Концепция построения tmn

4 концепция построения tmn

Англоязычная расшифровка TMN звучит как Telecommunications Management Network. В переводе на русский язык – Сеть Управления Телекоммуникациями.

TMN – это по сути дела международный стандарт, определяющий технологию построения систем управления телекоммуникационными сетями и определяющий все аспекты их функционирования. Следует отметить, что TMN – технология, пришедшая “сверху”, то есть она сначала была задумана на бумаге, а уже затем начала реализовываться на практике. Официально рождением TMN можно считать 1988 год, когда МККТТ (ныне МСЭ) опубликовал первую (и основную) рекомендацию M.3010 “Принципы TMN”. В 1992 году в дополнение к M.3010 была выпущена целая серия рекомендаций (M.3100, M.3200, M.3300, M.3400 и др.), которые детально описывали основные аспекты TMN, упомянутые в M.3010. Поэтому 1992 год можно по праву считать годом рождения TMN не только как общей концепции, но как телекоммуникационной технологии. До 2000 года МСЭ выпускал различные дополнительные рекомендации, которые всё больше детализировали TMN, вносили разъяснения и поправки к базовым документам, упомянутым выше.

4.1 Основные положения концепции TMN

4.1.1 Состав и назначение основных элементов TMN

Рекомендуемые материалы

Согласно рекомендациям МСЭ-Т M.3010, TMN является самостоятельной сетью, которая соединена с сетью электросвязи. Архитектура и принципы построения TMN обеспечивают реализацию задач по управлению, оперативному контролю и эксплуатации разнородного телекоммуникационного оборудования и систем электросвязи, которые изготовлены различными фирмами-производителями (рисунок 5). TMN предназначена для управления услугами сетей связи, для эксплуатации и технического обслуживания оборудования, для оперативно-технического контроля и администрирования сетевыми устройствами в целях обеспечения  качества оказания услуг связи.

Объектами управления TMN являются телекоммуникационные ресурсы. Телекоммуникационные ресурсы управления физически представляют собой реальное оборудование связи – стативы, функциональные блоки, модули, на определённые свойства которых можно осуществлять целенаправленное управляющее воздействие. Например, можно запрещать организацию обходных направлений связи через определённый узел связи или повышать уровень допустимых потерь в направлении связи.

Рисунок 5 – TMN и сеть электросвязи.

TMN предоставляет оператору связи услуги по управлению сетями электросвязи (management service). Услуги управления определяются как компоненты, предлагаемые TMN для удовлетворения потребностей оператора в сетевом управлении. Самая элементарная из этих компонентов, например генерация сообщений о неисправности, определяется как функция управления (management function). TMN предоставляет оператору связи широкий набор функций управления телекоммуникационными сетями и услугами, обеспечивая обмен информацией в процессе управления. Обмен информацией предусматривает, прежде всего, выдачу команд управления, получение подтверждения получения команд, их выполнение и передачу в систему управления результатов выполнения команд.

Обмен командами управления и иной информацией между TMN и оборудованием связи осуществляется через опорные точки, которые реализуются в виде стандартизованных или нестандартизованных интерфейсов TMN. Для передачи сигналов и команд управления TMN соединяется с оборудованием систем и средств электросвязи при помощи сети передачи данных (Data Communication Network, DCN). DCN реализует транспортные уровни TMN согласно модели ВОС (модели взаимосвязи открытых систем).

Функции прикладного уровня TMN реализуются с помощью одной или нескольких операционных систем (Operations Systems, OS).

В первую очередь, операционные системы обеспечивают обработку данных, поступающих от управляемой сети электросвязи, в целях мониторинга и контроля функционирования телекоммуникационного оборудования, а также для обеспечения работы собственно TMN; поддерживают информационную модель сети электросвязи, которая представляет собой описание физических объектов электросвязи с использованием принятой информационной технологии и специальных программных средств, например систем управления базами данных (СУБД); обеспечивают работу прикладных программных средств управления (приложение управления), которые, собственно, и реализуют большинство услуг и функций управления системами. Функции управления могут выполняться непосредственно человеком-оператором или в автоматическом режиме. Кроме того, OS обеспечивает поддержку терминалов пользователя, форматирование данных.

Некоторые функции управления могут выполняться нескольким операционными системами.

Рабочие станции имеют графические человеко-машинные интерфейсы. Рабочая станция (work station, WS) поддерживает язык общения “человек-машина” и обладает возможностями обработки данных, средствами ручного и автоматического ввода-вывода информации. Вместо WS может использоваться терминал управления.

