长期以来，为了保证网络的正常运转，通常都需要对网络设备进行监控和管理。在一定规模的网络中，如果缺乏网络管理，则不利于维持网络和设备的可靠性、可用性，也不利于降低和排除故障。目前，虽然大多数网络设备本身也具有一定的网络管理功能，但是对于整个网络来说，由于设备众多，网络维护和管理工作仍然比较繁重，尤其更换和升级网络设备的时候。为此，不少网络用户还专门配备了网络管理人员，以便进行网络管理。针对网络管理，出现了一些新的技术，集群管理就是其中之一，它比较适合中小规模的网络。1.网络管理面临的问题

在网络的维护和管理中，我们会经常遇到一些与网络管理有关的问题，如下：

A.在安装新设备时面临的问题：

1)新设备首次使用。管理员先对其进行配置，然后才接人网络：

2)新设备没有IP地址，不能进行远程管理，管理员先通过控制台进行管理：

3)管理员先对新设备进行必要配置，才能被网管软件发现和管理：

4)无法批量管理，管理员只能一台台配置，费时费力；

B.在部署网络时面临的问题：

1)需要规划整个网络结构，包括处于网络边缘的大量接人设备：

2)在动态的网络环境中，网络具有伸缩性，当需要经常改变网络结构时，需要增加维护成本；

C.在网络管理和监控时面临的问题：

1)为了进行远程网络管理，需要为每一台设备分配IP地址等，消耗大量IP资源；

2)需要为每一台设备配置访问控制权限。例如口令、认证方式等：

3)需要为每一台设备配置网管监控。例如日志、SNMP／Trap等：

4)统一网管方案，需要对全网设备进行统一配置，费时费力：

D.在网络故障时面临的问题：

1)当故障发生时。缺乏动态网络拓扑信息，可能无法及时定位发生故障的设备，需要登录一台台设备进行查看；

2)当一个用户无法联网时，管理员需要用时问找出该用户所连接的设备上的端口，以便发现故障的原因：

3)当故障设备IP不通，无法进行远程管理时，管理员需要到现场进行修复：

E.在网络配置升级时面临的问题：

1)修改网络配置时，需要对每台设备进行配置同步。例如修改全网的服务器地址：

2)在网络中添加或移去设备时，需要删除旧配置，导入新配置：

F.在无线网络部署时面临的问题：

1)新安装的无线接入点(AP)，在被固定到一个位置之前，事先需要进行配置。负责施工安装的电气工人不具备网管知识，调试和维护很困难：

2)需要为密集部署的AP分配IP地址，消耗大量IP资源；

3)安装在固定位置的AP(例如安装在高处)，当无法进行远程管理时(例如IP网络不通了)，使用控制台等传统手段进行维护十分困难：

2.集群管理概念和原理

集群(Cluster)是一组网络通信设备的集合，所谓集群，就是将多台互相连接的网络设备作为一台逻辑设备进行管理。集群中，一般只有一台起管理作用的设备，称为命令设备，它可以管理若干其他设备。已加入集群，接受管理的设备称为成员设备。未被加入集群，但具有集群能力、能够被加入集群的设备称为候选设备。长期以来，集群管理技术通常应用于以太网交换机，一般称为交换机集群管理。其实诸如路由器这样的设备也可以应用集群管理技术。在许多网络中，路由器作为一个网络的出口。如果用之作为命令设备，则可以管理整个网络。

参与集群管理的设备都必须支持链路发现技术，例如IEEE提出的LLDP(Link Layer Discovery Protocol，LLDP)协议。这些设备通过该技术。发现各自的邻居，建立拓扑信息。根据拓扑信息，命令设备可以发现并请求候选设备加入集群，候选设备加入集群成为成员设备后，通过命令设备可以对其进行管理维护。3.集群管理在不同行业中的应用分析

集群管理的主要目的就是解决大量分散的网络设备的集中管理问题，以下分析不同行业对于集群管理的应用。

3.1电信网络

IP城域网是在城市或一定地理区域范围内组建的，用于实现个人和企业用户的语音、视频、数据等多种业务接入、汇聚和转发，可独立进行管理的IP网络平台。目前，随着IP城域网内业务的迅速发展，面临着网络管理和业务控制相对分散，无法满足管理控制集中化、提高网络的可管理性的要求。

集群管理技术可以有助于管理控制的集中化，提升网络可管理性。在电信IP城域网中，集群技术可用于宽带接入网，主要用于园区交换机和楼道交换机的管理。因为此类设备在IP城域网中大量存在，并且相对分散，将园区交换机和楼道交换机组成集群进行管理，可以大大减少管理的工作量。

3.2校园网

校园网的特点是网络资源有限而用户众多，通常需要对网络资源进行集中式管理。在这种应用环境情况下，需要有专职的网络管理人员，但往往是人数很少而职责范围很广。

例如，在一个比较典型的校园网络中配备了核心、汇聚和接入交换机，各个建筑之间通常用光纤联接。在每座建筑内部，一般每个楼层有一台或若干台接入交换机，这些接入交换机连接在汇聚交换机上，汇聚交换机并通过光纤与核心交换机连接。采用了集群管理技术后。可以根据需要将若干交换机组成一个集群，例如可以将一座建筑的所有交换机组成一个集群。这样网络管理人员不再需要到校园的每个楼房去，只要在控制中心就可以完成对交换机进行初始化、升级或对网络进行故障排除。

