Proposta de Modelo para Sistema Proposta de Modelo para Sistema de Gestão de Redes de de Gestão de Redes de

Comunicações AvançadasComunicações Avançadas

Proposta de Modelo para Sistema Proposta de Modelo para Sistema de Gestão de Redes de de Gestão de Redes de

Comunicações AvançadasComunicações Avançadas

Francisco M. M. Fontes (Eng. Elect. e de Telecomunicações)

1ª Conferência Nacional sobre Redes de Computadores - CRC’98Univ. Coimbra, 9 e 10 de Novembro de 1998

DID/CET - Portugal TelecomTel: +351-34-89 13 247Fax: +351-34-20 722e-mail: fontes@cet.pt

DIT/UPMe-mail: fontes@dit.upm.es

CRC’98, 10 Nov 98,sld 2

Resumo

• Objectivos

• Estado da Arte

• Requisitos Identificados

• Elementos constituintes do sistema proposto

• Organização dos elementos do sistema

• Modelo de Informação

• Estado actual

• Conclusões

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Objectivos• Definir o modelo arquitectural e estrutural para um

sistema a aplicar à Gestão de redes de Comunicações fazendo uso de uma aproximação pragmática à área em causa

• Ter como objectivo principal a monitorizar e controlo de parâmetros relacionados com a Qualidade de Serviço (QoS) fornecida pelas entidades geridas

• Que o modelo proposto seja apropriado para a integração de novas soluções e tecnologias

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Estado da Arte

• Comunidade Internet

– SNMP(v1, v2, v3)

– disman, rtfm, diffserv

• Soluções baseadas em tecnologias Web

– JMAPI, DMTF (WBEM e CIM)

• Código executável móvel

– Agentes Móveis, Redes Activas

• Ambientes distribuídos

– CORBA, disman, MbD

• Mecanismos incorporados nas próprias tecnologias.

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Requisitos Identificados

• Baixa latência para o utilizador e para as entidades geridas

• Proporcionar independência temporal e espacial na execução das operações de gestão

• Real distribuição de tarefas de gestão e controlo

• Fácil adaptabilidade a ambientes de dimensões variadas e fácil crescimento

• Eficiência na utilização dos recursos requeridos

• Colaboração activa das diversas entidades do sistema para a obtenção do resultado final.

• Eficiência e simplicidade

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Arquitectura Geral do SistemaModelos Two-tier

G

A/I A/IA/I A/I A/I

Modelos Three-tiercom servidor único

A/I A/IA/I A/I A/I

S

U U U

- Quatro níveis distintos- Cada nível alberga um tipo distinto de entidade

A/I A/IA/I A/I A/I

S

UUU

S

Modelos Three-tiercom múltiplos servidores

Util

iza

do

rR

ed

e

A/IA/I

A/I

A/I

A/I

A/I

A/I

A/I

A/I

A/I

A/I

Nível dos Agentes e Interfaces Nativos de Gestão

S

SS

S

S

S Nível dos Servidores de Gestão

M

M

M

Nível dos Gestores

UU

U

U UU Nível de Interface de Utilizador

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Modelo de referência

V1: Http, RMI (comunicação entre browsers e Gestores)

V2: RMIV3: Protoclos e mecanismos nativos das

entidades geridas (SNMP, CMIP, telnet, http)

H1, H3: RMI, CORBAH2, H4: RMI

• É com base neste modelo que se definem os serviços e protocolos de comunicação entre as distintas entidades do sistema

V1

H1

U

M

S

A/I

V3

V2

V1

U

M

S

A/I

V3

V2

H2

H3

H4

A

B

Entidades estranhas ao sistema de

gestão

• Para efeitos da operação do sistema, não se considera a existência de comunicação entre entidades U e A/I

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Interface de Utilizador - U• Baseado em browsers Web suportando Java

• Operações de autenticação de utilizadores– Definição de um conjunto de perfis– Utilização de nome de utilizador e palavra de chave– Na interacção entre o browser e o sistema, o utilizador

tem de ser inequivocamente identificado como único

• Separação do equipamento de suporte ao interface de utilizador do resto do sistema

• O utilizador descreve, através do interface gráfico próprio, as operações de gestão a serem realizadas e a forma de visualizar os resultados

• O processamento a executar-se no terminal do utilizador deve ser mínimo

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Gestores - G• Interface aos utilizadores do sistema para

autenticação, carregamento de applets Java e páginas HTML, e diálogo com as applet

• Manter uma base de informação relativa:– aos utilizadores do sistema (quem são, acções de

gestão definidas, visualização desejada)– ao próprio sistema (que entidades o constituem, onde

se localizam)– às entidades geridas (quem as gere, como podem ser

geridas)• Representação dos utilizadores e suporte à sua

mobilidade• Suporte aos serviços centralizados do sistema e

monitorização do nível inferior (Servidores)

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Servidores de Gestão - S• Entidades do sistema em contacto directo as

entidades geridas, comportando:– Abstracções das entidades geridas (seguindo um

modelo definido e reflectindo as características de interesse)

– Módulos Funcionais de Gestão com a definição das funções de gestão a executar

– Conjunto de operações de gestão definidas pelos utilizadores

– Suporte aos protocolos de comunicação utilizados

• Executam as operações de gestão de acordo com os parâmetros definidos (periódicamente, um nº pré-determinado de vezes ou quando se verifique alguma condição definida)

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Agentes e Interfaces de Gestão Nativos- A/I• Definem as capacidades de gestão, visíveis do

exterior, apresentadas pelas entidades geridas

• Utilização mínima dos recursos existentes nas entidades geridas

• Poderão seguir algum standard ou serem proprietários– SNMP, CMIP, CORBA, http, telnet, interface série, ...

