Основы построения объединенных сетей по технологиям CISCO

Управление сетью

Разбить на страницы
Показывать лекцию целиком

SNMP

Библиографическая справка

В создание протокола SNMP внесли свой вклад разработки по трем направлениям:

  • High-level Entity Management System (HEMS)

    Система управления объектами высшего уровня. Определяет систему управления с рядом интересных технических характеристик. К сожалению, HEMS использовалась только в местах ее разработки, что в конечном итоге привело к прекращению ее действия.

  • Simple Gateway Monitoring Protocol (SGMP)

    Протокол управления простым роутером. Разработка была начата группой сетевых инженеров для решения проблем, связанных с управлением быстрорастущей Internet; результатом их усилий стал протокол, предназначенный для управления роутерами Internet. SGMP был реализован во многих региональных ветвях Internet.

  • CMIP over TCP (CMOT)

    CMIP над ТСР. Пропагандирует сетевое управление, базирующееся на OSI, в частности, применение Common Management Information Protocol (CMIP) (Протокол информации общего управления) для облегчения управления объединенных сетей, базирующихся на ТСР.

    •

    Достоинства и недостатки этих трех методов (HEMS, SGMP и CMOT) часто и горячо обсуждались в течение второй половины 1987 г. В начале 1988 г. был образован комитет Internet Activities Board - IAB (IAB - это группа, ответственная за техническую разработку протоколов Internet) для разрешения дебатов по поводу протокола сетевого управления. В конечном итоге комитет IAB пришел к соглашению, что улучшенная версия SGMP, которая должна была называться SNMP, должна стать временным решением; для долгосрочного применения должна быть проанализирована одна из технологий, базирующихся на OSI (либо СМОТ, либо сам СMIP). Для обеспечения легкого пути наращивания была разработана общая структура сетевого управления (которая теперь называется стандартной Структурой Управления Сети - Network Management Framework ).

    Сегодня SNMP является самым популярным протоколом управления различными коммерческими, университетскими и исследовательскими объединенными сетями. Деятельность по стандартизации, связанная с SNMP, продолжается по мере того, как поставщики разрабатывают и выпускают современные прикладные программы управления, базирующиеся на SNMP. SNMP относительно простой протокол, однако набор его характеристик является достаточно мощным для решения трудных проблем, возникающих при управлении гетерогенных сетей.

    Основы технологии

    SNMP является протоколом прикладного уровня, предназначенным для облегчения обмена информацией управления между сетевыми устройствами. Пользуясь информацией SNMP (такой, как показатель числа пакетов в секунду и коэффициент сетевых ошибок), сетевые администраторы могут более просто управлять производительностью сети и обнаруживать и решать сетевые проблемы.

    Модель управления

    Агентами в SNMP являются программные модули, которые работают в управляемых устройствах. Агенты собирают информацию об управляемых устройствах, в которых они работают, и делают эту информацию доступной для систем управления сетями ( network management systems - NMS ) с помощью протокола SNMP. Эта модель представлена графически на Рис. 7.1.

    (рис 7.1) SNMP Management Model

    Управляемое устройство может быть узлом любого типа, находящимся в какой-нибудь сети: это хосты, служебные устройства связи, принтеры, роутеры, мосты и концентраторы. Т.к. некоторые из этих систем могут иметь ограниченные способности управления программным обеспечением (например, они могут иметь центральные процессоры с относительно малым быстродействием или ограниченный объем памяти), программное обеспечение управления должно сделать допущение о наименьшем общем знаменателе. Другими словами, программы управления должны быть построены таким образом, чтобы минимизировать воздействие своей производительности на управляемое устройство.

    Т.к. управляемые устройства содержат наименьший общий знаменатель программного обеспечения управления, тяжесть управления ложится на NMS. Поэтому NMS обычно являются компьютерами калибра АРМ проектировщика, которые имеют быстродействующие центральные процессоры, мегапиксельные цветные устройства отображения, значительный объем памяти и достаточный объем диска. В любой управляемой сети может иметься одна или более NMS. NMS прогоняют прикладные программы сетевого управления, которые представляют информацию управления пользователям. Интерфейс пользователя обычно базируется на стандартизированном графическом интерфейсе пользователя ( graphical user interface - GUI ).

    Сообщение между управляемыми устройствами и NMS регулируется протоколом сетевого управления. Стандартный протокол сети Internet, Network Management Framework, предполагает парадигму дистанционной отладки, когда управляемые устройства поддерживают значения ряда переменных и сообщают их по требованию в NMS. Например, управляемое устройство может отслеживать следующие параметры:

  • Число и состояние своих виртуальных цепей
  • Число определенных видов полученных сообщений о неисправности
  • Число байтов и пакетов, входящих и исходящих из данного устройства
  • Максимальная длина очереди на выходе (для роутеров и других устройств объединения сетей)
  • Отправленные и принятые широковещательные сообщения
  • Отказавшие и вновь появившиеся сетевые интерфейсы
    •

    Типы команд

    Если NMS хочет проконтролировать какое-либо из управляемых устройств, она делает это путем отправки ему сообщения с указанием об изменении значения одной из его переменных. В целом управляемые устройства отвечают на четыре типа команд (или инициируют их):

  • Reads

    Для контролирования управляемых устройств NMS считывают переменные, поддерживаемые этими устройствами.

  • Writes

    Для контролирования управляемых устройств NMS записывают переменные, накопленные в управляемых устройствах

  • Traversal operations

    NMS используют операции прослеживания, чтобы определить, какие переменные поддерживает управляемое устройство, а затем собрать информацию в таблицы переменных (такие, как таблица маршрутизации IP)

  • Traps

    Управляемые устройства используют ловушки для асинхронных сообщений в NMS о некоторых событиях.

