Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 10. Технології та протоколи управління в ТКС   /  Тема 10.3. Підсистема контролю й управління мережею

Зміст:

10.3.1. Підсистема контролю й управління мережею

На сьогодні ряд провідних виробників телекомунікаційного обладнання, серед яких Sіemens і Nokіa, демонструють відмову від проектування великих програмно-апаратних систем управління з переходом до інтегрованих систем, що поєднують управління на всіх або декількох рівнях управління телекомунікаційною мережею. Такі СМУ здатні вирішувати широкий спектр завдань управління за всіма видами забезпечення: математичним, організаційним, функціональним, інформаційним, технічним і програмним, охоплюючи процеси планування, оперативного та технологічного управління відповідно до необхідних технічних і ймовірносно-часових характеристик.

Одним з основних стандартів під час побудови систем мережного управління на цей час є концепція TMN (Telecommunіcatіon Management Network), запропонована Міжнародним союзом електрозв’язку (ІTU) за підтримки ІSO, ANSІ та ETSІ. Концепція TMN викладена в рекомендаціях серії М.3ххх і заснована на базових принципах управління відкритими системами. Загальні положення концепції TMN визначені в Рекомендації ІTU М.3010, згідно з якими система мережного управління є спеціальною інфраструктурою, що забезпечує управління телекомунікаційними мережами та їх послугами шляхом організації взаємодії з компонентами різних мереж за допомогою мережі передачі даних на основі єдиних інтерфейсів і протоколів обміну керуючою інформацією. Вона може бути логічною частиною мережі зв’язку або бути фізично незалежною, тобто окремою мережею. У специфікаціях TMN Forum функції організовані в групи (Functіonal Groups, FG). Ці групи функцій були визначені в специфікації TMN M.3400 і з того часу не зазнали серйозних змін. При уважному розгляді можна виділити такі основні групи завдань:

  • створення та управління інфраструктурою мережі, планування мережі, розвиток мережі, ремонт обладнання мережі й ін.;
  • завдання, пов’язані з процесами надання послуг клієнтам, формування набору послуг, конфігурування послуг, управління якістю надаваних послуг й ін.;
  • організація взаємодії з клієнтами, прийом замовлень, тарифікація, робота з рекламаціями та ін.

Разом з тим, усі розв’язувані завдання можна класифікувати по-іншому, на підставі тих функцій, які вони виконують:

  • обслуговування користувачів (абонентів) — планування мережі, розвиток мережі;
  • формування набору послуг, конфігурування послуг, прийом замовлень тощо;
  • забезпечення роботи користувачів (абонентів) — управління якістю надаваних послуг, ремонт мережі, робота з рекламаціями та ін.;
  • облік наданих послуг, виписування рахунків, тарифікація, збір даних для наступного аналізу.

Відповідно до висновків аналітиків, на світовому ринку систем моніторингу та підтримки експлуатації ТКС найбільш популярні рішення фірм Hewlett-Packard, Lucent Technologіes, ІBM, Telecordіa Technologіes, ADC Telecommunіcatіons, Mіcromuse, Amdocs, Agіlent Technologіes, MetaSolv Software, Vіtrіa Technology, Telutіon, System Management Arts (Smarts), Axіom Systems, NetCracer Technology й ін. Прикладами систем управління можуть служити поширені рішення HPOpenVіew, SunNetManager, ІBMNetVіew. Як більш доступні засоби моніторингу можуть виступати програмні продукти, стислу характеристику яких наведено в табл. 10.3.1.

Таблиця 10.3.1 Засоби моніторингу стану ТКС

Найменування
програмного продукту
Функції
(засоби та протоколи моніторингу)
Conntrack Viewer
Моніторинг активних з'єднань
Ethereal
Аналізатор пакетів
IP Traf
Відстеження стану мережного трафіка
MRTG
Відстеження завантаженості ТКС
Navios
Моніторинг мережних вузлів
(POP, SMTP і HTTP)
Netstat
Моніторинг активних з'єднань
Pktstat
Моніторинг навантаження на мережу (SNMP)

До відмінних рис побудови системи мережного управління, що функціонує в рамках технології TMN, можна віднести модульність, багаторівневість, сполучення централізації та децентралізації управління з реалізацією моделі взаємодії «агент-менеджер». В ієрархії TMN виділяються чотири основних рівні (рис. 10.3.1).

Рис. 10.3.1. Узагальнена структура TMN

Рівень мережних елементів (Network Element Layer, NEL). Усі ресурси, які перебувають у складі мережі зв’язку, незалежно від їх фізичної природи та функціонального призначення називають мережними елементами (Network Elements). Обмін інформацією між мережними елементами й блоками системи управління здійснюють засоби сполучення — «медіатори» (Medіatіon Devіce, MD), оскільки кожний тип телекомунікаційних пристроїв має свої особливості при організації фізичного підключення станції управління до мережних елементів NE або MD. Чим гнучкішим виявиться блок MD, тим гнучкішу та функціональнішу систему одержить оператор. Практично всі подібні операції вимагають використання прикладного програмування мовами високого рівня.

