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网络的管理与维护

日期:2016-07-29 07:48:54 来源:未知 点击

 

网络的管理与维护 

摘要  网络攻击行为已经蔓延的越来越广,网络的安全问题日趋严重。网络的安全问题来自多方面的各种原因。本文就是有效的防止网络故障的发生以及发现故障并且维护网络,采取一些防范的网络安全策略和解决办法。就网络中常见故障进行分类,并对各种常见网络故障提出相应的解决方法。综上所述,网络管理就尤为重要,随看计算机网络规模的扩大和复杂性的增加,网络管理在计算机网络系统中的地位越来越重要。本文在计算机网络管理和维护的基础上,介绍了很多实用的技术与方法,从而更加有效的学好计算机网络的管理与维护,更直接的了解计算机网络的理论与技术,从而更好的达到学以致用的效果。通过本文,我们还会学到一些比较实用的技术,从而拉近我们与网络的距离。

 

 

 

 

 

关键词 计算网络,安全策略,网络故障,维护网络,解决办法


 

 


  随着计算机技术和Internet发展企业和政府部门开始大规模的建立网络来推动电子商务和政务的发展,伴随着网络的业务和应用的丰富,对计算机网络的管理与维护也就变得至关重要。人们普遍认为,网络管理是计算机网络的关键技术之一,尤其在大型计算机网络中更是如此。网络管理就是指监督、组织和控制网络通信服务以及信息处理所必需的各种活动的总称。其目标是确保计算机网络的持续正常运行,并在计算机网络运行出现异常时能及时响应和排除故障。

  网络故障极为普遍,网络故障的种类也多种多样,要在网络出现故障时及时对出现故障的网络进行维护,以最快的速度恢复网络的正常运行,掌握一套行之有效的网络维护理论、方法和技术是关键。就网络中常见故障进行分类,并对各种常见网络故障提出相应的解决方法。
  随着计算机的广泛应用和网络的日趋流行,功能独立的多个计算机系统互联起来,互联形成日渐庞大的网络系统。计算机网络系统的稳定运转已与功能完善的网络软件密不可分。计算机网络系统,就是利用通讯设备和线路将地理位置不同的、信息交换方式及网络操作系统等共享,包括硬件资源和软件资源的共享:因此,如何有效地做好本单位计算机网络的日常维护工作,确保其安全稳定地运行,这是网络运行维护人员的一项非常重要的工作。
  在排除比较复杂网络的故障时,我们常常要从多种角度来测试和分析故障的现象,准确确定故障点。


 

 

第一章 网络安全技术

 

1.1 网络安全的概述

 

网络安全技术是指致力于解决诸如如何有效进行介入控制,以及如何保证数据传输的安全性的技术手段,主要包括物理的安全分析技术,网络结构安全分析技术,系统安全分析技术,管理安全分析技术,以及其他的安全服务和安全机制策略。

 21世纪全世界的计算机都将通过Internet联到一起,信息安全的内涵也就发生了根本的变化.它不仅从一般性的防卫变成了一种非常普通的防范,而且还从一种专门的领域变成了无处不在.当人类步入21世纪这一信息社会,网络社会的时候,我国将建立起一套完整的网络安全体系,特别是从政策上和法律上建立起有中国自己特色的网络安全体系.

一个国家的信息安全体系实际上包括国家的法规和政策,以及技术与市场的发展平台.我国在构建信息防卫系统时,应着力发展自己独特的安全产品,我国要想真正解决网络安全问题,最终的办法就是通过发展民族的安全产业,带动我国网络安全技术的整体提高.

网络安全产品有以下几大特点:第一,网络安全来源于安全策略与技术的多样化,如果采用一种统一的技术和策略也就不安全了;第二,网络的安全机制与技术要不断地变化;第三,随着网络在社会各方面的延伸,进入网络的手段也越来越多,因此,网络安全技术是一个十分复杂的系统工程.为此建立有中国特色的网络安全体系,需要国家政策和法规的支持及集团联合研究开发.安全与反安全就像矛盾的两个方面,总是不断地向上攀升,所以安全产业将来也是一个随着新技术发展而不断发展的产业.

 

1.2 防火墙

网络防火墙技术是一种用来加强网络之间访问控制,防止外部网络用户以非法手段通过外部网络进入内部网络,访问内部网络资源,保护内部网络操作环境的特殊网络互联设备.它对两个或多个网络之间传输的数据包如链接方式按照一定的安全策略来实施检查,以决定网络之间的通信是否被允许,并监视网络运行状态.

目前的防火墙产品主要有堡垒主机,包过滤路由器,应用层网关(代理服务器)以及电路层网关,屏蔽主机防火墙,双宿主机等类型.

虽然防火墙是目前保护网络免遭黑客袭击的有效手段,但也有明显不足:无法防范通过防火墙以外的其它途径的攻击,不能防止来自内部变节者和不经心的用户们带来的威胁,也不能完全防止传送已感染病毒的软件或文件,以及无法防范数据驱动型的攻击.

自从1986年美国Digital公司在Internet上安装了全球第一个商用防火墙系统,提出了防火墙概念后,防火墙技术得到了飞速的发展.国内外已有数十家公司推出了功能各不相同的防火墙产品系列.

防火墙处于5层网络安全体系中的最底层,属于网络层安全技术范畴.在这一层上,企业对安全系统提出的问题是:所有的IP是否都能访问到企业的内部网络系统如果答案是"",则说明企业内部网还没有在网络层采取相应的防范措施.

