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任务一 网络管理概述

知识点​

1.模块十要学什么?​

学习要点(教材四条):

  1. 掌握网络管理的方法与手段。
  2. 掌握常用的网络调试命令。
  3. 了解网络故障的诊断与排除。
  4. 掌握结构化布线的组成、标准。

重点难点(教材两条):

  • 网络管理常用工具。
  • 结构化布线的组成与标准。

记忆抓手:模块十=一半软(管理与命令)+ 一半硬(布线)。项目一讲"软"的,项目二讲"硬"的。

项目一导读(教材原句拆解):

  • 20 世纪 90 年代,网络规模迅速扩展,随之最主要的问题就是如何有效进行网络管理。
  • 一个较大的网络通常跨越较大的空间范围,连接不同类型的局域网(以太网、FDDI 网等)。
  • 计算机网络除计算机设备外,还有大量网间设备:集线器、交换机、路由器、网桥等。
  • 对这样复杂的分布式网络环境,遵循某种网络管理标准对各类资源进行"集中"管理就十分必要——在较大的网络中,网络管理系统是必不可少的内容。
  • 网络故障诊断:以网络原理、网络配置和网络运行的知识为基础,从故障现象出发,以网络诊断工具为手段获取诊断信息,确定故障点、查找根源、排除故障、恢复网络正常运行的软件或硬件。

2.项目一的三维目标​

维度条目
知识目标(9 条)1 了解网络管理模式及业务范围;2 理解并熟悉 OSI 网络管理体系的内容;3 了解 SNMP 管理模型;4 理解 SNMP 是基于管理信息库的管理过程;5 了解网络管理工具使用的协议;6 理解各网络管理工具的功能及工作过程;7 熟悉网络管理工具的分类;8 了解网络故障的分类;9 理解网络故障分层诊断的过程
能力目标(8 条)1 掌握 OSI 网络管理体系;2 了解网络管理发展方向;3 掌握 SNMP 管理模型;4 了解网络管理新技术;5 掌握 Ipconfig、Ping 等常用工具;6 能从提示信息判断网络状况;7 结合项目三用命令做分层诊断;8 了解网络故障分类
素质目标(8 条)围绕"规范理解 → 增强运维认识 → 规范 SNMP 理解 → 会用协议管网络 → 规范工具分类使用 → 增强管理与调试能力 → 规范故障诊断理解 → 增强实践能力"八个方向

3.任务描述:网络管理系统干什么​

教材原句:网络管理系统的主要功能是维护网络正常高效地运行。主要包括:

  1. 及时监测网络出现的故障并及时处理;
  2. 通过监测分析运行状况而估价系统性能;
  3. 通过对网络的配置、调整,更有效地利用资源,保证网络高效率地正常运行。

归纳成三个动词:监测 → 分析 → 调整。

4.两种"网络管理系统"标准​

从网络管理体系标准来看,通常有两种:

序号标准制定者说明
第一种网络管理系统规程ISO 推荐理论完整(对应 OSI 七层),但实现复杂、开销大
第二种简单网络管理协议(SNMP)Internet 中 TCP/IP 体系简明、清晰,基于 UDP,具有传输快、负载轻的特点

SNMP 的地位(必考):由于 SNMP 简明、清晰,并基于 UDP,具有传输快、负载轻的特点,许多大的计算机网络设备厂商都宣布自己的网络管理体系和产品支持 SNMP,从而使 SNMP 成为事实上的网络互联管理的工业标准。

