高可靠性網(wǎng)管網(wǎng)絡的研究

網(wǎng)管系統(tǒng)是網(wǎng)絡管理的核心，主要完成網(wǎng)絡的配置管理、故障管理、計費管理、資源管理、性能管理、安全管理、流量流向分析、QOS管理、VPN管理功能。 對于一般IP網(wǎng)絡，網(wǎng)管多采用帶內網(wǎng)管方式，但對于網(wǎng)絡可管理性要求比較高的運營商、金融、政府等對網(wǎng)管網(wǎng)絡可靠性要求比較嚴格的網(wǎng)絡而言，采用帶內網(wǎng)管進行網(wǎng)管不能滿足網(wǎng)絡高可用性要求。 結合工程實踐，提出建立高可靠性網(wǎng)管網(wǎng)絡實現(xiàn)方案，包括三部分帶內網(wǎng)管網(wǎng)絡、帶外網(wǎng)管網(wǎng)絡、撥號應急網(wǎng)絡。 二、帶內網(wǎng)管機制 所謂帶內管理，是指網(wǎng)絡的管理控制信息與用戶網(wǎng)絡的承載業(yè)務信息通過同一個邏輯信道傳送。 帶內網(wǎng)管機制是多數(shù)IP網(wǎng)絡采用的成熟方式，它利用已建的業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡同時傳送各種網(wǎng)管數(shù)據(jù)。網(wǎng)管數(shù)據(jù)的流向決策由業(yè)務網(wǎng)絡的IGP（對應網(wǎng)絡設備的Loopback管理地址和端口地址）作出。網(wǎng)管中心節(jié)點的網(wǎng)管路由器需要參與全網(wǎng)的IGP路由運算，并通過IGP將網(wǎng)管中心節(jié)點的合法IP地址段向其他節(jié)點廣播。 1．帶內網(wǎng)管機制的優(yōu)點： （1）骨干網(wǎng)鏈路通常采用光傳輸機制，穩(wěn)定可靠； （2）可以充分利用已有鏈路； （3）機制簡單，節(jié)省投資。 2．帶內網(wǎng)管機制的潛在問題： （1）業(yè)務數(shù)據(jù)和網(wǎng)管數(shù)據(jù)對安全性的要求不同，采用同一傳輸通路難以加以區(qū)分； （2）當骨干網(wǎng)路由波動時，影響網(wǎng)管數(shù)據(jù)的傳送。 三、帶外網(wǎng)管機制 所謂帶外管理模式中，網(wǎng)絡的管理控制信息與用戶網(wǎng)絡的承載業(yè)務信息在不同的邏輯信道傳送。 1．建設帶外網(wǎng)管專網(wǎng)有兩種方式。 （1）專用鏈路、專用路由器； （2）專用鏈路、共用（業(yè)務）路由器。 2．從業(yè)務安全角度考慮，一般采用專用鏈路、專用路由器的方式。 下面從拓撲結構、路由策略、IP地址、設備配置4個方面進行詳細介紹。 （1）拓撲結構 網(wǎng)管網(wǎng)絡的覆蓋范圍應該是整個IP骨干網(wǎng)的各個節(jié)點，每個節(jié)點配置1臺網(wǎng)管接入路由器（如Cisco3700）作為帶外網(wǎng)管網(wǎng)絡專用設備，并配置專用線路，網(wǎng)管路由器不承載任何業(yè)務。 帶外網(wǎng)管網(wǎng)絡以網(wǎng)管中心節(jié)點為核心，采用星形結構。在網(wǎng)管中心配置一臺中端路由器（如Cisco7300）作為帶外網(wǎng)管的核心路由器。 一個節(jié)點的網(wǎng)管的數(shù)據(jù)量大約幾百K左右，各節(jié)點帶外網(wǎng)管路由器上聯(lián)網(wǎng)管中心的路由器的線路采用2ME1。 （2）路由策略 帶外網(wǎng)管網(wǎng)絡的路由協(xié)議與IP骨干網(wǎng)采用同樣的路由協(xié)議（OSPF或ISIS協(xié)議）。在設置時，將各個節(jié)點到網(wǎng)管中心的鏈路的metric值設置較?。ɡ鏜etric設置為100），將網(wǎng)管中心連接IP骨干網(wǎng)核心節(jié)點的鏈路metric值設置較大（如metric設置為200）。 這樣，在各個節(jié)點，發(fā)送到網(wǎng)管中心的數(shù)據(jù)包都會優(yōu)先選擇帶外路徑，當帶外路徑失效時，流量會自動通過廣東省網(wǎng)進入網(wǎng)管中心。