3.3中小企业网

中小企业网络的特点就是网络设备比较分散、网络结构具有可伸缩性，但通常缺乏有经验的网络管理人员。在这样的网络环境中，随着业务的发展，网络的用户数量和信息资源常会随着变化。为了解决这个问题，常需要改变或扩展网络结构。中小企业客户希望保证高数据可用性，同时又对网络及维护成本比较敏感。

例如，某企业原来只在一个地点办公，并且建立了小型的计算机网络，在网络上运行着财务、办公自动化系统等。后来，由于业务的发展，在新的办公地点扩大了办公地点。同时，网络用户的数量、信息量也随着业务的发展有很大的增长。为了解决这一问题，该企业决定采用网络集群管理技术，在每一个办公地点的楼层，将多种型号的交换机设备构成了交换机集群。这样可以方便对其进行远程维护和故障排除。在每添加或移除交换机时，只要将其连接在网络上，通过集群对其进行自动配置，既能快速灵活部署网络，也大大节省了人力，降低了成本。

3.4网吧网络

在网吧行业，对网络平台有很高的要求，主要有：网络安全性高(防攻击、防入侵、防止个人信息被窃取)、网络稳定性高(防止断网、防止服务中断)、网络速度快(保证用户体验)、管理与维护容易(全网监控、快速排查故障、降低维护成本)、带宽利用率高(防止浪费、降低运营成本)等。网吧通常会配备网管人员，但技术水平一般不高，管理和排查故障的效率低，影响到网吧的运营。特别是对于大型的连锁网吧，设备和用户众多，而且地点分散，如果能将网络设备管理控制集中化，能进行远程维护和故障排除，这样就可以降低运维成本，

例如，某网吧使用出口路由器和若干交换机组成网络，这里如果采取集群管理技术，将网吧中路由器和所有的交换机组成一个集群，将出口路由器作为集群的控制设备，可以自动发现网吧网络中的交换机，以进行自动配置、监控其网络拓扑状况。如此就有利于快速部署和自动配置，并有利于远程集中管理和故障排除，网吧的网管人员就可以通过路由器，控制网吧内的网络设备的运行情况。对于连锁网吧，则可以通过远程访问每个网吧的路由器，就可以管理每个网吧的网络设备，这样使得设立远程维护中心的方案成为可能，减少了网管人员的工作量和降低了维护成本。

3.5酒店网络

当今住宿酒店不只是解决住宿问题，还要解决商务、娱乐问题。酒店为住客提供方便快捷的上网服务，可提升服务档次，吸引商务住客。最终提高入住率。因此，目前酒店行业都很重视网络基础建设，在每一间客房都部署了网络接口，但一般没有配备专门的网络维护人员，网络维护和排除故障有困难。也是影响酒店服务质量的因素之一。

例如，某酒店网络的特点就是只有一个出口网关，通常接人交换机较多，并且分布在各个楼层，每个客房网络就接在接入交换机上，使用一台三层交换机设备作汇聚设备，然后连接到出口网关。这里如果采取集群管理技术。将网络中所有的交换机设备组成一个集群(如果可能，将出口网关也纳入集群，作为命令设备使用)。这样可以方便对其进行远程维护和故障排除。这点对于大型酒店集团或连锁酒店尤其有利。可以降低维护成本，保证服务质量。

3.6无线局域网

无线局域网(WLAN)技术发展到今天，已经进入了黄金时代。WLAN已在公司办公室、医院、零售商店、生产厂房、仓库、教育机构、金融机构、地方和国家政府部门得到广泛的应用。WLAN应用需要部署大量的无线接入点(AP)，因为受无线信号强弱随距离衰减的限制，AP的部署一般都比较密集，在公共场所一般固定在一个不影响人们活动的地方，例如安装在天花板上，这样想通过控制台等常规手段进行维护是很困难的。

例如，某商务场所部署了无线网络，安装了若干AP设备。这些AP都通过有线网络连接到交换机上，并通过出口网关连接互联网。由于无线设备部署条件比较特殊(并非像其他网络设备一样可以安装在机柜里)，需要专门的电气工人进行施工安装。这些人员通常不具备网络管理知识。一般只负责连线。这样，就需要将AP事先配置好，然后再安装到固定位置，调试和维护均不方便。这里如果采取集群管理技术，将所有AP和交换机组成一个集群进行管理，交换机作为控制设备，这样AP事先就无须进行配置，只要按电气布线要求连接上就好了。当AP安装好并上电启动后，集群控制设备就能自动发现所有的AP，并将AP加入到集群进行管理，可以下发配置和进行远程维护，这样既可以快速部署无线网络，也大大节省了人力。

4.结束语

网络设备集群管理技术的发展来源于对网络管理的需求，集群管理技术所具备的优点可以解决大量分散的网络设备的集中管理问题。由于该技术具备市场应用前景，业界普遍都实现了集群管理技术，目前主流网络设备厂商都在其产品中集成了集群管理功能，但是实现方案以及依赖的技术标准均有不同，较多地使用了自己的非标准技术，也因此造成不同厂商的设备(甚至同一厂商不同型号设备)之间无法实现集群管理。将来，此项技术的标准化应该逐渐成为一个趋势。