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

жащих двум смежным уровням одной открытой системы. Протокол отражает логику и форматы взаимодействия одноранговых (одноуровневых) сущностей при реализации ими (N)-сервиса. В модели OSI RM предполагается стандартизация спецификаций только сервисов и протоколов. Интерфейсы рассматриваются как сущности, потенциально зависимыеотметодовреализации.

1.3. СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ УРОВНЕЙ АРХИТЕКТУРЫ МОДЕЛИ OSI RM

В результате систематического проектирования архитектуры для среды взаимосвязи открытых систем была определена семиуровневая модель архитектуры OSI RM, включающая следующие уровни:

–прикладной (Application – A) – уровень 7;

–представления (Presentation – P) – уровень 6;

–сеансовый (Session – S) – уровень 5;

–транспортный (Transport – T) – уровень 4;

–сетевой (Network – N) – уровень 3;

–канальный или звена данных (Data Link – DL) – уровень 2;

–физический (Physical – Ph) – уровень 1.

С учетом этого разделения архитектура модели OSI принимает вид, показанный на рис. 1.6.

Рассмотрим назначение уровней эталонной модели.

Прикладной уровень (Application Layer – A). Данный уро-

вень отвечает за доступ прикладных процессов к среде OSIE для обеспечения их взаимодействия при решении совместных задач. Также он предоставляет высокоуровневые сетевые сервисы общего назначения, такие как электронная почта, передача файлов, функции сетевого справочника.

Уровень представления (Presentation – P). На данном уровне решается только синтаксический аспект представления данных. Основная задача уровня – обеспечение независимости прикладных взаимодействующих сущностей (A-entities) от использования конкретного синтаксиса (кодирования) передаваемой информации.

21

Сеансовый уровень (Session – S). Данный уровень обеспечивает сервис для организации, структуризации и синхронизации диалога между сущностями уровня представления (P-entities). Его также называют сервисом управляемой надежной сквозной (т.е. осуществляемой между оконечными открытыми системами) передачи данных.

Транспортный уровень (Transport – T). Транспортный сер-

вис обеспечивает прозрачную передачу данных между сеансовыми сущностями (S-entities) оконечных систем, осуществляет оптимизацию использования сетевых ресурсов, а также обеспечивает надежность передачи данных. Реализует сквозную передачу данных из конца в конец, где концами являются оконечные (т.е. не являющиеся ретрансляторами подсети связи) открытые системы, содержащие взаимодействующие транспортные сущностикорреспонденты, поэтому транспортные протоколы используются только между оконечными открытыми системами.

Сетевой уровень (Network – N). Данный уровень обеспечивает установление, поддержание и разъединение сетевых соединений между транспортными сущностями (Т-entities) и обмен данными (пакетами) между ними. Основной его задачей является прокладка оптимальных маршрутов для передачи пакетов данных через топологию подсетей связи.

Канальный уровень (Data Link – DL). Канальный сервис обеспечивает надежную передачу массивов (кадров) данных между сетевыми сущностями (N-entities) открытых систем, непосредственно связанных некоторойфизическойсредойпередачиданных.

Физический уровень (Physical – Ph). Данный уровень обес-

печивает механические, электрические, функциональные и процедурные средства активации, поддержания и деактивации физических соединений для передачи бит между канальными сущно-

стями (DL-entities).

Таким образом, нижние три уровня предоставляют услуги, связанные с передачей данных в сети. Четвертый уровень соответствует сквозной передаче данных между открытыми системами. Верхние три уровня связаны с организацией распределенных прикладных процессов обработки информации.

22

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.В чем состоит отличие «реальной системы» от «открытой системы»?

2.В чем состоит отличие «реальной системы» от «реальной открытой системы»?

3.В чем состоит отличие «реальной открытой системы» от «открытой системы»?

4.С помощью каких элементов выполняется взаимодействие между смежными уровнями модели OSI?

5.С помощью каких элементов выполняется взаимодействие между одноуровневыми сущностямиразных системмодели OSI?

6.Какие примитивы используются при взаимодействии через точки доступа к сервису?

7.Какие функции выполняет прикладная сущность?

8.В чем отличие протокола от ассоциации в модели OSI?

9.В чем заключается смысл использования разбиения на уровни системы?

10.Перечислите уровни модели OSI и охарактеризуйте функции каждого из этих уровней.

23

2. УПРАВЛЕНИЕ ОТКРЫТЫМИ СИСТЕМАМИ

При описании модели OSI были даны некоторые базовые понятия и определения, связанные с управлением моделью. Однако для реализации управления открытой системой этой информации явно недостаточно. Поэтому была разработана группа стандартов, описывающих системное управление OSI (рис. 2.1).

