（计算机应用技术专业论文）网络管理功能扩展研究及系统实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着通信技术的高速发展，网络规模不断扩大，网络复杂性日益提 高，对网络管理系统的要求越来越高，现有m 的内容已难以满足管 理的要求。很多网络特性的体现和提供，在很大程度上取决于相应的网 络管理系统的能力和质量。 本论文的研究主题是网络管理功能扩展和网络管理系统的实现。在 很多应用场合，都需要获取主机系统和进程信息。但在现有m m 中找 不到主机系统和进程的完整信息。因此很有必要对网络管理功能进行扩 展。本文正是在这样的背景下进行研究的。 本文以实际网络管理应用需求为背景，深入研究网络管理功能扩展 及系统实现问题。论文首先介绍了网络管理系统的五大功能和网络管理 的基本模型。接着分析了s n m p 相关知识。其中重点分析了管理信息 结构、管理信息库和s n m p 协议。 在此基础上，论文进行了网络管理功能扩展研究及实现。分析了实 用网络管理功能，从而得到要对网络管理功能进展扩展的需求。为了更 好地管理主机资源和实现网络管理功能的扩展，论文详细研究了主机资 源m m 和私有m i b 。分析了w i n d o w s 下的s n m p 扩展代理机制以及网 络管理功能扩展的必要性和可行性。针对当前网络管理的不足，对需要 扩展的内容进行了分析和研究。最后详细介绍了网络管理功能扩展的实 现过程，设计并实现了一个新的扩展代理。论文既实现了网络管理功能 的扩展，又展示了w i n d o w s 下的s n m p 扩展代理的技巧，使网管开发 者将重点转移到专有m i b 的编写和特定扩展代理程序的设计上。论文 还对网络管理平台与安全管理平台的合并进行了初步探讨。 论文最后介绍了该网络管理系统的主要功能模块实现，包括管理信 息树的扩展、m m 浏览器的设计、配置管理和性能管理的实现。并分析 了s n m p 4 j 开发包。对网络管理功能的扩展实验表明，利用w i n d o w s 提供的扩展代理方法，可以方便地进行代理扩展，从而完成网络管理功 西南交通大学硕士研究生学位论文第页 能的扩展。使用w i n d o w s a p i 函数获取进程和系统信息，并将这些信息 集中到一个特定的m m 分支上，从而完成网络管理功能的扩展。这样 既完善了m i b 信息，又加强了网络管理功能。另外，利用文中实现的 m i b 浏览器、配置管理和性能管理，可以方便地进行网络管理，提高网 管质量。 关键词：网络管理；管理信息库；网络管理扩展；进程；应用编程接口； 西南交通大学硕士研究生学位论文第页 a b s t r a c t w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n t o fc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , t h e e x t e n s i o no fn e t w o r ks c a l ea n dt h ei n c r e m e n to fn e t w o r kc o m p l e x i t y , t h e r e q u e s t so fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mb e c o m em o r ea n dm o r eh i g h 。t h e a v a i l a b l em i bc a nn o ts a t i s f yt h en e e d so fn e t w o r km a n a g e m e n t t oag r e a t e x t e n t ，al o to ft h ee x p r e s s i o na n dp r o v i s i o no fn e t w o r kc h a r a c t e r i s t i c d e p e n do nt h ea b i l i t ya n dq u a l i t yo fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m t h er e s e a r c ht o p i co ft h i sp a p e ri se x t e n s i o no fn e t w o r km a n a g e m e n t f u n c t i o n sa n dt h er e a l i z a t i o no fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m i nm a n y a p p l i c a t i o ns c e n e s ，i ti sn e e dt og a i nt h ei n f o r m a t i o na b o u th o s ts y s t e ma n d p r o c e s s e s ，w h i l et h ea v a i l a b l em m c a nn o tg i v et h e s ei n f o r m a t i o n ，s oi ti s n e e dt oe x t e n dt h