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

  

Экспертиза, проектирование и реинжиниринг инфраструктуры информационных ресурсов предприятия.

М.Васильев, С.Шаповаленко

Введение

В настоящее время практически единственным критерием выбора решений при проектировании локальных и глобальных сетей является определенный, хотя и зачастую довольно узкий и, часто, "теоретический" опыт инженеров по системной интеграции. Это объясняется тем фактом, что не каждая фирма может позволить себе держать стенд оборудования даже одного производителя, например, Cisco или Cabletron, не говоря уже о десятках производителей в мире. Решения принимаются, как правило, по каталогам производителей, или, в идеальном случае, что довольно редко, по эксплуатационной документации на оборудование. Дополнительным, чисто российским критерием, является сознательное увеличение стоимостей проектов. Отсутствие объективного контроля за качеством и стоимостью решений приводит к значительному перерасходу средств заказчика, чаще всего государства. Подобных решений можно назвать десятки.

Единственный способ приблизиться к цивилизации - обосновывать решения с использованием средств автоматизации проектирования (САПР) или их компонентов, как это делается во всех развитых странах и как это делалось в нашей стране в военно-промышленном комплексе.

Процесс проектирования информационных ресурсов (ИР) предприятия должен в обязательном порядке включать этапы построения и тестирования моделей решений (часто в литература употребляется термин "планирование" ИР) с помощью систем моделирования (которые являются компонентами САПР) различных уровней детализации. Поэтому, в дальнейшем мы будем описывать правильные процессы проектирования ИР.

Процесс проектирования и реинжиниринга ИР

Определим понятие информационных ресурсов предприятия (ИР). ИР - это программно-технический комплекс предприятия, включающий:

  • компьютерное оборудование;
  • периферия;
  • сетевое оборудование;
  • сетевое программное обеспечение;
  • клиентское программное обеспечение;
  • инструментальное программное обеспечение (СУБЗ, СУБЗ);
  • прикладное программное обеспечение;
  • специальное программное обеспечение (системы мониторирования и управления сетями);
  • телефонное оборудование.

Таким образом, процесс проектирования, реинжиниринга и модернизации ИР затрагивает весь программно-технический комплекс предприятия. Использование САПР, в частности систем моделирования, позволяет значительно снизить расходы на разработку структуры ИР, внедрение и модернизацию ИР, устранить возможные риски, быстро оценить проектные решения «за столом», не производя закупок оборудования.

Процесс проектирования и внедрения ИР или их компонентов состоит из следующих этапов:

  • обследование предприятия;
  • составление и утверждение технического задания;
  • технический проект:
    – построение модели ИР и моделирование;
    – просмотр вариантов «что будет - если»;
    – оптимизация решения;
  • рабочий проект;
  • установка и наладка;
  • опытное функционирование;
  • приемочные испытания;
  • обучение и сервис.

При разработке технического проекта проводится построение модели ИР или их компонентов, первичное моделирование, просмотр различных вариантов технологий, протоколов, оборудования, повторное моделирование при необходимости и анализ результатов.

Процесс реинжиниринга ИР состоит из следующих этапов:

  • построение модели существующих ИР предприятия или из компонентов вручную или автоматически;
  • моделирование, анализ вариантов «что будет - если»
  • модернизация и прогноз.

В процессе реинжиниринга ИР могут использоваться системы мониторирования и управления сетями, такие, как IBM NetView, HP OpenView, Cabletron Spectrum и другие. При этом при построении модели используются данные по топологии и трафику, полученные из этих систем. При необходимости эти данные могут корректироваться вручную.

Таким образом, используя моделирование, мы можем:

  • оценить пропускную способность сети и ее компонентов;
  • определить узкие места в структуре ИР;
  • сравнить различные варианты организации ИР.
  • осуществить перспективный прогноз развития ИР;
  • предсказать будущие требования по пропускной способности сети, используя данные прогноза;
  • оценить влияние на ИР программного обеспечения, мощности рабочих станций или серверов, сетевых протоколов.

Используя моделирование при реинжиниринге ИР мы имеем возможность:

  • определить топологию сети с помощью системы мониторирования и управления сетью и использовать эти данные для модели;
  • вычислить размер трафика, создаваемого, приложениями, пользователями, подразделениями одного предприятия или предприятиями в разных географических зонах;
  • оценить требования по пропускной способности сети;
  • осуществить перспективный прогноз с помощью анализа совокупности моделей, полученных в течение определенного времени;
  • оценить требуемое количество и производительность серверов в сети;
  • оценить влияние на ИР модернизации программного обеспечения, рабочих станций или серверов, сетевых протоколов;
  • сравнить различные варианты модернизации ИР.

