Работа в IP-сетях

Управление сетями

Крупную компьютерную сеть можно сравнить с живым организмом: сетевое оборудование и компьютеры - это ее органы, а линии связи - нервные волокна. Сеть ежеминутно меняет свое состояние, ее составные части могут "болеть" и "отмирать", сеть может "задыхаться" от чрезмерного объема передаваемых данных (сетевого трафика). Для мониторинга состояния сети, ее обслуживания и диагностики неисправностей применяются различные служебные программы. Некоторые из них написаны на языке Perl. В других случаях Perl применяется для "склеивания" разных программ в единую систему управления сетью. Если вспомнить, что Perl был создан системным администратором, то станет понятным, почему имеется так много модулей, так или иначе связанных с управлением сетями. В качестве простейшего примера можно привести стандартный класс Net::Ping, с помощью которого можно проверить работоспособность хоста по его IP-адресу. В ОС MS Windows это делается такой командой:

perl -MNet::Ping -e"print Net::Ping->new()->ping('10.0.0.1')"

В ней запускается компилятор perl, который подключает модуль (-M) Net::Ping и выполняет выражение (-e), заключенное в двойные кавычки. А в выражении выводится результат обращения к методу ping класса Net::Ping с IP-адресом в качестве аргумента. В результате выполнения будет выведен адрес хоста и две 1, если хост активен, или два 0, если он не ответил.

Многие программные средства управления компьютерными сетями основаны на протоколе SNMP (Simple Network Management Protocol), использующего для обмена данными протокол UDP. Такие программные средства построены по принципу периодического опроса так называемых агентов, которые отвечают на запросы управляющей программы и передают ей информацию, накопленную во время работы подключенного к сети устройства - компьютера, принтера, маршрутизатора и так далее. Категории собираемой информации (управляемые устройства и их характеристики) имеют унифицированные имена и числовые идентификаторы объектов (Object IDentifier, OID), которые присваиваются производителями устройств в соответствии со стандартами описания "базы данных управляющей информации" MIB (Management Information Base). При определенных условиях по протоколу SNMP можно не только считывать по сети информацию с устройств, но и управлять этими устройствами, изменяя их характеристики. С помощью протокола SNMP можно также организовать управление программными комплексами, например, операционными системами и СУБД. На Perl написаны модули для работы c SNMP-агентами. Для иллюстрации сказанного приведем простой пример, в котором опрашивается агент, работающий на персональном компьютере, и у него запрашиваются две характеристики - описание системы и время ее работы:

use Net::SNMP; # используем класс для работы с SNMP
my ($session, $error) = Net::SNMP->session( # сеанс работы 
   -hostname  => '192.168.82.83',       # с хостом,
   -community => 'public',              # группой
   -port      =>  161                   # и портом
);
defined($session) or die ("Ошибка сеанса SNMP: $error");
# запрашиваем информацию о компьютере по
# коду (OID) и идентификатору объекта MIB:
info('1.3.6.1.2.1.1.1.0', 'sysDescr');  # описание системы
info('1.3.6.1.2.1.1.3.0', 'sysUpTime'); # время работы
$session->close();                      # завершаем сеанс

sub info { # подпрограмма запроса информации
   my ($OID, $caption) = @_; # параметры: код и имя объекта
   my $response = $session->get_request($OID);
   unless (defined($response)) {        # если все нормально
      print 'Ошибка запроса: ', $session->error();
   } else {                             # выводим ответ:
      printf "$caption/$OID:\n\t%s\n", $response->{$OID};
   }
}

В результате выполнения этой программы в ОС MS Windows будет выведена следующая информация:

sysDescr/1.3.6.1.2.1.1.1.0:
Hardware: x86 Family 6 Model 8 Stepping 6 AT/AT COMPATIBLE - Software: Windows 2000 Version 5.1 
	(Build 2600 Uniprocessor Free)
sysUpTime/1.3.6.1.2.1.1.3.0:
	1 hour, 05:14.11

Для отслеживания состояния сети имеется много готовых программных продуктов различной сложности. Сбором и накоплением информации о работе сети и ее визуализацией занимаются основанные на SNMP системы: Big Sister (bigsister.sourceforge.net), Cricket (cricket.sourceforge.net) и MRTG (www.mrtg.org), которые распространяются свободно и написаны на языке Perl.

Другие сетевые сервисы

С момента своего создания язык Perl применялся системными администраторами для сетевого программирования. И постепенно было разработано неимоверное количество модулей для работы с самыми разными сетевыми сервисами. Даже упомянув лишь некоторые из них, можно составить представление о многообразии высококачественных решений сетевых задач, воплощенных в "жемчужных россыпях" хранилища модулей CPAN. В стандартном классе Net::NNTP реализован клиент новостных групп (телеконференций), располагающихся на многочисленных news-серверах. Perl-модули помогут сгенерировать документы для мобильных клиентов в формате WML (Wireless Markup Language). Модуль CDDB предоставляет интерфейс к сетевым базам данных по музыкальным компакт-дискам (Compact Disc DataBase). Имеются модули для работы с известными поисковыми системами: AltaVista, Google, Yahoo и с Интернет-магазинами Amazon и eBay.

В репозитарии CPAN можно найти модули для работы со всеми распространенными сетевыми протоколами: ARP (поиск физического адреса устройства по IP-адресу), DHCP (динамическое распределение IP-адресов), LDAP (доступ к каталогам типа Active Directory и NDS), NTP (запрос времени), RADIUS (авторизация пользователей), telnet и ssh (работа на удаленном терминале), VNC (сетевое управление компьютером) и многими другими. Причем Perl-модули могут использоваться для создания не только клиентских программ, но и серверов, которые можно встраивать в собственные приложения. И конечно же, есть огромное число модулей для работы с сервисами WWW, о которых пойдет речь в следующей лекции.

Рассмотренные в этой лекции средства сетевой коммуникации дают лишь общую поверхностную картину многообразного мира распределенного программирования. Высокоуровневая поддержка многих сетевых технологий реализована в Perl-модулях, которые помогут начинающим и опытным программистам решать задачи, связанные с распределенной обработкой данных.