    •

    Различия в представлении информации

    Обмен информацией в управляемой сети находится потенциально под угрозой срыва из-за различий в технике представления данных, используемой управляемыми устройствами. Другими словами, компьютеры представляют информацию по-разному; эту несовместимость необходимо рационализировать, чтобы обеспечить сообщение между различными системами. Эту функцию выполняет абстрактный синтаксис. SNMP использует для этой цели подмножество абстрактного синтаксиса, созданного для OSI - Abstract Syntax Notation One (ASN.1) (Система обозначений для описания абстрактного синтаксиса). ASN.1 определяет как форматы пакетов, так и управляемые объекты. Управляемый объект-это просто характеристика чего-либо, которой можно управлять. Управляемый объект отличается от переменной, которая является конкретной реализацией объекта. Управляемые объекты могут быть скалярными (определяя отдельную реализацию) или табулярными величинами (определяя несколько связанных друг с другом реализаций).

    Базы данных управления

    Все управляемые объекты содержатся в Информационной базе управления ( Management Information Base - MIB ), которая фактически является базой данных объектов. Логически MIB можно изобразить в виде абстрактного дерева, листьями которого являются отдельные информационные элементы. Идентификаторы объектов уникальным образом идентифицируют объекты MIB этого дерева. Идентификаторы объектов похожи на телефонные номера тем, что они организованы иерархически и их отдельные части назначаются различными организациями. Например, международные телефонные номера состоят из кода страны (назначаемого международной организацией) и телефонного номера в том виде, в каком он определен в данной стране. Телефонные номера в США далее делятся на код области, номер центральной телефонной станции (СО) и номер станции, связанной с этой СО. Аналогично, идентификаторы объектов высшего уровня MIB назначаются Международной Электротехнической Комиссией ISO (ISO IEC). ID объектов низшего уровня назначаются относящимися к ним организациями. На Рис. 7.2 изображены корневая и несколько наиболее крупных ветвей дерева MIB.

    (рис 7.2) MIB Tree

    Дерево MIB расширяемо благодаря экспериментальным и частным ветвям. Например, поставщики могут определять свои собственные ветви для включения реализаций своих изделий. В настоящее время вся работа по стандартизации ведется на экспериментальной ветви.

    Структуру MIB определяет документ, называемый Структура Информации Управления ( Structure of Management Information - SMI ). SMI определяет следующие типы информации:

  • Network addresses (Сетевые адреса)

    Представляют какой-нибудь адрес из конкретного семейства протоколов. В настоящее время единственным примером сетевых адресов являются 32-битовые адреса IP.

  • Counters (Счетчики)

    Неотрицательные целые числа, которые монотонно увеличиваются до тех пор, пока не достигнут максимального значения, после чего они сбрасываются до нуля. Примером счетчика является общее число байтов, принятых интерфейсом.

  • Gauges (Измерительный прибор, мера, размер)

    Неотрицательные целые числа, которые могут увеличиваться или уменьшаться, но запираются при максимальном значении. Примером измерительного прибора является длина очереди, состоящей из выходных пакетов (в пакетах).

  • Ticks (Тики)

    Сотые доли секунды, прошедшие после какого-нибудь события. Примером tick является время, прошедшее после вхождения интерфейса в свое текущее состояние.

  • Opaque (Мутный)

    Произвольное кодирование. Используется для передачи произвольных информационных последовательностей, находящихся вне пределов точного печатания данных, которое использует SMI.

    •

    Операции

    SNMP является простым протоколом запроса/ответа. Узлы могут отправлять множество запросов, не получая ответа. Определены следующие 4 операции SNMP:

  • Get (достань).

    Извлекает какую-нибудь реализацию объекта из агента.

  • Get-next (достань следующий).

    Операция прослеживания, которая извлекает следующую реализацию объекта из таблицы или перечня, находящихся в каком-нибудь агенте.

  • Set (установи).

    Устанавливает реализации объекта в пределах какого-нибудь агента.

  • Trap (ловушка).

    Используется агентом для асинхронного информирования NMS о каком-нибудь событии.

    •

    Формат сообщений

    Сообщения SNMP состоят из 2 частей: имени сообщества ( community name ) и данных ( data ). Имя сообщества назначает среду доступа для набора NMS, которые используют это имя. Можно сказать, что NMS, принадлежащие одному сообществу, находятся под одним и тем же административным началом. Т.к. устройства, которые не знают правильного имени сообщества, исключаются из операций SNMP, управляющие сетей также используют имя сообщества в качестве слабой формы опознавания.

    Информационная часть сообщения содержит специфичную операцию SNMP (get, set, и т.д.) и связанные с ней операнды. Операнды обозначают реализации объекта, которые включены в данную транзакцию SNMP.

    Сообщения SNMP официально называются протокольными единицами данных ( protocol data units - PDU ). На Рис. 7.3 изображен формат пакета SNMP.

    (рис 7.3) SNMP Message Format

    PDU операций get и set SNMP состоят из следующих частей:

  • Request-ID (идентификатор запроса).

    Устанавливает связь между командами и ответами.

  • Error-status (состояние сбоя).

    Указывает ошибку и ее тип.

  • Error-index (индекс ошибки).

    Устанавливает связь между ошибкой и конкретной реализацией объекта.

  • Variable bindings (переменные привязки).

    Состоят из данных SNMP PDU. Переменные привязки устанавливают связь между конкретными переменными и их текущими значениями.

    •

    PDU ловушки несколько отличаются от PDU других операций. Они состоят из следующих частей:

  • Enterprise (предметная область).

    Идентифицирует тип объекта, генерирующего данную ловушку.

  • Agent address (адрес агента).

    Обеспечивает адрес объекта, генерирующего данную ловушку.

  • Generic trap type (групповой тип ловушки).

    Обеспечивает групповой тип ловушки.

  • Specific trap code (специфичный код ловушки).

    Обеспечивает специфичный код ловушки.

  • Time stamp (временной ярлык).

    Обеспечивает величину времени, прошедшего между последней повторной инициализацией сети и генерацией данной ловушки.

  • Variable bindings (переменные привязки).

    Обеспечивает перечень переменных, содержащих интересную информацию о ловушке.

