Архитектура системы управления. Структура системы управления.

Управление сетями связи — совокупность организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение функционирования сети связи, в том числе регулирование трафика. В настоящее время управление сетями связи сводится к процессам наблюдения и контроля состояния узлов, линий и взаимодействий узлов, а также управление работой приложений.

Существует ряд аспектов построения системы управления сетями связи. Основные из них — это:

архитектура системы управления;

структура системы управления;

уровни управления;

области управления;

методы и используемые протоколы. Архитектура системы управления

На сегодняшний день наиболее надежной является архитектура, реализованная в концепции TMN. Она предлагает многоуровневую архитектуру управления, основанную на модели агент-менеджер. Но в последнее время становится видно, что возможностей концепции TMN не хватает для управления сложными телекоммуникационными системами. Например, совокупностью биллинговых систем и систем баз данных. Управление подобными системами на основе TMN возможно, но связано с различными трудностями, проблемами масштабируемости системы управления и ростом служебного трафика системы управления.

Возможным решением для управления такими системами является использование объектно-ориентированного подхода. Одним из наиболее перспективных направлений развития является использование концепции CORBA. Структура системы управления

Существует два подхода к организации управления сложными сетями:

централизованное управление;

децентрализованное управление.

Централизованное управление осуществляется из единого центра управления сетью, в который стекается вся информация управления от всех управляемых объектов. Достоинствами централизованного управления являются: концентрация всей информации о состоянии сети в одном узле управления; полная картина построения сети; простота управления правами администраторов; непротиворечивость принимаемых решений.
В то же время при большом масштабе сети централизованное управление теряет преимущества. К недостаткам следует отнести:

уязвимость системы управления;

большой объём обрабатываемой информации требует высокопроизводительных серверов;

большая часть пропускной способности каналов сети используется для передачи служебной информации центру управления.

Уровни управления

Уровни управления сетью

Система управления сетью строится иерархически и имеет следующие уровни (снизу вверх): сетевых элементов; управления элементами; управления сетью; управления обслуживанием; административного управления (рис. 2). Самый нижний уровень представляет собой саму сеть связи, т. е. объект управления.

Каждый последующий уровень имеет более высокую степень обобщения, чем предыдущий. Информация о состоянии каждого уровня передается наверх, а оттуда вниз поступают управляющие воздействия. Степень автоматизации управления может быть различной, обычно автоматизированные процедуры сочетаются с ручными. Как правило, чем выше уровень иерархии управления, тем ниже его степень автоматизации.

Уровень управления элементами включает в себя контроль, отображение параметров работы, техническое обслуживание, тестирование, конфигурирование применительно к отдельным элементам или некоторым их подмножествам.

Уровень сетевого управления позволяет охватить единым взглядом всю сеть, контролируя подмножества сетевых элементов в их взаимосвязи между собой и управляя всеми сетевыми ресурсами.

Уровень управления обслуживанием, в отличие от всех нижележащих уровней, которые непосредственно связаны с сетью, т. е. с техническими средствами, “обращен лицом” к пользователю. Здесь принимаются решения по предоставлению и прекращению услуг, ведутся соответствующие планирование и учет и т. п. Ключевым фактором на этом уровне является обеспечение качества обслуживания.

На уровне административного управления обеспечивается функционирование компании-оператора сети связи. Здесь решаются организационные и финансовые вопросы, осуществляется взаимодействие с компаниями-операторами других сетей связи.

На сегодняшний день разработанные и предлагаемые ведущими фирмами СУ сетями связи реализуют функции уровней не выше уровня управления элементами или управления сетью, а в отдельных случаях — управления обслуживанием.

Области управления.

Ниже приведены примеры сетей, услуг электросвязи, основных типов аппаратуры и систем, управление которыми может осуществляться по сети TMN:

Сети общего и частного пользования, включая: узкополосную и широкополосную сети ЦСИС;

сети подвижной связи;

частные телефонные сети;

виртуальные частные сети;

интеллектуальные сети, управление самой сетью TMN;

терминалы передачи (мультиплексоры, оборудование кроссовой коммутации, аппаратура преобразования канала и т.д.);

цифровые и аналоговые системы передачи (кабельные, волоконно-оптические, радио, спутниковые и т.д.);

операционные системы и их периферия;

центральные и интерфейсные процессоры, кластерные контроллеры, файловые процессоры и пр.;

цифровые и аналоговые системы коммутации;

локальные компьютерные сети (WAN, MAN, LAN);

сети с пакетной коммутацией;

терминалы и системы сигнализации (STP) и базы данных реального масштаба времени;

услуги переноса и электросвязи;

УАТС, доступы УАТС и терминалы пользователей (абонентов);

терминалы пользователей сети ЦСИС;

программные средства, обеспечиваемые услугами электросвязи;

прикладное программное обеспечение в рамках центральных процессоров и др.;

взаимодействующие вспомогательные системы (испытательные модули, системы электропитания, кондиционеры, системы аварийной сигнализации внутри здания и др.).