注意措辞的差别:OSI 那套是"推荐的"标准,SNMP 是"事实上的"工业标准——一个"法定",一个"既成事实"。

5.三种网络管理模式​

从网络管理模式来看,一般有三种管理模式。

模式核心做法优点缺点典型产品
集中式全网所有需要管理的数据均存储在一个集中的数据库中,统一管理整个网络① 处于高度集中、易于全面做出决断的最佳位置;② 网络升级时仅需处理集中点即可;③ 数据连到统一中央数据库,易于管理、维护和扩大容量① 中央数据库一旦故障,将导致全网瘫痪;② 建设网管系统的链路承载业务量很大,有时将超出负荷能力HP 的 Open View NMS、Cabletron Systems 的 Spectrum、IBM Tivoli 的 Net View、Sun Microsystems 的 Net Manage
分级式一个 NMS 作为"总经理人(Manager)",另几个 NMS 作为经理人,各管自己管辖的领域(Managed Entity),总经理人总体管辖其他经理人所应管辖的部分① 分散了网络/资源的负荷;② 各网管更接近被管理单元;③ 降低了总网管所需收集传输的业务量;④ 比集中式可靠比集中式复杂,系统设备价格相应提高HP Open View(高层和较低层的 NMS)、Cisco Networks(较低层 NMS)
分布式一种与管理系统设备位置无关的网管系统;虽然与位置无关,但从收集网管数据等功能来说,还是可以集中的① 完全分散了网络/资源的负荷;② 规模大小可按需要任意调整;③ 可靠性很高系统设备更复杂一些(需要有分布应用的架构);是一种崭新的、正在迅速发展的技术,尚无标准尚无统一标准产品

记忆线索:

  • 集中式——"一个大脑",最省事也最怕"脑死亡"(单点故障)。
  • 分级式——"总公司 + 分公司",把负荷摊下去,代价是复杂、贵。
  • 分布式——"没有中心",位置无关,最可靠但最难做(要分布应用架构、还没有标准)。

考试常问:三种模式中可靠性最高的是?→ 分布式;最容易因单点故障导致全网瘫痪的是?→ 集中式。

6.网络管理的范畴:管什么​

从网络管理的范畴来看,主要有以下四种管理:

序号管理对象具体内容
第一对"路"的管理针对交换机、路由器等主干网络进行管理
第二对接入设备的管理对客户机、服务器进行管理
第三对行为的管理针对用户的使用行为进行管理
第四对资产的管理统计 IT 软、硬件的信息等

7.网络管理的业务范围:两个角度​

网络管理的业务范围可以从网络系统组成和网络维护两个不同角度考虑。

(1)从网络系统组成的角度:硬件管理 + 软件管理

类别管理对象要点
硬件管理构成网络的设备组成网络连接硬件包括网络接口卡(NIC)、集线器(Hub)、交换机(Switch)、路由器(Router)等,以及打印机、扫描仪、绘图仪等可被共享的外部设备
软件管理运行于网络上的操作系统、应用程序以及用户账号和存取权限网络操作系统是网络的灵魂,决定了网络的功能以及不同网络的应用领域,对网络操作系统的管理是软件管理最重要的部分

(2)从网络维护的角度:网络建设 + 网络维护 + 网络服务

环节具体内容
网络建设组建网络(规划拓扑、物理硬件实现、网络协议设置等)、新增或升级网络设备、规划网络发展等
网络维护网络故障检测和维修(包括硬件和软件)、网络安全的防护和管理等
网络服务因网络用途不同而不同,最常见的是资源共享、远程登录、文件传输、电子邮件;另外如网站主页的制作与更新、FTP 站点的建设与管理等,也都可纳入网络管理的业务范围

一句话对照:组成角度分"硬/软",维护角度分"建/维/服"。

8.网络管理员的知识结构与素质​

(1)总要求:一个真正的网络管理员,应当熟练掌握服务器的安装、配置和各种服务的实现方式,掌握网络设备的性能和基本配置,以及网络数据库的一般操作。

(2)软件方面:

  • 首先应当掌握网络操作系统,构建一个简单的网络、提供一些最基本的服务。
  • 其中最重要的是:如何实现管理文件操作系统,安全、方便地控制网络上的系统资源,实现文件和网络设备的共享、访问。
  • 基本能力:构建能在网络上运行的 Web 网站服务器、FTP 文件服务器、E-mail 邮件服务器。
  • 高级管理要求:系统的负载平衡、高级的电源管理、网络灾难后数据文件的及时恢复等。

(3)硬件方面:

  • 必须掌握系统集成知识:规划局域网,包括拓扑规划和子网规划、布线设计、网络设备(交换机、路由器)的安装和配置、服务器的硬件、各种服务的安装和配置、不同操作系统之间的差异、网络安全等。
  • 必须掌握交换机、路由器的一些基本配置:利用交换机在网络上划分 VLAN,使用路由器实现不同网络通信流量的转发。
  • 还必须掌握:网络设备配置的备份和还原、网络配置系统的升级等。

(4)网络管理员应具备的素质(8 条):

  1. 自学能力
  2. 外文资料阅读能力
  3. 动手能力
  4. 创新和应变能力
  5. 观察能力
  6. 分析判断能力
  7. 毅力、精力和体力
  8. 沟通能力

9.OSI 网络管理体系:五大管理区域(重点)​

总述:网络管理系统是保障网络安全、可靠、高效和稳定运行的技术保证,已成为整个网络系统不可缺少的重要部分。网络管理涉及网络资源和运行的规划、组织、监视以及计费和控制等各个方面。

在 OSI 的网络管理体系结构中,包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理、计费管理五大管理区域。

记忆口诀:配、性、故、安、计——"配好资源、测好性能、修好故障、守好安全、算好费用。

(1)配置管理(Configuration Management)​

  • 为什么需要:保持网络系统持续、正常运行,相关的软件、硬件设备需要密切配合。除传输线路没有问题外,还必须合理、正确地设置网络设备的参数。
  • 目标:监视网络和系统配置信息,以便跟踪和管理对不同的软件、硬件进行的网络操作的效果。
  • 配置管理的内容:对网络系统的参数进行设置,把名称与被管理对象和被管对象的集合联系起来;使被管对象初始化并关闭被管对象;按照需求,收集有关网络状态的信息。
  • 配置管理的作用:监控网络的配置信息,使网络管理人员可以生成、查询以及修改硬件/软件的运行参数和条件,以保持网络的正常运行。
  • 配置管理的参数和条件:网络设备、部件的存在性、名称和关系;寻址信息、运行特性、部件的可用性、信息备份操作条件、路由控制等。
  • 配置管理功能:网络内需要监视和控制的内容,网络资源及活动状态,网络资源之间的关系,新资源的引入和旧资源的删除等。
  • 需要进行的操作:鉴别所有管理对象、给每个对象分配名字;定义新的管理对象;设置管理对象属性的初始值;管理各管理对象之间的关系;改变管理对象的操作特性、报告状态变化;删除管理对象。

小结(教材原句):配置管理涉及定义、收集、监视、控制和使用配置数据,配置数据包括管理网络中所有资源的任何静态和动态信息。配置管理通过修改被管对象的存在性、属性、状态和关系来控制被管对象,使网络最大限度地提供其资源和业务。

(2)性能管理(Performance Management)​

  • 目标:衡量和呈现网络性能的各个方面,使人们能在一个可接受的水平上维护网络的性能。
  • 四个性能指标(判别传输性能):
指标含义
网络传输流量网上实际传输的数据量
传输正确率传输的正确程度(差错多少)
用户响应时间用户发出请求到得到响应的时间
线路利用率线路被占用的比例
  • 性能管理包括:收集网管关注的变量的性能参数并分析这些数据,以判断是否处于正常状态;根据数据的统计分析进行调整,以控制网络性能;为每个重要变量设定合适的性能范围值,若超出该值范围即表明出现值得注意的网络故障。管理实体不断地监视性能变量,当某个性能范围值被超出时,即产生报警,并把报警信息发送到网络管理系统,提供网络性能报告。
  • 总之:性能管理包括收集统计信息、维持和检查系统状态的历史记录、判断系统在正常运行和人为干预条件下的性能,以及为进行性能管理活动而改变系统的运行模式等功能。