Кроме того, на основе DCN данная TMN может взаимодействовать с другими аналогичными TMN. Это взаимодействие по сути является взаимодействием различных операционных систем.

Минимальные возможности TMN обеспечивают единичное соединение между управляющей системой, рабочей станцией и отдельным устройством электросвязи. В максимальной конфигурации TMN представляет собой технически сложную сеть, которая объединяет в единый комплекс управления значительное число различных систем и средств электросвязи, используя при этом несколько типов управляющих систем, с учётом территориальной удалённости объектов управления друг от друга. При этом в TMN учитывается, что сеть электросвязи состоит из многих типов аналогового и цифрового оборудования, в частности, систем передачи SDH, PDH, электронных АТС, сигнальных пунктов системы общеканальной сигнализации (ОКС) №7, оборудования для оказания телематических услуг, серверов доступа в Интернет, маршрутизаторов и коммутаторов сетей передачи данных. По стандартам TMN такое оборудование обычно называется элементом сети, или сетевым элементом (Network Element, NE). При необходимости описание элемента сети в TMN можно детализировать до уровня отдельной стойки, статива, функционального блока, модуля. Элементы сети предоставляют клиентам и абонентам услуги электросвязи благодаря использованию телекоммуникационных технологий, а также поддерживают обмен с OS. При этом элемент сети может быть централизованным или распределённым, в том числе географически. В последнем случае имеется в виду, например, АТС и её выносы, территориально протяжённая система передачи и т.п.

4.1.2 Область применения TMN

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.

4.1.3 Функциональные группы задач управления

В разработанных рекомендациях сектора телекоммуникаций Международного Союза Электросвязи (МСЭ-Т) по TMN задачи системы управления определены по следующим функциональным направлениям:

· управление конфигурацией сети;

· управление устранением отказов;

· управление качеством;

· управление расчётами;

· управление защитой информации.

При управлении конфигурацией решаются задачи формирования и развития сети, создание и сопровождение плана нумерации сети, реконфигурация сети и отдельных её элементов (маршрутизаторов, мультиплексоров, построение карты сети и т.д.), планирования услуг, ведения банка данных.

При управлении устранением отказов решаются задачи контроля за состоянием сети и её элементов в реальном времени, обнаружения и локализации повреждений, восстановления трафика, оперативного перестроения сети, устранения повреждений, оповещения пользователей о проводимых работах.

При управлении качеством решены задачи сбора и анализа статистических данных по функционированию сетей и их элементов, регулирования трафика, расширения диапазона услуг связи, а также задачи разработки, заключения и контроля за исполнением соглашений об уровне качества предоставленных услуг.

При управлении расчётами решаются задачи сбора данных по предоставляемым средствам и услугам связи, разработки тарифов за предоставляемые средства и услуги, проведения взаимозачётов между участниками предоставления услуг, технических расчётов, касающихся возможностей сетей, регистрации и учёта абонентов.

При управлении защитой информации (безопасностью связи) решаются задачи разработки мер по обеспечению закрытости информации и контроля за их осуществлением, защиты баз данных от злонамеренного доступа, мер технической безопасности и охраны объектов связи, составления отчётов о попытках несанкционированного доступа к услугам, защиты целостности и сохранности данных.

4.1.4 Основные характеристики архитектуры TMN

Архитектура TMN обладает рядом характеристик, отличающих её от основных конкурентов – SNMP-продуктов и фирменных систем управления, основанных на частных стандартах. Наиболее значимыми из них являются:

· возможность интеграции разнородных сетей за счёт комплексной стандартизации большого числа аспектов поведения и структуры системы управления, а также в силу международного характера стандартов TMN;

· высокая степень масштабируемости решений благодаря наличию соответствующих свойств базового протокола взаимодействия агентов и менеджеров – протокола CMIP;

· наличие в архитектуре специальных элементов для построения больших распределённых систем: промежуточной сети передачи данных, средств маршрутизации и фильтрации сообщений между многочисленными менеджерами и агентами, центральной справочной базы данных, хранящей информацию об их свойствах и местоположении, и т.п.;

· защищённость управления посредством использования открытых стандартов безопасности ISO/OSI.

