2.1.17　管理网

网络管理是指对网络运行状态进行监测和控制，使其能够有效、可靠、安全、经济地提供服务。网络管理包含两个任务，一是对网络的运行状态进行监测，二是对网络的运行状态进行控制，通过监测可以了解网络状态是否正常，是否存在瓶颈和潜在的危机；通过控制可以对网络状态进行合理调节，从而提高性能，保证服务。

随着网络技术的高速发展，网络管理的重要性越来越突出，主要表现在以下3个方面。

·网络设备的多样化与复杂化使网络管理变得更加复杂。

·网络的经济效益越来越依赖于网络的有效管理。

·先进可靠的网络管理也是网络本身发展的必然结果。

1．网络管理的对象

计算机网络管理涉及网络中的各种资源，可以分为两大类：硬件资源和软件资源。

硬件资源是指物理介质、计算机设备和网络互联设备。物理介质通常是物理层设备，如网卡、双绞线等；计算机设备包括打印机和存储设备及其他计算机外围设备；常用的网络互联设备有中继器、网桥、路由器、网关等。

软件资源主要包括操作系统、应用软件和通信软件。通信软件是指通信协议的软件。另外，软件资源还有路由器软件、交换机软件等。

2．网络管理的目标

网络管理的目标是满足运营者及用户对网络的有效性、可靠性、开放性、综合性、安全性和经济性的要求。

·网络应是有效的，网络的服务要有质量保证。

·网络应是可靠的，必须保证网络能够稳定地运转，不能时断时续，并且应对自然灾害有较强的抵御能力和一定的自愈能力。

·网络要有开放性，即网络要能够接受多厂商生产的异种设备，以统一的方式配置网络设备、控制网络、排除故障。

·网络要有综合性，即网络业务不能单一化。向综合业务过渡，图像、视频点播等宽带业务正在快速推广。

·网络要有一定的安全性。随着人们对网络依赖性的增强，对网络传输信息的安全性要求也越来越高。

·网络要有经济性。对网络管理者而言，网络的建设、运营、维护等费用要求应尽可能少。

3．网络管理五大功能

由ISO定义的网络管理的功能主要有五个方面：配置管理、故障管理、性能管理、计费管理和安全管理。

（1）配置管理

配置管理（Configuration Management）是最基本的网络管理功能，负责网络的建立、业务的展开及配置数据的维护。配置管理功能包括资源清单管理、资源开通及业务开通。资源清单管理是所有配置管理的基本功能，资源开通是为满足新业务需求及时地配备资源，业务开通是为端点用户分配业务或功能。配置管理是初始化网络，并配置网络，以使其提供网络服务。配置管理是一组用于辨别、定义、控制和监视通信网络对象所必需的相关功能，目的是实现某个特定功能或使网络性能达到最优。

配置管理是一个中、长期的活动，它要管理的是由于网络增容、设备更新、新技术的应用、新业务的开通、新用户的加入、业务的撤销、用户的迁移等原因所导致的网络配置的变更。配置管理包括以下几个方面。

·设置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。

（2）故障管理

故障管理（Fault Management）的主要任务是发现和排除网络故障。故障管理用于保证网络资源无障碍、无错误地运营，包括障碍管理、故障恢复和预防保障。障碍管理的内容有警告、测试、诊断、业务恢复、故障设备更换等。预防保障为网络提供自愈能力，在系统可靠性下降、业务经常受到影响的准故障条件下实施。在网络的监视中，故障管理参考配置管理的资源清单来识别网络元素。在故障影响了有质量保证承诺的业务时，故障管理要与计费管理互通，以赔偿用户的损失。

网络故障管理包括检测故障、隔离故障和纠正故障3个方面，具体应包括以下典型功能。

·维护并检测错误日志。

·接收错误检测报告并作出响应。

·跟踪、辨认错误。

·执行诊断测试。

·纠正错误。

（3）性能管理

性能管理（Performance Management）的目的是维护网络服务质量和网络运营效率。性能管理包括性能监测、性能分析及性能管理控制功能。同时，还提供性能数据库的维护，以及发现性能严重下降时启动故障管理系统的功能。

性能管理评价系统资源的运行状况及通信效率等系统性能。功能包括监视和分析被管网络及其所提供服务的性能。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。

性能管理的一些典型功能如下。

·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。

·改变系统的操作模式，以进行系统性能管理的操作。

（4）计费管理

计费管理（Accounting Management）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，它可以估算出用户使用网络资源可能需要的费用和代价。

计费管理根据业务及资源的使用记录制作用户收费报告，确定网络业务和资源的使用费用，计算成本。计费管理保证向用户准确无误地收取使用网络业务应交的费用，也进行诸如直接运用管理控制和提取状态信息一类的辅助网络管理服务。

计费管理的主要目的是正确地计算和收取用户使用网络服务的费用。但这并不是唯一的目的，计费管理还要进行网络资源利用率的统计和网络成本效益的核算，对于以赢利为目的的网络经营者来说，计费管理的功能无疑是非常重要的。

