Ружников В.А. Управление на сетях связи по стандартам TMN
Подождите немного. Документ загружается.
УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ ПО СТАНДАРТАМ TMN
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ
2. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СТАНДАРТИЗАЦИИ
3. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ TMN
4. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АРХИТЕКТУРА
5. ИНФОРМАЦИОННАЯ АРХИТЕКТУРА
6. ФИЗИЧЕСКАЯ АРХИТЕКТУРА
7. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
РЕКОМЕНДАЦИИ МСЭ-Т ПО TMN И УПРАВЛЕНИЮ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
1. ВВЕДЕНИЕ (оглавление)
Начиная с середины 80-
х годов в развитых странах наблюдается неуклонный рост интереса к
вопросам управления сетями связи.
Эта тема активно обсуждается на всех международных
конференциях по связи,
ей был посвящен целый ряд специальных тематических номеров
ведущих журналов. Столь значительный интерес к системам управления (СУ)
сетями связи
обусловлен целым комплексом причин:
1.1. Усложняются сами сети связи. На них внедряются новые технические средства,
основанные
на передовых технологиях.
В то же время продолжает использоваться и более старое
оборудование, поэтому на сетях сосуществуют аналоговые и цифровые системы передачи
,
электронные и координатные коммутационные станции и т.п.
Большое распространение
получают локальные (LAN) и городские (MAN) сети, сети связи с подвижными объектами.
Им
необходимо связываться между собой и выходить на региональные и глобальные сети связи
.
Таким образом сети связи становятся все более неоднородными, как по структуре,
так и по
используемым техническим средствам.
1.2. С конца 80-
х годов во многих странах началась либерализация и демонополизация рынка
услуг электросвязи. Стали появляться частные компании,
предоставляющие различные услуги
связи. С одной стороны, это увеличило число покупателей СУ сетями связи, а с другой,
резко
усилило конкуренцию на рынке. Поэтому компании, предоставляющие услуги связи,
вынуждены
уделять все больше внимания обеспечению качества своих услуг и снижению их стоимости
.
Важную роль в этом играют СУ.
1.3. Современные телеинформационные системы,
основанные на совместном использовании
средств связи и вычислительной техники,
стали жизненно необходимыми для функционирования
многих сфер деятельности (государственное управление, финансы, промышленность, транспорт
,
медицина). Это обуславливает необходимость обеспечения высокой надежности систем связи.
По
оценкам ряда специалистов убытки от отказов могут достигать нескольких миллионов долларов в
час.
Одним из немаловажных факторов в обеспечении надежности сетей связи служит
эффективное управление их ресурсами.
1.4. Многие организации стали создавать для своих нужд собственные корпоративные сети связи
.
Широкое распространение получили гибридные сети,
которые организации создают на базе
арендуемых средств связи. Это также увеличивает число покупателей СУ,
а в случае гибридных
сетей требует координации деятельности пользователей и поставщиков услуг связи.
1.5.
Тенденции мировой интеграции влекут значительное увеличение международного
информационного обмена и требуют организации всемирных, общеевропейских и т.д.
сетей
связи. Для этого необходима более тесная совместная деятельность различных стран,
в том числе
и в области управления и обслуживания таких сетей
.
На главную страницу
НАЗАД
Page
1
of
12
УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ ПО СТАНДАРТАМ
TMN
17.05.2009
file://G:\4
мая
\
понедельник
\
txt\tmn.htm
2.
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СТАНДАРТИЗАЦИИ
(
оглавление
)
Многообразие типов информационных сетей, оборудования и СУ для них,
производимых
различными изготовителями,
и желание пользователей одних сетей взаимодействовать с
пользователями других вызывают потребность в организации совместной работы этих сетей и
соответствующих СУ.
Такое сильное рыночное требование является движущей силой процесса
стандартизации СУ, котоpая стала настоятельной необходимостью.
Разработка стандартов СУ
сетями связи,
производимая такими организациями как Международная организация стандартов
(ИСО), Сектор стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (МСЭ-Т
,
ранее МККТТ) и Координационный совет сети Internet (Internet Activities Board - IAB),
опиралась
на разработки в этой области ведущих фирм. Среди них можно назвать такие продукты,
как
NetView компании IBM, OpenView - Hewlett-Packard, EMA (Enterprise Management Architecture) -
DEC, UNMA (Unified Network Management Architecture) - AT&T.
