Средства анализа и управления сетями

Имеются три типа управляющих знаний и, соответственно, три типа объектов, которые описывают эти знания.

• Знания репертуара (Repertoire Knowledge) описывают возможности управляемой системы, включающие перечень поддерживаемых классов управляемых объектов, поддерживаемые функции управления и именования. Знания репертуара помогают менеджеру идентифицировать возможности управляемых систем без доступа к ним.
• Знания определений (Definition Knowledge) включают формальные описания классов управляемых объектов, категории тестов, классов взаимосвязей и определения управляющей информации, понимаемой управляемой системой.
• Знания об экземплярах (Instance Knowledge) обеспечивают информацию о конкретных экземплярах управляемых объектов, имеющихся в управляемой системе.

Использование древовидных баз данных для хранения управляющих знаний

 

В системе управления знания о поддерживаемых классах объектов и о порожденных экземплярах объектов должны храниться в какой-либо форме, удобной для предоставления модулям системы управления доступа к этой информации. Архитектура управления OSI предусматривает несколько схем базы данных об управляемых объектах и их классах. Эти схемы обычно называют деревьями из-за иерархической организации информации. Существуют следующие деревья.

• Дерево наследования (Inheritance Tree), называемое также деревом регистрации. Описывает отношения между базовыми и производными классами. Подчиненный класс наследует все характеристики суперкласса и дополняет их специфическими расширениями (дополнительными атрибутами, поведениями и действиями). Классы объектов OSI регистрируются в том же дереве, что и объекты MIB Internet. Дерево наследования может быть глобальным, то есть начинаться с корня, представляющего весь мир, или локальным, имеющим корень, соответствующий верхнему уровню объектов данной организации или сети. Все управляемые объекты OSI должны быть зарегистрированы в глобальном дереве ISO (в котором зарегистрированы объекты MIB-I, MIB-II, RMON MIB стандарта SNMP). Объекты, представляющие международные стандарты, регистрируются в международной ветви дерева, а частные модели, разработанные производителями систем управления, регистрируются в ветвях дерева, начинающихся с ветви private.
• Дерево включений (Containment Tree). Описывает отношения включения управляемых объектов реальной системы.

ПРИМЕЧАНИЕ Между деревом исследования и деревом включений нет прямой связи. Например, в дереве включений объект «корпоративный концентратор» может включать объекты «интерфейс Ethernet» и «модуль удаленного доступа», которые представляют модели реальных модулей, установленных в слоты корпоративного концентратора. В то же время в дереве наследования класс объектов «интерфейсы Ethernet» подчинен классу объектов «интерфейсы», а класс объектов «модуль удаленного доступа» подчинен классу «коммуникационное оборудование третьего уровня», на основании которого он порожден.

• Дерево имен (naming tree) определяет способ именования объектов в системе управления. Объекты OSI могут иметь имена нескольких типов: относительное отличительное имя (Relative Distinguished Name, RDN), отличительное имя (Distinguished Name, DN), иногда называемое полным отличительным именем (Full Distinguished Name, FDN), и локальное отличительное имя (Local Distinguished Name, LDN). Эти имена связаны с деревом включений, так как определяют имена объектов относительно включающих их объектов. Относительное имя, RDN, соответствует короткому имени, которое однозначно определяет объект среди множества других объектов, подчиненных тому же родительскому объекту. Например, имя interface_a является RDN-именем, уникально характеризующим объект среди объектов, подчиненных объекту node_a. Полное отличительное имя FDN представляет собой последовательность RDN-имен, начинающуюся в вершине глобального дерева имен, то есть дерева, описывающего некоторую глобальную сеть. Наконец, локальное отличительное имя - это последовательность RDN-имен, но начинающаяся не в глобальном корне, а в корне дерева имен локальной системы управления, отвечающей за часть глобального дерева имен данной сети.

Дерево имен обычно совмещается с деревом включений.

Пример дерева включений показан на рис. 10. Экземпляр управляемого объекта класса соrр-соnс (корпоративный концентратор) имеет имя В1, а также атрибут max-slotes, описывающий максимальное количество слотов данного класса концентраторов, равный в данном случае 14. В этот объект включено ряд других объектов: объекты класса repeator, switch и RAS, которые в свою очередь включают объекты типа interface, описывающие порты модулей концентратора.

Рис. 10. Пример дерева включений

Имя класса объекта позволяет обратиться к описанию класса и узнать полный список атрибутов этого класса или ссылку на родительский класс, у которого наследуются все или некоторые атрибуты. Имя экземпляра объекта дает информацию о принадлежности конкретного модуля или интерфейса определенному коммуникационному устройству, например имя В1.Е1.Р2 определяет второй порт модуля повторителя Е1, входящего в состав корпоративного концентратора В1.