• Normalmente rígidos, sem possibilidade de estender as funcionalidades apresentadas

• Difícil executar remotamente operações de configuração e controlo mais complexas

• Em diálogo directo com os Servidores de Gestão

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Cenários de Utilização

• Diferentes números de entidades do sistema na rede gerida

• Modos de interacção entre Gestores e Servidores de Gestão (definição de operações de gestão e recolha de resultados)

M MMM MM

Browsers Web

SSS

M

S SS

A/I

M

S

M M

S

M M M

S

M M

A/I

Browsers Web

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Funções de Gestão• Elementos funcionais, existentes nos Servidores de

Gestão, e distribuídos previamente à sua utilização

• Organizados por Módulos Funcionais de Gestão

• Disponibilizam funções de valor acrescentado às funcionalidades nativas dos elementos geridos

• Possíveis de relacionar-se por operadores aritméticos, lógicos ou entre elas

• Adicionam-se, retiram-se e substituem-se de acordo com as necessidades de gestão existentes

• Poderão ter uma única instância em cada Servidor ou várias instâncias uma por cada referência nas operações de gestão

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Operações de Gestão• Definidas pelos utilizadores do sistema, é através delas

que se faz a interacção utilizador-sistema de gestão-entidades geridas

• Expressões simples e legíveis sem necessidade de conhecimentos de linguagens de programação ou desenvolvimento de scripts– Inclusão de operadores numéricos, lógicos, e funções de

gestão– Definição de parâmetros de execução (cronométricos e

numéricos) e de dependência

• Possibilidade de definição de estados de gestão, caracterizados pelas operações a executar em cada estado (teste) e durante a transição de estados (correcção)

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Árvores de Gestão: conceitos

• Organização interna das entidades de um mesmo tipo (aplicada aos Servidores de Gestão)

• Cada novo Servidor colocado em funcionamento na rede estabelece um canal lógico único de comunicação com um Servidor já existente.

– Obtenção de uma organização horizontal em árvore, de estrutura fixa, mas com raiz indefinida (esta é definida em cada situação particular pelo Servidor tomado como referência para a operação a executar)

• Possibilidade de existência de Múltiplas Árvores na mesma rede

• Cada Servidor pode pertencer a mais que uma Árvore

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Árvores de Gestão: funcionalidades• Suportar operações que se aplicam a um número

elevado de entidades do sistema (Servidores):– Distribuir elementos funcionais de suporte à gestão– Distribuir as operações de gestão– Ajudar em tarefas de inventariação dos recursos

geridos– Ajudar na procura dos elementos gestores de um

determinado recurso a gerir– Processamento cooperativo da informação de gestão

gerada pelos Servidores de Gestão

• Necessidade de definir operações de monitorização e controlo das Árvores de Gestão:

• registo de novos nós, detecção de loops, substituição de nós, reconfiguração, etc.

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Árvores de Gestão: exemplos

1

52

43

6

7 8

9

11

8

9 6

7 1

2 5

3 4

2

2

Nó 1 2 3 4 5 6 7 8 92 1 2 2 1 1 6 6 85 3 7 96 4

Vizinhos

•Cada elemento (Servidor) guarda a coluna que lhe corresponde•Existe um elemento central (Gestor) que guarda toda a informação (para operações de reconfiguração, consulta, etc.)

Tabela de conectividade da Árvore de Gestão

Vistas distintas da Árvore de Gestão

15

2

34

6 7

8

9

Localização geográfica com ligações lógicas entre Servidores de Gestão

15

2

34

6 7

8

9

Múltiplas Árvores de Gestão

15

2

34

6 7

8

9

Árvore de Gestão alternativa

15

2

34

6 7

8

9

Situação proibida

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U U

Representação gráfica no interface do utilizador seguindo os aspectos de

interesse para ele

Modelo de Informação

M M Modelo visto pelos Gestores

S Modelo visto pelos Servidores de Gestão

Configuracão física do conjunto gerido

• Utilização das características OO da linguagem

• Utilização de modelos já existentes (CIM)

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Estado Actual

• Sistema em desenvolvimento, seguindo o modelo proposto e utilizando a linguagem de programação JAVA

• Utilização do JMAPI (JAVA Management API)

• Primeiro protótipo realizado Abr./98

• Segundo protótipo para fim de 98

• Testes no ambiente local CET, utilizando ATM e equipamento de vários fabricantes (e.g. CISCO e FORE)

• Prioridade à utilização de SNMP como protocolo nativo de comunicação com as entidades geridas

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Conclusões• Área a suscitar grande interesse por parte de diversos

grupos de investigação

• A utilização do Java para a realização de algumas entidades poderá limitar as suas prestações; por outro lado garante a total portabilidade a diversas plataformas

• O modelo alcançado apresenta uma grande flexibilidade, tanto na sua adaptação a diversas situações de aplicação, como para a integração de diversas soluções e tecnologias no seu desenvolvimento.