從而實現(xiàn)帶內鏈路作為帶外鏈路備份的功能。 這里海需要注意的時，由于帶外路徑的存在，對于其它流量例如節(jié)點之間的流量業(yè)增加了一條路徑，但是由于這些流量需要經(jīng)過網(wǎng)管中心到IP承載網(wǎng)的鏈路，而此鏈路已設置了較高的metric值，因此其它流量不會經(jīng)過帶外路徑。 （3）IP地址 從上述的拓撲結構和路由政策可以看出，為實現(xiàn)和IP骨干網(wǎng)的互通，網(wǎng)管中心網(wǎng)段的地址需要通過IGP廣播給IP骨干網(wǎng)內的其它路由器，故需要為網(wǎng)管設備配置合法IP地址（或者設置私有IP地址，在防火墻上做映射）。 由于帶外鏈路與帶內鏈路在同一個自治域，而且兩種路徑是主備關系，因此建議帶外鏈路也同樣采用合法IP地址。 （4）設備配置 在每個節(jié)點需要配置專用的帶外網(wǎng)管路由器（如Cisco3700），設備配置需求如下： （1）FE接口：用于連接局域網(wǎng)內的三次交換機；（2）E1接口：通過傳輸網(wǎng)絡連接網(wǎng)管中心的路由器；（3）異步串口：連接設備的console口，用戶撥號備份；（4）modem的異步串口，用于連接PSTN/ISDN。 四、撥號應急網(wǎng)絡 所謂撥號硬件網(wǎng)絡，是通過PSTN撥號方式組建撥號網(wǎng)管網(wǎng)絡，當設備異常（如死機）、IP骨干網(wǎng)和帶外網(wǎng)管網(wǎng)絡同時故障的情況下，通過撥號方式實現(xiàn)設備的遠程控制。 1．必要性 （1）撥號網(wǎng)管提供一個冗余度，與帶外網(wǎng)管并行存在，獨立性較專線網(wǎng)更強，對于網(wǎng)絡異常狀態(tài)的恢復很重要。 （2）撥號網(wǎng)管以較低的代價實現(xiàn)了對網(wǎng)絡設備操作Console控制，可實現(xiàn)異常狀態(tài)下（如設備死機）的恢復。 撥號方式的網(wǎng)管一般是在網(wǎng)絡發(fā)生重大故障，如所有鏈路都斷開，或者是路由器不能正常啟動時，進行網(wǎng)絡恢復的重要手段，而不是用來承擔網(wǎng)管數(shù)據(jù)的采集的任務。我們也可以不設立專門的撥號網(wǎng)管系統(tǒng)，但當網(wǎng)絡發(fā)生重大故障時，最有效和最快速的方式還是采用撥號的方式進行網(wǎng)絡恢復。 2．實現(xiàn)方式 （1）在各節(jié)點，配置撥號服務器（可以和帶外網(wǎng)管路由器合用），通過異步口與各個主要網(wǎng)絡設備的console口相連，同時撥號服務器連接一個modem。在網(wǎng)管網(wǎng)和業(yè)務網(wǎng)均中斷的情況下，網(wǎng)絡管理員可以通過PSTN遠程撥號對這些設備進行配置。 （2）在網(wǎng)管中心，同樣需配一臺撥號服務器配以異步MODEM，一旦網(wǎng)絡發(fā)生故障時，系統(tǒng)管理員可以在遠端撥入進行故障診斷和排除。 （3）網(wǎng)管中心還需設置工作人員的工作網(wǎng)段，包括各個管理員的PC和MODEM。當省內各節(jié)點發(fā)生故障，通過網(wǎng)絡不可通達時，可遠程撥號至遠端帶外網(wǎng)管設備進行故障處理。 （4）如果為保證網(wǎng)管中心的安全性，還可以通過XTACACS或RADIUS機制對撥入NOC的用戶進行認證，或采用斷線回叫（Callback）的方式，只允許特定的電話號碼撥入。 五、總結 綜合基于帶內網(wǎng)管、帶外網(wǎng)管、應急撥號網(wǎng)管的研究和比較，我們認為對于一般網(wǎng)絡采用帶內網(wǎng)管可以滿足網(wǎng)管需求，但對于可靠性要求比較的網(wǎng)絡而言（如運營商網(wǎng)絡），建議帶內網(wǎng)管、帶外網(wǎng)管和應急撥號網(wǎng)管相結合，通過帶外網(wǎng)管實現(xiàn)網(wǎng)管信息和業(yè)務信息的有效隔離，通過應急撥號網(wǎng)管實現(xiàn)緊急情況下設備Console級控制，從而網(wǎng)管網(wǎng)絡的高可靠性，三者相結合，可極大提高網(wǎng)管網(wǎng)絡的可靠性。