网络管理技术的现状分析及趋势探讨

黄敏 帅明 张智林

摘要:该文通过分析国内外网管技术的研究现状,指出我国目前在该领域研究中所存在的问题,并针对这些问题来探讨网管技术的发展趋势,以期通过该文来辅助相关方面的研究者更好地把握网管技术的研究问题及发展方向。

关键词:计算机网络;网络管理技术;现状分析;发展趋势

中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2018)21-0040-03

Abstract: This paper analyses the present situation of the network management technology at home and abroad, points out the existing problems in this field, and explores its development tendency. Hopefully, this article will help the researchers to grasp the research problems and development direction of the network management technology.

Key words: computer network; network management technology; present situation analysis; development Trend

計算机网络的出现使得二十一世纪成为信息爆炸的时代,因特网的推广与应用更是有力地推动了世界信息化的发展进程。在信息技术高度发展的今天,网络已经与我们的日常生活密不可分,它在不知不觉中已经渗透到了我们工作和生活的方方面面。如果网络管理者不能对网络进行有效的管理,就不能向使用者提供高效、稳定、安全的网络环境,那么网络管理就会成为阻碍网络发展的绊脚石。因此,网络管理的重要性随着网络的发展而日益凸显出来,网络管理技术的研究对于我们的信息化社会来说具有非常高的研究价值。但是,当今的信息化发展非常迅速,各种各样的技术日新月异,以网络为核心的应用层出不穷,这就导致了计算机网络的规模越来越大,结构也日趋复杂。如何保障网络的可靠运行以满足人们日益增长的服务需求就成为摆在网络管理者面前的一大难题。

1 网络管理技术概述

1.1 网络管理技术的概念及发展

按照国际标准化组织(ISO)的定义,网络管理是指规划、监督、控制网络资源的使用和网络的各种活动,以使网络的性能达到最优。而网络管理技术就是在网络管理过程当中所采用的技术支持,是为实现网络管理的目的而采取的手段。自从有了电话交换网就开始有了对通信网络的管理,因此,网络管理技术的发展应该与Internet的发展是相同步的。虽然国外早在20世纪60年代初期就进行过网管技术相关方面的研究,但是由于没有一个统一的标准,以及各方面条件不成熟等因素使得研究没能进行下去。直到80年代随着一系列网络管理标准的出台,才算正式掀起了网管技术的研究热潮。许多国际标准化组织、论坛和科研机构都先后开发了各类标准、协议来指导网络管理与设计,但各种网络系统在结构上存在着或大或小的差异,至今还没有一个大家都能接受的标准。[1]

1.2 网络管理技术的分类

当前,网络管理技术主要有以下三种:诞生于Internte家族的SNMP、针对SNMP的不足而设计的CMIP和针对分布对象的网络管理技术CORBA。[2]

1)SNMP简单网络管理协议

SNMP是由互联网+工程任务组(IETF)提出的基于TCP/IP和因特网的协议。它是为解决不同厂商、不同结构的网络之间的通信问题而产生的开放系统互联网络管理协议。因此,SNMP一推出就得到了众多厂商的支持,并在实际的管理环境中得到了检验和发展,成为网络管理领域事实上的工业标准。[3]SNMP最大的优点就是简单、容易实现以及具有良好的可扩展性,用户可以非常方便地对其进行修改来满足他们特定的服务需求。正是由于这些优点,使得SNMP成为目前支持率最高、应用最多的网络管理协议。[4]但是,事物总有其两面性,SNMP的简单既是它的优点也是它的缺点。因为它是按照简单和易于实现的原则设计的,所以它所规定的管理信息库(MIB)比较简单并存在安全缺陷,网络管理功能也受到限制,难以将其用于复杂网络的管理。

