第一章 网络管理概论
考试要求
1.网络管理的基本概念 ， 要求达到识记层次
网络管理的需求和网络管理的目标
网络管理系统体系结构
被管理的软硬资源的种类和相关信息
主要的网络管理标准的含义和适用范围
2. OSI 系统管理的基本概念 ， 要求达到领会层次
OSI 的管理框架
请求、响应、轮询、通告和心跳等通信机制，它们之间的区别和联系
管理域和管理策略的概念，及其在分布式网络管理中的作用
管理信息的层次结构
应用层提供的系统管理支持功能
配置管理、故障管理、性能管理、记账管理和安全管理的含义、功能和作用
3.网络管理系统 ， 要求达到识记层次
知识重点
（一）网络管理的基本概念
1.网络管理的需求和目标
（1） 网络管理的需求
计算机网络日益成为个人和企业 / 事业单位日常活动必不可少的工具。许多公司、国家机关和大学每天都要利用网络上的数据业务（例如电子邮件和传真）、视频业务（例如电视会议）和话音业务（例如 IP 电话）来保证他们的生存和发展。另一方面计算机网络和组成越来越复杂，这主要表现在网络互联的规模越来越大，而且联网设备多是异构型设备、多制造环境、多协议栈。这样的网络靠手工管理已是无能为力，所以研究和开发符合自己情况的、经济适用的网络管理系统就是一项迫切的任务了。
（2）网络管理目标
。减少停机时间，改进响应时间，提高设备利用率；
。减少运行费用，提高效率；
。减少 /消灭网络瓶颈；
。适应新技术（多媒体、多种平台）；
。使网络更容易使用；
。安全
2. 网络管理系统体系结构
（1） 网络管理系统的层次结构
各种网络管理框架的共同特点如下：
。管理功能分为管理站（ Manager）和代理（Agent）两部分
。为存储管理信息提供数据库支持，例如关系数据库或面向对象的数据库
。提供有户接口和用户视频（ View）功能，例如GUI和管理信息浏览器
。提供基本的管理操作，例如获取管理信息，配置设备参数等操作过程目标管理应用使用户根据需要开发的软件，这种软件运行在具体的网络上实现特定的管理目标，例如鼓掌诊断和性能优化，或者业务管理和安全控制等。网络管理应用的开发是目前最有活力最具增长性的市场。
（2）网络管理系统的配置
每一个网络结点都包含一组与管理有关的软件，叫网络管理实体（ NME ）。网络管理实体完成下面的任务
。收集有关通信和网络活动方面的统计信息
。对本地设备进行测试，记录其状态信息
。在本地存储有关信息
。响应网络控制中心的请求，传送统计升年升毫或设备状态信息
。根据网络控制中心的指令，设置或改变设备参数
网络中至少有一个结点（主机或路由器）担当管理站的角色（ Manager），除过NME之外，管理站中还有一组软件，叫做网络管理年个月度年个（NME）。NME提供用户接口，根据用户的命令显示管理信息，通过网络向NME发出请求或指令，以便获取有关设备的管理信息，或者改变设备配置。
网络中的其他结点在 NME的控制下与管理站通信，交换管理信息。这些结点中的NME模块叫做代理模块，网络中任何被管理的设备（主机、网桥、路由器或集线器等）都必需实现代理模块。所有代理在管理站监视和控制下协同工作实现集成的网络管理。这种集中式网络管理策略的好处式管理人员可以有效地控制整个网络资源，根据需要平衡网络负载，优化网络性能。 然而，对于大型网络，集中式地管理往往显得力不从心，正在让位于分布式地管理策略。这种向分布式管理演化地趋势与集中式计算模型由向分布式计算演化的总趋势式一致的。 在这种配置中，分布式管理系统代替了单独的网络控制主机。地理上分布的网络管理客户机于一组网络管理服务器交互作用，共同完成网络管理功能。这种管理策略可以实现分部门管理：即限制每个客户机只能访问和管理笨部门的部分网络资源，而由一个中心管理站实施全局管理。同时中心管理站还对管理功能较弱的客户机发出指令，实现更高级的管理。分布式网络管理的灵活性（Flexibility）和可伸缩性（Scalability）带来的好处日益为网络管理工作者所青睐，这方面的研究和开发式目前网络管理中最活跃的领域。
