11. По для диагностики и анализа сетей

Сетевое ПО является достаточно сложным программным обеспечением, к тому же надежность его функционирования зависит от корректности работы физической компоненты сети (сетевые карты, линии связи), поэтому важной частью сетевого ПО являются подсистема анализа показателей и поиска неисправностей в сетях.

Устойчивая работа современных организаций существенно зависит от устойчивости функционирования вычислительной сети, при этом роль диагностического сетевого ПО и оборудования возрастает. На первом этапе анализа обычно используются штатно входящие в состав ОС утилиты ping, tracert, netstat, route, arp, hostname, ipconfig, nbtstat, netstat и др.

Важную информацию о производительности сети дают анализаторы протоколов (аппаратно-программные устройства, физически подключаемые к сети с целью перехвата и анализа циркулирующей в сети информации, причем часто функцию такого устройства выполняет сам сетевой компьютер с соответствующим программным обеспечением). Анализаторы протоколов позволяют анализировать параметры работы сети на любом уровне начиная с физического (от анализа обрыва до выявления сетевых коллизий и анализа сети на уровне протоколов верхнего уровня). К программным средствам тестирования сетей относятся пакеты LANalyzer for NetWare, LANalizer for Windows и LANTEST (фирма Novell), утилита SysInfo (Symantec) и др.

Анализ функционирования сети - трудоемкий процесс, требующий высокой квалификации персонала, однако затраты на анализ сети обычно (для серьезных сетевых применений) себя оправдывают (вследствие повышения устойчивости работы сети).

Интересным (и полезным) классом ПО являются пакетные анализаторы (снифферы, от sniffer - вынюхиватель) - утилиты, осуществляющие просмотр и анализ содержимого сетевого трафика в заданном сегменте сети; подобное ПО может использоваться, например, для ‘отлова’ сообщений с заданными ключевыми словами (закодированные сообщения требуют последующей расшифровки). К простым ПО подобного класса относится, например комплект SpyNet (simik.lgg.ru/spynet312.exe); в штатную поставку Windows’NT 4.0 Server входит утилита Network Monitor (устанавливается добавлением сервиса Network Monitor Tools & Agent). Функции сниффера естественно поддерживаются североамериканским проектом ЭШЕЛОН (анализ содержимого линий связей Европы) и пресловутой отечественной системой СОРМ (тотальное протоколирование трафика Сети, подробнее см. www.ice.ru/libertarium/sorm).

Примерами программ анализа и моделирования вычислительных сетей служат COMNET III (фирма CACI Products Company, www.caciasi.com) и OPNET(OPNET, www.mil3.com). Подобные системы используют для задания исходных данных проблемно-ориентированные языки (например, MODSIM или SIMSCRIPT) c графическими расширениями; имеются библиотеки моделей протоколов и аппаратных сетевых средств. При моделировании выявляются ‘узкие’ места, задержки в передаче данных, загрузка линий, длины очередей, пиковые нагрузки; в конечном итоге обеспечивается возможность сравнения различных архитектур построения сетей, определять размещение серверов, рассчитывать трафик.

К пакетам интерактивного проектирования сетей относится NetSuit Advanced Professional (фирма NetSuit Development); система позволяет изображать поэтажную схему здания с размещенными компьютерами и сетевым оборудованием, проверять допустимость их совместного использования и иные ограничения.

Анализаторы протоколов и программы моделирования сети

В ходе проектирования новой или модернизации старой сети часто возникает необходимость в количественном измерении некоторых характеристик сети таких, например, как интенсивности потоков данных по сетевым линиям связи, задержки, возникающие на различных этапах обработки пакетов, времена реакции на запросы того или иного вида, частота возникновения определенных событий и других характеристик.

Для этих целей могут быть использованы разные средства и прежде всего - средства мониторинга в системах управления сетью. Некоторые измерения на сети могут быть выполнены и встроенными в операционную систему программными измерителями, примером тому служит компонента ОС WindowsNT PerformanceMonitor. Даже кабельные тестеры в их современном исполнении способны вести захват пакетов и анализ их содержимого.

Но наиболее совершенным средством исследования сети является анализатор протоколов. Процесс анализа протоколов включает захват циркулирующих в сети пакетов, реализующих тот или иной сетевой протокол, и изучение содержимого этих пакетов. Основываясь на результатах анализа, можно осуществлять обоснованное и взвешенное изменение каких-либо компонент сети, оптимизацию ее производительности, поиск и устранение неполадок. Очевидно, что для того, чтобы можно было сделать какие - либо выводы о влиянии некоторого изменения на сеть, необходимо выполнить анализ протоколов и до, и после внесения изменения.