    •

    Управление сетями IBM

    Библиографическая справка

    IBM была одной из первых компаний, которые признали важность полной интегрированной стратегии управления сетями. В 1986 г. IBM предложила Open Network Management (ONA) (Управление открытыми сетями) - структуру, описывающую обобщенную архитектуру управления сетями. NetView, самое первое изделие сетевого управления для универсальной вычислительной машины IBM, фактически является компонентом ONA. NetView обеспечивает связный набор услуг централизованного управления сетями, который дает возможность пользователям контролировать, управлять и перестраивать конфигурацию своих сетей SNA ( Systems Network Architecture - Aрхитектура Системной Сети).

    За время, прошедшее с момента появления ONA и NetView, IBM постоянно совершенствовала, расширяла и и вносила другие изменения в технологическую базу управления сетями. В настоящее время сетевое управление IBM является всеобъемлющим и чрезвычайно сложным. В последующих разделах дается описание наиболее важных основ некоторых из компонентов сетевого управления IBM.

    Функциональные области управления

    IBM делит сетевое управление на 5 функций, ориентированных на пользователя:

  • Configuration management (управление конфигурацией).

    Идентифицирует ресурсы физических и логических систем и обеспечивает управление их взаимоотношениями.

  • Perfomance and accounting management (управление производительностью и учетом использования ресурсов).

    Обеспечивает квалификацию, измерение, сообщение и управление реакцией, доступностью, утилизацией и использованием компонентов сети.

  • Problem management (управление проблемами).

    Обеспечивает обнаружение, диагностику, решение, а также средства отслеживания и управления проблемой.

  • Operations management (Управление операциями).

    Обеспечивает средства для запроса и управления распределенными сетевыми ресурсами из центрального пункта.

  • Change management (Управление изменениями).

    Обеспечивает планирование, управление и применение дополнений, исключений и модификаций в аппаратном обеспечении, микрокодировании и программном обеспечении системы.

    •

    Эти функции сетевого управления не совсем точно коррелируются с функциями, предложенными ISO в модели OSI. Сравнение функций сетевого управления OSI и IBM приведено на Рис. 7.4.

    (рис 7.4) OSI and IBM Network Management Functions

    Управление конфигурацией

    Конфигурационное управление управляет информацией, описывающей как физические, так и логические ресурсы информационных систем и их взаимоотношения друг с другом. Эта информация обычно состоит из названий ресурсов, адресов, местоположений, контактов и телефонных номеров. Функция управления конфигурацией IBM очень близко соответствует концепции OSI об управлении конфигурацией.

    С помощью средств управления конфигурацией пользователи могут поддерживать ведомость сетевых ресурсов. Управление конфигурацией помогает гарантировать быстроту и точность отражения изменений сетевой конфигурации в базе данных конфигурационного управления. Информация управления конфигурацией используется системами управления проблемами для сравнения различий в версиях и для локализации, идентификации и проверки характеристик сетевых ресурсов. Системы управления изменениями могут использовать данные управления конфигурацией для анализа эффекта, произведенного изменениями, и для составления графика внесения изменений в моменты минимального сетевого воздействия.

    Услуга управления SNA, называемая "идентификация изделия запроса" ( query product identification ), извлекает программную и аппаратную физическую информацию из базы данных управления конфигурацией. Извлеченная информация иногда называется "данными жизненноважного изделия" ( vital product data ).

    Управление производительностью и учетом сетевых ресурсов

    Эта функция управления SNA обеспечивает информацию о производительности сетевых ресурсов. Путем анализа данных управления производительностью и учетом ресурсов, пользователи могут определять, будут ли удовлетворены задачи производительности сети.

    Управление производительностью и учетом включает в себя учет ресурсов, контролирование времени реакции, доступности, утилизации и компонентной задержки, а также регулировку, отслеживание и управление производительностью. Информация от работы каждой из этих функций может привести к инициированию процедуры определения проблемы, если уровни производительности не отвечают требуемым.

    Управление проблемами

    Услуги управления SNA определяют проблему ( problem ) как сбойную ситуацию, которая приводит к потере пользователем всех функциональных свойств ресурсов системы. SNA делит управление проблемами на несколько областей:

  • Problem determination (Определение проблемы).

    Выявляет проблему и выполняет шаги, необходимые для начала диагностики проблемы. Назначение этой области - изолировать проблему в конкретной подсистеме, например, в каком-нибудь аппаратном устройстве, программном изделии, компоненте микрокода или сегменте носителя.

  • Problem diagnosis (Диагноз проблемы).

    Определяет точную причину проблемы и воздействие, необходимое для решения этой проблемы. Если диагноз проблемы выполняется вручную, то он следует за определением проблемы. Если он выполняется автоматически, то это обычно делается одновременно с определением проблемы, чтобы можно было выдать результаты вместе.

  • Problem bypass and recovery (Обход проблемы и восстановление).

    Попытки обойти проблему либо частично, либо полностью. Обычно эта операция является временной, причем подразумевается, что далее последует полное решение проблемы; однако обход проблемы может быть перманентным, если она не просто решается.

  • Problem resolution (Решение проблемы).

    Включает усилия, необходимые для устранения проблемы. Решение проблемы обычно начинается после установления ее диагноза и часто включает в себя корректирующее воздействие, которое должно быть занесено в график; например, это может быть замена отказавшего дисковода.

  • Problem tracking and control (Отслеживание и управление проблемой).

    Отслеживает проблему до ее полного решения. В частности, если для решения проблемы необходимо внешнее воздействие, то жизненноважная информация, описывающая эту проблему (такая, как информация контролирования состояния и отчеты о состоянии проблемы), включается в запись управления проблемой, которая вводится в базу данных этой проблемы.

    •

    Управление операциями

    Управление операциями включает в себя управление распределенными сетевыми ресурсами из центрального пункта. Оно предусматривает два набора функций: услуги общих операций ( common operations service ) и услуги управления операциями ( operations management services ).

    Услуги общих операций обеспечивают управление ресурсами, которыми другие категории SNA занимаются в неявно выраженном виде, путем обеспечения специализированной связи с этими ресурсами с помощью новых, более производительных прикладных программ. Двумя очень важными услугами, которые обеспечивают эту производительность, являются команда execute (выполняй) и услуга управления ресурсами. Команда execute обеспечивает стандартизированные средства выполнения какой-нибудь дистанционной команды. Услуги управления ресурсами обеспечивают возможность транспортировки информации независимым от контекста способом.