При этом каждая фирма
стремится навязать международным организациям свои стандарты. Модель СУ,
предложенная
ИСО,
использует модель взаимосвязи открытых систем и построена на концепции
распределенных процессов управления, взаимодействующих друг с другом.
Управление
осуществляется управляющими процессами над управляемыми объектами.
Управляемый объект
трактуется как ресурс, которым надо управлять.
Каждый управляемый объект имеет свои
атрибуты. Частью определения управляемого объекта является набор операций управления
,
которые могут быть выполнены над этим объектом с определенным влиянием как на сам объект
,
так и на его свойства. Для управления в сети выделены пять функциональных областей
:
неисправности, качество, конфигурация, безопасность и финансовый учет.
В рамках модели
разработаны два стандарта: CMIP (Common Management Information Protocol) и
CMIS (Common
Management Information Service), которые определяют общий набор протоколов и услуг
,
обеспечивающих обмен управляющей информацией при взаимодействии между управляющим
процессом и управляемым ресурсом с использованием общего набора сообщений
.
Информационная модель СУ опирается на объектно-ориентированный подход,
развитый в
языках программирования.
Другим стандартом является простой протокол сетевого управления
SNMP (Simple Network Management Protocol), разработанный IAB.
В рекомендации МККТТ
М.30, принятой в 1988 г., и в развивающих ее дальнейших выпусках рекомендаций серии М.
3000,
принятых в 1992 г., предложена концепция организации СУ сетями электросвязи,
опирающая на
модель ИСО. Изложение сути этих рекомендации дано ниже.
3. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ TMN (оглавление)
В Рекомендации МСЭ-Т М.3010 излагаются общие принципы планирования,
функционирования
и технического обслуживания системы управления электросвязью (TMN -
Telecommunications
Management Network). Целью TMN является оказание помощи компаниям-
операторам в
управлении своими сетями электросвязи. Основным принципом TMN
является обеспечение
организационной структуры для получения возможности взаимосвязи различных типов
операционных систем*)
и аппаратуры электросвязи с использованием стандартных протоколов и
интерфейсов. На рис. 1 представлена взаимосвязь между TMN и сетью электросвязи
.
Операционные системы осуществляют обработку всей информации,
необходимой для
выполнения функций по управлению.
Рабочие станции обеспечивают пользовательский
интерфейс,
посредством которого обслуживающий персонал взаимодействует с сетью
управления. Сеть передачи данных предназначена для связи между сетевыми элементами
,
операционными системами и другими компонентами TMN. TMN
может изменяться от весьма
простого соединения между операционной системой и отдельным устройством электросвязи до
огромной сети,
соединяющей большое количество операционных систем и аппаратуры
электросвязи различных типов. Необходимо отметить, что TMN
принципиально является
самостоятельной системой,
которая обеспечивает интерфейсы с сетью электросвязи в нескольких
разных точках для получения информации и управления работой. Однако часто TMN
использует
часть сети электросвязи для обеспечения своих соединений.
Ниже приводятся примеры сетей и
основных типов аппаратуры, для управления которыми может применяться TMN:
- сети общего и частного пользования, в том числе узкополостные и широкополостные сети с
интеграцией служб (ISDN), сети подвижной связи, интеллектуальные сети;
- сама сеть TMN;
- оконечная аппаратура систем передачи (мультиплексоры, аппаратура кроссовой коммутации,
преобразовательная аппаратура и т
.
д
.);
Page
2
of
12
УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ ПО СТАНДАРТАМ
TMN
17.05.2009
file://G:\4
мая
\
понедельник
\
txt\tmn.htm
- цифровые и аналоговые системы передачи (кабельные, волоконно-оптические, радио,
спутниковые и т.д.);
- системы восстановления;
- цифровые и аналоговые коммутационные станции;
- системы сигнализации;
- УАТС и оконечное абонентское оборудование;
- терминалы пользователей сетей с интеграцией служб;
- программные средства, обеспечивающие услуги связи (программные средства коммутации,
каталоги, базы данных и т.д.);
- вспомогательные системы (испытательные модули, системы электропитания, кондиционеры,
системы аварийной сигнализации внутри здания и т.д.).
Рис. 1. Взаимосвязь между системой управления и сетью связи
Согласно модели ИСО система управления сетью строится иерархически и имеет следующие
уровни (снизу вверх) (рис. 2.):
- сетевых элементов;
- управления элементами;
- управления сетью;
- управление обслуживанием;
-
административного управления
.
