Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Сеть управления электросвязью (TMN)

В. А. Нетес

Начиная с середины 80-х годов в развитых странах наблюдается неуклонный рост интереса к вопросам управления сетями связи. Эта тема активно обсуждается на всех международных конференциях по связи, ей посвящен целый ряд специальных выпусков ведущих телекоммуникационных журналов.

Столь значительный интерес к системам управления (СУ) сетями связи обусловлен целым рядом причин.

· Усложняются сами сети связи. Они становятся все более неоднородными как по структуре, так и по используемым техническим средствам. Наряду с внедрением новых технических средств, основанных на передовых технологиях, на сетях продолжает использоваться и более старое оборудование. Поэтому на сетях сосуществуют аналоговые и цифровые системы передачи, электронные и координатные коммутационные станции и т.п. Большое распространение получают локальные и городские вычислительные сети, сети связи с подвижными объектами. Им необходима связь друг с другом и выход на региональные и глобальные сети связи.

· С конца 80-х годов во многих странах началась либерализация и демонополизация рынка услуг электросвязи. Стали появляться частные компании, предоставляющие различные услуги связи. С одной стороны, это увеличило число покупателей СУ сетями связи, а с другой — резко усилило конкуренцию на рынке услуг связи, вынуждая компании уделять все больше внимания качеству предоставляемых услуг и снижению их стоимости. Важную роль в этом играют СУ.

· Современные телеинформационные системы, основанные на совместном использовании средств связи и вычислительной техники, стали жизненно необходимыми для успешной деятельности различных предприятий и организаций (государственных, финансовых, промышленных, транспортных, медицинских). Это обуславливает необходимость обеспечения высокой надежности систем связи. По оценкам ряда специалистов, убытки от отказов в работе таких систем могут достигать нескольких миллионов долларов в час. Одним из немаловажных факторов обеспечения надежности сетей связи является эффективное управление их ресурсами.

· Многие организации стали строить собственные корпоративные сети связи. Широкое распространение получили гибридные сети, создаваемые на базе арендуемых средств связи. Это также увеличивает число покупателей СУ и требует (в случае гибридных сетей) координации деятельности пользователей и поставщиков услуг связи.

· Мировая интеграция влечет за собой значительное увеличение международного информационного обмена и требует организации всемирных, общеевропейских и т. д. сетей связи. Для этого необходима более тесная совместная деятельность различных стран, в том числе и в области управления такими сетями и их обслуживания.

Основные направления стандартизации

Многообразие типов информационных сетей и производимого для них оборудования и СУ, а также стремление пользователей одних сетей взаимодействовать с пользователями других сетей вызывают настоятельную необходимость в организации совместной работы этих сетей и соответствующих СУ. Такое требование рынка является движущей силой процесса стандартизации СУ.

Вопросами стандартизации СУ сетями связи занимаются такие организации, как Международная организация по стандартизации (ИСО), Сектор стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (МСЭ-Т, ранее МККТТ) и Координационный совет сети Internet (Internet Activities Board, IAB). При этом они опираются на разработки в этой области ведущих фирм, среди которых можно назвать следующие продукты: NetView фирмы IBM, OpenView фирмы Hewlett-Packard, EMA (Enterprise Management Architecture) фирмы DEC, UNMA (Unified Network Management Architecture) фирмы AT&T. Причем каждая фирма стремится навязать международным организациям свои стандарты.

Модель СУ, предложенная ИСО, основана на модели взаимодействия открытых систем и концепции распределенных процессов управления, взаимодействующих друг с другом. Согласно этой модели СУ управление объектами осуществляется с помощью управляющих процессов. Управляемый объект, имеющий свои атрибуты, трактуется как ресурс, которым надо управлять. Частью определения управляемого объекта является набор операций управления, которые могут быть выполнены над ним и оказать влияние как на сам объект, так и на его свойства. В рамках модели разработаны два стандарта: CMIP (Common Management Information Protocol) и CMIS (Common Management Information Service). Они специфицируют общий набор протоколов и услуг, обеспечивающих обмен управляющей информацией между управляющим процессом и управляемым ресурсом. Информационная модель СУ использует объектно-ориентированный подход. IAB рекомендовал в качестве стандарта простой протокол сетевого управления (Simple Network Management Protocol, SNMP) [1].

В рекомендации МККТТ М.30, принятой в 1988 г., а также в развивающих ее рекомендациях серии М.3000, принятых в 1992 г., предложена концепция организации СУ сетями электросвязи, опирающаяся на модель ИСО. Ниже будет изложена суть этих рекомендаций.

