网络管理-基础理论(1)

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1、网络管理基础,网络互连基础 网络系统的集成与建设 网络的互连与接入技术,网络管理的重要性,网络的规模效应。 网络平台的异构性 网络服务的多样性 网络安全的复杂性。,网络管理的基本目的,网络管理的目的就是使网络中的各种资源得到有效的利用，保证网络的正常安全运行。由网络管理员通过网络管理系统软件实施，对网络系统中的硬件、软件、资源、应用、服务、安全和用户等对象进行管理。,网络管理的功能,网络服务提供（network service provisioning）：是指向用户提供新的网络服务类型、增加网络设备和提高网络性能等。 网络维护（network maintenance）：是指网络性能的监控、故障

2、报警、故障诊断、故障隔离和故障恢复等。 网络处理（network administrator）：是指网络线路和设备利用率的采集、分析，以及为提高网络利用率所采取的各种控制。 简言之，管理:高效率的有序服务、有序申请服务、按需部署服务维护:正常状态下的检查、异常状态下的监控、故障状态下的修复,网络互连基础,网间互连中的重要概念 ISO/OSI 网络体系结构 TCP/IP网络体系结构,网间互连中的重要概念,网络的互连（Interconnection） 网络的“互连接”简称“互连”，是指在物理网络之间必须存在一条以上的物理连接线路。 网络的互通（Intercommunication） 网络的“互通信

3、”，简称为“互通”，是指在网络互连接的基础上，网络之间可以进行数据交换的手段。 网络的互操作（Interoperability） 网络的互操作是指网络中计算机系统之间具有透明地访问对方资源的能力，而这种能力是建立在互连和互通基础之上，通过高层软件实现的。,互连网络必须要解决的问题,如何在物理上把两种不同的网络连接起来，如一个以太网和一个令牌环网之间的互连。 如何实现一种网络与另一种网络的互访与通信，如局域网和广域网之间的互连。 如何解决两种不同网络之间在协议方面的差异，如使用TCP/IP和使用IPX/SPX协议的两个网络的互连。 如何处理两种网络之间在传输速率方面的差别，如10Mb/s和100

4、Mb/s的两个以太网的互连 如何解决两种使用不同操作系统的网络之间的差异，如使用Windows和Linux的两个网络的互连。,ISO/OSI网络体系结构,网络通讯协议 网络体系结构 ISO/OSI体系结构,网络通讯协议,通俗的说，通信协议就是在网络信息传输过程中，数据通信格式的约定。是在网络中规定信息怎样流动的一组规则。它包括控制格式、分时和纠错的有关内容，它的基本功能是对外来信息进行译码。协议一般成组应用在网络上，每一种协议完成一种类型通信功能。通信协议的特点如下： 通信协议具有层次性 通信协议具有可靠性和有效性 网络通信协议的三个要素： 语法：是数据与控制信息的结构或格式。如：数据格式、编

5、码、信号电平等。 语义：是用于协调和进行差错处理的控制信息。如：需要发生何种控制信息，完成何种动作，做出何种应答等。 同步（定时）：是对事件实现顺序的详细说明，如：速度匹配、排序等。,网络系统体系结构,计算机网络系统的体系结构，类似于计算机系统多层的体系结构，它是以高度结构化的方式设计的。所谓结构化是指将一个复杂的系统分解成一个个容易处理的子问题，然后加以解决。这些子问题相对独立，又相互联系。所谓层次结构是指将一个复杂的系统设计问题划分成层次分明的一组组容易处理的子问题，各层执行自己所承担的任务。层与层之间有接口，它们为层与层之间提供了组合的通道。层次结构是结构化设计中最常用、最主要的设计方法

6、之一。,ISO/OSI参考模型,开放式系统互联模型（OSI）是1984年由国际标准化组织（ISO）提出的一个参考模型。作为一个概念性框架，它是不同制造商的设备和应用软件在网络中进行通信的标准。现在，此模型已成为计算机间和网络间进行通信的主要结构模型。目前使用的大多数网络通信协议的结构都是基于OSI模型的。 OSI开放系统模型把计算机网络通信分成七层，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。,OSI分层模型,ISO/OSI模型分层信息表示形式,层次 名称 数据单元 协议标准 7 应用层 报文 FTP、TELNET 6 表示层 报文 NFS、ODBC、DRDA 5 会话层 报

7、文 NFS、ODBC、DRDA 4 传输层 报文 TCP、SPX 3 网络层 分组 IP、IPX 2 数据链路层 帧 IP、IPX、SDLC、HDLC 1 物理层 比特 Ethernet、ARCnet、RS232C,标准协议说明,NFS：网络文件服务标准协议。ODBC：开放式数据库互联协议。DRDA：分布式关系数据库结构协议。SPX：顺序报文分组交换协议。TCP/IP：Internet网络协议族。TCP：传输控制协议。IP：网间网协议。SDLC：同步数据链路协议。HDLC：高级数据链路控制协议。Ethernet：以太网协议。ARCnet： ARC网络控制协议。RS232C： 计算机RS-232

8、C接口协议。IPX/SPX：NOVELL网在网络层和传输层的标准协议。,物理层,物理层是在物理信道实体之间合理地通过中间系统，是比特传输所需的物理连接的激活，保持和激活提供机械的、电气的、功能特性和规程特性的手段。激活就是建立，当发送端要发送一个比特时，在接收端要做好接收该比特的准备，准备好接收该比特所需的必要资源，如缓冲区。当发送端发送完比特流后，接收端要释放为接收比特流而准备和占用的资源。 物理层的主要功能是： 实现实体之间的按比特传输。保证按位传输的正确性，并向数据链路层提供一个透明的位流传输。即是将原始比特流从一台计算机传送到另一台计算机。 在数据终端设备、数据通信和数据交换设备之间完

9、成对数据链路的建立、保持和拆除操作。,数据链路层,物理层是通过通信介质，实现实体之间链路的建立、维护和拆除，形成物理连接。物理层只是接收和发送一串比特信息，不考虑信息的意义和信息的结构。物理层不能解决真正的数据传输与控制，如异常情况处理、差错控制与恢复、信息格式、协调通信等。为了进行真正有效的、可靠的数据传输，就需要对传输操作进行严格的控制和管理，这就是数据链路传输控制规程，也就是数据链路层协议。数据链路层协议是建立在物理层基础上的，通过一些数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。 数据链路层的主要功能是： 帧同步； 链路管理；差错控制；流量控制；透明传输；识别数据和控制；寻

10、址；通信控制规程。,网络层,网络层也称通信子网层，用于控制通信子网的操作，是通信子网与资源子网的接口。网络层关系到通信子网的运行控制，体现了网络应用环境中资源子网访问通信子网的方式。 网络层的主要功能是： 为上一层传输层提供服务； 路径选择； 流量控制； 连接的建立、保持和终止。,传输层,传输层又称运输层，是建立在网络层和会话层之间的一个层次。传输层不仅仅是一个单独的结构层，而是整个分层体系协议的核心，没有传输层整个分层协议就没有意义。 传输层的基本功能是： 从前述物理层、数据链路层和网络层的作用可知：物理层是在各链路上透明地传送比特流；数据链路层使得相邻节点所构成的不太可靠的链路能够传输无差

11、错的帧；网络层是在数据链路层的基础上提供路由选择、流量控制、防止阻塞和死锁现象的产生，以及提供网络互联服务功能。而传输层的功能就是在网络层的基础上，完成端对端的差错纠正和流量控制，并实现两个终端系统间传送的分组无差错、无丢失、无重复、且分组顺序无误。,会话层,会话层又称会晤层，可以看成是用户与网络之间的接口，其基本任务是负责两主机之间的原始报文的传输。通过会话层提供的一个面向用户的连接服务，为合作的会话层用户之间的对话和活动提供组织和同步所必须的手段，并对数据的传输进行控制和管理。会话层提供的主要功能有： 会话连接管理； 会话数据交换服务； 隔离服务； 交互管理服务； 会话连接服务； 异常报告

12、服务。,表示层,表示层为应用层提供的服务有三项内容： 语法转换：语法转换涉及代码转换和字符集的转换，数据格式的修改、数据结构操作的适配、数据压缩、数据加密等。 语法选择：语法选择是提供初始选择的一种语法和随后修改这种选择的手段。 联接管理：利用会话层提供的服务建立表示联接，管理在这一联接之上的数据运输和同步控制，以及正常或非正常地终止联接。 表示层基本的功能有： 网络的安全和保密管理；文本的压缩与打包； 虚拟终端协议（VTP）。,应用层,应用层中包含了若干个独立的、用户通用的服务协议模块。网络应用层是OSI的最高层，为网络用户之间的通信提供专用的应用程序（如WWW、FTP、TELNET等）。应

13、用层的主要内容取决于用户的各自需要，这一层涉及的主要内容有：分布数据库、分布计算技术、网络操作系统和分布操作系统、远程文件传输、电子邮件、终端电话及远程作业录入与控制等。,IEEE 802系列协议,IEEE是美国电气电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronic Engineer）的简称。IEEE为局域网制定出了多种标准，这些标准统称为IEEE 802标准，又称为IEEE 802系列协议。 IEEE 802标准只描述了微机局域网络的一部份，即ISO/OSI的最低两层：物理层和数据链路层。包括了逻辑链路控制层LLC、介质访问控制MAC和物理层控制PH

14、的标准。 IEEE 802系列是局域网的底层协议，对于高层协议IEEE 802未作规定，因此，各种局域网的高层协议都由自己定义。所以，几乎所有著名的微机网络尽管其高层协议不同，网络的操作系统也不尽相同，但由于其底层都采用了相同的IEEE 802协议标准而可实现互联。,ISO/OSI协议与IEEE 802标准对应关系,IEEE 802系统协议标准,IEEE 802已被美国国家标准协会ANSI、美国国家标准局NBS和国际标准化组织ISO采用，成为国际标准。IEEE 802系统协议标准如下： IEEE 802.1标准。IEEE 802.1实质上是一个框架式的文件，它对IEEE 802系列标准做了介绍

15、，并且它对接口原语进行了规定。在这个标准中还包括局域网体系结构，网络互联及网络管理与性能测试等内容。IEEE 802.2标准。描述了数据链路层的上半部分，它使用的是LLC（逻辑链路控制）协议，802.2用于电话线连接。IEEE 802.3标准。定义了CSMA/CD 总线介质访问控制子层与物理层的规范，802.3用于传统以太网连接,IEEE 802系统协议标准,IEEE 802.4标准。定义了令牌总线（Token Bus）介质访问控制子层与物理层的规范。l IEEE 802.5标准。定义了令牌环（Token Ring）介质访问控制子层与物理层的规范。l IEEE 802.6标准。定义了城域网（M

16、AN）介质访问控制子层与物理层的规范。l IEEE 802.7标准。定义了宽带技术规范。l IEEE 802.8标准。定义了光纤技术规范。l IEEE 802.9标准。定义语音与数据综合局域网技术规范。l IEEE 802.10标准。定义可互操作的局域网安全性规范。l IEEE 802.11标准。定义了无线局域网技术,TCP/IP模型,TCP/IP协议又称为TCP/IP模型，是国际互联网Internet的协议簇，也是一种分层的结构，该协议共分为4层，网络接口层（network interface layer）、互联网层（internet layer）、传输层（transport layer）和

17、应用层（application layer）。其中网络接口层对应于OSI模型的第一层（物理层）和第二层（数据链路层），互联网层对应于OSI模型的第三层（网络层），传输层对应于OSI模型的第四层（传输层），应用层对应于OSI模型的第五层（会话层）、第六层（表示层）和第七层（应用层）。,TCP/IP标准制定,它的标准是由Internet Architecture Board（IAB）所制定的。IAB目前从属于The Internet Society（ISOC），专门在技术上作监控及协调，且负责最终端评估及科技监控。IAB组织除了自身的委员会之外，它主要包含两个主要团体：Internet Research Task Force （IRTF）和Internet Engineering Task Force（IETF）。这两个团体的职能各有不同，IRTF主要致力于短期和中期的难题；而IETF则着重处理单一的特别事件，其下又分出许多不同题目的成员与工作小组，各自从事不同的研究项目，研发出网际网络的标准与规格。,