高性能网络管理技术的研究

任 伟

【摘要】文章分析了传统网络管理技术和其功能结构,阐述了几种高性能网络管理技术;然后根据网络管理的需求,预测了未来网络管理的发展方向。

【关键词】网络管理QoSIPv6AVIP

1 引言

随着网络应用的多样化和复杂化,以及用户数量的激增,网络管理的重要性也逐步体现出来,而且网络管理一直以来都是研究网络体系结构的一个重要部分。现在的网络管理系统大部分都是面向用户开发的,具有人性化的管理模式和界面,例如Cisco公司的Cisco Works、惠普公司的HP OpenView,和IBM公司的IBM Tivoli等网络管理系统。本文主要针对网络管理系统结构,对现在的高性能网络管理方法进行分析,并根据网络的发展、网络业务的发展和网络用户的变化给出一些高性能网络管理方法。

2 传统网络管理技术

传统网络管理主要包括:配置管理、性能管理、故障管理、安全管理、计费管理,具体如下所述:

配置管理负责初始化网络并配置网络,以使其提供网络服务,包括:自动发现网络拓扑结构,构造和维护网络系统的配置。其主要功能有:①配置信息的自动获取,②自动配置、自动备份及相关技术,③配置一致性检查,④用户操作记录功能。在配置管理中,已经有很多功能可以由计算机自动进行配置,比如利用简单的协议进行配置。

性能管理估计系统资源的运行情况及通信效率情况,主要包括:采集、分析网络对象的性能数据,监测网络对象的性能,对网络线路质量进行分析。主要功能有:性能监控、阈值控制、性能分析、可视化的性能报告、实时性能监控和网络对象性能查询。

故障管理主要功能包括:故障监测、故障报警、故障信息管理、排错支持工具和检索/分析故障信息。

网络安全管理有以下功能:网络资源的访问控制、报警事件分析及主机系统的安全漏洞检测。

计费管理记录网络资源的使用,目的是控制和检测网络操作的代价。计费管理包括:对网际互联设备按IP地址的双向流量统计,产生多种信息统计报告及流量对比,并提供网络计费工具,以便用户根据自定义的要求实施网络计费。

3 高性能网络管理技术

3.1 网络性能及QoS管理

收集性能数据,如通信网络产生拥塞、网络延时、网络流量分配、网络用户需求等,然后将得到的这些数据用网络协议和标准进行计算,可以得到QoS和SLA(Service Level Agreement,服务级别合约)。这里包括网络线路的性能、网络设备性能、网络服务器性能、网络资源性能等。

3.2 智能故障管理

智能故障排查功能可以高效地解决网络故障,比如快速找到网络故障节点、快速排查故障范围、自动报错、自行排除简单故障等。

3.3 协议及标准管理

随着网络层次划分和网络结构划分越来越清晰,ISO 7层协议及TCP/IP协议等各种网络服务协议的管理越来越繁杂,要求系统设计者有合理的实施方案,并且要对整个网络系统有相当的了解,这也是一项很艰巨的任务。

3.4 流量管理

流量管理是利用贷款管理实现分等级服务,是对SLM(Service Level Management,服务等级管理)的进一步支持。

3.5 业务故障管理

业务故障管理主要是当运营商前台服务人员服务出错时及时解决问题的一种管理方式,其发现故障人主要是客户,临时处理人员是前台技术人员。

3.6 高性能网络设备管理

高性能网络设备管理主要是指大型网络的骨干网设备(主要包括骨干路由器和交换机)和网络终端处理设备的维护及管理,在管理层面上可分为:前台业务管理,前台技术管理和后台技术管理。前台业务管理主要是针对客户所涉及的网络设备进行管理,包括运营商客户所购买与租借的设备和个人用户所需要的设备及其业务内容;前台技术管理主要包括脱离用户层面的管理技术,例如对服务器进行前台设置和对网络计数器进行调整等;后台技术管理是指纯粹技术层面上的管理及维护,例如保证路由器和交换机正常工作,保证骨干网络正常运行以及新技术的应用等。

3.7 综合业务管理

综合业务管理主要包括业务故障分析和处理建议、生成业务性能报告、产生业务报警等。综合业务管理是ISO各层用户之间的协作管理,也是大型客户和个人客户之间的协作管理,包括硬件设备管理和软件设备管理。可以将以上几类没有包括的管理项目统称为综合业务管理。

4 未来网络管理技术的发展

4.1 高性能网络安全和业务管理

高性能安全管理现在已经越来越引起人们的注意,包括IETF组织发布的很多RFC中都提到了网络安全所面临的问题及其解决方案。为了预防安全问题的出现,从设备到软件再到业务都有各种预防,例如软件防火墙和硬件防火墙的使用、路由器的IP安全业务、服务器使用Linux网络操作系统、终端机利用隔离软件将包含不安全因素的信息隔离等。这些都是基于安全而实施的一些措施,从底层的技术到上层的业务都做了很充分的准备。

