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第1章 网络管理的挑战1

1.1 简介1

1.2 Internet与网络管理1

1.3 Internet结构1

1.4 管理一个实体2

1.5 内部与外部策略2

1.6 网络管理状态2

1.7 Gartner模型中的网络管理3

1.8 自动化的优点3

1.9 缺乏产业界的响应3

1.10 对商业的影响4

1.11 分布式系统与新的抽象4

1.12 本书的其他部分4

1.13 总结4

第一部分 网络管理的复杂问题概述第2章 网络元素与服务的回顾5

2.1 简介5

2.2 网络设备与网络服务5

2.3 网络元素与元素管理5

2.4 物理结构对管理的影响6

2.5 网络元素与服务的例子6

2.6 基本以太网交换机7

2.7 虚拟局域网交换机7

2.8 无线局域网的接入点8

2.9 线缆Modem系统8

2.10 DSL Modem系统与DSLAM9

2.11 用于广域数字线路的CSU/DSU9

2.12 信道处理单元库10

2.13 IP路由器10

2.14 防火墙11

2.15 DNS服务器11

2.16 DHCP服务器11

2.17 Web服务器12

2.18 HTTP负载均衡器12

2.19 总结13

第3章 网络管理的问题14

3.1 简介14

3.2 什么是网络管理14

3.3 网络管理的范围14

3.4 多样性和多供应商环境15

3.5 元素与网络管理系统16

3.6 规模与复杂度16

3.7 网络的类型18

3.8 设备的分类18

3.9 FCAPS：工业标准定义19

3.10 自动控制的动机19

3.11 为什么自动化迄今没有实现20

3.12 管理软件的组织20

3.13 总结21

第4章 配置与操作22

4.1 简介22

4.2 对于配置的直观认识22

4.3 配置与协议层的关系22

4.3.1 拓扑结构与第二层的关系22

4.3.2 逻辑子网与第三层的关系23

4.3.3 访问与第四层的关系23

4.3.4 应用与第五层（或者第七层）的关系24

4.4 配置参数间的依赖关系24

4.5 为配置寻找一个更加准确的定义25

4.6 配置与暂时的结果25

4.7 配置与全局一致性25

4.8 全局状态与实践系统26

4.9 配置与默认值26

4.10 部分状态、自动更新以及恢复27

4.11 界面范式与增量配置27

4.12 配置过程中的提交与回滚29

4.13 自动回滚与超时29

4.14 快照、配置与部分状态29

4.15 分离设置与激活30

4.16 配置多个网络元素30

4.17 总结30

第5章 故障检测与修正31

5.1 简介31

5.2 网络故障31

5.3 故障报告、症状以及原因31

5.4 故障检测与诊断31

5.5 监控32

5.6 基线32

5.7 可以监控的项目33

5.8 报警、日志以及轮询33

5.9 识别错误的原因34

5.10 人工错误与网络故障35

5.11 协议分层与错误35

5.12 隐藏错误与自动更正36

5.13 自动监测与事件关联性36

5.14 故障预防37

5.15 总结37

第6章 审计和计费38

6.1 简介38

6.2 商业模型和网络计费38

6.3 服务等级协定38

6.4 服务费38

6.5 匀速流量的服务审计39

6.6 基于应用的服务审计39

6.7 分层服务39

6.8 超越限额和惩罚40

6.9 征收罚金40

6.10 流量策略和严格执行限额40

6.11 限制流量速率的技术40

6.12 优先级和绝对保证41

6.13 绝对带宽保证和多协议标记交换41

6.14 相对带宽保证和优先级42

6.15 优先级和流量类型42

6.16 对等协定和审计42

6.17 总结43

第7章 性能评估和优化44

7.1 简介44

7.2 性能的不同方面44

7.3 可测指标44

7.4 网络性能的评测45

7.5 应用程序和端点敏感度45

7.6 降级服务、流量差异和拥塞46

7.7 拥塞、延迟和利用率46

7.8 本地测量和端-端测量46

7.9 被动观察和主动探测47

7.10 瓶颈和未来规划47

7.11 容量规划48

7.12 交换机容量规划48

7.13 路由器容量规划49

7.14 因特网连接容量规划49

7.15 峰值测量和链路平均流量49

7.16 峰值利用率评估和95％原则50

7.17 平均利用率和峰值利用率的关系50

7.18 管理结果和50/80规则51

7.19 复杂拓扑的容量规划51

7.20 容量规划过程52

7.20.1 预测未来负载52

7.20.2 测量现有资源的应用52

7.20.3 基于流量矩阵的负载模型53

7.20.4 流量和汇聚54

7.20.5 估计值的获取和验证54

7.20.6 潜在变化的试验54

7.21 路由改变和流量工程55

7.22 故障情况和可用性55

7.23 总结55

