高性能網絡管理技術的研究

任 偉

【摘要】文章分析了傳統網絡管理技術和其功能結構,闡述了幾種高性能網絡管理技術;然后根據網絡管理的需求,預測了未來網絡管理的發展方向。

【關鍵詞】網絡管理QoSIPv6AVIP

1 引言

隨著網絡應用的多樣化和復雜化,以及用戶數量的激增,網絡管理的重要性也逐步體現出來,而且網絡管理一直以來都是研究網絡體系結構的一個重要部分。現在的網絡管理系統大部分都是面向用戶開發的,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等網絡管理系統。本文主要針對網絡管理系統結構,對現在的高性能網絡管理方法進行分析,并根據網絡的發展、網絡業務的發展和網絡用戶的變化給出一些高性能網絡管理方法。

2 傳統網絡管理技術

傳統網絡管理主要包括:配置管理、性能管理、故障管理、安全管理、計費管理,具體如下所述:

配置管理負責初始化網絡并配置網絡,以使其提供網絡服務,包括:自動發現網絡拓撲結構,構造和維護網絡系統的配置。其主要功能有:①配置信息的自動獲取,②自動配置、自動備份及相關技術,③配置一致性檢查,④用戶操作記錄功能。在配置管理中,已經有很多功能可以由計算機自動進行配置,比如利用簡單的協議進行配置。

性能管理估計系統資源的運行情況及通信效率情況,主要包括:采集、分析網絡對象的性能數據,監測網絡對象的性能,對網絡線路質量進行分析。主要功能有:性能監控、閾值控制、性能分析、可視化的性能報告、實時性能監控和網絡對象性能查詢。

故障管理主要功能包括:故障監測、故障報警、故障信息管理、排錯支持工具和檢索/分析故障信息。

網絡安全管理有以下功能:網絡資源的訪問控制、報警事件分析及主機系統的安全漏洞檢測。

計費管理記錄網絡資源的使用,目的是控制和檢測網絡操作的代價。計費管理包括:對網際互聯設備按IP地址的雙向流量統計,產生多種信息統計報告及流量對比,并提供網絡計費工具,以便用戶根據自定義的要求實施網絡計費。

3 高性能網絡管理技術

3.1 網絡性能及QoS管理

收集性能數據,如通信網絡產生擁塞、網絡延時、網絡流量分配、網絡用戶需求等,然后將得到的這些數據用網絡協議和標準進行計算,可以得到QoS和SLA(Service Level Agreement,服務級別合約)。這里包括網絡線路的性能、網絡設備性能、網絡服務器性能、網絡資源性能等。

3.2 智能故障管理

智能故障排查功能可以高效地解決網絡故障,比如快速找到網絡故障節點、快速排查故障范圍、自動報錯、自行排除簡單故障等。

3.3 協議及標準管理

隨著網絡層次劃分和網絡結構劃分越來越清晰,ISO 7層協議及TCP/IP協議等各種網絡服務協議的管理越來越繁雜,要求系統設計者有合理的實施方案,并且要對整個網絡系統有相當的了解,這也是一項很艱巨的任務。

3.4 流量管理

流量管理是利用貸款管理實現分等級服務,是對SLM(Service Level Management,服務等級管理)的進一步支持。

3.5 業務故障管理

業務故障管理主要是當運營商前臺服務人員服務出錯時及時解決問題的一種管理方式,其發現故障人主要是客戶,臨時處理人員是前臺技術人員。

3.6 高性能網絡設備管理

高性能網絡設備管理主要是指大型網絡的骨干網設備(主要包括骨干路由器和交換機)和網絡終端處理設備的維護及管理,在管理層面上可分為:前臺業務管理,前臺技術管理和后臺技術管理。前臺業務管理主要是針對客戶所涉及的網絡設備進行管理,包括運營商客戶所購買與租借的設備和個人用戶所需要的設備及其業務內容;前臺技術管理主要包括脫離用戶層面的管理技術,例如對服務器進行前臺設置和對網絡計數器進行調整等;后臺技術管理是指純粹技術層面上的管理及維護,例如保證路由器和交換機正常工作,保證骨干網絡正常運行以及新技術的應用等。

3.7 綜合業務管理

綜合業務管理主要包括業務故障分析和處理建議、生成業務性能報告、產生業務報警等。綜合業務管理是ISO各層用戶之間的協作管理,也是大型客戶和個人客戶之間的協作管理,包括硬件設備管理和軟件設備管理。可以將以上幾類沒有包括的管理項目統稱為綜合業務管理。

