Управление сетью электросвязи. Программное обеспечение системы управления телекоммуникационными сетями

1.

Преподаватель:
Павловская
Валентина
Филипповна
Председатель ЦК “Телекоммуникаций”
Кандидат технических наук
доцент
1

2.

Управление сетью электросвязи
6 Программное
обеспечение
системы управления
телекоммуникационными
сетями
2

3. Управление сетью электросвязи

Программное обеспечение
(ПО) СУ (систем
управления) состоит из
двух частей:
общего
специального
3

4. Управление сетью электросвязи

Место хранения данных БД
–
информационная база
управления MIB
Management Information Base
4

5. Управление сетью электросвязи

Общее ПО состоит из:
1.
операционной системы (ОС),
2.
системы управления вычислительными
процессами
3.
системы управления БД.
Специальное ПО состоит из пакетов прикладных
программ:
1.
управления устранением влияния отказов;
2.
управления конфигурацией;
3.
управления защитой информации;
4.
управления взаиморасчетами;
5.
поддержки локальных сетей;
6.
формирования и ведения БД;
7.
выдачи информации по запросам к БД;
8.
управления тестированием программноаппаратных средств.
5

6. Управление сетью электросвязи

Структура программного обеспечения управления,
как правило, определяется разработчиками.
Однако в этой структуре должны
существовать следующие программные
модули:
1. информационная база управления;
2. функциональный модуль регистрации;
3. функциональный модуль анализа параметров
качества работы;
4. функциональный модуль предыстории;
5. пакет программ математического обеспечения по
выработке сообщений;
6. функциональный модуль тревожных сообщений;
7. функциональный модуль аварийной
сигнализации;
8. функциональный модуль загрузки информации о
событиях;
6
9. графический интерфейс.

7. Управление сетью электросвязи

В базе данных MIB сосредоточена
вся справочная информация
сети.
Эта информация поделена на
разделы по классам объектов,
которые описаны в
рекомендации М.3100 "Общая
информационная модель сети".
Определены детали каждого
объекта, включаемого в сеть
передачи информации.
7

8. Управление сетью электросвязи

Описание объектов производится через их
атрибуты.
В MIB хранится информация о статистике
сети и ее оборудовании, динамике
поведения сети, тревожных сообщениях и
другое.
Для обслуживания информационной базы
данных используются различные
функциональные модули.
Программные функциональные модули
могут быть построены по принципу
шаблонов управления, рекомендованных
ITU-Т в рекомендации М.3200.
8

9. Управление сетью электросвязи

Функциональный модуль регистрации
предназначен для управления данными
основных объектов в сети и
множеством совместно определенных
справочных атрибутов для всех
объектов.
Благодаря этому модулю создается и
хранится в базе данных вся
информация о конфигурации объектов
(место расположения, оборудование и
т.д.).
Для регистрации и представления
объектов сети применяется
9
графический интерфейс.

10. Управление сетью электросвязи

Функциональный модуль анализа
параметров качества
предназначен для сбора
статистики, такой, как ошибки в
линии, значение трафика,
емкость каналов и другое.
Функциональный модуль может
использоваться для управления
качеством работы сети,
вычисления статистики трафика
и ошибок, для определения
узких мест и перегрузок.
10

11. Управление сетью электросвязи

Функциональный модуль
предыстории
предназначен для сбора и
хранения данных элементов
сети (систем передачи, систем
коммутации, центров
управления сетью).
Данные собираются и хранятся
по отдельным доменам
(областям) управления.
При этом в данных определяются
отдельные элементы, их
атрибуты и временные
интервалы.
11

12. Управление сетью электросвязи

Пакет программ математического
обеспечения по выработке сообщений
предназначен для формирования
сообщений из базы данных:
о трафике линий
об ошибках в линии
о трафике элементов сети
итоговых сообщениях
других.
12

13. Управление сетью электросвязи

Функциональный модуль тревожных
сообщений
предназначен для создания базы
технического обслуживания.
Благодаря этому модулю возможно
формирование сообщений: сетевые
события, условия тревоги, регистрация
тревожных ситуаций в сети,
распознавание ложной тревоги,
оповещение пользователя о
нарушении порогов тревожных
ситуаций.
Кроме того, благодаря выполнению
команд модуля возможна доставка
тревожных сообщений оператору сети,
посылка сообщений вещательному
терминалу, активизация
13
математического обеспечения