Таким образом, проектируя ИР или проводя их реинжиниринг "цивилизованным" способом с применением САПР, мы имеем следующие преимущества:

  • просмотр большого числа вариантов «на столе» и выбор оптимального решения без затрат на оборудование,
  • определение предпосылок для модернизации сети, прогноз производительности.
  • экономия денег, ресурсов.

Построение модели ИР предприятия.

Модель ИР предприятия состоит из двух частей: описание топологии и описание трафика. При этом под топологией ИР мы понимаем совокупность сетевого, компьютерного, периферийного оборудования с их характеристиками, установленным программным обеспечением и технологиями передачи данных (связями). При построении топологии используются все возможные доступные источники информации:

  • техническое задание;
  • технический проект;
  • эксплуатационная документация;
  • обследование предприятия;
  • системы управления сетями;

При построении трафика также необходимо использовать следующие источники информации:

  • техническое задание;
  • технический проект;
  • эксплуатационная документация;
  • обследование предприятия;
  • системы управления сетями;
  • сетевые анализаторы.

Приведем краткие характеристики наиболее интересных систем моделирования.

BONeS - графическая система моделирования общего назначения для анализа архитектуры систем, сетей и протоколов. Описывает модели на уровнях транспортном и приложений.

COMNET III - объектно-ориентированная система моделирования локальных и глобальных сетей. Позволяет моделировать уровни: приложений, транспортный, сетевой, канальный. Использует все известные на сегодня технологии и протоколы, а также системы клиент-сервер. Легко настраивается на модель оборудования и технологий.

CPSIM – простая система для моделирования параллельных процессов.

LanModel – простое моделирование локальных сетей, позволяющее планировать загрузку, производительность сети, рост трафика.

IBM NetDA/2 – предназначена для проектирования глобальных сетей и реинжиниринга существующих сетей. Возможно задание собственных алгоритмов маршрутизации.

Netmaker – проектирование топологии, средства планирования и анализа сетей широкого класса. Состоит из различных модулей для расчета, анализа, проектирования, визуализации, планирования и анализа результатов.

NPAT - простая система для моделирования широкого класса сетей.

OPNET – сложная система для анализа производительности систем связи, компьютерных систем, приложений и распределенных систем.

Optimal Perfomance – имеет возможности быстрого оценочного и точного моделирования, помогает оптимизировать распределенное программное обеспечение.

Prophesy – простая система для моделирования бизнес процессов предприятия.

QNAP - объектно-ориентированное описание модели СМО, марковских процессов. Дискретное событийное моделирование.

SES/workbench – моделирование локальных и глобальных сетей на уровнях: приложений, канальном и физическом. Моделирование сложных приложений, СУБД.

В настоящее время по данным специалистов наиболее мощной системой является COMNET III фирмы CACI Products Company, но также заслуживают внимания системы NetMaker XA фирмы Make Systems и OPNET фирмы MIL3.

Для удобства дальнейшего изложения выберем одну систему, например, COMNET III, и на ее примере разберем принципы построения моделей и моделирования ЛВС и ГВС.

Семейство COMNET включает следующие системы:

  • COMNET III – система стохастического дискретного событийного моделирования систем массового обслуживания. Позволяет детально моделировать сети как СМО, построенные с использованием всех известных технологий и протоколов, как то: АТМ, Frame Relay, FDDI, TCP/IP, клиент-сервер и т.д. Результатами моделирования являются оценки производительности различных вариантов построения исследуемой локальной или глобальной сети, учитывая при этом стоимостные характеристики.
  • ADVANCED FEATURES PACK - данный пакет предоставляет дополнительные возможности пакету COMNET III для точного моделирования распределенного программного обеспечения клиент - серверных архитектур.
  • COMNET Predictor – система быстрого временного анализа. Предоставляет возможность быстро оценить производительность локальных и глобальных сетей. На основе импортированных данных по топологии, протоколам и трафику пользователю предоставляется возможность изменить такие параметры, как топология, трафик, состав оборудования, полоса пропускания, протоколы и быстро получить результат в виде отчетных графических форм.
  • COMNET Baseliner - система импорта данных. Предназначен для импорта данных о топологии и протоколам из установленных у пользователя систем управления и мониторинга сетей с целью создания базовых моделей для пакетов COMNET III и COMNET Predictor.
  • COMNET Enterprise Profiler – система мониторирования сети. Позволяет производить мониторирование и сбор статистики в сети без возможности администрирования. Может интегрироваться с другими системами мониторирования и управления.
  • NETWORK II.5 - автономный пакет для анализа производительности используемых компьютерных систем. Позволяет проводить моделирование компьютерной архитектуры любого типа.

