4.3 Основные стандарты
Важнейшие документы МСЭ-Т, имеющие отношение к TMN, сгруппированы в так называемое M-семейство (рисунок 12).
Документ M.3000 “Обзор рекомендаций в области TMN” содержит перечень всех существующих публикаций МСЭ-Т TMN и других стандартов, которые имеют отношение к управлению сетями связи. Здесь же дана краткая характеристика концепции TMN и рассмотрена её взаимосвязь с другими телекоммуникационными технологиями.
В стандарте M.3010 изложены общие принципы построения и работы сети TMN, описаны функциональные блоки, компоненты и интерфейсы, иерархическая архитектура TMN, объекты управления и модель “менеджер-агент”.
Название рекомендаций M.3016 “Обзор информационной безопасности TMN”, появившихся в июне 1998 года, говорит само за себя. Рекомендации M.3020 “Методология определения TMN-интерфейсов” посвящены функциональным возможностям TMN-интерфейсов и используемых ими протоколов.
Документ M.3100 определяет общую информационную модель сетевых элементов. В нём описаны классы администрируемых объектов, их свойства, которые могут служить для обмена информацией между интерфейсами, а также применение объектных технологий, например наследования.
Стандарт M.3200 “Услуги управления TMN” включает в себя краткие описания прикладных сервисов TMN. Кроме того, он вводит концепции “Управление телекоммуникациями” и “Область управления”.
Конкретные услуги подробно определяются в следующих документах серии M.32xx: M.3201 (управление трафиком), M.3202 (управление системами сигнализации), M.3203 (управление пользовательскими сервисами), M.3207.1 (управление классами Ш-ЦСИО; в более ранней редакции - M.3205) и др.
В документе M.3300 сформулированы требования к организации человеко-машинного интерфейса (по терминологии TMN-F-интерфейса), а в M.3320 – аналогичные требования для интерфейса между сетями TMN (X-интерфейса). Наконец, стандарт M.3400 определяет функции управления в сетях TMN.
Рисунок 12 – Рекомендации МСЭ-Т по TMN
Названные публикации МСЭ-Т представляют собой часть рекомендаций M-семейства, регламентирующих функционирование сетей TMN (например, термины и определения сгруппированы в документ M.60, а принципы применения концепции TMN к управлению сетями ЦСИО изложены в серии M.36xx). Кроме того, отдельным аспектам управления сетями связи посвящены стандарты G-,Q- и X-семейств, которые разрабатывают другие исследовательские группы в составе МСЭ-Т. Стандартизация, лежащая в основе TMN, позволяет добиться интеграции разнородных сетей, а также обусловливает практически неограниченные возможности масштабирования решений.
В настоящее время МСЭ-Т продолжает разработку новых и совершенствование существующих Рекомендаций в области TMN с целью более полного охвата всех приложений TMN и более детальной спецификации интерфейсов и протоколов TMN.
4.4 Показатели перспективности tmn
Примерами основных показателей перспективности концепции TMN служат следующие аргументы:
Практически все ведущие разработчики платформ управления, а среди них – Hewlett-Packard, Digital, Sun,Cabletron, IBM включили поддержку стандартов TMN в свои продукты.
Появились новые небольшие компании, которые сделали разработку средств TMN-управления своим основным бизнесом, а это – верный признак хороших перспектив новой для рынка технологии (то же самое произошло, например, с технологией Gigabit Ethernet).
Большая часть телекоммуникационного оборудования новых технологий SONET/SDH, ATM,ADSL, беспроводных сетей и т.п. сегодня выпускается со встроенной поддержкой интерфейса Q - одного из основных элементов архитектуры TMN.
Ещё одним показателем перспективности архитектуры TMN может служить интерес, проявляемый к ней компанией Microsoft, в рыночной интуиции которой трудно усомниться. Microsoft заключила партнёрские соглашения о взаимопомощи при разработке продуктов TMN-управления на базе сервера Windows NT с двумя ведущими производителями TMN-платформ – компаниями Hewlett-Packard и Vertel.
К основным недостаткам TMN можно отнести следующие:
-Технология TMN берёт своё начало из теории, а не из практики.
-Технология TMN с технической точки зрения не проработана настолько, чтобы считаться законченной стандартизированной технологией, которую можно было бы реализовать на практике в виде конкретной законченной системы.
-Существует более или менее стандартизированная адаптация TMN к применению на транспортных сетях SDH и сетях абонентского доступа ISDN (рекомендаций серий G и M). Однако для других важных телекоммуникационных технологий (например, сети IP) детализированная адаптация TMN отсутствует.