作为内部网络与外部公共网络之间的第一道屏障,防火墙是最先受到人们重视的网络安全产品之一.虽然从理论上看,防火墙处于网络安全的最底层,负责网络间的安全认证与传输,但随着网络安全技术的整体发展和网络应用的不断变化,现代防火墙技术已经逐步走向网络层之外的其他安全层次,不仅要完成传统防火墙的过滤任务,同时还能为各种网络应用提供相应的安全服务.另外还有多种防火墙产品正朝着数据安全与用户认证,防止病毒与黑客侵入等方向发展.

 

 

 

1.3 防火墙主要技术

 

 

包过滤型

包过滤型产品是防火墙的初级产品,其技术依据是网络中的分包传输技术.网络上的数据都是以""为单位进行传输的,数据被分割成为一定大小的数据包,每一个数据包中都会包含一些特定信息,如数据的源地址,目标地址,TCP/UDP源端口和目标端口等.防火墙通过读取数据包中的地址信息来判断这些""是否来自可信任的安全站点 ,一旦发现来自危险站点的数据包,防火墙便会将这些数据拒之门外.系统管理员也可以根据实际情况灵活制订判断规则.

包过滤技术的优点是简单实用,实现成本较低,在应用环境比较简单的情况下,能够以较小的代价在一定程度上保证系统的安全.

但包过滤技术的缺陷也是明显的.包过滤技术是一种完全基于网络层的安全技术,只能根据数据包的来源,目标和端口等网络信息进行判断,无法识别基于应用层的恶意侵入,如恶意的Java小程序以及电子邮件中附带的病毒.有经验的黑客很容易伪造IP地址,骗过包过滤型防火墙.

网络地址转化NAT

网络地址转换是一种用于把IP地址转换成临时的,外部的,注册的IP地址标准.它允许具有私有IP地址的内部网络访问因特网.它还意味着用户不许要为其网络中每一台机器取得注册的IP地址.

在内部网络通过安全网卡访问外部网络时,将产生一个映射记录.系统将外出的源地址和源端口映射为一个伪装的地址和端口,让这个伪装的地址和端口通过非安全网卡与外部网络连接,这样对外就隐藏了真实的内部网络地址.在外部网络通过非安全网卡访问内部网络时,它并不知道内部网络的连接情况,而只是通过一个开放的IP地址和端口来请求访问.OLM防火墙根据预先定义好的映射规则来判断这个访问是否安全.当符合规则时,防火墙认为访问是安全的,可以接受访问请求,也可以将连接请求映射到不同的内部计算机中.当不符合规则时,防火墙认为该访问是不安全的,不能被接受,防火墙将屏蔽外部的连接请求.网络地址转换的过程对于用户来说是透明的,不需要用户进行设置,用户只要进行常规操作即可.

代理型

代理型防火墙也可以被称为代理服务器,它的安全性要高于包过滤型产品,并已经开始向应用层发展.代理服务器位于客户机与服务器之间,完全阻挡了二者间的数据交流.从客户机来看,代理服务器相当于一台真正的服务器;而从服务器来看,代理服务器又是一台真正的客户机.当客户机需要使用服务器上的数据时,首先将数据请求发给代理服务器,代理服务器再根据这一请求向服务器索取数据,然后再由代理服务器将数据传输给客户机.由于外部系统与内部服务器之间没有直接的数据通道,外部的恶意侵害也就很难伤害到企业内部网络系统.

代理型防火墙的优点是安全性较高,可以针对应用层进行侦测和扫描,对付基于应用层的侵入和病毒都十分有效.其缺点是对系统的整体性能有较大的影响,而且代理服务器必须针对客户机可能产生的所有应用类型逐一进行设置,大大增加了系统管理的复杂性.

监测型

监测型防火墙是新一代的产品,这一技术实际已经超越了最初的防火墙定义.监测型防火墙能够对各层的数据进行主动的,实时的监测,在对这些数据加以分析的基础上,监测型防火墙能够有效地判断出各层中的非法侵入.同时,这种检测型防火墙产品一般还带有分布式探测器,这些探测器安置在各种应用服务器和其他网络的节点之中,不仅能够检测来自网络外部的攻击,同时对来自内部的恶意破坏也有极强的防范作用.据权威机构统计,在针对网络系统的攻击中,有相当比例的攻击来自网络内部.因此,监测型防火墙不仅超越了传统防火墙的定义,而且在安全性上也超越了前两代产品

虽然监测型防火墙安全性上已超越了包过滤型和代理服务器型防火墙,但由于监测型防火墙技术的实现成本较高,也不易管理,所以目前在实用中的防火墙产品仍然以第二代代理型产品为主,但在某些方面也已经开始使用监测型防火墙.基于对系统成本与安全技术成本的综合考虑,用户可以选择性地使用某些监测型技术.这样既能够保证网络系统的安全性需求,同时也能有效地控制安全系统的总拥有成本.