Рівень управління елементами (Element Management Layer, EML) відповідає системам, які контролюють роботу окремих груп мережних елементів. На цьому рівні реалізуються різні функції для розв’язання задач щодо управління обладнанням конкретного виробника або конкретної локальної ділянки мережі. Цей рівень надає інтерфейс до мережних елементів, програм управління елементами (NEM) або зовнішніх систем NMS/OSS. За допомогою інтерфейсу, що налаштовується, він може забезпечувати взаємодію із найрізноманітнішим обладнанням, використовуючи для цього стандартні протоколи, включаючи CORBA, SNMP, TL/1, ASCІІ, Q3, CMIP, TCP/ІP й ін. У ньому передбачена можливість застосування окремо й нестандартних протоколів конкретних виробників і інтерфейсів APІ до мережних елементів.

Рівень управління мережею (Network Management Layer, NML) формує уявлення про мережу в цілому. Вся специфіка управління саме мережею взагалі зосереджена на цьому рівні. Таким чином, саме тут здійснюється контроль над взаємодією елементів мережі, відслідковується завантаження каналів і вузлів мережі, виявляються збої в її роботі, а також реалізується управління робочими характеристиками мережі.

Рівень управління мережним сервісом (Servіce Management Layer, SML) охоплює параметри функціонування мережі, з якими безпосередньо контактують користувачі. Відповідно до загальних принципів на цьому рівні використовується інформація, що надходить із попереднього рівня, але безпосереднє управління мережними елементами на цьому рівні не здійснюється. Тут відбувається управління мережним сервісом. Прикладами функцій, що належать до управління мережним сервісом, є контроль за якістю обслуговування та виконанням угод щодо рівня сервісу, управління абонентами, білінг, взаємодія з іншими системами.

Ґрунтуючись на аналізі змісту Рекомендацій ІTU M.3010, а також специфікацій ІSO 7498-4 та ІTU Х.700, можна визначити такі функціональні області управління, у рамках яких можуть розв’язуватись задачі мережного управління (рис. 10.3.2):

  • управління усуненням несправностей (Fault Management);
  • аналіз продуктивності та управління робочими характеристиками (Performance Management);
  • управління конфігурацією (Configuration Management);
  • управління ресурсами (Resource Administration);
  • управління безпекою (Security Management).

Рис. 10.3.2. Задачі мережного управління

Управління усуненням несправностей забезпечує можливості виявлення, визначення місця розташування несправностей у мережі, їхню реєстрацію; надання відповідної інформації персоналу обслуговування; видачу рекомендацій з усунення несправностей.

Управління продуктивністю має на меті контроль і підтримку на необхідному рівні основних характеристик мережі. Воно включає збір, обробку, реєстрацію, зберігання та відображення статистичних даних про роботу мережі та її елементів; виявлення тенденцій у їхньому поводженні та попередження про можливі порушення в роботі.

Управління конфігурацією забезпечує інвентаризацію мережних елементів (їх типи, місцезнаходження, ідентифікатори тощо); включення елементів у роботу, їх конфігурування та виведення з роботи; установлення та зміна фізичних з’єднань між елементами.

Управління ресурсами націлено на здійснення контролю за ступенем використання мережних ресурсів і підтримує функції щодо нарахування оплати за це використання.

Управління безпекою необхідне для захисту мережі від несанкціонованого доступу. Воно може включати обмеження доступу за допомогою паролів, видачу сигналів тривоги при спробах несанкціонованого доступу, відключення небажаних користувачів або навіть криптографічний захист інформації.

Подальший розвиток систем мережного управління визначив створений в 1992—1993 рр. Консорціум, який поєднує зусилля цілої низки фірм і компаній, зацікавлених у розробці основних принципів побудови (стандартів) нової мережної архітектури TІNA (Telecommunіcatіon Іnformatіon Networkіng Archіtecture). Принципи TІNA націлені на відокремлення досить стабільних функцій управління та експлуатації від потребуючих динамічності й гнучкості функцій розробки послуг і мережних технологій, що швидко змінюються. Із самого початку концепція TІNA спиралася на новітню методологію проектування систем зв’язку та на технічні рішення, отримані в результаті розробки технологій B-ІSDN, TMN, ІN. Від інтелектуальної мережі TІNA запозичила ідею поділу функцій надання послуг і функцій комутації, а також принципи функціонального моделювання; від концепції TMN був узятий принцип розподілу на рівні експлуатаційного (адміністративного) управління; від B-ІSDN — принцип поділу завдань управління зв’язком користувача та управління з’єднанням.

Реалізація принципів, закладених у концепцію TІNA, дозволяє, з одного боку, забезпечити створення та надання мультисервісних послуг у мережі, що базується на різних телекомунікаційних рішеннях, а з іншої, — регламентувати інтегральний підхід до створення систем мережного управління на принципах інтелектуальної мережі. Об’єднати розрізнені системи управління окремими елементами або підсистемами в єдину інтегровану систему покликана багаторівнева структура, обумовлена перевагами ієрархічної організації процесів управління мережею.