第1章_网络管理概述.ppt

网络管理与维护技术 第一章网络管理和维护基础 1 1网络管理概述1 2ISO网络管理标准1 3TCP IP网络的协议1 4网络管理协议 本章目的 让学生掌握网络管理的一些基本知识 以及一些基本协议 第一章网络管理和维护基础 1 1 1网络管理的目标1 1 2网络管理的任务1 1 3网络管理的对象1 1 4网络管理系统 1 1网络管理概述 第一章网络管理和维护基础 1 网络管理的需求以下几个原因使得简单地人工进行网络检测和管理变得很困难 网络的规模不断扩大网络复杂性增大网络应用的多样化 1 1 1网络管理的目标 2 网络管理的目标网络管理的目标是维护一个健壮的网络 健壮网络的标准主要有 1 减少停机时间 改进响应时间 提高设备利用率 2 减少运行费用 提高效率 3 减少或消灭网络瓶颈 4 适应各种新技术的应用 5 适应各种系统平台 6 网络使用更容易 7 有良好的安全性能 1 1 1网络管理的目标 1 1 2网络管理的任务 要保证网络的运行 网络管理应包含以下内容 1 网络的系统配置管理2 系统故障管理3 系统用户管理4 流量控制和负载平衡5 网络的安全管理6 网络管理员的管理和培训 1 1 3网络管理的对象 网络管理的对象是网络中需要进行管理的所有硬件资源和软件资源 1 硬件资源 1 传输介质 2 连网设备 3 计算机设备 4 网络互联设备 1 1 3网络管理的对象 2 软件资源 1 操作系统软件 2 通讯软件 3 各种应用软件 1 1 4网络管理系统 1 网络管理系统的层次结构网络管理系统组成如图1 1所示的层次结构 协议上面是网络管理框架 这是各种网络管理应用工作的基础结构 各种网络管理框架的共同特点是 1 管理功能分为管理站 Manager 和代理 Agent 两部分 2 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 3 提供用户接口和用户视图 如GUI和管理信息浏览器 4 提供基本的管理操作 如获取管理信息 配置设备参数等操作过程 1 1 4网络管理系统 图1 1网络管理系统的层次结构 1 1 4网络管理系统 2 网络管理系统的配置网络管理系统的配置如图1 2所示 每一个网络节点都包含一组与管理有关的软件 叫做网络管理实体 NME 网络管理实体完成下面的任务 1 收集有关通信和网络活动方面的统计信息 2 对本地设备进行测试 记录其状态信息 3 在本地存储有关信息 4 响应网络控制中心的请求 传送统计信息或设备状态信息 5 根据网络控制中心的指令 设置或改变网络参数 1 1 4网络管理系统 网络中至少有一个节点 主机或路由器 担当管理站的角色 管理站除过NME还有一组网络管理应用 NMA 软件 NMA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 以获取有关设备的管理信息或者改变设备配置 1 1 4网络管理系统 委托代理在这里起到了协议转换的作用 如图1 3所示 图1 3委托代理 1 1 4网络管理系统 3 网络管理系统的组成一个网络管理系统从逻辑上可以认为是由管理对象 管理进程和管理协议三个部分组成的 图1 4网络管理系统逻辑模型 1 1 4网络管理系统 4 网络管理系统软件网络管理系统软件一般分为网管软件平台和网管支撑软件 1 2ISO网络管理标准 1 2 1网络管理标准简介1 2 2OSI系统管理框架1 2 3OSI管理的功能域 1 2 1网络管理标准简介 1 标准化的内容 1 减少和不同系统之间进行接口的费用 2 管理信息交换保持一致性 3 对网络性能 计费 配置 安全和故障方面有标准的定义 4 具有公共的标准协议和服务 5 允许增加新的增值服务 1 2 1网络管理标准简介 网络管理涉及到局部系统中的和系统与系统之间的接口 系统与系统之间管理信息的交换 所使用的管理界面需要标准化 并且标准中必需规定以下两个方面的内容 1 端系统的活动 用于管理对象及其相关操作 2 系统之间的开放通信 一般通过开放系统互连 OSI 标准实现的 1 2 1网络管理标准简介 2 网络管理标准化简介国际标准和组织 ISO 对网络管理的标准化工作开始于1979年 1 2 2OSI系统管理框架 OSI把网络管理分为系统管理和层管理 系统管理包含所有7层管理对象 管理信息的交换采用端到端的可靠传输 层管理只涉及某一层的管理对象 并利用下一层的管理协议传递信息 图1 5OSI系统管理框架 1 2 3OSI管理的功能域 在OSI管理标准中 将开放系统的管理功能划分为五个功能域 配置管理性能管理故障管理安全管理记帐管理 1 2 3OSI管理的功能域 1 配置管理配置管理系统的主要功能有 1 视图管理 2 拓扑管理 3 软件管理 4 网络规划和资源管理 1 2 3OSI管理的功能域 2 性能管理网络性能管理的主要功能有 1 数据收集 2 工作负载监视 3 摘要 1 2 3OSI管理的功能域 3 故障管理故障管理系统的主要功能有 1 故障告警 2 事件报告管理 3 运行日志控制 4 测试管理 5 确认和诊断测试的分类 1 2 3OSI管理的功能域 4 安全管理网络安全管理的主要功能有 1 访问控制 2 安全警告 3 安全审计 1 2 3OSI管理的功能域 5 记帐管理网络记帐管理的主要功能有 