-Рекомендации, которые в своей совокупности должны давать полное представление о TMN, имеют довольно сложный для правильной интерпретации формальный язык описания с большим количеством перекрёстных ссылок, что затрудняет как чтение, так и изучение рекомендаций.
-Все рекомендации, имеющие отношение к TMN, довольно сложным образом организованы в блоки и серии. Большая разбросанность и фрагментарность информации делают их трудными для понимания.
-Техническое воплощение основных правил TMN регламентируется целыми наборами рекомендаций, которые не локализованы в серии M и были разработаны в разные годы разными группами специалистов. Соединить данные рекомендации в единое “смысловое поле” довольно сложно, в виду того, что основные цели, степень детализации и направленность отдельных рекомендаций далеко не всегда соответствует проблематике создания систем управления телекоммуникациями.
-В рекомендациях МСЭ проблема управления телекоммуникационными сетями с точки зрения реальных операторов, производителей и потребителей освещается настолько абстрактно и настолько не соответствует современным реалиям, что многие технологические решения, определяемые такой абстракцией, оказываются просто невостребованными и ненужными.
-Многими экспертами реализация TMN-интерфейсов рассматривается неоправданно сложным и дорогостоящим делом. Считается, что протокольные стеки, регламентированные для Q-интерфейса, являются слишком “перегруженными” и “тяжёлыми”. Также считается, что верхние уровни модели OSI для данных протокольных стеков стандартизованы довольно слабо, являются довольно абстрактными, и кроме того сильно усложнены по структуре и методам взаимодействия. Такая ситуация приводит к неоднородности интерпретации интерфейсов различными разработчиками. Чрезмерная сложность сказывается на надёжности и цене программного обеспечения.
-Наличие новых, более рентабельных, надёжных и, что очень немаловажно, популярных коммерческих технологий, предоставляющих новые средства реализации интерфейсов, однозначно ослабляют позиции TMN.
-Ощутимо медленное развитие, изменение и детализация TMN в соответствии с изменениями, происходящими в области компьютерной и телекоммуникационной индустрии.
Несмотря на указанные недостатки TMN все же является наиболее перспективной схемой построения системы управления телекоммуникационными сетями.
Контрольные вопросы
1. Расшифруйте аббревиатуру TMN?
2. Что является объектами управления в TMN;
3. Какие интерфейсы применяются при обмене командами управления?
4. Поясните функции прикладного уровня TMN;
5. Каковы минимальные возможности TMN;
6. Область применения TMN. Приведите примеры;
7. Перечислите функциональные группы задач управления;
8. Какие характеристики являются основными при исследовании архитектуры TMN;
9. Что понимается под архитектурой TMN?
10. Из каких основных компонентов состоит функциональная архитектура TMN?
11. Какие функции TMN описаны в NEF?
12. Какие функции выполняет бок TF?
13. Назначение физической архитектуры TMN;
14. Перечислите функции Q-адаптера и Х-адаптера. В чем их различие?
15. Какие интерфейсы в сети управления используются в опорных точках X, F, Q?
16. Поясните различие между интерфейсом Q3 и Qx;
17. Объясните схему взаимодействия между менеджером, агентом и управляемым объектом;
18. Что такое логическая архитектура TMN?
19. Какие функции TMN исполняются на уровне управления элементом сети?
20. Какие показатели являются примером перспективности TMN?
21. Какие недостатки имеет TMN?
5 УПРАВЛЯЮЩИЕ ПРОТОКОЛЫ TMN
Протоколы управления (или коммуникационные протоколы) относятся к протоколам прикладного уровня семиуровневой модели взаимодействия открытых систем. Основное назначение протоколов – передача управляющего воздействия от программы-менеджера к программе-агенту, а также передача уведомления/подтверждения о результатах, к которым привело управляющее воздействие. Таким образом, протоколы поддерживают информационную модель TMN, хотя могут рассматриваться как альтернативные технологии управления устройствами и сетями связи.
К одним из наиболее известных и распространённых управляющих протоколов относятся протоколы SNMP (Simple Network Management Protocol –простой протокол сетевого управления) и CMIP (Common Management Information Protocol –протокол общей управляющей информации).
Рассмотрим подробнее каждый из перечисленных протоколов.
5.1 Общие сведения о протоколе SNMP
В системах управления, построенных на основе протокола SNMP, стандартизируются следующие элементы:
протокол взаимодействия агента и менеджера;
язык описания моделей MIB и сообщений SNMP - ASN.1 (стандарт ISO 8824: 1987, рекомендации ITU-T X.208);
несколько конкретных моделей MIB.