实际上,作为当前防火墙产品的主流趋势,大多数代理服务器(也称应用网关)也集成了包过滤技术,这两种技术的混合应用显然比单独使用具有更大的优势.由于这种产品是基于应用的,应用网关能提供对协议的过滤.例如,它可以过滤掉FTP连接中的PUT命令,而且通过代理应用,应用网关能够有效地避免内部网络的信息外泄.正是由于应用网关的这些特点,使得应用过程中的矛盾主要集中在对多种网络应用协议的有效支持和对网络整体性能的影响上。

 

 

1.4 入侵监测系统

 

14.  1概念

  当前,平均每20秒就发生一次入侵计算机网络的事件,超过1/3的互联网防火墙被攻破!面对接23的安全问题,人们不禁要问:到底是安全问题本身太复杂,以至于不可能被彻底解决,还的仍然可以有更大的改善,只不过我们所采取的安全措施中缺少了某些重要的环节。有关数据表明,后一种解释更说明问题。有权威机构做过入侵行为统计,发现他、有80%来自于网络内部,也就是说,堡垒是从内部被攻破的。另外,在相当一部分黑客攻击当中,黑客都能轻易地绕过防火墙而攻击网站服务器。这就使人们认识到:仅靠防火墙仍然远远不能将不速之客拒之门外,还必须借助于一个补救环节------入侵检测系统。

  入侵检测系统(Intrusion detection system,简称IDS)是指监视(或者在可能的情况下阻止)入侵或者试图控制你的系统或者网络资源的行为的系统。作为分层安全中日益被越普遍采用的成份,入侵检测系统能有效地提升黑客进入网络系统的门槛。入侵检测系统能够通过向管理员发出入侵或者入侵企图来加强当前存取控制系统,例如防火墙;识别防火墙通常用不能识别的攻击,如来自企业内部的攻击;在发现入侵企图之后提供必要的信息。

  入侵检测是防火墙的合理补充,帮助系统对付网络攻击,扩展了系统管理员的安全管理能力(包括安全审计、监视、进攻识别和响应),提高了信息安全基础结构的完整性。它从计算机网络系统中的若干个关键点收集信息,并分析这些信息,检测网络中是否有违反安全策略的行为和遭到袭击的迹象。它的作用是监控网络和计算机系统是否出现被入侵或滥用的征兆。

  作为监控和识别攻击的标准解决方案,IDS系统已经成为安防体系的重要组成部分。

  IDS系统以后台进程的形式运行。发现可疑情况,立即通知有关人员。

  防火墙为网络提供了第一道防线,入侵检测被认为是防火墙之后的第二道安全闸门,在不影响网络性能的情况下对网络进行检测,从而提供对内部攻击、外部攻击和误解操作的实时保护。由于入侵检测系统是防火墙后的又一道防线,从二可以极大地减少网络免受各种攻击的损害。

  假如说防火墙是一幢大楼的门锁,那入侵检测系统就是这幢大楼里的监视系统。门锁可以防止小偷进入大楼,但不能保证小偷100%地被拒之门外,更不能防止大楼内部个别人员的不良企图。而一旦小偷爬入大楼,或内部人员有越界行为,门锁就没有任何作用了,这时,只有实时监视系统才能发现情况并发出警告。入侵检测系统不仅仅针对外来的入侵者,同时也针对内部的入侵行为。

   1.  4.  2侵检测的主要技术————入侵分析技术

  入侵分析技术主要有三大类:签名、统计和数据完整性。

   签名分析法

  名分析法主要用来检测有无对系统的已知弱点进行的攻击行为。这类攻击可以通过监视有无针对特定对象的某种行为而被检测到。

  主要方法:从攻击模式中归纳出其签名,编写到IDS系统的代码里,再由IDS系统对检测过程中收集到的信息进行签名分析。

  签名分析实际上是一个模板匹配操作,匹配的一方是系统设置情况和用户操作动作,一方是已知攻击模式的签名数据库。

  统计分析法

  统计分析法是以系统正常使用情况下观察到的动作为基础,如果某个操作偏离了正常的轨道,此操作就值得怀疑。

  主要方法:首先根据被检测系统的正常行为定义一个规律性的东西,在此称为写照,然后检测有没有明显偏离写照的行为。

  统计分析法的理论经常是统计学,此方法中,写照的确定至关重要。

    数据完整分析法

  数据完整分析法主要用来查证文件或对象是否被修改过,它的理论经常是密码学。

    3侵检测系统的分类:

  现有的IDS的分类,大都基于信息源和分析方法。为了体现对IDS从布局、采集、分析、响应等各个层次及系统性研究方面的问题,在这里采用五类标准:控制策略、同步技术、信息源、分析方法、响应方式。

  按照控制策略分类

  控制策略描述了IDS的各元素是如何控制的,以及IDS的输入和输出是如何管理的。按照控制策略IDS可以划分为,集中式IDS、部分分布式IDS和全部分布式IDS。在集中式IDS中,一个中央节点控制系统中所有的监视、检测和报告。在部分分布式IDS中,监控和探测是由本地的一个控制点控制,层次似的将报告发向一个或多个中心站。在全分布式IDS中,监控和探测是使用一种叫代理的方法,代理进行分析并做出响应决策。

  按照同步技术分类

  同步技术是指被监控的事件以及对这些事件的分析在同一时间进行。按照同步技中,信息源是以文件的形式传给分析器,一次只处理特定时间段内产生的信息,并在入侵发生时将结果反馈给用户。很多早期的基于主机的IDS都采用这种方案。在实时连续型IDS中,事件一发生,信息源就传给分析引擎,并且立刻得到处理和反映。实时IDS是基于网络IDS首选的方案。

