книги / Современные принципы и технологии управления инфокоммуникационными сетями.-1

объединены в группы наборов функций. Наборы функций управления описаны с позиции потребностей клиентов TMN и не зависят от протоколов имоделейреализуемой системы.

Следует различать функции системного управления OSI (SMFs) и функции управления TMN. Функции системного управления OSI (SMFs) работают на самом низком уровне управления (создание управляемых объектов MIB, изменение атрибутов объектов и т.д.) и могут быть использованы в качестве примитивов для реализации функций управления TMN.

Таким образом, выстраивается следующая иерархия функционального управления:

1.Служба управления TMN.

2.Группа наборов функций управления TMN.

3.Набор функций управления TMN.

4.Функция управления TMN

5.Функция системного управления OSI (опционально). Далее будут рассмотрены базовые наборы функций управ-

ления TMN для функциональных областей управления OSI.

3.4.1. Управление производительностью

Управление производительностью обеспечивает функции оценки и отчета, касающиеся режима работы телекоммуникационного оборудования и эффективности использования сети или элемента сети. Функции выполняют сбор и анализ статистических данных для контроля и изменения режима и эффективности работы сети, элементов сети или другого оборудования и помогают при планировании, обеспечении, техническом обслуживании и оценке качества работы.

Система управления TMN собирает данные по качеству обслуживания (QOS) от элементов сети и стремится повысить качество обслуживания. Система управления TMN может запрашивать данные о QOS от элемента сети, или эти данные могут быть посланы автоматически по расписанию или при возникновении определенной ситуации. В любое время система управления TMN может изменитькритерииисписокотслеживаемых событий илиданных.

101

Качество обслуживания включает контроль и регистрацию параметров, касающихся:

–установления соединения (например, задержки вызова установления соединения, успешные и неудавшиеся вызовы);

–поддержки установленного соединения;

–качества соединения;

–полноты расчетных функций (биллинга);

–хранения и проверки журналов системных событий;

–сотрудничества с управлением неисправностями (или техническим обслуживанием), чтобы установить возможный отказ ресурса и с управлением конфигурациями, чтобы изменить маршрутизацию и параметры/пределы регулирования нагрузки для канала связи и т.д.;

–инициирование тестовых вызовов для контроля парамет-

ров QOS.

Определены следующие группы наборов функций: 1. Обеспечение качества работы.

2. Мониторинг производительности.

3. Контроль управления производительностью.

4. Анализ производительности.

Каждая группа наборов функций включает в себя набор функций, которые реализуют соответствующие задачи.

3.4.2. Управление неисправностями

Управление неисправностями – набор функций, который позволяет обнаружить, изолировать и корректировать аварийные ситуации в телекоммуникационной сети и ее окружении. Контроль и обеспечение качества для управления неисправностями включают компоненты измерений надежности, пригодности и жизнеспо-

собности (Reliability, Availability and Survivability – RAS).

Определены следующие группы наборов функций:

1.Обеспечение качества RAS.

2.Контроль и наблюдение за аварийными сообщениями.

3.Локализация неисправностей.

4.Устранение неисправностей.

102

5.Испытания.

6.Администрирование проблем.

3.4.3. Управление конфигурацией

Управление конфигурациями обеспечивает функции управления, определения, сбора данных от элементов сети и передачи информации конфигурации сетевым элементам. Управление конфигурациями реализовано с помощью следующих групп наборов функций:

1.Планирование и проектирование сети.

2.Инсталляция.

3.Службы планирования и согласования.

4.Инициализация.

5.Контроль и управление состоянием.

3.4.4.Управление учетом использования ресурсов

Группа наборов функций управления учетом использования ресурсов выполняет оценку степени использования сетевых служб и определяет затраты поставщика служб и расходы клиентов за использование этих служб. Включает следующие группы наборов функций:

1.Оценка степени использования.

2.Тарификация и ценообразование.

3.Инкассация и финансы.

4.Управление предприятием.

3.4.5. Управление безопасностью

Защита требуется для всех функциональных областей управления и для всех операций (транзакций), выполняемых внутри сети управления TMN.

Управление безопасностью решает задачи:

–защита обмена информацией между системами, системой

иклиентами и между службами внутри системы;

–обнаружение случаев срабатывания защиты и передача отчетов к более высоким уровням системы безопасности.

103

Управление безопасностью включает в себя следующие группы наборов функций:

1.Превентивные меры безопасности.

2.Меры по обнаружению вторжения.

3.Сдерживание и восстановление.

4.Администрирование защиты.

3.4.6.Пример реализации функции управления TMN

Каждый из наборов функций состоит из функций управления. Однако из-за ограниченного объема учебного пособия перечислить все функции для каждого набора не представляется возможным.

