第11章 关系网络管理技术-《物联网技术基础教程》

第11章关系网络管理技术学习任务网络管理的热点技术分布式网络管理技术分布式数据库/资料集合管理Clicktoaddtitleinhere123本章主要涉及：第11章关系网络管理技术•物联网需要管理各种网络，而网络中不但存在了数十亿的物品，还存在着海量类型的软件、中间件、系统以及硬件设备。•所以未来的物联网的网络管理技术将涵盖广阔的范围，并且需要考虑各种因素，从元素容纳、安全性保证，到性能优化以及可靠性要求等等。第11章关系网络管理技术•首先，网络管理技术需要涉及分布式数据库/资料集合的管理、网络设备的自动轮询，以及实时网络拓扑变化和网络流量分布的图形界面监控系统。•其次，物联网中的网络管理服务，需要开发出各式各样的工具、应用软件和设备，来辅助监控与维护那些参与到物联网及其应用中的各种类型的网络。第11章关系网络管理技术•最后，就像今天在互联网上蓬勃发展的社区网络服务那样，未来的物联网的网络管理技术还需要允许物品之间形成各式各样依托于网络的关系。•这些关系既可能是传统的、标准的、经典的类型，比如物品对于物品集合的隶属性等；•还可能是新颖的、松散类型的关系，比如基于一个意外或者事件所形成的短期临时性联盟结构等。11.1网络管理的热点技术1.数据采集技术•在数据的采集处理方面，当今的网络管理基本上都是采用轮询和陷阱技术来实现。•但随着网络用户的不断增加，网络复杂性的不断增强，使得需要采集的数据总量越来越庞大，对网络管理站的性能要求越来越高，也要求越来越高的网络传输质量，此时传统的数据采集技术已经不能很好的适应这一局面。•为了突破这一瓶颈，出线了移动代理采集技术。11.1网络管理的热点技术•移动代理做到了智能化和具备在运行代理期间，在被管理主机之间迁移而无须终止程序的特性。•正是由于移动代理的这种高智能型与可移动性，能够显著的削减在网络中通过的数据量，除去处理数据的中间步骤，以达到降低管理站负载的目的。•并且此移动代理对管理平台来讲具有透明性，可移植性好，可用于管理大型分布式的异构网络，拥有灵活的编程能力和丰富的扩展功能。11.1网络管理的热点技术2.数据处理技术1）集中式数据处理2）分布式数据处理3）协作式数据处理•协作式数据处理系统内的计算机能够联合处理数据，处理既可集中实施，也可分区实施。•协作式计算允许各个客户计算机合作处理一项共同的任务，采用这种方法，任务完成的速度要快于仅在一个客户计算机运行。11.1网络管理的热点技术3.数据的管理和显示技术•传统的网络管理技术中，网管人员只有在管理控制台上才能对采集到得数据信息进行操作，发送指令实现对远程网络设备的管理。•为了实现更加方便直观的网络管理，能够使拥有不同权限的管理人员能够在任何世间地点查看数据并加以管理，并且做到将采集到的信息更加简洁直观的呈现在管理人员的面前，引进了包括WBM技术，Portal技术和Xml技术在内的概念。11.1网络管理的热点技术1)基于Web的网络管理•WBM融合了Web功能与网管技术，从而为网管人员提供了比传统工具更强的操作能力。•WBM允许网管人员使用任何一种Web浏览器，在网络任何节点上方便迅速地配置、控制以及存取网络和其它各个部分，是网管方案的一次革命，它将使网络用户管理网络的方式得以改善。11.1网络管理的热点技术•基于Web的网络管理模式的实现有两种方式，两者之间平行发展互不干涉。•第一种方式为代理方式，就是将一个Web服务器加到一个内部工作站上，此工作站轮流与端设备通信，浏览器用户通过HTTP协议与代理通信，同时代理通过SNMP协议与端设备通信。11.1网络管理的热点技术•第二种实现WBM方式为嵌入方式，将Web能力真正的嵌入到网络设备中，每个设备都有自己的Web地址，管理人员可轻松地通过浏览器访问设备并加以管理，11.1网络管理的热点技术2)Portal技术•Portal技术是Web应用发展的一个重要趋势，它在网络环境下将各种应用系统资源、数据资源、信息资源统一集成到一个平台之下，•根据每个用户使用特点和角色的不同，形成个性化的应用界面，并通过对事件和消息的处理传输把用户有机地联系在一起。