【HCIA-Datacom V1.0培训教材】网络管理与运维

• 通常意义上，网络管理与运维统称为网管。

1，网络管理与运维基本概念

什么是网络管理？

• 网络管理（Network Management）分为两类：
▫ 第一类是对网络应用程序、用户账号（例如文件的使用）和存取权限（许可）的管理。
它们都是与软件有关的网络管理问题，这里不作深入解释。
▫ 第二类是对构成网络的硬件即网元的管理，包括防火墙、交换机、路由器等等。本课
程主要针对此类网络管理。
• 一般企业网络中会有专门的部门或者人员负责网络的管理与运维。
• 注：
▫ NE（Network Element，网元）：即网络单元，包含硬件设备及运行其上的软件。通
常一个网络单元至少具有一块主控板，负责整个网络单元的管理和监控。主机软件运
行在主控板上。
▫ 通常网络运维的操作都属于网络管理的范畴，本章后续所指的网络管理指对网络进行
管理和维护。

网络管理基本功能

网络管理方式

• 传统网络管理：
▫ Web网管方式：利用设备内置的Web服务器，为用户提供图形化的操作界面。用户需
要从终端通过HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure ，HTTPS 加密协定）登
录到设备进行管理。
▫ CLI方式：用户利用设备提供的命令行，通过Console口、Telnet或SSH等方式登录到
设备，对设备进行管理与维护。此方式可以实现对设备的精细化管理，但是要求用户
熟悉命令行。
▫ 基于SNMP集中管理：SNMP（Simple Network Management Protocol，简单网络
管理协议）提供了一种通过运行网络管理软件的中心计算机（即网络管理站）来管理
网元（如路由器、交换机）的方法。此方式可以实现对全网设备集中式、统一化管理，
大大提升了管理效率。
• 基于iMaster NCE的网络管理：
▫ iMaster NCE是集管理、控制、分析和AI智能功能于一体的网络自动化与智能化平台，
包括四大关键能力：全生命周期自动化、基于大数据和AI的智能闭环、开放可编程使
能场景化APP生态、超大容量全云化平台。
▫ iMaster NCE采用NETCONF（Network Configuration Protocol，网络配置协议）、
RESTCONF等协议对设备下发配置，使用Telemetry监控网络流量。

2，传统网络管理

通过CLI或WEB进行管理

• 随着网络技术的飞速发展，在网络不断普及地同时也给网络管理带来了一些问题：
▫ 网络设备数量成几何级增长，使得网络管理员对设备的管理变得越来越困难；同时，
网络作为一个复杂的分布式系统，其覆盖地域不断扩大，也使得对这些设备进行实时
监控和故障排查变得极为困难。
▫ 网络设备种类多种多样，不同设备厂商提供的管理接口（如命令行接口）各不相同，
这使得网络管理变得愈发复杂。

基于SNMP的集中式管理

• SNMP共有三个版本：SNMPv1、SNMPv2c和SNMPv3。
▫ 1990年5月，RFC 1157定义了SNMP的第一个版本SNMPv1。RFC 1157提供了一种监
控和管理计算机网络的系统方法。SNMPv1基于团体名认证，安全性较差，且返回报
文的错误码也较少。
▫ 1996年，IETF颁布了RFC 1901，定义了SNMP的第二个版本SNMPv2c。SNMPv2c中
引入了GetBulk和Inform操作，支持更多的标准错误码信息，支持更多的数据类型
（Counter64、Counter32）。
▫ 鉴于SNMPv2c在安全性方面没有得到改善，IETF又颁布了SNMPv3的版本，提供了基
于USM（User-Based Security Model，用户安全模块）的认证加密和VACM（View-
based Access Control Model，基于视图的访问控制模型）功能。

SNMP典型架构

• NMS通常是一个独立的设备，运行网络管理应用程序。网络管理应用程序至少能够提供一
个人机交互界面，网络管理员通过人机交互界面完成绝大多数网络管理工作。比较常见的
人机交互方式为通过Web页面进行交互，即网络管理员通过带显示器的终端，通过
HTTP/HTTPS访问NMS提供的Web页面。

