Pobierz artykuł PDF

SYSTEMY ZARZDZANIA ZASOBAMI TELEINFORMATYCZNYMI
LILIANA BYCZKOWSKA
Instytut Informatyki Politechniki Łódzkiej
JANUSZ LIPIēSKI, PIOTR MACHOWSKI
WyĪsza Szkoła Informatyki
Streszczenie
W pracy przedstawiono problemy instalacji i konfiguracjĊ systemu zarządzania
pracą sieci telekomunikacyjnej. Omówiono architekturĊ i problemy współpracy systemu zarządzania TMN z siecią telekomunikacyjną. Podano zasady opracowywania
bezpiecznego systemu zarządzania. Przedstawiono opis usługi zarządzania ruchem w
sieci telekomunikacyjnej i teleinformatycznej
Słowa kluczowe: zarządzanie, telekomunikacja
1. Wstp
Telekomunikacyjne usługi multimedialne i szerokopasmowe sieci dostĊpowe stanowią obecnie najbardziej popularne i wzajemnie siĊ przenikające dziedziny współczesnej wymiany wiadomoĞci i danych. W celu ułatwienia wprowadzania nowoczesnych technologii w sieci na szybko
rozwijającym siĊ rynku przesyłania wiadomoĞci konieczne jest stosowanie rozwiązaĔ:
ƒ pozwalających na efektywne zarządzanie zasobami telefonicznymi,
ƒ zapewniających szybkie i niezawodne usuwanie usterek sieci,
ƒ zarządzających ekipami technicznymi w procesach nadzorowania i utrzymania sieci teleinformatycznych. [3]
W pracy omówione zostanie pojĊcie zarządzania zasobami sieci teletransmisyjnych oraz zastosowanie nowoczesnych rozwiązaĔ wykorzystywanych w telekomunikacji.
2. Charakterystyka Systemu Zarzdzania Sieci Telekomunikacyjn
Podczas projektowania sieci szerokopasmowej bardzo waĪnym czynnikiem jest dobór odpowiedniego systemu zarządzania. Dobry system zarządzania zapewnia dodatkowe moĪliwoĞci i
korzyĞci, które usprawniają pracĊ sieci. System zarządzania sieciami moĪna zdefiniowaü jako
obszar działaĔ obejmujący: administrowanie (wspomaganie Ğwiadczenia usług telekomunikacyjnych), sterowanie (działania adaptacyjne w stosunku do zmian zachodzących w otoczeniu telekomunikacji), utrzymanie (technika zapewniająca sprawne funkcjonowanie sieci), zabezpieczanie
(planowanie i przygotowanie do wdroĪeĔ nowych usług w sieci).
PojĊcie zarządzania siecią telekomunikacyjną TMN (ang. Telecommunications Management
Network) wprowadzone zostało przez komitet konsultacyjny ds. miĊdzynarodowej telefonii i telegrafii CCITT (ang. Consultative Commitee for International Telephony and Telegraphy) w dokumencie o numerze M.30 wydanym w 1988 roku. TMN nie jest rozwiązaniem technicznym, jest
normą przeznaczoną dla producentów i operatorów sieci telekomunikacyjnych. NormĊ tĊ stworzono w taki sposób, by mogła zostaü zastosowana we wszystkich rodzajach sieci.
21
POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ
Seria: Studia i Materiały, nr 5, 2006
OkreĞla ona struktury funkcji protokołów i wiadomoĞci, które mogą zostaü zastosowane przez
administratora w konkretnej istniejącej sieci.
Celem wprowadzenia architektury TMN jest ujednolicenie najwaĪniejszych problemów:
ƒ
sposobu reprezentacji informacji o zarządzanym elemencie w całym systemie,
ƒ
zbioru wspólnych komend słuĪących do komunikacji pomiĊdzy elementem zarządzanym a systemem zarządzającym.