Протокол SNMP и тесно связанная с ним концепция SNMP MIB были разработаны для управления маршрутизаторами Internet как временное решение. Но простота и эффективность решения обеспечили успех этого протокола, и сегодня он используется при управлении практически любыми видами оборудования и программного обеспечения вычислительных сетей.
SNMP – это протокол прикладного уровня, разработанный для стека TCP/IP, хотя имеются его реализации и для других стеков. Протокол SNMP используется для получения от сетевых устройств информации об их статусе, производительности и других характеристиках, которые хранятся в базе данных управляющей информации MIB. Простота SNMP во многом определяется простотой MIB SNMP, особенно их первых версий MIBI и MIBII.
Агент в протоколе SNMP – это обрабатывающий элемент, который обеспечивает менеджерам, размещённым на управляющих станциях сети, доступ к значениям переменных MIB и тем самым даёт им возможность реализовывать функции по управлению и наблюдению за устройством .
SNMP определяет сеть как совокупность сетевых управляющих станций и элементов сети (шлюзы и маршрутизаторы, терминальные серверы), которые совместно обеспечивают административные связи между сетевыми управляющими станциями и сетевыми агентами.
В настоящее время существуют две версии SNMP: SNMPv1 и SNMPv2. Обе версии имеют много общего, однако SNMPv2 предоставляет некоторые преимущества, например дополнительные операционные возможности протокола. Стандартизация версии SNMPv3 в целом завершена, но версия 3 не нашла пока широкого применения.
SNMP использует дейтаграммный транспортный протокол UDP, не обеспечивающий надёжной доставки сообщений. А протокол TCP весьма загружает управляемые устройства, которые на момент разработки SNMP были не очень мощные, поэтому пришлось отказаться от TCP .
К недостаткам протокола SNMP можно отнести следующее:
-отсутствие средств взаимной аутентификации агентов и менеджеров. Версия SNMPv2 должна была ликвидировать этот недостаток, но в результате разногласий между разработчиками стандарта новые средства аутентификации хотя и появились в этой версии, но как необязательные.
-работа через ненадёжный протокол UDP (а именно так работает большинство реализаций агентов SNMP) приводит к потерям аварийных сообщений (сообщений trap) от агентов к менеджерам, что может привести к некачественному управлению.
5.2 Протокол общей управляющей информации CMIP
Доступ к управляющей информации, хранящейся в управляемых объектах, обеспечивается с помощью элемента системы управления, называемого элементом услуг общей управляющей информации CMISE (Common Management Information Service Element). Служба CMISE построена в архитектуре распределённого приложения, где часть функций выполняет менеджер, а часть – агент. Взаимодействие между менеджером и агентом осуществляется по протоколу CMIP. Услуги, предоставляемые службой CMSIE, называются услугами CMIS (Common Management Information Services –общие услуги информации управления).
Протокол CMIP и услуги CMIS определены в стандартах X.710 и X.711 ITU-T.
CMIS определяют функции контроля и управления сетью и обеспечивают интерфейс пользователя. CMIP используется для поддержки обмена информацией управления, чтобы эксплуатировать сеть связи, осуществлять управление и обеспечивать нормальный режим функционирования сети. CMIS и CMIP являются частью большого и сложного набора стандартов для управления системами на основе модели ВОС. При этом CMIP обеспечивает взаимодействие открытых систем на прикладном уровне.
CMIP основан на базе данных управления (Management Information Base, MIB), то есть на совокупности управляемых объектов. Эти объекты имеют атрибуты, обладают некоторым поведением, могут быть созданы и удалены и инициируют в прикладной программе специфические действия, которые запрашиваются менеджером.
Поведение объекта обусловлено ресурсом управления, который этот объект представляет. Например, функционирование терминального окончания соединительной линии или канала связи может зависеть от функционирования (поведения) других компонентов системы, например системы синхронизации или физической среды переноса сигнала электросвязи.
Протокол CMIP используется CMISE для сбора, обмена и изменения информации об управляемых объектах. Это позволяет осуществлять управление элементами всех уровней модели ВОС. CMIP – это протокол, у которого нет “интеллектуальных” программ-агентов, напротив, агенты CMIP на объектах управления более интеллектуальны, чем их аналоги в других стандартах сетевого управления.
CMIP формирует протокольные блоки данных (PDU) и осуществляет обмен PDU между одноуровневыми услугами CMISE, чтобы реализовать сервисы CMIS. CMIP используется для обеспечения услуг управления операциями и услуг передачи уведомлений CMISE (рисунок 13).