Общий вид главного окна системы приведен на рис 1.


Рис 1. Главное окно системы.

При моделировании в COMNET затрагиваются следующие уровни эталонной модели взаимодействия открытых систем (OSI ISO + IEEE 802): приложений, транспортный, сетевой, канальный. На уровне приложений описываются источники трафика - сообщения, сеансы, отклики, вызовы, поведение программного обеспечения. На транспортном уровне - транспортные протоколы и их параметры. На сетевом уровне: алгоритмы маршрутизации, потоки пакетов, таблицы маршрутизации штрафные функции. Канальный уровень - непосредственно передача пакетов, ретрансляция, описание каналов. Примеры соответствующих диалогов приведены на рисунках.



Рис.2 Уровень приложений – описание источников трафика.


Рис. 3. Транспортный уровень – транспортные протоколы и их параметры.


Рис. 4. Сетевой уровень - алгоритмы маршрутизации


Рис. 5. Сетевой уровень – описание потока пакетов.


Рис. 6. Сетевой уровень - таблицы маршрутизации


Рис. 7. Сетевой уровень - штрафные функции


Рис. 8. Канальный уровень - параметры каналов (технологий)

Модель строится из базовых объектов посредством принципа "drag-and-drop". Базовые объекты их прототипы приведены в таблице.

    Объект модели
    Прототип


    Обрабатывающий узел
    Сервер
		Рабочая станция
		Маршрутизатор
		Коммутатор
		Мост
		Шлюз
		Концентратор
	


    Группа рабочих станций
    Рабочая станция
		Группа рабочих станций
		Маршрутизатор
		Коммутатор
		Мост
		Шлюз
		Концентратор
	


    Коммутатор
    Коммутатор
		Концентратор
	


    Маршрутизатор
    Маршрутизатор
		Коммутатор
		Мост
		Шлюз
		Концентратор


    Линк
    Технология


    Дуга
    Порт


    Подсети
    Иерархическое представление сетей


    Транзитные сети
    Сети, описание параметров которых
	не требуется


    Источники трафика
    Сообщения, сеансы, отклики, вызовы, 
	программное обеспечение


    Облака
    Описание глобальных сетей

Заметим, что при использовании любой САПР возникает вопрос об адекватности модели, выборе базового набора объектов, суперпозицией которых строится любая модель, а также набора параметров, который описывает базовый объект. При этом возникает вопрос: а не будет ли трудностей у пользователя при описании и моделировании, если базовый набор велик и число параметров переваливает за несколько сотен. В таком случае процесс составления модели будет чрезвычайно трудоемким, а моделирование придется проводить на столь дорогостоящих комплексах, стоимость которых может превысить стоимость десятков промоделированных сетей.

Поэтому, производители придерживаются принципа разумной достаточности, находя равновесие в соотношении производительность/стоимость. Исходя из этого, нельзя сравнивать САПР по комплекту базовых объектов и числу их параметров.

В конечном итоге, мы должны получить временные (потом и стоимостные) характеристики инфраструктуры ИР, поэтому при определении параметров объектов разумно включать те, которые вносят наибольший вклад в производительность ИР.

При описании, например, сервера с помощью обрабатывающего узла, описываем следующие основные параметры: производительность процессора, параметры жесткого диска, задержки портов. Эти параметры выбраны как наиболее критичные по времени.

При применении стохастического моделирования возникает вопрос, как правильно выбрать законы распределения определенных параметров модели. COMNET поддерживает 18 основных видов дискретных и непрерывных распределений. Кроме того, пользователь может задать табличные распределения. Как выбрать требуемое распределение? В этом случае необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

Наиболее распространенными в природе являются следующие законы распределения: распределение Пуассона (простейший поток), экспоненциальное распределение и нормальное распределение.

Условия распределения Пуассона:

  • стационарность потока событий (интенсивность или плотность потока постоянна);
  • отсутствие последействия (независимость появления событий в непересекающиеся промежутки времени);
  • ординарность (вероятность одновременного появление 2 и более событий равна 0).