14. Управление сетью электросвязи

Функциональный модуль
аварийной сигнализации
осуществляет тревожную
сигнализацию и выполняет
функцию управления сетью,
используя мониторинг
тревожных ситуаций,
подключая функциональный
модуль сбора статистики и
оповещения о тревожных
ситуациях.
14

15. Управление сетью электросвязи

Каждый объект, находящийся в тревожной ситуации,
соотносится с определенным уровнем серьезности
состояния. Серьезность, согласно определениям
ISO/OSI, может быть:
1. неопределенной,
2. критической,
3. большой,
4. незначительной,
5. предупредительной
6. свободной.
Каждое тревожное сообщение сопровождается
указанием времени, в которое оно было
сгенерировано.
15

16. Управление сетью электросвязи

Функциональный модуль загрузки информации
о событиях
предназначен для хранения информации по
всем типам событий, которые формируются
в сети управления.
Эти события рекомендовано разбивать на
следующие классы записей:
1. тревожные сообщения,
2.
тревожные сообщения о нарушении
безопасности,
3.
создание объектов,
4.
расформирование объектов,
5.
изменение значения атрибутов,
6.
изменение состояния,
7. изменение связей.
16

17. Управление сетью электросвязи

Графический интерфейс управления
необходим в системе для доступа
пользователя - оператора к функциям
управления.
Он позволяет визуализировать
операции управления, быстро и легко
выполнить команды потребителя с
помощью множества окон и выбора
меню.
Благодаря графическому интерфейсу
элементы сети, находящейся в
процессе управления, представляются
в наглядном виде.
17

18. Управление сетью электросвязи

7
ПРОТОКОЛ SNMP ДЛЯ
УПРАВЛЕНИЯ СЕТЯМИ
СВЯЗИ
Simple Network Management
Protocol
7.1 Общие сведения о
протоколе SNMP
18

19. Управление сетью электросвязи

Протоколы управления (или коммуникационные
протоколы) относятся к протоколам прикладного
уровня семиуровневой модели взаимодействия
открытых систем OSI.
Основное назначение протоколов —
передача управляющего воздействия от
программы-менеджера к программе-агенту, а также
передача уведомления/подтверждения о
результатах, к которым привело управляющее
воздействие.
Таким образом, протоколы поддерживают
информационную модель TMN, хотя, строго говоря,
могут рассматриваться как альтернативные
технологии управления устройствами и сетями
связи.
19

20. Управление сетью электросвязи

SNMP как коммуникационный протокол
(и как альтернатива более
масштабным, но зато и более
дорогим решениям CMIP) получил
особенно широкое распространение,
начиная с 1993 г., как метод
управления сетями TCP/IP, включая
индивидуальные и групповые
сетевые средства.
SNMP рассматривался и
дорабатывался IETF (Инженерной
группой по развитию Интернета) и
ныне применим к любой TCP/IP сети,
также как и к другим типам сетей.
20

21. Управление сетью электросвязи

SNMP определяет сеть как
совокупность сетевых
управляющих (management)
станций и элементов сети
(главные машины, шлюзы и
маршрутизаторы,
терминальные серверы),
которые совместно
обеспечивают
административные связи
между сетевыми
управляющими станциями и
сетевыми агентами.
21

22. Управление сетью электросвязи

Сегодня SNMP является самым
популярным протоколом управления
различными коммерческими,
университетскими и
исследовательскими объединенными
сетями.
Основой, определяющей концепцию
управления и администрирования
для сетей, использующих стек
протоколов TCP/IP, является
документ RFC 1157 «Simple Network
Management Protocol (SNMP)»
(Простой протокол управления
22
сетью).

23. Управление сетью электросвязи

В настоящее время существуют несколько
версий протокола SNMP:
SNMP Version 1 (SNMP vl)
SNMP Version 2 (SNMP v2)
SNMP Version 3 (SNMP v3)
SNMP Version 3С (SNMP v3С)
Версии имеют много общего, однако SNMP v2
предоставляет некоторые преимущества,
например дополнительные операционные
возможности протокола. Стандартизация
версии SNMP v3 позволила решать вопросы
безопасности информации.
Рассмотрим в качестве основной версии
протокола SNMP - версию 2.
23

24. Управление сетью электросвязи

7.2 Модель управления,
используемая в протоколе
SNMP
24

25. Управление сетью электросвязи

Пользуясь информацией SNMP
(такой, как показатель числа
пакетов в секунду и коэффициент
сетевых ошибок), сетевые
администраторы могут более
просто управлять
производительностью сети,
обнаруживать и решать сетевые
проблемы.
Программа пользователя,
называемая сетевым менеджером,
осуществляет виртуальные
соединения с программой, которая
называется SNMP-агентом.
25

