Архитектуры систем управления сетями

Основным элементом любой системы управления сетью является схема взаимодействия «менеджер — агент — управляемый объект» (рис. 1). На основе этой схемы могут быть построены системы практически любой сложности с большим количеством агентов, менеджеров и ресурсов разного типа.

Рис. 1. 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, МІВ). МІВ 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 МІВ управляемого объекта текущими значениями его характеристик, а менеджер извлекает из МІВ 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 МІВ.

Менеджер и агент взаимодействуют по стандартному протоколу. Этот протокол позволяет менеджеру запрашивать значения параметров, хранящихся в МIВ, 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 или 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: обладать как самым минимальным интеллектом, необходимым для подсчета проходящих через оборудование кадров и пакетов, так и весьма высоким, достаточным для самостоятельных действий по выполнению последовательности управляющих команд в аварийных ситуациях, построению временных зависимостей, фильтрации аварийных сообщений и т. п.

Рис. 2. Распределенная система управления на основе нескольких менеджеров
и рабочих станций

Различают внутриполосное 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. Внутриполосное управление более экономично, так как не требует создания отдельной инфраструктуры передачи управляющих данных. Однако внеполосное управление на дежнее, так как соответствующее оборудование может выполнять свои функции даже 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. 2).

Каждый агент, показанный на рисунке, управляет одним или несколькими элементами сети, параметры которых он помещает в соответствующую базу МIВ. Менеджеры извлекают данные из баз МIВ 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. 3) и иерархическая (рис. 4).

Рис. 3. Одноранговые связи между менеджерами (МЕ — сетевой элемент)

Рис. 4. Иерархические связи между менеджерами (NE — сетевой элемент)

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

Значительно более гибким является иерархическое построение связей между менеджер ми. Каждый менеджер нижнего уровня выполняет также функции агента для менедже верхнего уровня. Такой агент работает уже с укрупненной моделью МІВ своей части сет В такой базе МІВ собирается именно та информация, которая нужна менеджеру верхнє уровня для управления сетью в целом.

Модель «менеджер — агент — управляемый объект» лежит в основе таких популярні стандартов управления, как стандарты Интернета на основе протокола SNMP и станда ты управления ISO/OSI на основе протокола CMIP (Common Management Informarte Protocol — протокол общей управляющей информации).