JANUSZ LIPIēSKI, PIOTR MACHOWSKI WyĪsza Szkoła Informatyki
Streszczenie
W pracy przedstawiono problemy instalacji i konfiguracjĊ systemu zarządzania pracą sieci telekomunikacyjnej. Omówiono architekturĊ i problemy współpracy sys-temu zarządzania TMN z siecią telekomunikacyjną. Podano zasady opracowywania bezpiecznego systemu zarządzania. Przedstawiono opis usługi zarządzania ruchem w sieci telekomunikacyjnej i teleinformatycznej
Słowa kluczowe: zarządzanie, telekomunikacja 1. Wstp
Telekomunikacyjne usługi multimedialne i szerokopasmowe sieci dostĊpowe stanowią obec-nie najbardziej popularne i wzajemobec-nie siĊ przenikające dziedziny współczesnej wymiany wiado-moĞci i danych. W celu ułatwienia wprowadzania nowoczesnych technologii w sieci na szybko rozwijającym siĊ rynku przesyłania wiadomoĞci konieczne jest stosowanie rozwiązaĔ:
pozwalających na efektywne zarządzanie zasobami telefonicznymi, zapewniających szybkie i niezawodne usuwanie usterek sieci,
zarządzających ekipami technicznymi w procesach nadzorowania i utrzymania sieci tele-informatycznych. [3]
W pracy omówione zostanie pojĊcie zarządzania zasobami sieci teletransmisyjnych oraz za-stosowanie nowoczesnych rozwiązaĔ wykorzystywanych w telekomunikacji.
2. Charakterystyka Systemu Zarzdzania Sieci Telekomunikacyjn
Podczas projektowania sieci szerokopasmowej bardzo waĪnym czynnikiem jest dobór odpo-wiedniego systemu zarządzania. Dobry system zarządzania zapewnia dodatkowe moĪliwoĞci i korzyĞci, które usprawniają pracĊ sieci. System zarządzania sieciami moĪna zdefiniowaü jako obszar działaĔ obejmujący: administrowanie (wspomaganie Ğwiadczenia usług telekomunikacyj-nych), sterowanie (działania adaptacyjne w stosunku do zmian zachodzących w otoczeniu teleko-munikacji), utrzymanie (technika zapewniająca sprawne funkcjonowanie sieci), zabezpieczanie (planowanie i przygotowanie do wdroĪeĔ nowych usług w sieci).
PojĊcie zarządzania siecią telekomunikacyjną TMN (ang. Telecommunications Management
Network) wprowadzone zostało przez komitet konsultacyjny ds. miĊdzynarodowej telefonii i
tele-grafii CCITT (ang. Consultative Commitee for International Telephony and Telegraphy) w doku-mencie o numerze M.30 wydanym w 1988 roku. TMN nie jest rozwiązaniem technicznym, jest normą przeznaczoną dla producentów i operatorów sieci telekomunikacyjnych. NormĊ tĊ stworzo-no w taki sposób, by mogła zostaü zastosowana we wszystkich rodzajach sieci.
OkreĞla ona struktury funkcji protokołów i wiadomoĞci, które mogą zostaü zastosowane przez administratora w konkretnej istniejącej sieci.
Celem wprowadzenia architektury TMN jest ujednolicenie najwaĪniejszych problemów:
sposobu reprezentacji informacji o zarządzanym elemencie w całym systemie,
zbioru wspólnych komend słuĪących do komunikacji pomiĊdzy elementem zarządza-nym a systemem zarządzającym.
Sieü TMN umoĪliwia zbieranie, przetwarzanie i przesyłanie danych dotyczących nadzoru sieci, kontroli jej działania i utrzymania. MoĪe ona zarządzaü:
urządzeniami teletransmisyjnymi (multipleksery, translatory, łącza kablowe, łącza ra-diowe, łącza satelitarne, systemy SDH),
centralami, koncentratorami, sieciami WAN, LAN,
urządzeniami pomocniczymi (zasilanie i klimatyzacja, systemy alarmowe, testery). 3. Zasady współpracy sieci telekomunikacyjnej z systemem zarzdzania TMN
Podstawowym celem TMN jest stworzenie zorganizowanej struktury, która powinna umoĪli-wiü współpracĊ róĪnych systemów zarządzania OS (ang. Operating System) i urządzeĔ telekomu-nikacyjnych na podstawie standardowych protokołów i interfejsów.
