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网络管理与维护(二)

来源:  作者:罗为  [字体: ]

  基于CORBA的网管系统的统一


  利用面向对象的的技术对 网络 资源进行描述是一种有效的方式。在分层的网络管理平台上,利用面向对象的思想,将网络资源和网络管理资源进行抽象。管理平台为不同应用系统和高层管理者提供的是一组管理对象,对象由属性和方法组成。利用对象的封装性可以使管理应用和高层管理者面对在较高层次上进行抽象的管理对象,屏蔽了实现各种管理功能的细节。为应用提供了对网络资源进行描述和管理的高级抽象,易于实现各种管理功能。而对象类的继承性便于扩充和增加管理对象类,继承性支持系统开发过程中的可重用性。

  在应用环境中,管理应用和高层管理节点与管理平台是基于C/S(顾客/服务器)模式的分布式结构,即管理应用节点和高层管理者节点与他们所以来的平台节点可能处于不同的地理位置。因此考虑基于何种结构,采用什么样的协议实现分布对象的访问。

  多厂商设备的环境的网络管理一直是网络管理研究和实现的难点。鉴于CORBA的分布式面向对象的特点,在网管系统的开发中加以引用。

  本文采用OMG的CORBA(Common Object Request Broker Architecture)做为实现分布管理对象访问的设施。CORBA是很有应用前景的系统集成标准,它提供了面向对象应用的互操作标准。CORBA位分布对象环境描述了面向对象的设施-----对象请求代理,他提供了分布对象进行请求和应答的机制。这样CORBA提供了在异构分布环境下不同机器的不同应用的互操作能力和将多个对象系统无缝互连接的能力。CORBA机制是独立于任何程序设计语言的,对象的接口描述在IDL(Interface Description Language)中。CORBA支持两种标准协议-----GIOP和IIOP。GIOP是信息表示协议,描述了所传输信息的格式,而IIOP则描述了CORBA所支持的传输协议,即GIOP信息如何进行交换

  管理不同厂商应用和高层管理者如何使用CORBA机制访问相应的管理平台所提供的管理对象。使得处于不同节点的不同厂商的管理应用和高层管理者能无缝使用分布对象提供的功能。在这两种情况下原理是相同的,只是功能不同,在第一种情况下,不同厂商的管理应用脚本程序通过CORBA机制访问管理平台上的应用管理对象,以实现同一层次上的管理功能。在第二种情况下,高层管理平台上的脚本进程通过CORBA机制访问底层管理者为高层提供的管理对象以实现高层对底层的网络管理功能。

  CORBA机制除支持客户端对服务器端所提供的分布对象的访问外,还提供分布对象服务功能------COSS,它包括分布对象访问的安全机制、事件机制等。在网络管理应用中,除主动询问网络管理信息以管理、监视网络的运行状态外,还有一种应用是被管理对象在发生故障和事件时,向管理者提出事件处理请求。CORBA中的事件服务机制恰好可以满足这一需求。

  2.5网络管理分类及功能
  事实上,网络管理技术是伴随着 计算 机、网络和通信技术的 发展 而发展的,二者相辅相成。从网络管理范畴来分类,可分为对网“路”的管理。即针对交换机、路由器等主干网络进行管理;对接入设备的管理,即对内部PC、服务器、交换机等进行管理;对行为的管理。即针对用户的使用进行管理;对资产的管理,即统计IT软硬件的信息等。根据网管软件的发展 历史 ,可以将网管软件划分为三代:

  第一代网管软件就是最常用的命令行方式,并结合一些简单的网络监测工具,它不仅要求使用者精通网络的原理及概念,还要求使用者了解不同厂商的不同网络设备的配置方法。

  第二代网管软件有着良好的图形化界面。用户无须过多了解设备的配置方法,就能图形化地对多台设备同时进行配置和监控。大大提高了工作效率,但仍然存在由于人为因素造成的设备功能使用不全面或不正确的问题数增大,容易引发误操作。