  按照信息源分类

  按照信息源分类是目前最通用的划分方法,它分为基于主机的IDS、基于网络的IDS和分布式IDS。基于主机的IDS通过分析来自单个的计算机系统的系统审计踪迹和系统日志来检测攻击。基于主机的IDS是在关键的网段或交换部位通过捕获并分析网络数据包来检测攻击。分布式IDS,能够同时分析来自主机系统日志和网络数据流,系统由多个部件组成,采用分布式结构。

  按照分析方法分类

  按照分析方法IDS划分为滥用检测型IDS和异常检测型IDS。滥用检测型的IDS中,首先建立一个对过去各种入侵方法和系统缺陷知识的数据库,当收集到的信息与库中的原型相符合时则报警。任何不符合特定条件的活动将会被认为合法,因此这样的系统虚警率很低。异常检测型IDS是建立在如下假设的基础之上的,即任何一种入侵行为都能由于其偏离正常或者所期望的系统和用户活动规律而被检测出来。所以它需要一个记录合法活动的数据库,由于库的有限性使得虚警率比较高。

  按照响应方式分类

按照响应方式IDS划分为主动响应IDS和被动响应IDS。当特定的入侵被检测到时,主动IDS会采用以下三种响应:收集辅助信息;改变环境以堵住导致入侵发生的漏洞;对攻击者采取行动。

第二章 网络的管理

 

2.1 概述

 

  随着计算机技术和Internet的发展,企业和政府部门开始大规模的建立网络来推动电子商务和政务的发展,伴随着网络的业务和应用的丰富,对计算机网络的管理与维护也就变得至关重要。人们普遍认为,网络管理是计算机网络的关键技术之一,尤其在大型计算机网络中更是如此。网络管理就是指监督、组织和控制网络通信服务以及信息处理所必需的各种活动的总称。其目标是确保计算机网络的持续正常运行,并在计算机网络运行出现异常时能及时响应和排除故障。

  关于网络管理的定义目前很多,但都不够权威。一般来说,网络管理就是通过某种方式对网络进行管理,使网络能正常高效地运行。其目的很明确,就是使网络中的资源得到更加有效的利用。它应维护网络的正常运行,当网络出现故障时能及时报告和处理,并协调、保持网络系统的高效运行等。国际标准化组织(ISO)在ISO/IEC7498-4中定义并描述了开放系统互连(OSI)管理的术语和概念,提出了一个OSI管理的结构并描述了OSI管理应有的行为。它认为,开放系统互连管理是指这样一些功能,它们控制、协调、监视OSI环境下的一些资源,这些资源保证OSI环境下的通信。通常对一个网络管理系统需要定义以下内容:

   系统的功能。即一个网络管理系统应具有哪些功能。

   网络资源的表示。网络管理很大一部分是对网络中资源的管理。网络中的资源就是指网络中的硬件、软件以及所提供的服务等。而一个网络管理系统必须在系统中将它们表示出来,才能对其进行管理。

   网络管理信息的表示。网络管理系统对网络的管理主要靠系统中网络管理信息的传递来实现。网络管理信息应如何表示、怎样传递、传送的协议是什么?这都是一个网络管理系统必须考虑的问题。

   系统的结构。即网络管理系统的结构是怎样的。

  网络管理这一学科领域自20世纪80年代起逐渐受到重视,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。当前,网络管理技术主要有以下三种:诞生于Internte家族的SNMP是专门用于对Internet进行管理的,虽然它有简单适用等特点,已成为当前网络界的实际标准,但由于Internet本身发展的不规范性,使SNMP有先天性的不足,难以用于复杂的网络管理,只适用于TCP/IP网络,在安全方面也有欠缺。已有SNMPv1SNMPv2两种版本,其中SNMPv2主要在安全方面有所补充。随着新的网络技术及系统的研究与出现,电信网、有线网、宽带网等的融合,使原来的SNMP已不能满足新的网络技术的要求;CMIP可对一个完整的网络管理方案提供全面支持,在技术和标准上比较成熟.最大的优势在于,协议中的变量并不仅仅是与终端相关的一些信息,而且可以被用于完成某些任务,但正由于它是针对SNMP的不足而设计的,因此过于复杂,实施费用过高,还不能被广泛接受;分布对象网络管理技术是将CORBA技术应用于网络管理而产生的,主要采用了分布对象技术将所有的管理应用和被管元素都看作分布对象,这些分布对象之间的交互就构成了网络管理.此方法最大的特点是屏蔽了编程语言、网络协议和操作系统的差异,提供了多种透明性,因此适应面广,开发容易,应用前景广阔.SNMPCMIP这两种协议由于各自有其拥护者,因而在很长一段时期内不会出现相互替代的情况,而如果由完全基于CORBA的系统来取代,所需要的时间、资金以及人力资源等都过于庞大,也是不能接受的.所以,CORBASNMPCMIP相结合成为基于CORBA的网络管理系统是当前研究的主要方向。

  网络管理协议

  网络管理协议一般为应用层级协议,它定义了网络管理信息的类别及其相应的确切格式,并且提供了网络管理站和网络管理节点间进行通讯的标准或规则。

  网络管理系统通常由管理者(Manager)和代理( Agent)组成,管理者从各代理那儿采集管理信息,进行加工处理,从而提供相应的网络管理功能,达到对代理管理之目的。即管理者与代理之间孺要利用网络实现管理信息交换,以完成各种管理功能,交换管理信息必须遵循统一的通信规约,我们称这个通信规约为网络管理协议。