4.2 Модели системы управления сетью

С учётом сложности и многообразия задач, решаемых TMN, существует несколько способов описания её свойств. Каждый способ описания соответствует ряду свойств сети. В терминах TMN в этом случае говорится об архитектуре сети. Здесь под архитектурой понимается совокупное обозначение состава и структуры TMN, взаимное расположение и способы взаимодействия компонентов TMN между собой и с внешней средой. Рекомендация МСЭ-Т M.3010 определяет общие понятия концепции управления TMN и представляет несколько видов архитектуры управления с позиции различных уровней её описания: функциональная архитектура TMN, которая описывает ряд функций управления;

· физическая архитектура TMN, которая определяет, как и какими средствами функции управления могут быть реализованы на вычислительном и ином оборудовании;

· информационная архитектура TMN, которая описывает понятия TMN на основе стандартов управления взаимодействия открытых систем ВОС в рамках объектно-ориентированного подхода;

· логическая многоуровневая архитектура TMN (Logical Layered Architecture, LLA), которая показывает, как управление сетью может быть структурировано в соответствии с различными потребностями администрации связи.

4.2.1 Функциональная архитектура TMN

Функциональная архитектура описывает соответствующее распределение функциональных возможностей в сети TMN, что позволяет создавать блоки функций, из которых может быть построена сеть TMN произвольной сложности. Определение блоков функций и опорных точек между блоками функций приводит к требованиям спецификаций интерфейсов, рекомендованным для сети TMN.

Функциональная архитектура сети TMN базируется на ряде блоков функций сети TMN. Эти блоки функций обеспечивают общие функции сети TMN, которые позволяют данной сети TMN выполнять функции управления. Для переноса информации между блоками функций сети TMN используется функция передачи данных (Data Communication Function, DCF). Пары блоков функций сети TMN, которые обмениваются информацией управления, разделены с помощью опорных точек.

Функциональная архитектура TMN состоит из следующих основных компонентов:

· функциональные блоки – наименьшие (элементарные) единицы TMN, которые могут быть стандартизированы;

· функции приложений управления (Management Application Functions, MAF) – функции, которые предоставляют одну или несколько услуг управления;

· функции управления TMN (TMN Management Function, TMN MF) и набор функций управления TMN. Функции управления TMN обеспечивают взаимодействие между парами MAF в управляющей и управляемой системах и группируются в набор функций управления;

· опорные точки – описание требований к интерфейсам TMN.

В функциональной архитектуре TMN определено четыре различных типа функциональных блоков (рисунок 6):

· управляющей системы (Operations Systems Function block, OSF);

· элемента сети (Network Element Function block, NEF);

· рабочей станции (Workstation Function block, WSF);

· преобразования (Transformation Function block, TF).

Два типа блоков (OSF и TF) полностью находятся внутри области, помеченной как “ TMN ”. Это указывает на то, что эти функциональные блоки полностью определены в соответствии с рекомендациями TMN. Оставшиеся три блока (WSF, NEF и TF) показаны на граничной линии. Это указывает на то, что только часть функциональных блоков определена в рекомендациях TMN.

Функциональная архитектура TMN вводит понятие опорных точек, чтобы обозначить границы взаимодействующих функциональных блоков. Три класса опорных точек (q, f и x) полностью описаны в рекомендациях TMN; другие классы (g и m) располагаются вне систем TMN и описываются рекомендациями МСЭ-Т лишь частично (рисунок 7).

Функциональный блок элемента сети (NEF) описывает функции оборудования электросвязи, которые доступны для управления со стороны TMN. NEF поддерживает обмен информацией с TMN для обеспечения передачи управляющих команд и информации управления. Именно эта часть NEF, которая доступна TMN, изображена на рисунке 6 внутри границ TMN.

Рисунок 6 – Функциональные блоки TMN

Функциональный блок управляющей системы (OSF) устанавливает связь и взаимодействует с NEF через опорную точку q. Опорная точка q₃ использовалась каждый раз, когда требовалось передать информацию управления на прикладном уровне модели ВОС. Опорные точки q₁,q₂ предназначались для случаев, когда информацию управления нужно передавать через более низкие уровни модели ВОС (например, через канальный и сетевой уровни). По прошествии некоторого времени оказалось, что невозможно различить q₁ и q₂. Эти две опорные точки были заменены общей точкой q_X, а в 2000 году все указанные опорные точки объединены под общим обозначением q.

Функциональный блок рабочей станции (WSF) позволяет представлять информацию управления для пользователя в наиболее доступной и ясной форме. WSF включает поддержку интерфейса с пользователем через опорную точку g. Этот аспект WSF не является частью стандартов TMN, поэтому на рисунке 7 WSF расположена на краю оболочки TMN, а опорная точка g – вне рамок TMN.

