Современные технологии управления сетями связи

Под управлением сетью понимается целенаправленная деятельность должностных лиц по планированию, развертыванию и эксплуатации сети, обеспечивающая эффективное использование ресурсов сил и средств сети для требуемого качества услуг.

На всем историческом отрезке развития информационных телекоммуникационных сетей поддержание высокой эффективности их функционирования достигалось за счет использования систем управления ресурсом пропускной способности сетей связи, планом распределения нагрузки, а также структурой, параметрами и режимами их работы. В настоящее время на рынке технологий управления сетями связи конкурируют простой протокол управления сетью (SNMP — Simple Network Management Protocol), сеть управления связью (TMN) и общая архитектура брокера объектных запросов CORBA. Рассмотрим сущность предлагаемых технологий.

Простой протокол управления сетью (SNMP). Последние годы ознаменовались стремительным развитием и ростом популярности Internet, что потребовало исследования вопросов управления в ней.

Вариант применения основного протокола управления в Internet— простого протокола сетевого управления SNMP [1], представлен на рис. 7.11.

Протокол SNMP разрабатывался для управления относительно простыми сетями на базе протоколов Internet, поэтому его характерное свойство — простота. В Internet служебная информация передается по той же сети, которая является объектом управления. В SNMP используются упрощенные базы данных. Они не поддерживают иерархии наследования и вложений, а используют только понятия классов и экземпляров. Протокол SNMP основан на процедуре периодического опроса, поэтому изменение трафика данных управления предсказуемо.

Сеть управления связью TMN. Концепция TMN [1, 2, 3] впервые была предложена на совещании инженерной группы TMN EG в Торонто в 1988 г. Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (СС/ТТ) опубликовал рекомендации M.3010 «Принципы TMN».

TMN представляет собой отдельную сеть, которая имеет интерфейсы с одной или большим числом сетей связи в нескольких точках, обменивается с этими сетями информацией и управляет их функционированием(рис.7.12).

Отделение TMN от сетей связи реализуется на физическом или логическом уровне. В последнем случае эта сеть может частично использовать инфраструктуру управляемой сети. В ее рамках выделяют функциональную, физическую (рис. 7.13) и информационную архитектуры.

Информационная архитектура TMN опирается на принципы управления модели взаимосвязи открытых систем OSI (Open Systems Interconnection), стандартизованной Международной организацией

стандартизации (International Standards Organization, SO). Алгоритмы передачи управляющей информации между функциональными блоками TMN Также как модель ОЯ/имеют два важнейших элемента — объектную ориентацию и архитектуру «менеджер — агент» (рис. 7.14).

Концепция TMN предлагает принцип распределения функциональных компонентов и процедур, относящихся к управлению сетями связи. Тот факт, что одни и те же административные функции могут быть реализованы на разных уровнях, позволяет определить логическую иерархическую архитектуру (Logical Layered АгсЬйес1иге, LLA). Фактически архитектура LLA (называемая иногда TMN-пирамидой) отражает иерархию ответственности за выполнение административных задач.

Следует отметить, что в архитектуре LLA предусмотрены пять уровней управления.

Уровень сетевых элементов (Network Element Layer, NEL) играет роль интерфейса между, как правило, патентованной базой данных со служебной информацией (MIB) находящейся на отдельном устройстве, и инфраструктурой TMN. К нему относятся 0-адаптеры и собственно сетевые элементы.

Уровень управления элементами (Element Management Layer, EML) соответствует системам поддержки операций, контролирующим работу групп сетевых элементов. На этом уровне реализуются управляющие функции, которые специфичны для оборудования конкретного производителя. Примерами таких функций являются обнаружение аппаратных ошибок, контроль энергопотребления и рабочей температуры, сбор статистических данных, измерение степени использования вычислительных ресурсов, обновление микропрограммных средств. Данный уровень включает в себя посреднические устройства (хотя физически они могут принадлежать и более высоким уровням), взаимодействующие с открытой системой через интерес О.

Уровень управления сетью (Network Management Layer, NML) дает представление о сети в целом на основе данных об отдельных сетевых элементах, которые передаются системами поддержки операций предыдущего уровня через интерфейс 0 и не привязаны к особенностям продукции той или иной фирмы. Другими словами, на этом уровне осуществляется контроль над процессами взаимодействия сетевых элементов, в частности формируются маршруты передачи данных между терминалами для достижения требуемого качества сервиса, вносятся изменения в таблицы маршрутизации, отслеживается степень использования пропускной способности отдельных каналов и выявляются сбои в работе сети.

Уровень управления услугами (Service Management Layer, SML) охватывает те аспекты функционирования сети, с которыми непосредственно сталкиваются пользователи (абоненты или другие сервисные провайдеры). В соответствии с общими принципами LLA на этом уровне используются сведения, поступившие с уровня NML, но непосредственное управление маршрутизаторами, коммутаторами, соединениями здесь уже невозможно. Вот некоторые функции, относящиеся к управлению услугами: контроль за качеством предоставления услуг и выполнения условий контрактов на обслуживание, управление регистрационными записями и подписчиками услуг, добавление или удаление пользователей, присвоение адресов, биллинг, взаимодействие с управляющими системами других провайдеров и организаций (через Х-интерфейс).

На уровне бизнес- управления (Business Management Layer, BML) сеть связи рассматривается с позиций общих бизнес- целей компании-оператора. Этот уровень относится к стратегическому и тактическому управлению, а не к оперативному, как остальные уровни LLA. Здесь речь идет о проектировании сети и планировании ее развития с учетом бизнес задач, составлении бюджетов, организации внешних контактов и пр.

