第一部分 网络管理协议 第 1 章 网络管理概述

第一部分网络管理协议第 1 章 网络管理概述

Netptr3.ico

Switch0.ico

2. 网络管理的必要性网络规模不断扩大• 网络结构越来越复杂• 简单的管理工具和方法已不适应管理大型和异构网络

引言1. 网络管理的重要性• 用户对网络的依赖程度越来越高• 用户对网络应用的需求不断提高• 用户对网络性能、运行状况及安全性越来越重视

网 络 市 场 新 格 局 网 络 市 场 新 格 局 企 业 网企 业 网 •IP based LAN Telephony• Ethernet LAN• Wireless (802.11/BlueTooth)• 802.1p/Q• IntServ

CPE Headend

HeadendSwitch

IWF

CPE

LAN PBX

LAN PBX

电 信主 干 网电 信主 干 网 • DWDM• IP/SDH• IP/GE• MPLS•Optical Networking

Service ProvisioningService Provisioning• VPN• DiffServ

BackboneTrunk/Switch

Switch

Backbone RouterSwitch

家 用 网 关

无 线 接 入 网无 线 接 入 网 • GPRS• UMTS• WCDMA

家 用 网 络 网家 用 网 络 网 • HPNA• SWAP• 802.11• Bluetooth• PLC• 1394

宽 带 接 入 网宽 带 接 入 网 • xDSL• Cable Modem• EDSL• Ethernet• LMDS

无 线 基 站

3. 网络管理涉及的内容• Network service provisioning 提供网络服务向用户提供新的服务类型与增加网络设备、提高网络性能。

• Network maintenance 网络维护网络性能监控、故障报警、故障诊断、故障隔离与恢复

• Network administration 网络处理网络线路、设备利用率数据的采集、分析及提高网络利用率的各种控制。

1.1 网络管理与网络管理系统• 网络管理：是控制一个复杂的计算机网络使其具有最高的效率和生产力的过程。• 网络管理系统：由一组软件组成，帮助网络管理人员完成日常的任务，提高网络运行的效率和服务质量。 网络管理系统帮助网络管理者有效地控制和维护网络设备。在复杂的网络环境中给网络管理者提供更高水平的帮助，使得网络更加适合于用户的需要。

1.1.1 网络管理功能 ISO 定义了网络管理的关键功能且被标准和非标准的网络管理系统所广泛接受。其功能分类为• 配置管理：是发现和设置网络关键设备的过程。• 故障管理：探测、隔离和纠正不正常操作。• 性能管理：对被管理对象的行为和通信活动的效率进行评价。• 安全管理：正确操作网络管理和保护管理对象。• 计费管理：对使用的被管理对象进行识别和使用计费。

1.1.2 网络管理系统 网络管理平台简介 对于高度复杂的信息技术基础设施，需要一个强大的系统工具来管理。目前主要的系统管理软件有：HP公司的 OpenView 、 IBM 公司的 NetView 、 SUN公司的 SunNet 、 Cisco 的 CiscoWorks 等。 网络管理软件主要分三类： 专用网络管理软件 通用网络管理软件 网络应用管理软件。

1.2 网络管理协议 基于 SNMP 的网络管理体系结构。 SNMP 已成为网络管理领域中事实上的工业标准，大多数网络管理系统和平台都是基于 SNMP 的体系结构。 通信设备管理阶段的特点是集中式网络管理体系结构，采用 SNMP 网络管理协议，管理的对象主要是针对网络互连设备，例如：路由器、交换机、打印机、UPS 等设备。

基于 SNMP的网络管理

Tower box

路由器服务器

MIB 管理信息库 MIB

SNMP 协议SNMP 协议

管理站

管理节点

代理软件

代理软件

几种标准网络管理协议有：1. 简单网络管理协议 SNMP2. OSI 网络管理协议公共管理信息服务 CMIS 和公共管理信息协议 CMIP 。3. 在 TCP/IP 协议簇之上实现 CMIS 服务的公共管理信息服务与协议 CMOT。4. IEEE802.1b 局域网个人管理协议 LMMP 。为 LAN环境提供一个网络管理方案。

1.3 网络管理协议的标准

1.4 SNMP 管理结构及工作机制1.4.1 网络管理模式 网络运行中心对网络及其设备的管理有三种方式：• 本地终端方式• 远程 telnet命令方式• 基于 SMNP 的代理 /服务器方式。

1. 本地终端方式 本地终端方式是通过被管理设备的 RS-232 接口与网管机相连接，进行管理的方式。这种方式一般适用于管理单台重要的网络设备，例如路由器等。2. 远程 telnet命令方式• 通过计算机网络对已知地址和管理口令的设备进行远程登录，并进行各种命令操作和管理。• 与本地终端方式管理的区别是远程 telnet命令方式可以异地操作，不必亲临现场。• 可以基于 Web 浏览器的管理方式（监视）3. 基于 SMNP 的代理 /服务器方式 SNMP 体系结构，有三个基本组成部分： 管理进程 管理代理 管理信息库