SNMP的信息交互

MIB

• MIB的定义与具体的网络管理协议无关。设备制造商可以在产品（如路由器）中包含SNMP
代理软件，并保证在定义新的MIB项目后该软件仍遵守标准。用户可以使用同一网络管理客
户软件来管理具有不同版本MIB的多个路由器。若一台路由器上不支持此MIB，那么就无法
提供相应的功能。
• MIB可以分为公有MIB和私有MIB两种。
▫ 公有MIB：一般由RFC定义，主要用来对各种公有协议进行结构化设计和接口标准化
处理。大多数的设备制造商都需要按照RFC的定义来提供SNMP接口。
▫ 私有MIB：是公有MIB的必要补充，当公司自行开发私有协议或者特有功能时，可以
利用私有MIB来完善SNMP接口的管理功能，同时对第三方网管软件管理存在私有协
议或特有功能的设备提供支持。如华为公司企业节点为：1.3.6.1.4.1.2011。

常见MIB节点

• MIB节点的最大访问权限表明网管能够通过该MIB节点对设备进行的操作：
▫ not-accessible：无法进行任何操作。
▫ read-only：可以读取信息。
▫ read-write：可以读取信息和修改配置。
▫ read-create：可以读取信息、修改配置、新增配置和删除配置。
• 设备在生成告警时，不仅会上报当前发生的告警类型，同时会绑定一些变量。比如当发送
接口linkDown告警时，需要同时绑定接口索引，接口的当前配置状态等变量。
▫ ifIndex：接口索引（编号）
▫ ifAdminStatus：管理状态，即接口是否被shutdown：1，undo shutdown；2，
shutdown
▫ ifOperStasuts：接口当前的操作状态，即接口的链路层协议状态：1，Up；2，Down
▫ ifDesc：接口描述

SNMP管理模型

SNMPv1

• SNMPv1定义了5种协议操作：
▫ Get-Request：NMS从被管理设备的代理进程的MIB中提取一个或多个参数值。
▫ Get-Next-Request：NMS从代理进程的MIB中按照字典式排序提取下一个参数值。
▫ Set-Request：NMS设置代理进程MIB中的一个或多个参数值。
▫ Response：代理进程返回一个或多个参数值。它是前三种操作的响应操作。
▫ Trap：代理进程主动向NMS发送报文，告知设备上发生的紧急或重要事件。

SNMPv2c

• SNMPv2c新增了2种协议操作：
▫ GetBulk：相当于连续执行多次GetNext操作。在NMS上可以设置被管理设备在一次
GetBulk报文交互时，执行GetNext操作的次数。
▫ Inform：被管理设备向NMS主动发送告警。与Trap告警不同的是，被管理设备发送
Inform告警后，需要NMS进行接收确认。如果被管理设备没有收到确认信息则会将
告警暂时保存在Inform缓存中，并且会重复发送该告警，直到NMS确认收到了该告
警或者发送次数已经达到了最大重传次数。

SNMPv3

• SNMPv3增加了身份验证和加密处理的功能。
▫ 身份验证：身份验证是指代理进程（NMS）接收到信息时首先必须确认信息是否来自
有权限的NMS（代理进程）并且信息在传输过程中未被改变。
▫ 加密处理：SNMPv3报文中添加了报头数据和安全参数字段。比如当管理进程发出
SNMPv3版本的Get-Request报文时可以携带用户名、密钥、加密参数等安全参数，
代理进程回复Response报文时也采用加密的Response报文。这种安全加密机制特别
适用于管理进程和代理进程之间需要经过公网传输数据的场景。