er e c e n tn e t w o r km a n a g e m e n tf u n c t i o n s t h a ti st h e b a c k g r o u n do ft h i st h e s i s f o rr e a l i z i n gt h ea c t u a l a p p l i c a t i o nr e q u i r e m e n t s ，t h ee x t e n s i o no f n e t w o r k m a n a g e m e n t f u n c t i o n sa n di t s i m p l e m e n t a t i o n a r es t u d i e d d e e p l y f i r s t l y , t h ef i v ef u n c t i o n so fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ma n dt h e b a s i cm o d e lo fn e t w o r k m a n a g e m e n t a r ei n t r o d u c e d a n dt h e nt h e k n o w l e d a g e o fs n m pi s a n a l y z e d t h em a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s t r u c t u r e ，m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o nb a s ea n dt h es n m pp r o t o c o la r e d i s c u s s e dm a i n l y a f t e rt h a t ，t h er e s e a r c ha n dr e a l i z a t i o no ft h ee x t e n s i o no fn e t w o r k m a n a g e m e n tf u n c t i o n sa r ed i s c u s s e d b yt h ea n a l y s i so fa p p l i e dn e t w o r k m a n a g e m e n tf u n c t i o n s ，t h er e q u e s to ft h ee x t e n s i o no fn e t w o r km a n a g e m e n t f u n c t i o n ss h o u l db er e a l i z e d f o rb e s tm a n a g i n gt h eh o s tr e s o u r c e sa n d i m p l e m e n t a t i o no ft h ee x t e n s i o no ft h en e t w o r km a n a g e m e n tf u n c t i o n s ，t h e h o s tr e s o u r c e sm ma n dt h e p r i v a t e m i ba r es t u d i e di nd e t a i l t h e m e c h a n i s mo fs n m pe x t e n s i o na g e n ti nw i n d o w sa n dt h en e e da n d 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 v 页 f e a s i b i l i t y o fe x t e n s i o no fn e t w o r k m a n a g e m e n t f u n c t i o n s a r e a n a l y z e d a i m e d a tt h ed e f e c t o ft h er e c e n tn e t w o r k m a n a g e m e n t ；t h e e x t e n s i o nc o n t e n tn e e d e dt ob ee x t e n di sa n a l y z e da n ds t u d i e d f i n a l l y , t h e r e a l i z a t i o np r o c e s so ft h ee x t e n s i o no fn e t w o r km a n a g e m e n tf u n c t i o ni s i n t r o d u c e d ，a n dan e we x t e n s i o na g e n ti sd e s i g n e da n dr e a l i z e d t h i st h e s i s n o to n l yi m p l e m e n t st h ee x t e n s i o no fn e t w o r k m a n a g e m e n t ，b u ta l s os h o w s t h es k i l lo