123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 123 456 789 *8# 1 23 4 56 7 89 *8# stacja robocza IBM system zarządzania IBM system zarządzania stacja robocza transmisja danych sieü telekomunikacyjna wĊzły komutacyjne systemy transmisyjne TMN
Rysunek 1. Połączenie systemu TMN w sieci telekomunikacyjnej
Włączony w strukturĊ sieci telekomunikacyjnej system zarządzania siecią TMN powinien za-pewniü:
wymianĊ informacji dotyczących zarządzania pomiĊdzy siecią telekomunikacyjną a sys-temem TMN,
przesyłanie informacji zarządzania pomiĊdzy poszczególnymi modułami systemu
transfer formatu ujednoliconej postaci informacji zarządzania przesyłanej wewnątrz sys-temu TMN,
przetwarzanie informacji dotyczącej zarządzania (np: odpowiednie reakcje na otrzyma-ną informacjĊ, analiza otrzymanych danych),
dostarczenie informacji zarządzania do jej uĪytkownika,
konwersjĊ informacji zarządzania do postaci uĪytecznej i zrozumiałej dla uĪytkownika,
ochronĊ i bezpieczeĔstwo dostĊpu do informacji zarządzania.
Wszystkie metody zabezpieczeĔ stosowane w sieci zarządzania telekomunikacją są okreĞlone w rekomendacjach i standardach. Zarządzanie zgodne z polityką bezpieczeĔstwa wykracza po-za typowe ramy techniczne i staje siĊ obspo-zarem organipo-zacji przedsiĊbiorstw. Zarządpo-zania bez-pieczeĔstwem w Īaden sposób nie moĪna zautomatyzowaü, co wynika z charakteru spotyka-nych w rzeczywistoĞci zagroĪeĔ. [1]
4. Architektura Systemu TMN
Tworzenie bezpiecznego systemu TMN wymaga opracowania nastĊpujących etapów obejmu-jących:
fazĊ początkową,
fazĊ projektowania, przeglądu i zatwierdzenia,
fazĊ operacyjną
W fazie początkowej tworzy siĊ specjalną grupĊ ekspertów sterujących procesem analizy, wprowadzenia, realizacji zabezpieczeĔ. Grupa taka stanowi przekrój stron biorących udział w zarządzaniu: uĪytkowników, przedstawicieli poszczególnych działów, ekonomistów, inĪynierów tworzących system.
W fazie projektowania, przeglądu i zatwierdzenia okreĞlona zostaje strategia zabezpieczeĔ, strategiczne zasoby, dokonuje siĊ analizy ryzyka. NastĊpnie wybiera siĊ rozwiązania dogodne pod wzglĊdem efektywnym i ekonomicznym.
Faza operacyjna to szkielet funkcjonowania zabezpieczeĔ w systemie. W fazie tej są wyróĪ-niane etapy: wykrycia zdarzenia, przetwarzania danych związanych z bezpieczeĔstwem, oceny zdarzenia.
Rozwój ataków na sieci, starzenie siĊ algorytmów kryptograficznych, wzrost mocy oblicze-niowej maszyn oraz przepustowoĞü sieci prowadzi do koniecznoĞci ciągłej kontroli i modyfikacji zabezpieczeĔ. Prawdopodobnym czynnikiem, który zdeterminuje wprowadzanie zabezpieczeĔ dla systemu TMN bĊdzie dynamiczny rozwój rynku telekomunikacyjnego. W ciągu kilku lat moĪna spodziewaü siĊ pojawienia platform z zaimplementowanymi silnymi mechanizmami kryptogra-ficznymi. [3]
Architektura TMN zawiera trzy grupy, które są rozpatrywane oddzielnie podczas projektowa-nia i planowaprojektowa-nia. Grupy te obejmują:
architekturĊ funkcjonalną – opisującą podstawowe funkcje okreĞlane jako składniki funkcjonalne oznaczane symbolem FC (ang. Functional Component). Składniki te łą-czone są w bloki funkcjonalne oznaczane FB (ang. Function Block). Miejsca symboli-zujące połączenie miĊdzy blokami okreĞlane są punktami odniesienia (ang. reference
point). Oznacza to funkcjonalnoĞü, która umoĪliwia objĊcie zasiĊgiem zarządzania całą
systemy udostĊpniają graficzną reprezentacjĊ sieci z widocznymi statusami urządzeĔ, połączeniami, alarmami i innymi funkcjami specyficznymi dla danej sieci.