Рисунок 7 – Опорные точки и функциональные блоки TMN

Функциональный блок преобразования (TF) используется для организации связи между двумя сущностями, которые имеют несовместимый механизм информационного обмена. Несовместимыми могут оказаться информационные модели, протоколы обмена или оба этих элемента. TF может использоваться как для связи функциональных блоков внутри сети TMN, так и для организации взаимодействия с внешними системами. В частности, на границе TMN TF обеспечивает взаимодействие с окружением, которое не соответствует стандартам TMN, и преобразует информацию на участке от опорных точек q и опорными точками m. Так как опорная точка m не является целиком стандартной с точки зрения TMN, часть TF показана на краю оболочки TMN. Кроме того, TF осуществляет хранение, фильтрацию и преобразование информации управления из некоторой локальной или частной формы в стандартизированную форму.

Функциональный блок TF выполняет функции Q - адаптера (Q Adaptor Function, QAF), которая присутствовала в прежних версиях рекомендаций TMN. Одновременно на TF возложена реализация ранее существовавшей функции медиации (Mediation Functions, MF), которая использовалась для организации соединения и взаимодействия между одиночными или множественными NEF/QAF и OSF.

4.2.2 Физическая архитектура TMN

Физическая архитектура TMN показывает, как функции TMN, определённые в функциональной архитектуре, могут быть реализованы с помощью информационных технологий, вычислительной техники и телекоммуникационного оборудования. Физическая архитектура показывает, как функциональные блоки могут быть реализованы с помощью физических блоков.

Физическим блокам соответствуют оборудование связи, ЭВМ, системное или прикладное программное обеспечение. Опорные точки реализуются с помощью интерфейсов. Физическая архитектура определяет, как функциональные блоки и опорные точки могут быть реализованы с помощью программно-аппаратных средств.

Физическая архитектура TMN состоит из следующих физических блоков: - элемент сети (NE);

· устройство медиации (Mediation Device, MD);

· Q-адаптер (QA);

· операционная система (Operation System, OS);

· рабочая станция (Work Station, WS);

· сеть передачи данных (Data Communication Network, DCN).

Физическая архитектура TMN представлена на рисунке 8.

Физические блоки являются реализацией одноимённых функциональных блоков. Например, блок “ Элемент сети” выполняет функции оборудования связи. Функции трансформации в данном случае разделяются на две составляющие: функции адаптации, которые реализуют устройства адаптации, и функции медиации, которые выполняют устройства медиации.

Функции адаптации и реализующие данную функцию устройства адаптации обеспечивают информационный обмен между физическими элементами, не поддерживающими стандарты TMN, и элементами сети или операционной системой, которые соответствуют принципам TMN. В этом случае необходимо применение физического устройства – Q-адаптера (QA)

Q-адаптер обеспечивает подключение элемента сети с несовместимым с TMN интерфейсом к Q-интерфейсу TMN. Характерным примером такого взаимодействия может быть подключение устаревшей электромеханической или квазиэлектронной АТС к сети. Адаптер поддерживает интерфейсы TMN, интерфейс к не- TMN системе, а также при необходимости внешние интерфейсы для вывода информации (например, аварийной). Выделяют также X-адаптер, который позволяет организовывать обмен информацией между операционной системой TMN и несовместимой с TMN операционной системой, которая не поддерживает стандартный коммутационный механизм TMN.

Рисунок 8 – Физическая модель сети TMN

Скажем, унаследованная автоматизированная система технической эксплуатации с устаревшим типом программного управления может взаимодействовать с операционной системой TMN через X- адаптер.

В свою очередь, устройства медиации MD осуществляют трансформацию данных при обмене между физическими блоками TMN, которые поддерживают несовместимый механизм обмена информацией. Здесь также различают Q-медиатор и X-медиатор. Q-медиатор поддерживает соединения внутри TMN, а X-медиатор – между операционными системами различных TMN. Адаптеры и медиаторы могут выполнять функции преобразования форматов данных.

На рисунке 8 также изображены интерфейсы сети управления, используемые в опорных точках – X, F, Q₃ , Q_х.

Интерфейсы могут рассматриваться как физическая реализация опорных точек TMN. В то время как опорные точки можно сравнить с услугами управления, интерфейсы можно сравнить со стеками протоколов, которые реализуют эти услуги. Интерфейсы осуществляют реализацию физического взаимодействия между различными элементами (физическими блоками) TMN или взаимодействие TMN и внешнего окружения.

Рисунок 9 – Взаимосвязь опорных точек и интерфейсов

На рисунке 9 показана взаимосвязь опорных точек и соответствующих им интерфейсов. Она выглядит следующим образом:

Интерфейс Q используется в опорных точках q. Для обеспечения гибкой реализации класс интерфейсов Q подразделяется на подклассы:

· интерфейс Q_х используется в опорных точках q_x ;

· интерфейс Q₃ используется в точке q₃.