fe x t e n s i o ns n m pa g e n tu n d e rw i n d o w s ，i no r d e rt ot h e d e v e l o p e r sc a nf o c u so nt h ep r i v a t e dm i bp r o g r a m m i n ga n dt h ed e s i g no f t h es p e c i a lp r o g r a mo fe x t e n s i o na g e n t t h ec o m b i n a t i o no ft h ep l a t f o r mo f n e t w o r km a n a g e m e n ta n dt h ep l a t f o r mo fs e c u r i t ym a n a g e m e n ti sa l s o d i s c u s s e d t h i sp a p e ri sf o c u s i n go nt h ei n t r o d u c t i o no ft h er e a l i z a t i o np r o c e s so f m a j o rf u n c t i o n so fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ，n a m e l yt h ee x t e n s i o no f t h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nt r e e ，d e s i g no fm i bb r o w s e r , a n dt h e r e a l i z a t i o no f c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n m ta n dp e r f o r m a n c e m a n a g e m e n t t h ed e v e l o p m e n tk i t 一一s n m p 4 ji sa l s od i s c u s s e d t h ee x t e n s i o n e x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a t t h ea g e n ta n dt h en e t w o r km a n a g e m e n t f u n c t i o nc a nb ee x t e n d e de x p e d i e n t l yb yu s i n gt h ee x t e n s i o na g e n tm e t h o d p r o v i d e db yw i n d o w s t h i sp a p e rm a k e su s eo fw i n d o w sa p if u n c t i o n st o g e tt h e p r o c e s sa n ds y s t e mi n f o r m a t i o na n dp u tt h e mi n t oab r a n c ho fm i b t r e et o a c c o m p l i s ht h ee x t e n s i o no fn e t w o r km a n a g e m e n tf u n c t i o n t h i s e x t e n s i o nc o n s u m m a t e st h em i bi n f o r m a t i o na n ds t r e n g t h e n st h en e t w o r k m a n a g e m e n tf u n c t i o n i na d d i t i o n ，u s i n gt h em i bb r o w s e r , c o n f i g u r e m e n t a n dp e r f o r m a n c em a n a g e m e n to ft h i st h e s i s ，o n ec a nm a n a g et h en e t w o r k c o n v e n i e n t l ya n di m p r o v et h eq u a l i t yo fn e t w o r km a n a g e m e n t k e y w o r d s ： n e t w o r km a n a g e m e n t ；m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ( m i b ) ； e x t e n s i o n o fn e t w o r k m a n a g e m e n tf u n c t i o n s ；p r o c e s s ； a p p l i c a f i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e 沁d ； 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段 