Sieü TMN umoĪliwia zbieranie, przetwarzanie i przesyłanie danych dotyczących nadzoru sieci,
kontroli jej działania i utrzymania. MoĪe ona zarządzaü:
ƒ
urządzeniami teletransmisyjnymi (multipleksery, translatory, łącza kablowe, łącza radiowe, łącza satelitarne, systemy SDH),
ƒ
centralami, koncentratorami, sieciami WAN, LAN,
ƒ
urządzeniami pomocniczymi (zasilanie i klimatyzacja, systemy alarmowe, testery).
3. Zasady współpracy sieci telekomunikacyjnej z systemem zarzdzania TMN
Podstawowym celem TMN jest stworzenie zorganizowanej struktury, która powinna umoĪliwiü współpracĊ róĪnych systemów zarządzania OS (ang. Operating System) i urządzeĔ telekomunikacyjnych na podstawie standardowych protokołów i interfejsów.
sieü telekomunikacyjna
1
2
3
4
7
5
8
6
9
*
8
#
1 2
3
4 5
7 8
6
9
8
#
*
1
2
3
1
2
3
4
5
6
4
5
6
7
8
9
7
8
9
*
8
#
*
8
#
wĊzły
komutacyjne
systemy
transmisyjne
stacja
robocza
stacja
robocza
transmisja danych
IBM
IBM
system
zarządzania
system
zarządzania
TMN
Rysunek 1. Połączenie systemu TMN w sieci telekomunikacyjnej
Włączony w strukturĊ sieci telekomunikacyjnej system zarządzania siecią TMN powinien zapewniü:
ƒ
wymianĊ informacji dotyczących zarządzania pomiĊdzy siecią telekomunikacyjną a systemem TMN,
ƒ
przesyłanie informacji zarządzania pomiĊdzy poszczególnymi modułami systemu
TMN,
22
Liliana Byczkowska, Janusz LipiĔski, Piotr Machowski
Systemy zarządzania zasobami teleinformatycznymi
transfer formatu ujednoliconej postaci informacji zarządzania przesyłanej wewnątrz systemu TMN,
ƒ
przetwarzanie informacji dotyczącej zarządzania (np: odpowiednie reakcje na otrzymaną informacjĊ, analiza otrzymanych danych),
ƒ
dostarczenie informacji zarządzania do jej uĪytkownika,
ƒ
konwersjĊ informacji zarządzania do postaci uĪytecznej i zrozumiałej dla uĪytkownika,
ƒ
ochronĊ i bezpieczeĔstwo dostĊpu do informacji zarządzania.
Wszystkie metody zabezpieczeĔ stosowane w sieci zarządzania telekomunikacją są okreĞlone
w rekomendacjach i standardach. Zarządzanie zgodne z polityką bezpieczeĔstwa wykracza poza typowe ramy techniczne i staje siĊ obszarem organizacji przedsiĊbiorstw. Zarządzania bezpieczeĔstwem w Īaden sposób nie moĪna zautomatyzowaü, co wynika z charakteru spotykanych w rzeczywistoĞci zagroĪeĔ. [1]
ƒ
4. Architektura Systemu TMN
Tworzenie bezpiecznego systemu TMN wymaga opracowania nastĊpujących etapów obejmujących:
ƒ
fazĊ początkową,
ƒ
fazĊ projektowania, przeglądu i zatwierdzenia,
ƒ
fazĊ operacyjną
W fazie początkowej tworzy siĊ specjalną grupĊ ekspertów sterujących procesem analizy,
wprowadzenia, realizacji zabezpieczeĔ. Grupa taka stanowi przekrój stron biorących udział w
zarządzaniu: uĪytkowników, przedstawicieli poszczególnych działów, ekonomistów, inĪynierów
tworzących system.
W fazie projektowania, przeglądu i zatwierdzenia okreĞlona zostaje strategia zabezpieczeĔ,
strategiczne zasoby, dokonuje siĊ analizy ryzyka. NastĊpnie wybiera siĊ rozwiązania dogodne pod
wzglĊdem efektywnym i ekonomicznym.
Faza operacyjna to szkielet funkcjonowania zabezpieczeĔ w systemie. W fazie tej są wyróĪniane etapy: wykrycia zdarzenia, przetwarzania danych związanych z bezpieczeĔstwem, oceny
zdarzenia.
