计算机智能化网络管理

摘 要

随着我国基础教育的普及以及计算机技术的不断发展,我国接入网络的计算机数量早已达到了亿级,大量的计算机接入也使得网络结构愈趋的复杂化,新技术的发展也在不断的更替网络中不合时宜的部分.这些情况使得网络维护与管理难度逐步的提升,因此网络管理也需要研究新的技术来面对困难环境的挑战.本文将在众多文献的基础上结合计算机智能算法的应用探索基于智能算法的智能化网络管理系统设计方案.

【关 键 词】智能化网络管理

网络管理的目的是通过软件控制各网络设备,协调网络通信,提高网络设备的使用效率,提升网络使用质量.最初的网络管理并不是成体系进行管理的,而是分拆式管理,各网络设备协调性较差,不能充分的利用资源.加之网络规模逐渐增长后,网络管理需要解决的问题困难程度也在递增,面对大规模的网络管理,最好的处理办法就是整合网络设备资源,从整体上进行调度,调度方法可以依据实际情况选择,使得网络管理系统达到一定的智能化,降低网络维护与管理成本.下面本文将从网络管理的智能化需求入手,探讨智能化网络管理系统.

1对智能化网络管理的要求

1.1智能化网络管理的基本要求

设计网络管理系统的目的是为了满足实际使用要求,因此需要明确网络管理系统的职责与任务,才能针对性的设计系统方案.网络管理基本任务大致上可以分为以下几点：

1.1.1网络运行状态监控

在网络运行中会发生各种事件,网络管理系统必须能够有效的对网络运行状态进行监控.首先网络管理系统必须能够及时的检测到网络故障,发现故障后能够隔离故障网络并定位出故障原因.如果故障可以由管理系统自行依靠自身设置或故障排除工具排除,则排除故障并将隔离部分重新接入网络,如果不能排除故障,要求迅速给出警报,通知管理人员处理.在整套流程过程中,管理系统需要记录故障信息,对日志进行归档,作为以后的参考资料.

1.1.2网络设备及配置管理

计算机接入网络过程中,往往需要经过一些网络设备,要求网络管理系统可以自动的进行一些网络设备的发现与按照预定目标进行配置.不同的设备配置策略起到的作用不同,在进行配置管理是,管理系统应该提供给管理人员友好的交互界面,从不同层次展示网络状况与网络设备配置情况,方便管理者依据使用要求对网络设备进行配置,同时做好操作路径记录,能够回滚到以往的配置,避免误操作.

1.1.3网络管理系统安全

为避免非法操作,需要加入保护管理系统的功能.主要有以下几点：

（1）使用系统前必须先对对操作者进行身份认证,保证操作者的身份可以合法使用管理系统.

（2）完备的系统安全日志记录.操作者的登录时间、执行操作、注销时间等等均需记录.

（3）对不同的操作者赋予不同的权限,同时对不同的操作行为也赋予不同的权限,低权限的操作者不可以访问高权限数据、不可以进行高权限操作.

（4）定时进行数据备份,或敏感操作时对数据进行备份,避免数据丢失.

1.2更具智能化的网络管理要求

在满足基本的网络管理使用要求后,为了更好的对网络进行管理,智能化网络管理系统需要更加的智能,尽量减少人为操作,并合理的对网络资源进行调度配置.按照网络管理的显性需求与隐形需求,智能化网络管理应具备以下功能：

1.2.1网络性能管理

此功能为智能化网络管理的核心功能,也是最为复杂的功能,整合后的网络管理系统可以从整体上监控网络运行,为网络性能管理提供了基础条件.此功能从整体上可以划分为三个部分,首先是网络信息的收集,系统需要采集各个网络设备与终端的数据用作调度依据,数据内容包括计算机终端的运行状况,网络设备负载等等；其次是依据预先的设定对网络资源进行调度,依据一定的策略动态调整计算机终端网络,充分利用网络资源,从而整体上达到网络的最优化运行；最后是对网络运行数据的整理与分析,系统需提供对历史数据的分析数据,供网络管理者参考,同时它也可以作为网络调度的正反馈数据,用以修正网络调度策略.

1.2.2一定的网络安全防御能力

计算机智能化网络管理系统作为网络的管理者,虽然并不是网络安全防御系统,但是却具备一定的网络安全防护能力,这种能力来源于底层的网络设备支持,当前的网络设备都已经具备了一定的保护功能,网络管理系统应当充分的发挥这种特性.另外,面对网络异常的计算机终端时,系统应具备将其隔离的功能,避免波及到正常的计算机终端.其他的安全防护措施可以交由上层的防火墙进行.

1.2.3数据的挖掘与展现功能

随着网络规模的不断增大,网络组织形态的多样性增多,能够自动搜寻与生成网络拓扑结构图,为管理者提供管理参考数据显得非常重要,对日常网络运行数据进行分析也同样重要,因此智能化网络管理系统需要具备优秀的数据处理能力.

2智能化网络管理框架设计方案

按照上一节的对智能化网络管理系统的要求分析,参考现有的智能化网络管理理论,可以进行智能化网络管理的大体设计,虽然不同的智能化网络管理系统具体设计不同,但是其构架确实相似的.