  目前有两大网管协议,一个是由IETF提出来的简单网络管理协议SNMP,它是基于TCP / IPInternet的。因为TCP/IP协议是当今网络互连的工业标准,得到了众多厂商的支持,因此SNMP是一个既成事实的网络管理标准协议。SNMP的特点主要是采用轮询监控,管理者按一定时间间隔向代理者请求管理信息,根据管理信息判断是否有异常事件发生。轮询监控的主要优点是对代理的要求不高;缺点是在广域网的情形下,轮询不仅带来较大的通信开销,而且轮询所获得的结果无法反映最新的状态。

    另一个是ISO定义的公共管理信息协议CMIPCMIP是以OSI的七层协议栈作为基础,它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,被认为是未来网络管理的标准协议。CMIP的特点是采用委托监控,当对网络进行监控时,管理者只需向代理发出一个监控请求,代理会自动监视指定的管理对象,并且只是在异常事件(如设备、线路故障)发生时才向管理者发出告警,而且给出一段较完整的故障报告,包括故障现象、故障原因。委托监控的主要优点是网络管理通信的开销小、反应及时,缺点是对代理的软硬件资源要求高,要求被管站上开发许多相应的代理程序,因此短期内尚不能得到广泛的支持。

  网络管理系统的组成

  网络管理的需求决定网管系统的组成和规模,任何网管系统无论其规模大小如何,基本上都是由支持网管协议的网管软件平台、网管支撑软件、网管工作平台和支撑网管协议的网络设备组成。

  网管软件平台提供网络系统的配置、故障、性能以及网络用户分布方面的基本管理。目前决大多数网管软件平台都是在UNIX DOS/WINDOWS平台上实现的。目前公认的三大网管软件平台是:HP ViewIBM NetviewSUN Netmanager。虽然它们的产品形态有不同的操作系统的版本,但都遵循SNMP协议和提供类似的网管功能。

  不过,尽管上述网管软件平台具有类似的网管功能,但是它们在网管支撑软件的支持、系统的可靠性、用户界面、操作功能、管理方式和应用程序接口,以及数据库的支持等方面都存在差别。可能在其它操作系统之上实现的Netview          OpenviewNetmanager网 管 软 件 平 台 版 本 仅 是 标 准Netview          OpenviewNetmanager的子集。例如,在MS Windows操作系统上实现的Netview 网管软件平台版本Netview for Windows 便仅仅只是Netview的子集。

  网管支撑软件是运行于网管软件平台之上,支持面向特定网络功能、网络设备和操作系统管理的支撑软件系统。

  网络设备生产厂商往往为其生产的网络设备开发专门的网络管理软件。这类软件建立在网络管理平台之上,针对特定的网络管理设备,通过应用程序接口与平台交互,并利用平台提供的数据库和资源,实现对网络设备的管理,比如Cisco Works就是这种类型的网络管理软件,它可建立在HP Open ViewIBM Netview等管理平台之上,管理广域互联网络中的Cisco路由器及其它设备。通过它,可以实现对Cisco的各种网络互联设备(如路由器、交换机等)进行复杂网络管理。

  网络管理的体系结构

    网络管理系统的体系结构(简称网络拓扑)是决定网络管理性能的重要因素之一。通常可以分为集中式和非集中式两类体系结构。

  

 

2.2常见的几种网络管理技术
  

2.2.1基于WEB的网络管理模式

     随着 Internet技术的广泛应用,Intranet也正在悄然取代原有的企业内部局域网,由于异种平台的存在及网络管理方法和模型的多样性, 使得网络管理软件开发和维护的费用很高, 培训管理人员的时间很长,因此人们迫切需要寻求高效、方便的网络管理模式来适应网络高速发展的新形势。随着IntranetWEB 及其开发工具的迅速发展,基于WEB的网络管理技术也因此应运而生。基于WEB的网管解决方案主要有以下几方面的优点:(1)地理上和系统间的可移动性:系统管理员可以在Intranet 上的任何站点或Internet的远程站点上利用 WEB 浏览器透明存取网络管理信息;(2)统一的WEB浏览器界面方便了用户的使用和学习,从而可节省培训费用和管理开销;(3)管理应用程序间的平滑链接:由于管理应用程序独立于平台,可以通过标准的HTTP协议将多个基于WEB的管理应用程序集成在一起,实现管理应用程序间的透明移动和访问;(4)利用 JAVA技术能够迅速对软件进行升级。 为了规范和促进基于WEB的网管系统开发,目前已相继公布了两个主要推荐标准:WEBMJMAPI。两个推荐标准各有其特色,并基于不同的原理提出。

WEBM方案仍然支持现存的管理标准和协议,它通过WEB技术对不同管理平台所提供的分布式管理服务进行集成,并且不会影响现有的网络基础结构。       JMAPI 是一种轻型的管理基础结构,采用JMAPI来开发集成管理工具存在以下优点:平台无关、高度集成化、消除代理程序版本分发问题、安全性和协议无关性。

 

2.3分布对象网络管理技术

 

  目前广泛采用的网络管理系统模式是一种基于Client/Server技术的集中式平台模式。由于组织结构简单,自应用以来,已经得到广泛推广,但同时也存在着许多缺陷:一个或几个站点负责收集分析所有网络节点信息,并进行相应管理,造成中心网络管理站点负载过重;所有信息送往中心站点处理,造成此处通信瓶颈;每个站点上的程序是预先定义的,具有固定功能,不利于扩展。随着网络技术和网络规模尤其是因特网的发展,集中式在可扩展性、可靠性、有效性、灵活性等方面有很大的局限,已不能适应发展的需要.