Стандарты, описывающие системное управление, могут быть разделены на следующие категории:

–стандарты, определяющие структуру управления OSI;

–стандарты, определяющие структуру информации управ-

ления;

–стандарты, определяющие принципы передачи информации управления;

–стандарты, определяющиефункциисистемногоуправления. Несмотря на то, что первоначально управление OSI было

разработано ISO, большинство работ по разработке стандартов было выполнено в тесном сотрудничестве ISO с ITU-T. Стандарты, явившиеся результатом этого плодотворного взаимодействия, изданы обеими организациями и полностью идентичны по содержанию. Стандарты управления OSI по классификации ITU-T относятся к группе рекомендаций X.7xx.

Стандарты, определяющие структуру управления OSI

Стандарт ISO 7498-4 (Рекомендация ITU-T Х.700) «Структура управления OSI» является первоначальным документом, в котором были определены основные понятия и базовые принципы управления моделью OSI. Этот документ разрабатывался специальной рабочей группой № 4 ISO с 1980 г. и впервые был опубликован в 1989 г. Содержание этого документа оказалось недостаточно проработанным для того, чтобы стать общепринятым стандартом. Поэтому было принято решение разработать дополнительный документ, который бы ответил на все вопросы, возникшие с выходом первого стандарта. Стандарт ISO 10040 (X.701) «Обзор системного управления OSI» был опубликован

24

в 1992 г. Эти два документа определяют структуру управления и служат базой для дальнейшего развития стандартов управления OSI. Структура управления рассматривается в подразд. 2.1 и 2.2.

Рис. 2.1. Стандарты управления OSI

25

Стандарты, определяющие структуру информации управления

Стандарт ISO 10165-1 (X.720) «Информационная модель управления» определяет структуру информации управления и использование объектно-ориентированного подхода при описании управляемых объектов. Формальное описание управляемых объектов в виде шаблонов GDMO утверждено в документе ISO 10165-4 (X.722) «Руководящие принципы для определения управляемых объектов». Проверка корректности создаваемых описаний управляемых объектов должна быть выполнена с использованием проформ, определенных в стандарте ISO 10165-6 (X.724). Создание связей между экземплярами объектов выполняется в соответствии со стандартом ISO 10165-7 (X.725) «Универсальная модель взаимосвязей». Документ ISO 10165-2 (Х.721) «Определение информации управления» содержит формальное описание классов базовых объектов, которые должны быть использованы при создании всех новых классов объектов. Объекты, использующиеся при описании общих элементов модели OSI, определены в стандарте ISO 10165-5 (X.723) «Универсальная информация управления». Классы управляемых объектов для отдельных уровней модели OSI описаны группой рекомендаций X.28x. Основные понятия структуры информации управления рассмотрены в подразд. 2.2.2.

Стандарты, определяющие принципы передачи информации управления

Используя информационную модель управления, документ ISO 9595 (X.710) «Общая служба информации управления» определяет услуги (действия), с помощью которых можно получить доступ к управляемым объектам. Протокол, обеспечивающий передачу этих услуг, описывается в стандарте ISO 9596-1 (Х.711) «Общий протокол информации управления». Проверка корректности реализации протокола должна быть выполнена в соответствии со стандартом ISO 9596-2 (X.712). Коммуникационные аспекты управления будут рассмотрены в подразд. 2.2.5.

26

Стандарты, определяющие функции системного управления

Функции системного управления описаны в группе стандартов ISO 10164-xx (X.730 – X.799). Следует выделить первые три функции (Х.730, Х.731, Х.732), описывающие управление объектами, состояние управляемых объектов и атрибуты для представления связей между объектами. Эти функции использовались при разработке классов базовых объектов в стандарте Х.721. Основные функции системногоуправления рассматриваются в подразд. 2.2.4.

2.1. СТРУКТУРА УПРАВЛЕНИЯ OSI

Стандарт ISO 7498-4 (Рекомендация ITU-T Х.700) «Структура управления OSI» [2] является первоначальным документом, в котором были определены основные понятия и базовые принципы управления моделью OSI.

2.1.1. Функциональные области управления OSI

Стандарт Х.700 определяет пять функциональных областей управления, известных также под аббревиатурой FCAPS (Fault management – управление неисправностями; Configuration management – управление конфигурацией; Accounting management –

управление учетом использования ресурсов; Performance management – управление производительностью; Security management – управление безопасностью). Фактически, каждая из функциональных областей управления определяет большие группы задач, которые должны быть реализованы при управлении инфокоммуникационными системами.

Управление неисправностями

Область управления неисправностями включает в себя задачи по выявлению проблемы (определение признаков проблемы и изолирование фрагмента сети, где возникла проблема), устранению (автоматическое или ручное переконфигурирование сети, замена оборудования и т.п.), уведомлению пользователей, проверке результатов восстановления сети и регистрации в журналах информа-

27

ции о событии (симптомы, причины, способ решения). Управление неисправностями является наиболее используемой областью управления OSI при реализациив системахуправления сетями.