 

Правила определения управляемых объектов

 

Классы управляемых объектов OSI должны определяться в соответствии со стандартом GDMO (Guidelines for the Definition of Managed Objects - Правила определения управляемых объектов), являющимся стандартом ISO 10165-4.

В GDMO определяется несколько шаблонов (templates) - пустых форм, которые заполняются для описания определенного класса управляемых объектов. В шаблоне класса перечисляются комплекты свойств (PACKAGES ), которые составляют класс. Шаблон комплекта свойств PACKAGE перечисляет Атрибуты, Группы атрибутов, Действия, Поведение и Уведомления, то есть свойства, сгруппированные для удобства описания класса объектов. Отношения наследования между классами описываются с помощью шаблона Связывание имен.

Атрибуты и Группы атрибутов определяют параметры объекта, которые можно читать и узнавать из них о состоянии объекта. СвойстваДействия описывают возможные управляющие воздействия, которые допускается применять к данному объекту - например, мультиплексировать несколько входных потоков в один выходной. Свойство Поведение описывает реакцию объекта на примененное к нему действие. Уведомления составляют набор сообщений, которые генерирует объект по своей инициативе.

Заполненные шаблоны GDMO определяют представление класса и его свойств.

Заполнение шаблонов выполняется в соответствии с нотацией ASN.1. В отличие от стандартов SNMP, использующих только подмножество типов данных ASN.1, в GDMO и CMIP применяется полная версия ASN.1.

На основании правил GDMO определено несколько международных стандартов на классы управляемых объектов. Документы Definition of Management Information (DMI, ISO/IEC 10165-2:1991) и Generic Management Information (GMI, ISO/IEC CD 10165-5:1992) являются первыми определениями М1В на основе окончательной версии GDMO. Эти MIB могут рассматриваться как ISO-эквивалент для Internet MIB II, так как они создают основу для построения более специфических MIB. Например, DMI определяет класс объектов, называемый Тор, который является верхним суперклассом, - он содержит атрибуты, которые наследуются всеми другими классами управляемых объектов. Определены также классы объектов System и Network, занимающие верхние позиции в дереве наследования, так что любой агент должен понимать их атрибуты.

В 1992 году была завершена работа и над более специфическими классами объектов - объектами сетевого и транспортного уровней (ISO/IEC 10737-1 и ISO/ IEC 10733).

Сегодня многие организации работают над созданием классов объектов на основе GDMO. Это и международные организации по стандартизации - ISO, ITU-T, ANSI, ETSI, X/Open, и организации, разрабатывающие платформы и инструментальные средства для систем управления, такие как SunSoft, Hewlett-Packard, Vertel, ISR Global. Для телекоммуникационных сетей в рамках архитектуры TMN разработан стандарт М.3100, который описывает ряд специфических для телекоммуникационных сетей классов объектов.

Описания классов управляемых объектов OSI регистрируются как в частных ветвях дерева ISO - ветвях компаний Sun, Hewlett-Packard, IBM и т. п., так и в публичных ветвях, контролируемых ISO или другими международными органами стандартизации.

В отсутствие одной регистрирующей организации, такой как IETF Internet, использование классов объектов OSI представляет собой непростую задачу.

Протокол CMIP и услуги CMIS

 

Доступ к управляющей информации, хранящейся в управляемых объектах, обеспечивается с помощью элемента системы управления, называемого службой CMSIE (Common Management Information Service Element). Служба CMSIE построена в архитектуре распределенного приложения, где часть функций выполняет менеджер, а часть - агент. Взаимодействие между менеджером и агентом осуществляется по протоколу CMIP. Услуги, предоставляемые службой CMSIE, называются услугами CMIS (Common Management Information Services).

Протокол CMIP и услуги CMIS определены в стандартах Х.710 и Х.711 ITU-T.

Услуги CMIS разделяются на две группы - услуги, инициируемые менеджером (запросы), и услуги, инициируемые агентом (уведомления).

Услуги, инициируемые менеджером, включают следующие операции:

• M-CREATE инструктирует агента о  необходимости создать новый  экземпляр объекта определенного  класса или новый атрибут внутри  экземпляра объекта;
• M-DELETE инструктирует агента о необходимости удаления некоторого экземпляра объекта определенного класса или атрибута внутри экземпляра объекта;
• M-GET инструктирует агента о возвращении значения некоторого атрибута определенного экземпляра объекта;
• M-SET инструктирует агента об изменении значения некоторого атрибута определенного экземпляра объекта;
• M-ACTION инструктирует агента о необходимости выполнения определенного действия над одним или несколькими экземплярами объектов.