Page
3
of
12
УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ ПО СТАНДАРТАМ
TMN
17.05.2009
file://G:\4
мая
\
понедельник
\
txt\tmn.htm
Рис. 2. Уровни управления сетью связи
Самый нижний уровень представляет собой саму сеть связи, т.е. объект управления.
В качестве
сетевых элементов могут рассматриваться коммутационные станции, системы передачи
,
мультиплексоры, комплекты тестового оборудования и т.д.
Каждый следующий уровень имеет
более высокую степень обобщения, чем предыдущий.
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
управления элементами охватывает контроль, отображение параметров работы,
техническое
обслуживание, тестирование,
конфигурирование применительно к отдельным элементам или
некоторым их подмножествам.
Уровень сетевого управления позволяет охватить единым
взглядом всю сеть,
контролируя подмножества сетевых элементов в их взаимосвязи между собой
и управляя всеми сетевыми ресурсами. Уровень управления обслуживанием,
в отличие от всех
нижележащих уровней, которые непосредственно связаны с сетью, т.е.
с техническими
средствами, "обращен лицом" к пользователю.
Здесь принимаются решения по предоставлению и
прекращению услуг, осуществляется ведение соответствующего планирования и учета и т.п
.
Ключевым фактором здесь является обеспечение качества обслуживания.
Уровень
административного управления обеспечивает функционирование компании-оператора сети связи
.
Здесь решаются организационные и финансовые вопросы,
осуществляется взаимодействие с
компаниями-операторами других сетей связи.
На сегодняшний день разработанные и
предлагаемые ведущими фирмами СУ сетями связи реализуют функции уровней не выше,
чем
управления элементами или управления сетью, в отдельных случаях -
управления
обслуживанием. Все функции, связанные с управлением, можно разбить на две части:
общие и
прикладные. Общие функции обеспечивают поддержку прикладных и включают, например
,
перемещение информации между элементами сети связи и системы управления,
хранение
информации, ее отображение, сортировку, поиск и т.п.
Прикладные функции в соответствии с
классификацией ИСО разделяются на пять категорий (рис. 3):
- управление конфигурацией;
- управление качеством работы;
-
управление устранением неисправностей
;
Page
4
of
12
УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ ПО СТАНДАРТАМ
TMN
17.05.2009
file://G:\4
мая
\
понедельник
\
txt\tmn.htm
- управление расчетами;
- управление безопасностью.
Рис. 3. Классификация функций сетевого управления
Рассмотрим их более подробно.
Управление конфигурацией обеспечивает инвентаризацию сетевых элементов (их типы
,
местонахождение, идентификаторы и т.п.); включение элементов в работу,
их конфигурирование
и вывод из работы; установление и изменение физических соединений между элементами
.
Управление качеством работы имеет целью контроль и поддержание на требуемом уровне
основных характеристик сети. Оно включает сбор, обработку, регистрацию,
хранение и
отображение статистических данных о работе сети и ее элементов;
выявление тенденций в их
поведении и предупреждение о возможных нарушениях в работе.
Управление устранением
неисправностей обеспечивает возможности обнаружения,
определения местоположения
неисправностей в сети, их регистрацию;
доведение соответствующей информации до
обслуживающего персонала; выдачу рекомендаций по устранению неисправностей.
Управление
расчетами осуществляет контроль за степенью использования сетевых ресурсов и поддерживает
функции по начислению оплаты за это использование.
Управление безопасностью необходимо
для защиты сети от несанкционированного доступа.
Оно может включать ограничение доступа
посредством паролей, выдачу сигналов тревоги при попытках несанкционированного доступа
,
отключение нежелательных пользователей, или даже криптографическую защиту информации
.
Архитектура TMN должна обладать высокой степенью гибкости,
чтобы удовлетворять
различным требованиям,
определяющимися топологией самой сети электросвязи и организацией
управления. Примерами требований, определяющихся топологией сети,
могут служить
физическое размещение элементов сети и их число. Пример организационных требований -
степень централизации обслуживающего персонала.
4. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АРХИТЕКТУРА (оглавление)
Функциональная архитектура
TMN
описывается посредством функциональных блоков
(
ФБ
).