（3）网络管理软件的结构
这里说的软件包括用户接口软件、管理专用软件和管理支持软件，用户通过网络管理接口与管理专用软件交互作用，监视和控制网络资源。接口软件不但存在于管理主机上，而且也可能出现在代理系统中，以便对网络资源实施本地配置、测试和排错。有效的网络挂零你系统需要同意的用户接口，而不论主机和设备出自何方厂家，运行什么操作系统，这样才可以方便地对异构型网络进行监控。接口软件还要有一定的信息处理能力，对大量的管理信息要进行过滤、统计、甚至求和和化简，以免传递的信息量太大而阻塞网络通道。最后，理想的用户接口应该是图形用户接口，而非命令或表格。
3.管理的网络资源
计算机网络管理设计到监控和控制网络中的各种硬件，固件和软件元素。
（1）被管理的网络硬件资源可以列举如下：
。物理介质和连网设备
。计算机设备
。网络互联设备
（2）被管理的网络软件元素可以列举如下：
。操作系统软件
。通信软件
。应用软件
4. 网络管理标准
TCP/IP 网络管理最初使用的是 1987 年 11 月提出的简单网关监控协议 SGMP （ Simple Gateway Monitoring Protocol ），在此基础上改进成简单网络管理协议第一版 SNMPv1 （ Simple Network Management Protocol ），陆续公布在 1990 和 1991 年的几个 RFC （ Request For Comments ）文件中，即 RFC 1157 （ SMI ）， 1157 （ SNMP ）， RFC1212 （ MIB 定义）和 RFC1213 （ MIB-2 规范）。由于其简单性和易于实现， SNMPv1 得到了许多制造商的支持和广泛应用。几年以后在第一版的基础上改进功能和安全性，又产生了第二版 SNMPv2 （ RFC1902-1908 ， 1996 ）。最新的标准 SNMPv3 （ RFC2570-2575 Apr .1999 ）已经完成了。
在同一时期用于监视局域网通信的标准 - 远程网络监视 RMON （ Remiote Monitoring ）也出现了，这就是 RMON-1 （ 1991 ）和 RMON-2 （ 1995 ）。这一阻标准定义了监视网络通信的管理信息库，是 SNMP 管理信息库的扩充，与 SNMP 协议配合可以提供更有效的管理性能，也得到了广泛应用。
另外， IEEE 定义了局域网的管理标准，即 IEEE802.1b LAN/MAN 管理。这个标准用于管理物理层和数据链路层的 OSI 设备，因而叫做 CMOL （ CMIP over LLC ）。为了适应电信网络管理的需要， ITU-T 在 1989 年定义了电信网络管理标准 TMN （ Telecommunications Management Network ），即 M.30 建议（蓝皮书）。可见网络管理是一个广阔的研究领域，而却很多东西是相通的。
（二）OSI 系统管理的基本概念
1.OSI 管理框架
OSI 系统管理操作在对等的开放系统之间进行，一个系统为管理站，另一个系统起代理的作用，即管理站实施管理功能，而代理接受管理站的查询，并且根据管理站的命令设置管理对象的参数。
管理站和代理要能够互相通信，它们之间就要互相了解，这可以通过交换应用上下文（ Application Context，AC ）实现。 AC 是指管理站和代理之间共同使用的应用服务元素及其调用规则。至于具有哪些功能和功能单元，支持哪些管理对象类，管理功能和管理对象之间有什么关系等，也是彼此需要了解的，这些叫做共享的管理知识。系统管理应用实体的管理知识存储在本地的文件中，在应用联系建立阶段，通过交换应用上下文，形成共享的管理知识。
2.通信机制
管理站和代理指的信息交换通过协议数据单元（ PDU ）进行。通常是管理站向代理发送请求 PDU ，代理以响应 PDU 回答，而管理信息包含在 PDU 参数中。在有些情况下，代理也可能向管理站发送消息，特别把这种消息叫做时间报告（或通知），管理站可根据报告的内容决定是否作出回答。
