网络管理技术及其应用

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  中图分类号:TN915.07
  文献标识码:B文章编号:1008-925X(2012)07-0016-02
  摘要:
  随着计算机技术的发展,网络规模越来越大,网络结构日益复杂。网络使用的普及使得网络管理在网络系统中的地位变得日趋重要。为了给网络管理人员提供参考资料,本文从网络管理功能、网络管理技术以及网络管理协议等多个方面对网络管理问题进行分析,最后简单介绍网络管理的应用。
  1 引言
  如今,网络已走进千家万户,网络的应用日益普及。大到企事业单位,下至家庭、乃至个人用户都在广泛的使用着计算机互联网,网络已经成为我们生活的不可或缺的一部分。随着应用的日益普及,用户对网络的可靠性和安全性都提出了更高的要求。由此可见,网络管理日趋重要。
  网络管理[1]是指网络管理员通过网络管理程序对网络上的资源进行集中化管理的操作,包括配置管理、性能和记账管理、问题管理、操作管理和变化管理等。国际标准化组织(International Standards Organization ,ISO)对网络管理的定义是指规划、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。
  当前的互联网技术已经得到了长足的发展,其目的[2]是满足网络用户关于网络及时性、可靠性、高速性等要求。网络管理也以满足用户需求为目的,目前主流的网络管理技术具有以下特点:开放性、智能化、综合性以及安全性等特点。
  本文首先给出网络管理的功能,进一步分析网络管理的定义。接下来阐述几种总要的网络管理技术,进而给出经典网络管理协议。最后简单介绍网络管理的应用。
  2 网络管理的功能
  总体来说,网络管理包括五大功能,分别是:故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和计费管理。下面分别介绍这五大功能。
  2.1 网络故障管理。
  作为最基本的功能之一,故障管理保证用户得到一个可靠的计算机网络。具体的说,当计算机网络中某个部分失效后,网络管理器必须迅速查找到故障并及时排除。由于网络故障的产生原因复杂,网络本身结构复杂,隔离某个故障是不现实的做法。通常情况的做法是,首先将网络进行修复,其次分析网络故障发证的主要原因,进而加以预防。由此可见,预防与防治网络再次发生此类故障显得更为重要。网络故障管理包括故障检测、隔离和纠正三方面。具体的说网络故障管理应该包含以下五个子功能:故障监测、故障报警、故障信息管理、排错支持工具和检索/分析故障信息。
  对于网络故障,还应该有记录。对于不严重的故障,可以简单的记录在错误日志中,不需要进行特殊处理。对于严重故障,应该引起重视,分析发生原因并修复网络,必要是应该记录及预警,预防此类故障再次发生。给用户一个稳定可靠的计算机网络。
  2.2 网络计费管理(Accounting Management) 。
  网络计费管理是网络管理的主要功能。主要记录网络中各个资源的使用情况,目的是控制和监测网络操作的费用和代价。这一功能对公共商业网络起着不可忽视的重要作用。它可以估算出用户使用网络资源可能需要的费用和代价,以及已经使用的资源。网络管理员还可规定用户可使用的最大费用,从而控制用户过多占用和使用网络资源。这样可以大大提高网络的使用效率。另外,当用户为了一个通信目的需要使用多个网络中的资源时,计费管理应可计算总计费用。具体地说包含以下几个功能:计费数据采集、数据管理与数据维护、计费政策制定、政策比较与决策支持、数据分析与费用计算和数据查询等功能。
  2.3 网络配置管理(Configuration Management)。
  网络配置管理同样骑着相当重要的作用。只有对网络进行正确的初始化,并进行正确胚子,才能进一步提供网络的相应服务。配置管理是一组对辨别、定义、控制和监视组成一个通信网络的对象所必要的相关功能,目的是为了 实现某个特定功能或使网络性能达到最优。网络配置管理包括以下功能:配置信息的自动获取、自动配置、自动备份及相关技术、配置一致性检查和用户操作记录功能
  配置系统的安全性是整个网络管理系统安全的核心,因此,必须对用户进行的每一配置操作进行记录。在配置管理中,需要对用户操作进行记录,并保存下来。管理人员可以随时查看特定用户在特定时间内进行的特定配置操作。
  2.4网络性能管理。
  分析和控制整个网络的数据交换,为网络用户提供持续可靠的服务,使网络资源的使用达到最优化。网络性能管理功能主要包括:自动生成网络拓扑结构和网络配置;实时监测设备状态;网络及相关设备的性能统计,包括网络节点设备的利用率、网络节点设备的CPU利用率、网络节点设备的故障率、网络出口线路的流量统计、网络上各种业务量的统计;对历史统计数据的分析等。一些典型的功能包括性能监控、阈值控制、性能分桥、可视化的性能报告、实时性能监控和网络对象性能查询等。