Page
5
of
12
УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ ПО СТАНДАРТАМ
TMN
17.05.2009
file://G:\4
мая
\
понедельник
\
txt\tmn.htm
Основными из них являются ФБ: сетевого элемента
NEF (Network Element Function),
операционной системы OSF (Operations System Function), рабочей станции
WSF (Work Station
Function), медиатора (промежуточного устройства сопряжения) MF (Mediation Function) и Q-
адаптера QAF (Q-Adapter Function). NEF является моделью произвольного элемента сети
,
подлежащего управлению. OSF обеспечивает выполнение функций TMN по обработке,
хранению
и поиску управляющей информации. Эти ФБ формируют ядро TMN. WSF организует человеко-
мащинный интерфейс между системой управления и человеком-оператором. MF
обрабатывает
информацию, проходящую между NEF и OSF,
и может осуществлять промежуточную обработку
и хранение данных, преобразование протоколов и т.п. QAF
предназначены для взаимодействия с
сетевыми элементами или операционными системами, имеющими непредусмотренные в
TMN
интерфейсы. В соответствии с иерархией определяются ФБ OSF четырех уровней:
управления
элементами (NE-OSF), управления сетью (N-OSF), управления обслуживанием (S-OSF)
и
административного управления (B-OSF). Вся иерархия представлена на рис. 4.
Между ФБ
определены эталонные точки различных типов, важнейшими из которых являются q, f и
x.
Эталонная точка типа q3 - между OSF смежных уровней и между OSF и MF, NEF или QAF;
типа
qx - между двумя MF и между MF и NEF или QAF; типа f - между WSF и OSF или MF; типа x -
между OSF, принадлежащим различным системам (рис. 5).
Рис
.
4.
Функциональная иерархия операционных систем
Page
6
of
12
УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ ПО СТАНДАРТАМ
TMN
17.05.2009
file://G:\4
мая
\
понедельник
\
txt\tmn.htm
Рис. 5. Упрощенная функциональная архитектура TMN
5. ИНФОРМАЦИОННАЯ АРХИТЕКТУРА (оглавление)
Информационная архитектура TMN
вводит характерные для модели взаимосвязи открытых
систем (OSI) принципы управления, базирующиеся на объектно-ориентированном подходе
.
Информационный обмен описывается в терминах управляемых объектов,
рассматриваемых как
некоторые ресурсы, над которыми осуществляется управление,
или которые служат для
поддержки определенных функций по управлению. Таким образом,
управлямый объект является
абстракцией такого ресурса, отображающей его свойства с точки зрения управления
.
Управлямый объект может представлять также отношение между ресурсами или комбинацию
ресурсов (например, сеть).
Каждый управляемый объект принадлежит некоторому классу
объектов, который может быть подклассом другого класса.
Подкласс наследует все свойства
класса, из которого он выделен,
и уточняет определение класса добавлением новых свойств к
тем, которые положены в основу выделения вышестоящего класса.
Различные классы могут быть
представлены в виде дерева, показывающего иерархию наследуемых свойств. Например,
класс
аппаратуры систем передачи разделяется на подклассы аналоговых и цифровых систем
;
цифровые могут делиться на плезиохронные и синхронные и т.д.
Управляемый объект
характеризуется:
- атрибутами;
- операциями управления, которые могут быть к нему применены;
- уведомлениями, которые им генерируются;
- поведением, являющимся реакцией на команды управления или на другие воздействия.
Управление сетью связи представляет собой прикладной информационный процесс.
Поскольку
подлежащая управлению среда является распределенной,
то и управление сетью является
распределенным процессом.
Это влечет необходимость организации обмена информацией между
процедурами управления для целей мониторинга и контроля различных физических и логических
сетевых ресурсов (ресурсов коммутации и передачи).
В качестве протокола для передачи
управляющих сообщений используется протокол общей информации управления
CMIP,
определенный в Рекомендации Х.711 (соответствует стандарту ISO 9596).
Соответствующие
услуги общей информации управления CMIS, определенные в Рекомендации Х.
710 (ISO 9595),
снабжают управляющую систему набором услуг, к числу которых относятся:
M-SET - для добавления, удаления или замены значений атрибута объекта;
M-GET - для считывания значения атрибута;
M
-
CANCEL
-
GET
-
для отмены одной из ранее введенных услуг
M
-
GET;
Page
7
of
12
УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ ПО СТАНДАРТАМ
TMN
17.05.2009
file://G:\4
мая
\
понедельник
\
txt\tmn.htm
M-ACTION - для запроса объекта выполнить определенное действие;
M-CREATE - для создания объектов;
M-DELETE - для удаления объектов.
Кроме того обеспечивается услуга M-EVENT-REPORT,
позволяющая ресурсу сети извещать о
возникновении события. Для управления объектами предложена структура "менеджер-
агент" (рис. 6). Менеджер представляет собой часть распределенного процесса,
которая
направляет команды на выполнение операций управления и получает уведомления. Агент -
это
часть процесса,
которая непосредственно управляет соответствующими управляемыми
объектами. Он "несет ответственность" за выполнение команд, направляемых ему менеджером,
и
за информирование менеджера о поведении подведомственных объектов, посылая уведомления.