Агент инициирует только одну операцию:

M-EVENT_REPORT - отправка  уведомления менеджеру.

Для реализации своих услуг служба CMISE должна использовать службы прикладного уровня стека OSI - ACSE, ROSE.

Отличие услуг CMIS от аналогичных услуг SNMP состоит в большей гибкости. Если запросы GET и SET протокола SNMP применимы только к одному атрибуту одного объекта, то запросы M-GET, M-SET, M-ACTION и M-DELETE могут применяться к более чем одному объекту. Для этого стандарты CMIP/CMIS вводят такие понятия, как обзор (scoping), фильтрация (filtering) и синхронизация (synchronization).

Обзор

Запрос CMISE может использовать обзор, чтобы опросить одновременно несколько объектов. Вводятся четыре уровня обзора:

• базовый объект, определенный своим отличительным именем FDN;
• объекты, расположенные на n-м уровне подчинения относительно базового (сам базовый объект находится на уровне 0) в дереве включения;
• базовый объект и все объекты, расположенные на подчиненных ему уровнях до n-го (включительно) в дереве включения;
• поддерево - базовый объект и все ему подчиненные в дереве включения.

Фильтрация

Фильтрация заключается в применении булевого выражения к запросу менеджера. Запрос применяется только к тем объектам и их атрибутам, для которых данное булево выражение верно. Булевы выражения могут включать операторы отношения =>, <=,<,> или определенные атрибуты. Возможно построение сложных фильтров на основе объединения нескольких фильтров в один составной.

Синхронизация

При выполнении запросов к нескольким объектам используется одна из двух схем синхронизации: атомарная или «по возможности». При атомарной схеме запрос выполняется только в том случае, когда все объекты, попадающие в область действия обзора или фильтра, могут успешно выполнить данный запрос. Синхронизация «по возможности» подразумевает передачу запроса всем объектам, к которым запрос относится. Операция завершается при выполнении запроса любым количеством объектов.

Протокол CMIP представляет собой набор операций, прямо соответствующих услугам CMIS. Таким образом, в протоколе CMIP определены операции M-GET, M-SET, M-CREATE и т. д. Для каждой операции определен формат блока данных, переносимых по сети от менеджера агенту, и наоборот.

Формат протокольных блоков данных CMIP описывается нотацией ASN.1 и имеет гораздо более сложную структуру, чем блоки SNMP. Например, блок данных операции M-GET имеет поля для задания имен атрибутов, значения которых запрашивает менеджер, а также поля задания параметров обзора и фильтрации, определяющих множество экземпляров объектов, на которые будет воздействовать данный запрос. Имеются также поля для задания параметров прав доступа к объекту.

Сравнение протоколов SNMP и CMIP

Применение протокола SNMP позволяет строить как простые, так и сложные системы управления, а применение протокола CMIP определяет некоторый, достаточно высокий начальный уровень сложности системы управления, так как для его работы необходимо реализовать ряд вспомогательных служб, объектов и баз данных объектов.

Агенты CMIP выполняют, как правило, более сложные функции, чем агенты SNMP. Из-за этого операции, которые менеджеру можно выполнить над агентом SNMP, носят атомарный характер, что приводит к многочисленным обменам между менеджером и агентом.

Уведомления (traps) агента SNMP посылаются менеджеру без ожидания подтверждения, что может привести к тому, что важные сетевые проблемы останутся незамеченными, так как соответствующее уведомление окажется потерянным, в то время как уведомления агента CMIP всегда передаются с помощью надежного транспортного протокола и в случае потери будут переданы повторно.

Решение части проблем SNMP может быть достигнуто за счет применения более интеллектуальных MIB (к которым относится RMON MIB), но для многих устройств и ситуаций таких MIB нет (или нет стандарта, или нет соответствующей MIB в управляемом оборудовании).

Протокол CMIP рассчитан на интеллектуальных агентов, которые могут по одной простой команде от менеджера выполнить сложную последовательность действий.

Протокол CMIP существенно лучше масштабируется, так как может воздействовать сразу на несколько объектов, а ответы от агентов проходят через фильтры, которые ограничивают передачу управляющей информации только определенным агентам и менеджерам.

Существуют два популярных семейства стандартов систем управления: стандарты Internet, описывающие системы управления на основе протокола SNMP, и международные стандарты управления открытых систем (OSI), разработанные ISO и ITU-T, опирающиеся на протокол управления CMIP. Семейство стандартов Internet специфицирует минимум аспектов и элементов системы управления, а семейство стандартов ISO/ITU-T - максимум.