26. Управление сетью электросвязи

SNMP-агент расположен на
удаленном сетевом устройстве и
предоставляет информацию
менеджеру о состоянии данного
устройства.
SNMP-агенты делают
информацию доступной для
систем управления сетями
(Network Management Systems,
NMS) с помощью SNMP.
Эта модель представлена на
26

27. Использование протокола SNMP

Система управления
сетью NMS
Приложение
управления
SNMP v2
менеджер
MIB
Интерфейс
пользователя
Менеджер
элементов сети
SNMP v2
менеджер
или агент
Сети связи
(сеть передачи данных)
Сообщения и команды
протокола SNMP
MIB
Менеджер
элементов сети
SNMP v2
менеджер
или агент
MIB
ЛВС
SNMP v2
агент
MIB
Элемент сети
SNMP v2
агент
MIB
Элемент сети
SNMP v2
агент
MIB
Элемент сети
27

28. Управление сетью электросвязи

Имеются некоторые отличия
понятия «управляемый объект»
в протоколах CMIP и SNMP.
Управляемый объект в CMIP и
вообще в модели ВОС — это
законченное описание
управляемого ресурса.
Управляемый объект SNMP может
быть некоторый атрибут.
28

29. Управление сетью электросвязи

Управляемое устройство, на
котором функционирует
программа-агент, может быть
любого типа — например, сервер
доступа в Интернет, УПАТС,
принтеры, маршрутизаторы,
концентраторы и т.п.
В данной ситуации программы
управления должны быть
построены таким образом, чтобы
минимизировать воздействие
программы-агента на
29
управляемое устройство.

30. Управление сетью электросвязи

Программы-агенты по заданию менеджера или
автоматически могут отслеживать следующие
показатели работы сетевого оборудования:
число и состояние своих виртуальных каналов;
число определенных видов сообщений о
неисправности;
число байтов и пакетов, входящих и исходящих из
данного устройства;
максимальная длина очереди на выходе (для
маршрутизаторов и других устройств);
отправленные и принятые широковещательные
сообщения;
отказавшие и вновь пущенные в эксплуатацию
сетевые интерфейсы.
30

31. Управление сетью электросвязи

База данных(БД) с
информацией о состоянии
элементов сетевого
оборудования и управляемая
SNMP-агентом называется
базой информации управления
SNMP Management Information
Base
MIB
31

32. Управление сетью электросвязи

Строго говоря, MIB — просто
виртуальный информационный
массив, который, подобно
классической базе данных, содержит
в формализованном и
упорядоченном виде все данные,
связанные с сетью связи, с сетевым
оборудованием в любой части сети, и
является информационной моделью
управляемого объекта.
В тоже время в модели ВОС MIB
содержит описание всех
32
управляемых объектов.

33. Управление сетью электросвязи

Существует три стандарта MIB,
которые используются в SNMP:
1. стандарт MIB I
2. стандарт MIB II
3. RMON-версия MIB для
удаленного управления с помощью
агентов.
33

34. Управление сетью электросвязи

В стандарте MIB I (стандарт RFC 1156)
определены только операции чтения
из базы.
В этой версии существовали восемь
групп управляемых объектов, всего
114 объектов.
Например, группа System содержала
объекты, которые позволяли описать
общие данные об устройстве —
обозначение поставщика, время
последнего включения/активизации
устройства; группа IP включала
данные протокола IP (адрес IPшлюза, статистика IP-пакетов).
34

35. Управление сетью электросвязи

В стандарте MIB II (RFC 1213),
который действует с 1992 г.,
количество объектов
увеличено до 185, а
количество групп — до 10.
35

36. Управление сетью электросвязи

RMON-предусмотрено удаленное
взаимодействие с MIB.
RMON имеет улучшенный набор
свойств для удаленного управления
благодаря более компактному
представлению информации об
управляемом объекте.
Агенты RMON MIB более
интеллектуальны, представляют
собой программные модули
В базе RMON MIB имеется 10 групп
объектов и 2000 объектов.
36