  CORBA技术

  CORBA技术是对象管理组织OMG推出的工业标准,主要思想是将分布计算模式和面向对象思想结合在一起,构建分布式应用。CORBA的主要目标是解决面向对象的异构应用之间的互操作问题,并提供分布式计算所需要的一些其它服务。OMGCORBA平台的核心,

  它用于屏蔽与底层平台有关的细节,使开发者可以集中精力去解决与应用相关的问题,而不必自己去创建分布式计算基础平台。CORBA将建立在ORB之上的所有分布式应用看作分布计算对象,每个计算对象向外提供接口,任何别的对象都可以通过这个接口调用该对象提供的服务。CORBA同时提供一些公共服务设施,例如名字服务、事务服务等,借助于这些服务,CORBA可以提供位置透明性、移动透明性等分布透明性。

  CORBA的一般结构

基于CORBA的网络管理系统通常按照Client/Server的结构进行构造。其中,服务方是指针对网络元素和数据库组成的被管对象进行的一些基本网络服务,例如配置管理、性能管理等.客户方则是面向用户的一些界面,或者提供给用户进一步开发的管理接口等。其中,从网络元素中获取的网络管理信息通常需要经过CORBA/SNMP网关或CORBA/CMIP网关进行转换,这一部分在有的网络管理系统中被抽象成CORBA代理的概念.从以上分析可以看出,运用CORBA技术完全能够实现标准的网络管理系统。不仅如此,由于CORBA是一种分布对象技术,基于CORBA的网络管理系统能够克服传统网络管理技术的不足,在网络管理的分布性、可靠性和易开发性方面达到一个新的高度。

 

2.4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(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:

  ISOISO/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。

 

 

 

 

第三章 网络的维护

 

 

3.1网络维护的介绍

 

网络故障极为普遍,网络故障的种类也多种多样,要在网络出现故障时及时对出现故障的网络进行维护,以最快的速度恢复网络的正常运行,掌握一套行之有效的网络维护理论、方法和技术是关键。就网络中常见故障进行分类,并对各种常见网络故障提出相应的解决方法。
  随着
计算机的广泛应用和网络的日趋流行,功能独立的多个计算机系统互联起来,互联形成日渐庞大的网络系统。计算机网络系统的稳定运转已与功能完善的网络软件密不可分。计算机网络系统,就是利用通讯设备和线路将地理位置不同的、信息交换方式及网络操作系统等共享,包括硬件资源和软件资源的共享:因此,如何有效地做好本单位计算机网络的日常维护工作,确保其安全稳定地运行,这是网络运行维护人员的一项非常重要的工作。
  在排除比较复杂网络的故障时,我们常常要从多种角度来测试和分析故障的现象,准确确定故障点。

 

3.2分析模型和方法


  七层的网络结构分析模型方法

  从网络的七层结构的定义和功能上逐一进行分析和排查,这是传统的而且最基础的分析和测试方法。这里有自下而上和自上而下两种思路。自下而上是:从物理层的链路开始检测直到应用。自上而下是:从应用协议中捕捉数据包,分析数据包统计和流量统计信息,以获得有价值的资料。

  网络连接结构的分析方法

  从网络的连接构成来看,大致可以分成客户端、网络链路、服务器端三个模块。

  1、客户端具备网络的七层结构,也会出现从硬件到软件、从驱动到应用程序、从设置错误到病毒等的故障问题。所以在分析和测试客户端的过程中要有大量的背景知识,有时PC的发烧经验也会有所帮助。也可以在实际测试过程中询问客户端的用户,分析他们反映的问题是个性的还是共性的,这将有助于自己对客户端的进一步检测作出决定。

  2、来自网络链路的问题通常需要网管、现场测试仪,甚至需要用协议分析仪来帮助确定问题的性质和原因。对于这方面的问题分析需要有坚实的网络知识和实践经验,有时实践经验会决定排除故障的时间。

  3、在分析服务器端的情况时更需要有网络应用方面的丰富知识,要了解服务器的硬件性能及配置情况、系统性能及配置情况、网络应用及对服务器的影响情况。

  工具型分析方法

  工具型分析方法有强大的各种测试工具和软件,它们的自动分析能快速地给出网络的各种参数甚至是故障的分析结果,这对解决常见网络故障非常有效。

综合及经验型分析方法靠时间、错误和成功经验的积累 在大多数的阿络维护工作人员的工作中是采用这个方法的,再依靠网管和测试工具迅速定位网络的故障。

 

3.3计算机无法上网故障的排除


  3.3.1 对于某台联网计算机上不了网的故障,首先要分别确定此计算机的网卡安装是否正确,是否存在硬件故障,网络配置是否正确在实际工作中我们一般采用Ping本机的回送地址(127.0.0.1)来判断网卡硬件安装和TCP/IP协议的正确性。

