Архитектуры систем управления сетями

Основным элементом любой системы управления сетью лежит схема взаимодей­ствия «менеджер — агент — управляемый объект» (рис. 22.16). На основе этой схемы могут быть построены системы практически любой сложности с большим количеством агентов, менеджеров и ресурсов разного типа.

Интерфейс менеджер—агент

Интерфейс агента с моделью объекта

Рис. 22.16. Взаимодействие агента, менеджера и управляемого объекта

 

Чтобы можно было автоматизировать управление объектами сети, создается не­которая модель управляемого объекта, называемая базой данных управляющей информации (Management Information Base, MIB). MIB отражает только те ха­рактеристики объекта, которые нужны для его контроля. Например, модель мар­шрутизатора обычно включает такие характеристики, как количество портов, их тип, таблицу маршрутизации, количество кадров и пакетов протоколов каналь­ного, сетевого и транспортного уровней, прошедших через эти порты. Менеджер и агент работают с одной и той же моделью управляемого объекта, однако в ис­пользовании этой модели агентом и менеджером имеются существенные раз­личия.

Агент наполняет MIB управляемого объекта текущими значениями его характе­ристик, а менеджер извлекает из MIB данные, на основании которых он узнает, какие характеристики он может запросить у агента и какими параметрами объ­екта можно управлять. Таким образом, агент является посредником между управляемым объектом и менеджером. Агент поставляет менеджеру только те данные, которые предусматриваются MIB.

Менеджер и агент взаимодействуют по стандартному протоколу. Этот протокол позволяет менеджеру запрашивать значения параметров, хранящихся в MIB, а также передавать агенту информацию, на основе которой тот должен управ­лять объектом. Обычно менеджер работает на отдельном компьютере, взаимо­действуя с несколькими агентами.

Агенты могут встраиваться в управляемое оборудование, а могут и работать на отдельном компьютере, связанном с управляемым оборудованием. Для получе­ния требуемых данных об объекте, а также для выдачи на него управляющих воздействий агент должен иметь возможность взаимодействовать с ним. Однако многообразие типов управляемых объектов не позволяет стандартизовать способ взаимодействия агента с объектом. Эта задача решается разработчиками при встраивании агентов в коммуникационное оборудование или в операционную систему. Агент может снабжаться специальными датчиками для получения ин­формации, например датчиками релейных контактов или датчиками температу­ры. Агенты могут отличаться разным уровнем интеллекта — они могут обладать как самым минимальным интеллектом, необходимым для подсчета проходящих через оборудование кадров и пакетов, так и весьма высоким, достаточным для выполнения самостоятельных действий по выполнению последовательности управ­ляющих команд в аварийных ситуациях, построению временных зависимостей, фильтрации аварийных сообщений и т. п.

Различают впутриполосное управление, когда управляющие сигналы идут по то­му же каналу, по которому передаются пользовательские данные, и внеполосное управление, то есть осуществляемое вне канала, по которому передаются поль­зовательские данные. Например, если сообщения протокола, по которому ме­неджер взаимодействует с агентом, встроенным в маршрутизатор, передаются по той же сети, что и пользовательские данные, то это будет внутриполосным управлением. Если же менеджер контролирует коммутатор первичной сети, ра­ботающий по технологии FDM, с помощью отдельной сети Х.25, к которой под­ключен агент, то это будет внеполосным управлением. Передача данных управ­ления по тому же каналу, на котором работает сеть, более экономична, так как не требует создания отдельной инфраструктуры передачи управляющих дан­ных. Однако внеполосное управление надежнее, так как соответствующее обо­рудование может выполнять свои функции тогда, когда те или иные сетевые элементы выходят из строя и основные каналы передачи данных оказываются недоступными.

Схема «менеджер — агент — управляемый объект» позволяет строить достаточ­но сложные в структурном отношении распределенные системы управления (рис. 22.17).

Как показано на рисунке, каждый агент управляет определенным элементом сети, параметры которого помещает в соответствующую базу MIB. Менеджеры извле­кают данные из баз MIB своих агентов, обрабатывают их и хранят в собственных базах данных. Операторы, работающие за рабочими станциями, могут соеди­ниться с любым из менеджеров и с помощью графического интерфейса просмот­реть данные об управляемой сети, а также выдать менеджеру некоторые дирек­тивы по управлению сетью или ее элементами.

Наличие нескольких менеджеров позволяет распределить между ними нагрузку по обработке данных управления, обеспечивая масштабируемость системы. Как правило, используются два типа связей между менеджерами — одноранговая (рис. 22.18) и иерархическая (рис. 22.19).

Рис. 22.17. Распределенная система управления на основе нескольких менеджеров и рабочих станций

 

 

Рис. 22.18. Одноранговые связи между менеджерами

 

В случае одноранговых связей каждый менеджер управляет своей частью сети на основе информации, получаемой от нижележащих агентов. Центральный менед­жер отсутствует. Координация работы менеджеров достигается за счет обмена информацией между базами данных менеджеров. Одноранговое построение сис­темы управления сегодня считается неэффективным и устаревшим.

Система сетевого управления Рис. 22.19. Иерархические связи между менеджерами

 

Значительно более гибким является иерархическое построение связей между ме­неджерами. Каждый менеджер нижнего уровня выполняет также функции агента для менеджера верхнего уровня. Такой агент работает уже с укрупненной моде­лью (MIB) своей части сети, в которой собирается именно та информация, кото­рая нужна менеджеру верхнего уровня для управления сетью в целом. Обычно для разработки моделей сети на разных уровнях проектирование начинают с верх­него уровня, на котором определяется состав информации, требуемой от менед­жеров-агентов более низкого уровня. Такой подход сокращает объемы информа­ции, циркулирующей между уровнями системы управления.

Модель «менеджер — агент — управляемый объект» лежит в основе таких попу­лярных стандартов управления, как стандарты Интернета на основе протокола SNMP и стандартов управления ISO/OSI на основе протокола CMIP (Common Management Information Protocol).