Общие принципы TMN

В рекомендации МСЭ-Т М.3010 излагаются общие принципы планирования, функционирования и технического обслуживания сети управления электросвязью (Telecommunications Management Network, TMN). Целью TMN является оказание помощи компаниям-операторам в управлении сетями электросвязи, основным принципом — обеспечение организационной структуры сети для взаимодействия различных типов операционных систем и аппаратуры электросвязи с использованием стандартных протоколов и интерфейсов.

На рис. 1 представлена взаимосвязь между TMN и сетью электросвязи. Операционные системы* осуществляют обработку всей информации, необходимой для выполнения функций управления. Рабочие станции обеспечивают пользовательский интерфейс, посредством которого обслуживающий персонал взаимодействует с сетью управления. Сеть передачи данных предназначена для организации связи между сетевыми элементами, операционными системами и другими компонентами TMN.

TMN может быть как весьма простым соединением между операционной системой и отдельным устройством электросвязи, так и огромной сетью, объединяющей множество операционных систем и различную аппаратуру электросвязи.

Необходимо отметить, что, в принципе, TMN является самостоятельной сетью, имеющей интерфейсы с сетью электросвязи в нескольких точках для получения информации и управления ее работой. Однако для обеспечения своих соединений TMN нередко использует часть сети электросвязи.

Ниже приведены примеры сетей и сетевых элементов, которые могут управляться с помощью TMN:

· сети общего и частного пользования, в том числе узкополосные и широкополосные сети с интеграцией услуг (ISDN), сети подвижной связи, интеллектуальные сети;

· сама сеть TMN;

· оконечная аппаратура систем передачи (мультиплексоры, аппаратура кроссовой коммутации, преобразовательная аппаратура и т. д.);

· цифровые и аналоговые системы передачи (кабельные, волоконно-оптические, радио, спутниковые и т. д.);

· системы восстановления;

· цифровые и аналоговые коммутационные станции;

· системы сигнализации;

· УАТС и оконечное абонентское оборудование;

· терминалы пользователей сетей с интеграцией услуг;

· программные средства, обеспечивающие услуги связи (программные средства коммутации, каталоги, базы данных и т. д.);

· вспомогательные системы (испытательные модули, системы электропитания и аварийной сигнализации внутри здания, кондиционеры и т. д.).

Уровни управления сетью

Система управления сетью строится иерархически и имеет следующие уровни (снизу вверх): сетевых элементов; управления элементами; управления сетью; управления обслуживанием; административного управления (рис. 2). Самый нижний уровень представляет собой саму сеть связи, т. е. объект управления.

Каждый последующий уровень имеет более высокую степень обобщения, чем предыдущий. Информация о состоянии каждого уровня передается наверх, а оттуда вниз поступают управляющие воздействия. Степень автоматизации управления может быть различной, обычно автоматизированные процедуры сочетаются с ручными. Как правило, чем выше уровень иерархии управления, тем ниже его степень автоматизации.

Уровень управления элементами включает в себя контроль, отображение параметров работы, техническое обслуживание, тестирование, конфигурирование применительно к отдельным элементам или некоторым их подмножествам.

Уровень сетевого управления позволяет охватить единым взглядом всю сеть, контролируя подмножества сетевых элементов в их взаимосвязи между собой и управляя всеми сетевыми ресурсами.

Уровень управления обслуживанием, в отличие от всех нижележащих уровней, которые непосредственно связаны с сетью, т. е. с техническими средствами, “обращен лицом” к пользователю. Здесь принимаются решения по предоставлению и прекращению услуг, ведутся соответствующие планирование и учет и т. п. Ключевым фактором на этом уровне является обеспечение качества обслуживания.

На уровне административного управления обеспечивается функционирование компании-оператора сети связи. Здесь решаются организационные и финансовые вопросы, осуществляется взаимодействие с компаниями-операторами других сетей связи.

На сегодняшний день разработанные и предлагаемые ведущими фирмами СУ сетями связи реализуют функции уровней не выше уровня управления элементами или управления сетью, а в отдельных случаях — управления обслуживанием.

Функции сетевого управления

Все функции, связанные с управлением, можно разбить на общие и прикладные. Общие функции обеспечивают поддержку прикладных и включают в себя, например, передачу информации между элементами сети связи и системы управления, хранение информации, ее отображение, сортировку, поиск и т. п.

Прикладные функции в соответствии с классификацией ИСО делятся на пять категорий (рис. 3): управление конфигурацией, качеством работы, устранением неисправностей, расчетами, безопасностью. Рассмотрим их более подробно.

Управление конфигурацией обеспечивает инвентаризацию сетевых элементов (тип, местонахождение, идентификатор и т. п.); включение элементов в работу, их конфигурирование и вывод из рабочего состояния; установление и изменение физических соединений между элементами.

Цель управления качеством работы — контроль и поддержание на требуемом уровне основных характеристик сети. Эта категория функций управления предполагает сбор, обработку, регистрацию, хранение и отображение статистических данных о работе сети и ее элементов, выявление тенденций в их поведении и предупреждение о возможных нарушениях в работе.

