Дипломная работа - Система учета и контроля работоспособности оборудования на примере городской локальной сети
Подождите немного. Документ загружается.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Петрозаводский государственный университет
Кольский филиал
Кафедра информационных систем
Система учета и контроля работоспособности оборудования на примере городской
локальной сети
Дипломная работа
студента 5 курса (гр. 1)
очного отделения
факультета ИПМ
специальность 230102 -
Автоматизированные системы обработки
информации и управления
Щукина Антона Сергеевича
Научный руководитель:
. Бойков С.А.
Оценка публичной защиты работы:
Апатиты
2008
Содержание
ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................................................................................4
1.ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ОБОРУДОВАНИЯ И СОСТОЯНИЯ СЕТИ 6
1.1. СИСТЕМА МОНИТОРИНГА «ZABBIX»..........................................................................................................................6
1.2. СИСТЕМА МОНИТОРИНГА «TCLMON»..........................................................................................................................7
1.3. СИСТЕМА МОНИТОРИНГА «SNMPC»...........................................................................................................................9
1.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ СИСТЕМЫ..............................................................................12
2.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИТЕМЫ УЧЕТА И КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
КОММУТАТОРОВ........................................................................................................................................................14
2.1. РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ..........................................................................................14
2.2. СТРУКТУРА ДАННЫХ...................................................................................................................................................15
2.3. ОПИСАНИЕ АТРИБУТОВ БД СИСТЕМЫ........................................................................................................................18
2.4. ПРИНЦИП КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СЕТИ.....................................................................................................21
3.ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ.......................................................23
3.1. СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ..............................................................................................................................................23
3.1.1. PHP.........................................................................................................................................................................23
3.1.2. JsHttpRequest: AJAX-библиотека..........................................................................................................................24
3.1.3. Выбор в пользу СУБД MySQL...............................................................................................................................25
3.1.4. Иерархические структуры данных в реляционных БД......................................................................................26
3.1.5. Обзор существующих программных средств и протоколов проверки соединений в сетях.........................27
3.2. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА......................................................................................................................32
3.2.1. ОБЩИЙ ПРИНЦИП ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОДУЛЕЙ....................................................................................33
3.2.2. Механизм РАБОТЫ С бд.......................................................................................................................................34
3.2.3.Модули занесения и редактирования СВЕДЕНИЙ БД........................................................................................35
3.2.3. Механизм ГРАФИЧЕСКОГО ОТОБРАЖЕНИЯ СЕТИ......................................................................................36
3.2.4. Механизм мониторинга сети...............................................................................................................................38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..............................................................................................................................................................40
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................................41
ПРИЛОЖЕНИЕ 1...........................................................................................................................................................42
ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ...........................................................................................................................................42
2
ВВЕДЕНИЕ
Целью работы является разработка системы контроля и учета работоспособности
коммутаторов городской локальной сети. Данная система выполняет задачи предоставления
централизованной информации и хранении об установленном оборудовании, и контроля его
работоспособности, особенно в критичных узлах локальной сети.
Любая корпоративная компьютерная сеть, даже небольшая, требует постоянного контроля
и учета.
Как бы хорошо она ни была настроена, насколько бы надежное оборудование не было
установлено – нельзя полагаться лишь на внимание системного администратора;
необходимы автоматические и непрерывно действующие средства контроля состояния сети
и своевременного оповещения о возможных проблемах.
Даже случайные сбои аппаратного обеспечения могут привести к весьма неприятным
последствиям. Гораздо хуже, когда критично важные узлы полностью прекращают
функционирование, и это остается незамеченным в течение длительного времени.
Практически все, как разовые или преднамеренные повреждения, в конечном итоге, ведут
к серьезным материальным убыткам: нарушению схем взаимодействия между сотрудниками,
потере доверия клиентов, разглашению секретных сведений и т.п. Поскольку полностью
исключить возможность отказа или некорректной работы техники невозможно, решение
заключается в том, чтобы обнаруживать проблемы на наиболее ранних стадиях, и получать о
них наиболее подробную информацию. Для этого, как правило, применяется различное
программное обеспечение (ПО) мониторинга и контроля сети, которое способно как
своевременно оповещать технических специалистов об обнаруженной проблеме, так и
накапливать статистические данные о стабильности и других параметрах работы.
Как и всякие материальные средства, особенно сетевое оборудование, нуждаются в учете.
В частности, точное знание того, что находится в распоряжении организации, позволяет
обосновано планировать модернизацию, избегать нерациональных затрат, контролировать
работоспособность и своевременное обновление.
Параллельно с ростом организации, развитие парка компьютеров влечет за собой
множество трудностей для специалистов различного профиля – от бухгалтеров,
соприкасающихся с необходимостью учета материальных средств, до технических
специалистов, задачей которых является поддержание работоспособности корпоративной
компьютерной сети. Не меньше других в достоверной информации о состоянии сети
заинтересовано руководство разных уровней. Зная, что находится в распоряжении
сотрудников и на сколько имеющиеся средства адекватны решаемым задачам, можно
обоснованно планировать инвестиции в сетевые технологии. Среди задач учета можно
назвать отслеживание номенклатуры запасных частей, гарантийных сроков и расходных
материалов, необходимых для обеспечения бесперебойной работы организации.
Другими словами, автоматизированный учет, позволяющий в любой момент времени
получить исчерпывающую информацию о состоянии вычислительной инфраструктуры
бизнеса, занимает одно из ключевых мест в эффективном использовании ресурсов
организации.
Для решения поставленных задач необходимо:
Определить набор функций, которыми должна обладать система;
Разработать информационную модель системы;
Создать саму систему;
Далее более подробно будут рассмотрены все этапы работы в указанном порядке.
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ОБОРУДОВАНИЯ И
СОСТОЯНИЯ СЕТИ
На сегодняшний день создано различное количество продуктов в разных сферах
обслуживания, но из всего списка рассмотри более подходящие к нашей системе продукты,
произведем их сравнительный анализ и выявим положительные и отрицательные факторы.
1.1. СИСТЕМА МОНИТОРИНГА «ZABBIX»
ZABBIX - открытое программное обеспечение написанное Алексеем Владышевым. Zabbix
создан для мониторинга и отслеживания статусов разнообразных сервисов компьютерной
сети, серверов и сетевого оборудования.
Для хранения данных используется MySQL, PostgreSQL, SQLite или Oracle. Веб-
интерфейс написан на PHP. ZABBIX поддерживает несколько видов мониторинга. Simple
checks может проверять доступность и реакцию стандартных сервисов, таких как SMTP или
HTTP без установки какого-либо программного обеспечения на наблюдаемом хосте.
ZABBIX agent может быть установлен на UNIX-подобных или Windows хостах для
получения данных о нагрузке процессора, использования сети, дисковом пространстве и тд.
External check - выполнение внешних программ. ZABBIX также поддерживает мониторинг
через SNMP.
Обзор возможностей
Распределенный мониторинг вплоть до 1000 узлов. Конфигурация младших узлов
полностью контролируется старшими узлами, находящихся на более высоком уровне
иерархии.
o Сценарии на основе мониторинга
o Автоматическое обнаружение
o Централизованный мониторинг лог-файлов
o Веб-интерфейс для администрирования и настройки
o Отчетность и тенденции
o SLA мониторинг
o Поддержка высокопроизводительных агентов(zabbix-agent) практически для всех
платформ
o Комплексная реакция на события
o Поддержка SNMPv1,2,3
o Расширение за счет выполнения внешних программ
o Гибкая система шаблонов и групп
o Возможность создавать карты сетей
Автоматическое обнаружение
o Автоматическое обнаружение по диапазону IP-адресов, доступным сервисам и
SNMP проверка
o Автоматический мониторинг обнаруженных устройств
o Автоматическое удаление отсутствующих хостов
o Распределение по группам и шаблонам в зависимости от возвращаемого
результата.
1.2. СИСТЕМА МОНИТОРИНГА «TCLMON»
TclMon (http://tclmon.vsi.ru/) - это система мониторинга оборудования, написанная на
платформонезависимом языке Tcl и предназначенная для мониторинга сетей небольшого и
среднего масштаба (до нескольких тысяч объектов). TclMon представляет из себя систему,
состоящую из сервера, концентрирующего и обрабатывающего данные, поступающие от
сетевых устройств, и клиента, обеспечивающего визуализацию этих данных, и работающего
с сервером по простому текстовому протоколу.
TclMon автоматически составляет и поддерживает в актуальном состоянии списки
параметров объектов, подлежащих сбору и анализу. Это кардинально упрощает процедуру
настройки системы мониторинга - в большинстве случаев при добавлении объекта,
подлежащего мониторингу, достаточно просто добавить в файл конфигурации базовую
информацию об этом объекте (IP-адрес, настройки таймеров поллинга и список методов
сбора, анализа и сохранения информации), а TclMon автоматически обнаружит его
составные части, составит список их параметров, и будет самостоятельно поддерживать этот
список в актуальном состоянии при изменениях аппаратной и программной конфигурации
объекта, а также топологии сети, составной частью которой этот объект является.
TclMon самостоятельно оценивает состояние объектов и составляющих их частей, и
передает свою оценку клиентской программе в виде оповещений о проблемах (alarm'ов). Это
позволяет исключить из клиентской программы всю логику оценки ситуации, сделать ее
простой, универсальной и не требующей внесения изменений при добавлении новых классов
объектов и методов сбора и анализа информации.
Взаимодействие TclMon с клиентским приложением происходит по простому текстовому
протоколу, работающему поверх TCP, что в случае необходимости легко позволяет
использовать TclMon в качестве источника первичных данных о сетевых устройствах.
Благодаря ярко выраженной модульной структуре, единой схеме внутреннего хранения
объектных данных и парадигме "серверов" TclMon очень легко расширяется.
Благодаря тредовой модели TclMon обеспечивает достаточно хорошую
масштабируемость - до нескольких тысяч объектов верхнего уровня, и хорошее
распределение нагрузки на многопроцессорных системах.
Текущие возможности:
Поддержка оборудования Cisco, 3Com, Allied Telesyn, D-Link, APC, Ascend (сервера
доступа MAX6000), Zyxel (DSLAMы AES-100 / IES-1000 / IES-2000), Huawei
(маршрутизаторы серии NetEngine, коммутаторы серии Quidway, DSLAM'ы MA5600 /
MA5605), серверов с UCD-SNMP / Net-SNMP и др.
Возможность мониторинга состояния объектов, состояния и загрузки интерфейсов и
связей между объектами, CPU, пулов памяти, BGP-сессий, температурных датчиков,
вентиляторов, датчиков напряжения, источников питания, состояния плат и модулей
устройств, пулов IP-адресов, сервисов (DNS, NTP, POP3, SMTP, HTTP, FTP, NNTP, RADIUS,
MySQL, Oracle) и многого другого.
Самостоятельное выявление связей между объектами на основе анализа описаний
интерфейсов.
Возможность гибкого включения необходимых методов сбора и сохранения информации
для каждого отдельно взятого объекта.
Сохранение данных, полученных с объектов, в БД RRD.
Самостоятельный анализ состояния объектов и составляющих их частей, и генерация
оповещений о проблемах (alarm'ов), которые могут либо отправляться по e-mail, либо
передаваться клиентской программе (предусмотрена возможность гибкого управления
подпиской на интересующие группы alarm'ов).
Взаимодействие с клиентом по специальному протоколу, обеспечивающему передачу
данных от сервера по запросу клиента, мгновенную передачу клиенту оповещений о
проблемах и выполнение на стороне сервера функций над значениями переменных объектов
(например, построение графиков их изменения).
Сам TclMon распространяется в открытых исходных кодах под лицензией BSD. Однако,
некоторые модули, необходимые для его запуска, а также клиентская программа Netstate
распространяются только в виде уже готовых исполняемых файлов или динамических
библиотек.
Системные требования
Операционная система с поддержкой тредов (для лучшей масштабируемости крайне
желательна поддержка тредов на уровне ядра), рекомендуется Sun Solaris.
Tcl 8.4.x или выше, собранный с поддержкой тредов (с ключом --enable-threads).
Библиотека Thread 2.6 или выше.
Библиотека Tcllib 1.9 или выше.
RRDTool 1.2.19 или выше, собранный с поддержкой Tcl.
Библиотека Tcludp 1.0.8 или выше (нужна только в случае необходимости мониторинга
сервисов, работающих по протоколу UDP - DNS, NTP или RADIUS).
Библиотека Mysqltcl 3.03 или выше (нужна только в случае необходимости мониторинга
СУБД MySQL).
Библиотека Oratcl 4.4 или выше (нужна только в случае необходимости мониторинга
СУБД Oracle или сохранения в нее данных).
Кроме того, потребуются некоторые дополнительные библиотеки к Tcl,
распространяющиеся только в виде готовых динамических библиотек:
Tclsnmp - Thread-Safe SNMP-библиотека для Tcl.
Tclsyslog - Thread-Safe Syslog-библиотека для Tcl.
1.3. СИСТЕМА МОНИТОРИНГА «SNMPC»
SNMPc (http://snmpc.ru/) — ведущий SNMP менеджер, предназначенный для контроля
состояния вашей сети, не зависимо от её размеров и сложности. Продукт предоставляет
возможность контроля и управления всей сетевой инфраструктурой, состоящей из
оборудования: любых производителей маршрутизаторов, коммутаторов, серверов и любых
других устройств, поддерживающих протокол SNMP. Даже при отсутствии необходимой
базы MIB система может управлять устройством, создавать отчеты по работе за период и
многое другое...