  如果能Ping通,即说明这部分没有问题。如果出现超时情况,则要检查计算机的网卡是否与机器上的其它设备存在中断冲突的问题。通过查看系统属性中的设备管理器,查看是否在网络适配器的设备前面有黄色惊叹号或红色叉号,如有则说明硬件的驱动程序没有安装成功,可删除后重新安装。另外,要确保TCP/IP协议安装的正确性,并且要绑定在你所安装的网卡上。如果重新安装后还是Ping不通回送地址,最好换上一块正常的网卡试一试。由于在局域网中划分了VLAN,所以连在不同VLAN中的计算机都有各自不同的IP地址、子网掩码和网关。要在机器的网络属性中设定的IP地址等数据与连接的VLAN相匹配,否则将出现网络不通的情况。

  当确保了计算机的硬件设备和网络配置正确后,接着就要查看计算机与交换机之间的双绞线,交换机的RJ45端口或交换机的配置是否有问题。此时我们要Ping上网计算机所在VLAN的网关,不通的话就要分段检查上面所说的各项。

  最简单的方法是检查双绞线,用线缆测试仪检测双绞线是否断开。双绞线没有问题,就要查看交换机的端口是否坏了。交换机每一个端口都有状态指示灯以询问一下其它网管人员就可以排除了,如果不放心可以对照查看。交换机的参数配置表也是网络管理员必备的资料之一,并且随着网络用户的变化要不断地修改,检测到此,如果端口指示灯不亮,就只能是端口损坏了,可以把跳线接到正常使用的端口上排除其它原因,确定是端口的问题。

  3.  3.  2 一批联网计算机上不了网对于同时有一批计算机上不了网的故障,首先要找到这些计算机的共性,如是不是属于同一VLAN或接在同一交换机上的,若这些计算机属于同一VLAN,且属于计算机分别连接于不同的楼层交换机,那么检查一下路由器上是否有acl限制,在路由器上对该VLAN的配置是否正确,路由协议(如我局的OSPF协议)是否配置正确。若这些计算机属于同一交换机,则应到机房检查该交换机是否有电源松落情况,或该交换机CPU负载率是否很高,与上一级网络设备的链路是否正常。

  通常某交换机连接的所有电脑都不能正常与网内其它电脑通讯,这是典型的交换机死机现象,可以通过重新启动交换机的方法解决。如果重新启动后故障依旧,则检查一下那台交换机连接的所有电脑,看逐个断开连接的每台电脑的情况,慢慢定位到某个故障电脑,会发现多半是某台电脑上的网卡故障导致的。

  故障通常是交换机的某个端口变得非常缓慢,最后导致整台交换机或整个堆叠慢下来。通过控制台检查交换机的状态,发现交换机的缓冲池增长得非常快,达到了90%或更多。原因及解决方法为:首先应该使用其它电脑更换这个端口上原来的连接,看是否由这个端口连接的那台电脑的网络故障导致的,也可以重新设置出错的端口并重新启动交换机,个别时候,可能是这个端口损坏了。

 

3.4计算机网络故障分析

 
  计算机网络故障主要分为硬件故障和软件故障,对计算机网络故障进行分析也主要可以从硬件与软件两个方面着手:

  (一)计算机网络故障分析与诊断的基本方法

  计算机网络故障分析与诊断的原则可归纳为:由服务器到工作站(就是出现工作站不能入网的情况时,先确定服务器是否有问题);由外部到内部(即当有工作站出现网络故障时,先检查其外部直接可看到的设备情况,如与之相连的交换机或集线器有没有故障,电缆有无缠绕导致内部线缆断裂或接触不良);由软件到硬件(就是网络出故障后先从操作系统、网络协议、网卡驱动程序及配置上找原因。重新安装网卡驱动或网络协议、操作系统,看看故障是否消失。在确定排除软件问题后再检查硬件是否损坏。

  (二)网络硬件故障的分析与诊断方法

  网络中的硬件故障比较复杂,现就日常工作中常见的网络连线问题和网卡问题来进行探讨。如,网线至交换机或集线器之间的故障分析与诊断方法,故障诊断:通过看网卡指示灯集线器指示灯。首先,检查网线是否插好;其次,若有数台工作站同时出现网络故障,则有可能是连接这些计算机的交换机或集线器出故障。如,网卡故障,故障分析:这是最常发生的问题。如网卡设置错误,网卡在安装过程中是否正确地设置中断号,I/0端口地址,驱动程序是否出错,网卡是否出故障等。

  (三)网络配置故障的分析与诊断

故障分析:网络配置故障就是由网络中的各项配置不当而产生的故障。它是一种较复杂的现象,不但要检查服务器的各项配置、工作站的各项配置,还要根据出现的错误信息和现象查出原因。如,域名、计算机名和地址故障的分析与诊断。故障分析:在实际工作中经常会出现在网上邻居中看不到其它计算机或只能看到部分计算机,无法找到指定的计算机等现象。故障诊断:检查网络中每个域、每台计算机的名称是否唯一;检查网络中的计算机名是否和域名或工作组名重复,使用TCP/IP时,检查分配给网络适配器的IP地址有无重复。在如协议故障的分析与诊断,故障分析:确认您所使用的协议与网络上其它计算机使用的协议相同。否则,将看不到网络上其它计算机。在配置和使用TCP/IP协议时的主要问题是IP地址、子网掩码和路由问题。IP地址的分配复杂,分配不好,容易造成网络混乱。因而,非网管人员不要随意修改IP地址。

 