    Услуги управления операциями обеспечивают возможность управления дистанционными ресурсами путем активации и дезактивации ресурсов, отмены команды и установки часов сетевых ресурсов. Услуги управления операциями могут быть инициированы автоматически в результате продвижения уведомления о системной проблеме, тем самым позволяя автоматическую обработку дистанционных проблем.

    Управление изменениями

    Управлениие изменениями помогает пользователям управлять сетевыми или системными изменениями путем обеспечения отправки, извлечения, установки и удаления файлов изменений в отдаленных узлах. Кроме того, управление изменениями обеспечивает активацию узла. Изменения имеют место либо из-за изменений в требованиях пользователя, либо из-за необходимости обойти проблему.

    Хотя наличие проблем приводит к изменению, изменение также может вызвать проблемы. Управление изменением пытается минимизировать проблемы, вызванные изменением, путем поощрения упорядоченного изменения и отслеживания изменений.

    Основные архитектуры и платформы управления

    IBM предлагает несколько архитектур управления и важных платформ управления.

    Структура управления открытой сети (ONA)

    Базовая структура ONA представлена на Рис. 7.5.

    (рис 7.5) ONA Framework

    Фокусы ( focal points ) обеспечивают поддержку операций централизованного сетевого управления. Это те объекты управления, которые уже были названы ранее в описанной общей модели. Фокусы отвечают на предупреждения конечных станций, поддерживают базы данных управления и обеспечивают интерфейс пользователя с оператором управления сети.

    Существуют два вида фокусов: первичный ( primary ) и вторичный ( secondary ). Первичные фокусы соответствуют описанным выше. Вторичные фокусы обеспечивают резерв для первичных фокусов и используются при отказе первичных фокусов.

    Вложенные фокусы ( nested focal points ) обеспечивают поддержку распределенного управления для частей крупных сетей. Они продвигают критичную информацию в другие глобальные фокусы.

    Точки сбора ( collection points ) передают инфрмацию из автономных подсетей SNA в фокусы. Точки сбора обычно используются для продвижения данных из сети IBM с равноправными узлами в иерархию ONA.

    Точки ввода ( entry points ) являются устройствами SNA, которые могут реализовать ONA для себя и для других устройств. Большинство стандартных устройств SNA могут быть точками ввода.

    Точки обслуживания ( service points ) являются системами, которые обеспечивают доступ в ONA для устройств, не являющихся устройствами SNA. Toчки обслуживания способны отправлять в фокусы информацию сетевого управления о системах, не являющихся системами SNA, а также принимать команды из фокусов, транслируя их в формат, приемлемый для устройств, не являющихся устройствами SNA, и продвигать их в эти устройства для выполнения. Точки обслуживания фактически являются сетевыми интерфейсами с ONA.

    System View

    IBM объявила о System View в 1990 г. System View является программой для разработки прикладных задач управления, способных управлять информационными системами от нескольких поставщиков. В частности, System View описывает, как будут выглядеть и работать прикладные программы, управляющие гетерогенными сетями, а также как они будут кооперировать с другими системами управления. System View является официальной стратегией управления системами SAA ( Systems Application Architecture - Архитектура системных прикладных программ).

    NetView

    NetView является самой всеобъемлющей платформой управления сети предметной области. Она содержит следующие основные части:

  • Command control facility (средства управления командами).

    Обеспечивает возможность управления сети с помощью базового оператора и команд файлового доступа к прикладным программам, контроллерам, операционным системам и интерфейсу NetView/PC (интерфейс между NetView и устройствами, не являющимися устройствами SNA) VTAM ( Virtual Telecommcnications Access Method - Метод Обеспечения Доступа к Виртуальной Сети Связи).

  • Hardware monitor (монитор аппаратного обеспечения).

    Контролирует сеть и автоматически выдает предупреждения оператору сети, если имеет место неисправность в аппаратуре.

  • Session monitor (монитор сеанса).

    Действует как монитор производительности VTAM. Монитор сеанса обеспечивает определение проблем в программном обеспечении и управление конфигурацией.

  • Help function (функция оказания помощи).

    Обеспечивает помощь пользователям услуг управления NetView. Эта функция включает в себя средства просмотра файлов, пульт функции помощи и библиотеку наиболее часто встречающихся ситуаций при работе сети.

  • Status monitor (монитор состояния).

    Обобщает и представляет информацию о состоянии сети.

  • Performance monitor (монитор производительности).

    Koнтролирует производительность контроллеров связи ( communications controllers ), которые также называются процессорами предварительной обработки данных ( front-end processors - FEPs ), Программу управления сетью ( Network Control Program - NCP ) и прикрепленными ресурсами.

  • Distribution manager (управляющий распределением).

    Планирует, составляет график и отслеживает распределение информации, программного обеспечения и микрокода 3174 в среде SNA.

    •

    Управляющий сети LAN

    Изделие IBM "Управляющий сети LAN" ( LAN Network Manager - LNM ) представляет собой прикладную программу управления сети, базирующуюся на OS/2 Extended Edition (расширенный вариант), которая позволяет управлять локальными сетями Token Ring из центрального пункта поддержки. Для NetView деятельность LNМ может быть видимой (например, аварийные сигналы). LNM сообщается с программным обеспечением LAN, называемым LAN Station Manager (LSM) (Управляющий станций LAN), которое реализует агентов управления в отдельных конечных станциях LAN. Сообщение между LNM и LSM осуществляется путем использования Протокола CMIS/CMIP (OSI Common Management Information Services/Common Management Information Protocol - Информационные услуги общего управления OSI/ Протокол информации общего управления), который управляет работой протокола LLC (Logical Link Control - Протокол управления логическим каналом без установления соединения).

    SNMP

    IBM недавно включила поддержку протокола SNMP (смотри пункт "SNMP").