(3)故障管理(Fault Management)​

  • 目标:自动检测、记录网络故障并通知用户,使网络有效地运行。
  • 为什么最重要:因为故障可以导致网络的瘫痪或网络性能的下降,所以故障管理是网络管理中最重要的管理内容之一。
  • 包含内容:判断故障特征、隔离故障、修复故障、对所有因故障涉及的子系统进行修复、记录故障的检测及结果等。
  • 故障三大类型:物理故障、配置故障、系统故障——相应的故障管理也涉及三大故障管理类型。
  • 故障排除操作五个步骤(必背):
  1. 排定优先顺序
  2. 收集信息
  3. 设想可能的原因
  4. 排除问题
  5. 测试结果

(4)安全管理(Security Management)​

  • 目标:按照本地的管理策略来指导和控制对网络资源的访问,以保证网络不被侵害,保证未经授权的用户不能访问重要信息。
  • 例子:管理系统能监视用户对网络资源的登录,对不具有合法身份或不正确访问网络资源的用户加以拒绝。
  • 两类资源:安全管理子系统将网络资源分为授权和未授权两大类;无论对网络外部用户还是网络内部用户,均要对其访问的网络资源进行限定。
  • 可以完成的操作:标记重要的网络资源(如系统、文件或其他实体);确定重要的网络资源与用户集合间的对应关系;监视对网络重要资源的访问;记录对重要网络资源的非法访问等。

(5)计费管理(Accounting Management)​

  • 别名:又叫计账管理。
  • 目标:衡量网络的利用率,以便使一个或一组网络用户能更规则地利用网络资源。
  • 目的:保证网络资源被有效利用和分配,使用户对网络资源的使用更加顺畅、有序、公平、合理。
  • 计费方式:对网络资源的使用可以按时间或按流量进行计费管理。
  • 与性能管理的关系(教材原句):为达到合理计费管理的目的,必须通过性能管理测量出资源利用率的相关信息,来产生计费依据信息,并加以评估,以便对资源利用进行优化。

五大区域一表汇总:

管理区域目标一句话关键动作
配置管理监视网络和系统配置信息设置参数、分配名字、记录状态变化
性能管理在可接受水平上维护网络性能收集 → 分析 → 调整 → 报警
故障管理自动检测、记录并通知故障判断特征 → 隔离 → 修复 → 记录
安全管理控制对网络资源的访问标记资源、定对应关系、监视、记录非法访问
计费管理衡量网络利用率按时间或流量计费

10.网络管理发展方向(五个方向)​

背景:随着网络应用和规模不断增加,网络管理工作越来越繁重,网络故障也频频出现。以前许多企业会简单地通过再购买服务器来解决问题,而现在可能会考虑购买网管软件来加强网络管理,以优化现有网络性能,网管软件日益受到重视。

五个主要开发方向:网络管理系统(NMS)、应用性能管理(APM)、桌面管理(DMI)、员工行为管理(EAM)、安全管理(SM)。

(1)网络管理系统(NMS)​

  • 对象:主要针对网络设备进行监测、配置和故障诊断。
  • 四项主要功能:自动拓扑发现、远程配置、性能参数监测、故障诊断。
  • 两类开发公司:
    • 通用软件供应商:开发针对各厂商网络设备的通用网管系统,流行的有 Openview、Micromuse、Concord 等。
    • 各个设备厂商:为自己产品设计的专用 NMS,对自己产品监测、配置功能非常全面,可监测通用网管系统无法监测的重要性能指标,还有一些独特配置功能;但对其他公司生产的设备基本上无能为力。流行的有 CiscoWorks、NetSight,国内的 Linkmanage、iManager。
  • 选择 NMS 要考虑的四个因素:
因素要点
① 网络拓扑搜索的准确率许多网管系统都提供自动拓扑搜索,但不同产品结果差别很大;目前还没有一种软件可以完全准确搜索出所有网络设备,特别是跨网段、包含 VLAN 时许多自动搜索工具会失效;针对特定设备还需相应协议,如针对 Cisco 设备可采用 CDP 协议
② 配置功能是否完善设备厂商的网管配置功能比较完善但只针对特定设备;通用产品配置功能相对弱但通用性高。设备少或种类多时,对配置功能要求可降低;设备多且基本是一个厂商时,可买该厂商产品,一个批量修改配置的功能就能大大减轻工作量
③ 系统的开放性网管系统能否和其他网管系统集成。一个企业很可能购买多种网管系统,导致内部多套系统共存;没有开放接口,管理人员就不得不通过不同操作界面管理不同系统
④ 特定功能是否能满足特定网络系统有特殊要求。如某宽带系统病毒发作时会产生大量小于 64 字节的数据包,造成设备系统崩溃,因此网管系统要能监测小于 64 字节数据包的转发率,一旦异常增高能立刻关闭网络设备