Q-интерфейс определяет, какие телекоммуникационные ресурсы и операции элемента сети будут “видны” TMN, а какие ресурсы “не видны”.

Интерфейс Q₃ характеризуется частью информационной модели, которая разделяется в знаниях между операционной системой (OS) и теми элементами TMN, с которыми она имеет прямую связь.

Интерфейс Q_х характеризуется частью информационной модели, которая разделяется между медиаторами и теми сетевыми элементами и Q-адаптерами, которые он поддерживает.

Интерфейс X поддерживает взаимосвязь TMN и других внешних систем, включая иные TMN, а также используется для управления предоставлением коммерческих услуг. Это возможно при наличии в соответствующих системах интерфейсов, взаимодействующих с TMN. Для передачи информации во внешнее окружение уровень информационной безопасности для X-интерфейса должен быть выше, чем для Q-интерфейса. По аналогии с Q-интерфейсом X-интерфейс определяет для внешних систем видимую часть “айсберга” TMN и порядок доступа к её ресурсам.

F-интерфейс позволяет соединить рабочую станцию WS и физические блоки TMN, которые поддерживают реализацию OSF и TF. Соединение осуществляется через сеть передачи данных. В настоящее время интерфейс F определён рекомендацией M.3300

4.2.3 Информационная архитектура TMN

На технологическом уровне управление телекоммуникациями представляет собой обработку информации, поступающей от элементов сети, специализированными программными приложениями. Необходимо осуществлять информационный обмен между многочисленными устройствами и оборудованием связи, операторами и провайдерами услуг.

Информационная модель описывает объектно-ориентированный подход для диалогового обмена информацией. Ключевыми элементами информационной архитектуры являются информационные элементы, модели взаимодействия элементов и собственно информационные модели.

Информационная модель определяет область информации, которая может обмениваться стандартными способами. Обмен происходит на прикладном уровне и охватывает различные прикладные функции управления, такие, как хранение, поиск и обработку информации.

В основе информационной модели лежит схема “менеджер-агент”. Взаимодействие между менеджером, агентом и объектами показано на рисунке 10.

Рисунок 10 – Схема взаимодействия между менеджером, агентом и

управляемыми объектами

Менеджер – часть распределённой системы управления, которая выдаёт указания по работе управления и получает извещения.

Агент – часть прикладного процесса, которая управляет взаимосвязанными с ней управляемыми объектами. Агент отвечает на команды менеджера. При этом он представляет менеджеру вид объектов и извещения, которые отражают поведение объектов.

Управляемые объекты в системе “менеджер-агент” представляются в виде описания абстрактных управляемых ресурсов, отражающих состояния реальных ресурсов.

Весь обмен между агентом и менеджером состоит из набора операций управления и извещения (уведомления). Все эти операции реализуются путём использования услуг общей информации управления CMIS (Common management information service) и протокола общей информации управления CMIP (Common management information protocol) .

Агент является посредником между управляемым ресурсом и основной управляющей программой-менеджером. Чтобы один и тот же менеджер мог управлять различными реальными ресурсами, создаётся некоторая модель управляемого ресурса, которая отражает только те характеристики ресурса, которые нужны для его контроля и управления. Например, модель маршрутизатора обычно включает такие характеристики, как количество портов, их тип, таблицу маршрутизации, количество кадров и пакетов протоколов канального, сетевого и транспортного уровней, прошедших через эти порты.

Менеджер получает от агента только те данные, которые описываются моделью ресурса. Агент же является некоторым экраном, освобождающим менеджера от ненужной информации о деталях реализации ресурса. Агент поставляет менеджеру обработанную и представленную в нормализованном виде информацию. На основе этой информации менеджер принимает решения по управлению, а также выполняет дальнейшее обобщение данных о состоянии управляемого ресурса, например, строит зависимость загрузки порта от времени.

Менеджер и агент должны располагать одной и той же моделью управляемого ресурса, иначе они не смогут понять друг друга. Агент наполняет модель управляемого ресурса текущими значениями характеристик данного ресурса, и в связи с этим модель агента называют базой данных управляющей информации – Management Information Base, MIB. Менеджер использует модель, чтобы знать о том, чем характеризуется ресурс, какие характеристики он может запросить у агента и какими параметрами можно управлять. Строго говоря, MIB – просто виртуальный информационный массив, который содержит в формализованном и упорядоченном виде все данные, связанные с сетью связи, с сетевым оборудованием в любой части сети, и является информационной моделью управляемого объекта. На сегодня существует несколько стандартов на базы данных управляющей информации. Основными являются стандарты MIB-I и MIB-II, а также версия базы данных для удалённого управления RMON MIB.

Первоначальная спецификация MIB-I определяла только операции чтения значений переменных. Стандарт MIB-I разрабатывался с жёсткой ориентацией на управление маршрутизаторами, поддерживающими протоколы стека TCP/IP. Стандарт MIB-II определяет операции изменения или установки значений объекта. Стандарт RMON MIB ориентирован на сбор детальной статистики по протоколу Ethernet. Обеспечивает удалённое взаимодействие с базой MIB. RMON MIB включает дополнительные счётчики ошибок в пакетах, более мощные средства фильтрации. Агенты этой версии более интеллектуальны и выполняют значительную часть работы по обработке информации об устройстве, которую раньше выполняли менеджеры. Отличительной чертой стандарта RMON MIB является его независимость от протокола сетевого уровня (в отличие от стандартов MIB-I и MIB-II, ориентированных на протоколы TCP/IP). Поэтому он удобен для гетерогенных сред, использующих различные протоколы сетевого уровня.

Агенты могут отличаться различным уровнем интеллекта – они могут обладать как самым минимальным интеллектом, необходимым для подсчёта проходящих через оборудование кадров и пакетов, так и весьма высоким, достаточным для выполнения самостоятельных действий по выполнению последовательности управляющих действий в аварийных ситуациях, построению временных зависимостей, фильтрации аварийных сообщений и т.п.

4.2.4 Логическая многоуровневая архитектура

В рамках концепции TMN существует определённая иерархия “обязанностей”, связанных с управлением теми или иными объектами. Такая иерархия может быть описана с помощью термина “уровень управления”; соответственно архитектура, которая описывается с помощью уровней, называется логической многоуровневой архитектурой (Logical Layered Architecture, LLA) TMN (рисунок 11).

Рисунок 11 – Пирамида управления TMN

Функциональные возможности сети TMN могут быть разбиты на следующие уровни:

· элемента сети (Network Element Layer, NEL);

· управления элементом (Element Management Layer, EML);

· управления сетью (Network Management Layer, NML);

· управления услугами (Service Management Layer, SML);

· управления бизнесом (Business Management Layer, BML).

На всех уровнях пирамиды решаются задачи одних и тех же пяти функциональных групп (управление конфигурацией сети, управление устранением отказов, управление качеством, управление расчётами, управление защитой информации), однако, на каждом уровне эти задачи имеют свою специфику: чем выше уровень, тем более общий и агрегированный характер приобретает собираемая о сети информация.

Информация о состоянии уровня поступает наверх, а сверху вниз идут управляющие воздействия. Степень автоматизации управления может быть различной, и обычно имеет место сочетание автоматизированных и ручных процедур. Как правило, чем выше уровень иерархии управления, тем ниже его степень автоматизации.

Уровень элементов сети представляет собой саму сеть связи, то есть объект управления. В качестве сетевых элементов могут рассматриваться коммутационные станции, системы передачи, мультиплексоры, комплекты тестового оборудования и т.д.

Уровень управления элементами охватывает контроль, отображение параметров работы, техническое обслуживание, тестирование, управление применительно к отдельным элементам или некоторым их подмножествам.

В качестве примера можно привести следующие функции, выполняемые на уровне управления элементом сети:

· обнаружение ошибок и неисправностей телекоммуникационного оборудования и систем связи;

· измерение потребляемой мощности;

· измерение температуры оборудования;

· измерение задействованных ресурсов оборудования связи, например, загрузки центрального процессорного элемента, наличия свободного места в буфере передачи/приёма, длины очереди и т.п.;

· регистрация статистических данных;

· модификация программного обеспечения.

Уровень управления сетью осуществляет функции управления, касающиеся взаимодействия между многими видами телекоммуникационного оборудования. На уровне управления сетью внутренняя структура элемента сети “невидима”, это означает, к примеру, что состояние буфера устройства приёма/передачи, температура оборудования и т.п. не могут напрямую контролироваться и управляться этим уровнем.

Примеры функций, выполняемых на уровне управления сетью:

· создание полного представления о сети (информационная модель сети);

· создание обходных путей установления соединения с целью поддержки QoS для конечных пользователей;

· модификация и обновление таблиц маршрутизации;

· мониторинг загрузки линий и каналов связи;

· оптимизация возможностей сети для повышения эффективности использования средств и систем связи;

· обнаружение неисправностей и ошибок программного обеспечения.

