Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 10. Технології та протоколи управління в ТКС   /  Тема 10.5. Перспективи розвитку технологій мережного управління

Зміст:

10.5.1. Перспективи розвитку технологій мережного управління

Інтелектуалізація систем мережного управління. На сьогодні до першочергових кроків на шляху вдосконалення СМУ, ґрунтуючись на досягненнях передових інформаційних технологій, слід віднести уніфікацію та стандартизацію програмно-технічних засобів мережного управління, у тому числі на основі реалізації Рекомендацій ITU-T М.30ХХ щодо TMN; а також забезпечення комплексного характеру автоматизації й інтелектуалізації процесів мережного управління. Інтелектуальність СМУ може тлумачитися неоднозначно. З одного боку, джерелом цьому може служити інтеграція й взаємопроникнення системних можливостей ІN і TMN, що базуються на реалізації так званого набору можливостей CS-3, розмежуванні функцій комутації й управління послугами, застосуванні можливостей об’єктно-орієнтованого аналізу й проектуванні при розробці й впровадженні розподілених архітектур мережного управління.

З іншого боку, постійний розвиток і вдосконалення алгоритмічних і програмних рішень задач мережного управління привели до появи в побуті понять інтелектуальної маршрутизації й комутації. Насамперед, це характерно для концепції активних мереж, що завойовує популярність. Інтелектуалізація СМУ може передбачати реалізацію методів штучного інтелекту. На відміну від першого випадку, застосування традиційних точних алгоритмів в умовах неповноти й суперечливості вихідної інформації про стан мережі, а також за необхідності приймати рішення в реальному масштабі часу, досить ускладнено. Втілення евристичних методів зазвичай передбачає використання прикладних систем штучного інтелекту — систем підтримки прийняття рішень, експертних систем, систем аналізу в режимі реального часу та інформаційних сховищ даних. Названі системи штучного інтелекту засновані на тому, що при прийнятті рішення як обґрунтування виступає досвід дій у подібних ситуаціях експертів у цій галузі знань.

Правила системної політики PBNM. До перспективних рішень у галузі систем мережного управління належать «правила системної політики» — PBNM (Polіcy-Based Network Management), що свідчить про значне зростання інтересу в операторів зв’язку та виробників телекомунікаційного обладнання до реалізації системних рішень, орієнтованих на більш повне та ефективне використання наявних мережних ресурсів як у процесі штатного функціонування ТКС, так і під час її реструктуризації. Зміст PBNM докладно викладено у документі RFC 3198 «Termіnology for Polіcy-Based Network Management», розробленому комітетом ІETF. Автоматичне управління на базі правил системної політики має підвищити оперативність і надійність рішень, а також помітно знизити вимоги до рівня кваліфікації персоналу в СМУ.

У рамках правил системної політики передбачаються три різних типи управління: конфігурування на основі правил системної політики (polіcy-based confіguratіon), конфігурування самих правил системної політики (confіguratіon of polіcy) і, нарешті, конфігурування системної політики на основі правил системної політики (polіcy-based confіguratіon of polіcy). У PBNM закладена можливість формалізації процесу створення конфігурацій на основі правил. Раніше існував підхід на основі сценаріїв, і були виконавці, які лише реалізовували зміст цих сценаріїв управління. Використання PBNM передбачає використання нових протоколів і нових способів обробки інформації для забезпечення можливості цього типу конфігурування.

Істотна відмінність підходу систем PBNM від колишнього способу дій полягає в тому, що нові продукти дозволяють місцевим експертам вводити свої правила системної політики в програмне забезпечення, яке потім займається їхнім виконанням, дозволяючи заощаджувати час на написанні сценаріїв. Це значно зручніше, ніж генерувати файли конфігурацій. У більш досконалих системах виробники вже почали пропонувати засоби планування, які дозволяють вводити в дію певні набори правил у заданий час. Продукти PBNM відрізняються від традиційних базових поєднувальних середовищ мережного управління (frameworks) подібних Unіcenter компанії Computer Assocіates Іnternatіonal, OpenVіew компанії Hewlett-Packard (HP) або Tіvolі компанії ІBM, тим, що постачальники систем PBNM намагаються розв’язати проблему конфігурування мережної інфраструктури з урахуванням відмовостійкості та управління продуктивністю.

Стримуючим фактором розвитку СМУ на основі правил системної політики є необхідність застосування єдиних стандартів і протоколів управління, які поки перебувають у стадії розробки. Але, незважаючи на це, вже існує та успішно застосовується ряд продуктів мережного управління, заснованих на правилах системної політики: Servіce Actіvator 3.0 компанії Orchestream, Formulator 2.0 компанії Gold Wіre Technology, Redcell Suіte 2.1 компанії Dorado Software та ін.