  2.5 网络安全管理。
  计算机网络系统需要网络安全管理系统来确保网络资源不被非法使用,以及网络管理信息的机密性(防止未经授权的访问) 和完整性(不被非法修改) 。网络安全管理功能主要包括:控制对网络资源和敏感信息的访问,包括对网络设备的访问控制,对给定设备上某种应用的访问控制以及对网络协议的访问控制等。具体地说:⑴网络资源的访问控制,通过管理路由器的访问控制链表,完成防火墙的管理功能,即从网络层(1P)和传输层(TCP)控制对网络资源的访问,保护网络内部的设备和应用服务,防止外来的攻击。⑵告警事件分析,接收网络对象所发出的告警事件,分析员安全相关的信息(如路由器登录信息、SNMP认证失败信息),实时地向管理员告警,并提供历史安全事件的检索与分析机制,及时地发现正在进行的攻击或可疑的攻击迹象。⑶主机系统的安全漏洞检测,实时的监测主机系统的重要服务(如WWW,DNS等)的状态,提供安全监测工具,以搜索系统可能存在的安全漏洞或安全隐患,并给出弥补的措施。   3 网络管理技术
  3.1 基于Web的网络管理技术。
  随着Internet和Web及其开发工具的迅速发展,基于Web的网络管理技术应运而生。基于Web的网络管理技术有两种方式,即代理方式和嵌入方式。代理方式是在一个内部工作站上运行Web服务器;嵌入方式,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设备。基于Web技术的管理系统,由于开发周期短;与用户平台无关;易于实现交互式应用;低成本开;能对信息进行快速、高效的收集、处理和发布,近几年来得到了迅速发展。
  3.2 分布式技术。
  分布式技术是推进网络管理技术开展的中心技术,也越来越受到业界的注重。其技术特点在于分布式网络与中央控制式网络对应,它没有中心,因此不会由于中心遭到破坏而造成整体的崩溃。在分布式网络上,节点之间相互连接,数据可以选择多条途径传输,因此具有更高的可靠性。基于分布式计算形式推出的CORBA是将散布计算模式和面向对象思想结合在一起,构建分布式运用。CORBA最初的提出是为了满足异构平台上分布式计算的需要。由于该技术可在一个分布式应用中混用多种语言、支持分布对象、提供高度互通性等优点。在目前的网络管理技术中,OMG已提出基于CORBA的网管系统的体系结构,这意味着通过CORBA方法可以实现基于OSI开放接口和OSI系统管理理念,另外,TMF和X/Open已经联合开发出SNMP/CMIP/CORBA的动态交互式转化和互通静态规范描述方法。可以预见,凭借着强大技术优势,未来CORBA将在网络管理中占有更加重要的地位。
  3.3 XML技术。
  XML技术是一项国际规范,可以有效地统一现有网络系统中存在的多种管理接口。其次XML技术具有很强的灵活性,可以充分控制网络设备内嵌式管理代理,确保管理系统间以及管理系统与被管理设备间进行复杂的交互式通信与操作,实现很多原有管理接口无法实现的管理操作。应用XML管理接口,网络管理系统可以完成从被管理设备中读取故障信息和设备工作状态等多种管理数据的操作。新管理接口的选用可以大大提高管理软件,包含第方管理软件与网络设备间进行管理信息交换的能力和效率,并可以方便地实现与网络管理信息系统设计的集成。而且由于XML技术自身选用了简单明晰的标志言语,在管理信息系统设计开发与集成过程中能简便地实施,这样新管理接口的选用还会降低整个管理信息系统设计的开发成本。
  4 网络管理协议
  随着网络的不断发展,规模增大,复杂性增加,简单的网络管理技术已不能适应网络迅速发展的要求。以往的网络管理系统往往是厂商在自己的网络系统中开发的专用系统,很难对其他厂商的网络系统、通信设备软件等进行管理,这种状况很不适应网络异构互联的发展趋势。20世纪80年代初期Internet的出现和发展使人们进一步意识到了这一点。研究开发者们迅速展开了对网络管理的研究,并提出了多种网络管理方案,包括HEMS、SGMP、CMIS/CMIP等。
  4.1简单网络管理协议。
  简单网络管理协议(SNMP)给出了监控网关(OSI第三层路由器)的直接手段,SNMP则是在其基础上发展而来。最初,SNMP是作为一种可提供最小网络管理功能的临时方法开发的,它具有以下两个优点:⑴与SNMP相关的管理信息结构(SMI)以及管理信息库(MIB)非常简单,从而能够迅速、简便地实现;⑵SNMP是建立在SGMP基础上的,而对于SGMP,人们积累了大量的操作经验。
  4.2 CMIS/CMIP。
  公共管理信息服务/公共管理信息协议(CMIS/CMIP)是OSI提供的网络管理协议簇。CMIS定义了每个网络组成部分提供的网络管理服务,这些服务在本质上是很普通的,CMIP则是实现CMIS服务的协议。CMIS/CMIP的整体结构是建立在使用ISO网络参考模型的基础上的,网络管理应用进程使用ISO参考模型中的应用层。也在这层上,公共管理信息服务单元(CMISE)提供了应用程序使用CMIP协议的接口。同时该层还包括了两个ISO应用协议:联系控制服务元素(ACSE)和远程操作服务元素(RpSE),其中ACSE在应用程序之间建立和关闭联系,而ROSE则处理应用之间的请求/响应交互。
