Лекции - Системы управления сетями связи

Подождите немного. Документ загружается.

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, Q

, Q

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

используется в опорных точках q

;

 интерфейс Q

используется в точке q

Q-интерфейс определяет, какие телекоммуникационные ресурсы и

операции элемента сети будут “видны” TMN, а какие ресурсы “не видны”.

Интерфейс Q

характеризуется частью информационной модели, которая

разделяется в знаниях между операционной системой (OS) и теми элементами

TMN, с которыми она имеет прямую связь.

Интерфейс Q

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)M.

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;