3.Сетевое управление. Протокол snmp. Сети Frame Relay

Управление сетями связи — согласно закону «О связи», совокупность организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение функционирования сети связи, в том числе регулирование трафика. В настоящее время управление сетями связи сводится к процессам наблюдения и контроля состояния узлов, линий и взаимодействий узлов, а также управление работой приложений.

Существует ряд аспектов построения системы управления сетями специальной связи. Основные из них — это:

архитектура системы управления;

структура системы управления;

уровни управления;

области управления;

методы и используемые протоколы.

На сегодняшний день наиболее широко распространенной и проверенной на практике является архитектура, реализованная в концепции TMN. Данная концепция предлагает многоуровневую архитектуру управления, основанную на модели агент-менеджер. Подробное описание данной концепции, механизмов и интерфейсов взаимодействия элементов системы приведено в рекомендации M.3010.

Но в последнее время становится явно видно, что возможностей концепции TMN не хватает для интегрированного управления сложными телекоммуникационными системами. Например, совокупностью распределенных биллинговых систем и систем баз данных. Управление подобными системами на основе TMN возможно, но связано с различными трудностями, проблемами масштабируемости системы управления и значительным ростом служебного трафика системы управления.

Возможным решением для управления такими системами является использование объектно-ориентированного подхода. Одним из наиболее перспективных направлений развития является использование концепции CORBA.

SNMP — один из первых и наиболее простой протокол управления, в настоящий момент актуальной является третья версия протокола, поддерживается в очень большом количестве устройств;

SNMP (англ. Simple Network Management Protocol — простой протокол управления сетями) — это протокол управления сетями связи на основе архитектуры UDP. Устройства, которые обычно поддерживают SNMP это роутеры, свитчи, серверы, рабочие станции, принтеры, модемы и т.д. SNMP является компонентом стека протоколов TCP/IP, как это определено Инженерным советом Интернет (Internet Engineering Task Force, IETF) Он состоит из набора стандартов сетевого управления, включая протокол передачи данных прикладного уровня, схему базы данных и набора объектов.[1]

На основе концепции TMN в 1980—1990 гг. различными органами стандартизации был выработан ряд протоколов управления сетями передачи данных с различным спектром реализации функций TMN. К одному из типов таких протоколов управления относится SNMP.

Также эта технология призвана обеспечить управление и контроль за устройствами и приложениями в сети связи путём обмена управляющей информацией между агентами, располагающимися на сетевых устройствах, и менеджерами, расположенными на станциях управления. SNMP определяет сеть как совокупность сетевых управляющих станций и элементов сети (главные машины, шлюзы и маршрутизаторы, терминальные серверы), которые совместно обеспечивают административные связи между сетевыми управляющими станциями и сетевыми агентами.

Обычно при использовании SNMP присутствуют управляемые и управляющие системы. В состав управляемой системы входит компонент, называемый агентом, который отправляет отчёты управляющей системе. По существу SNMP агенты передают управленческую информацию на управляющие системы как переменные (такие как «свободная память», «имя системы», «количество работающих процессов»).

Переменные, доступные через SNMP, организованы в иерархии. Эти иерархии и другие метаданные (такие, как тип и описание переменной) описываются Базами Управляющей Информации.

Протокол frame relay опирается на концепцию пакетной коммутации, и, как следствие, он больше подходит для передачи клиент-серверного трафика по глобальной сети. С помощью этой технологии несколько абонентов могут совместно использовать одну и ту же магистраль таким образом, что каждый из них получает необходимую ему пропускную способность в нужный для себя момент. Одно из основных преимуществ

frame relay состоит в том, что он обслуживает пакетные посылки данных таким образом, что абонентские сети могут отправлять столько данных по сети frame relay, сколько им необходимо в тот или иной момент времени. Frame Relay действует быстрее и работает с меньшими задержками, чем классический проткол коммутации пакетов X.25.

Технология frame relay в основном используется при решении таких прикладных задач, как осуществление соединений между локальными сетями, когда локальные сети, работающие в среде Ethernet, Token Ring или других, взаимодействуют между собой посредством глобальной сети (WAN).