第8章 安全性57

8.1 简介57

8.2 安全网络的幻想57

8.3 安全性是一个过程57

8.4 安全性的相关术语和概念58

8.5 安全性管理目标58

8.6 风险评估59

8.7 安全策略59

8.8 可接受的使用策略60

8.9 基本的安全性技术60

8.9.1 加密技术60

8.9.2 周长控制技术61

8.9.3 内容控制技术61

8.10 管理问题和安全性62

8.11 安全架构：边界VS资源62

8.12 网络元素协同和防火墙联盟63

8.13 资源限制和拒绝服务63

8.14 认证管理63

8.15 访问控制和用户认证64

8.16 无线网络管理65

8.17 网络安全65

8.18 基于角色的访问控制66

8.19 审计跟踪和安全日志66

8.20 密钥管理67

8.21 总结67

第二部分 现有网络管理工具和平台第9章 管理工具和技术69

9.1 简介69

9.2 近期最多改变原则69

9.3 管理工具的演化69

9.4 作为应用程序的管理工具70

9.5 使用单独网络进行管理70

9.6 管理工具的类型71

9.7 物理层测试工具71

9.8 可达性和连通性工具（ping命令）72

9.9 数据包分析工具73

9.10 发现工具74

9.11 设备询问接口和工具75

9.12 事件监控工具76

9.13 触发器、紧急级别和粒度76

9.14 事件、紧急级别和流量77

9.15 性能监控工具78

9.16 数据流分析工具79

9.17 路由和流量工程工具80

9.18 配置工具80

9.19 安全执行工具81

9.20 网络规划工具81

9.21 管理工具集成81

9.22 NOC和远程监控82

9.23 远程CLI访问83

9.24 管理流量的远程汇聚84

9.25 其他工具85

9.26 脚本85

9.27 总结85

第10章 简单网络管理协议（SNMP）86

10.1 简介86

10.2 远程管理范型和应用86

10.3 管理功能和协议定义86

10.4 读写范型87

10.5 任意操作和虚拟数据项87

10.6 网络管理协议标准88

10.7 SNMP的范围和范型88

10.8 基本SNMP命令和优化89

10.9 异步Trap命令和事件监控89

10.10 Trap命令、轮询、带宽和CPU周期90

10.11 管理信息库和变量90

10.12 MIB变量的层次命名91

10.13 分层的优缺点93

10.14 复杂数据集合和MIB表93

10.15 汇聚访问的粒度94

10.16 传输协议和交互94

10.17 更新、消息和原子性95

10.18 远程监控MIB95

10.19 从管理员角度看MIB变量96

10.20 安全性和团体名97

10.21 总结97

第11章 流量数据和数据流分析（NetFlow）98

11.1 简介98

11.2 基本流量分析98

11.3 数据流抽象98

11.4 两种数据流类型99

11.5 数据流分析的目的99

11.6 数据流汇聚级别100

11.7 在线和离线的数据流分析101

11.8 数据流数据分析示例101

11.9 数据流数据捕获和过滤103

11.10 数据包检查和分类104

11.11 在线和离线分析的捕获105

11.12 数据包内容数据流105

11.13 数据流和优化转发106

11.14 数据流数据输出107

11.15 NetFlow技术的起源107

11.16 NetFlow技术的基本特征108

11.17 扩展性和模板108

11.18 NetFlow消息传输和结果109

11.19 配置选择的影响109

11.20 总结110

第12章 路由与流量工程112

12.1 简介112

12.2 转发与路由的定义112

12.3 自动控制与路由更新协议112

12.4 路由基础与路由度量112

12.4.1 最短路径与路由度量113

12.4.2 路由的类型与范围113

12.5 关于路由更新协议的例子114

12.6 路由管理114

12.7 路由管理的难点114

12.8 使用路由度量来加强策略115

12.9 克服自动化的不足116

12.10 路由与服务质量管理116

12.11 流量工程与MPLS隧道117

12.12 预先计算备用路径117

12.13 组合优化与不可行性118

12.14 预先计算与IP路由的快速收敛119

12.15 流量工程、安全以及负载均衡119

12.16 开销、收敛以及路由协议选择120

12.17 OSPF域与层次路由的原则120

12.18 路由管理与隐藏问题121

12.19 路由的整体特性122

12.20 总结123

未来研究123

第13章 管理脚本124

13.1 简介124

13.2 配置的限制124

13.3 使用更新范型不断升级124

13.4 不通过定期升级扩展功能125

13.5 脚本的传统概念125

13.6 脚本与程序126

13.7 单机管理脚本126

