
Телекоммуникационные системы и сети. Структура и основные функции. Том 1 / Содержание / Раздел 10. Технологии и протоколы управления в ТКС / Тема 10.3. Подсистема контроля и управления сетью
- Раздел 1. Основы построения телекоммуникационных систем
- Тема 1.1. Місце систем телекомунікацій в інформаційній інфраструктурі сучасного суспільства
- Тема 1.2. Общая архитектура и задачи телекоммуникационных систем
- Тема 1.3. Классификация сетей, клиентов, операторов и услуг связи
- Тема 1.4. Краткая характеристика существующих телекоммуникационных технологий
- Тема 1.5. Требования к современным и перспективным ТКС
- Тема 1.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 2. Сети связи последующего поколения: архитектура, основные характеристики и услуги
- Тема 2.1. Определение и характеристика основных возможностей NGN
- Тема 2.2. Инфокоммуникационные услуги. Особенности услуг связи следующего поколения
- Тема 2.3. Многоуровневая архитектура и функциональный состав NGN
- Тема 2.4. Перспективы концепции NGN
- Тема 2.5. Контрольные вопросы и задания
- [→] Раздел 3. Стандартизация сетевых протоколов и телекоммуникационного оборудования
- Тема 3.1. Открытые системы и их взаимодействие
- Тема 3.2. Основные организации по стандартизации сетевых решений
- [→] Тема 3.3. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- 3.3.1. Многоуровневый подход и декомпозиция задачи сетевого взаимодействия
- 3.3.2. Интерфейс, протокол, стек протоколов
- 3.3.3. Общая характеристика модели OSI
- 3.3.4. Физический уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.5. Канальный уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.6. Сетевой уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.7. Транспортный уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.8. Сеансовый уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.9. Представительский уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.10. Прикладной уровень. Функции и примеры протоколов
- [→] 3.3.11. Деление ЭМВОС на сетенезависимые и сетезависимые уровни
- Тема 3.4. Стандартные стеки сетевых протоколов
- 3.4.1. Стек протоколов OSI
- 3.4.2. Стек протоколов TCP/IP
- 3.4.3. Стек протоколов IPX/SPX
- 3.4.4. Стек протоколов NetBIOS/SMB
- 3.4.5. Стек протоколов технологии Х.25
- 3.4.6. Стек протоколов технологии Frame Relay
- 3.4.7. Стек протоколов технологии B-ISDN и АТМ
- 3.4.8. Семейство протоколов DECnet
- 3.4.9. Сетевая модель DoD
- 3.4.10. Связь стандартов IEEE 802 с моделью OSI
- 3.4.11. Стек протоколов сетей следующего поколения
- Тема 3.5. Стандартизация сетевого оборудования
- Тема 3.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 4. Линии связи
- Тема 4.1. Физические параметры среды распространения электромагнитных волн
- Тема 4.2. Общие сведения о линиях связи
- Тема 4.3. Основные свойства кабельных линий связи
- Тема 4.4. Линии связи на основе медных кабелей
- Тема 4.5. Теория волоконных световодов
- Тема 4.6. Свойства неоднородных линий
- Тема 4.7. Конструкции кабелей связи
- Тема 4.8. Электромагнитные влияния в линиях связи
- Тема 4.9. Структурированные кабельные системы
- Тема 4.10. Атмосферная лазерная связь
- Тема 4.11. Особенности радиолиний, радиорелейных и спутниковых линий связи
- 4.11.1. Общие принципы построения радиолиний связи
- 4.11.2. Распространение радиоволн в радиолиниях связи
- 4.11.3. Особенности распространения радиоволн в радиорелейных линиях связи
- 4.11.4. Особенности распространения радиоволн в спутниковых линиях связи
- 4.11.5. Особенности построения радиолиний связи
- 4.11.6. Общие характеристики построения спутниковых линий связи
- 4.11.7. Зоны видимости для систем спутниковой связи
- 4.11.8. Статистическая структура сигналов СЛС
- 4.11.9. Основные составляющие систем спутниковой связи
- 4.11.10. Методы организации спутниковой связи
- 4.11.11. Обоснование выбора параметров аппаратуры при проектировании радиорелейных линий
- 4.11.12. Выбор энергетических характеристик радиорелейных линий
- 4.11.13. Устойчивость функционирования радиорелейных линий
- Тема 4.12. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 5. Способы формирования групповых сигналов
- Тема 5.1. Краткая характеристика способов формирования групповых сигналов
- Тема 5.2. Способы формирования аналоговых групповых сигналов
- Тема 5.3. Способы формирования цифровых групповых сигналов
- Тема 5.4. Объединение синхронных цифровых потоков
- Тема 5.5. Объединение асинхронных цифровых потоков
- Тема 5.6. Объединение низкоскоростных потоков
- Тема 5.7. Кодовое уплотнение сигналов
- Тема 5.8. Виды сигналов в системах с кодовым разделением