Протокол frame relay ориентирован на установление соединения. Виртуальное соединение - постоянное или коммутируемое (PVC или SVC) - необходимо установить прежде, чем два узла смогут обмениваться друг с другом информацией. PVC (Permanent Virtual Circuit - постоянный виртуальный канал) - это постоянное соединение между двумя узлами, и оно не может быть произвольным образом разорвано. Напротив, SVC (Switched Virtual Channel - коммутируемый виртуальный канал) обеспечивает по требованию коммутируемый сервис frame relay между двумя узлами. Предназначение этих соединений состоит в расширении области применения frame relay на другие типы приложений, такие как голос, видео и защищенные приложения Internet, помимо прочих. Однако в настоящее время SVC не получили широкого распространения, поскольку реализовать их сложнее, чем PVC. Как следствие, PVC является наиболее распространенным режимом связи в сети frame relay.

Каждое соединение PVC, как и SVC, идентифицируется уникальным образом посредством идентификатора канала передачи данных (Data-Link Control Identifier, DLCI). DLCI схож с телефонным номером, за тем исключением, что сфера его действия ограничивается только локальным участком сети. Благодаря этому разные маршрутизаторы в сети могут повторно использовать тот же самый DLCI, что позволяет сети поддерживать большее число виртуальных каналов.

Соединения frame relay функционируют на канальном уровне (второй уровень модели Взаимодействия Открытых Систем [OSI]). В сети frame relay данные делятся на кадры (frames) переменной длины (аналогично пакетам в локальной сети), содержащие адресную информацию. Кадр является единицей передачи информации (Protocol Data Unit). Он состоит из нескольких полей (см. рис. 2). Стандарт frame relay не ограничивает размер кадров, однако сеть frame relay поддерживает чаще всего минимальный размер кадров в 262 байта, а наиболее распространенные реализации употребляют кадры от 1600 до 4096 байтов.

Ввиду отсутствия в frame relay управления потоком пользователи могут отправлять в сеть столько данных, сколько им необходимо.По этой причине была разработана концепция согласованной скорости передачи информации (Committed Information Rate, CIR). CIR - минимальная пропускная способность, гарантированная каждому PVC или SVC. Эта скорость (в битах в секунду) выбирается абонентом в соответствии с объемом данных, которые он собирается передавать по сети, и гарантируется она оператором frame relay. Скорость может варьироваться от 16 Кбит/с до 44,8 Мбит/с. Если пропускная способность сети frame relay в данный момент свободна, то абонент может превысить согласованное значение CIR.

На основе всего вышесказанного можно выделить основные преимущества сетей frame relay:

динамическое распределение пропускной способности канала связи;

низкая задержка доставки пакетов в сети;

возможность предоставления пропускной способности по требованию;

возможность установки приоритетов для разных видов трафика.

Физически сети frame relay образуют ячеистую структуру коммутаторов. Одно из преимуществ такой ячеистой конфигурации состоит в том, что она обеспечивает определенную степень отказоустойчивости. Если из-за выхода из строя какого-либо узла PVC становится недоступным, то соседний коммутатор перенаправит

соединение по альтернативному информационному каналу. В результате характеристики передачи лишь несколько ухудшатся. Кроме того, благодаря такой ячеистой конфигурации коммутаторы могут направлять кадры в обход других коммутаторов, если те испытывают значительную перегрузку.

6.Маршрутизация. Статическая маршрутизация.

Маршрутизация – это функция сетевого уровня, которая заключается в том, что информация должна быть отправлена по наиболее оптимальному пути при любой сложности структуры сети и любом количестве возможных путей прохождения информации.

Для выполнения поиска оптимального пути соединения между собой двух станций в сети используются спец. устройства, называемые маршрутизаторами, которые строят в своей памяти спец. таблицу, называемую таблицей маршрутизации,

В отличие от используемых протоколов динамической маршрутизации, статическая маршрутизация позволяет в некотором смысле упростить организацию управления маршрутами и уменьшить величину служебного трафика, что является одним из основных преимуществ статической маршрутизации.

Настройка статической маршрутизации осуществляется администратором соответствующего сегмента сети посредством прямого внесения информации обо всех имеющихся маршрутах непосредственно в таблицы маршрутизации.

Главный недостаток – невозможность динамического обновления информации о маршрутах. Таким образом, если прописанный маршрут оказывается недостижимым, информация о нем в таблице не обновляется (в случае с динамической маршрутизацией данная информация удаляется) и получатели по этому маршруту считаются недостижимы.