Современные принципы и технологии управления инфокоммуникационными

УДК 004.057.4 : 621.39 Г12

Рецензенты:

канд. техн. наук И.Л. Котельников

(ООО «Сотрудник», г. Пермь); д-р техн. наук, профессор А.А. Южаков

(Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

Гаврилов, А.В.

Г12 Современныепринципыитехнологииуправленияинфокоммуникационнымисетями: лабораторныйпрактикум/ А.В. Гаврилов. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2015. – 109 с.

ISBN 978-5-398-01438-9

Рассмотрены вопросы разработки, моделирования и мониторинга элементов систем управления инфокоммуникационными сетями.

Особенностью структуры предложенного издания является то, что в процессе выполнения лабораторного практикума студенты выполняют сквозное проектирование элементов системы управления от изначальной разработки и отладки модуля до проверки его функционирования во взаимодействии с промышленной системой управления.

Предназначено для студентов направления 210700.62 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», изучающих принципы и технологии управления инфокоммуникационными сетями. Может быть полезно студентам смежных направлений подготовки.

УДК 004.057.4 : 621.39

4

ВВЕДЕНИЕ

Компетентность выпускника вуза направления 210700.62 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» зависит от степени освоения им не только теоретического материала, но и в большей степени от наличия умений и навыков работы с современными программно-аппаратными средствами, которые составляют основу инфокоммуникационных сетей. Современные инфокоммуникационные сети представляют собой сложные гетерогенные системы, требующие непрерывного мониторинга и управления. Опыт владения навыками работы с современными технологиями управления инфокоммуникационными сетями и системами может быть сформирован у студентов при выполнении лабораторного практикума по дисциплине «Современные принципы и технологии управления инфокоммуникационными сетями», которая относится к базовой части цикла профессиональных дисциплин и является обязательной при освоении основной образовательной программы магистратуры 21070051.68 «Сети, узлы связи и распределение информации».

Одной из наиболее распространенных технологий управления инфокоммуникационными сетями является управление по протоколу SNMP. Поэтому в качестве основы для программноаппаратного обеспечения лабораторной базы была выбрана именно эта технология.

Особенностью представленного курса лабораторных работ является процесс сквозного проектирования: результаты каждой предыдущей лабораторной работы являются исходными данными к выполнению следующей. Таким образом, каждая последующая лабораторная работа является логическим продолжением предыдущей. В процессе выполнения лабораторного практикума студенты выполняют сквозное проектирование элементов системы управления инфокоммуникационной сети от изначальной разработки и отладки модуля до проверки его функционирования во взаимодействии с промышленной системой управления.

5

По результатам выполнения каждой лабораторной работы студенты должны оформить отчет, в котором следует привести краткое описание используемого программного обеспечения, разработанного информационного обеспечения, анализ выполненных экспериментов и полученных результатов.

Защита отчета производится в виде собеседования по представленным результатам лабораторной работы и по соответствующим темам теоретического материала.

Полученные во время выполнения лабораторных работ умения и навыки позволят студентам использовать освоенные современные инструменты и технологии в их профессиональной деятельности.

6

Лабораторная работа №1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ БАЗЫ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ИНФОРМАЦИИ SNMP

Цель работы: изучить принципы создания базы управляющей информации для управления сетевыми ресурсами по протоколу SNMP.

Проектирование базы управляющей информации (Management Information Base – MIB) делится на два основных этапа:

разработка функциональной модели и разработка информационной модели

1. Разработка функциональной модели

На основании знаний о предметной области моделирования необходимо составить функциональную модель заданного устройства с точки зрения мониторинга и управления. Этап характеризуется слабой формализуемостью, и успешность его выполнения зависит от опыта разработчика и его знаний в данной предметной области.

Необходимо определить объекты модели устройства и их параметры, уточнить возможные значения параметров, возможные аварийные сообщения и т.п.

При описании по возможности следует использовать автоматные модели, описываемые графами с определением состояний и переходов.

Врезультате разработки функциональной модели должно быть составлено вербальное описание объектов и, при необходимости, нарисованыграфыпереходов изодного состояниявдругое.

Вкачестве примера рассмотрим описание интерфейсов первичного мультиплексора.