保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密d 使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“) 学位论文作者签名：彳酉寻 日期：劲0 5 耳5 局l6 日 指导老师签名：亏聋召水匈 日期： 少8 7 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究 工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的 个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法 律结果由本人承担。 本学位论文的主要创新点如下： 1 研究了主机资源m m ，加强了对主机资源的有效管理。 2 分析了w i n d o w s 下s n m p 扩展代理机制。针对当前m i b 的不足，扩 展了进程信息和相关系统信息。既实现了网络管理功能的扩展，又展示 了w i n d o w s 下的s n m p 扩展代理的技巧，使网管开发者将重点转移到 专有m i b 的编写和特定扩展代理程序的设计上。 3 对网络管理平台与安全管理平台的合并进行了初步探讨，分析了 s n m p 4 j 开发包。 西南交通大学硕士研究生学位论丈第1 页 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 1 1 1 研究背景 近年来，随着计算机软硬件技术的迅速发展，计算机的应用已经逐 渐深入各个领域。网络成为不可阻挡的发展潮流，计算机网络的规模越 来越大，结构也是越来越复杂，为了保证网络正常运行所需的维护和管 理工作也就越来越复杂。网络管理已经成为计算机网络研究建设中最重 要的内容之一。很多计算机与网络通信厂商陆续推出了各自的网络管理 系统，并且都已经在各种实际环境下得到了一定的应用【1 1 。 网络管理标准只定义了一些基本的管理功能，在许多实际应用场合 都需要进行管理功能的扩展，如与奥运北京相关的总调度监控中心就涉 及到对多种复杂状况的判别与处置，需对系统运行过程中的多种信号与 数据进行初步的分析与状态判断。为保障整个系统的正常运转，其中最 为重要的一项就是实现关键进程的状态监控。管理系统根据被设定的监 控对象去获取被监控对象的各种监控信息，分析各种监控对象的状态信 息和对各个监控对象的监控参数配置信息。最后根据采集到的进程状态， 信息，分析被监控系统是否处于正常的状态。 本文正是以上述实际网络管理应用需求为背景，深入研究了网络管 理系统的五大功能。由于实际的网络管理要求，大部分现有的网络管理 系统都不能满足。例如实现对特殊进程的监控及对进程和系统信息的全 面监控。正是由于现有网络管理产品所能管理的内容有限，在这样实际 应用环境中，显然不能满足这些实际的应用需求。急需研究网络管理功 能扩展和开发一套适合这些需求的网络管理系统。另外，目前很多单位 都要求将网络安全管理融合到整个管理系统中，而不是希望拥有一套网 络管理系统和一套安全管理系统【2 】o 因此需要对两套系统的合并进行研 究。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 正如前面所说，在现有的网络管理系统中，对进程的管理做的不够。 有关系统信息的m i b ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ，管理信息库) 【3 j 内容也不是很完整。例如我们要获取当前进程的唯一标识符，获取已中 断进程的退出代码，获取特定进程的优先级别等等，如果利用现有的网 络管理系统都是很难做到的。为了满足这些应用需求，可以利用网络功 能扩展方法来实现。这样既可以实现企业的特殊要求，也可以为其它企 业开发合适的网络管理系统提供很好的借鉴。 虽然主机不像其它主要提供通信服务的设备，如路由器、交换机、 网桥等，但在网管系统中，主机的任务也是相当重要的。w i n d o w s 主 机在局域网环境中占重要地位，主机系统的工作好坏直接影响到网络内 提供资源服务的稳定性和高效性 4 1 。近年来，s n m p 5 1 在从r o u t e r ，h u b 到w o r k s t a t i o n ，p c 的多种平台上都得到了实现，取得了极大的成功。 但是长期以来标准的m i b 定义仅仅局限于对通信设备网络性能的监控， 无法满足对主机资源监控的要求。m m 的这一缺陷直接导致了主机资 源m i b 6 j 的出现。为了更好的实现对主机资源的监控，需要对主机资源 m m 进行深入的研究。 1 1 2 研究意义 计算机网络已经成为各行业领域的重要组成部分，并且仍在不断发 展壮大。网络管理的质量会直接影响到网络的运行质量。一般来讲，计 算机系统有一定规模并连网的部门或企业，就有网管的需求。尤其是设 备或办公地点分布于各处，拥有着上百或上千台网络设备的部门或企 业，有了网络管理系统为网络把脉，就可实时查看全网的状态，检测网 络性能可能出现的瓶颈，以保证网络高效、可靠运转【7 j 。 本文深入研究网络管理功能扩展及系统实现问题，解决了以实际应 用需求为背景的网络管理问题。