Услуги CMIS разделяются на две группы – услуги, инициируемые менеджером (запросы), и услуги, инициируемые агентом (уведомления).
Услуги, инициируемые менеджером, включают следующие операции:
-M-CREAT инструктирует агента о необходимости создать новый экземпляр объекта определённого класса или новый атрибут внутри экземпляра объекта;
-M-DELETE инструктирует агента о необходимости удаления некоторого экземпляра объекта определённого класса или атрибута внутри экземпляра объекта;
-M-GET инструктирует агента о возвращении значения некоторого атрибута определённого экземпляра объекта;
-M-SET инструктирует агента об изменении значения некоторого атрибута определённого экземпляра объекта;
-M-ACTION инструктирует агента о необходимости выполнения; определённого действия над одним или несколькими экземплярами объектов.
Агент инициирует только одну операцию: M-EVENT-REPORT –отправка уведомления менеджеру.
CMIP определяет функции управления сетью и предоставляет следующие виды услуг:
-управление конфигурацией – внешним очертанием, взаимным расположением компонентов сети;
-управление защитой данных;
-контроль безопасности данных;
-проведение учёта работы сети;
-управление качеством функционирования;
-ведение службы каталогов.
Рисунок 13 – Взаимосвязь протокольных блоков CMIS и CMIP
Теоретически CMIS/CMIP обеспечивают намного более мощные средства управления, чем коммерчески более успешный SNMP. Стандарты CMIS/CMIP обеспечивают управление на всех уровнях модели ВОС, однако более удобны для управления верхними уровнями. CMIS/CMIP позволяют в рамках модели ВОС предлагать жизнеспособные стандарты для прикладных программ управления сетями связи. Протоколы CMIS/CMIP разрабатывались при финансовой поддержке правительств ведущих западных стран и крупных поставщиков сетевого и вычислительного оборудования.
Стандарты CMIS/CMIP превосходят конкурирующий стандарт SNMP по уровню решений проблем информационной безопасности. В частности, поэтому в версии 3 протокола SNMP существенное внимание уделено именно вопросам информационной безопасности. Стандарты CMIS/CMIP имеют много функций контроля, управления и поддержки сложных инфраструктур современных сетей связи. Ориентация на объекты управления и объектно-ориентированный подход позволяет стандартам CMIS/CMIP оставаться базовыми в концепции TMN.
Из имеющихся недостатков CMIS/CMIP основным считается отсутствие полного набора реализаций стека сетевых протоколов ВОС на основе принципов управления, заложенных в CMIS/CMIP.
5.3 Сравнение протоколов SNMP и CMIP
- Применение протокола SNMP позволяет строить как простые, так и сложные системы управления, а применение протокола CMIP определяет некоторый, достаточно высокий начальный уровень сложности системы управления, так как для его работы необходимо реализовать ряд вспомогательных служб, объектов и баз данных объектов.
- Агенты CMIP выполняют, как правило, более сложные функции, чем агенты SNMP. Из-за этого операции, которые менеджеру можно выполнить над агентом SNMP, носят атомарный характер, что приводит к многочисленным обменам между менеджером и агентом.
- Уведомления (traps) агента SNMP посылаются менеджеру без ожидания подтверждения, что может привести к тому, что важные сетевые проблемы останутся незамеченными, так как соответствующее уведомление окажется потерянным, в то время как уведомления агента CMIP всегда передаются с помощью надёжного транспортного протокола и в случае потери будут переданы повторно.
- Решение части проблем SNMP может быть достигнуто за счёт применения более интеллектуальных MIB, но для многих устройств и ситуаций таких MIB нет.
- Протокол CMIP рассчитан на интеллектуальных агентов, которые могут по одной простой команде от менеджера выполнить сложную последовательность действий.
- Протокол CMIP существенно лучше масштабируется, так как может воздействовать сразу на несколько объектов, а ответы от агентов проходят через фильтры, которые ограничивают передачу управляющей информации только определённым агентам и менеджерам.
Контрольные вопросы
1. Кой уровень согласно OSI занимают протоколы управления?
2. Какую модель TMN поддерживают протоколы управления?
3. Какой протокол используется в SNMP?
4. Укажите недостатки и достоинства SNMP;
5. Поясните основное назначение CMIP и CMIS. Объясните их взаимосвязь;
6. Приведите примеры команд, инициируемые менеджером;
7. Проведите сравнение CMIP и CMIS. Выделите основные достоинства и недостатки каждого;