Основные параметры программного комплекса:
o Безопасность
Безопасное управление устройствами с использованием SNMP v3 аутентификацию и
шифрование.
o Масштабируемость
Возможность использования распределенных polling agent (агент опроса) и серверных
частей для управления рабочей группой, большим сегментом локальной сети или
распределенной глобальной сетью.
o Связанность
Возможность моментального оповещения об аварийных событиях на E-Mail или пейджер.
o Доступность
Доступ до сервера из удаленного места с помощью клиента SNMPc (SNMPc Windows
client) или WEB консоли.
o Комплексность
Автоматический экспорт построенной карты сети, произошедших событий и сбора
статистики в стандартные базы данных.
o Всеобщность
Возможность управления оборудованием любых производителей маршрутизаторов,
коммутаторов, серверов и любых других устройств, поддерживающих протокол SNMP. Даже
при отсутствии необходимой базы MIB система может управлять устройством.
o Действенность
Мониторинг LAN/WAN сетей и проверка доступностей сервисов с запланированными
WEB отчетами понижают излишнюю расточительность ресурсов и позволяют узнать узкие
места сети.
o Адаптируемость
Возможность настройки просмотра переменных, таблиц данных, и дополнительных меню.
Разработка графического вида устройств с помощью приложения BitView и различных
программных интерфейсов.
SNMPc Enterprise обеспечивает доступ к серверу через JAVA консоль иликонсоли
приложения Windows. Каждый удаленный пользователь имеет свой уровень безопасности
обеспечивающий разграничение прав управления с возможностью разграничения обзора
сети. Возможность разграничивать область просмотра особенна полезна в больших
корпоративных сетях, где за работу разных административных участков отвечают разные
люди.
SNMPc Enterprise позволяет распределить механизм опроса и обнаружения при помощи
использования так называемых агентов опроса. Эти агенты опрашивают определенные
участки сети и передают на сервер только изменение о состоянии или аварии. Этот механизм
очень эффективен при мониторинге участков сети с ограниченной пропускной
способностью, или находящихся в отдельных административных сегментах (например в
отдельном VLANе).
Для безопасности все консольные команды проходят через центральный сервер SNMPc и
затем на соответствующий агент опроса. Это позволяет поддерживать управление сетей с
перекрещивающимися IP адресами и средах NAT.
SNMPc Enterprise может быть внедрен как иерархическая система управления,
обеспечивающая общий сбор информации от нескольких региональных серверов SNMPc.
Поддерживается полнофункциональная архитектура обратного наследования, где каждый
сервер SNMPc Enterprise может брать на себя функции как регионального сервера, так и
сервера верхнего уровня. Это позволяет построить масштабируемую, устойчивую к отказам
архитектуру управления сетью.
SNMPc автоматически обнаруживает и опрашивает SNMP/ICMP, WEB, FTP, SMTP и
TELNET сервисы, вплоть до 16 опросов пользовательских TCP сервисов на элемент.
Возможен опрос приложений, настроенных на совпадение "строк соответствия" по опросу
сервис. Наряду с опросом реального времени, SNMPc Enterprise также обеспечивает отчеты
доступности устройств, которые можно просматривать через WEB.
После установки и настройки тренд отчетов (отчетов за период), агенты опроса следят за
всеми отчетными переменными за определенный период и высчитывают базовую линию для
типовых значений. Если указана соответствующая настройка, SNMPc может генерировать
ошибку, когда переменная превышает указанное значение.
SNMPc изменяет цвет устройства объектов карты и производит другие действия,
основываясь на настройках фильтров событий. Фильтры событий могут быть настроены
непосредственно при получении события от устройства, по щелчку на соответствующей
записи в журнале событий.
Можно произвести следующие действия:
- Email, Пейджер
- Проиграть WAV
- Запустить приложение
- Переслать SNMP трап
- Вывести аварийное окно
SNMPc Enterprise может автоматически генерировать запланированные статистические
отчеты по дням, неделям и месяцам.Форматы отчета могут быть в виде графиков,
гистограмм, распределений и суммарной статистики. Отчеты могут быть экспортированы в
различные системы включая принтер, файл или WEB сервер.
Настройка отчета крайне проста. После выбора группы элементов, выберите отчет,
отчетный стиль, назначение и задание. SNMPc Enterprise автоматически соберет данные и
сгенерирует отчет. Вы можете использовать включенное в поставку приложение TrendView
или выводить отчеты через WEB браузер с любой рабочей станции.
SNMPc Enterprise может автоматически экспортировать всю сохраненную долгосрочную
статистику в базу данных с использованием стандарта ODBC. Вы можете использовать
распространенные средства такие как Seagate Crystal Reports или Microsoft Access для
создания тренд отчетов в базе данных.
Базовая функциональность включает в себя вывод топологии карты, просмотр журнала
событий, и вывод таблиц/графиков MIB в реальном времени. Долгосрочная статистика
может быть просмотрена с помощью календаря. Также включен JAVA прокси Telnet для
настроек маршрутизаторов Cisco и/или других устройств.