论文的研究意义在于实现了主机资源、 系统信息和关键进程信息的全面监控，展示了w i n d o w s 下的s n m p ( s i m p l e n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) 扩展代理的技巧，使网管开发 者将重点转移到专有m m 的编写和特定扩展代理程序的设计上，也为 其它企业开发合适的网络管理系统提供很好的借鉴。通过w i n d o w s 下 的s n m p 扩展代理方法，可以对网络管理平台与安全管理平台的合并 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 展开研究，从而实现网络管理平台与安全管理平台的完全融合。 1 2 国内外研究现状 网络管理技术的研究和发展起步较早，早在8 0 年代初期就展开了 相关的研究，并提出了多种网络管理方案，包括s g m p ( s i m p l eg a t e w a y m o n i t o r i n gp r o t o c 0 1 ) ，c m i s 8 c m i p 9 ( t h ec o m m o nm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns e r v i c e p r o t o c 0 1 ) 等等。后来i e t f ( i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s k f o r c e ) 为了管理以爆炸速度增长的i n t e m e t ，决定采用基于o s i 的 c m i p ( c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o np r o t o c 0 1 ) 协议作为i n t e m e t 的管 理协议，并对它做了修改，修改后的协议被称为c m o t ( c o m m o n m a n a g e m e n to v e rt c p i p ) 1 0 j 。但c m o t 迟迟未能出台，i e t f 决定把已 有的s g m p 进一步修改后作为临时的解决方案，这个在s g m p 基础上 开发的解决方案就是著名的s n m p 协议，后来称为s n m p v l 。从此以后， s n m p 得到了不断的发展和完善，以后又相继推出了s n m p v 2 1 1 】和 s n m p v 3 1 2 j ，并得到了业界广泛的支持和应用。目前大多数网络管理系 统和平台还都是基于s n m p 的，可以说s n m p 已成为网络管理领域中 事实上的工业标准【1 3 j 。 到目前为止，国内外从事商用网络管理系统研究与开发的公司己经 很多。就产品技术先进性和实用性而言，以c a b l e t r o n 的s p e c t r u m ，m m 的n e tv i e w 1 4 1 和肿的o p e nv i e w 1 5 1 最为著名。此外s u n 的 n e t m a n a g e r 1 6 】、 c i s c o 网管方案、3 c o r n 的t r a n s c e n d 和n o v e l l 的 m a n a g e w i s e 也很有影响。在开源网络管理方面，主要代表是w e s t h a w k 的网络管理项目与j o e s n m p 网络管理项目。 国内方面，由于全球信息化的推动，网络管理新思想、新技术的不 断出现，网络在近几年来得到了迅速的发展。特别是在一些大中型企业、 银行金融部门、邮电行业等领域，其应用更为广泛。网络管理方面，早 在八十年代，我国就开始注意网络管理技术的发展，并已着手研究。二 十年来虽然取得了一些成绩，但总的说来我国的网络管理水平还比较 低，目前也没有通用的网管平台开发出来。因此，我们要采取引进与自 主开发相结合的方式，积极开展同国外的合作，吸收和利用国外的先进 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 技术，推广网络管理技术在我国的应用，以提高网络在我国的应用效率 和作用。在国内最出名的网络管理软件有上海金桥网络工程中心开发的 g o l d v i e w 和北京游龙科技有限公司自主研发的s i t e v i e w 。 目前的网络管理软件一般都是访问m i b i i 中的信息组和各个设备 的私有m i b 库。对于主机资源m m ，各个厂商都没有将它放到很重要 的位置上。但是对主机资源管理的好坏，将直接影响到主机的性能及网 络内提供资源服务的稳定性和高效性。因此有必要对主机资源m m 进 行很好的研究。在国内研究网络管理的学位论文中，也很少对主机资源 m m 进行详细研究和介绍。在网络管理功能扩展方面，目前国内外基本 上都是扩展自己公司产品的私有m m 库。在国内也有人对主机资源进 行了扩展，但是很少有产品实现对进程和系统信息的扩展。在扩展方法 方面，目前通常的做法是使用n e t - s n m p 在l i n u x 下进行扩展，却忽 略了对人们所熟悉的w i n d o w s 系统中进行扩展的研究。 在开发网络管理系统的过程中，开发包的选择也是十分重要。目前 使用的最多的是s n m p + + | 1 7 1 、s n m p 4 j 1 8 】和w i n d o w s 提供的a p i 函数。 