Rozwój ataków na sieci, starzenie siĊ algorytmów kryptograficznych, wzrost mocy obliczeniowej maszyn oraz przepustowoĞü sieci prowadzi do koniecznoĞci ciągłej kontroli i modyfikacji
zabezpieczeĔ. Prawdopodobnym czynnikiem, który zdeterminuje wprowadzanie zabezpieczeĔ dla
systemu TMN bĊdzie dynamiczny rozwój rynku telekomunikacyjnego. W ciągu kilku lat moĪna
spodziewaü siĊ pojawienia platform z zaimplementowanymi silnymi mechanizmami kryptograficznymi. [3]
Architektura TMN zawiera trzy grupy, które są rozpatrywane oddzielnie podczas projektowania i planowania. Grupy te obejmują:
ƒ
architekturĊ funkcjonalną – opisującą podstawowe funkcje okreĞlane jako składniki
funkcjonalne oznaczane symbolem FC (ang. Functional Component). Składniki te łączone są w bloki funkcjonalne oznaczane FB (ang. Function Block). Miejsca symbolizujące połączenie miĊdzy blokami okreĞlane są punktami odniesienia (ang. reference
point). Oznacza to funkcjonalnoĞü, która umoĪliwia objĊcie zasiĊgiem zarządzania całą
sieü i traktowanie jej jako jednego wirtualnego tworu. W wiĊkszoĞci przypadków takie
POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ
Seria: Studia i Materiały, nr 5, 2006
23
systemy udostĊpniają graficzną reprezentacjĊ sieci z widocznymi statusami urządzeĔ,
połączeniami, alarmami i innymi funkcjami specyficznymi dla danej sieci.
g
WSF
TMN
f
q
x
OSF
q
NEF
q
TF
m
Rysunek 2. Architektura funkcjonalna TMN
OSF- blok funkcjonalny systemów zarządzania, NEF- blok funkcjonalny poĞredniczenia,
WSF- blok funkcjonalny stacji roboczej, TF- blok funkcjonalny transformacji
ƒ
architekturĊ fizyczną – opisującą sposób implementacji funkcji TMN w czĊĞci fizycznej. Poszczególne czĊĞci dzielone są na bloki fizyczne oznaczane symbolem BB (ang.
Building Block), które w zaleĪnoĞci od pełnionych funkcji, zawierają wybrane bloki
funkcjonalne. Bloki fizyczne dokonują wymiany danych pomiĊdzy sobą za pomocą
standardowych interfejsów. Komunikacja miĊdzy systemami, a zarządzanymi urządzeniami odbywa siĊ przez porty szeregowe (połączenie lokalne) lub przez protokoły
transmisji danych (połączenie zdalne). Realizują one podstawowe funkcje zarządzania
elementami sieciowymi, takimi jak przełączniki, routery i przewaĪnie wykorzystują do
tego standardowy protokół SNMP (ang. Simple Network Management Protocol).
24
Liliana Byczkowska, Janusz LipiĔski, Piotr Machowski
Systemy zarządzania zasobami teleinformatycznymi
OS
TMN
OS
X
WS
F
DCN
Q
Q
Q
MD
Q
AD
Q
NE
NE
NE
Rysunek 3. Architektura fizyczna
OS- system zarządzania, AD- urządzenie adaptacyjne, MD- urządzenie poĞredniczące,
NE- element sieci, WS- stacja robocza, DCN- sieü transmisji danych
ƒ
architekturĊ informacyjną – opisującą sposób modelowania wymiany informacji zarządzania, który jest realizowany jako zarządca–agent. Wymiana informacji odbywa siĊ
przy pomocy protokołu CMIP (ang. Common Management Information Protocol). Jest
to protokół zarządzania siecią oparty na modelu OSI, szczególnie przydatny do współpracy z publiczną, komutowaną siecią telefoniczną. SłuĪy do formatowania wiadomoĞci
i transmitowania informacji miĊdzy programami zbierającymi dane. Przez usługĊ naleĪy rozumieü przykładowo wirtualną linie dzierĪawioną o okreĞlonej relacji oraz parametrach transmisyjnych, takich jak przepływnoĞü, opóĨnienie. System zarządzania usługami monitoruje na bieĪąco zakontraktowane przez uĪytkowników usług parametry i
tworzy raporty. Dla uproszczenia, systemy zarządzania elementami sieciowymi udostĊpniają graficzny interfejs z symulowanym obrazem urządzenia. Bardzo powszechne
staje siĊ zarządzanie przez interfejs WWW (ang. World Wide Web). W tym przypadku
do zarządzania elementami sieciowymi moĪe zostaü uĪyta dowolna przeglądarka internetowa. [5]
Zarządzanie siecią polega na administrowaniu wszystkimi zasobami komunikacyjnymi danego
systemu. Jest ono realizowane przez aplikacyjne procesy zarządzania SMAP (ang. System Management Application Process), które przetwarzają i wymieniają miĊdzy sobą informacje zarządzania.
