*111978*
Современные информационные технологии
(7. Компьютерная инженерия)
д.т.н. Дмитриев В.Н., ст.
преп. Тушнов А.С., маг-т Сергеева Е.В.
Астраханский
государственный технический университет,
Астрахань, Россия
Моделирование системы
мониторинга многозвенной сети передачи данных
В докладе обсуждается предложенный способ повышения
эффективности мониторинга многозвенной сети передачи данных.
В настоящее время актуальной задачей цифровых сетей
является обеспечение максимальной управляемости сети. В современных цифровых
сетях активно используется мониторинг, основанный на разных протоколах (SNMP - Simple Network
Management Protocol,
ICMP - Internet Control Message Protocol и другие [1].
Необходимость
получения полной и точной информации от объектов мониторинга, в частности по
протоколу SNMP, всегда была актуальной
задачей администраторов сети. Такую возможность можно получить только при использовании
надежной связи и оборудования, что не всегда удается. В случаи отказа
оборудования или прерывания связи на каком-либо промежуточном участке связи в
направлении от объекта мониторинга к серверу мониторинга в полученных данных
появляются “провалы”, вызванные неполучением откликов на запрос состояния
определенных ресурсов удаленных объектов. В результате, в случае прерывания
связи с объектом, администратор сети может сделать не точные выводы, например,
при прерывании связи трудно определить, что отказало маршрутизатор, модем или
канал передачи данных.
В работе
используется термин “полнота информации”, под которым понимается возможность
администраторам сети получать непрерывные графики изменений или табличные
данные каких-либо процессов происходящих на объектах мониторинга, например, изменение
напряжения, пропускной способности, температуры и т.д. “Многозвенная сеть
мониторинга” – сеть, в которой мониторинг объектов выполняется посредство
прохождения одного или более промежуточных узлов.
По
сравнению с оптическими, проводные или радиорелейные линии, используемые для
организации трактов и соединений сотовых коммутационных центров в системах подвижной
связи, подвержены дестабилизирующим факторам, влияющим на полноту информации,
получаемую от объектов мониторинга в многозвенной сети, например, погодные
условия шумы в линиях связи и т.д.
В настоящее время для получения полной и достоверной
информации от объекта мониторинга, в случае прерывании связи могут
использоваться следующие решения:
- резервирование каналов связи;
- дублирование мониторинга на промежуточных узлах
дополнительными операторами обслуживающими данную сеть.
В первом случае требуется дополнительное
финансирование каналов связи.
Во втором случае: исключается централизация управления
всей системы, замедляется время реакции, требуется повышенная квалификация
обслуживающего персонала.
Для повышения эффективности системы управления и более
высокого качества обслуживания сети передачи данных необходимы следующие
мероприятия:
- использовать существующую инфраструктуру;
- обеспечить максимальную управляемость сети;
- обеспечить оперативное решение проблем в сети;
- создать устройство позволяющее получить более полную
и достоверную информацию от устройств в сети.
Обычно
сеть мониторинга представляется моделью состоящей из двух узлов, работающей по
схеме менеджер - объект мониторинга. При отсутствии связи с объектом все
процессы, происходящие на этом объекте, становятся недоступны, для
администратора сети, и соответственно анализу не поддаются.
В настоящее время для мониторинга сети широко
используется Простой Протокол Управления Сетью (SNMP), определенный рабочей
группой по инженерным проблемам сети Интернет (IETF) как стандартный. Среди
многих протоколов мониторинга сети SNMP протокол находит широкое применение
потому, что он может быть легко реализован [2].
Почти все успехи SNMP связаны с особенностями процесса
стандартизации в IETF:
·
Стандарты бесплатны и
свободно распространяемы;
·
Стандарты доступны в
электронной форме;
·
Быстрое развитие
стандартов, продуманные этапы стандартизации;
·
На всех этапах ведётся
техническая экспертиза;
·
Рабочие группы
возглавляют технические, а не политические лидеры;
·
Прототипы систем на
основе стандартов демонстрируют их применимость.
Предложенная модель “SNMP агент с запоминанием
транзитных данных” относится к сетям передачи данных, в частности, к
беспроводным сетям с использованием протокола SNMP (Simple Network Management
Protocol - протокол простого управления сетями) [3] .
Наиболее близким, по сути, является устройство «SNMP агент» [4], содержащее процессор, опрашивающий объект
мониторинга; процессор, сохраняющий информацию от объекта мониторинга; область
памяти, хранящая информацию от объекта мониторинга; устройство с SNMP агентом объект мониторинга; база управляющей
информации; процессор, собирающий информацию мониторинга; процессор, сохраняющий
информацию мониторинга; процессор, отправляющий информацию опроса от объекта
мониторинга; процессор, считывающий сохраненную информацию; область памяти,
хранящая результаты опроса.