    Страницы:

    SNMP

    Библиографическая справка

    В создание протокола SNMP внесли свой вклад разработки по трем направлениям:

  • High-level Entity Management System (HEMS)

    Система управления объектами высшего уровня. Определяет систему управления с рядом интересных технических характеристик. К сожалению, HEMS использовалась только в местах ее разработки, что в конечном итоге привело к прекращению ее действия.

  • Simple Gateway Monitoring Protocol (SGMP)

    Протокол управления простым роутером. Разработка была начата группой сетевых инженеров для решения проблем, связанных с управлением быстрорастущей Internet; результатом их усилий стал протокол, предназначенный для управления роутерами Internet. SGMP был реализован во многих региональных ветвях Internet.

  • CMIP over TCP (CMOT)

    CMIP над ТСР. Пропагандирует сетевое управление, базирующееся на OSI, в частности, применение Common Management Information Protocol (CMIP) (Протокол информации общего управления) для облегчения управления объединенных сетей, базирующихся на ТСР.

    •

    Достоинства и недостатки этих трех методов (HEMS, SGMP и CMOT) часто и горячо обсуждались в течение второй половины 1987 г. В начале 1988 г. был образован комитет Internet Activities Board - IAB (IAB - это группа, ответственная за техническую разработку протоколов Internet) для разрешения дебатов по поводу протокола сетевого управления. В конечном итоге комитет IAB пришел к соглашению, что улучшенная версия SGMP, которая должна была называться SNMP, должна стать временным решением; для долгосрочного применения должна быть проанализирована одна из технологий, базирующихся на OSI (либо СМОТ, либо сам СMIP). Для обеспечения легкого пути наращивания была разработана общая структура сетевого управления (которая теперь называется стандартной Структурой Управления Сети - Network Management Framework ).

    Сегодня SNMP является самым популярным протоколом управления различными коммерческими, университетскими и исследовательскими объединенными сетями. Деятельность по стандартизации, связанная с SNMP, продолжается по мере того, как поставщики разрабатывают и выпускают современные прикладные программы управления, базирующиеся на SNMP. SNMP относительно простой протокол, однако набор его характеристик является достаточно мощным для решения трудных проблем, возникающих при управлении гетерогенных сетей.

    Основы технологии

    SNMP является протоколом прикладного уровня, предназначенным для облегчения обмена информацией управления между сетевыми устройствами. Пользуясь информацией SNMP (такой, как показатель числа пакетов в секунду и коэффициент сетевых ошибок), сетевые администраторы могут более просто управлять производительностью сети и обнаруживать и решать сетевые проблемы.

    Модель управления

    Агентами в SNMP являются программные модули, которые работают в управляемых устройствах. Агенты собирают информацию об управляемых устройствах, в которых они работают, и делают эту информацию доступной для систем управления сетями ( network management systems - NMS ) с помощью протокола SNMP. Эта модель представлена графически на Рис. 7.1.

    (рис 7.1) SNMP Management Model

    Управляемое устройство может быть узлом любого типа, находящимся в какой-нибудь сети: это хосты, служебные устройства связи, принтеры, роутеры, мосты и концентраторы. Т.к. некоторые из этих систем могут иметь ограниченные способности управления программным обеспечением (например, они могут иметь центральные процессоры с относительно малым быстродействием или ограниченный объем памяти), программное обеспечение управления должно сделать допущение о наименьшем общем знаменателе. Другими словами, программы управления должны быть построены таким образом, чтобы минимизировать воздействие своей производительности на управляемое устройство.

    Т.к. управляемые устройства содержат наименьший общий знаменатель программного обеспечения управления, тяжесть управления ложится на NMS. Поэтому NMS обычно являются компьютерами калибра АРМ проектировщика, которые имеют быстродействующие центральные процессоры, мегапиксельные цветные устройства отображения, значительный объем памяти и достаточный объем диска. В любой управляемой сети может иметься одна или более NMS. NMS прогоняют прикладные программы сетевого управления, которые представляют информацию управления пользователям. Интерфейс пользователя обычно базируется на стандартизированном графическом интерфейсе пользователя ( graphical user interface - GUI ).

    Сообщение между управляемыми устройствами и NMS регулируется протоколом сетевого управления. Стандартный протокол сети Internet, Network Management Framework, предполагает парадигму дистанционной отладки, когда управляемые устройства поддерживают значения ряда переменных и сообщают их по требованию в NMS. Например, управляемое устройство может отслеживать следующие параметры:

  • Число и состояние своих виртуальных цепей
  • Число определенных видов полученных сообщений о неисправности
  • Число байтов и пакетов, входящих и исходящих из данного устройства
  • Максимальная длина очереди на выходе (для роутеров и других устройств объединения сетей)
  • Отправленные и принятые широковещательные сообщения
  • Отказавшие и вновь появившиеся сетевые интерфейсы
    •

    Типы команд

    Если NMS хочет проконтролировать какое-либо из управляемых устройств, она делает это путем отправки ему сообщения с указанием об изменении значения одной из его переменных. В целом управляемые устройства отвечают на четыре типа команд (или инициируют их):

  • Reads

    Для контролирования управляемых устройств NMS считывают переменные, поддерживаемые этими устройствами.

  • Writes

    Для контролирования управляемых устройств NMS записывают переменные, накопленные в управляемых устройствах

  • Traversal operations

    NMS используют операции прослеживания, чтобы определить, какие переменные поддерживает управляемое устройство, а затем собрать информацию в таблицы переменных (такие, как таблица маршрутизации IP)

  • Traps

    Управляемые устройства используют ловушки для асинхронных сообщений в NMS о некоторых событиях.