Уровень управления услугами (сервисами) затрагивает вопросы управления, которые непосредственно касаются пользователей услуг связи. Это могут быть клиенты оператора, абоненты сетей связи, а также администрации операторов связи или провайдеров услуг. Управление услугами осуществляется на основе информации, которая предоставляется уровнем управления сетью; при этом уровень управления услугами “не видит” детальную внутреннюю структуру сети. Маршрутизаторы, АТС, системы передачи не могут непосредственно управляться с уровня управления услугами.

Примеры функций управления, которые выполняются на уровне управления услугами:

· контроль качества услуг связи (задержки, потери и т.д.);

· учёт объёма использования услуг связи;

· добавление и удаление пользователей;

· назначение сетевых адресов и номеров телефонных аппаратов.

Уровень управления бизнесом отвечает за управление целым предприятием. Данный уровень занимается вопросами долговременного планирования сети с учётом финансовых аспектов деятельности организации, владеющей сетью. На этом уровне помесячно и поквартально подсчитываются доходы от эксплуатации сети и её отдельных составляющих, учитываются расходы на эксплуатацию и модернизацию сети, принимаются решения о развитии сети с учётом финансовых возможностей. Уровень бизнес-управления обеспечивает для пользователей и поставщиков услуг возможность предоставления дополнительных услуг.

4.3 Основные стандарты

Важнейшие документы МСЭ-Т, имеющие отношение к TMN, сгруппированы в так называемое M-семейство (рисунок 12).

Документ M.3000 “Обзор рекомендаций в области TMN” содержит перечень всех существующих публикаций МСЭ-Т TMN и других стандартов, которые имеют отношение к управлению сетями связи. Здесь же дана краткая характеристика концепции TMN и рассмотрена её взаимосвязь с другими телекоммуникационными технологиями.

В стандарте M.3010 изложены общие принципы построения и работы сети TMN, описаны функциональные блоки, компоненты и интерфейсы, иерархическая архитектура TMN, объекты управления и модель “менеджер-агент”.

Название рекомендаций M.3016 “Обзор информационной безопасности TMN”, появившихся в июне 1998 года, говорит само за себя. Рекомендации M.3020 “Методология определения TMN-интерфейсов” посвящены функциональным возможностям TMN-интерфейсов и используемых ими протоколов.

Документ M.3100 определяет общую информационную модель сетевых элементов. В нём описаны классы администрируемых объектов, их свойства, которые могут служить для обмена информацией между интерфейсами, а также применение объектных технологий, например наследования.

Стандарт M.3200 “Услуги управления TMN” включает в себя краткие описания прикладных сервисов TMN. Кроме того, он вводит концепции “Управление телекоммуникациями” и “Область управления”.

Конкретные услуги подробно определяются в следующих документах серии M.32xx: M.3201 (управление трафиком), M.3202 (управление системами сигнализации), M.3203 (управление пользовательскими сервисами), M.3207.1 (управление классами Ш-ЦСИО; в более ранней редакции - M.3205) и др.

В документе M.3300 сформулированы требования к организации человеко-машинного интерфейса (по терминологии TMN-F-интерфейса), а в M.3320 – аналогичные требования для интерфейса между сетями TMN (X-интерфейса). Наконец, стандарт M.3400 определяет функции управления в сетях TMN.

Рисунок 12 – Рекомендации МСЭ-Т по TMN

Названные публикации МСЭ-Т представляют собой часть рекомендаций M-семейства, регламентирующих функционирование сетей TMN (например, термины и определения сгруппированы в документ M.60, а принципы применения концепции TMN к управлению сетями ЦСИО изложены в серии M.36xx). Кроме того, отдельным аспектам управления сетями связи посвящены стандарты G-,Q- и X-семейств, которые разрабатывают другие исследовательские группы в составе МСЭ-Т. Стандартизация, лежащая в основе TMN, позволяет добиться интеграции разнородных сетей, а также обусловливает практически неограниченные возможности масштабирования решений.

В настоящее время МСЭ-Т продолжает разработку новых и совершенствование существующих Рекомендаций в области TMN с целью более полного охвата всех приложений TMN и более детальной спецификации интерфейсов и протоколов TMN.

4.4 Показатели перспективности TMN

Примерами основных показателей перспективности концепции TMN служат следующие аргументы:

· Практически все ведущие разработчики платформ управления, а среди них – Hewlett-Packard, Digital, Sun,Cabletron, IBM включили поддержку стандартов TMN в свои продукты.

· Появились новые небольшие компании, которые сделали разработку средств TMN-управления своим основным бизнесом, а это – верный признак хороших перспектив новой для рынка технологии (то же самое произошло, например, с технологией Gigabit Ethernet).