Анализатор протоколов представляет собой либо самостоятельное специализированное устройство, либо персональный компьютер, обычно переносной, класса Notebook, оснащенный специальной сетевой картой и соответствующим программным обеспечением. Применяемые сетевая карта и программное обеспечение должны соответствовать топологии сети (кольцо, шина, звезда). Анализатор подключается к сети точно также, как и обычный узел. Отличие состоит в том, что анализатор может принимать все пакеты данных, передаваемые по сети, в то время как обычная станция - только адресованные ей. Программное обеспечение анализатора состоит из ядра, поддерживающего работу сетевого адаптера и декодирующего получаемые данные, и дополнительного программного кода, зависящего от типа топологии исследуемой сети. Кроме того, поставляется ряд процедур декодирования, ориентированных на определенный протокол, например, IPX. В состав некоторых анализаторов может входить также экспертная система, которая может выдавать пользователю рекомендации о том, какие эксперименты следует проводить в данной ситуации, что могут означать те или иные результаты измерений, как устранить некоторые виды неисправности сети.

Программные пакеты имитационного моделирования

Анализаторы протоколов незаменимы для исследования реальных сетей, но они не позволяют получать количественные оценки характеристик для еще не существующих сетей, находящихся в стадии проектирования. В этих случаях проектировщики могут использовать средства имитационного моделирования, с помощью которых разрабатываются модели, воссоздающие информационные процессы, протекающие в сетях.

Существуют специальные, ориентированные на моделирование вычислительных сетей программные системы, в которых процесс создания модели как таковой вообще отсутствует. Такие программные системы сами генерируют модель сети на основе исходных данных о ее топологии и используемых протоколах, об интенсивностях потоков запросов между компьютерами сети протяженности линий связи, о типах используемого оборудования и приложений. Программные системы моделирования могут быть узко специализированными и достаточно универсальными, позволяющие имитировать сети самых различных типов. Качество результатов моделирование в значительной степе ни зависит от точности исходных данных о сети, переданных в систему имитационного моделирования.

Программные системы моделирования сетей - инструмент, который может пригодиться любому администратору корпоративной сети, особенно при проектировании новой сети или внесении кардинальных изменений в уже существующую. Продукты данной категории позволяют проверить последствия внедрения тех или иных решений еще до оплаты приобретаемого оборудования. Конечно, большинство из этих программных пакетов стоят достаточно дорого, но и возможная экономия может быть тоже весьма ощутимой.

Программы имитационного моделирования сети используют в своей работе информацию о пространственном расположении сети, числе узлов, конфигурации связей, скоростях передачи данных, используемых протоколах и типе оборудования, а также о вып олняемых в сети приложениях.

Рынок систем имитационного моделирования представлен продуктами различного класса - от простых программ, предназначенных для установки на персональном компьютере, до мощных сетевых пакетов. Стоимость систем высшего класса может доходить до нескольких десятков тысяч долларов. Так, популярная система COMNETIII компании CACIProducts составляет $35000 - $40000.

Система имитационного моделирования COMNET позволяет анализировать работу сложных сетей, работающих на основе практически всех современных сетевых технологий и включающих как локальные, так и глобальные связи.

Система COMNET состоит из нескольких основных частей, работающих как автономно, так и в комплексе:

COMNETBaseliner - пакет, предназначенный для сбора исходных данных о работе сети, необходимых для проведения моделирования.

COMNETIII вместе с пакетом AdvanceFeaturesPack - система детального моделирования сети.

COMNETPredictor - система быстрой оценки производительности сети.

Если для задания информации о топологии сети не нужно иметь реальную сеть, то для сбора исходных данных о интенсивности источников сетевого трафика могут потребоваться измерения на пилотных сетях, представляющих собой натурную модель проектируемой сети. Эти измерения могут быть выполнены различными средствами, в том числе и с помощью анализаторов протоколов.

Помимо получения исходных данных для имитационного моделирования пилотная сеть может использоваться для решения самостоятельных важных задач. Она может дать ответы на вопросы, касающиеся принципиальной работоспособности того или иного технического решения или совместимости оборудования. Натурные эксперименты могут потребовать значительных материальных затрат, но они компенсируются высокой достоверностью полученных результатов.

Пилотная сеть должна быть как можно более похожа на ту сеть, которая создается, для выбора параметров которой и создается пилотная сеть. Для этого необходимо в первую очередь выделить те особенности создаваемой сети, которые могут оказать наибольшее влияние на ее работоспособность и производительность.

Если имеются сомнения в совместимости продуктов разных производителей, например, коммутаторов, поддерживающих виртуальные сети или другие пока не стандартизованные возможности, то в пилотной сети должны проверяться на совместимость именно эти устройства и именно в тех режимах, которые вызывают наибольшие сомнения.