  第三代网管软件相对来说比较智能,是真正将网络和管理进行有机结合的软件系统,具有“自动配置”和“自动调整”功能。对网管人员来说,只要把用户情况、设备情况以及用户与网络资源之间的分配关系输入网管系统,系统就能自动地建立图形化的人员与网络的配置关系,并自动鉴别用户身份,分配用户所需的资源(如 电子 邮件、Web、文档服务等)。

  根据国际标准化组织定义网络管理有五大功能:故障管理、配置管理、性能管理、安全管理、计费管理。对网络管理软件产品功能的不同,又可细分为五类,即网络故障管理软件,网络配置管理软件,网络性能管理软件,网络服务/安全管理软件,网络计费管理软件。

  下面我们来简单介绍一下大家熟悉的网络故障管理、网络配置管理、网络性能管理、网络计费管理和网络安全管理五个方面网络管理功能:

  ISO在ISO/IEC 7498-4文档中定义了网络管理的五大功能,并被广泛接受。这五大功能是:

  (1)故障管理(fault management)

  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。当网络中某个组成失效时,网络管理器必须迅速查找到故障并及时排除。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共同引起的。在此情况下,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发生相当重要。网络故障管理包括故障检测、隔离和纠正三方面,应包括以下典型功能:

  .维护并检查错误日志

  .接受错误检测报告并做出响应

  .跟踪、辨认错误

  .执行诊断测试

  .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。不严重的简单故障通常被记录在错误日志中,并不作特别处理;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)计费管理(accounting management)

  计费管理记录网络资源的使用,目的是控制和监测网络操作的费用和代价。它对一些公共商业网络尤为重要。它可以估算出用户使用网络资源可能需要的费用和代价,以及已经使用的资源。网络管理员还可规定用户可使用的最大费用,从而控制用户过多占用和使用网络 资源。这也从另一方面提高了网络的效率。另外,当用户为了一个通信目的需要使用多个网络中的资源时,计费管理应可计算总计费用。

  (3)配置管理(configuration management)

  配置管理同样相当重要。它初始化网络、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。

  这包括:

  .设置开放系统中有关路由操作的参数

  .被管对象和被管对象组名字的管理

  .初始化或关闭被管对象

  .根据要求收集系统当前状态的有关信息

  .获取系统重要变化的信息

  .更改系统的配置

  (4)性能管理(performance management)

  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。其能力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持网络的性能。性能管理收集分析有关被管网络当前状况的数据信息,并维持和分析性能日志。一些典型的功能包括:

  .收集统计信息

  .维护并检查系统状态日志

  .确定 自然 和人工状况下系统的性能

  .改变系统操作模式以进行系统性能管理的操作

  (5)安全管理(security management)

  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。网络中主要有以下几大安全问题:

  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(authentication)(防止侵入者在网络上发送错误信息),

  访问控制(控制访问控制(控制对网络资源的访问)。

  相应的,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。包括:

  .创建、删除、控制安全服务和机制

  .与安全相关信息的分布

  .与安全相关事件的报告

  网络管理中的关键

  网络迅速发展,导致网络结构更为复杂;网络应用的日新月异,让网络管理员每天都要面对新的问题。很多企事业单位,在遇到网络问题不知道应该如何去解决,看流量,拔网线等手段,排查周期长,也很难真正找出问题。

  网络发展到一定阶段,必然要考虑到网络性能、网络故障与网络安全性问题。只有通过运用网络分析技术对网络流通数据的清晰认识,才能为故障的排查,性能的提升,以及网络安全的解决提供可靠的数据依据。

  信息应用与治理

  网络最大的价值,是在于信息化的应用。当出现故障不能及时解决,既使有再好的电子商务、电子政务,也只是一个摆设。无论是安全、性能还是故障性问题,不能快速解决,给 企业 带来的是难以衡量的损失。