37. Управление сетью электросвязи

Основу MIB составляет структура информации
управления
Structure of Management Information- SMI,
которая определяет следующие типы данных
и соответствующие им величины, входящие в
состав MIB(1-5):
1. network addresses (сетевые адреса)
представляют какой-нибудь адрес из
конкретного семейства протоколов. В
настоящее время единственным примером
сетевых адресов являются 32-битовые адреса
IP;
2. counters (счетчики) — неотрицательные
целые числа, которые увеличиваются до тех
пор, пока не достигнут максимального
значения, после чего сбрасываются до нуля.
Примером счетчика является общее число
37

38. Управление сетью электросвязи

3. gauges (эталон, мера) — неотрицательные целые числа, которые
могут увеличиваться или уменьшаться, но ограничиваются
максимальным значением. Примером эталона является длина
очереди, состоящей из выходных пакетов (в пакетах);
4. ticks (тиккеры, или метки времени) — тысячные доли секунды,
прошедшие после какого-нибудь события. Примером ticks
является время, прошедшее после вхождения интерфейса в свое
текущее состояние;
5. opaque (неявное задание) — произвольное кодирование.
Используется для передачи произвольных информационных
последовательностей, находящихся вне пределов точного
печатания данных, которое использует SMI.
38

39. Управление сетью электросвязи

В MIB описание управляемых объектов
объединено в модули, которые
записываются с использованием
языка натаций ASN. 1.
В целом SMI разделена на три
подмножества:
1. определение модулей (module
definitions),
2. определение объектов (object
definitions)
3.определение прерываний (trap
definitions).
39

40. Управление сетью электросвязи

7.3 Стандартные элементы
протокола SNMP
40

41. Управление сетью электросвязи

В протоколе SNMP
можно выделить
следующие основные
Стандартные
элементы(1-3).
41

42. Управление сетью электросвязи

1. Стандартный формат сообщения
(standard message format),
который определяется форматом
сообщения UDP.
Эта часть стандарта высокого уровня
имеет небольшое число
прикладных пользователей (но
вызывает интерес у большинства
программистов, использующих
SNMP).
42

43. Управление сетью электросвязи

2. Стандартный набор управляемых
объектов (standard set of managed
objects) представляет собой набор
стандартных величин (values) —
объектов SNMP, к которым можно
адресовать запросы от различных
устройств.
Стандарт включает величины для
текущего контроля TCP, IP, UDP и
интерфейсов устройств. Каждый
управляемый объект
ассоциируется с официальным
именем, а также с числовым
идентификатором, имеющим в
записи имени точку (dot-notation).
43

44. Управление сетью электросвязи

3. Стандартный способ добавления
объектов (standard way of adding
objects).
Пожалуй, наличие этого элемента —
одна из причин того, что SNMP стал
широко известным и приобрел
статус de-facto промышленного
стандарта.
Причина в том, что наличие такого
способа позволяет поставщикам
сетевых устройств расширять
стандартный набор объектов
управления посредством
спецификации новых объектов
управления для развертываемых 44
сетей.

45. Управление сетью электросвязи

В целом, начиная с версии 1 SNMP,
были определены четыре типа
стандартных операций управления:
1. операция Get (получить)
применяется, чтобы возвратить
(получить) значение
поименованного объекта
управления;
2. операция GetNext (получить
следующий) существует, чтобы
возвратить имя (и значение)
следующего по порядку
управляемого объекта, который
соответствует определенному
сетевому устройству и имеет
корректно присвоенное имя SNMP;
45

46. Управление сетью электросвязи

3. операция Set (установить)
применяется, чтобы установить
поименованным объектам
специфические значения (точнее,
чтобы изменить значения
идентификаторов или атрибутов
управляемых объектов);
4. операция Trap (прерывание)
используется сетевыми устройствами
асинхронно; с помощью данного
прерывания сетевые устройства
могут сообщать администратору сети
о проблемах, возникших в данном
устройстве вне режима опроса
данного устройства
46

47. Управление сетью электросвязи

Каждой перечисленной команде
соответствует PDU определенного
формата.
С помощью перечисленных типов
операций (команд) можно
сформировать соответствующие
запросы от менеджера к агенту и от
агента к менеджеру.
В результате будет выполнено одно из
требований по управлению,
поступившее от сетевого
47
администратора(1-4):

48. Управление сетью электросвязи

1. «Получить запрос» (GetRequest).
Чтобы определить технические
характеристики и состояние
устройства через запрос Get, из MIB
могут быть выбраны специфические
значения характеристик устройства.
Обычно с помощью SNMP могут быть
определены различные значения и
параметры, в том числе без
установления TCP-соединения с
сетевым устройством.
48