为了及时了解管理对象的最新情况，代理必需经常地查询对象地各种参数。这种定期查询叫轮询（ Polling ）。轮询地间隔或频度对于网络管理地性能有很大的影响。轮询过于频繁，会加重网络通信负载；轮询稀少，又不能及时掌握管理对象的最新状态。所以轮询的间隔应根据网络配置和管理标准仔细设计。另外如果管理对象中出现了特殊情况，例如打印机缺纸，管理对象不必等待代理查询，可直接向代理发出通知。如果必要，代理可以把对象的通知以事件报告的形式发往管理站。
有时管理站要想知道代理是否存在，是否可随时与之通信。这时可以利用一种叫做心跳的机制（ Heartbeats ），即代理每隔一定事件想管理站发出信号，报告自己的状态。同样，心跳的间隔也时需要慎重决策的。
3.管理域和管理策略
对于分布式管理，管理域式一个重要的概念。管理对象的集合叫做管理域。管理域的划分可能是基于地理范围的，也可能是基于管理功能的，或者是由于技术的原因。无论怎样划分，其目的都是对于不同管理域中的对象实行不同的管理策略。
每个管理域有一个唯一的名字，包含一组被管理对象，代理和管理对象之间有一套通信规则。属于一个管理域的对象也可能属于另一个管理域，当网络被划分为不同的管理域后，还应该有一个更高级的控制中心，以免引起混乱。因而在以上概念模型的基础上又引入行政域（ Administrative Domian ）的概念。行政域的作用是划分和改变管理域，协调管理域之间的关系。此外，行政域也对本域中的管理对象和代理实施管理和控制。
4.管理信息结构
管理信息描述管理对象的状态和行为。 OSI 标准采用面向对象的模型定义管理对象。按照对象类的继承关系，表示管理信息的所有对象类型组成一个继承层次树。继承性反映了软加重用性。设计一个新的对象类时不必全部从头开始，可以根据新数据类型的属性和已有对类的相似关系把新类插入到继承层次树中。相同的属性可以从父类中继承，再在父类的基础上设计新对象类的特性，从而减少了设计工作量。这种设计方法已经是现代程序设计和系统设计的常规方法了。
OSI 管理的面向对象模型是一个非常复杂的模型，几乎囊括了已知的所有面向对象的概念，例如多继承性，多态性（ Polymorphism ）和同质异晶性（ Allomorphism ）等。多继承性是指一个子类有多个超类，多念性源于继承性，子类继承超类的操作，同时又对继承的操作做了特别的修改，这样不同的对象类对同一操作会做出不同的响应，这种特性就叫多态性。我们说一个对象具有同质异晶性是指它可以是多个对象类的实例，例如一个协议又两个兼容的版本，一个协议实体既是老版本的实例，又是新版本的实例。
一个管理对象可以是另一个管理对象的一部分，这就形成了管理对象之间的包含关系。包含关系可以表示成有向树。
包含树与对象名的命名有关，因而包含树对应于对象命名树。对象的名字分为全局名和本地名。全局名从包含树的树根开始，向下级联各个被包含对象的名字，直到指称的对象。而本地名则可以从任意上级包含对象的名字开始向下级联。
在 OSI 标准中管理对象类由 ASN.1 的对象标识符表示。对象标示符是由圆点个开的整数序列。这一列整数反映了对象注册的顺序，即在注册层次树中的位置。我们直到网上的任何信息都可以用 ASN.1 定义，并根据与其他信息的关系为其指定一个对象标识符。这样所有网络信息就组成了注册层次树。这个树的根指向 ASN.1 标准，没有编号。
5.系统管理支持功能