    •

    Различия в представлении информации

    Обмен информацией в управляемой сети находится потенциально под угрозой срыва из-за различий в технике представления данных, используемой управляемыми устройствами. Другими словами, компьютеры представляют информацию по-разному; эту несовместимость необходимо рационализировать, чтобы обеспечить сообщение между различными системами. Эту функцию выполняет абстрактный синтаксис. SNMP использует для этой цели подмножество абстрактного синтаксиса, созданного для OSI - Abstract Syntax Notation One (ASN.1) (Система обозначений для описания абстрактного синтаксиса). ASN.1 определяет как форматы пакетов, так и управляемые объекты. Управляемый объект-это просто характеристика чего-либо, которой можно управлять. Управляемый объект отличается от переменной, которая является конкретной реализацией объекта. Управляемые объекты могут быть скалярными (определяя отдельную реализацию) или табулярными величинами (определяя несколько связанных друг с другом реализаций).

    Базы данных управления

    Все управляемые объекты содержатся в Информационной базе управления ( Management Information Base - MIB ), которая фактически является базой данных объектов. Логически MIB можно изобразить в виде абстрактного дерева, листьями которого являются отдельные информационные элементы. Идентификаторы объектов уникальным образом идентифицируют объекты MIB этого дерева. Идентификаторы объектов похожи на телефонные номера тем, что они организованы иерархически и их отдельные части назначаются различными организациями. Например, международные телефонные номера состоят из кода страны (назначаемого международной организацией) и телефонного номера в том виде, в каком он определен в данной стране. Телефонные номера в США далее делятся на код области, номер центральной телефонной станции (СО) и номер станции, связанной с этой СО. Аналогично, идентификаторы объектов высшего уровня MIB назначаются Международной Электротехнической Комиссией ISO (ISO IEC). ID объектов низшего уровня назначаются относящимися к ним организациями. На Рис. 7.2 изображены корневая и несколько наиболее крупных ветвей дерева MIB.

    (рис 7.2) MIB Tree

    Дерево MIB расширяемо благодаря экспериментальным и частным ветвям. Например, поставщики могут определять свои собственные ветви для включения реализаций своих изделий. В настоящее время вся работа по стандартизации ведется на экспериментальной ветви.

    Структуру MIB определяет документ, называемый Структура Информации Управления ( Structure of Management Information - SMI ). SMI определяет следующие типы информации:

  • Network addresses (Сетевые адреса)

    Представляют какой-нибудь адрес из конкретного семейства протоколов. В настоящее время единственным примером сетевых адресов являются 32-битовые адреса IP.

  • Counters (Счетчики)

    Неотрицательные целые числа, которые монотонно увеличиваются до тех пор, пока не достигнут максимального значения, после чего они сбрасываются до нуля. Примером счетчика является общее число байтов, принятых интерфейсом.

  • Gauges (Измерительный прибор, мера, размер)

    Неотрицательные целые числа, которые могут увеличиваться или уменьшаться, но запираются при максимальном значении. Примером измерительного прибора является длина очереди, состоящей из выходных пакетов (в пакетах).

  • Ticks (Тики)

    Сотые доли секунды, прошедшие после какого-нибудь события. Примером tick является время, прошедшее после вхождения интерфейса в свое текущее состояние.

  • Opaque (Мутный)

    Произвольное кодирование. Используется для передачи произвольных информационных последовательностей, находящихся вне пределов точного печатания данных, которое использует SMI.

    •

    Операции

    SNMP является простым протоколом запроса/ответа. Узлы могут отправлять множество запросов, не получая ответа. Определены следующие 4 операции SNMP:

  • Get (достань).

    Извлекает какую-нибудь реализацию объекта из агента.

  • Get-next (достань следующий).

    Операция прослеживания, которая извлекает следующую реализацию объекта из таблицы или перечня, находящихся в каком-нибудь агенте.

  • Set (установи).

    Устанавливает реализации объекта в пределах какого-нибудь агента.

  • Trap (ловушка).

    Используется агентом для асинхронного информирования NMS о каком-нибудь событии.

    •

    Формат сообщений

    Сообщения SNMP состоят из 2 частей: имени сообщества ( community name ) и данных ( data ). Имя сообщества назначает среду доступа для набора NMS, которые используют это имя. Можно сказать, что NMS, принадлежащие одному сообществу, находятся под одним и тем же административным началом. Т.к. устройства, которые не знают правильного имени сообщества, исключаются из операций SNMP, управляющие сетей также используют имя сообщества в качестве слабой формы опознавания.

    Информационная часть сообщения содержит специфичную операцию SNMP (get, set, и т.д.) и связанные с ней операнды. Операнды обозначают реализации объекта, которые включены в данную транзакцию SNMP.

    Сообщения SNMP официально называются протокольными единицами данных ( protocol data units - PDU ). На Рис. 7.3 изображен формат пакета SNMP.

    (рис 7.3) SNMP Message Format

    PDU операций get и set SNMP состоят из следующих частей:

  • Request-ID (идентификатор запроса).

    Устанавливает связь между командами и ответами.

  • Error-status (состояние сбоя).

    Указывает ошибку и ее тип.

  • Error-index (индекс ошибки).

    Устанавливает связь между ошибкой и конкретной реализацией объекта.

  • Variable bindings (переменные привязки).

    Состоят из данных SNMP PDU. Переменные привязки устанавливают связь между конкретными переменными и их текущими значениями.

    •

    PDU ловушки несколько отличаются от PDU других операций. Они состоят из следующих частей:

  • Enterprise (предметная область).

    Идентифицирует тип объекта, генерирующего данную ловушку.

  • Agent address (адрес агента).

    Обеспечивает адрес объекта, генерирующего данную ловушку.

  • Generic trap type (групповой тип ловушки).

    Обеспечивает групповой тип ловушки.

  • Specific trap code (специфичный код ловушки).

    Обеспечивает специфичный код ловушки.

  • Time stamp (временной ярлык).

    Обеспечивает величину времени, прошедшего между последней повторной инициализацией сети и генерацией данной ловушки.

  • Variable bindings (переменные привязки).

    Обеспечивает перечень переменных, содержащих интересную информацию о ловушке.