  治理并不是简单的网络管理,它需要管理者对网络中所有设备完全掌握,包括每个网卡地址,以及所处的位置。通过对网络传输中的数据进行全面监控分析,才能从网络底层数据获取各种网络应用行为造成的网络问题,并快速的定位到网卡的位置。从而在安全策略上更好的防范,对故障和性能更合理的管理。

  一劳永逸的误区

  从管理角度的考虑,往往期望络故障和安全性问题可以自动解决。但历经多年,没有任何产品能做到。虽然许多企业部署了非常好的安全防护产品,但仍然会受到网络攻击和病毒危害。根本原因在于,网络应用本身就在不断的发展,新的病毒以及病毒变种,都很难被基于特征库或病毒库的产品所识别。要解决这些问题,则要求网络管理员随时都能查看到网络中真实的数据,最快的发现引起问题的原因。

  网络拓扑图VS矩阵图

  网络拓扑图要求这些交换设备都必须支持SNMP(简单网络管理协议),它能直观能看到网络结构,但看不到终端主机;它能看到设备断网情况和粗略流量,但对网络问题的解决能力并不实用。

  从技术趋势来看,矩阵图(Matrix)将更适合网络管理的需要。矩阵图也被称为主机连接图,可以监控每台主机(包括交换设备)之间的通讯连接,极大的提高了监控范围,监控范围深入到每台主机之间的各种应用,包括通讯、资源占用、活跃程度、服务应用等,管理者可以监控到每台主机的一举一动,各种网络问题都会在矩阵中表现出异常。如:BT下载、DDOS攻击、ARP攻击、木马扫描等。

  "诊断专家"快速提高解决能力

  网络分析不仅提供网络依据,更重要的是帮助管理者提高问题的解决能力。"诊断专家"则是一个从问题原因到问题结果的完整解释。好的网络分析产品,可以自动提取问题的相关数据,并告诉管理者网络中存在有哪些问题,可能产生的原因,有什么办法可以解决,ARP攻击的快速定位则是一个很好的证明。

  网络数据的回放能力

  好的网络分析产品,都具有网络数据的回放能力,将网络数据进行7x24小时记录,可以按每天或每小时来记录。如果要分析昨天某个时段出现的网络故障,只需要将当时保存的数据包进行播放,同时通过网络分析来追溯故障是如何发生的,使网络管理对历史问题追查能力得到明显提高。

  2.6网络管理体系结构及技术
  1 WBM 技术介绍

  随着应用Intranet的企业的增多,同时Internet技术逐渐向Intranet的迁移,一些主要的网络厂商正试图以一种新的形式去应用M I S 。因此就促使了W e b ( W e b - B a s e dManagement)网管技术的产生[2]。它作为一种全新的网络管理模式—基于Web的网络管理模式,从出现伊始就表现出强大的生命力,以其特有的灵活性、易操作性等特点赢得了许多技术专家和用户的青睐,被誉为是“将改变用户网络管理方式的革命性网络管理解决方案”。

  WBM融合了Web功能与网管技术,从而为网管人员提供了比传统工具更强有力的能力。WBM可以允许网络管理人员使用任何一种Web浏览器,在网络任何节点上方便迅速地配置、控制以及存取网络和它的各个部分。因此,他们不再只拘泥于网管工作站上了,并且由此能够解决很多由于多平台结构产生的互操作性问题。WBM提供比传统的命令驱动的远程登录屏幕更直接、更易用的图形界面,浏览器操作和W e b页面对W W W用户来讲是非常熟悉的,所以WBM的结果必然是既降低了MIS全体培训的费用又促进了更多的用户去利用网络运行状态信息。所以说,WBM是网络管理方案的一次革命。

  2 基于WBM 技术的网管系统设计

  系统的设计目标

  在本系统设计阶段,就定下以开发基于园区网、Web模式的具有自主版权的中文网络管理系统软件为目标,采用先进的WBM技术和高效的算法,力求在性能上可以达到国外同类产品的水平。

