：這與網路管理系統的授權協議有關，根據所要管理的節點數量不同，購買相應的授權協議，也就決定了網路管理數據的存儲能力。

　　·日誌存儲能力：根據要記錄的數據量多少，決定日誌記錄的大小，因此，要在日誌存儲能力上要滿足業主單位管理和維護的要求，選擇配置相應的日誌存儲空間。

　　·時間精度：根據業主單位對網路管理時間記錄上精度要求，來配置網路管理系統基礎設施、信息輪詢時間間隔以及記錄文件的時間精度。

　　(4)審核其他需要考慮的因素包括以下內容。

　　·系統的開放性：這是對網路管理系統軟體是否支持二次開發，是否可以對第三方開放介面的要求。目前隨著業主單位對網路管理越來越智能化的需要，要求網路管理軟體提供軟體介面，進行相關智能化功能的開發，以滿足業主單位管理和維護的需要。

　　·系統遵循的網路管理協議和標準：網路管理協議要求是公開的標準化協議，儘量避免私有協議，這樣可以增加網路管理系統的兼容性，為集中化管理打下基礎。

　　·網路管理系統的安全性：網路管理系統可以配合安全系統對整體系統的授權用戶進行管理，監控可疑的數據流量等，提供安全管理的保護功能。

　　·網路管理信息對網路傳輸的壓力：收集管理信息的輪詢策略會增加網路傳輸的流量，會給網路的傳輸增加壓力，因此在配置網路管理軟體時要做好性能分析，儘量減少網路管理信息對網路傳輸帶來的壓力。