2) CMIP通用管理信息协议

CMIP通用管理信息协议是针对SNMP的不足而设计的。它以OSI参考模型的七层协议栈作为基础,可以对开放系统互连环境下的所有网络资源进行监测和控制,能够提供一个完整网络管理方案所需的功能。因此,它在通用性方面比SNMP协议好,弥补了SNMP的缺陷,被认为是未来网络管理的标准协议。CMIP采用的是委托监控的工作方式,这种方式的优点是反应及时和开销小,但是对软硬件资源的要求很高,因此在短期内尚不能在业界得到广泛的支持。

3) CORBA通用对象请求代理体系结构

CORBA通用对象请求代理体系结构是对象管理组织OMG为解决分布式处理环境下硬件和软件系统的互联互通而提出的一种解决方案。利用CORBA技术开发出的网络管理应用可以在不考虑编程语言、位置及主机类型的情况下实现相互通信。[5]近年来,CORBA技术主要用于开发大型分布式综合网络管理平台,利用它可以很方便地解决SNMP、CMIP、WWW等的集成与互操作问题。目前,基于CORBA技术的网络管理还在不断的研究中,主要研究网关的实现问题以及综合网络管理系统的开发实现等。

2 网络管理技术的研究现状及局限

2.1 研究现状

目前国外大多数的网络管理系统都是在SNMP的基础上建成的,并且已经有许多在技术上比较成熟的网管产品,这些产品主要以软件为主。[6]例如早期的PcAnywhere,惠普公司的OpenView,以及目前比较流行的微软公司的Systems Management Suits(SMS),SunSoft公司的Net Manager等等都是国外应用比较广的网络管理软件。除此之外,国外在网络管理的学术研究方面从80年代开始也有很大的发展:从1988年开始IEEE(美国电气和电子工程师协会)下属的CNOM(网络营运与管理专业委员会)每两年就举办一次以“网络营运与管理”为专题的讨论会;1FIP(国际信息联合会)也从1989年开始每两年举办一届综合网络管理专题讨论会;还有由民间各路对网络管理感兴趣的人士自发成立的各种大大小小的组织等,其中,一个名叫OSI/NM FORUM的网络管理论坛是国外学术研究比较前沿的民间论坛。这些部门和组织的出现,在很大程度上推动了国外网管技术的研究发展。

国内对网管技术的研究相较于国外来讲起步较晚,到20 世纪90 年代才开始相关方面的研究,最初的研究也主要是通过跟踪国外的先进技术来展开的。现在二十多年过去了,我国在网络管理领域已经取得了一定的技术积累和研究突破,但我国在网管技术方面的水平与国外的先进水平仍存在差距。[7]在学术研究方面,国内研究的主力军主要集中在企业和高校,它们主要针对的是学校或企业等大中型局域网的管理研究。这就导致了当前我国大多数关于网络管理类的研究的研究对象比较局限,网络类型比较单一,不能够及时发现网络管理领域的最新问题并及时解决。除此之外,还存在研究组织不成体系的问题。像国外一样,国内也有一些对该领域感兴趣的人士自发组成的各种形式的组织,例如比较出名的网管之家、51CTO技术论坛等等,这些组织虽然为我国网管技术的研究注入了活力。但也反映出了我国在该领域缺乏比较权威的研究组织或团体的问题,如国外的IEEE,IFIP等,我国的研究主力军主要集中在企业或高校,由于没有比较权威的研究组织,大家都自己研究自己的,在学术研究上相对比较分离,不能将一些新的思想与技术进行很好地融合,这也是导致我国在网管技术研究领域相较于国外比较滞后的原因之一。

2.2 我国当前研究存在的局限

1)非标准化环境下多厂商技术不兼容

我国近年来也有许多厂商在研发基于SNMP的适合国内用户和企业发展的网络管理系统。例如,中兴的ZXNM01V4综合网络管理系统、华为公司的eSight等等,这些网管系统的出现,在一定程度上填补了我国在大型企业级网管系统的技术空白,缩短了我国在大型网络的管理技术上与国外的差距。但是,在我国的网络管理领域中,仍然缺乏统一的网管技术标准,限制了我国网管技术的进一步发展。以中兴为例,ZXNM01V4综合网络管理系统虽然采用先进成熟的网管架构,并且具有很高的可扩展性,但是它所能管理的各种网元只能局限于中兴通讯生产的各种设备。这就对整个网管系统的性能产生了限制,不能够很好地对整个网络进行管理。因为我国的网络管理环境面临的是多产商多设备的网络,并且各大厂商的产品在技术上存在不兼容的情况,如果在管理上没有统一的技术标准,就很难对这些进行管理,同时也限制了我国网管技术在应用方面的扩展。因此,我国的网管技术研究应朝着标准化方向发展。