3.5故障定位及排除的常用方法


  3.  5.  1.告警性能分析法

  通过网管获取告警和性能信息进行故障定位。我们单位使用了Siteview网络网管,可以对全单位的网络设备进行管理,平时多观察各设备CPU负载率和各线路的流量。当有人反映不能连接至网络或网速很慢时,可通过网管观察计算机与交换机的连接情况,是否有时断时通的现象,交换机CPU负载率是否很高,线路流量是否很大。通过观察设备端口状态,分析和观察交换机哪个端口所接的计算机发包量不太正常。

  3.  5.  2.查看网络设备日志法

  经常看一下网络设备的日志,分析设备状况。我曾经通过showlonging命令观察到4006交换机下连的2950交换机经常每隔7小时down掉,然后又up,因时间间隔较长,单位人员未感觉网络中断,在此期间我们检查并确定了光缆、光收发器、网线、交换机配置、交换机端口均正常,后来的间隔时间由原来的7小时减为7分钟。由此我们立即判定2950交换机本身有故障,马上将已准备好的备用交换机换上,从而减少了处理故障的时间,并在最短时间内恢复网络。

 3 5.  3.替换法

  替换法就是使用一个工作正常的物体去替换一个工作不正常的物体,从而达到定位故障、排除故障的目的。这里的物件可以是一段线缆、一个设备和一块模块。

 3 .  5.  4.配置数据分析法

  查询、分析当前设备的配置数据,通过分析以上的配置数据是否正常来定位故障。若配置的数据有错误,需进行重新配置。

 

3.6计算机网络维护


  计算机网络故障是与网络畅通相对应的一概念,计算机网络故障主要是指计算机无法实现联网或者无法实现全部联网。引起计算机网络故障的因素多种多样但总的来说可以分为物理故障与逻辑故障,或硬件故障与软件故障。物理故障或硬件故障可以包括电源线插头没有进行正常的连接,联网电脑网卡、网线、集线器、交换机、路由器等故障、计算机硬盘、内存、显示器等故障也会不同程度影响到网络用户正常使用网络。软件故障是当前最常见的计算机网络故障之一,常见的软件故障有网络协议问题、网络设备的配置和设置等问题造成的。

  网络故障目前已经成为影响计算机网络使用稳定性的重要因素之一,加强对计算机网络故障的分析和网络维护已经成为网络用户经常性的工作之一。及时进行网络故障分析和网络维护也已经成为保障网络稳定性的重要方式方法。

  计算机网络维护是减少计算机网络故障,维护计算机网络稳定性的重要的方式方法。计算机网络维护一般来说包括以下方面:

  1.对硬件的维护。首先检测联网电脑网卡、网线、集线器、交换机、路由器等故障、计算机硬盘、内存、显示器等是否能够正常运行,对临近损坏的计算机硬件要及时进行更换。同时要查看网卡是否进行了正确的安装与配置。具体来说要确定联网计算机硬件能够达到联网的基本要求,计算机配置的硬件不会与上网软件发生冲突而导致不能正常联网。

  2.对软件的维护。软件维护是计算机网络维护的主要方面,具体来说主要包括,

  (1)计算机网络设置的检查。具体来说检查服务器是否正常,访问是否正常,以及检查网络服务、协议是否正常。

  (2)对集线器、交换器和路由器等网络设备的检查。具体来说,包括检测网络设备的运行状态,检测网络设备的系统配置。

  (3)对网络安全性的检测。对网络安全性的检测主要包括,对服务器上安装的防病毒软件进行定期升级和维护,并对系统进行定期的查杀毒处理;对服务器上安装的防火墙做不定期的的系统版本升级,检测是否有非法用户入网入侵行为;对联网计算机上的数据库做安全加密处理并对加密方式和手段进行定期更新,以保障数据的安全性。

  (4)网络通畅性检测。在进行网络维护的过程,经常会遇到网络通讯不畅的问题,其具体表现为网络中的某一结点pingq其他主机,显示一个很小的数据包,需要几百甚至几千毫秒,传输文件非常慢,遇到这种情况应首先看集线器或交换机的状态指示灯,并根据情况进行判断。

 

 

 

 

 

 

谢辞


     
本文提出了现代网络中的一些安全策略,重点提出了管理技术和维护技术。也介绍了几种常用的防范技术。随着现在的发展,网络的不安全因素很多,网络管理和维护尤其重要,本文介绍了网络管理几个方面的技术和网络维护的几种常用技术。

本文的研究工作能够得以顺利完成,在这里我首先要衷心地感谢我尊敬的指导老师冯思泉,导师严谨的治学风格和渊博的知识给了我们端正的研究态度和良好的学术氛围。在整个论文的完成过程中,我得到了老师的悉心指导,让我不仅学到了扎实、广泛的专业知识,培养了自己的科研能力,也学到了做人的道理。在此我要向我的老师致以最诚挚的感谢和深深的敬意。

同时,在日常的研究和学习过程中,感谢我的家人默默的关心与支持,也感谢我的朋友给我的帮助与鼓励。在此,向所有关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友表示由衷的谢意!衷心地感谢在百忙之中评阅论文各位老师!

 

 

 

参考文献

 

 

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2】 张焕国王丽娜黄传河信息安全学科建设与人才培养的研究与实践全国计算机系主任(院长)会议论文集北京高等教育出版社, 2005                   3张焕国, 毋国庆, 覃中平.一种新型安全计算机, 武汉大学学报(理学版), 2004, 50(S1)

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