57

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЭДЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ

ОТЧЕТ

О ВТОРОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

ВЫПОЛНИЛ СТУД. ГР. АЭ 95-01 К.В. ПОЛЕТАЕВ

РУКОВОДИТЕЛЬ ПРАКТИКИ УГНТУ

КАНД. ТЕХН. НАУК, ДОЦ. С.В. ЧИГВИНЦЕВ

ПРИНЯЛ Э.Р. БАЙБУРИН

УФА 1999

ЗАДАНИЕ

В процессе второй технологической практики необходимо изучить структуру управления локальными вычислительными сетями и описать некоторые существующие программы управления сетью.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ЛВС (LAN) - локальная вычислительная сеть.

Концентратор (Hub) - связующий компонент, к которому подключаются все компьютеры в сети топологии "звезда". Активные концентраторы должны быть подключены к источнику электроэнергии; они могут восстанавливать и ретранслировать сигналы. Пассивные концентраторы просто выполняют коммутацию.

Маршрутизатор (роутер, router) - устройство для соединения сетей различного типа, имеющих разные архитектуры и протоколы.

АТМ - Асинхронный режим передачи - новейшая технология построения сетей с коммутацией кадров, обеспечивающая высокоскоростную передачу данных путем посылки ячеек данных по широкополосным локальным и глобальным вычислительным сетям. ATM платы работают со скоростью 155 Мбит/с.

SPMP (Простой Протокол Управления Сетью) - протокол прикладного уровня для управления сетью.

ISO - Международная Организация по Стандартизации.

SAA (System Application Architecture) - Архитек­турой прикладных систем.

SNA - Архитектура сетевых систем (SNA — System Network Architecture).

МАС - контроль доступа к среде.

CAU (Controlled Access Unit) - Устройство контролируемого доступа.

API (Application Program Interface ) - интерфейс прикладных программ.

MIB - база управляющей информации.

ВЕДЕНИЕ

Начало 1980 года ознаменовалось резким ростом в области применения сетей. Как только компании поняли, что сетевая технология обеспечивает им сокращение расходов и повышение производительности, они начали устанавливать новые и расширять уже существующие сети почти с такой же скоростью, с какой появлялись новые технологии сетей и изделия для них. К середине 1980 года стали очевидными проблемы, число которых все более увеличивалось, связанные с этим ростом, особенно у тех компаний, которые применили много разных (и несовместимых) технологий сети.

Основными проблемами, связанными с увеличением сетей, являются каждодневное управление работой сети и стратегическое планирование роста сети. Характерным является то, что каждая новая технология сети требует свою собственную группу экспертов для ее работы и поддержки. В начале 1980гг. стратегическое планирование роста этих сетей превратилось в какой-то кошмар. Одни только требования к числу персонала для управления крупными гетерогенными сетями привели многие организации на грань кризиса. Насущной необходимостью стало автоматизированное управление сетями (включая то, что обычно называется "планированием возможностей сети"), интегрированное по всем различным окружениям.

1 Архитектура управления сети

1. Протоколы управления

Большинство архитектур управления сети используют одну и ту же базовую структуру и набор взаимоотношений. Конечные станции (managed devices - управляемые устройства), такие как компьютерные системы и другие сетевые устройства, прогоняют программные средства, позволяющие им посылать сигналы тревоги, когда они распознают проблемы. Проблемы распознаются, когда превышен один или более порогов, заданных пользователем. Management entities (управляющие объекты) запрограммированы таким образом, что после получения этих сигналов тревоги они реагируют выполнением одного, нескольких или группы действий, включающих:

1. Уведомление оператора

2. Регистрацию события

3. Отключение системы

4. Автоматические попытки исправления системы

Управляющие объекты могут также опросить конечные станции, чтобы проверить некоторые переменные. Опрос может быть автоматическим или его может инициировать пользователь. На эти запросы в управляемых устройствах отвечают "агенты". Агенты - это программные модули, которые накапливают информацию об управляемом устройстве, в котором они расположены, хранят эту информацию в "базе данных управления" и предоставляют ее (проактивно или реактивно) в управляющие объекты, находящиеся в пределах "систем управления сети" (NMSs), через протокол управления сети. В число известных протоколов управления сети входят "the Simple Network Management Protocol (SPMP)" (Протокол Управления Простой Сети) и "Common Management Information Protocol (CMIP)" (Протокол Информации Общего Управления). "Management proxies" (Уполномоченные управления) - это объекты, которые обеспечивают информацию управления от имени других объектов.

1.2 Библиографическая справка протокола SNMP

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 большими сетями.

1.3 Основы технологии протокола SNMP

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.

1.4 Модель управления, основанная на SNMP

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 рисунке 1.

Рисунок 1 - Модель управления сетью­

Управляемое устройство может быть узлом любого типа, находящимся в какой-нибудь сети: это хосты, служебные устройства связи, принтеры, роутеры, мосты и концентраторы. Так как 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.

Так как 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.

2 Модель управления сети ISO

Международная Организация по Стандартизации (ISO) внесла большой вклад в стандартизацию сетей. Модель управления сети этой организации является основным средством для понимания главных функций систем управления сети. Эта модель состоит из 5 концептуальных областей:

1. Управление эффективностью

2. Управление конфигурацией

3. Управление учетом использования ресурсов

4. Управление неисправностями

5. Управление защитой данных

2.1 Управление эффективностью

Цель управления эффективностью - измерение и обеспечение различных аспектов эффективности сети для того, чтобы межсетевая эффективность могла поддерживаться на приемлемом уровне. Примерами переменных эффективности, которые могли бы быть обеспечены, являются пропускная способность сети, время реакции пользователей и коэффициент использования линии.

Управление эффективностью включает несколько этапов:

1. Сбор информации об эффективности по тем переменным, которые представляют интерес для администраторов сети.

2. Анализ информации для определения нормальных (базовая строка) уровней.

3. Определение соответствующих порогов эффективности для каждой важной переменной таким образом, что превышение этих порогов указывает на наличие проблемы в сети, достойной внимания.

Управляемые объекты постоянно контролируют переменные эффективности. При превышении порога эффективности вырабатывается и посылается в NMS сигнал тревоги.

Каждый из описанных выше этапов является частью процесса установки реактивной системы. Если эффективность становится неприемлемой вследствие превышения установленного пользователем порога, система реагирует посылкой сообщения. Управление эффективностью позволяет также использовать проактивные методы. Например, при проектировании воздействия роста сети на показатели ее эффективности может быть использован имитатор сети. Такие имитаторы могут эффективно предупреждать администраторов о надвигающихся проблемах для того, чтобы можно было принять контрактивные меры.