2)被动的非智能化管理成为主流

基于Web的网络管理技术是近年来比较热门的网管技术,它可以让网络管理不受地域、系统和协议的限制,让网络管理变得灵活。并且管理者通过Web浏览器来进行网络的管理也非常地直观和方便。因此,基于Web的网络管理模式成为当今我国网络管理的主流,许多企业及高校都采用这种模式来管理自己的网络。这种基于Web的网络管理模式主要是通过网管系统实时监控被管网络中的各个节点,当节点出现问题时,网管系统对问题进行分析和处理,然后将无法处理的问题通过网页反馈给网络管理员。这就使得整个网络管理处于被动状态,被动地等待问题的产生,被动地去解决问题,不能真正地减轻网络管理员的负担。因此,这就需要网络管理技术往智能化方向发展,将一些智能技术应用到网络管理中来,让网络管理从被动变为主动,主动地去发现问题、解决问题,从而达到更优的网络管理效果,真正做到减轻网络管理员的负担。

3)网络管理技术难以综合

我们常见网络管理技术基本都和具体的网络结构有着密不可分的关联。例如基于SNMP的网络管理、基于TMN的网络管理、基于CORBA的网络管理和基于Web的网络管理等等,每一种网络管理技术都和一种网络管理的体系结构有着密切的关系,不同的网管技术解决不同网络的管理问题。但是异构网络的互联是当今网络发展的一大趋势,因此,如何将基于不同网管体系结构的不同的网络管理技术综合到一起来管理综合性的网络也是网络管理技术中的难点问题。[8]

3 网络管理技术的发展趋势

目前,计算机网络正在向标准化、智能化、综合化的方向发展。[9] 为了使网络管理适应网络发展的节奏,从而对网络进行更好的管理,就应该让网管技术也向着标准化、智能化和综合化的方向发展,除此之外,为增加网络管理的灵活性,满足不同用户的服务需求,网管技术还应朝着主动化方向发展。

3.1 标准化的网络管理

由于缺乏统一的技术标准,我国各大厂商的产品在技术上存在不兼容的情况。而CORBA技术就是针对以上问题而提出的解决方案,它能够实现分布式环境下硬件和软件系统互联互通,利用CORBA 技术开发的管理应用能够在不考虑网络环境、实现语言以及应用软件之间差异的情况下实现相互通信。这样,就可以把按照不同标准生产出的产品之间实现互联互通,在一定程度上解决了不同厂商设备不兼容的问题,增加了网管设备的灵活性和可扩展性。使用CORBA技术来解决各大厂商设备间的通信问题,最重要的就是通过网关来进行通信协议的转换。因此,当前关于CORBA技术的研究主要是“SNMP/CORBA” 与“CMIP/CORBA ”网关的实现问题。

3.2 智能化的网络管理

日益复杂的网络维护以及日渐繁多的工作量已经使网络管理员越来越难以承受。因此,网络管理要做到真正减轻网管员的工作负荷,就必须向智能化方向发展。智能技术应用于网络管理的方式有很多种,比如:以专家系统为代表的智能化网络管理、基于智能Agent的网络管理和基于计算智能的宽带网络管理等等。以基于专家系统的网络管理为例,专家系统为网络管理注入了智能化的特征,它能够根据网络系统中所提供的信息进行判断和管理。主动发现网络异常,准确定位网络故障,然后根据设备和应用的需求自动为终端设备提供权限和优先等级,再按照管理策略来解决问题。这种智能化的管理方式极大地提高网络管理的效率和准确性。[10] 将以往被動的网络管理模式变为主动,在一定程度上减轻了人力资源的投入。