4 未來網絡管理技術的發展

4.1 高性能網絡安全和業務管理

高性能安全管理現在已經越來越引起人們的注意,包括IETF組織發布的很多RFC中都提到了網絡安全所面臨的問題及其解決方案。為了預防安全問題的出現,從設備到軟件再到業務都有各種預防,例如軟件防火墻和硬件防火墻的使用、路由器的IP安全業務、服務器使用Linux網絡操作系統、終端機利用隔離軟件將包含不安全因素的信息隔離等。這些都是基于安全而實施的一些措施,從底層的技術到上層的業務都做了很充分的準備。

4.2 IPv6網絡管理

IETF組織提出的IPv6技術,從各個層面都可以解決IPv4網絡所不能滿足要求的問題。在管理層面上,IPv6網絡從底層到上層都提出了一套詳細的規范且在不斷地修改,以滿足顯示網絡的需要,其中包括IPv6與IPv4的網絡線路和網絡設備兼容性、IPv6地址管理體系、IPv6移動性管理、IPv6安全性管理和IPv6網絡運行的協議管理。隨著IPv6的逐步發展,對IPv6網絡系統管理的研究也會進一步地深入。

4.3 策略化管理

策略化管理是個大的概念,其中包括設備的策略化管理、網絡策略化管理、協議策略化管理、安全策略化管理和人員策略化管理等。例如,隨著應用的多樣化和復雜化,以及用戶數量的激增,以往可以通過QoS、ACL和帶寬限制等手段對單個用戶進行管理控制,現在已經不能適應發展,對此,策略化管理才是解決的方法。在10Gb/s情況下,可以針對用戶群進行需求分類,QoS、ACL和帶寬限制的實施通過策略化以針對特定群組的方式來完成。對于同樣需求的用戶、同樣需求的業務,策略化的一次性管理配置是非常方便的,是符合10Gb/s應用下網絡管理需求的。

4.4 分層管理技術

分層管理技術的思想來源于最初的人工管理方式,例如企業中的管理層次就是從高到低的樹形結構方式。計算機技術中分層管理技術最初應用于數據庫管理體系中,由于網絡系統的層次化越來越清晰,各層之間管理項目也越來越多,所以網絡體系結構開發者將分層的思想應用于網絡管理中。這樣可以在不同層次進行不同項目的管理,分工明確,是項目設計的重要方法。

4.5 分布式管理技術

分布式管理技術是利用分布式計算和并行計算的思想,將整個網絡管理系統分成若干完成相同功能的小模塊,相互之間并行和分布式地協調合作完成整個系統的管理。這種方法有利于提高網絡管理的實時性能。

4.6 其它新的網絡管理技術

隨著網絡應用的多樣化和復雜化,在現代網絡管理系統中,經常有新的網絡管理思想被提出,比如將數學的思想應用到網絡技術中,傳統的網絡管理技術經過揉合派生出新的網絡管理技術。例如,Alcatel的AVIP(ALMA Vision IP)結合了777RCP高性能路由器對MPLS的良好支持、增強的QoS機制以及與光傳輸的整合等方面的優勢,使電信級網絡高效的網絡和業務管理功能得到了較好的發揮。AVIP是一套針對新一代IP網絡的綜合網絡業務管理系統,可以在全網的拓撲結構、運行性能、流量狀況等網絡信息與運營商的服務策略以及客戶所要求的服務質量之間建立起統一的智能化管理連接,幫助運營商以經濟的方式提供客戶滿意的服務。

還有,面向業務保障的管理系統可以通過其獨特的智能管理工具,如流量工程工具和SLA工具,完成全網的采樣存儲、統計分析、決策調度,對MPLS流量工程、MPLS VPN和SLA進行分析、實施和監控;協助骨干網運營商進行綜合業務及網絡管理,更有效地開展VPN等新興IP增值業務,實行不同級別的服務,實現網絡收益的最大化。

隨著網絡的發展,網絡管理技術將有很大的發展空間,根據現有需求和未來需求提出并應用新的網絡管理技術是未來網絡管理發展的方向。

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【作者簡介】

任偉:助理工程師,本科畢業于解放軍信息工程大學,現任職于中國電信廣東公司,研究方向:項目管理。

致 歉

《移動通信》2009年8月(下)“業務與支撐系統”欄目《電信運營商實時欠費風險控制技術研究》一文,作者喻朝新和劉郁恒兩位的相片弄反了,特此致歉。

《移動通信》2009年9月(下)“研究與探討”欄目《RFID標簽天線技術發展綜述》一文,圖1所示并非“RFID系統的組成”,特此向陳宏山、何平兩位作者和廣大讀者致歉。

《移動通信》編輯部