简单地说，应用层由应用进程（ Application Process ， AP ）及其使用的应用实体（ Application Entity ， AE ）组成，应用进程把信息处理功能和通信功能组合在一起，通过一个全局的名字可以调用这个功能。例如远程数据库访问可组成一个应用进程，这个应用进程与远处的数据库服务进程交互作用（发出检索命令，接收响应，处理结果），完成数据库检索。应用进程的通信功能是由应用实体实现的。为了实现不同性质的通信，一个应用进程可能使用一个或多个应用实体。应用实体还可以再划分为应用服务元素（ Application Service Eleent ， ASE ）。 ASE 是具有简单通信能力的功能模块，对等的 ASE 之间有专用的服务定义和协议规范。应用实体首先要与对等的应用实体建立应用联系（ Application Association ， AA ），然后才能通信。建立应用联系的过程主要是交换应用上下文（ Application Context ， AC ）。 AC 是可以用名字（对象标识符）引用一组 ASE 及其调用规则。在建立联系期间通过协商确定共同认可的应用上下文，并在应用活动期间遵守商定的通信规则。
应用服务元素分为公用服务元素和专用服务元素。在网络管理中使用的公用服务元素有联系控制服务元素 ACSE 和远程操作服务元素 ROSE . ACSE 专门用于建立年个月度年个 联系，这个元素对任何应用都是必要的。 ROSE 用于实现对等应用实体之间远程过程调用，当管理站启动管理对象中的特殊操作时要利用这个元素。
网络挂历中使用的专用服务元素叫公共管理信息服务元素 CMISE ，这一组服务元素共同组成 CMISE . CMISE 共有 7 种，其中 4 种时确认的（类型为 c ）， 3 种可以有可以没有确认（类型为 c/n ）。在 OSI 管理标准中，公共管理服务元素和公共管理协议操作一一对应。
6.系统管理功能域
ISO7498-4 文件定义了 5 个系统管理功能域（ SMFA ），即配置管理、故障管理、性能管理、记帐管理和安全管理。
（三）网络管理系统
1.NetView
IBM 公司早在 70 年代末就推出了一系列网络管理工具，经过不断的修改和扩充，在 1986 年正式宣布了 NetView .起初这个网管工具主要用在 SNA 网络中，经过 10 多年的改进，终于演变成能够支持多种协议的、能满足局域网和广域网管理需要的功能强大的网络管理工具。
2.SunNet Manager
SUN 公司的网络管理系统 SunNet Manager 运行在 X Windows 上，用于管理 TCP/IP 网络，完整地支持 SNMP 协议。它的功能元素主要有管理应用程序、代理和委托代理程序等，管理应用程序收集和挂历网络中各个结点的信息；而代理和委托代理则接受挂历应用程序的检索请求，报告所管理结点的有关数据。委托代理还有两种特别的功能与代理不同，一是它使用远程过程调用（ RPC ）技术响应管理应用程序的请求，因而可以处理多种协议；二是它可以管理多个站，形成局部的集中式管理，很适合站点密集型局域网应用。
管理控制台是用户和管理应用交互作用的工具。这个软件运行在管理站上，可以用图形、图表或记录格式显示来自代理的数据报告，还可以把数据存储在磁盘文件中，供以后分析用。当代理发来用户定义的事件报告（例如设备启动）时，管理应用程序接收后以 E-mail 报文和声音警告的形式显示在管理控制台上。
管理数据库包含各种信息，例如关于结点的定义信息（名字可响应的请求），关于代理的定义信息（属性和配置）等。所有信息存储在缓冲池中。任何时候缓冲池中保存的都是有关网络元素最新的信息集合，就像网络元素的“快照”一样。
SunNet Manager 的管理应用程序接口（ API ）提供了各种实用程序和库函数，可供有用户定做自己的管理应用程序。
3. Open View
Open View 是 HP 公司的网络管理系统。由于 HP 公司一贯支持 UNIX 和 TCP/IP 的传统，因而 Open View 原本是用来管理 TCP/IP 网络的，但是今天的 Open View 已经演变成为能管理多种网络（无论是局域网或广域网）多种协议的功能强大的软件包。
4.基于 Web 的网络管理—— JMAPI
基于 Web 的网络管理系统是目前网络管理发展的一种趋势。 SUN 公司提供了一组 JAVA 编程接口，供用户开发基于 Web 浏览器的网络管理应用。这一组编程借口统称 JMAPI 。