В качестве примера рассмотрим более подробно один из перечисленных наборов функций управления TMN. Для функциональной области «Управление производительностью» одной из групп наборов функций является группа «Мониторинг производительности», в которой есть набор функций «Мониторинг и состояние трафика». Вэтот набор входят следующие функции управленияTMN:

1.Отчет о доступности элементов сети. Агент сообщает менеджеру состояние доступности (работоспособности) сетевого элемента и его главных компонентов и процессоров, систем сигнализации по каналу общего пользования, интерфейсного оборудования и других главных модулей станционного оборудования. Такие сообщения могут быть созданы автоматически или в ответ на запрос оператора.

2.Сообщение о состоянии контроля трафика по требованию. Агент сообщает менеджеру текущее состояние функций контроля

иуправления трафиком (включен или выключен контроль трафика, задействованы ли функции маршрутизации и т.д.).

3.Сообщение о состоянии группы каналов (используется/свободен) – Агент автоматически сообщает менеджеру о текущем состоянии группы каналов.

4.Сообщение о состоянии перегрузки коммутатора. Агент автоматически сообщает менеджеру о ситуации, когда коммутатор перегружен вызовами.

104

5.Автоматическое сообщение о назначении состояния труднодоступности. Агент сообщает менеджеру оперативную информацию о труднодоступном состоянии сетевых элементов.

6.Ручное управление статусом труднодоступности сетевого элемента. По запросу оператора, менеджер передает команду агенту о назначении или удалении состояния труднодоступности сетевому элементу и отмене автоматического назначения статуса труднодоступности.

7.Сообщение о состоянии труднодоступности сетевого элемента по требованию. По запросу менеджера агент сообщает

отруднодоступном состоянии сетевого элемента.

8.Сообщение о перегрузке сети общеканальной сигнализации. Агент автоматически сообщает менеджеру о текущем состоянии сети общеканальной сигнализации при ее перегрузке.

9.Подтверждение о получении сигналов управления сети общеканальной сигнализации. Агент передает менеджеру подтверждение, что сигнал управления сети общеканальной сигнализации получен коммутатором и выполнена проверка правильности адресата, типа команды и времени его получения.

Каждая функция управления TMN может использовать одну или несколько функций системного управления OSI, выполняющих более мелкие задачи. Например, функция управления TMN «Отчет о доступности элементов сети» использует следующие функции системного управления OSI: «Управление объектом», «Управление состоянием», «Управление отчетом о событиях».

3.5. TMN И УПРАВЛЕНИЕ ОТКРЫТЫМИ

СИСТЕМАМИ OSI/ISO

Фактически концепция TMN является развитием идей, заложенных в OSI. TMN использует следующие понятия и принципы управления OSI:

1. Модель взаимодействия агент – менеджер. В TMN эта модель используется наряду с другими подходами к организации распределенного взаимодействия, такими как клиент – сервер, одноранговая модель и т.д.

105

2.Структура информации управления SMI OSI. TMN использует объектно-ориентированный подход к разработке систем, но не ограничивает реализацию управляемых объектов только

спомощью языков GDMO/ASN.1, а допускает использовать современные средства моделирования и программирования, такие как UML, IDL.

3.Функциональные области управления и функции системного управления. Функциональные области управления FCAPS декларируют общие требования к задачам управления. Функции системного управления OSI реализуют управление непосредственно управляемыми объектами. При этом стандарты управления OSI четко не определяют, какие функции системного управления должны быть использованы для реализации конкретной функциональной области управления. Функции и наборы функций управления TMN заполняют этот пробел в детализации между

абстрактными декларациями областей управления FCAPS

ифункциями системного управления OSI.

4.Домены управления, позволяющие разделить области ответственности операторов связи.

Между концепцией TMN и стандартами OSI много общего, но существуют и принципиальные различия [15]:

1.Стандарты OSI определяют одну архитектуру управления, а TMN – множество архитектур (физическую, функциональную, информационную), реализуемых на разных уровнях абстракции. Идея множества архитектур позволяет для каждой архитектуры разрабатывать свое представление системы. Вместе с этим необходимо обеспечить взаимодействие между архитектурами.

2.Концепция TMN вводит архитектуру разбиения на логические уровни (LLA), которая отсутствует в модели управления OSI. Преимущество использования такой архитектуры состоит в том, что она позволяет более четко разграничить уровни ответственности по управлению.

3.В TMN инфраструктура управления отделена от управ-

ляемой сети. Такое разделение предотвращает проблемы с управлением неисправностями: в случае отказа элемента управляемой сети, управление будет иметь доступ к аварийному блоку. Таким

106

образом, TMN обладает большими возможностями управления неисправностями, чем OSI. Вместе с тем используемая для передачи управляющей информации сеть передачи данных требует дополнительных затрат. Также нельзя исключить вероятность возникновения неисправностей в этой сети.

Системы управления, построенные на базе TMN, являются достаточно сложными и дорогостоящими продуктами (стоимость таких систем сравнима с суммарной стоимостью оборудования). Количество инструментальных средств разработки таких систем очень невелико, и они чрезвычайно дороги. Для разработки необходимо много высококвалифицированных специалистов. Все эти недостатки не позволили стать TMN наиболее распространенной технологией управления.