Если мы имеем простейший поток, то распределение времени между двумя смежными событиями подчиняется экспоненциальному распределению.

Нормальное распределение – применяем всегда, когда возможно, если:

  • закон распределения неизвестен;
  • закон известен, но вычисления затруднены (при большом числе испытаний аппроксимируются все дискретные и большинство непрерывных распределений)
  • события - это суммы большого числа независимых или слабозависимых величин.

Таким образом, рекомендуем для параметров трафика - экспоненциальное распределение, для остальных - нормальное.

Система дает возможность посмотреть около 200 различных параметров компонентов ИР: загрузка каналов, рабочих станций серверов, задержки сообщений и т.д.

Моделирование и анализ результатов

Приведем пример модели - хирургическое отделение типовой крупной многопрофильной больницы (рис. 9)


Рис 9. Хирургическое отделение крупной многопрофильной больницы.

Из диаграммы (рис. 10) хорошо видно, что необходимо:

  • провести срочную модернизацию каналов с загрузкой более 40%;
  • проанализировать кандидатов на модернизацию при загрузке более 15%.


Рис. 10. Загрузка каналов.

Теперь изменим модель, добавив 3 PACS (Picture Archiving Computer Systems) - станции для просмотра, анализа и архивирования изображений (рис. 11).


Рис.11. Измененная структура хирургического отделения.

Рис. 12. Результаты при изменении структуры

На модификацию модели и получение результатов было затрачено 15 минут, в течение которых:

  • быстро посмотрели несколько вариантов;
  • получили технические характеристики сети;
  • оценили - какой вариант лучше и на сколько.

Для удобства описаний и наглядности используются специальные возможности для описания иерархии, причем глубина вложенности не ограничена (рис.13).


Рис.13. Описание иерархии

Если на предприятии установлена какая-либо система мониторирования и управления сетью, возможно автоматическое получение данных по топологии и трафику. Мы можем импортировать данные из следующих систем:

  • COMNET Profiler
  • IBM Tivoli NetView
  • CABLETRON Spectrum
  • HP OpenView
  • Digital POLYCENTER и д.р.

На рис. 14 показано использование IBM NetView.


Рис. 14 Использование IBM NetView.

Выводы.

С помощью САПР (или средств планирования) возможно оптимизировать расходы на создание и модернизацию ИР предприятия. Использование данного подхода целесообразно для систем с числом компонентов более 50. Наибольшая эффективность достигается для крупных гетерогенных распределенных ИР с числом узлов более 200.

При проектировании ИР за счет выбора оптимальной конфигурации компонентов и их параметров достигается снижение стоимости на 35-40% при обеспечении заданной производительности. Для функционирующих систем за счет оптимизации конфигурации (топологии) и трафика может быть обеспечено повышение производительности системы до 35% без дополнительных затрат на модернизацию.





  
6 '1998
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Cеть напрокат

локальные сети

• Сегментирующие концентраторы для рабочих групп

• Сопряжение сетей Ethernet и Fast Ethernet

• NDPS - решение проблем сетевой печати?

• Рост рынка волоконной оптики

• Можно ли Windows NT доверять секреты?

• Системы микроклимата

• Тестируем переключатели KVM

корпоративные сети

• На переднем крае IP-коммутации

• Исследуем связующее ПО

• Как выбрать коммутатор АТМ

услуги сетей связи

• Практические аспекты построения корпоративных сетей Frame Relay (часть II)

• Связь в Сургуте: слагаемые успеха

• Интеллектуальные сети и услуги

• Куда шагает Frame Relay

системы учрежденческой связи

• Системы микросотовой связи стандарта DECT

• Принципы выбора УПАТС (часть II)

• Документальная телеконференция: недостающее звено между аудио- и видеоконференц-связью

интернет и интрасети

• Border Manager - служба безопасности от Novell

• Кто ищет, тот всегда найдет

защита данных

• Защита от "вероломных" Java-приложений

• Серверы-посредники Socks

• CeBIT'98: технологии информационной безопасности

новые продукты

• Новые сетевые принтеры на Comtek'98, Не хочу отдавать обратно OfficeConnect Dual Analog, С возвращением, LANNET!; Мультисервисный концентратор доступа MC3810 фирмы Cisco, Пополнение семейства Vanguard, Кластер серверов от INPRO Computer Systems

только на сервере

• Система S.W.I.F.T. и информационная безопасность

• Экспертиза, проектирование и реинжиниринг



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