· Большая часть телекоммуникационного оборудования новых технологий SONET/SDH, ATM,ADSL, беспроводных сетей и т.п. сегодня выпускается со встроенной поддержкой интерфейса Q - одного из основных элементов архитектуры TMN.

Ещё одним показателем перспективности архитектуры TMN может служить интерес, проявляемый к ней компанией Microsoft, в рыночной интуиции которой трудно усомниться. Microsoft заключила партнёрские соглашения о взаимопомощи при разработке продуктов TMN-управления на базе сервера Windows NT с двумя ведущими производителями TMN-платформ – компаниями Hewlett-Packard и Vertel.

К основным недостаткам TMN можно отнести следующие:

-Технология TMN берёт своё начало из теории, а не из практики.

-Технология TMN с технической точки зрения не проработана настолько, чтобы считаться законченной стандартизированной технологией, которую можно было бы реализовать на практике в виде конкретной законченной системы.

-Существует более или менее стандартизированная адаптация TMN к применению на транспортных сетях SDH и сетях абонентского доступа ISDN (рекомендаций серий G и M). Однако для других важных телекоммуникационных технологий (например, сети IP) детализированная адаптация TMN отсутствует.

-Рекомендации, которые в своей совокупности должны давать полное представление о TMN, имеют довольно сложный для правильной интерпретации формальный язык описания с большим количеством перекрёстных ссылок, что затрудняет как чтение, так и изучение рекомендаций.

-Все рекомендации, имеющие отношение к TMN, довольно сложным образом организованы в блоки и серии. Большая разбросанность и фрагментарность информации делают их трудными для понимания.

-Техническое воплощение основных правил TMN регламентируется целыми наборами рекомендаций, которые не локализованы в серии M и были разработаны в разные годы разными группами специалистов. Соединить данные рекомендации в единое “смысловое поле” довольно сложно, в виду того, что основные цели, степень детализации и направленность отдельных рекомендаций далеко не всегда соответствует проблематике создания систем управления телекоммуникациями.

-В рекомендациях МСЭ проблема управления телекоммуникационными сетями с точки зрения реальных операторов, производителей и потребителей освещается настолько абстрактно и настолько не соответствует современным реалиям, что многие технологические решения, определяемые такой абстракцией, оказываются просто невостребованными и ненужными.

-Многими экспертами реализация TMN-интерфейсов рассматривается неоправданно сложным и дорогостоящим делом. Считается, что протокольные стеки, регламентированные для Q-интерфейса, являются слишком “перегруженными” и “тяжёлыми”. Также считается, что верхние уровни модели OSI для данных протокольных стеков стандартизованы довольно слабо, являются довольно абстрактными, и кроме того сильно усложнены по структуре и методам взаимодействия. Такая ситуация приводит к неоднородности интерпретации интерфейсов различными разработчиками. Чрезмерная сложность сказывается на надёжности и цене программного обеспечения.

-Наличие новых, более рентабельных, надёжных и, что очень немаловажно, популярных коммерческих технологий, предоставляющих новые средства реализации интерфейсов, однозначно ослабляют позиции TMN.

-Ощутимо медленное развитие, изменение и детализация TMN в соответствии с изменениями, происходящими в области компьютерной и телекоммуникационной индустрии.

Несмотря на указанные недостатки TMN все же является наиболее перспективной схемой построения системы управления телекоммуникационными сетями.

Контрольные вопросы

1. Расшифруйте аббревиатуру TMN?

2.  Что является объектами управления в TMN;

3. Какие интерфейсы применяются при обмене командами управления?

4. Поясните функции прикладного уровня TMN;

5. Каковы минимальные возможности TMN;

6. Область применения TMN. Приведите примеры;

7. Перечислите функциональные группы задач управления;

8. Какие характеристики являются основными при исследовании архитектуры TMN;

9. Что понимается под архитектурой TMN?

10. Из каких основных компонентов состоит функциональная архитектура TMN?

11. Какие функции TMN описаны в NEF?

12. Какие функции выполняет бок TF?

13. Назначение физической архитектуры TMN;

14. Перечислите функции Q-адаптера и Х-адаптера. В чем их различие?

15. Какие интерфейсы в сети управления используются в опорных точках X, F, Q?

"12 Метод конечных элементов" - тут тоже много полезного для Вас.

16. Поясните различие между интерфейсом Q₃ и Q_x;

17. Объясните схему взаимодействия между менеджером, агентом и управляемым объектом;

18. Что такое логическая архитектура TMN?

19. Какие функции  TMN исполняются на уровне управления элементом сети?

20. Какие показатели являются примером перспективности TMN?

21. Какие недостатки имеет TMN?