1 使用率度量过程 2 计费处理过程 3 帐单管理过程 1 3TCP IP网络的协议 TCP IP是Internet Intranet使用的协议体系 也是大多数网络采用的协议 网络管理系统一般都支持TCP IP协议 现在最流行的网络管理协议SNMP就是以TCP IP为基础的 这里介绍TCP IP协议一些与网络管理相关的知识 1 3TCP IP网络的协议 1 3 1TCP IP网络体系结构1 3 2IP协议1 3 3ICMP协议1 3 4ARP协议和RARP协议1 3 5TCP协议和UDP协议 1 3 1TCP IP网络体系结构 1 TCP 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1 6所示 1 3 1TCP IP网络体系结构 2 TCP 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 1 3 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 1 3 2IP协议 IP协议是通信子网的最高层 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 1 3 2IP协议 1 IP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1 7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 1 3 2IP协议 图1 7IP数据报格式 1 3 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 1 3 2IP协议 2 IP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1 8所示 1 3 2IP协议 图1 8IP地址格式 1 3 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 1 3 2IP协议 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127 0 0 1回送地址Ping回送地址是为了检查本地的TCP IP协议有没有设置好 2 直接广播地址与广播地址相同 是一个Internet协议地址 其指定了在一个特定网络中的 所有主机 1 3 2IP协议 3 有限广播地址有限广播地址也称为本地广播地址 TCP IP协议规定32比特全为1的IP地址 255 255 255 255 用于本网广播 在主机不知道本机所处的网络时 如主机的启动过程中 只能采用有限广播方式 通常由无盘工作站启动时使用 希望从网络IP地址服务器处获得一个IP地址 4 网络地址 5 全0地址 1 3 2IP协议 6 多播地址即组播地址 是一组主机的标示符 它已经加入到一个多播组中 它历史上被叫做D类地址 一种类型的IP地址 它的范围从224 0 0 0到239 255 255 255 7 私有地址私有地址 Privateaddress 属于非注册地址 专门为组织机构内部使用 A类10 0 0 0 10 255 255 255B类172 16 0 0 172 31 255 255C类192 168 0 0 192 168 255 255 1 3 2IP协议 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 表1 1是B类和C类地址常用的子网划分模式以及网络中的最大主机数量 1 3 2IP协议 5 NAT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 1 3 3ICMP协议 控制报文协议ICMP InternetControlMessageProtocol 的作用就是将这样的信息由发现错误的主机或路由器发回信源主机 在进行数据报发送前 ICMP还可以确认信宿主机是否存在或检查路由器的状态 1 3 3ICMP协议 1 ICMP报文类型通过报文类型可实现错误通知 IP数据包到达确认等功能 1 3 4ARP协议和RARP协议 1 ARP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 1 3 4ARP协议和RARP协议 ARP消息的格式如图1 9所示 1 3 4ARP协议和RARP协议 2 RARP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 1 3 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 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 1 3 5TCP协议和UDP协议 2 TCP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 1 3 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1 10所示 图1 10TCP段头格式 1 3