其中s n m p + + 是h p 公司开发的关于s n m p 的应用程序接口，由c + + 实现，完全是面向对象的思想。它是一个c + + 类库，应用程序开发者可 以使用这些类开发网络管理应用程序。s n m p + + 不是重新开发的s n m p a p i ，而是对现有s n m p 类库进行封装。s n m p 4 j 具有s n m p + + 类似的 特点，只是它用j a v a 语言实现的。目前研究者对s n m p + + 和w i n d o w s 的a p i 函数研究的较多，很少研究开源项目s n m p 4 j 。随着j a v a 语言 的流行，对s n m p 4 j 开发包的研究也显得越来越有必要。 1 3 论文的主要研究工作 本论文的目标是研究网络管理功能扩展方法及内容，最后实现基于 s n m p 的网络管理系统原型。笔者具体完成的工作包括： ( 1 ) 分析了网络管理系统的功能和s n m p 网络管理体系结构。 ( 2 ) 研究了主机资源m i b 的内容及其实现方法。 ( 3 ) 研究了a s n 1 语法和私有m m 的定义。 ( 4 ) 探讨了s n m p 4 j 开发包及其开发网络管理应用程序的具体过 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 程。 ( 5 ) 对网络管理平台和安全管理平台的合并进行了探讨。 ( 6 ) 详细分析了网络管理功能扩展的必要性和可行性，研究了扩 展内容，给出了在w i n d o w s 下扩展的详细步骤，并实现了网络管理功 能的扩展。 ( 7 ) 实现了m m 浏览器、配置管理、性能管理等简单网络管理功 能。 1 4 论文的组织结构 论文分为六个部分来阐述： 第一章绪论。主要介绍课题的背景、意义、研究现状，对论文的 工作及结构安排进行概要介绍。 第二章网络管理基本功能分析。分析了网络管理系统的五个基本 功能和网络管理体系结构。同时分析了s n m p 相关知识，重点研究了 s n m p 网络管理体系结构、管理信息结构、管理信息库和s n m p 协议。 第三章网络管理功能扩展分析。首先分析了实用网络管理功能， 然后探讨了m m i i 和主机资源m m 提供的基本管理功能。通过对实用 网络功能的分析，表明了现有m i b 的不足，所以论文分析了网络管理 功能扩展的必要性和重要性。接着对网络管理功能扩展的内容进行了研 究。最后完成了私有m m 的设计。 第四章网络管理功能扩展实现。详细分析了网络管理功能扩展方 法，研究了w i n d o w s 下的扩展代理机制。然后论文探讨了进程和相关 系统信息的获取。最后研究了网络管理功能扩展的实现过程并做了相应 的实验测试。并对安全管理平台与网络管理平台合并的可行性进行了初 步的研究。 第五章系统实现。本章介绍了作者在该网络管理系统中负责实现 的功能。 研究工作总结与展望。对本文的工作进行总结，并提出展望。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第2 章网络管理基本概念 2 1 网络管理基本功能 为了标准化系统的管理功能，i s o 在i s o i e c 7 4 9 8 4 文档中定义了 网络管理的5 个系统管理功能域( s m f a ) ，即配置管理、故障管理、性 能管理、计费管理和安全管n t l 9 1 。 2 1 1 配置管理 配置管理是网络管理中最早出现的，也是网络中最基本的管理功 能，负责网络的建立、业务的开展以及配置数据的维护。配置管理功能 主要包括资源清单管理、资源开通以及业务开通。资源清单的管理是所 有配置管理的基本功能，资源开通是为满足新业务需求及时地配备资 源，业务开通是为端点用户分配业务或功能。配置管理建立资源信息管 理库( m m ) 和维护资源状态，为其他网络管理功能所利用。配置管理 初始化网络，并配置网络，以使其提供网络服务。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。 配置管理配置的网络信息包括： ( 1 ) 网络设备的拓扑关系( 存在性和连接关系) ； ( 2 ) 网络设备的域名、口地址( 即寻址信息，用来标识一个设备) ； ( 3 ) 网络设备的运行特性( 运行参数) ； ( 4 ) 设备的备份操作条件( 是否要备份，备份条件) ； ( 5 ) 设备的配置更改条件。 配置管理将定义、收集、监视和修改这些配置数据。这里的配置数 据包括管理范围内所有设备的任何静态和动态信息。配置数据不仅仅由 配置管理功能使用，还被网络管理的其他功能( 故障管理、性能管理、 计费管理、安全管理) 广泛使用。配置管理通过修改被管对象的属性来 控制被管对象。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 配置管理是一个中长期的活动。它要管理的是网络增容、设备更新、 新技术的应用、新业务的开通、新用户的加入、业务的撤消、用户的迁 移等原因所导致的网络配置的变更。网络规划与配置管理管理密切，在 实施网络规划的过程中，配置管理发挥最主要的管理作用【刎。 配置管理的对象是一个逻辑的概念，既可以是软件，也可以是硬件。 它可以是路由器、交换机等网络节点设备，也可以是服务器上的网络服 务进程。