•在Web技术已经开始应用到网络管理的今天，Portal技术在网络管理层面的应用将不远。11.1网络管理的热点技术3)XML技术•XML技术是一项国际标准，可以有效地统一现有网络系统中存在的多种管理接口。•系统提供了标准的信息源，以一种在不同的系统之间及不同用户之间易于读取和理解的方式来描述，从而是网络应用具有更好的互操作性、通用性和扩展性。11.1网络管理的热点技术•并且此技术具有很强的灵活性，可以操控异构网络设备的内嵌管理代理，确保管理系统之间，管理系统与被管理异构网络设备之间的交互式通信与操作的可靠进行。•由于XML技术本身采用了简单清晰的标记语言，在管理系统开发与集成过程中易于实现，这种新管理接口的采用可以达到降低管理系统的开发成本。11.2分布式网络管理技术•传统的网络管理一般都是采用集中式网络管理模式，即由一个中心网络服务器的网络管理系统负责对整个网络系统进行统一的管理；这种管理方式结构简单，投资成本相对较低；•但是对于结构复杂、规模庞大的系统,要想在单个的管理中心实现有效的监控，是十分的不现实的:11.2分布式网络管理技术•管理信息的交换将消耗大量的带宽和计算资源，成为系统的一个瓶颈,而且整个网络的运行依赖于网管中心的状态,一旦网管中心故障,容易导致整个网络管理的无序甚至瘫痪。•所以,这种集中式网络管理的模式不适合对大规模网络进行实时的监控与管理。在对大规模的复杂网络进行管理的状况下，分布式网络管理则应运而生成为现代网络管理的方向之一。11.2.1分布式网络管理体系结构•网络管理的标准和平台很多,管理标准主要有两大体系：（1）OSI的CMIS(CommonManagementInformationService,公共管理信息服务)/CMIF(CommonManagementInformationProtocol,公共管理信息协议)（2）IETF的SNMP(SimpleNetworkManagement,简单网络管理协议)。11.2.1分布式网络管理体系结构1.OSI网络管理体系•OSI网络管理体系结构是一个面向对象的设计,其应用了面向对象的概念,包括继承、包含、管理对象间的关联等,•其体系结构由4个主要部分组成：信息模型、组织模型、通信模型和功能模型,它们结合在一起提供全面的网络管理方案。11.2.1分布式网络管理体系结构•⑴信息模型：包括一个管理信息结构、命名等级体系和管理对象定义；•⑵组织模型：采用管理系统和代理系统模式,定义了一些管理角色,如管理站、代理等；•⑶通信模型：是基于系统的通信体系结构,包括应用管理、层管理和层操作3种交换管理信息的机制；•⑷功能模型：将整个管理系统划分为五个功能域：配置、故障、性能、安全和计费管理。这些模型结合在一起提供网络管理。11.2.1分布式网络管理体系结构2.SNMP网络管理体系•SNMP网络管理体系结构是为了管理TCP/IP协议的网络而提出的,•SNMP的网络管理模型包括以下关键元素：管理站、代理者、管理信息库和网络管理协议,•其中管理站一般是一个分立的设备,也可以利用共享系统实现,管理站被作为网络管理员与网络管理系统的接口11.2.1分布式网络管理体系结构•代理者装备了SNMP的平台,如主机、网桥、路由器及集线器均可作为代理者工作,代理者对来自管理站的信息请求和动作请求进行应答,并随机地为管理站报告一些重要地意外事件；•MIB(管理信息库)是设在代理者处的管理对象的集合，管理站通过读取MIB中对象的值来进行网络监控。•管理站和代理者之间通过SNMP网络管理协议通信。由于SNMP简单实用而被业界广泛接受,成为应用最广泛的TCP/IP网络管理框架。11.2.1分布式网络管理体系结构3.分布式网络管理体系结构的基本思想•为了克服集中式网络管理的缺陷，可以将管理工作分散到整个系统中进行分布处理，再将处理结果汇总。