(2)应用性能管理(APM)​

  • 定位:一个比较新的网络管理方向,主要指对企业的关键业务应用进行监测、优化,提高企业应用的可靠性和质量,保证用户得到良好的服务。
  • 为什么重要:企业关键业务应用的性能强大,就可以提高竞争力,有利于取得商业成功;加强应用性能管理可以产生巨大商业利益。
  • 三项主要功能:
功能要点
① 监测企业关键应用性能过去 IT 部门测性能时重点测硬件组件的利用率(CPU 利用率、网络传输字节数),虽提供宝贵信息,却忽视了最重要的因素——最终用户的响应时间。现在通过事务处理过程监测、模拟等手段可真实测量用户响应时间,还可报告哪个用户正在使用某应用、使用频率、事务处理是否成功完成等
② 快速定位应用系统性能故障通过对应用系统各种组件(数据库、中间件)的监测,迅速定位故障,如 Oracle 数据库死锁等问题
③ 优化系统性能精确分析各组件占用系统资源情况、中间件与数据库执行效率;根据性能要求提出专家建议,保证应用在整个寿命周期内使用的系统资源最少
  • 选择 APM 要考虑的三个因素:
因素要点
① 应用系统可监测性采用 APM 技术监测应用性能,要求被监测系统必须支持 APM API。目前 Oracle、SAP、WebLogic 等国外公司产品都支持,但国内企业开发系统可能不支持
② 扩展性应用系统变化非常快,扩展性非常重要。如数据量增加后数据库从 SQL Server 升级到 Oracle,APM 要能动态增加监测 Oracle 数据库组件,而不需要升级整个 APM 系统
③ 易用、可自学的故障诊断工具应用系统故障诊断比 NMS 更复杂,不仅要分析网络性能、系统资源,还要分析系统设置、应用程序效率。良好的诊断工具不一定全自动——全自动智能故障推理系统开发难度极高、会使软件价格急剧上升;可以是半自动,但要有自学功能

(3)桌面管理系统(DMI)​

  • 桌面管理环境:由最终用户的计算机组成,这些计算机运行 Windows、Mac OS 等操作系统。
  • 管理内容:对计算机及组件进行管理,目前主要关注资产管理、软件分发、远程控制三个方面。
  • 效果:一方面减少网管员的劳动强度,另一方面增加系统维护的准确性、及时性。
  • 两部分:这类系统通常分为管理端和客户端两部分。
  • 选择 DMI 要考虑的三个因素:
因素要点
① 用户自身管理模式桌面管理系统需要在每台被管理客户机上安装代理(Agent),网管人员可远程控制被监测客户机,这涉及客户隐私问题。用户购买前最好先考虑自身管理模式是否能支持网管软件的使用
② 支持的操作系统种类Agent 要求能支持企业中所有操作系统;当某种操作系统设备数量较少时,出于节约成本考虑,也可以只买支持主流操作系统的产品
③ 网络带宽占用情况远程控制、软件分发等传递数据量大,很可能造成数据传输阻塞,因此必须有数据压缩功能,以减少带宽占用