    •

    Управление сетями IBM

    Библиографическая справка

    IBM была одной из первых компаний, которые признали важность полной интегрированной стратегии управления сетями. В 1986 г. IBM предложила Open Network Management (ONA) (Управление открытыми сетями) - структуру, описывающую обобщенную архитектуру управления сетями. NetView, самое первое изделие сетевого управления для универсальной вычислительной машины IBM, фактически является компонентом ONA. NetView обеспечивает связный набор услуг централизованного управления сетями, который дает возможность пользователям контролировать, управлять и перестраивать конфигурацию своих сетей SNA ( Systems Network Architecture - Aрхитектура Системной Сети).

    За время, прошедшее с момента появления ONA и NetView, IBM постоянно совершенствовала, расширяла и и вносила другие изменения в технологическую базу управления сетями. В настоящее время сетевое управление IBM является всеобъемлющим и чрезвычайно сложным. В последующих разделах дается описание наиболее важных основ некоторых из компонентов сетевого управления IBM.

    Функциональные области управления

    IBM делит сетевое управление на 5 функций, ориентированных на пользователя:

  • Configuration management (управление конфигурацией).

    Идентифицирует ресурсы физических и логических систем и обеспечивает управление их взаимоотношениями.

  • Perfomance and accounting management (управление производительностью и учетом использования ресурсов).

    Обеспечивает квалификацию, измерение, сообщение и управление реакцией, доступностью, утилизацией и использованием компонентов сети.

  • Problem management (управление проблемами).

    Обеспечивает обнаружение, диагностику, решение, а также средства отслеживания и управления проблемой.

  • Operations management (Управление операциями).

    Обеспечивает средства для запроса и управления распределенными сетевыми ресурсами из центрального пункта.

  • Change management (Управление изменениями).

    Обеспечивает планирование, управление и применение дополнений, исключений и модификаций в аппаратном обеспечении, микрокодировании и программном обеспечении системы.

    •

    Эти функции сетевого управления не совсем точно коррелируются с функциями, предложенными ISO в модели OSI. Сравнение функций сетевого управления OSI и IBM приведено на Рис. 7.4.

    (рис 7.4) OSI and IBM Network Management Functions

    Управление конфигурацией

    Конфигурационное управление управляет информацией, описывающей как физические, так и логические ресурсы информационных систем и их взаимоотношения друг с другом. Эта информация обычно состоит из названий ресурсов, адресов, местоположений, контактов и телефонных номеров. Функция управления конфигурацией IBM очень близко соответствует концепции OSI об управлении конфигурацией.

    С помощью средств управления конфигурацией пользователи могут поддерживать ведомость сетевых ресурсов. Управление конфигурацией помогает гарантировать быстроту и точность отражения изменений сетевой конфигурации в базе данных конфигурационного управления. Информация управления конфигурацией используется системами управления проблемами для сравнения различий в версиях и для локализации, идентификации и проверки характеристик сетевых ресурсов. Системы управления изменениями могут использовать данные управления конфигурацией для анализа эффекта, произведенного изменениями, и для составления графика внесения изменений в моменты минимального сетевого воздействия.

    Услуга управления SNA, называемая "идентификация изделия запроса" ( query product identification ), извлекает программную и аппаратную физическую информацию из базы данных управления конфигурацией. Извлеченная информация иногда называется "данными жизненноважного изделия" ( vital product data ).

    Управление производительностью и учетом сетевых ресурсов

    Эта функция управления SNA обеспечивает информацию о производительности сетевых ресурсов. Путем анализа данных управления производительностью и учетом ресурсов, пользователи могут определять, будут ли удовлетворены задачи производительности сети.

    Управление производительностью и учетом включает в себя учет ресурсов, контролирование времени реакции, доступности, утилизации и компонентной задержки, а также регулировку, отслеживание и управление производительностью. Информация от работы каждой из этих функций может привести к инициированию процедуры определения проблемы, если уровни производительности не отвечают требуемым.

    Управление проблемами

    Услуги управления SNA определяют проблему ( problem ) как сбойную ситуацию, которая приводит к потере пользователем всех функциональных свойств ресурсов системы. SNA делит управление проблемами на несколько областей:

  • Problem determination (Определение проблемы).

    Выявляет проблему и выполняет шаги, необходимые для начала диагностики проблемы. Назначение этой области - изолировать проблему в конкретной подсистеме, например, в каком-нибудь аппаратном устройстве, программном изделии, компоненте микрокода или сегменте носителя.

  • Problem diagnosis (Диагноз проблемы).

    Определяет точную причину проблемы и воздействие, необходимое для решения этой проблемы. Если диагноз проблемы выполняется вручную, то он следует за определением проблемы. Если он выполняется автоматически, то это обычно делается одновременно с определением проблемы, чтобы можно было выдать результаты вместе.

  • Problem bypass and recovery (Обход проблемы и восстановление).

    Попытки обойти проблему либо частично, либо полностью. Обычно эта операция является временной, причем подразумевается, что далее последует полное решение проблемы; однако обход проблемы может быть перманентным, если она не просто решается.

  • Problem resolution (Решение проблемы).

    Включает усилия, необходимые для устранения проблемы. Решение проблемы обычно начинается после установления ее диагноза и часто включает в себя корректирующее воздействие, которое должно быть занесено в график; например, это может быть замена отказавшего дисковода.

  • Problem tracking and control (Отслеживание и управление проблемой).

    Отслеживает проблему до ее полного решения. В частности, если для решения проблемы необходимо внешнее воздействие, то жизненноважная информация, описывающая эту проблему (такая, как информация контролирования состояния и отчеты о состоянии проблемы), включается в запись управления проблемой, которая вводится в базу данных этой проблемы.

    •

    Управление операциями

    Управление операциями включает в себя управление распределенными сетевыми ресурсами из центрального пункта. Оно предусматривает два набора функций: услуги общих операций ( common operations service ) и услуги управления операциями ( operations management services ).

    Услуги общих операций обеспечивают управление ресурсами, которыми другие категории SNA занимаются в неявно выраженном виде, путем обеспечения специализированной связи с этими ресурсами с помощью новых, более производительных прикладных программ. Двумя очень важными услугами, которые обеспечивают эту производительность, являются команда execute (выполняй) и услуга управления ресурсами. Команда execute обеспечивает стандартизированные средства выполнения какой-нибудь дистанционной команды. Услуги управления ресурсами обеспечивают возможность транспортировки информации независимым от контекста способом.