•在这样的环境中会有多个管理者存在，网络管理工作也应按照一定的管理结构划分给各个管理站（NMS）。•这种管理结构可以是能反映网络连接关系的结构，也可以是反映等级管理关系的结构，甚至可以是反映分布应用的结构。11.2.1分布式网络管理体系结构•在实际的分布式网络管理中采用的是层次式网络管理，通过引入子管理站（SUBNMS）减轻顶层管理站的负担，每个子管理站负责一个子网域，并对应一个管理信息库（MIB），•这些MIB与顶层管理站的MIB在网络初始条件下可以设置为相同，但在网络运行后，每个子网域的MIB搜集本网内的管理信息和数据，再汇总到顶层管理站的MIB中。11.2.1分布式网络管理体系结构分布式网络管理系统结构11.2.1分布式网络管理体系结构•采用这种方式，可以减少网络传输，消除瓶颈，增加可靠性和扩展性，从而提高整个网络管理的性能，而顶层管理站负责协调所有管理站的通信与操作，更易于与现有的网管系统集成。•相对于集中式管理模式，分布式网管模型降低了网络管理流量，避免网络拥塞的产生；•多个管理域组成的网络管理系统提高了其可靠性，在功能上有较好的可扩展性，能产生较高的管理效率，适应于较为复杂的网络结构。11.2.1分布式网络管理体系结构分布式网络管理主要有两种发展趋势：•一种是在现有的网管框架下，使用分布计算工具可以较容易地设计出一个开放的、标准的、可扩展的大型分布式网管系统，主要有基于CORBA的分布式管理和基于Web的分布式管理；•另一种是全新的分布式体制的网管，如ActiveNetwork（主动式网络），MobileAgent（移动代理）来实现主动式网络管理，即由网络被管理节点主动产生管理数据并传送给管理节点。11.2.2基于CORBA的分布式管理•CORBA是由对象管理组织（OMG）提出的应用软件体系结构和对象技术规范，其核心是一套标准的语言、接口和协议，以支持异构分布应用程序间的互操作性及独立于平台和编程语言的对象重用。11.2.2基于CORBA的分布式管理CORBA的主要特点：•a）引入中间件（Middle-Ware）作为事务代理，完成客户机（Client）向服务对象方（Server）提出的业务请求，实现客户与服务对象的完全分开，客户不需要了解服务对象的实现过程以及具体位置。11.2.2基于CORBA的分布式管理•b）提供软总线机制，使得在任何环境下、采用任何语言开发的软件只要符合接口规范的定义，均能集成到分布式系统中。•c）CORBA规范软件系统采用面向对象的软件实现方法开发应用系统，实现对象内部细节的完整封装，保留对象方法的对外接口定义。11.2.2基于CORBA的分布式管理•基于CORBA的网络管理模型如下图所示，通过软总线机制，为分布在不同节点上的对象提供一个对象总线及相应的总线服务，各分布式对象只要按照要求的接口方法接上总线，便可方便地实现对象间的互操作。11.2.2基于CORBA的分布式管理基于CORBA的网络管理模型11.2.3基于WEB的分布式网络管理传统的基于大型平台的网络管理模式存在很多不足：•a）管理平台软硬件费用昂贵。•b）系统安装、维护较复杂。•c）远程访问困难，不便于分布式管理。•d）扩展性较差，网络管理应用开发较复杂。•因此，通过Web技术（如HTTP、HTML、Web浏览器和Web服务器等）来集成网络管理系统，特别适合于要求低成本、易于理解、平台独立和远程访问的网络环境。11.2.3基于WEB的分布式网络管理•目前，实现基于Web的网络管理较为普遍的一种方式就是基于代理的三级解决方案，即在网络管理工作站上运行一个Web服务器，该服务器通过标准的网络管理协议（如SNMP）与被管对象进行通信，通过HTTP协议与客户浏览器通信。•从应用领域来看，目前的研究热点是Web技术与CORBA或移动代理技术的融合，例如在浏览器与被管对象的通信中引入CORBA技术，实现融合的思想。11.2.3基于WEB的分布式网络管理1.概述•基于WEB的分布式网络管理与传