3.3 综合化的网络管理

异构网络的互联是当今网络发展的一大趋势,那么对异构网络的综合化管理就是当今网络管理的发展趋势之一。针对异构网络的管理问题,国际电信联盟(ITU)开发了对电信网实行统一的综合维护管理手段——TMN(电信管理网)。[11] 它是由各种不同的管理系统按照标准的接口互连而成的独立于电信网的管理网络。它通过一个具备一系列标准接口的统一体系结构来提供一种有组织的网络结构,从而使各种不同类型的网管系统与电信设备互连来实现电信网的统一化管理。TMN为异构互联网络的管理提供了思路,为进一步研究异构网络的综合化管理奠定了基础。

3.4 主动化的网络管理

由于网络技术的飞速发展,网络管理要满足人们日益增长的服务需求就必须增加自身的灵活性。主动网以其灵活、开放的体系结构,可编程的中间节点等特性为网络管理引入了新的管理模式。[12] 它可以让用户将自己订制的程序注入网络,在网络中主动寻找发挥作用的场所,更好地满足用户的服务需求。将主动网技术应用到网络管理中有助于解决集中式网络系统的可扩充性差、效率低、资源利用率差等问题。比如:我们可以利用主动网络技术在具有计算能力的网络节点上驻留一些监控和管理代码,这些代码能够周期性的收集、汇报所在节点的信息,在该节点周围出现故障时自动地对故障进行及时处理。[13]这样既提高了网管响应的速度同时又节约了网络管理所需要的网络带宽,在提高网管系统灵活性的同时又满足了用户的服务需求,具有非常大的发展潜力。

4 结语

综上所述,在计算机网络与我们的日常生活日益密切的信息化时代,保障网络的稳定、高效和安全对于我们网络使用者来说是非常重要的。而网管技术作为保障网络可靠运行的有效手段,就必须与网络同步发展。只有在技术上不断地改进与创新,才能够满足日益更新的管理需求。这就要求我们网络管理者明确当前网管技术的研究现状和发展趋势,及时地发现问题、解决问题,从而为使用者提供更可靠的网络。

参考文献:

[1] 王晓艳,冯大伟.浅谈计算机网络管理技术与发展趋势[J].临床医学工程,2008(12).

[2] 吴海军.浅谈网络管理技术现状及发展趋势[J].科学大众,科学教育,2016(11).

[3] 范月萍.基于SNMP的网络管理的研究与应用[D].大庆石油学院,2007.

[4] 李大友,刘建,刘远生,时瑞鹏.网络管理技术(网络管理员级)[M].电子工业出版社,2004:366-367.

[5] 邓兆锋,吴学智,王烨.基于CORBA的网络管理技术研究[J].船电技术,2007(1).

[6] 董加敏,王斌.基于SNMP协议的高校网络流量监控管理系统的研究[D],广州大学学报,2009(2).

[7] 王睿.论计算机网络管理系统应用现状及发展前景[J].通信设计与应用,2015(3).

[8] 孟洛明,网络管理技术的现状和发展趋势[J].中兴新通讯,2000.

[9] 李大友,刘建,刘远生,时瑞鹏.网络管理技术(网络管理员级)[M].电子工业出版社,2004:366-367.

[10] 曾映雪,陈慧萍,倪天倪.专家系统在网络管理中的应用与研究[J].计算机与现代化,2002(11).

[11] 张泉方,宋伟.基于TMN架构的网管平台的体系结构设计[J].计算机应用,2007, 27(4):1023-1026.

[12] 李勇飞,陈佳.基于主动网技术的网络管理[J].福建电脑,2005(1).

[13] 姚晓艳.基于主动网络技术的网络管理模型研究[D].山東师范大学,2007.

【通联编辑:代影】

《网络管理技术的现状分析及趋势探讨》转载自《电脑知识与技术》学术期刊,2018年21期 ,作者:黄敏,帅明,张智林。

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