    Услуги управления операциями обеспечивают возможность управления дистанционными ресурсами путем активации и дезактивации ресурсов, отмены команды и установки часов сетевых ресурсов. Услуги управления операциями могут быть инициированы автоматически в результате продвижения уведомления о системной проблеме, тем самым позволяя автоматическую обработку дистанционных проблем.

    Управление изменениями

    Управлениие изменениями помогает пользователям управлять сетевыми или системными изменениями путем обеспечения отправки, извлечения, установки и удаления файлов изменений в отдаленных узлах. Кроме того, управление изменениями обеспечивает активацию узла. Изменения имеют место либо из-за изменений в требованиях пользователя, либо из-за необходимости обойти проблему.

    Хотя наличие проблем приводит к изменению, изменение также может вызвать проблемы. Управление изменением пытается минимизировать проблемы, вызванные изменением, путем поощрения упорядоченного изменения и отслеживания изменений.

    Основные архитектуры и платформы управления

    IBM предлагает несколько архитектур управления и важных платформ управления.

    Структура управления открытой сети (ONA)

    Базовая структура ONA представлена на Рис. 7.5.

    (рис 7.5) ONA Framework

    Фокусы ( focal points ) обеспечивают поддержку операций централизованного сетевого управления. Это те объекты управления, которые уже были названы ранее в описанной общей модели. Фокусы отвечают на предупреждения конечных станций, поддерживают базы данных управления и обеспечивают интерфейс пользователя с оператором управления сети.

    Существуют два вида фокусов: первичный ( primary ) и вторичный ( secondary ). Первичные фокусы соответствуют описанным выше. Вторичные фокусы обеспечивают резерв для первичных фокусов и используются при отказе первичных фокусов.

    Вложенные фокусы ( nested focal points ) обеспечивают поддержку распределенного управления для частей крупных сетей. Они продвигают критичную информацию в другие глобальные фокусы.

    Точки сбора ( collection points ) передают инфрмацию из автономных подсетей SNA в фокусы. Точки сбора обычно используются для продвижения данных из сети IBM с равноправными узлами в иерархию ONA.

    Точки ввода ( entry points ) являются устройствами SNA, которые могут реализовать ONA для себя и для других устройств. Большинство стандартных устройств SNA могут быть точками ввода.

    Точки обслуживания ( service points ) являются системами, которые обеспечивают доступ в ONA для устройств, не являющихся устройствами SNA. Toчки обслуживания способны отправлять в фокусы информацию сетевого управления о системах, не являющихся системами SNA, а также принимать команды из фокусов, транслируя их в формат, приемлемый для устройств, не являющихся устройствами SNA, и продвигать их в эти устройства для выполнения. Точки обслуживания фактически являются сетевыми интерфейсами с ONA.

    System View

    IBM объявила о System View в 1990 г. System View является программой для разработки прикладных задач управления, способных управлять информационными системами от нескольких поставщиков. В частности, System View описывает, как будут выглядеть и работать прикладные программы, управляющие гетерогенными сетями, а также как они будут кооперировать с другими системами управления. System View является официальной стратегией управления системами SAA ( Systems Application Architecture - Архитектура системных прикладных программ).

    NetView

    NetView является самой всеобъемлющей платформой управления сети предметной области. Она содержит следующие основные части:

  • Command control facility (средства управления командами).

    Обеспечивает возможность управления сети с помощью базового оператора и команд файлового доступа к прикладным программам, контроллерам, операционным системам и интерфейсу NetView/PC (интерфейс между NetView и устройствами, не являющимися устройствами SNA) VTAM ( Virtual Telecommcnications Access Method - Метод Обеспечения Доступа к Виртуальной Сети Связи).

  • Hardware monitor (монитор аппаратного обеспечения).

    Контролирует сеть и автоматически выдает предупреждения оператору сети, если имеет место неисправность в аппаратуре.

  • Session monitor (монитор сеанса).

    Действует как монитор производительности VTAM. Монитор сеанса обеспечивает определение проблем в программном обеспечении и управление конфигурацией.

  • Help function (функция оказания помощи).

    Обеспечивает помощь пользователям услуг управления NetView. Эта функция включает в себя средства просмотра файлов, пульт функции помощи и библиотеку наиболее часто встречающихся ситуаций при работе сети.

  • Status monitor (монитор состояния).

    Обобщает и представляет информацию о состоянии сети.

  • Performance monitor (монитор производительности).

    Koнтролирует производительность контроллеров связи ( communications controllers ), которые также называются процессорами предварительной обработки данных ( front-end processors - FEPs ), Программу управления сетью ( Network Control Program - NCP ) и прикрепленными ресурсами.

  • Distribution manager (управляющий распределением).

    Планирует, составляет график и отслеживает распределение информации, программного обеспечения и микрокода 3174 в среде SNA.

    •

    Управляющий сети LAN

    Изделие IBM "Управляющий сети LAN" ( LAN Network Manager - LNM ) представляет собой прикладную программу управления сети, базирующуюся на OS/2 Extended Edition (расширенный вариант), которая позволяет управлять локальными сетями Token Ring из центрального пункта поддержки. Для NetView деятельность LNМ может быть видимой (например, аварийные сигналы). LNM сообщается с программным обеспечением LAN, называемым LAN Station Manager (LSM) (Управляющий станций LAN), которое реализует агентов управления в отдельных конечных станциях LAN. Сообщение между LNM и LSM осуществляется путем использования Протокола CMIS/CMIP (OSI Common Management Information Services/Common Management Information Protocol - Информационные услуги общего управления OSI/ Протокол информации общего управления), который управляет работой протокола LLC (Logical Link Control - Протокол управления логическим каналом без установления соединения).

    SNMP

    IBM недавно включила поддержку протокола SNMP (смотри пункт "SNMP").

    Предыдущее занятие Следующее занятие
    Вернуться к учебному плану
    ^