Рис. 6. Взаимодействие между менеджером, агентом и управляемыми объектами
Между менеджерами и агентами может осуществляться взаимодействие по принципу "
многие со
многими" в том смысле,
что один менеджер может участвовать в обмене информации с
несколькими агентами, и один агент - с несколькими менеджерами.
Весь информационный обмен
по управлению между менеджером и агентом выражается в виде согласованного набора команд
управления и уведомлений.
Способ же взаимодействия агентов с ресурсами на местах не
является предметом стандартизации.
6. ФИЗИЧЕСКАЯ АРХИТЕКТУРА (оглавление)
Упрощенная физическая архитектура TMN показана на рис. 7. Она содержит компоненты
,
являющиеся физической реализацией упомянутых выше ФБ. Кроме того,
она включает сети
передачи данных и интерфейсы, предназначенные для взаимодействия между компонентами
.
Внутри физических компонентов TMN может быть реализовано несколько ФБ
.
Соответствующие возможности показаны в таблице 1.
Выбор названия физического компонента
определяется его преобладающим использованием.
Таблица
1
Page
8
of
12
УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ ПО СТАНДАРТАМ
TMN
17.05.2009
file://G:\4
мая
\
понедельник
\
txt\tmn.htm
В частности, медиаторы,
служащие для промежуточной обработки и хранения данных и
преобразования протоколов, не являются необходимым компонентом, т.к.
их функции могут
выполняться непосредственно в сетевых элементах.
Каждая из определенных выше эталонных
точек реализуется физически в виде соответствующего интерфейса, обозачаемого такой же,
но
заглавной буквой. Интерфейс F
служит для связи рабочих станций с операционными системами и
медиаторами.
Интерфейс Х предназначен для взаимодействия между операционными системами
различных систем
TMN,
которое осуществляется через сеть передачи данных
.
Page
9
of
12
УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ ПО СТАНДАРТАМ
TMN
17.05.2009
file://G:\4
мая
\
понедельник
\
txt\tmn.htm
Рис. 7. Упрощенная физическая архитектура TMN
Интерфейсы Q обеспечивают взаимодействие сетевых элементов, операционных систем
,
медиаторов и Q-адаптеров через сеть передачи данных. Интерфейс Q3,
играющий центральную
роль в TMN, служит для стыка с сетью передачи данных операционных систем, медиаторов, Q-
адаптеров и сетевых элементов со встроенными функциями медиатора. Интерфейс
Qx
используются при подключении сетевых элементов и Q-адаптеров к медиатору.
Интерфейсы
TMN являются межоперационными, т.е.
представляют собой формально определенный набор
протоколов, процедур, форматов сообщений и семантики,
используемых для передачи
информации управления в рамках объектно-ориентированной парадигмы.
Наиболее
проработанным интерфейсом TMN на сегодняшний день является Q3,
профили протоколов
которого определены в рекомендациях Q.811 и Q.812.
Под профилем понимается определенный
набор протоколов,
предусмотренных для использования на каждом из семи уровней модели
взаимосвязи открытых систем OSI. Рекомендация Q.811
определяет протоколы нижних уровней
(с 1-го по 3-й), а Q.812 - верхних (с 4-го по 7-й). Возможны 7
вариантов профилей протоколов
нижних уровней, различающихся тем, как организована сеть передачи данных,
и какой режим
работы (с установлением или без установления соединения) применяется.
Эти же профили могут
использоваться и для интерфейса Qх, реализуемого, например,
для синхронного оборудования
передачи. Кроме того, в рекомендации Q.773 определены два укороченных профиля,
в которых
отсутствуют уровни с 4-го по 6-й. Они могут использоваться, например,
для плезиохронного
оборудования передачи.
Для передачи данных может использоваться собой сеть с коммутацией
пакетов по протоколу Х.25, локальная сеть типа Ethernet, общие каналы сигнализации системы №
7, служба пакетного типа ISDN по Х.31. Протоколами, используемыми на 7-м (прикладном
)
уровне во всех профилях
,
служат
CMIP
и
FTAM (File Transfer, Access and Management).
Page
10
of
12
УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ ПО СТАНДАРТАМ
TMN
17.05.2009
file://G:\4
мая
\
понедельник
\
txt\tmn.htm