4.2 IPv6网络管理

IETF组织提出的IPv6技术,从各个层面都可以解决IPv4网络所不能满足要求的问题。在管理层面上,IPv6网络从底层到上层都提出了一套详细的规范且在不断地修改,以满足显示网络的需要,其中包括IPv6与IPv4的网络线路和网络设备兼容性、IPv6地址管理体系、IPv6移动性管理、IPv6安全性管理和IPv6网络运行的协议管理。随着IPv6的逐步发展,对IPv6网络系统管理的研究也会进一步地深入。

4.3 策略化管理

策略化管理是个大的概念,其中包括设备的策略化管理、网络策略化管理、协议策略化管理、安全策略化管理和人员策略化管理等。例如,随着应用的多样化和复杂化,以及用户数量的激增,以往可以通过QoS、ACL和带宽限制等手段对单个用户进行管理控制,现在已经不能适应发展,对此,策略化管理才是解决的方法。在10Gb/s情况下,可以针对用户群进行需求分类,QoS、ACL和带宽限制的实施通过策略化以针对特定群组的方式来完成。对于同样需求的用户、同样需求的业务,策略化的一次性管理配置是非常方便的,是符合10Gb/s应用下网络管理需求的。

4.4 分层管理技术

分层管理技术的思想来源于最初的人工管理方式,例如企业中的管理层次就是从高到低的树形结构方式。计算机技术中分层管理技术最初应用于数据库管理体系中,由于网络系统的层次化越来越清晰,各层之间管理项目也越来越多,所以网络体系结构开发者将分层的思想应用于网络管理中。这样可以在不同层次进行不同项目的管理,分工明确,是项目设计的重要方法。

4.5 分布式管理技术

分布式管理技术是利用分布式计算和并行计算的思想,将整个网络管理系统分成若干完成相同功能的小模块,相互之间并行和分布式地协调合作完成整个系统的管理。这种方法有利于提高网络管理的实时性能。

4.6 其它新的网络管理技术

随着网络应用的多样化和复杂化,在现代网络管理系统中,经常有新的网络管理思想被提出,比如将数学的思想应用到网络技术中,传统的网络管理技术经过揉合派生出新的网络管理技术。例如,Alcatel的AVIP(ALMA Vision IP)结合了777RCP高性能路由器对MPLS的良好支持、增强的QoS机制以及与光传输的整合等方面的优势,使电信级网络高效的网络和业务管理功能得到了较好的发挥。AVIP是一套针对新一代IP网络的综合网络业务管理系统,可以在全网的拓扑结构、运行性能、流量状况等网络信息与运营商的服务策略以及客户所要求的服务质量之间建立起统一的智能化管理连接,帮助运营商以经济的方式提供客户满意的服务。

还有,面向业务保障的管理系统可以通过其独特的智能管理工具,如流量工程工具和SLA工具,完成全网的采样存储、统计分析、决策调度,对MPLS流量工程、MPLS VPN和SLA进行分析、实施和监控;协助骨干网运营商进行综合业务及网络管理,更有效地开展VPN等新兴IP增值业务,实行不同级别的服务,实现网络收益的最大化。

随着网络的发展,网络管理技术将有很大的发展空间,根据现有需求和未来需求提出并应用新的网络管理技术是未来网络管理发展的方向。

参考文献

[1]蒋建春,主编. 邓健,等编著. 计算机网络管理理论与实践教程[M]. 北京: 北京邮电大学出版社,2008.

[2]孙琦琳,编. 计算机网络管理[M]. 北京: 学苑出版社, 2008.

[3]杨云江,编著. 计算机网络管理技术[M]. 北京: 清华大学出版社,2005.

[4]雷震甲,编著. 计算机网络管理[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社,2006.

[5]葛秀慧,田浩,金素梅,编著. 计算机网络安全管理(第2版)[M]. 北京: 清华大学出版社,2008.

[6]劳动和社会保障部中国就业培训技术指导中心组织. 计算机网络管理员:网络管理师[M]. 北京: 清华大学出版社,2004.

[7]张沪寅,吴黎兵,吕慧,等编著. 计算机网络管理实用教程(第二版)[M]. 武汉: 武汉大学出版社,2009.

[8]王群,编著. 计算机网络管理技术[M]. 北京: 清华大学出版社,2008.

[9]武装,编著. 计算机网络管理原理与实现[M]. 北京: 电子工业出版社,2009.

[10]赵立群,主编. 计算机网络管理与安全[M]. 北京: 清华大学出版社,2008.★

【作者简介】

任伟:助理工程师,本科毕业于解放军信息工程大学,现任职于中国电信广东公司,研究方向:项目管理。

致 歉

《移动通信》2009年8月(下)“业务与支撑系统”栏目《电信运营商实时欠费风险控制技术研究》一文,作者喻朝新和刘郁恒两位的相片弄反了,特此致歉。

《移动通信》2009年9月(下)“研究与探讨”栏目《RFID标签天线技术发展综述》一文,图1所示并非“RFID系统的组成”,特此向陈宏山、何平两位作者和广大读者致歉。

《移动通信》编辑部