通常计费管理包括以下几个主要功能。

·计算网络建设及运营，主要成本包括网络设备器材成本、网络服务成本、人工费用等。

·统计网络及其所包含的资源的利用率。为确定各种业务在不同时间段的计费标准提供依据。

·联机收集计费数据。这是向用户收取网络服务费用的依据。

·计算用户应支付的网络服务费用。

·账单管理。保存收费账单及必要的原始数据，以备用户查询和质疑。

（5）安全管理

安全管理（Security Management）采用信息安全措施保护网络中的系统、数据及业务。其目的是提供信息的隐私、认证和完整性保护机制，使网络中的服务、数据及系统免受侵扰和破坏。安全管理包括风险分析功能、安全服务功能、告警功能、日志功能和报告功能，以及网络管理系统保护功能等。

需要明确的是，安全管理系统并不能杜绝所有对网络的侵扰和破坏。其作用仅在于最大限度地防范，以及在受到侵扰和破坏后将损失降到最低。具体地说，主要作用有以下几点。

·采用多层防卫手段，将受到侵扰和破坏的概率降到最低。

·提供迅速检测非法使用和非法入侵初始点的手段，核查跟踪侵入者的活动。

·提供恢复被破坏的数据和系统的手段，尽量降低损失。

·提供查获入侵者的手段。

·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。具体包括以下3个内容。

·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。

4．电信管理网

电信管理网（TMN）是一个逻辑上与电信网分离的网络，它通过标准的接口（包括通信协议和信息模型）与电信网进行传送/接收管理信息，从而达到对电信网控制和操作的目的。TMN的管理体系结构比较复杂，可以从四个方面分别进行描述，即功能体系结构、物理体系结构、信息体系结构和逻辑分层体系结构。

TMN的信息体系结构基本上使用OSI系统管理概念和原则，如面向对象的建模方法、管理者与代理和MIB等。

把TMN的功能划分为功能模块，每一功能模块又是由更小的功能单元构成的，这是TMN功能结构的基本原则。这一原则的目的是简化TMN的实现，把功能分布在不同的模块中，功能模块间利用数据通信功能（DCF）来传递消息，并由功能参考点来分割。各模块可以独立实现，降低了TMN的复杂性，提高了软件的重用度。根据新版的ITU-TM.3011的建议，TMN的基本功能块有操作系统功能（OSF）、工作站功能（WSF）、Q适配功能（QAF）和网元功能（NEF）4种，功能参考点分别为q，f，x，g和m。OSF对管理信息进行处理以实现对电信网的监视、协调和控制。

WSF为用户提供接入到TMN的手段，其功能包括终端的安全接入和注册、识别、确认输入/输出、支持菜单、窗口和分页等。QAF用来连接TMN实体与非TMN实体，提供TMN参考点与非TMN参考点之间的转换。NEF表示被管理的功能，同时也提供管理时所需要的通信和支持功能。

根据需要，TMN的功能结构可以灵活地组成不同的物理结构。物理结构由物理实体组成，物理实体之间为TMN的标准接口。TMN的基本的物理实体包括操作系统（OS）、工作站（WS）、Q适配器（QA）、网元（NE）和数据通信网（DCN），它们之间的接口分别为Q3接口、F接口和X接口。OS主要完成OSF功能，同时也可完成QAF功能和WSF功能。WS是完成WSF功能的系统，即完成TMN信息模型与人机界面表示形式之间转换的系统。QA是连接非TMN网元和TMN操作系统之间的设备，完成QAF功能。NE由电信设备和一些支持设备组成，主要完成NEF功能，也可根据需要完成TMN中的其他功能，如QAF、OSF和WSF等。当功能模块在不同的物理实体中实现时，功能模块之间的功能参考点由物理实体之间的相应物理接口替代，如Q3接口在q参考点实现，F接口在f参考点实现，X接口在x参考点实现。若功能模块在一个物理实体中实现时，功能模块之间的功能参考点不转化为物理接口。

电信网络的种类很多，管理非常复杂，对某类电信设备（如交换机、交叉连接设备DXC等）的管理已经显示了其复杂性，若对整个电信网，甚至只是对某个本地网做到综合管理都将是一项非常艰巨和非常复杂的任务。TMN把管理功能需求分解为不同的层次，每层相对独立，都有各自的OSF完成特定的管理功能，层与层之间由q参考点分割。在TMN建设初期可以只完成低层的管理功能，以后逐步完善高层管理功能，最终实现管理的综合。TMN的管理层次分为五层，从低到高依次为网元层（NEL）、网元管理层（EML）、网络管理层（NML）、业务管理层（SML）和事务管理层（BML）。其中，网元层属于被管理层，其他四层属于管理层。

TMN从20世纪80年代中期提出后，已成为全球接受的管理电信公众网的框架。尽管TMN有技术上先进、强调公认的标准和接口等优点，但随着计算机和通信技术的不断发展，TMN自身也暴露出许多问题，如目标太大、抽象化程度太高、MIB的标准化进度DY慢、OSI协议栈效率不高等。

近年来，网络管理技术成为一个十分热门的技术领域，许多标准机构、学术或论坛组织都在参加这方面的研究，提出了各种可能的管理体系结构和规范。其中，开放分布式管理是研究的重点，ODP／CORBA／TINA、ODMA和智能代理技术（IA）可能代表了TMN未来的发展趋势。