Дальнейшее развитие концепции TMN связано с разработкой независимых информационных и функциональных моделей управления от коммуникационной модели (CMIP, SNMP, DCOM, Java RMI, CORBA), использованием современных технологий проектирования (UML) и технологий распределенного управле-

ния (CORBA).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие архитектуры определены концепцией TMN? Поясните назначение каждой из архитектур TMN.

2.Перечислите функциональные блоки и контрольные точки TMN и объясните их назначение.

3.Перечислите функциональные компоненты, которые могут быть реализованы в функциональном блоках NEF и WSF.

4.Перечислите уровни пирамиды TMN и опишите задачи, решаемые на каждом из этих уровней.

5.Какие физические интерфейсы TMN могут быть использованы для взаимодействия с другими системами управления?

6.Какие функции выполняет физический блок QA?

7.Что нового появилось в концепции TMN по сравнению

суправлением OSI?

107

4. УПРАВЛЕНИЕ СЕТЬЮ INTERNET НА БАЗЕ

ПРОТОКОЛА SNMP

4.1.ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЯВЛЕНИЯ ПРОТОКОЛА SNMP

Впроцессе развития глобальных сетей передачи данных, на базе которых в последующем была построена сеть Internet, перед разработчиками встала задача реализации управления и мониторинга. Инженерной группой IETF преследовались следующие основные цели:

1.Обеспечение функций удаленного управления сетью

Internet.

2.Обеспечение способности архитектуры управления к расширению.

3.Снижение стоимости разработки системы управления.

4.Реализация независимости архитектуры управления от специфики хост-машин и типов шлюзов.

Разработка стандартов началась в 1987 г. инженерной группой IETF. В 1988 г. была выпущена первая редакция простого протокола сетевого управления (Simple Network Management Protocol – SNMP).

Описание протокола и другой сопроводительной информации публикуется в документах RFC. SNMP является протоколом прикладного уровня. Основная задача протокола – обмен информацией, необходимой для управления сетевыми устройствами. SNMP является очень популярным протоколом управления сетевыми элементами, большинство устройств, выпускаемых производителями оборудования, поддерживают этот протокол. С момента выпуска первой версии протокол совершенствовался и дорабатывался. В 1993 г. была выпущена вторая версия протокола, утвержденная в качестве стандарта управления сетью Internet. Третья (и последняя) версия протокола SNMP утверждена в 2002 г. и принята в качестве стандарта IETF для сети Internet. Несмотря на простоту, SNMP позволяет решать большинство задач, возникающих при управлении гетерогенными сетями.

108

4.2. АРХИТЕКТУРА УПРАВЛЕНИЯ НА БАЗЕ ПРОТОКОЛА SNMP

Протокол поддерживает взаимодействие между узлами в соответствии с архитектурой агент – менеджер, как показано на рис. 4.1. Агентом в SNMP является встроенное программное обеспечение, работающее в сетевом элементе. Агент взаимодействует с управляемыми ресурсами (аппаратно-программное обеспечение сетевого элемента) и отражает текущее состояние об этих ресурсах в базе информации управления (MIB).

Рис. 4.1. Архитектура системы управления на базе протокола SNMP

Взаимодействие с менеджером выполняется путем обмена сообщениями, содержащими команды, ответы на команды и уведомления. Основная обработка данных выполняется менеджером, а агент SNMP в основном играет пассивную роль, отвечая на запросы менеджера. В случае возникновения ситуаций, требующих вмешательства, агент может послать менеджеру уведомление. В таком режиме сетевой элемент тратит минимальные ресурсы на

109

поддержку управляющего протокола и использует почти всю свою вычислительную мощность на выполнение основных функций, например, маршрутизации.

Протокол SNMP работает поверх стека протоколов UDP/IP, что снижает надежность доставки сообщений из-за дейтаграмного протокола, но уменьшает нагрузку на оборудование.

Архитектура управления SNMP состоит из следующих компонентов:

1.Management Information Base (MIB) – база управляющей информации. В ней содержится информация, достаточная для управления устройством.

2.Structure of Management Information (SMI) – структура управляющей информации, которая определяет типы данных, которые могут использоваться в MIB, описание ресурсов и их обозначение (именование) в базе.

3.Протокол SNMP, структура формата пакетов и правила обмена, с помощью которых осуществляется передача управляющей информацией.

4.2.1. База управляющей информации MIB

Типичная база MIB сетевого элемента содержит:

общую информацию о системе и ее состоянии,

статистику производительности,

конфигурационные параметры.

Существует несколько стандартных баз управляющей информации для протокола SNMP. Основными являются стандарты MIB-I

иMIB-II, а также версия базы для удаленного управления RMON MIB. Кроме этого, существуют стандарты для специальных устройств MIB конкретного типа (например, MIB для маршрутизаторов или MIB для персонального компьютера). Фирмы-производители оборудования разрабатывают свои базы управляющей информации

ирегистрируют их всоответствии стребованиямистандартов.

База управляющей информации SNMP содержит объекты. Однако в отличие от управления OSI под объектом здесь понимается отдельная переменная или группа переменных, а не объект

110