教程 计算机网络管理的基本概念.ppt

第一章 计算机网络管理的基本概念 在当今高度发展的信息化社会 计算机网络的稳定性和可靠性是计算机网络高效运行的一个基本保障 使良好运行状态的基本要求 要达到这一要求就必须了解网络管理 网络管理是网络发展中一个很重要的技术 对其发展有着很大的影响 并已成为现代信息网络中最重要的问题之一 它的重要性已经在各个方面得到了体现 并为越来越多的人所重视 随着网络规模的扩大和复杂性的增加 网络管理已经成为整个网络系统中不可缺少的重要部分 是网络可靠 安全 高效运行的保障和必要手段 网络管理集中了通信技术和计算机网络技术两个方面 是通信技术和计算机技术结合最为紧密的部分 它不仅包括了信息的传输 存储和处理技术 而且还包括了各种信息服务 仿真模拟 决策支持 专家系统 神经网络以及容错技术 它们运用于网络管理之中 并形成了比较完整的技术学科 第一章 网管的基本概念 1 1网络管理的基本概念1 2网络管理的基本要素1 3网络管理的目标和内容1 4网络管理员的任务1 5网络管理系统的主要指标补充 TCP IP网络的协议 本章目标 掌握网管的概念掌握网管的基本要素掌握网管的任务了解网管员的任务了解网管的性能指标 一 网管的基本概念 定义 指监督 控制网络资源的使用和网络的各种活动 使网络性能达到最优的过程 简单地说 网络管理实际上就是通过合适的方法和手段使网络综合性能达到最优 早期的网络管理似乎指对电信网的监控 包括监视和控制两个部分 自从计算机网络出现后 网络管理的内容扩大到网络日常维护和运营的各个方面 网络管理的概念也渐趋完善 二 网络管理的基本要素 三个基本要素 1 网络管理对象网络上的节点设备 主机 交换机 路由器等 网络 设备按一定方法建立联系 这种联系就是设备间的关系 网络上的业务 2 网络管理方法基于分布处理的网络管理方法和基于集中处理的网络管理方法面向狭义网络管理环境的网络管理方法和面向广义网络管理环境的网络管理方法基于标准的网络管理方法和基于非标准的网络管理方法智能化的网络管理方法和常规的网络管理方法3 网络管理系统网络管理系统是网络管理环境中实现网络管理方法的计算机应用系统 三 网管的目标和内容 1 网络管理的目的最大限度地增加网络可利用的时间 合理地组织和利用系统资源 提供安全 可靠 有效和优质服务 保证网络正常 经济 可靠和安全运行 或者说网络管理的目标就是对网络资源 硬件和软件 进行合理分配和控制 以满足业务提供者的要求和网络用户的需要 使网络资源得到最大限度地利用 使整个网络更加经济地运行 并能够提供连续 可靠和稳定的服务 2 网络管理的内容 运行 Operation 针对向用户提供的服务而进行的 面向网络整体进行的管理 如用户质量管理和用户的计费等 控制 Administration 针对向用户提供的有效服务 为满足服务质量要求而进行的管理活动 如对整个网络的管理和网络流量的管理 维护 Maintenance 针对保障网络及其设备的正常 可靠 连续运行而进行的管理活动 如故障的检测 定位和恢复 对设备单元的测试 维护又可分为预防性维护和修正性维护 提供 Provision 针对网络资源的服务而进行的管理活动 如安装软件 配置参数等 为实现某个服务而提供资源 向用户提供某个服务等都属于这个范畴 四 网络管理员的任务 基本工作 保持网络平稳地运行许多网络用户需要花费相当多的时间来学习计算机和网络的操作和使用 真正花在工作上的时间却只是一小部分 其首要任务是让网络给 工作人员 用户带来方便 提高工作效率 由于工作人员在使用网络的过程中不小心 或由于其他外界原因 网络会出现各种各样的问题 另一任务 保证网络在出现故障时能及时恢复 不至于因故障而造成数据丢失 具体工作如下 硬件维护 软件维护 网上添加或删除用户 以及添加网络节点等 确保网络安全 定期备份网络服务器上的文件 保存日志和记录 排除故障 对主页还要及时地进行更新 对网络进行扩展 对网络进行优化 五 网络管理系统的主要指标 通用指标网管系统作为一种计算机应用系统 计算机应用系统的一些通用指标 都可以作为网管系统的指标 如可靠性和可维护性等 专用指标网管系统作为一个专门应用于网络管理的计算机应用系统 还有一些和网络管理有关的专用指标 常用的专用指标 1 网络管理功能的覆盖程度管理功能的覆盖程度 指人们评价对象的网络管理功能对标准的网络管理功能的覆盖程度 2 网络管理协议的支持程度通常 用网管系统支持网络管理协议的数量作为网络管理协议支持程度的度量 3 网络管理接口动态定义的程度网络管理接口动态定义 网络管理接口在系统使用后 可以在一定程度上和一定范围内进行网络管理接口的重新定义 4 网络管理容量容量是一个系统处理能力的重要指标 网络管理容量是一个网络管理系统可以管理被管系统的数量 六 TCP IP网络的协议 1TCP IP网络体系结构2IP协议3ICMP协议4ARP协议和RARP协议5TCP协议和UDP协议 1TCP IP网络体系结构 1 1TCP IP网络体系结构TCP IP网络体系定义了4个协议层次 自下而上依次为网络接口层 网际层 传输层和应用层 它与ISO OSI模型的对应关系及各层协议组成如图所示 1TCP IP网络体系结构 1 2TCP IP各层主要功能网络接口层 定义与物理网络的接口规范 