(4)员工行为管理(EAM)​

  • 两部分:一部分是员工网上行为管理(EIM),另一部分是员工桌面行为监测。
  • 代表产品:国际上 Websense 软件市场占有率较高,国内推出了类似产品 NetManage。
  • Websense 的特点:可与许多网络产品集成;一般在 Internet 应用层、网络层对信息进行控制;对数据根据 EIM 数据库进行过滤;可定制因特网访问策略,根据用户、团组、部门、工作站或网络的不同设置不同的互联网访问策略;还有专门的报表工具 Websense EIM Reporting Tools。
  • 选择该类产品的三个问题:
问题要点
① 管理规模、软件效率EAM 需对所有 Internet 数据进行分析,随着网络规模增大、数据量显著增加,软件效率可能下降,变成网络瓶颈
② 报告质量EAM 报告采集了海量数据,如何让管理者从海量数据中了解员工上网情况、迅速发现异常行为十分关键
③ 设置灵活性系统是否能根据企业需求,对员工上网行为从个人、部门等角度灵活设置策略。用户应用前最好独立或与厂家合作设计一套管理策略,再监测产品是否满足需求

(5)安全管理(SM)​

  • 定义:网络安全管理指保障合法用户对资源安全访问,防止并杜绝黑客蓄意攻击和破坏。
  • 包括的功能:授权设施、访问控制、加密及密钥管理、认证、安全日志记录。
  • 选择该类软件时可考虑:系统自身性能稳定、系统协议分析检测能力及解码速率、系统升级服务等。

五个方向一表速记:

方向管什么一句话功能代表产品
NMS网络设备拓扑发现、远程配置、性能监测、故障诊断Openview、CiscoWorks
APM关键业务应用监测应用性能、定位应用故障、优化系统支持 APM API 的产品
DMI桌面计算机资产管理、软件分发、远程控制管理端 + 客户端架构
EAM员工行为上网行为管理(EIM)+ 桌面行为监测Websense、NetManage
SM安全授权、访问控制、加密与密钥、认证、日志—

11.任务实施​

  1. 启动计算机,在搜索工具中以"网络管理"为关键词进行搜索。
  2. 浏览搜索结果中关于网络管理方法与实现的叙述。
  3. 搜索网络管理新的发展方向。

12.速查表​

序号考点结论
1网络管理系统的功能维护网络正常高效运行:监测故障并处理、分析估价性能、配置调整资源
2两种体系标准ISO 的网络管理系统规程(推荐)、TCP/IP 的 SNMP(事实上的工业标准)
3SNMP 的传输层建立在 UDP 之上,不可靠、无连接,但传输快、负载轻
4三种管理模式集中式、分级式、分布式
5集中式的致命缺点中央数据库故障导致全网瘫痪
6分级式的角色总经理人(Manager) 管经理人,经理人管管辖领域(Managed Entity)
7分布式的前提与设备位置无关,需分布应用架构,尚无标准
8网络管理范畴对路、接入设备、行为、资产的管理
9业务范围两角度系统组成(硬件 + 软件)、网络维护(建设 + 维护 + 服务)
10软件管理最重要的部分网络操作系统的管理
11管理员素质8 条:自学、外文阅读、动手、创新应变、观察、分析判断、毅力精力体力、沟通
12OSI 五大管理区域配置、性能、故障、安全、计费
13性能管理四指标网络传输流量、传输正确率、用户响应时间、线路利用率
14故障管理三大类型物理故障、配置故障、系统故障
15故障排除五步骤排定优先顺序 → 收集信息 → 设想可能的原因 → 排除问题 → 测试结果
16网络管理中最重要之一故障管理(故障会导致瘫痪或性能下降)
17计费方式按时间或按流量
18五个发展方向NMS、APM、DMI、EAM、SM
19NMS 四功能自动拓扑发现、远程配置、性能参数监测、故障诊断
20NMS 厂商分类通用软件供应商(Openview 等)与设备厂商(CiscoWorks 等)
21APM 最核心的指标最终用户的响应时间(不是 CPU 利用率)
22DMI 三个关注点资产管理、软件分发、远程控制
23EAM 代表软件Websense(国内 NetManage)
24SM 包括的功能授权设施、访问控制、加密及密钥管理、认证、安全日志记录