Informacje te są przechowywane w specjalnej bazie okreĞlanej symbolem MIB (ang. Management Information Base). Baza taka zawiera w sobie obiekty zarządzane MO (ang. Managed
Objects), które odzwierciedlają fizyczne zasoby, którymi zarządza. Modelem zarządca-agent,
którego sposób zarządzania zawiera dwa typowe procesy. Są to:
ƒ
proces zarządzania MP (ang. Managing Process) – zarządca wydający procesowi agenta polecenia wykonania operacji na obiekcie zarządzanym,
POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ
Seria: Studia i Materiały, nr 5, 2006
ƒ
25
proces agenta AP (ang. Agent Process) – przekazuje procesowi zarządcy informacje
o zmianach stanu zarządzanych obiektów.
5. Zastosowanie TMN do zarzdzania systemami telekomunikacyjnymi
Od lat 70ych XX wieku dziĊki rozwojowi technologii komputerowych transmisja analogowa
zaczĊła byü wypierana przez transmisje cyfrową. Przełączniki elektromagnetyczne zastĊpowane
były elektronicznymi układami przełączającymi sterowanymi komputerowo z uĪyciem sygnalizacji we wspólnym kanale. W rezultacie otrzymano sieü składającą siĊ z dwóch logicznie róĪnych
podsieci, komutowana podsieü głosowa i podsieü sygnalizacyjna. Takie rozwiązanie daje duĪą
elastycznoĞü zarządzania siecią i kreowania nowych usług.
Wprowadzenie nowych moĪliwoĞci objĊtych normami architektury sieci inteligentnej zdefiniowanej przez CCITT dotyczących definicji standardowych usług, interfejsów pomiĊdzy centralami w systemie, urządzeniami przetwarzającymi oraz platform do obliczeĔ komputerowych,
umoĪliwia tworzenie rozbudowanych sieci z uĪyciem sprzĊtu i oprogramowania róĪnych firm. [4]
W systemie TMN moĪna wyróĪniü pewnego rodzaju segmenty, które odpowiadają za realizacjĊ usług komunikacyjnych. KaĪdy z segmentów stanowi zbiór aplikacyjnych elementów usługowych ASE (ang. Application Service Elements) współpracujących ze sobą. Element usługowy
zawiera:
ƒ
definicje realizowanych usług, zapisane w postaci zestawu operacji elementarnych,
ƒ
protokół, który pozwala na wymianĊ elementarnych operacji.
Model warstwy aplikacji dla celów zarządzania siecią przedstawia rys.4.
SMASE
ACSE
CMISE
Inne ASE
ROSE
WARSTWA PREZENTACJI
Rysunek 4. Model warstwy aplikacji
W modelu warstwowym aplikacji wyróĪniono nastĊpujące elementy:
ƒ
SMAE (ang. Systems Management Application Entity) – jest to segment aplikacyjny zarządzania systemami,
ƒ
SMASE (ang. Systems Management Application Sernice Element) – aplikacyjny element
usługowy zarządzania systemami,
ƒ
ASE (ang. Application Service Element) – usługowy element aplikacyjny,
ƒ
ACSE (ang. AssociationControl Service Element) – element usługowy sterowania skojarzeniami,
26
Liliana Byczkowska, Janusz LipiĔski, Piotr Machowski
Systemy zarządzania zasobami teleinformatycznymi
CMISE (ang. Common Management Information Sernice Element) – element usługowy
wspólnej informacji zarządzania,
ƒ
ROSE (ang. Remote Operations Service Element) – element usługowy zdalnych operacji.