TMN OSF f q q q x WSF g NEF m TF
Rysunek 2. Architektura funkcjonalna TMN
OSF- blok funkcjonalny systemów zarządzania, NEF- blok funkcjonalny poĞredniczenia,
WSF- blok funkcjonalny stacji roboczej, TF- blok funkcjonalny transformacji
architekturĊ fizyczną – opisującą sposób implementacji funkcji TMN w czĊĞci fizycz-nej. Poszczególne czĊĞci dzielone są na bloki fizyczne oznaczane symbolem BB (ang.
Building Block), które w zaleĪnoĞci od pełnionych funkcji, zawierają wybrane bloki
funkcjonalne. Bloki fizyczne dokonują wymiany danych pomiĊdzy sobą za pomocą standardowych interfejsów. Komunikacja miĊdzy systemami, a zarządzanymi urządze-niami odbywa siĊ przez porty szeregowe (połączenie lokalne) lub przez protokoły transmisji danych (połączenie zdalne). Realizują one podstawowe funkcje zarządzania elementami sieciowymi, takimi jak przełączniki, routery i przewaĪnie wykorzystują do tego standardowy protokół SNMP (ang. Simple Network Management Protocol).
DCN OS OS TMN MD AD NE NE NE WS Q Q Q Q Q X F
Rysunek 3. Architektura fizyczna
OS- system zarządzania, AD- urządzenie adaptacyjne, MD- urządzenie poĞredniczące, NE- element sieci, WS- stacja robocza, DCN- sieü transmisji danych
architekturĊ informacyjną – opisującą sposób modelowania wymiany informacji zarzą-dzania, który jest realizowany jako zarządca–agent. Wymiana informacji odbywa siĊ przy pomocy protokołu CMIP (ang. Common Management Information Protocol). Jest to protokół zarządzania siecią oparty na modelu OSI, szczególnie przydatny do współ-pracy z publiczną, komutowaną siecią telefoniczną. SłuĪy do formatowania wiadomoĞci i transmitowania informacji miĊdzy programami zbierającymi dane. Przez usługĊ nale-Īy rozumieü przykładowo wirtualną linie dzierĪawioną o okreĞlonej relacji oraz parame-trach transmisyjnych, takich jak przepływnoĞü, opóĨnienie. System zarządzania usłu-gami monitoruje na bieĪąco zakontraktowane przez uĪytkowników usług parametry i tworzy raporty. Dla uproszczenia, systemy zarządzania elementami sieciowymi udo-stĊpniają graficzny interfejs z symulowanym obrazem urządzenia. Bardzo powszechne staje siĊ zarządzanie przez interfejs WWW (ang. World Wide Web). W tym przypadku do zarządzania elementami sieciowymi moĪe zostaü uĪyta dowolna przeglądarka inter-netowa. [5]
Zarządzanie siecią polega na administrowaniu wszystkimi zasobami komunikacyjnymi danego systemu. Jest ono realizowane przez aplikacyjne procesy zarządzania SMAP (ang. System
Mana-gement Application Process), które przetwarzają i wymieniają miĊdzy sobą informacje
zarządza-nia.
Informacje te są przechowywane w specjalnej bazie okreĞlanej symbolem MIB (ang.
Mana-gement Information Base). Baza taka zawiera w sobie obiekty zarządzane MO (ang. Managed Objects), które odzwierciedlają fizyczne zasoby, którymi zarządza. Modelem zarządca-agent,
którego sposób zarządzania zawiera dwa typowe procesy. Są to:
proces zarządzania MP (ang. Managing Process) – zarządca wydający procesowi agen-ta polecenia wykonania operacji na obiekcie zarządzanym,
proces agenta AP (ang. Agent Process) – przekazuje procesowi zarządcy informacje o zmianach stanu zarządzanych obiektów.
5. Zastosowanie TMN do zarzdzania systemami telekomunikacyjnymi
Od lat 70ych XX wieku dziĊki rozwojowi technologii komputerowych transmisja analogowa zaczĊła byü wypierana przez transmisje cyfrową. Przełączniki elektromagnetyczne zastĊpowane były elektronicznymi układami przełączającymi sterowanymi komputerowo z uĪyciem sygnaliza-cji we wspólnym kanale. W rezultacie otrzymano sieü składającą siĊ z dwóch logicznie róĪnych podsieci, komutowana podsieü głosowa i podsieü sygnalizacyjna. Takie rozwiązanie daje duĪą elastycznoĞü zarządzania siecią i kreowania nowych usług.