  本网管系统提供基于WEB的整套网管解决方案。它针对分布式IP网络进行有效资源管理,使用户可以从任何地方通过WEB浏览器对网络和设备,以及相关系统和服务实施应变式管理和控制,从而保证网络上的资源处于最佳运行状态,并保持网络的可用性和可靠性。

  系统的体系结构

  在系统设计的时候,以国外同类的先进产品作为参照物,同时考虑到技术发展的趋势,在当前的技术条件下进行设计。我们采用三层结构的设计,融合了先进的WBM技术,使系统能够提供给管理员灵活简便的管理途径。

  三层结构的特点[2]:1)完成管理任务的软件作为中间层以后台进程方式实现,实施网络设备的轮询和故障信息的收集;2)管理中间件驻留在网络设备和浏览器之间,用户仅需通过管理中间层的主页存取被管设备;3)管理中间件中继转发管理信息并进行S N M P 和H T T P之间的协议转换三层结构无需对设备作任何改变。

  网络拓扑发现算法的设计

  为了实施对网络的管理,网管系统必须有一个直观的、友好的用户界面来帮助管理员。其中最基本的一个帮助就是把网络设备的拓扑关系以图形的方式展现在用户面前,即拓扑发现。目前广泛采用的拓扑发现算法是基于SNMP的拓扑发现算法。基于SNMP的拓扑算法在一定程度上是非常有效的,拓扑的速度也非常快。但它存在一个缺陷[3]。那就是,在一个特定的域中,所有的子网的信息都依赖于设备具有SNMP的特性,如果系统不支持SNMP,则这种方法就无能为力了。还有对网络管理的不重视,或者考虑到安全方面的原因,人们往往把网络设备的SNMP功能关闭,这样就难于取得设备的M I B值,就出现了拓扑的不完整性,严重影响了网络管理系统的功能。针对这一的问题,下面讨论本系统对上述算法的改进—基于ICMP协议的拓扑发现。

  PING和路由建立

  PING的主要操作是发送报文,并简单地等待回答。PING之所以如此命名,是因为它是一个简单的回显协议,使用ICMP响应请求与响应应答报文。PING主要由系统程序员用于诊断和调试实现PING的过程主要是:首先向目的机器发送一个响应请求的ICMP报文,然后等待目的机器的应答,直到超时。如收到应答报文,则报告目的机器运行正常,程序退出。

  路由建立的功能就是利用I P 头中的TTL域。开始时信源设置IP头的TTL值为0,发送报文给信宿,第一个网关收到此报文后,发现TTL值为0,它丢弃此报文,并发送一个类型为超时的ICMP报文给信源。信源接收到此报文后对它进行解析,这样就得到了路由中的第一个网关地址。然后信源发送TTL值为1的报文给信宿,第一个网关把它的TTL值减为0后转发给第二个网关,第二个网关发现报文TTL值为0,丢弃此报文并向信源发送超时ICMP报文。这样就得到了路由中和第二个网关地址。如此循环下去,直到报文正确到达信宿,这样就得到了通往信宿的路由。

  网络拓扑的发现算法具体实现的步骤:

  (1)于给定的IP区间,利用PING依次检测每个IP地址,将检测到的IP地址记录到IP地址表中。

  (2)对第一步中查到的每个IP地址进行traceroute操作,记录到这些IP地址的路由。并把每条路由中的网关地址也加到IP表中。

  (3)对IP地址表中的每个IP地址,通过发送掩码请求报文与接收掩码应答报文,找到这些IP地址的子网掩码。

  (4)根据子网掩码,确定对应每个IP地址的子网地址,并确定各个子网的网络类型。把查到的各个子网加入地址表中。

  (5)试图得到与IP地址表中每个IP地址对应的域名(Domain Name),如具有相同域名,则说明同一个网络设备具有多个IP地址,即具有多个网络接口。

  (6)根据第二步中的路由与第四步中得到的子网,产生连接情况表。

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