Таким образом, уровни LLA задают функциональную иерархию процедур управления сетью без физической сегментации административного программного обеспечения. Причиной появления этой иерархии является необходимость логического отделения функций управления отдельными сетевыми элементами от функций, относящихся к их группам и сетевым соединениям.

Архитектура CORBA. Постоянно изменяющийся мир телекоммуникаций предъявляет следующие ключевые требования к системам управления: обеспечение совместимости существующих и появляющихся новых систем различных производителей; управление географически распределенными ресурсами; возможность модернизации самих систем управления. Этим требованиям удовлетворяет недавно принятая общая архитектура объектных запросов брокера CORBA (Common Object Request Broker Architecture) [1).

Эта архитектура была представлена в 1991 г. группой объектного управления (Object Management Group, OMG), объединившей ведущие компании-производители компьютерных систем и интеграторов. CORBA — это клиент-серверный стандарт, который выполняет функции промежуточного программного обеспечения объектной среды. Взаимодействие между клиентским процессом и сервером объекта происходит с использованием механизма объектного вызова удаленной процедуры (ORPC, Object Remote Procedure Call).

На стороне клиента и на стороне сервера функционируют интерпретаторы, носящие название клиентский и серверный суррогаты. Для вызова той или иной функции клиент обращается к клиентскому суррогату, который преобразовывает и упаковывает параметры в сообщение-запрос и передает их на транспортный уровень соединения. Сообщение от сервера в соответствии с переданными аргументами определяет нужный метод описания объекта.

CORBA реализует три основных принципа: — независимость от физического размещения объекта; — независимость от платформы;

— независимость от языка программирования. Рассмотрим главные компоненты стандарта CORBA. Брокер запросов данных на объект ORB (Object Request Broker) определяет механизмы взаимодействия объектов в разнородной сети. Он действует как шина, через которую обеспечивается прозрачное взаимодействие удаленных объектов. ORB определяет выбор метода исследования удаленного объекта, поиск путей реализации описательной части объекта, а также за обработку данных в соответствии с запросом и доставку результатов клиенту.

Язык определения интерфейсов IDL lntеrfаcе Definition Language) описывает интерфейсы между объектами.

Объектные службы (CORBA Object Services) выполняют основные функции управления распределенными объектами. В CORBA 15 объектных служб. Самые распространенные из них — службы сортировки, службы управления жизненным циклом и службы управления событиями, которые были приняты OMG первыми. Более поздние, например служба транзакций, имеют пока ограниченный спектр реализации.

Универсальные средства (CORBA Common Facilities), обеспечивающие поддержу интерфейсов прикладного уровня, делятся на горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные определяют интерфейсы, не зависящие от области поиска, вертикальные служат для информационной поддержки принятия решений в конкретных областях: финансовой деятельности, медицине, промышленном производстве и т. д.

Прикладные объекты (CORBA Application Objects) предназначены для решения конкретных прикладных задач.

Для взаимодействия друг с другом ORB разных производителей был разработан протокол GIOP (General Inter ORB Protocol). В последнее время все больше внимания уделяется протоколу ПОР (Internet Inter ORB Protocol), который определяет обмен сообщениями в фор- мате GIOP через сеть TCP/!Р.

Сравнительный анализ основных характеристик рассмотренных подсистем управления и степени их удовлетворения требованиям информационно-телекоммуникационных систем позволяет сделать следующие выводы:

1. Наиболее дешевым и простым в техническом плане является протокол SNMP. Он использует принцип построения систем управления сетью, аналогичный принципу «менеджер-агент». SNMP основан на процедуре периодического опроса состояния сетевых элементов, поэтому изменение трафика данных о состоянии сети связи в системе управления предсказуемо. Однако это ведет к тому, что агент в аварийной ситуации использует прерывание», которое свидетельствует только о факте неисправности, а менеджер вынужден дополнительно посылать запросы для выяснения подробностей события. В SNMP используются упрощенные базы данных. Они не поддерживают иерархии наследования и вложений, а используют только понятия классов и экземпляров. Несмотря на указанные недостатки, SNMP получает все большее распространение в силу роста популярности протоколов Internet, простоты и дешевизны.

2. В TMN используется выделенная система управления сетью, обладающая сложной архитектурой, интеллектуальными алгоритмами сбора, обработки и управления, а, следовательно, дорогостоящими аппаратно- программными средствами.

3. Используемый в TMN протокол управления СМ/Р обеспечивает возможность построения мощных в функциональном отношении и легко управляемых агентов. Агент CMIP способен по одной простой команде от менеджера выполнить определенный набор действий, для реализации которых агенту SNMP нужно было бы выдать сложную последовательность команд.

4. В CMIP возможно одной командой воздействовать на некоторое число объектов, в SNMP, напротив, предполагается, что к каждому объекту должны отдельно передаваться команды. Аварийный надзор в СМ/Р обеспечивается услугой «отчет о событиях», посредством которой агент сообщает менеджеру о происходящих с управляемыми объектами событиях. Многие управляемые объекты отправляют свои сообщения спонтанно, поэтому трафик данных управления непредсказуем, а система управления усложняется, поскольку ее приходится разрабатывать, опираясь на самый худший случай.

5. Быстро развивающаяся в последнее время архитектура CORBA вобрала в себя все передовые идеи построения сетей управления, однако остается пока недостаточно развитой в аппаратном, алгоритмическом и программном отношениях.

6. Рассмотренные современные технологии управления связью наряду с удовлетворением большинства требований со стороны системы связи не удовлетворяют главное из них: устойчивость реализуемого ими процесса управления, а также устойчивость аппаратно- программных средств системы управления сетью в условиях всех видов воздействий на систему связи.

Дата добавления: 2015-09-06