Wprowadzenie nowych moĪliwoĞci objĊtych normami architektury sieci inteligentnej zdefi-niowanej przez CCITT dotyczących definicji standardowych usług, interfejsów pomiĊdzy centra-lami w systemie, urządzeniami przetwarzającymi oraz platform do obliczeĔ komputerowych, umoĪliwia tworzenie rozbudowanych sieci z uĪyciem sprzĊtu i oprogramowania róĪnych firm. [4]
W systemie TMN moĪna wyróĪniü pewnego rodzaju segmenty, które odpowiadają za realiza-cjĊ usług komunikacyjnych. KaĪdy z segmentów stanowi zbiór aplikacyjnych elementów usługo-wych ASE (ang. Application Service Elements) współpracujących ze sobą. Element usługowy zawiera:
definicje realizowanych usług, zapisane w postaci zestawu operacji elementarnych,
protokół, który pozwala na wymianĊ elementarnych operacji. Model warstwy aplikacji dla celów zarządzania siecią przedstawia rys.4.
SMASE
CMISE
ROSE
ACSE Inne ASE
WARSTWA PREZENTACJI
Rysunek 4. Model warstwy aplikacji
W modelu warstwowym aplikacji wyróĪniono nastĊpujące elementy:
SMAE (ang. Systems Management Application Entity) – jest to segment aplikacyjny
za-rządzania systemami,
SMASE (ang. Systems Management Application Sernice Element) – aplikacyjny element
usługowy zarządzania systemami,
ASE (ang. Application Service Element) – usługowy element aplikacyjny,
ACSE (ang. AssociationControl Service Element) – element usługowy sterowania
CMISE (ang. Common Management Information Sernice Element) – element usługowy
wspólnej informacji zarządzania,
ROSE (ang. Remote Operations Service Element) – element usługowy zdalnych operacji.
Na rys.5. przedstawiony jest opis usługi zarządzania ruchem w sieci telekomunikacyjnej.
OS NE WS POMIARY WSTĉPNE PRZETWARZANIE Realizacja działaĔ Korekcyjnych Inicjacja monitorowania sieci Gromadzenie danych Analiza danych Prezentacja stanu ruchu Podejmowaniei zaniechanie działaĔ korekcyjnych Wykrywanie problemów Īadanie wykonania pomiarów działania korekcyjne dane o konfiguracji sieci
dane z pomiarów
wskaĨniki ruchu
Rysunek 5. Zarządzanie ruchem w sieci telekomunikacyjnej
W zakresie zilustrowanej usługi moĪna wyróĪniü kilka znaczących funkcji:
Inicjacja monitorowania sieci – funkcja inicjacji polega na przekazywaniu do elementów sieci ĪądaĔ wykonania pomiarów przesyłanych przez uĪytkownika systemu za poĞrednic-twem stacji roboczej.
Pomiar – funkcja udostĊpniania danych z pomiarów jest realizowana przez elementy sie-ci. Dane z procesu pomiaru są przekazywane do systemu zarządzania bezpoĞrednio lub po wstĊpnym przetworzeniu informacji pierwotnej (np: zdarzenia) w elementach sieci.
Zbieranie danych – funkcja gromadzenia danych w systemie zarządzania dotyczy zbiera-nia danych z pomiarów odebranych od elementów sieciowych.
Analiza danych – funkcja analizy danych jest związana z obliczaniem wskaĨników wy-dajnoĞciowych na podstawie uzyskanych z pomiarów. Analiza danych bazuje na okreĞlo-nych algorytmach, które są opracowane lub modyfikowane w procesie eksploatacji sys-temu zarządzania.
Prezentacja stanu ruchu – funkcja stanu ruchu oferuje uĪytkownikowi moĪliwoĞü obra-zowania aktualnego poziomu wydajnoĞci lub obciąĪenia elementów sieci.
Wykrywanie problemów – funkcja wykrywania problemów w sieci dotyczy rozpoznawa-nia sytuacji krytycznych z punktu widzerozpoznawa-nia kierowarozpoznawa-nia ruchem. Otrzymane wyniki umoĪ-liwiają podjĊcie decyzji o zastosowaniu działaĔ korekcyjnych.
Podejmowanie i zaniechanie działaĔ korekcyjnych – Funkcja ta umoĪliwia realizacjĊ de-cyzji podjĊtej np. przez zarządzającego ruchem za poĞrednictwem stacji roboczej.
6. Zarzdzanie sieciami teleinformatycznymi
W miarĊ rozwoju przedsiĊbiorstw rosną ich zasoby informatyczne, a utrzymanie infrastruktu-ry pociąga za sobą coraz to wiĊksze koszty. Taka sytuacja wymaga bardzo sprawnego mechani-zmu kontroli efektywnoĞci wykorzystywania tych zasobów, dostosowania ich do potrzeb i wyma-gaĔ przedsiĊbiorstwa.