Кроме того, сеть TMN можно использовать для управления распределёнными объектами и услугами, оказываемыми при объединении вышеперечисленных пунктов.

Протоколы управления.

Существует два принципиальных подхода к организации управления сложными сетями:

1. Централизованное управление;

2. Децентрализованное управление.

Централизованное управление осуществляется из единого центра управления сетью, в который стекается вся информация управления от всех управляемых объектов. Достоинствами централизованного управления являются:

концентрация всей информации о состоянии сети в одном узле управления;

полная картина построения сети;

относительная простота управления правами администраторов сети;

непротиворечивость принимаемых решений.

В то же время при значительном масштабе сети централизованное управление теряет ряд преимуществ. К недостаткам такого подхода можно отнести:

уязвимость системы управления;

значительный объём обрабатываемой информации требует высокопроизводительных серверов;

значительная часть пропускной способности каналов используется для передачи служебной информации центру управления.

Децентрализованное управление сетью характеризуется отсутствием единого центра управления сетью. Достоинствами такого подхода являются:

живучесть системы управления;

отсутствует необходимость в высокопроизводительных серверах;

меньшие по сравнению с централизованным подходом объёмы обрабатываемой информации и трафик служебной информации.

К недостаткам данного подхода можно отнести:

· сложность разграничения «зон ответственности»;

· сложность управления правами администраторов сети;

· отсутствие целостной картины построения сети;

· противоречивость принимаемых решений.

Существует ряд аспектов построения управляемых сетей связи:

· архитектура системы управления;

· структура системы управления;

· уровни управления;

· области управления;

· методы и используемые протоколы.

В многоуровневой архитектуре TMN выделены пять уровней управления:

· бизнесом;

· услугами;

· сетью;

· элементами сети;

· уровень элементов сети.

Согласно стандартам ISO, существует пять областей управления:

· ошибками;

· конфигурацией;

· доступом;

· производительностью;

· безопасностью.

В своей работе системы управления опираются на протоколы управления, такие как:

SNMP — один из первых и самых простых протоколов управления, сейчас актуальной является третья версия протокола, поддерживается в очень большом количестве устройств;

CMIP — протокол управления, рекомендованный ISO в качестве базового, не получил широкого распространения из-за своей сложности;

TMN — концепция сетевого управления, включающая в себя множество протоколов управления и вводящая понятие уровней управления;

LNMP — протокол управления для ЛВС;

ANMP — протокол управления для сетей специального назначения.

Управление отказами.

Управлением отказами (Fault Management/Breakdown Management) называется такое управление сетью, чьей целью валяется находить и распознавать отказы в сети. Современные средства позволяют также отлаживать и прогнозировать отказы.

Управление отказами содержит как минимум три фазы:

Нахождение отказа, распознание его типа и классификация по важности

Изолирование источника отказа

Передача сообщения от отказе и, по возможности, отладка отказа

Инструменты, которые можно использовать в процессе управления отказами:

Инструменты для установления проблем, информирующие администратора об ошибочных ситуациях

Инструменты анализа ошибок, указывающие на причину ошибки

Расширенные инструменты, работающие на уровне прошивки устройств и позволяющие автоматически разрешать ошибочные ситуации. Например, программное обеспечение маршрутизатора способно прерванный сетевой путь выбрать альтернативный путь.

Рис.39. Система управления отказами (Источник: Learning Materials for Information Technology Professionals (EUCIP-Mat))

В то же время, эти решения не являются общими средствами у правления сетью, но относятся к определённым технологиям. Современные инструменты управления сетью имеют графический интерфейс и различные механизмы оповещения о проблемах. Для эффективного решения проблем важно интегрировать управление сбоями с поддержкой пользователей и процедурами управления проблемами.

Деятельность по управлению сбоями должна поддерживаться процессом управления конфигурациями, возможностью удалённого администрирования и возможностью настраивать параметры конфигураций сетевого оборудования предприятия. Таким образом можно архивировать различные пришествия и сетевые настройки на сервере и проводить регулярное обслуживание сетевого оборудования. С точки зрения безопасности очень важно ежедневно проверять настройки и сравнивать их с ожидаемыми. Такая практика позволяет быстро распознавать возможные атаки на сетевые устройства. Поэтому решение по управлению сетью должно содержать инструмент управления конфигурациями. Это может быть как простая система, способная лишь распознавать устройства, или более сложная, способная проверять лог-файлы устройств, обнаруживать ошибки конфигураций и составлять статистику использования устройств.