SNMP小结

SNMP基本配置（1）

SNMP基本配置（2）

SNMP基本配置（3）

SNMP配置举例（网络设备侧）

3，基于华为iMaster NCE的网络管理

网络产业的变革与挑战

• 泽字节（Zettabyte，ZB），1 ZB=10 12 GB

华为iMaster NCE

• iMaster NCE包含四大关键能力：
▫ 全生命周期自动化：以统一的资源建模和数据共享服务为基础，提供跨多网络技术域
的全生命周期的自动化能力，实现设备即插即用、网络即换即通、业务自助服务、故
障自愈和风险预警。
▫ 基于大数据和AI的智能闭环：基于意图、自动化、分析和智能四大子引擎构建完整的
智能化闭环系统。基于Telemetry采集并汇聚海量的网络数据，iMaster NCE实现实时
网络态势感知，通过统一的数据建模构建基于大数据的网络全局分析和洞察，并注入
基于华为30多年电信领域经验积累的AI算法，面向用户意图进行自动化闭环的分析、
预测和决策，提升客户满意度，持续提升网络的智能化水平。
▫ 开放可编程使能场景化APP生态：iMaster NCE对外提供可编程的集成开发环境
Design Studio和开发者社区，实现南向与第三方网络控制器或网络设备对接，北向与
云端AI训练平台和IT应用快速集成，并支持客户灵活选购华为原生APP，客户自行开
发或寻求第三方系统集成商的支持进行APP的创新与开发。
▫ 大容量全云化平台：基于Cloud Native的云化架构，iMaster NCE支持在私有云、公
有云中运行，也支持On-premise部署模式，具备大容量和弹性可伸缩能力，支持大
规模系统容量和用户接入，让网络从数据分散、多级运维的离线模式转变为数据共享、
流程打通的在线模式。

NETCONF（Network Configuration Protocol网络配置协议）简介

• NETCONF客户端（Client）：Client 利用NETCONF协议对网络设备进行系统管理。一般由
网络管理系统（NMS）作为NETCONF Client。Client向Server发送<rpc>请求，查询或修改
一个或多个具体的参数值。Client可以接收Server发送的告警和事件，以获取被管理设备的
状态。
• NETCONF服务器端（Server）：Server用于维护被管理设备的信息数据并响应Client的请求，
把管理数据汇报给Client。一般由网络设备（例如交换机、路由器等）作为NETCONF
Server。Server收到Client 的请求后会进行数据解析，并在CMF（Configuration Manager
Frame，配置管理框架）的帮助下处理请求，然后给Client 返回响应。当设备发生故障或其
他事件时，Server利用Notification机制将设备的告警和事件通知给Client，向网络管理系统
报告设备的当前状态变化。
• Client与Server之间建立基于SSH（Secure Shell，安全外壳）或TLS（Transport Layer
Security，传输层安全性协议）等安全传输协议的连接，然后通过Hello报文交换双方支持
的能力后建立NETCONF会话，Client即可与Server之间进行交互请求，网络设备必须至少
支持一个NETCONF会话。Client从运行的Server上获取的信息包括配置数据和状态数据。

NETCONF优势

一次典型NETCONF交互

• NETCONF使用SSH实现安全传输，使用RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）实
现客户端和服务器端的通信。

YANG（Yet Another Next Generation）语言概述

• YANG起源于NETCONF，但不仅用于NETCONF。虽然统一了YANG建模语言，但是YANG
文件没有统一。
• YANG文件可以简单分为三类：
▫ 厂家私有YANG文件
▫ IETF标准YANG
▫ OpenConfig YANG
• YANG模型的最终呈现是.yang为后缀的文件。
• YANG模型的特点：
▫ 基于层次化的树状结构建模。
▫ 数据模型以模块和子模块呈现。
▫ 可以和基于XML的语法的YIN（YANG Independent Notation）模型无损转换。
▫ 定义内置的数据类型和允许可扩展类型。

YANG与XML（1）

YANG与XML（2）

Telemetry（遥测技术）基本概述

• 业界也有一种看法，将SNMP认为是传统的Telemetry技术，把当前Telemetry叫做
Streaming Telemetry或Model-Driven Telemetry。
• Telemetry将上送数据打包一起发送，提升传输效率。

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