W ramach zarządzania sieciami teleinformatycznymi stosuje siĊ rozwiązania odpowiedzialne zarówno za zarządzanie zasobami i infrastrukturą (zarządzanie sieciami, serwerami, centralami czy bazami danych), jak i zarządzanie istotnymi aplikacjami w procesie podejmowania decyzji. Firmy starają siĊ wdraĪaü właĞciwe rozwiązania do zarządzania infrastrukturą zyskując wymierne korzyĞci. Zastosowanie infrastruktury informatycznej dostosowanej do procesów kierujących działaniem centrum zarządzania pozwala na podniesienie niezawodnoĞci, wzrostu efektywnoĞci pracy i komfortu pracy branĪy IT (ang. Information Technology), udostĊpnienie narzĊdzi do pla-nowania i kierowania rozwojem IT oraz kontrolĊ kosztów [1].
7. Podsumowanie
W dzisiejszych czasach coraz trudniej jest odróĪniü telekomunikacjĊ od techniki komputero-wej. Wzrost uĪycia komputerów, zarówno w centralach telekomunikacyjnych jak i zarządzania siecią oznacza, iĪ podstawowym wyzwaniem przed jakim stoi wiĊkszoĞü kampanii telekomunika-cyjnych jest optymalne rozwiązanie architektury sieci komunikujących siĊ ze sobą komputerów.
Instalacja i właĞciwa konfiguracja systemu zarządzania siecią telekomunikacyjną otwiera przed operatorem telekomunikacyjnym moĪliwoĞci wprowadzenia szerokiej gamy nowych, atrak-cyjnych ofert i usług telekomunikaatrak-cyjnych.
Sieci telekomunikacyjne, dające ogromny wachlarz usług (telefonia, multimedia, Internet) sta-ły siĊ obecnie waĪną czĊĞcią Ğwiatowej oferty telekomunikacyjnej. Trudno dziĞ jest sobie wyobra-ziü funkcjonowanie nowoczesnej firmy bez dostĊpu do Internetu, czy automatycznego systemu zapowiedzi głosowych podczas nawiązywania połączenia z klientami. Przykładów takich moĪna podawaü bardzo duĪo. Takie są realia dzisiejszego Ğwiata, takie są wymagania dzisiejszego rynku. Rozwój nowych technologii, globalizacja rynku, koniecznoĞü współpracy miĊdzyoperator-skiej i standaryzacja sieci zmusza producentów do stosowania takich rozwiązaĔ technicznych, które pozwolą połączyü lokalne, krajowe i miĊdzynarodowe sieci telekomunikacyjne w jeden system. To, jakie rozwiązanie z opisanych powyĪej jest najlepsze i które naleĪy wybieraü, zaleĪy wyłącznie od moĪliwoĞci finansowych i potrzeb operatora, który pragnie w swojej sieci zaimple-mentowaü system TMN.
Bibliografia
1. Barszewski M, 2003. Zarządzanie sieciami telekomunikacyjnymi. wydanie III popra-wione Warszawa.
2. BroĪyna J., 2005. Zarządzanie systemami i sieciami transportowymi w telekomunikacji. BEL Studio Warszawa.
3. Łazarski J., 2005. Leksykon skrótów Telekomunikacja. Wydawnictwo Komunikacji i ŁącznoĞci Sp. z o. o. Wydanie I Warszawa.
4. Norris M., 2002. Communications Technology Explained - tłumaczenie z jĊzyka angiel-skiego na podstawie GaliĔangiel-skiego B. Teleinformatyka, Wydawnictwo Komunikacji i ŁącznoĞci Sp. z o. o. Wydanie I Warszawa.
5. Praca zbiorowa, opracowanie redakcyjne NetWorld, 1999. Vademecum teleinformatyka. IDG Poland S.A. Wydanie I ksiąĪkowe Warszawa.
MANAGEMENT SYSTEMS FOR DISTRIBIUTED NETWORKS
Summary
In the paper we discuss a number of issues related to performance of a tele-communication network. The architecture of a teletele-communication management net-work (TMN )as well as interaction between TMN and a telecomm nation netnet-work are presented. The rules for development of a secure management system are given. Finally, we describe a management system to Control network flow for telecommu-nication & distributed networks
Keywords: Management, Telecommunications
L.BYCZKOWSKA e-mail:lilip@ics.p.lodz.pl 93-005 ŁódĨ, ul. WólczaĔska 215 J.LIPIēSKI
e-mail: jlip@p.lodz.pl