- Тема 5.9. Технология спектрального уплотнения
- Тема 5.10. Формирование группового сигнала с использованием IP-технологий
- Тема 5.11. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 6. Методы доступа
- Тема 6.1. Общая характеристика методов доступа
- Тема 6.2. Методы решения конфликтов в алгоритмах доступа
- Тема 6.3. Модели и архитектура сети доступа
- Тема 6.4. Оптические технологии в сети доступа
- Тема 6.5. Методы использования физических ресурсов в сетях доступа
- Тема 6.6. Особенности использования пространственно-поляризационных параметров при радиодоступе
- Тема 6.7. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 7. Методы распределения информации
- Тема 7.1. Общие положения
- Тема 7.2. Системы распределения в сетях следующего поколения
- Тема 7.3. Системы коммутации каналов
- 7.3.1. Требования к системам коммутации ISDN
- 7.3.2. Структура узла коммутации каналов ISDN
- Принцип работы цифрового коммутационного поля типа ПВП
- 7.3.4. Общие требования к коммутационным системам в Ш-ЦСИО
- 7.3.5. Выбор коммутационной технологии для Ш-ЦСИО
- 7.3.6. Системы коммутации для АТМ
- 7.3.7. Архитектура и характеристики коммутационных систем на базе быстрой коммутации пакетов (БКП)
- Тема 7.4. Коммутационные системы в NGN
- Тема 7.5. Системы коммутации Ш-ЦСИО на базе асинхронного режима доставки (АТМ)
- Тема 7.6. Пропускная способность систем распределения информации
- 7.6.1. Основные положения пропускной способности систем распределения информации
- 7.6.2. Пропускная способность полнодоступного пучка с потерями простейшего потока вызовов
- 7.6.3. Пропускная способность полнодоступного пучка с потерями примитивного потока вызовов (потока ВОЧИ)
- 7.6.4. Расчет вероятности условных потерь и среднего времени ожидания при случайной продолжительности обслуживания
- 7.6.5. Поток с повторными вызовами
- Тема 7.7. Способы распределения нагрузки в сетях связи
- Тема 7.8. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 8. Системы синхронизации
- Тема 8.1. Виды синхронизации, их роль, место и задачи в современных цифровых системах связи
- Тема 8.2. Фазовая (частотная) синхронизация
- Тема 8.3. Тактовая (символьная) синхронизация
- Тема 8.4. Джиттер и вандер цифровых сигналов
- Тема 8.5. Цикловая (кадровая) синхронизация
- Тема 8.6. Сетевая синхронизация цифровой связи
- Тема 8.7. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 9. Системы сигнализации
- Тема 9.1. Виды и состав сигналов
- Тема 9.2. Классификация протоколов сигнализации
- Тема 9.3. Внутрисистемная сигнализация в ЦСК
- Тема 9.4. Особенности сигнализации в стыках V.5
- Тема 9.5. Абонентская сигнализация
- Тема 9.6. Оборудование сигнализации современных ЦСК
- Тема 9.7. Специфические особенности украинских систем сигнализации
- Тема 9.8. Методология спецификации и описания систем сигнализации
- Тема 9.9. Цифровая многочастотная сигнализация R2D
- Тема 9.10. Общеканальная система сигнализации № 7
- Тема 9.11. Сигнализация DSS1
- Тема 9.12. Сигнализация в корпоративных сетях
- Тема 9.13. Сигнализация в сетях с коммутацией пакетов
- Тема 9.14. Сигнализация в сетях B-ISDN/ATM
- Тема 9.15. Сигнализация в сети ІР-телефонии
- Тема 9.16. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 11. Конвергенция в телекоммуникационных системах
- Тема 11.1. Конвергенция в ТКС: история, цели и задачи
- Тема 11.2. Виды конвергенции
- Тема 11.3. Примеры решений относительно конвергенции в системах телекоммуникаций
- Тема 11.4. Качество конвергентных услуг
- Тема 11.5. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 12. Методы обеспечения информационной безопасности объектов телекоммуникационной системы
- Тема 12.1. Основные термины и понятия в сфере информационной безопасности
- Тема 12.2. Основные подходы к обеспечению информационной безопасности
- Тема 12.3. Криптографическая защита информации
- Тема 12.4. Использование механизма электронной цифровой подписи
- Тема 12.5. Техническая защита информации
- Тема 12.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 13. Электропитание телекоммуникационных систем связи
- Тема 13.1. Общие положения
- Тема 13.2. Системы электропитания предприятий электросвязи
- Тема 13.3. Типовое оборудование электроустановок предприятий электросвязи
- Тема 13.4. Дистанционное электропитание
- Тема 13.5. Источники бесперебойного питания (ИБП)
- Тема 13.6. Электромагнитная совместимость источников электропитания
- Тема 13.7. Перспективы развития электропитания ТКС
- Тема 13.8. Контрольные вопросы и задания
10.3.1. Подсистема контроля и управления сетью
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.