学习笔记——网络管理与运维——概述（背景）

一、背景

1、计算机时代的演进

1964年IBM公司花费50亿美金开发出了IBM SYSTEM/360大型机，开始了大型机的历史。大型机通常采用集中式体系架构，这种架构的优势之一是其出色的I/O处理能力，因而最适合处理大规模事务数据。与PC生态系统比较，大型机拥有专用的硬件、操作系统和应用。

PC生态从硬件、操作系统到应用，经历了多次革新。每一次革新都带来了巨大变化和发展。支撑整个PC生态系统快速革新的三个因素是：

Hardware Substrate(硬件底层化)PC工业已经找到了一个简单、通用的硬件底层，x86指令集；

Software-definition(软件定义)上层应用程序和下层基础软件(OS,虚拟化)都得到了极大的创新；

Open-source(开源)Linux的蓬勃发展已经验证了开源文化和市集模式发展思路的正确性。成千上万的开发者可以快速制定标准，加速创新。

(1)网络产业发展：来自IT行业的启示

IT产业的变革引发了网络产业的思考。业界开始提出SDN(Software Defined Networking)的概念，并不断在其商用化进程上做出尝试。目的是希望网络变得更开放、灵活和简单。

(2)网络界的现状：经典IP网络-分布式网络

经典的IP网络是一个分布式的、对等控制的网络。每台网络设备存在独立的数据平台、控制平面和管理平面。设备的控制平面对等的交互路由协议，然后独立的生成数据平面指导报文转发。

IP网络的优势：在于设备与协议解耦，厂家之间兼容性较好且故障场景下协议保证网络收敛。

    传统网络架构有三个平面：管理平面，控制平面和数据平面。这三个平面彼此分离，但又紧密联系。

1)管理平面：分为系统管理平面和业务管理平面。

系统管理平面：负责设备系统管理。

业务管理平面：负责管理业务信息。(ssh之类的)

2)控制平面

  负责协议路由计算，比如路由信息的计算，路由表的生成等。(ospf之类的)

3)数据平面

  负责数据的转发，比如通过路由表去转发数据流量。

    设备通过控制层面的路由协议生成相应的路由表，再生成数据平面的IP转发表。在MPLS中还会根据路由表和标签分配协议生成标签转发表。IP转发表和标签转发表之间还有一些关系，在你使能MPLS之后你的IP转发表也是会有标签信息的，所以可以通过标签转发出去。

数据报文转发时通过设备查看报文类型和转发表项来进行数据转发。

以交换机为例介绍转发平面、控制平面和管理平面：

交换机转发平面：转发平面提供高速无阻塞数据通道，实现各个业务模块之间的业务交换功能。交换机的基本任务是处理和转发交换机各不同端口上各种类型的数据。L2/L3/ACL/QoS/组播/安全防护等各种具体的数据处理转发过程，都属于交换机转发平面的任务范畴。

交换机控制平面：控制平面完成系统的协议处理、业务处理、路由运算、转发控制、业务调度、流量统计、系统安全等功能。交换机的控制平面用于控制和管理所有网络协议的运行。控制平面提供了数据平面数据处理转发前所必须的各种网络信息和转发查询表项。

交换机管理平面：管理平面完成系统的运行状态监控、环境监控、日志和告警信息处理、系统加载、系统升级等功能。交换机的管理平面是提供给网络管理人员使用TELNET、WEB、SSH、SNMP、RMON等方式来管理设备，并支持、理解和执行管理人员对于网络设备各种网络协议的设置命令。管理平面必须预先设置好控制平面中各种协议的相关参数，并支持在必要时刻对控制平面的运行进行干预。

在华为产品具体的实现上，部分系列产品将功能组合区分为数据平面、管理平面和监控平面。

2、经典网络面临的问题

(1)网络易拥塞

(2)网络技术太复杂

网络协议多：如果您准备成为一名网络技术专家，您需要阅读网络设备相关RFC 2500篇。如果一天阅读一篇，需要长达6年时间，而这只是整个RFC的1/3,其数量还在持续增加。

网络配置难：如果您准备成为某个设备商设备的百事通，您需要掌握的命令行超过10000条，而其数量还在增加。

(3)网络故障定位、诊断困难

       

· 传统运维网络故障依靠人工故障识别、人工定位和人工诊断。

· 超过85%的网络故障业务投诉后才发现。无法有效主动识别、分析问题。

· 传统运维仅监控设备指标，存在指标正常，但用户体验差的情况。缺少用户和网络的关联分析。

· 数据中心网络统计，一个故障定位平均耗时76 min。

(4)网络业务的部署速度太慢

网络业务部署的愿景是：

1)网络策略实现业务随行，与物理位置无关；

2)新业务实现快速部署；

3)物理网络支持零配置部署，设备即插即用。

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