管理进程

主机管理代理

MIB

网关管理代理

MIB

终端 服务器管理代理

MIB

SNMP 的体系结构图

管理进程 manager• 是一个或一组软件程序。• 一般运行在网络管理中心的主机上。• 可以在 SNMP 的支持下命令管理代理执行各种管理操作。管理代理 agent• 是一种在被管理的网络设备中运行的软件，负责执行管理进程的管理操作。• 管理代理直接操作本地信息库，可以根据要求改变本地信息库或将数据传送到管理进程。管理信息库 MIB• 是一个概念上的数据库，它是由管理对象组成的，每个代理所管理的 MIB 中属于本地的管理对象，各管理代理控制的管理对象共同构成全网的管理信息库。

1.4.2 SNMP 网络管理结构 简单网络管理协议提供了一个标准化的网络管理框架，使得互连网络的监视和控制成为可能。 SNMP 是一个简单的但可扩展的标准集。 SNMP 采用管理进程/管理代理模式，管理协议在应用层上运行。 SNMP的成功主要在于它的简单性、灵活性和可扩展性。 基于 TCP/IP 网络管理的网络模型由以下几部分组成： 管理站 管理代理 管理信息库 网络管理协议

网管工作站 (NMS)收集网络情报 , 并做显示SNMP 信息交换协议Agent根据 NMS 的要求收集并存储信 息 , 产生陷井 TRAPMIB Management Information Base 网络信息对象的数据库SMI Structure of Manage Information

NetworkManagement

Station(NMS)

Manager

SNMP message exchange

ManagedDevice

AgentMIB

ManagedDevice

AgentMIB

网络管理结构模型

网络设备 网络设备  网络管理协议 Polling 、 Trap

  NMS

  代理进程  

协议栈和设备驱动程序 协议栈和设备驱动程序互连网络

管理站和代理通过网络管理协议联系起来。用于管理TCP/IP 网络的协议 SNMP 有以下主要的功能：•  get:使管理站能够获取代理中对象的值。• set ：使管理站能够设定代理中对象的值。• trap ：使代理能够向管理站通告重要事件。

POLLING TRAP

Manager

Agent

  Manager

Agent

实现模式

网络管理工作站

流量监视器你看见了多少流量？

在下午4点15分有12.5%

方法 1 网络管理工作站轮询被管理设备中的代理以获得信息

在没有轮询的情况下，被管理设备代理向网络管理工作站报告错误

网络管理工作站

流量监视器

警告！在下午4点20分我看见了55%的利用率

1.4.3 SNMP 协议体系结构

SNMP

UDP

IP

网络协议

代理过程路由器

SNMP

UDP

IP

网络协议

代理过程主机

FTP 等TCP

IP

网络协议

用户过程Network

SNMP

UDP

IP

网络协议

管理站过程管理站 MIB

网络管理站

从管理站发送三种 SNMP消息：• GetRequest• GetNextRequest• SetRequest• 由代理以 GetResponse消息的形式来应答，并将该消息向上传输到管理应用程序。• 代理可能发送 trap消息来响应影响 MIB 和底层被管理资源的事件。 由于 SNMP 依赖于 UDP ，所以 SNMP本身也是无连接协议。在管理站和其代理之间不维持连续连接，相反每一次信息交换都是管理站和代理之间的独立行为。 SNMP 实现的建议是对每个管理信息要装配成单独的数据报独立发送，而且报文较短，不超过 484个字节。

1.4.4 SNMP 工作机制 • SNMP 管理模式重要特点是能够快速地从 MIB 中找到所需要的管理对象实例。主要依赖于只有叶节点的对象才有实例，且每个对象或实例的识别符都是从左到右顺序递增的规定。有了这一规定， SNMP 管理模式就会具有较高的检索速度。• SNMP 协议实现网络管理系统和代理之间的异步请求和响应。其功能是通过轮流查询操作实现的。• SNMP 协议的机制是一种由管理站周期性地发送轮询信息给被管设备的管理代理以实时监视和维持网络资源，同时又采用了被管设备在发生特殊问题时采用异常事件报告网管站的工作方式。

采用 5种通信原语来完成其工作机制。具体实现如下：1. GetRequest ：从拥有 SNMP代理的网络设备中检索信息。2. GetResponse ：是 SNMP代理对管理站 GetRequest消息的响应。可以交换许多信息，如系统的名字、系统自启动后正常运行的时间和系统中的网络接口数等。 3. GetNextRequest: 访问网管代理，并从 MIB树上检索指定对象的下一个对象实例。4. SetRequest ：对一个设备中的参数进行远程配置。可以设置设备的名字，在管理上关掉一个端口或清除一个地址解析表中的项。5. Trap ：是 SNMP代理发送给管理站的非请求消息。这些消息通知服务器发生了一个特定的事件。

用 GetNextRequest 原语对 MIB 进行操作过程的例子A

T.E.2.1

B

T

E

T.E.3.1T.E.1.1

T.E.2.2

Z

GetRequest(A)

Manager Process Agent Process

GetResponse(A)

GetNextRequest(T.E.3.1)

GetNextRequest(A)GetResponse(B)GetNextRequest(B)GetResponse(T.E.1.1)

GetNextRequest(T.E.1.1)GetResponse(T.E.2.1)

GetResponse(T.E.2.2)

GetResponse(T.E.3.1)

Response(Z)

GetNextRequest(Z)Response(noSuchName)

A GetNextRequest Operation for the MIB

GetNextRequest(T.E.2.1)

GetNextRequest(T.E.2.2)