Na rys.5. przedstawiony jest opis usługi zarządzania ruchem w sieci telekomunikacyjnej.
ƒ
OS
NE
POMIARY
Īadanie wykonania
pomiarów
WS
Inicjacja
monitorowania
sieci
dane z pomiarów
WSTĉPNE
PRZETWARZANIE
wskaĨniki ruchu
dane o konfiguracji sieci
Gromadzenie
danych
Analiza
danych
Prezentacja
stanu ruchu
Wykrywanie
problemów
Realizacja działaĔ
Korekcyjnych
działania korekcyjne
Podejmowaniei
zaniechanie działaĔ
korekcyjnych
Rysunek 5. Zarządzanie ruchem w sieci telekomunikacyjnej
W zakresie zilustrowanej usługi moĪna wyróĪniü kilka znaczących funkcji:
ƒ
Inicjacja monitorowania sieci – funkcja inicjacji polega na przekazywaniu do elementów
sieci ĪądaĔ wykonania pomiarów przesyłanych przez uĪytkownika systemu za poĞrednictwem stacji roboczej.
ƒ
Pomiar – funkcja udostĊpniania danych z pomiarów jest realizowana przez elementy sieci. Dane z procesu pomiaru są przekazywane do systemu zarządzania bezpoĞrednio lub po
wstĊpnym przetworzeniu informacji pierwotnej (np: zdarzenia) w elementach sieci.
ƒ
Zbieranie danych – funkcja gromadzenia danych w systemie zarządzania dotyczy zbierania danych z pomiarów odebranych od elementów sieciowych.
ƒ
Analiza danych – funkcja analizy danych jest związana z obliczaniem wskaĨników wydajnoĞciowych na podstawie uzyskanych z pomiarów. Analiza danych bazuje na okreĞlonych algorytmach, które są opracowane lub modyfikowane w procesie eksploatacji systemu zarządzania.
ƒ
Prezentacja stanu ruchu – funkcja stanu ruchu oferuje uĪytkownikowi moĪliwoĞü obrazowania aktualnego poziomu wydajnoĞci lub obciąĪenia elementów sieci.
ƒ
Wykrywanie problemów – funkcja wykrywania problemów w sieci dotyczy rozpoznawania sytuacji krytycznych z punktu widzenia kierowania ruchem. Otrzymane wyniki umoĪliwiają podjĊcie decyzji o zastosowaniu działaĔ korekcyjnych.
ƒ
Podejmowanie i zaniechanie działaĔ korekcyjnych – Funkcja ta umoĪliwia realizacjĊ decyzji podjĊtej np. przez zarządzającego ruchem za poĞrednictwem stacji roboczej.
POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ
Seria: Studia i Materiały, nr 5, 2006
27
6. Zarzdzanie sieciami teleinformatycznymi
W miarĊ rozwoju przedsiĊbiorstw rosną ich zasoby informatyczne, a utrzymanie infrastruktury pociąga za sobą coraz to wiĊksze koszty. Taka sytuacja wymaga bardzo sprawnego mechanizmu kontroli efektywnoĞci wykorzystywania tych zasobów, dostosowania ich do potrzeb i wymagaĔ przedsiĊbiorstwa.
W ramach zarządzania sieciami teleinformatycznymi stosuje siĊ rozwiązania odpowiedzialne
zarówno za zarządzanie zasobami i infrastrukturą (zarządzanie sieciami, serwerami, centralami
czy bazami danych), jak i zarządzanie istotnymi aplikacjami w procesie podejmowania decyzji.