配置管理的基本功能包括以下几个方面： ( 1 ) 设置被管系统或管理对象的参数( 如路由器的路由表) ； ( 2 ) 初始化、启动和关闭管理对象； ( 3 ) 收集被管系统状态的数据，以便管理系统能够识别被管系统 中状态变化的发生； ( 4 ) 改变被管系统或管理对象的配置； ( 5 ) 定义和修改管理对象间的管理； ( 6 ) 通过网络发布新软件； ( 7 ) 生成配置状态报告。 配置管理有三种配置方式，即静态配置、当前运行配置和未来规划 配置。 2 1 2 性能管理 性能管理与配置管理一样，是网络管理最重要的功能之一。性能管 理的目的是维护网络服务质量( o o s ) 和网络运营效率。因此性能管理 要提供性能监测功能、性能分析功能以及性能管理控制功能。同时，还 要提供性能数据库的维护以及在发现性能严重下降时启动故障管理系 统的功能。典型的网络性能管理可以分为性能监测和网络控制。其中性 能监测是对网络工作状态信息的收集和整理；而网络控制则是为改善网 络设备的性能而采取的动作和措施。 网络服务质量和网络运营效率有时是相互制约的。较高的服务质量 通常需要较多的网络资源( 网络带宽、c p u 使用时间等) ，因此在制定 性能目标时要在服务质量和运营效率之间进行权衡。在网络服务质量必 须优先保证的场合，就要适当降低服务质量指标。但一般在性能管理中， 主要是维护服务质量。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 网络中所有的部件，包括通话设备和设施，都有可能成为网络通信 的瓶颈。瓶颈问题的出现与传输时延、吞吐量、响应时间、网络利用率、 拥塞情况等性能参数的定量有关，事先进行性能分析有助于在运行前或 在运行中避免出现瓶颈问题。 性能管理估价系统资源的运行状况及通信效率等系统性能。其功能 包括监视和分析被管网络及其所提供服务的性能机制。性能分析的结果 可能会触发某个诊断测试过程或重新配置网络以维护网络的性能。性能 管理收集分析有关被管网络当前状况的数据信息，并维护和分析性能日 志【2 1 1 。 净 网络性能管理的主要功能包括： ( 1 ) 从管理对象中收集并统计有关数据； ( 2 ) 分析当前统计数据以及检测性能故障、产生性能警报、报告性 能事件； ( 3 ) 维护和检查系统状态历史的日志，以便用于规划和分析。 ( 4 ) 确定自然和人工状况下系统的性能； ( 5 ) 形成并改进性能评价准则和性能门限，改变系统操作模式以进 行系统性能管理的操作； ( 6 ) 对管理对象和管理对象群进行控制，以保证网络的优越性能。 通过性能管理中评测的主要性能指标，可以验证网络服务是否达到 了预定的水平，找出以及发生或潜在的瓶颈，形成报告网络性能的变化 趋势，为管理机构的决策提供依据。网络性能管理功能需要维护性能数 据库，要与性能管理功能域保持连接，提供自动的性能管理处理过程。 2 1 3 故障管理 故障管理是网络管理中最基本的功能之一。用户都希望有一个可靠 的计算机网络，当网络中某个部分发生故障时，网络管理器必须迅速查 找到故障并及时排除。故障管理的主要任务是发现和排除网络故障。故 障管理用于保证网络资源的无障碍无错误的运营状态，包括障碍管理、 故障恢复和预防保障。障碍管理的内容有告警、测试、诊断、业务恢复、 故障设备更换等。预防保障为网络提供自愈能力，在系统可靠性下降， 业务经常受到影响的准故障条件下实施。在网络的监视中，故障管理参 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 考配置管理的资源清单来识别网络元素。如果维护状态发生变化或者故 障设备被替换，以及通过网络重组迂回故障时，要与资源m 互通。 在故障影响了由质量保证承诺的业务时，故障管理要与计费管理互通， 以赔偿用户的损失。 通常不大可能迅速隔离某个故障，因为网络故障的产生原因往往相 当复杂，特别是当故障是由多个网络组成部分共同引起的。在此种情况 下，一般先将网络修复，然后再分析网络故障的原因。分析故障原因对 于防止类似故障的再次发生相当重要。网络故障管理包括故障检测、隔 离故障和纠正故障三方面。应包括以下典型功能： ( 1 ) 维护并检查错误日志； ( 2 ) 接受错误检测报告并做出响应； ( 3 ) 跟踪、辨认错误； ( 4 ) 执行诊断测试； ( 5 ) 纠正错误。 对网络故障的检测依据对网络组成部件状态的监测。那些不严重的 简单故障通常被记录在错误日志中，并不做特别处理；而严重一些的故 障则需要通知网络管理器，即所谓的“警报。一般网络管理器应根据 有关信息对警报进行处理，排除故障。当故障比较复杂时，网络管理器 应能执行一些诊断测试来辨别故障原因。 2 1 4 安全管理 安全性一直是网络的薄弱环节之一，而用户对网络安全的要求又相 当高，因此网络安全管理非常重要。在网络中主要有以下几大问题：网 络数据的私有性( 保护网络数据不被侵入者非法获取) ；授权( 防止侵 入者在网络上发送错误信息) ；访问控制( 控制对网络资源的访问) 。 安全管理采用信息安全措施保护网络中的系统、数据以及业务。安 全管理与其他管理功能有着密切的关系。安全管理要调用配置管理中的 系统服务对网络中的安全设施进行控制和维护。当网络发现有安全方面 的故障时，要向故障管理通报故障事件以便进行故障诊断和恢复；安全 管理功能还要接收计费管理发来的与访问权限有关的计费数据和访问 事件通报。 西南交通大学硕士研究生学位论文第l o 页 安全管理的目的是提供信息的隐私、认证和完整性保护机制，使网 络中的服务、数据以及系统免受侵扰和破坏。一般的安全管理系统包含 风险分析功能、安全服务功能、告警、日志和报告功能以及网络管理系 统保护功能等。 需要明确的是，安全管理系统并不能杜绝所有的对网络的侵扰和破 坏，它的作用仅在于最大限度地防范，以及在受到侵扰和破坏后将损失 减到最低。具体地说，安全管理系统的主要作用有以下几点： ( 1 ) 采用多层防卫手段，将受到侵扰和破坏的概率降到最低； ( 2 ) 提供迅速检测非法使用和非法侵入初始点的手段，核查跟踪 侵入者的活动： ( 3 ) 提供恢复被破坏的数据和系统的手段，尽量降低损失； ( 4 ) 提供查获侵入者的手段。 相应地，网络安全管理应包括对授权机制、访问控制、加密和加密 关键字的管理，另外还要维护和检查安全日志。具体包括如下3 个内容： ( 1 ) 创建、删除、控制安全服务和机制； ( 2 ) 与安全相关信息的分布； ( 3 ) 与安全相关事件的报告。 网络的安全管理也必须包括网络管理系统自身的保护。比较好的办 法是把网络管理进程的功能划分成若干部分，由不用的操作人员负责各 部分管理功能的执行和维护。这样做便于把网络管理进程中的最核心功 能置于高度的安全级别。如安全性指标、门限值、用户口令、用户群定 义与安全管理有关信息的变更等。总之，网络安全管理应包括对入侵检 测( 授权机制) 、访问控制、密钥管理( 加密和维护) 和安全控制( g z 查安全日志) 。 2 1 5 计费管理 对于公众网络来说，用户必须为使用网络的服务而付费，网络的管 理系统则需要对用户使用网络资源进行记录并核算费用，然后通过一定 的渠道收取费用。计费管理记录网络资源的使用情况，目的是控制和监 测网络操作的费用和代价，估算出用户使用网络资源可能需要的费用和 代价。网络管理员可以规定用户可以使用的最大费用，控制用户过多地 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 占用和使用网络资源，从而提高了网络的效率。 计费管理的主要目的是正确地计算和收取用户使用网络服务的费 用。但这并不是唯一的目的，计费管理还要进行网络资源利用率的统计 和网络成本效益核算。其中，有账目记录、账单验证和费率折扣处理等。 对于一个以赢利为目的的网络经营者来说，资费政策是很重要的，计费 管理功能提供了对用户收费的依据。 计费管理根据业务及资源的使用记录制作用户收费报告，确定网络 业务和资源的使用费用，从而计算成本。计费管理要保证向用户无误地 收取使用网络业务应缴纳的费用，也进行诸如核算费用、限制使用( 费 用达n i - j 限而未付款) 以及费用记录库的维护和通信( 传递计费信息) 竺 。 寸o， 在计费管理中，首先要根据各类服务的成本、供需管理等因素制定 资费政策。资费政策首先应包括根据业务情况制定的折扣率；其次要收 集计费依据，如对使用的网络服务所占用的时间、通信距离、通信地点 等计算服务费用。 通常计费管理应包括以下几大功能： ( 1 ) 计算网络建设及运营成本，包括设备、网络服务、人工费用 等成本； ( 2 ) 统计网络及其所包含的资源的利用率，确定计费标准； ( 3 ) 将应该缴纳的费用通知用户； ( 4 ) 支持用户费用上限的设置； ( 5 ) 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； ( 6 ) 保存收费账单及必要的原始数据，以备用户查询和质疑。 在大多数专用网中，内部用户使用网络资源一般不需要交费，因而 计费管理就显得不很重要，但这并不是说计费管理功能在这些网络没有 用。计费管理除了计算用户费用外，还包括记录用户对网络的使用，统 计网络的利用率，以及检查资源使用情况等功能。所以，计费管理功能 在专用网络中也是非常有用的，可以帮助网络管理人员分析网络的使用 情况。收费与不收费的主要区别就在于是否把使用资源的记录换算成费 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 用通知用户缴纳，费用的核算只是计费管理的功能之一。 2 2 网络管理体系结构 在网络管理中，一般采用网络管理者网管代理模型，如图2 1 所示。 网络管理模型的核心是一对相互通信的系统管理实体。它采用一个独特 的方式使两个管理进程之间相互作用，即管理进程与一个远程系统相互 作用，来实现对远程资源的控制。在这种简单的体系结构中，一个系统 中的管理进程担当管理者角色，而另一个系统中的对等实体担当代理者 角色，代理者负责提供对被管对象的访问。前者被称为网络管理者，后 者被称为网管代理。不论是o s i 的网络管理，还是i e t f 的网络管理， 都认为现代计算机网络管理系统基本上由以下4 个要素组成： ( 1 ) 网络管理者( n e t w o r km a n a g e r ) ： ( 2 ) 网管代理( m a n a g e da g e n t ) ( 3 ) 网络管理协议n m p ( n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) ； ( 4 ) 管理信息库m i b ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ) a 管理系统 被管理系统 厂，、 管理信息 。彦哮二j k r ：管理者 胖柙善 ( 资源； 通知 。f 爹_ | | 一 1 图2