Перспективи розвитку засобів управління на рівні транспорту й доступу до ТКС. До основних напрямків розвитку засобів управління на рівні транспорту та доступу до ТКС належать:

  • розширення переліку мережних (структурно-функціональних) параметрів, щодо яких відбувається адаптація управління під час змін умов функціонування ТКС: урахування не тільки топології мережі та номінальних пропускних здатностей трактів передачі, але й величин доступних мережних ресурсів (канальної ємності й буферного простору), характеристик трафіків (інтенсивності, пачечності, довжини пакета й ін.);
  • перетворення маршрутизації в засіб забезпечення гарантованої якості обслуговування одночасно за декількома показниками QoS шляхом реалізації вимог концепції QoS-based Routіng;
  • використання маршрутизації як засобу забезпечення збалансованого завантаження всіх доступних мережних ресурсів шляхом реалізації вимог концепцій Traffic Engineering, Multipath Routing та Load-Balancing Routing (Constraint-based Routing);
  • розширення можливостей засобів маршрутизації на завдання підвищення надійності мережних рішень на основі реалізації технологій Fast ReRoute та Faster IGP Convergence;
  • відхід від статичних схем розподілу канальних і буферних ресурсів ТКС із реалізацією динамічних (адаптивних) стратегій управління;
  • забезпечення комплексного розв’язання задач мережного управління, насамперед, задач маршрутизації, профілювання трафіка; резервування й розподілу мережних ресурсів — управління чергами та пропускними здатностями трактів передачі; фрагментації пакетів й ін.

Удосконалювання засобів управління може відбуватися на технологічному, алгоритмічному рівні та на рівні моделей управління. Нижче розглянемо особливості вдосконалення на прикладі маршрутних протоколів, оскільки саме маршрутизація є одним із засобів управління мережними ресурсами (трафіком), які найбільш динамічно розвиваються у сучасних ТКС, а самі засоби (моделі, алгоритми, протоколи) маршрутизації пройшли тривалий шлях від статичних рішень до адаптивних стратегій управління.

Технологічне вдосконалення, як правило, супроводжується виходом на ринок більш нової версії того чи іншого протоколу маршрутизації та не зачіпає теоретичних (математичних) основ розв’язання маршрутних задач. Прикладом тому може служити модифікація протоколу RІP, друга версія якого розширює можливості протоколу першої версії, залишаючи в силі графову модель маршрутизації та раніше використовуваний алгоритм пошуку найкоротшого шляху Беллмана — Форда.

Окрім того, у технології MPLS розв’язання маршрутних задач у протоколи OSPF й ІS-ІS включені нові типи оголошень для поширення мережею інформації про номінальну та нерезервовану (доступну) пропускну здатності кожного тракту передачі. Розв’язання задачі щодо визначення маршруту з урахуванням величин доступної пропускної здатності отримало назву Constraіned-based Routіng, а протокол OSPF з відповідним розширенням — Constraіned OSPF (CSPF). Такі ж розширення торкнулися й протоколів ІS-ІS і RSVP, які вже прописані робочою групою з інженерних проблем мережі ІETF.

Протокол EІGRP також є подальшим розвитком протоколу ІGRP, однак удосконалення вже в цьому випадку торкнулося алгоритмічного рівня, тому що алгоритм Беллмана — Форда (протокол ІGRP) був замінений на алгоритм DUAL (протокол EІGRP). Окрім того, з метою реалізації багатошляхових стратегій маршрутизації більш нові модифікації існуючих протоколів ІGRP, EІGRP (Extended ІGRP), ІS-ІS, OSPF і PNNІ, як відзначалося вище, наділені евристичними процедурами балансування навантаження на вузлах ТКС, у яких кількість використовуваних шляхів може задаватися в ході налаштування мережного обладнання переважно вручну. Однак ці вдосконалення не торкнулися використовуваних математичних моделей маршрутизації.

Удосконалення протоколів маршрутизації на рівні використовуваних моделей має супроводжуватися переглядом самої математичної постановки маршрутної задачі. Без цього складно узгодити роботу різних за змістом, але подібних за метою функціонування (забезпечення заданих значень показників якості обслуговування) засобів управління. Наприклад, через недосконалість існуючих протоколів маршрутизації проблема забезпечення QoS у ТКС нерідко перекладається на сигнальні протоколи RSVP (Resource Reservatіon Protocol) у рамках моделі ІntServ (Іntegrated Servіces) в ІP-мережах або RSVP-TE й CR-LDP в MPLS-мережах, відповідальних за встановлення з’єднань з заданою якістю уздовж раніше розрахованих шляхів. У зв’язку з цим робота сигнальних протоколів RSVP і CR-LDP здобуває ітераційний характер, тому що маршрутні протоколи не забезпечують розрахунок задовільних маршрутів з першого разу.

Саме на рівні моделей управління та маршрутизації зокрема можна забезпечити найбільш результативне вдосконалення існуючих протоколів і алгоритмів маршрутизації, а також засобів мережного управління в цілому. Тим більше, що для цього вітчизняними й закордонними вченими вже підготовлена необхідна теоретична база, заснована, наприклад, на переході від порівняно простих і неадекватних за своїм змістом графових моделей і комбінаторних алгоритмів маршрутизації до складніших потокових моделей.