49. Управление сетью электросвязи

2. «Получить следующий запрос»
(GetNextRequest).
В стандарте SNMP менеджеры совершают своего
рода «просмотр» всех SNMP-значений
устройства (посредством запроса GetNext),
чтобы определить все имена и значения,
которые поддерживаются данным сетевым
устройством.
Эта процедура выполняется, начиная с первого
объекта SNMP, так, чтобы после выборки
информации о первом объекте перейти к
выборке данных следующего имени
устройства в MIB с помощью запроса GetNext.
Данная процедура может повторяться до тех пор,
пока, например, не будет обнаружена ошибка
сетевого устройства.
49

50. Управление сетью электросвязи

3. «Установить запрос» (SetRequest).
Стандарт SNMP позволяет выполнять
действия, связанные с устройством
(через запрос Set), например,
чтобы отключить интерфейс,
разъединить пользователей,
очистить буферы ввода-вывода и
т.д.
Этот запрос позволяет
конфигурировать и управлять
устройствами сети.
50

51. Управление сетью электросвязи

4. «Сообщение прерывания»
(TrapMessage).
Стандарт SNMP предоставляет
механизм, посредством которого
сетевые устройства могут
«выдавать наружу» (reach out)
менеджеру или самим себе (через
сообщение Trap) прерывание,
фиксирующее наличие проблем.
Для этого требуется, чтобы каждое
сетевое устройство было
сконфигурировано так, чтобы
выдать SNMP-прерывания для
одного или более сетевых устройств
или менеджеров, которые ожидают51
эти прерывания.

52. Управление сетью электросвязи

Помимо перечисленных, во
второй версии SNMP добавлены
новые сообщения, а именно:(13)
1. операция GetBulk используется для извлечения
большого массива данных, а не
единичных значений;
2. операция Inform - позволяет
одной NMS выполнять операцию
Trap на
другой NMS и получать ответ; 52

53. Управление сетью электросвязи

3. операция Report - передает
сообщение агента о состоянии
управляемо
го ресурса без запроса.
Соответственно имеются запросы типа
InformRequest и GetBulkRequest.
Все вышеупомянутые типы сообщения
закодированы в сообщения
протокольных блоков данных
(Protocol Data Units, PDU), которыми
обмениваются SNMP устройства.
53

54. Управление сетью электросвязи

Get, Get-Next, Set, Responce PDU
Общий заголовок SNMP
Версия СообТип
SNMP щество PDU
Идентификатор
запроса
Общий заголовок SNMP
Версия СообТип Область Адрес
агента
SNMP щество PDU
Статус
ошибки
Индекс
ошибки
Имя, значение переменных
Тип
Спецкод
Временная
прерыпрерывания
отметка
вания
Имя, значение
переменных
Trap PDU
PDU SNMP
Рисунок – Форматы PDU в SNMP (v.1 и v.2)
54

55. Расшифровка полей формата сообщения SNMP

Назначение
Наименование поля
Версия SNMP
Номер версии протокола SNMP
Сообщество
(community)
Строка символов
менеджером
Тип PDU
Get (тип 0), Set (тип 2), GetNext (тип 1), Responce (тип 3)
Идентификатор
запроса (Request-ID)
Устанавливает связь между командами и ответами
для
обмена
между
агентом
и
Статус
ошибки
Указывает ошибку и ее тип
(Error-status)
Индекс
ошибки Устанавливает связь между ошибкой и конкретной
(Error-index)
реализацией объекта
Имя,
значение Состоят из PDU и устанавливают связь между данными
переменных
переменными и их текущими значениями
(Variable bindings)
Тип PDU
Trap (тип 4)
55

56. Расшифровка полей формата сообщения SNMP

Область
(Enterprise)
Идентифицирует тип объекта, генерирующего
данное прерывание
Адрес
агента Содержит адрес объекта,
(Agent address)
данное прерывание
генерирующего
Тип прерывания
Содержит общий тип прерывания
(Generic trap type)
Спецкод
прерывания
Содержит специфический код прерывания
(Specific
trap
code)
Временная
Содержит значение времени, прошедшего
отметка
(Time между последней повторной инициализацией
stamp)
сети и генерацией данного прерывания
Имя,
значение
переменных
Содержит
перечень
переменных
(Variable
информацией о прерывании
bindings)
с
56

57.

Преподаватель:
Павловская
Валентина
Филипповна
Зав.кафедрой “СС и СК”
Кандидат технических наук
доцент
57