Составимописаниенеобходимыхпараметровоборудования: 1. Источник синхронизации.

2. Номер порта источника синхронизации.

7

3.Таблица портов. Информация по каждому порту: номер порта, тип линейного кода,

тип физической среды, состояние шлейфа.

4.Аварии, возникающие на порту.

2. Разработка информационной модели

Информационная модель получается на основе формального описания функциональной модели с использованием правил описания объектов в соответствии с выбранным стандартом управления. Поскольку требуется разработать модель для управления с помощью протокола SNMP, то необходимо использовать для описания язык ASN.1 и правила SMI SNMP. Типы данных ASN.1, и примеры их использования приведены в приложении 1.

Таким образом, для каждого объекта, определенного

вфункциональной модели, необходимо указать тип данных ASN.1 и возможный диапазон значений. Для объектов, сгруппированных

втаблицу, следует указать их порядок в таблице и добавить дополнительную индексную переменную, которая будет первой в таблице. Далее следует определить местоположение объектов в дереве регистрации ISO, назначивобъектныеидентификаторы.

На последнем этапе необходимо выполнить описание (выполнить формализацию информационной модели) в виде модуля базы информации управления (Management Information Base –

MIB) в соответствии с требованиями структуры управляющей информации SNMP версии 2 [1].

Уточним параметры, определенные при описании функциональной модели для нашего примера:

Источник синхронизации – возможные значения: внут-

ренний, внешний, от порта.

Номерпортаисточникасинхронизации– целоечисло, до255. Переменные для таблицы портов:

номер порта – целое число, до 255;

типлинейногокода– возможныезначения: HDB3, CMI, AMI;

8

тип физической среды – возможные значения: коаксиальный кабель, симметричная пара, оптический кабель;

состояние шлейфа – возможные значения: включен, выключен.

Аварии, возникающие на порту (сообщения): LOS (Loss Of Signal), LOF (Loss Of Frame), LOM (Loss Of Multiframe).

Таким образом, в модуле MIB SNMP будут описаны 2 скалярные переменные (источник синхронизации и номер порта источника синхронизации), таблица с 4 столбцами (номер порта, тип линейного кода, тип физической среды и состояние шлейфа) и 3 уведомления (LOS, LOF, LOM).

Составим дерево регистрации объектов разрабатываемого модуля. Регистрация проводится в ветке pstu (4451). Нумерацию объектов следует выполнять по порядку. Дерево регистрации показано на рис. 1.

iso enterprises

pstu (4451) nm (1) hardware (2) tk_mux (1)

syncSource (1) syncPort (2) portTable (3) tk_mux_portTraps (4)

portEntry (1) los (1) lom (2) lof (3)

portIndex (1)

lineCoding (2) loopbackStatus (4) lineType (3)

Рис. 1. Дерево регистрации объектов проектируемого MIB

9

3. Формализация информационной модели в соответствии со структурой информации управления SNMP. Разработка MIB

Описание MIB выполняется в виде модуля, каждый модуль оформляется в отдельном текстовом файле. MIB описывается с помощью нотации абстрактного синтаксиса (Abstract Syntax Notation One – ASN.1) и имеет следующую структуру:

имя-модуля DEFINITIONS ::= BEGIN

IMPORTS

Импортируемый тип данных или узлы дерева, FROM имя модуля, откуда импортируются данные

...;

вызов макроса MODULE-IDENTITY вызовы макросов OBJECT-IDENTITY,

TEXTUAL-CONVENTION, OBJECT-TYPE,

NOTIFICATION-TYPE (TRAP-TYPE для SNMPv1), OBJECT-GROUP, NOTIFICATION-GROUP, MODULE-COMPLIANCE,

AGENT-CAPABILITIES

END

Имя создаваемого модуля определим как TK-MUX-MIB. Для описания модуля потребуются следующие структуры

(макросы), типы данных и узлы дерева:

Макросы MODULE-IDENTITY, OBJECT-TYPE, NOTI-

FICATION-TYPE

Тип данных DisplayString Узел дерева enterprises

Начало MIB’а, описывающего интерфейсы первичного мультиплексора, будет выглядеть следующим образом:

TK-MUX-MIB DEFINITIONS ::= BEGIN

10