Управление конфигурацией

Управление конфигурацией включает в себя задачи по конфигурированию сетевых элементов (настройка параметров интерфейсов, режимов работы оборудования, задание адресов, таблиц маршрутизации и т.п.) и конфигурированию сети в целом (задание топологии сети, создание/удаление физических или логических каналов, настройка резервных каналов, каналов синхронизации и т.п.).

Управление учетом использования ресурсов

Управление учетом использования ресурсов обеспечивает контроль использования сетевых ресурсов (арендуемых каналов, объема переданного трафика и т.п.) пользователями сети в соответствии с соглашением об уровне обслуживания и выставление счетов на оплату (функции биллинга).

Управление производительностью

Управление производительностью включает в себя задачи по сбору и анализу статистической информации о состоянии сети (данные счетчиков ошибок, степень загрузки каналов, объем трафика, определение коэффициента готовности сети и т.п.). Управление заключается в определении наиболее важных параметров, которые необходимо непрерывно контролировать, далее следует для каждого параметра выявить пороговые значения, по превышению которых потребуется вмешательство оператора сети.

Управление безопасностью

Задачами управления безопасностью являются контроль и защита доступа к ресурсам сети. Под ресурсами сети понимаются оборудование, каналы, услуги и данные, которые передаются или хранятся в сети. Реализация управления безопасностью требует определить:

–ресурсы, которые необходимо защищать;

–пользователей, имеющих доступ к соответствующим ресурсам;

28

–точки, через которые предоставляется доступ к ресурсам;

–признаки несанкционированного доступа к ресурсам;

–процеруры по предотвращению и прекращению несанкционированного доступа к ресурсам.

2.1.2. Модель управления OSI

Управление OSI включает в себя действия, необходимые для управления, координирования и контроля ресурсов, которые обеспечивают коммуникации в среде OSI. Системное управление OSI требует использовать OSI RM. Следует заметить, что системное управление OSI ограничено управлением компонентами

OSI в среде OSI.

Стандарт ISO 7498-4 (Х.700) «Структура управления OSI» определяет следующие принципы управления:

–реальная открытая система получает информацию, позволяющую управлять коммуникационными ресурсами;

–реальные открытые системы взаимодействуют друг с другом для обеспечения контроля и управления средой OSI.

Модель управления OSI использует понятия системное управление, управление N-уровнем, операции N-уровня.

Системное управление

Системное управление обеспечивает механизмы для мониторинга, управления и координации управляемых объектов с помощью протоколов системного управления прикладного уровня. Следует отметить, что структура управления OSI акцентирует внимание на аспектах обмена управляющей информацией и практически ничего не говорит про то, что является объектом управления. Протоколы прикладного уровня ориентированы на надежную передачу управляющей информации с установлением соединения. Информация управления передается по уровням модели OSI как все другие типы данных. Элемент прикладного уровня, обеспечивающий обмен управляющей информацией, называется прикладной сущностью системного управления (Systems Management Application Entity – SMAE).

29

Реализация обмена управляющей информации на прикладном уровне обладает следующими достоинствами:

1.Протоколы прикладного уровня являются самым «мощным» видом протоколов, способным передать большое количество разнообразной информации управления.

2.Услуги, которые предоставляет каждый нижележащий уровень в отдельности, не удовлетворяют всем потребностям управления системой. Например, для передачи большой таблицы маршрутизации могут потребоваться ресурсы всех уровней модели OSI (обнаружение, исправление ошибок, сегментация, сборка

ит.д.). Также контроль состояния сетевого элемента невозможно реализовать только с помощью протокола, например, транспортного уровня.

К недостаткам нужно отнести следующие аргументы:

1.Практическая реализация всех семи уровней модели OSI удорожает систему.

2.В случае краха сети протоколы прикладного уровня не могут корректно функционировать и, следовательно, функции управления сетью становятся недоступными.

3.Протоколы прикладного уровня из-за своей сложности требуют больших вычислительных ресурсов.

Управление N-уровнем

Управление N-уровнем обеспечивает мониторинг, управление и координацию управляемых объектов, принадлежащих уровню N. Протокол управления при этом использует протоколы передачи нижележащих уровней. Управление N-уровнем исполь-

зуется, когда какую-либо функцию невозможно реализовать с помощью системного управления. В этом случае используется протокол управления, предназначенный для управления только на этом уровне (рис. 2.2).

Основное отличие между системным управлением и управлением N-уровнем заключается в том, что системное управление использует службы уровня представления для обмена информацией управления, тогда как управление N-уровнем использует службы N-1-уровня. Управление уровнем обычно используется

30