10.2. Система управления на базе архитектуры tmn
Одной из основополагающих моделей в сфере управления сетями телекоммуникаций является модель Telecommunications Management Network-TMN (Сеть Управления Электросвязью), определенная в рекомендациях ITU-T серии М.3000-М.3100.
Она представляет собой систему управления неоднородной составной телекоммуникационной сетью, построенной на разных технологиях, оборудовании и программном обеспечении. В создании стандартов TMN участвовали практически все ведущие международные организации по стандартизации - ISO, ITU-T, ETSI. Архитектура TMN основана на известных общих принципах и моделях управления OSI - в частности, задачи TMN соответствуют пяти группам функций управления, перечисленным выше.
Хотя TMN во многом использует существующие общие стандарты управления OSI и МСЭ, имеются и специальные стандарты, присущие только системам TMN. Одним из таких стандартов является стандарт МСЭ-Т М.3010. Он определяет базовые принципы TMN, а именно:
функциональную архитектуру, которая описывает основные функциональные блоки TMN-систем - операционные системы, сетевые элементы, рабочие станции, промежуточные устройства сопряжения, Q-адаптеры - и определяет интерфейсы между ними;
информационную архитектуру, которая стандартизует использование в системах управления TMN объектно-ориентированного подхода и концепции взаимодействия агентов и менеджеров на основе протокола CMIP/CMIS;
физическую архитектуру, которая отображает функциональные блоки TMN на физические компоненты сети и описывает интерфейсы между различными физическими компонентами;
логическую многоуровневую архитектуру, в соответствии с которой задача TMN может быть декомпозирована на несколько подзадач, образующих следующую иерархию уровней:
- элементы (Network Elements);
- управление элементами (Element Management Layer);
- управление сетью (Network Management Layer);
- управление обслуживанием (Service Management Layer);
- административное управление (Business Management Layer).
Функциональная архитектура системы управления и эксплуатационного обслуживания применительно к МСС на базе КТВ, построенная на основе архитектуры TMN, представлена на рис. 10.1.
Рис.10.1. Функциональная архитектура системы управления и эксплуатационного обслуживания применительно к МСС на базе КТВ
Характерными особенностями СУЭТО МСС, построенной на базе архитектуры TMN, являются:
Трехуровневая иерархия организации процессов функционирования, включающая:
уровень управления объединенной сетью;
уровень управления ее подсетями;
уровень управления элементами подсетей.
Организация двухслойной виртуальной подсети ПД управляющей информации. Компонентами этой подсети ПД являются:
виртуальная подсеть ПД управления объединенной сети, охватывающая верхний уровень иерархии управления;
совокупность виртуальных подсетей ПД управления подсетью, каждая из которых охватывает два нижних уровня иерархии управления.
Реализация стандартной схемы администрирования типа «Менеджер-менеджер/Менеджер-Агент/Агенты» со следующим распределением ролей функционирования между типами служб в иерархии управления:
служба управления сетью (СУС), функционируя в роли «Менеджер-менеджер», является управляющим процессом для всех нижележащих служб;
служба управления подсетью (СУП), функционируя в роли «Менеджер-Агент», является управляемым процессом уровня со стороны вышележащей службы СУС и управляющим процессом для нижележащих служб своей подсети;
служба управления элементами, функционируя в роли «Менеджер-Агент» является управляемым процессом уровня со стороны вышележащей службы СУП своей подсети и управляющим процессом для Службы управления элементами 1 (СУЭ1) и Службы управления элементами 2 (СУЭ2) группы элементов своей подсети;
СУЭ1, функционируя в роли «Агент», является управляемым процессом со стороны вышележащей службы СУЭ своей подсети и управляющим процессом для элемента подсети;
СУЭ2, функционируя в роли «Агент-посредник», является управляемым процессом со стороны вышележащей службы СУЭ своей подсети и управляющим процессом для неинтеллектуального объекта управления.
Обеспечение обмена управляющей информацией между иерархически распределенными процессами функционирования на основе стандартных интерфейсов.
В архитектуре TMN заложены различные варианты взаимодействия менеджера со встроенными в оборудование агентами. Это отражает многообразие ситуаций, возникающих при построении реальных систем. Идеальным вариантом для архитектуры TMN является взаимодействие менеджера с агентами по «родному» интерфейсу Q3. Другой вариант основан на использовании так называемого Q-адаптера, который при отсутствии встроенного агента Q3 преобразует частный интерфейс агента, например SNMP, в интерфейс Q3. Третий вариант - встраивание в уже имеющуюся, но не поддерживающую стандарты TMN, систему управления агента, работающего по интерфейсу Q3.