Управление устранением неисправностей обеспечивает обнаружение и определение местоположения неисправностей в сети, их регистрацию; доведение соответствующей информации до обслуживающего персонала; выдачу рекомендаций по устранению неисправностей.

Управление расчетами контролирует степень использования сетевых ресурсов и поддерживает функции начисления платы за их использование.

Управление безопасностью сети необходимо для ее защиты от несанкционированного доступа. В эту категорию могут входить функции, обеспечивающие ограничение доступа посредством паролей, выдачу сигналов тревоги при попытках несанкционированного доступа, отключение нежелательных пользователей или даже криптографическую защиту информации.

Функциональная архитектура

Функциональная архитектура TMN описывается посредством функциональных блоков (ФБ), основными из которых являются следующие: сетевого элемента (Network Element Function, NEF); операционной системы (Operations System Function, OSF); рабочей станции (Work Station Function, WSF); промежуточного устройства сопряжения, или медиатора (Mediation Function, MF); Q-адаптера (Q-Adapter Function, QAF).

NEF является моделью произвольного сетевого элемента, который подлежит управлению. OSF обеспечивает выполнение функций TMN по обработке, хранению и поиску управляющей информации. Эти ФБ формируют ядро TMN. WSF организует интерфейс между системой управления и человеком-оператором. MF обрабатывает информацию, проходящую между NEF и OSF, а также может производить промежуточную обработку и хранение данных, преобразование протоколов и т.п. QAF осуществляет взаимодействие с сетевыми элементами или операционными системами, имеющими непредусмотренные в TMN интерфейсы.

В соответствии с иерархией уровней управления определяются следующие ФБ OSF: управления элементами (NE-OSF), сетью (N-OSF), обслуживанием (S-OSF) и административного управления (B-OSF) (рис. 4).

Между ФБ определены эталонные точки различных типов, важнейшими из которых являются q, f и x. Эталонная точка типа q3 расположена между OSF смежных уровней и между OSF и MF, NEF или QAF; типа qx — между MF и NEF или QAF, а также между двумя MF; типа f — между WSF и OSF или MF; типа x — между OSF, принадлежащими к различным системам (рис. 5).

Информационная архитектура

Информационная архитектура TMN основывается на принципах управления, характерных для модели взаимодействия открытых систем и базирующихся на объектно-ориентированном подходе. Информационный обмен описывается в терминах управляемых объектов, рассматриваемых как некоторые ресурсы, над которыми осуществляется управление или которые служат для поддержания определенных функций по управлению. Таким образом, управляемый объект является абстракцией такого ресурса, отображающей его свойства с точки зрения управления. Управляемый объект может представлять также отношение между ресурсами или их комбинацию (например, сеть).

Управление сетью связи — это прикладной информационный процесс. Но поскольку подлежащая управлению среда является распределенной, то и управление сетью — распределенный процесс, что влечет необходимость организации обмена информацией между процедурами управления.

Для управления объектами предложена структура “менеджер—агент” (рис. 6). Менеджер (он представляет собой часть распределенного процесса управления) направляет команды на выполнение операций управления и получает уведомления от агента, а агент (также часть распределенного процесса) непосредственно управляет соответствующими управляемыми объектами. Агент “несет ответственность” за выполнение команд, получаемых от менеджера, и за информирование менеджера (путем посылки уведомлений) о поведении подведомственных объектов.

В TMN для сбора информации от агентов менеджер использует метод упорядоченного опроса. Агенты хранят собранную статистическую информацию в своих базах данных, называемых MIB (Management Information Base). Структуру MIB обычно представляют в виде иерархически организованного дерева, называемого MIT (Management Information Tree). На верхних уровнях MIT расположены наиболее важные атрибуты, которые более детально характеризуются атрибутами нижних уровней MIT.

Физическая архитектура

Упрощенная физическая архитектура TMN показана на рис. 7. Она включает в себя компоненты, которые являются физической реализацией упомянутых выше ФБ, а также сети передачи данных и интерфейсы, предназначенные для взаимодействия между компонентами. Медиаторы, служащие для промежуточной обработки и хранения данных и преобразования протоколов, не являются необходимым компонентом, так как их функции могут выполняться непосредственно в сетевых элементах и Q-адаптерах.

Каждая из определенных выше эталонных точек реализуется физически в виде соответствующего интерфейса. Интерфейс F служит для связи рабочих станций с операционными системами и медиаторами. Интерфейс Х — для взаимодействия операционных систем с операционными системами других сетей TMN. Интерфейсы Q обеспечивают взаимодействие сетевых элементов, операционных систем, медиаторов и Q-адаптеров через сеть передачи данных. Интерфейс Q3, которому в TMN отведена центральная роль, служит для стыка с сетью передачи данных операционных систем, медиаторов, Q-адаптеров и сетевых элементов со встроенными функциями медиатора. Интерфейс Qx используется при подключении сетевых элементов и Q-адаптеров к медиатору.