负责接收IP数据报 传递给物理网络 网际层 主要功能是实现两个不同IP地址的计算机 在Internet上都称为主机 的通信 这两个主机可能位于同一网络或互连的两个不同网络中 1TCP IP网络体系结构 传输层 提供应用程序间 即端到端 的通信 应用层 支持应用服务 向用户提供了一组常用的应用协议 包括远程登录 Telnet 文件传送协议 FTP 平常文件传送协议 TFTP 简单邮件传输协议 SMTP 域名系统 DNS 简单网管协议 SNMP 等 2IP协议 IP协议提供无连接的数据报传输机制 IP协议本身提供的是不可靠的数据传输功能 并且没有提供流量控制和差错控制功能 使用IP地址作为接收端和发送端计算机的位置信息 2IP协议 2 1IP数据报IP协议传输的数据基本单位为数据报 IP数据报格式如图所示 它由报头和正文两部分组成 数据报的最大长度为65515字节 2IP协议 IP数据报格式 2IP协议 报头包括的主要信息有 版本头标长服务类型总长标识标志片偏移生存时间协议头校验和IP地址任选项字段 2IP协议 2 2IP地址在Internet中 所有计算机均称为主机 TCP IP为每台主机分配一个全网唯一的标识地址 称为IP地址 在目前使用的IP协议中 IP地址是32位 包括网络标识号和主机标识号两部分 网络标识号用于区分不同网络 主机标识号用于区分同一网络中的不同主机 IP地址分三类 A类 B类和C类 分别以起始位串0 10和110作为标志 如图所示 2IP协议 图1 8IP地址格式 2IP协议 另外 还有D类和E类地址 分别以起始位串1110和11110作为标志 D类用于多点广播 E类保留 IP地址一般用十进制数字表示 各类网络的地址范围为 A类 1 0 0 0 127 255 255 255B类 128 0 0 1 191 255 255 255C类 192 0 0 0 223 255 255 255D类 224 0 0 0 239 255 255 255E类 240 0 0 0 247 255 255 255 2IP协议 2 3特殊的IP地址一些特殊的IP地址用于专门的用途 一般在给网络中的主机分配IP地址时作为保留地址 不进行分配 1 回送地址 2 直接广播地址 3 有限广播地址 4 网络地址 5 全0地址 6 多播地址 7 私有地址 2IP协议 2 4子网掩码子网掩码是一个32位的二进制的值 是划分子网的工具 可以和一个IP地址配合 从这个IP地址中分离出网络地址和主机地址 把一个网络划分为小的子网 同时确定一个子网中的所有计算机的IP地址范围 子网的数量以及每个子网中可容纳的主机数量和子网掩码有关 2IP协议 2 5NAT通过网关接入Internet后 因为本机的IP地址是暴露整个网络中的 容易引起各种各样的网络攻击 所以 许多局域网的管理员使用NAT NetworkAddressTranslator 网络地址转换 技术 进行本地网的地址转换 3ICMP协议 控制报文协议ICMP InternetControlMessageProtocol 用于在IP主机 路由器之间传递控制消息 控制消息是指网络通不通 主机是否可达 路由是否可用等网络本身的消息 这些控制消息虽然并不传输用户数据 但是对于用户数据的传递起着重要的作用 我们在网络中经常会使用到ICMP协议 只不过我们觉察不到而已 比如我们经常使用的用于检查网络通不通的Ping命令 这个 Ping 的过程实际上就是ICMP协议工作的过程 还有其他的网络命令如跟踪路由的Tracert命令也是基于ICMP协议的 4ARP协议和RARP协议 4 1ARP协议ARP AddressResolutionProtocol 地址解析协议 的作用就是查询IP地址所对应的MAC地址的协议 4ARP协议和RARP协议 4 2RARP协议RARP ReverseAddressResolutionProtocol 反向地址解析协议 的作用与ARP功能相反 是把MAC地址映射到IP地址 5TCP协议和UDP协议 TCP和UDP是传输层协议 传输层提供端到端的连接 5 1端口号在一个系统上可能同时有多个进程 传输层对同时存在的多个进程能够独立地进行数据报的发送和接收 使用端口号 portnumber 区分各个进程 每个进程 应用程序 使用不同的端口号 端口号用16位数字表示 一台主机共有65536个端口号 端口号的分配方法有静态分配和动态分配两种 5TCP协议和UDP协议 5 2TCP协议TCP TrasmissionControlProtocol 传输控制协议 是实现端到端连接 进行系统间高可靠通信的协议 是面向连接的协议 TCP还具有数据包的顺序号管理和流量控制功能 5TCP协议和UDP协议 TCP的基本数据单元为段 段头中包含各种发送和应答的标志 如图所示 图1 10TCP段头格式 5TCP协议和UDP协议 5 3UDP协议UDP UserDatagramProtocol 用户数据报协议 提供不可靠的无连接的服务 UDP的报头格式如图所示 UDP报头格式 本章小结 本章主要介绍了网络管理的基本概念 基本要素 目标和网络管理工作者的任务等内容 网络管理 指监督 控制网络资源的使用和网络的各种活动 使网络性能达到最优的过程 即对计算机网络的配置 运行状态和计费等所从事的