Firmy starają siĊ wdraĪaü właĞciwe rozwiązania do zarządzania infrastrukturą zyskując wymierne
korzyĞci. Zastosowanie infrastruktury informatycznej dostosowanej do procesów kierujących
działaniem centrum zarządzania pozwala na podniesienie niezawodnoĞci, wzrostu efektywnoĞci
pracy i komfortu pracy branĪy IT (ang. Information Technology), udostĊpnienie narzĊdzi do planowania i kierowania rozwojem IT oraz kontrolĊ kosztów [1].
7. Podsumowanie
W dzisiejszych czasach coraz trudniej jest odróĪniü telekomunikacjĊ od techniki komputerowej. Wzrost uĪycia komputerów, zarówno w centralach telekomunikacyjnych jak i zarządzania
siecią oznacza, iĪ podstawowym wyzwaniem przed jakim stoi wiĊkszoĞü kampanii telekomunikacyjnych jest optymalne rozwiązanie architektury sieci komunikujących siĊ ze sobą komputerów.
Instalacja i właĞciwa konfiguracja systemu zarządzania siecią telekomunikacyjną otwiera
przed operatorem telekomunikacyjnym moĪliwoĞci wprowadzenia szerokiej gamy nowych, atrakcyjnych ofert i usług telekomunikacyjnych.
Sieci telekomunikacyjne, dające ogromny wachlarz usług (telefonia, multimedia, Internet) stały siĊ obecnie waĪną czĊĞcią Ğwiatowej oferty telekomunikacyjnej. Trudno dziĞ jest sobie wyobraziü funkcjonowanie nowoczesnej firmy bez dostĊpu do Internetu, czy automatycznego systemu
zapowiedzi głosowych podczas nawiązywania połączenia z klientami. Przykładów takich moĪna
podawaü bardzo duĪo. Takie są realia dzisiejszego Ğwiata, takie są wymagania dzisiejszego rynku.
Rozwój nowych technologii, globalizacja rynku, koniecznoĞü współpracy miĊdzyoperatorskiej i standaryzacja sieci zmusza producentów do stosowania takich rozwiązaĔ technicznych,
które pozwolą połączyü lokalne, krajowe i miĊdzynarodowe sieci telekomunikacyjne w jeden
system. To, jakie rozwiązanie z opisanych powyĪej jest najlepsze i które naleĪy wybieraü, zaleĪy
wyłącznie od moĪliwoĞci finansowych i potrzeb operatora, który pragnie w swojej sieci zaimplementowaü system TMN.
28
Liliana Byczkowska, Janusz LipiĔski, Piotr Machowski
Systemy zarządzania zasobami teleinformatycznymi
Bibliografia
1.
2.
3.
4.
5.
Barszewski M, 2003. Zarządzanie sieciami telekomunikacyjnymi. wydanie III poprawione Warszawa.
BroĪyna J., 2005. Zarządzanie systemami i sieciami transportowymi w telekomunikacji.
BEL Studio Warszawa.
Łazarski J., 2005. Leksykon skrótów Telekomunikacja. Wydawnictwo Komunikacji
i ŁącznoĞci Sp. z o. o. Wydanie I Warszawa.
Norris M., 2002. Communications Technology Explained - tłumaczenie z jĊzyka angielskiego na podstawie GaliĔskiego B. Teleinformatyka, Wydawnictwo Komunikacji
i ŁącznoĞci Sp. z o. o. Wydanie I Warszawa.
Praca zbiorowa, opracowanie redakcyjne NetWorld, 1999. Vademecum teleinformatyka.
IDG Poland S.A. Wydanie I ksiąĪkowe Warszawa.
MANAGEMENT SYSTEMS FOR DISTRIBIUTED NETWORKS
Summary
In the paper we discuss a number of issues related to performance of a telecommunication network. The architecture of a telecommunication management network (TMN )as well as interaction between TMN and a telecomm nation network
are presented. The rules for development of a secure management system are given.
Finally, we describe a management system to Control network flow for telecommunication & distributed networks
Keywords: Management, Telecommunications
L.BYCZKOWSKA
e-mail:[email protected]
93-005 ŁódĨ, ul. WólczaĔska 215
J.LIPIēSKI
e-mail: [email protected]
93-008 ŁódĨ, ul. Rzgowska 17A