Интерфейс Q3 построен на следующих принципах:
использование в качестве транспортного средства для передачи сообщений между агентом и менеджером полного семиуровневого стека протоколов, соответствующего модели OSI. Сегодня в его качестве могут выступать стеки ISO/OSI или TCP/IP;
использование на прикладном уровне для передачи сообщений протокола CMIP, а для передачи больших объемов данных - протокола FTAM (и тот и другой не определяются собственно архитектурой TMN, а являются протоколами стека ISO/OSI);
применение поверх протокола CMIP более содержательных протоколов взаимодействия между агентом и менеджером, конкретизирующих отдельные функции управления, например, наблюдение за ошибками, измерение производительности и т. п.
Так как менеджер связывается с агентом при помощи полного транспортного стека, то при сборе данных от встроенных агентов можно использовать промежуточную маршрутизируемую сеть передачи данных произвольной сложности. Это обстоятельство является одним из важных компонентов открытости архитектуры TMN и направлено на объединение любых сетей, в том числе и таких, которые не могут переносить данные, используемые системой управления, в своих основных информационных потоках.
Протокол CMIP во многом обеспечивает масштабируемость TMN-систем. Он выгодно отличается от протокола SNMP тем, что обеспечивает возможность построения очень мощных в функциональном отношении и легко управляемых агентов. Например, агент CMIP способен по одной простой команде от менеджера выполнить определенный набор действий, для реализации которой агенту SNMP нужно было бы выдать сложную последовательность команд. Кроме того, агенты CMIP поддерживают такое понятие, как область действия (scope), что позволяет одной командой воздействовать сразу на все агенты, входящие в выбранную область. Агент CMIP может также осуществлять предварительную фильтрацию сообщений, снимая с менеджера эту рутинную работу. Отметим также, что использование поверх протокола CMIP протоколов более высокого уровня не является обязательным условием для того, чтобы интерфейс назывался интерфейсом Q3.
До недавнего времени системы управления телекоммуникационными сетями, использующие архитектуру TMN, строились в основном на индивидуальной основе, без использования платформ. Сейчас ситуация изменилась. Появились многофункциональные платформы TMN для приложений, реализующих управление телекоммуникационными сетями, например HP OV Telecom DM TMN, Digital TeMIP, Vertel TMN Manager Platform и Agent Platform, ISR Global Orbit и др. Эти платформы, кроме обычных функций, включают и ряд дополнительных функций и средств, необходимых для построения полноценной системы TMN, а именно:
средства ведения справочной системы, хранящей информацию о менеджерах и агентах, в том числе и о местах их дислокации в узлах сети. Справочная система позволяет им автоматически находить друг друга в сети по не связанным с местом их расположения именам.
средства создания репозитария - базы данных экземпляров управляемых объектов. Репозитарий хранит экземпляры объектов в иерархически упорядоченной форме, отражающей подчиненность элементов в реальной сети.
средства маршрутизации и фильтрации сообщений протокола управления CMIP, циркулирующих между агентами и менеджерами. При наличии большого числа агентов и менеджеров поддержка средств маршрутизации и фильтрации сообщений платформенными средствами освобождает приложения управления от большого объема рутинной работы и позволяет разработчикам агентов и менеджеров сосредоточиться на содержательной стороне управления.
средства корреляционного анализа потока сообщений для выявления причинно-следственных отношений в управляемой системе.
Инструментальные средства разработки и отладки индивидуальных классов управляемых объектов на основе стандартных библиотек классов типовых элементов, с помощью которых детально описываются родовые характеристики всех типовых элементов телекоммуникационных сетей, так что разработчик может либо использовать готовое описание элемента, имеющееся в библиотеке, либо дополнить его некоторыми индивидуальными атрибутами, создав на основе свойства наследования новый класс.
Разработчики TMN-платформ включают в свои продукты все достижения современных технологий в области распределенных приложений. Например, появление зрелых продуктов технологии CORBA, предназначенной для построения универсальных распределенных объектно-ориентированных приложений, привело к тому, что некоторые производители сочли необходимым включать в свои платформы соответствующие средства, такие, как брокер вызова объектов ORB и др.
Архитектура TMN обладает рядом характеристик, отличающих ее от основных конкурентов - SNMP-продуктов и фирменных систем управления, основанных на частных стандартах. Наиболее значимыми из них являются:
возможность интеграции разнородных сетей за счет комплексной стандартизации большого числа аспектов поведения и структуры системы управления, а также в силу международного характера стандартов TMN;
высокая степень масштабируемости решений благодаря наличию соответствующих свойств базового протокола взаимодействия агентов и менеджеров - протокола CMIP и имеющимся в архитектуре специальным элементам для построения больших распределенных систем: промежуточной сети передачи данных, средств маршрутизации и фильтрации сообщений между многочисленными менеджерами и агентами, центральной справочной базы данных, хранящей информацию об их свойствах и местоположении, и т. п.;
защищенность управления посредством использования открытых стандартов безопасности ISO/OSI.