13.8 命令行、Unix Expect程序和Expect脚本127

13.9 expect脚本的例子128

13.10 管理脚本、异构情况和expect脚本129

13.11 一个使用图形化输出的单机脚本的例子130

13.12 使用脚本作为扩展机制137

13.13 服务器使用扩展脚本的例子137

13.14 服务器扩展点的例子138

13.15 脚本接口的功能139

13.16 服务器扩展脚本的例子140

13.17 处理应答脚本的例子142

13.18 使用一个脚本处理多个任务143

13.19 脚本执行时间、外部访问以及开销144

13.20 总结144

未来研究145

第三部分 自动网络管理系统未来的发展趋势第14章 网络自动化：问题与目标147

14.1 简介147

14.2 网络自动化147

14.3 根据网络类型划分问题148

14.4 现有自动化工具的缺点149

14.5 逐步自动化与“白板”149

14.6 接口范型与效率150

14.7 自动管理系统的目标151

14.8 自动管理系统急需解决的问题153

14.9 多站点和管理员154

14.10 管理权限范围与基于角色的访问控制154

14.11 关注服务155

14.12 策略、约束与商业规则155

14.13 多个事件的相互关系156

14.14 从逻辑事物到物理位置的映射156

14.15 自治、手动更改以及策略变更157

14.16 总结157

第15章 网络管理软件的体系结构159

15.1 简介159

15.2 管理系统的设计范型159

15.3 自顶向下方法的特点159

15.4 自底向上方法的特点160

15.5 自底向上设计中的功能选择问题160

15.6 两种设计范型的缺点161

15.7 一种混合的设计方法161

15.8 基本抽象的关键需求162

15.9 与操作系统的类比163

15.10 将管理从网络元素分离163

15.11 抽象与网络元素之间的映射164

15.12 北向与南向的接口164

15.13 体系结构方法的集合165

15.13.1 单片体系结构165

15.13.2 可扩展的框架166

15.13.3 软件背板166

15.13.4 分层体系结构167

15.13.5 中心数据库结构168

15.14 有用的实现技术170

15.15 可编程接口的迟绑定171

15.16 验证外部期望171

15.17 正交工具的体系结构173

15.18 总结173

第16章 表示、语义与信息模型175

16.1 简介175

16.2 管理软件的数据175

16.3 数据表示的问题175

16.4 内部表示与编程语言176

16.5 编程范型的表示效果177

16.6 对象与基于对象的表示177

16.7 对象表示与类层次结构177

16.8 持久性、关系与数据库表示178

16.9 在不同点与时间的表示178

16.10 表示方法之间的转换179

16.11 异构与网络传输179

16.12 串行化与扩展性180

16.13 语义规定的需求181

16.14 语义有效性与全局不一致性181

16.15 信息模型与模型驱动设计181

16.16 信息与数据模型182

16.17 面向对象模型的类层次结构183

16.18 多层次结构184

16.19 层次结构设计与效率184

16.20 跨层次结构关系与关联185

16.21 说明性模型与通用性186

16.22 模型与语义推理的目的187

16.23 标准化信息模型187

16.24 模型的图形化表示188

16.25 复杂性问题189

16.26 映射对象到数据库与关系189

16.27 拓扑信息的表示与保存190

16.28 本体论与数据挖掘190

16.29 总结191

第17章 设计上的权衡192

17.1 简介192

17.2 涉及范围与总体方针的权衡192

17.3 结构的权衡193

17.4 工程与代价的权衡194

17.5 表示与语义的权衡195

17.6 总结196

第18章 开放式问题与研究性问题197

18.1 简介197

18.2 管理系统的基本抽象197

18.3 控制与验证的分离197

18.4 网络与终端系统的边界197

18.5 网络管理体系结构的分类198

18.6 现有系统的功能扩展198

18.7 路由与流量工程的管理198

18.8 自动地址分配198

18.9 路由分析198

18.10 安全策略增强198

18.11 针对自动管理的基础设施重新设计199

18.12 管理信息的对等传播199

18.13 路由失效分析199

18.14 自动拓扑发现的局限性199

18.15 NetFlow数据的数据挖掘199

18.16 网络状态的存储199

18.17 采用贝叶斯过滤的异常检测200

18.18 脚本中保护的代价200

18.19 迟绑定的接口管理应用200

18.20 管理系统与元素的边界200

18.21 总结200

参考文献201

索引204