  4.3公共管理信息服务与协议。
  公共管理信息服务与协议(CMOT)是在TCP/IP协议簇上实现CMIS服务,这是一种过渡性的解决方案,直到OSI网络管理协议被广泛采用。 TCP/IP协议CMIS使用的应用协议并没有根据CMOT而修改,CMOT仍然依赖于CMISE、ACSE和ROSE协议,这和CMIS/CMIP是一样的。但是,CMOT并没有直接使用参考模型中表示层实现,而是要求在表示层中使用另外一个协议——轻量表示协议(LPP),该协提供了目前最普通的两种传输层协议——TCP和UDP的接口。CMOT的一个致命弱点在于它是一个过渡性的方案,而没有人会把注意力集中在一个短期方案上。相反,许多重要厂商都加入了SNMP潮流并在其中投入了大量资源。事实上,虽然存在CMOT的定义,但该协议已经很长时间没有得到任何发展了。 
  5 网络管理应用及其发展趋势
  目前计算机技术与网络技术正在迅速发展,计算机网络应用的深化推动了电子商务应用的普及,越来越多的企业需要对内部的网络进行管理,网络管理的需求日益强烈。尤其是对网络安全、故障管理的需求更为强烈。因此网络管理者如何能够有效地对网络进行管理这一课题变得尤为重要。随着网络应用在各大企业中应用的深化,加之网络功能的逐步增强,网络用户不单单只关心网络的有效联通时间,更为关注的网络的性能,如稳定性等。用于要求网络的性能水平能够大幅度提高,只有这样,网络的各项功能才能发挥优势,网络才能满足拥护者的需求,尤其是企业级应用的各项需求。因此目前网络的性能管理也逐步称为网络使用者关心的问题之一。随着用户对网络需求的变化,网管软件也随着改变,传统的网络管理软件更加注重对安全、业务的管理,用户对性能的要求,推动网络管理软件向着保障网络性能、安全性及互操作性等方面发展。随着网络应用的变化,用户已经不在关心网络的具体内容,比如网络构架如何,网络是有线还是无线,光纤网还是电缆网等,用户对这些已经不再关注,相反,网络使用者更加关注的是与自己和自己的业务相关的功能,网络能够在自己的业务中得到稳定、安全的使用。因此网络管理已经不再是一个软件产品,而是一个解决方案。一方面,网络使用者希望借助安全、稳定的数据传送来保证网络的各项性能,达到网络管理的目的;另外,用户要求网络管理软件也能够使得网络的使用变得更加方便、实用。由此保证网络用户的各项去求。除了从客户角度出发,从运营商的角度看,网络要向着安全、可靠、稳定、只能方向发展,就必须运用强大地网络设备来对网络进行重新构建,使得网络能够满足用户的要求,实现利润的最大化。
  网络的普及与深化推动着网络管理技术的发展,网络管理技术也会根据用户的需求进一步发展。网络管理技术在未来的发展防线可以预测为以下几个方面:
  5.1智能化网络管理技术。随着人工智能技术的发展,以及各项人工智能技术的应用,网络管理技术也在不断将人工智能技术引进到网络管理中来,实现网络管理的智能化管理势在必行,网络的智能化管理有利于网络的性能管理。因此网络管理技术向着智能化管理已成为一种必然趋势。
  5.2新技术新产品化网络管理技术。随着计算机网络技术的深入,各种基于网络的新技术、新协议应运而生,有效合理运用这些新技术能够有效提高网络管理效率。因此新技术是网络管理技术未来的重要发展方向之一。
  5.3安全、稳定的网络管理。随着企业级应用的深入,网络使用者更加关注网络的性能,尤其是安全性和稳定性。需求推动着技术的发展,通过用户的需求趋势,可以预测安全性、稳定性是下一代网络管理技术的主要发展趋势。
  6 结论
  随着互联网的普及和发展,网络管理技术在得到广泛应用的同时,也将不断丰富自身功能,提高管理效率,满足用户日益增长网络需求。随着互联网技术发展的深入,网络已经应用在社会的各个方面,例如政府、企业、学校等,还有基于网络技术兴起的电子商务行业。所有这些应用了网络的行业和部门,都对网络管理提出了客观需要。在这种背景下,网络管理技术将得到广泛的应用。网络管理技术不但要为用户提供安全可靠的网络环境,还要对用户的网络进行检修和维护,保证满足用户对网络使用的要求。在当前社会,网络化已经成为社会发展的一个特征。人们对网络的依赖性越来越强,这就要求网络管理技术要不断的创新,不断迎合用户的口味和需要。在网络管理中加入实用技术,为用户真正解决实际问题。目前网络管理技术应经开始在政府、企业、学校和电子商务行业得到了大面积的应用,相信在未来网络管理技术的应用范围会更广。
  参考文献
  [1]杨丽红. 浅析计算机网络管理技术[J].科技信息,2012。
  [2] 刘松. 网络管理技术的应用[J]. 计算机工程应用技术,2012年3月。
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