Недостатком устройства является то, что в данной полезной модели контролируется связность
с SNMP сервером, т.е. доступность SNMP сервера, но не связность устройств в
сети по маршруту следования информации, что не обеспечивает постепенное
продвижение информации от SNMP агента к SNMP серверу в случае последовательного
соединения нескольких устройств, на которых установлены SNMP агенты.
Техническая задача - создание устройства,
позволяющее обеспечить постепенное продвижение информации от SNMP агента
к SNMP серверу. Технический результат - усовершенствование устройства и получение
более полной и достоверной информации от устройств в сети. Результат достигается тем, что в известное устройство дополнительно
введен процессор, определяющий маршрут к серверу и проводящий верификацию, вход
которого соединен с выходом процессора, принимающим транзитные данные; выход
процессора, определяющего маршрут к серверу и проводящего верификацию, соединен
с входом процессора, передающего транзитные данные; выход процессора,
подтверждающего прием транзитных данных, соединен с входом процессора, принимающего
транзитные данные; выход процессора, приема транзитных данных соединен с входом
области памяти, хранящей транзитные данные; вход процессора, передающего
транзитные данные соединен с выходом области памяти; выход процессора,
передающего транзитные данные, соединен с входом процессора, принимающего и
сохраняющего информацию на сервере от транзитных устройств.
Процессоры анализируют маршрут к SNMP
серверу; принимают и хранят транзитную информацию от следующих к SNMP серверу устройств; принимают решение об отправке
транзитной информации, как только восстанавливается связь со следующим
устройством в направлении маршрута к SNMP
серверу, принимающему транзитную информацию.
На рисунке 1 представлена структура
предлагаемого устройства и взаимодействие его с сервером и другими SNMP
агентами с запоминанием транзитных данных.
Рисунок 1 – SNMP агент с запоминанием транзитных данных
Проиллюстрирована ситуация, когда в последовательно
соединенных устройствах связь между устройством Nn-1 31 и Nn 26
отсутствует. При этом в сети могут присутствовать устройства, в которых
установлен SNMP агент с запоминанием транзитных данных 26 от объекта
мониторинга 27 и устройства 31 и 32, в которых не установлен SNMP агент с
запоминанием транзитных данных. Поэтому в данном устройстве предусмотрен процессор,
проверяющий маршрутную информацию до сервера, с верификацией возможности
принять транзитную информацию промежуточным устройством и процессор, подтверждающий
возможность принять транзитную информацию.
В случае отсутствия связи с сервером, во-первых,
проверяются отклики устройств по направлению маршрута к серверу. Во-вторых,
устройство, наиболее удаленное от объекта мониторинга проходит стадию
верификации.
Верификация, позволяет при наличии агента SNMP,
принять транзитную информацию, провести аутентификацию, определить
достаточность оперативной памяти и загруженность процессора транзитного
устройства.
Благодаря внедрению процессора, определяющего маршрут к серверу и проводящего верификацию;
процессора, подтверждающего прием транзитных данных; процессора, принимающего
транзитные данные; процессора, передающего транзитные данные; области памяти,
хранящей транзитные данные; процессора, принимающего и сохраняющего информацию
на сервере от транзитных устройств, обеспечивается постепенное
продвижение информации от SNMP агента к SNMP серверу.
Заключение
Варьирование параметров неготовности сети позволяет в
рамках предложенной модели построить графики прохождения или потери пакетов.
Модель может использоваться в различных последовательных системах мониторинга,
в которых количество звеньев может быть неограниченно. Для оптимизации системы
управления и получения высокого качества обслуживания создано устройство «SNMP агент с запоминанием транзитных данных», позволяющее
получить более полную и достоверную информацию о параметрах сети.
Устройство обеспечивает транзит откликов SNMP агентов на промежуточных узлах в сети, за счет
предоставления транзитным данным ресурсов оперативной памяти до восстановления
связи с сервером или связи с промежуточными устройствами по маршруту следования
к серверу, способными сохранить эту информацию.
Примером применения
предлагаемого устройства может быть суточный опрос источника бесперебойного
питания через несколько сетей передачи данных, к которому подключены цифровые
устройства: сервера, коммутаторы и др. В случае кратковременного прерывания
связи в одном из звеньев в цепи СПД, администратор сети в ретроспективе может
предположить, что все устройства перезагружались. Предлагаемое техническое решение
позволит восстановить события и доказать, что питание устройств не прерывалось.
SNMP агент с запоминанием транзитных данных может
использоваться в различных последовательных системах мониторинга, в которых
количество звеньев может быть неограниченно.
Литература
1.
Зайцев
Д.А., Шмелева Т.Р.
Моделирование телекоммуникационных систем в CPN Tools. Одесса, 2008, 60 с.
2.
CPN Tools - http://www.daimi.au.dk/CPNTools/.
3.
SNMP агент с
запоминанием транзитных данных / Тушнов
А.С., Сергеева Е.В. Патент №:106475 patentov.ru/node/110692.
4.
Патент. CN
101567814A «Automatic network management method based on SNMP and stochastic
Petri net».