2.1智能化网络管理总体设计

智能化网络管理系统可以从大体上拆分为三层进行设计,智能化程度较高的功能作为一个部分,较低的作为另外一个部分,最后是简单的数据采集、数据记录等等功能.从整体上看,数据流向为从智能化程度最低的部分流向智能化程度最高的部分,按照这个设计思路,系统可以分为三层.

2.1.1基于各种智能算法的功能模块层

这部分是需要复杂的算法支持的功能,属于系统核心功能,也是设计难度最高的部分.因此,将其单独抽象出来非常的有必要,不但可以减少其他部分的干扰,同时也方便以后的系统升级.这部分主要有两个功能,一是进行网络资源调度；二是对网络运行数据以及日志等的分析与展现.2.1.2完成各种简单操作的功能模块层

智能化网络管理功能较为繁复,除核心功能外还有大量的其他功能,这些功能可以在很大程度上减轻操作者的工作量,例如：日志管理模块、用户权限与行为权限管理模块、网络数据整合模块、故障诊断模块、报警模块、网络设备自动发现模块等等.其中的一些模块也作为网络资源调度或者是网络数据挖掘功能的数据提供者而存在.

2.1.3具体功能执行模块层

此部分完成网络运行状态数据的收集、网络设备的配置、人机交互界面、驱动加载、系统文件管理、网络工具包调用等等,属于最基本的模块,负责完成功能执行动作.每一个模块都可以拆分完成,相互之间并不影响,具有高度低耦合的特性,通过这种砌砖式的组织构架可以保证网络管理系统的运行脉络清晰,降低维护难度.

2.2智能化网络管理主要接口设计

为了降低智能化网络管理各个功能之间的耦合性,在完成需求分析以及系统总体框架设计后,需要合理 规划不同层次之间的接口,方便以后的维护.按照从高到低的设计顺序,可以设计如下接口：

2.2.1数据管理者与上层的数据使用者之间的接口

上层的数据使用者主要是网络资源调度模块与数据挖掘与展现模块,为了将其与数据管理者隔离开,降低耦合度需要设计接口用来进行数据的传输.数据管理者负责接受来自数据使用者的请求并将数据按照配置文件的设定组织成数据流,送入指定的位置,数据使用者通过读取配置文件中的配置接受数据流并转变为自身所需的数据形式.通过使用配置文件的方式,可以灵活的设定接口,为以后的升级创造一个有利条件.

2.2.2网络设备层与系统功能模块之间的接口

世面上使用的网络设备种类繁多,不同的网络设备应用方法不尽相同,显然不能要求智能化网络管理系统专注于分辨网络设备以及如何使用该网络设备上,为了让网络设备对管理系统功能模块透明,就需要创建一个中间层用于支持两者之间的接口.同种类的网络设备所能支持的功能是相似的,中间层负责管理网络中所有的设备信息,记录所有的设备的操作方法.当管理系统中功能模块通过接口对网络设备发出命令时,中间层依据目标网络设备选择对应的方法对网络设备进行操作.同理,中间层也负责接受并处理网络设备提供的数据,供其他模块使用.

除了上述的两种主要接口外,还有其他一些接口,如人机界面接口、文件管理接口等等,接口存在的目的就是最大程度的隔离各类功能模块,在设计中为了降低维护难度、提升系统灵活性,接口可以使用配置文件方式进行配置.

3智能化网络管理效果评估

计算机智能化网络管理系统是一个较为复杂的系统,这个系统的运行状况关乎计算机网络运行的稳定与效率,在其投入使用后,可以通过获取到网络运行参数并进行评估来判定智能化网络管理的优劣,并可以以此为依据修正系统中存在的问题,不断的完善网络管理质量,对网络性能的评估属于上章中提到的网络调度模块中的一部分,它对智能化网络管理系统至关重要,是系统不断完善自身的数据基础.

网络性能评估主要的评估参数有：

（1）网络的连接性,即网络是否连通、是否可用,是基本的网络参数.

（2）网络的延迟时间,分固定延迟与可变延迟.

（3）网络丢包率,即丢失的数据包占总数据包的比例.

（4）网络带宽,分为可用带宽与瓶颈带宽.

（5）流量参数,分为两种计算方法,分别是用一段时间内成功传输的IP包和包中的总字节数除以时间间隔得到.

针对网络性能参数测量,可以依据测量方式方法不同划分出多种测量手段.如被动测量与主动测量、多点测量与单点测量、基于不同协议的测量、非协作测量与写作测量等等,究竟采用何种测量方法需根据实际情况确定.

在完成对网络状态测量后,不同的评估方法对所得数据的处理也不同,但多数情况下都是建立数学模型,然后对模型进行分析,得到所需结果.模型的分析较为复杂,在各种智能化算法中,最合适的应属于人工神经网络算法,它的自我学习、自我纠正的特征很适用于网络管理策略.

网络性能评估是智能化网络管理系统选择网络资源调度策略的核心因素,性能评估的结果影响管理系统的行为,此环节也是所需智能化程度最高的部分.

4结束语

各种智能算法的发展增强了计算机解决实际的问题的能力,面对网络日益庞大、网络管理要求日益增多的挑战,适当的选用智能算法,辅助以软件技术,建立智能化的网络管理系统是一个非常有效的应对办法.智能化网络管理系统的应用不但降低了对网络管理人员的技术水平要求、减少了人为的管理操作,同时还动态依据网络情况调配网络资源,从而最大程度的利用网络资源.因此,智能化网络管理是未来网络管理系统的发展方向.