Интерфейсы TMN являются межоперационными, т. е. представляют собой формально определенный набор протоколов, процедур, форматов сообщений и семантики, используемых для передачи информации управления в рамках объектно-ориентированной парадигмы. На сегодняшний день наиболее проработанным интерфейсом TMN является Q3, профили протоколов которого определены в рекомендациях Q.811 и Q.812.

Сеть передачи данных может представлять собой сеть с коммутацией пакетов по протоколу Х.25, ЛВС, сеть общих каналов сигнализации системы № 7 [2] или встроенных каналов передачи данных SDH [3].

Практическая реализация

Несмотря на то что разработка и стандартизация основных принципов TMN начались еще в середине 80-х годов, степень их практической реализации на сетях связи пока невелика. С одной стороны, это можно объяснить сложностью архитектуры и интерфейсов TMN, являющейся неизбежной платой за их универсальность и гибкость. С другой стороны, сети связи — это весьма консервативные системы, срок службы основных элементов которых составляет несколько десятков лет. По этой причине на сетях работает много оборудования, установленного задолго до начала разработки принципов TMN. Для взаимодействия с такими сетевыми элементами в TMN предусмотрено использование специальных устройств сопряжения — Q-адаптеров. Их практическая разработка пока не завершена, но даже если бы эти адаптеры и имелись, их повсеместное внедрение потребовало бы значительных затрат.

В наибольшей степени принципы TMN реализуются при создании СУ сетями связи, которые строятся на основе новых технических средств: SDH, ATM, GSM. Сектор МСЭ-Т разработал рекомендации по применению архитектуры TMN для управления различными типами сетей и оборудования связи: G.771 для оборудования систем передачи; G.784 для SDH; Q.513 для цифровых коммутационных станций; Q.750 для системы сигнализации № 7; M.3600 для ISDN. Наличие интерфейсов TMN должно быть предусмотрено во всех видах нового оборудования. Ведется активная работа по интеграции концепций TMN и Интеллектуальной Сети (Intelligent Network, IN).

К сожалению, на сегодняшний день стандартизация фактически ограничивается только интерфейсами TMN (и в первую очередь, важнейшим из них — Q3), хотя в перспективе она должна охватить и процессы обработки информации в операционных системах и сетевых элементах. В результате чего СУ, разработанные разными производителями, как правило, оказываются несовместимыми. Для конкретизации требований к стандартам и ускорения их внедрения ряд промышленных фирм создали Форум сетевого управления (Network Management Forum, NMF).

Более активному применению принципов TMN также будет способствовать проводимая NMF разработка средств обеспечения взаимодействия протокола CMIP, используемого в TMN, и протокола SNMP, получившего широкое распространение в вычислительных сетях, работающих по протоколам TCP/IP и IPX/SPX. Такое взаимодействие весьма важно для связи между СУ сетями общего пользования и СУ корпоративными сетями.

Подводя итог, можно сказать, что, несмотря на все трудности и препятствия на пути TMN, современные тенденции развития телекоммуникаций неизбежно ведут к ее развитию и все более широкому внедрению, и с каждым годом этот процесс будет ускоряться и углубляться.


распечатать статью

Тестирование СКС заказать.




  
10 '1996
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Лучше меньше да лучше

локальные сети

• Гонки по дорогам Fast Ethernet: обзор коммутаторов и концентраторов

• Основы построения структурированной кабельной системы. Часть II

• Ручные анализаторы ЛВС

корпоративные сети

• Мосты, маршрутизаторы, коммутаторы: здравый смысл и “собака”, которая не лаяла

• На границе с АТМ

• Серверы протокола DHCP

• Когда мы едины, мы непобедимы

услуги сетей связи

• Сеть управления электросвязью (TMN)

• АТМ и Frame Relay: обещания и реалии

• Выбор технологии для сельской системы связи

интернет и интрасети

• Портативные аппаратные средства узла Web

• Совместное использование файлов в Windows 95 через Internet

приложения клиент-сервер

• Windows 95 и системы управления документами

• Организация доступа к СУБД через Web-сервер

защита данных

• Организация резервного копирования в локальных и корпоративных сетях

• Беспатные советы по защите от пиратов

• Защита данных в Windows 95

новые продукты

• Цифровая телефонная станция Introworks, Synthesis: “чистота” и эффективность, BusinessPhone фирмы Ericsson, SMC представляет новые продукты Fast Ethernet, Осенняя коллекция IBM, Новые продукты Cabletron



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх