26.3. Принципы построения системы управления

Взаимоувязанной сетью связи Российской Федерации

Структура и функции системы управления ВСС. При построе­нии системы управления ВСС [1] необходимо использовать концеп­цию TMN. В организационном отношении иерархическая архитектура СУ ВСС включает: федеральный, региональный, зональный и мест­ный уровни. Управление ВСС должно эволюционировать от ручного «в относительном времени» к автоматизированному «в реальном масштабе времени». Для перехода к управлению в реальном време­ни необходимо оснащение сетей современными средствами автома­тизации сбора, хранения и обработки данных о трафике, качестве об­служивания пользователей, состоянии коммутационных станций, ли­нейных сооружений, систем передачи и др. Решение этой крупно­масштабной задачи невозможно без унификации технических, ин­формационных и программно-алгоритмических средств. В СУ ВСС должны использоваться единые критерии оценки качества предос­тавляемых услуг и работоспособности сетей электросвязи.

Информационная база СУ ВСС должна строиться с использова­нием единой классификации и кодирования объектов сетей элек­тросвязи. Характеристики готовности СУ должны удовлетворять высоким современным требованиям. Система управления ВСС (рис. 26.6) имеет четыре уровня: федеральный, региональный, зо­нальный и местный.

В перспективе система должна обеспечивать управление в реаль­ном масштабе времени в соответствии с концепцией TMN. В системе управления должны использоваться единые критерии оценки качест­ва предоставляемых услуг связи и работоспособности сетей и их элементов. База данных управления системы должна быть основана на единой системе классификации и кодирования объектов, входящих в состав сетей электросвязи.

Постепенное совершенствование системы управления должно быть ориентировано на конвергенцию телекоммуникационных и ком­пьютерных сетей, использование методов распределенной обработки информации, создание национальной и глобальной информационных инфраструктур. В составе системы управления ВСС должно быть предусмотрено достаточное количество резервных эксплуатационно-технических средств для восстановления работоспособности сетей и их объектов. Элементы сети, такие, например, как системы передачи (СП), тактовые генераторы (ТГ), автоматические телефонные станции (АТС) и узлы, АМТС, международный центр коммутации (МЦК), районные узлы связи (РУС) и др., должны быть оснащены средствами контроля работоспособности, тестирования, диагностики и реконфи­гурации и базами данных управления (БДУ), приспособленными для оперативного обмена информацией с системой управления ВСС (с использованием стандартизованного интерфейса типа Q₃).

Рис. 26.6. Структура и функции системы управления ВСС:

НЦУ ВСС - национальный центр управления; ЦУ-Ф - центр управ­ления оператора федерального уровня; РЦУ ВСС - региональный центр управления; ЦУ-Р - центр управления оператора региональ­ного уровня; ЗЦУ ВСС - зональный центр управления; МЦУ ВСС -местный центр управления; ЦУ-3 - центр управления оператора зонового уровня; ТЦУ-Ф - территориальный центр управления опе­раторов федерального уровня; УЦУ-Ф - узловой центр управления федерального уровня; УЦУ-Р - узловой центр управления регио­нального уровня; УЦУ-3 - узловой центр управления зонового уров­ня; ЦУ-М - центр управления оператора местного уровня; ЦУ-ЭС -центр управления элементами сети; ЦУ-ЧС - центр управления чрезвычайными ситуациями; СП - системы передачи; ТГ - теле­граф; МЦК - Международный центр коммутации; РУС - районный узел связи

На верхнем уровне управления ВСС (НЦУ ВСС) должны решаться следующие задачи:

• анализ качества работы сетей и систем управления разных операторов с целью администрирования;

• централизованное управление ресурсами в чрезвычайных си­туациях;

• взаимодействие с системами управления других стран ми­рового сообщества;

• планирование развития сетей электросвязи общего пользо­вания;

• сбор и обработка статистических данных, получаемых от объек­тов нижних уровней;

• анализ качества функционирования сетей электросвязи и их систем управления;

• регламентация правил и порядка учета и предоставления услуг и средств связи;

• регулирование взаиморасчетов операторов сетей ВСС. Функции НЦУ ВСС могут быть как централизованы в одном месте, так и рассредоточены.

На региональном уровне задачи управления реализуются РЦУ ВСС, который координирует деятельность операторов в регионе, вы­деленном для него НЦУ ВСС. С организационной точки зрения ра­ционально создание РЦУ ВСС на базе территориальных центров управления операторов сетей федерального уровня (ТЦУ-Ф), взаимо­действующих с центром управления оператора федерального уровня (ЦУ-Ф). Регионы управления должны быть определены с учетом ад­министративного деления РФ, информационного тяготения между территориями, концентрации средств связи в них, границ расположе­ния военных округов. Предполагается выделение 10-12 таких окру­гов. В состав региона может входить несколько субъектов РФ. Зо­нальные центры управления ВСС (ЗЦУ ВСС) обеспечивают управле­ние связными ресурсами на территории одного субъекта РФ и созда­ются на базе центров управления операторов зонового уровня (ЦУ-3). Предполагается создание до 100 таких центров на территории, кон­тролируемой АО «Электросвязь» области или края. Центры управле­ния регионального, зонального и местного уровней должны каждый на своем уровне решать задачи управления сетью, а управление бизне­сом и услугами - прерогатива НЦУ ВСС.

Протокол управления сетью. Обычно сеть электросвязи строит­ся с использованием технических средств, изготовленных разными производителями. Язык управления объектами сети должен быть единым (независимым от внутренней организации ЭС) и использо­ваться всеми программными пакетами управления сетью. Такой язык реализован в простом протоколе сетевого управления (Simple Net­work Management Protocol - SNMP). Этот протокол стал в течение второй половины 90-х годов общепринятым стандартом систем управления сетью (в частности - Internet) и поддерживается программными продуктами большинства изготовителей оборудования коммутацион­ных станций, систем передачи и информационных систем.

Протокол SNMP разработан для систем, ориентированных на опе­рационную систему UNIX и архитектуру двухуровневого управления.

На верхнем уровне имеются средства сетевого управления (ССУ), а на нижнем - агенты управления (АУ), связанные с ЭС.

Сложные функции обработки данных реализуют ССУ, они выраба­тывают команды контроля и управления ЭС. Разработка протокола SNMP преследовала три цели. Первая состояла в том, чтобы макси­мально упростить функции, выполняемые ЭС автономно. Решение этой задачи позволяет:

• упростить функции управления и сделать их легко воспри­нимаемыми человеком;

• закрепить большинство значимых сетевых ресурсов (коммута­ции, передачи, сигнализации) за ССУ и поэтому наиболее пол­но их использовать при дистанционном управлении;

• минимизировать стоимость разработки программного обеспе­чения (ПО) АУ, поддерживающего протокол управления сетью.

Вторая цель - заложить в ПО верхнего уровня возможность опера­тивного изменения состава и характера решаемых задач управления в процессе эксплуатации сети.

Третья цель - обеспечить независимость архитектуры прото­кола сетевого управления от архитектуры сети и свойств объ­ектов управления, которые могут быть изготовлены разными про­изводителями.

С помощью протокола SNMP должен решаться весь спектр задач управления ЭС: запрос и получение данных о координатах и состоя­нии объекта, изменение состояния ЭС, инициализация тестирования выбранного ЭС. Концепция протокола SNMP основана на том, что все необходимые данные для управления объектом должны находиться в самом ЭС (в его базе данных управления - БДУ). В БДУ каждого ЭС хранится информация о его состоянии и качестве функционирования. Любой изготовитель сетевого оборудования должен включать в БДУ набор стандартных переменных (например, имя и координаты ЭС) и специфические данные, характеризующие конкретный объект. Все данные в БДУ должны быть доступны для чтения ССУ, определенная часть их может модифицироваться по командам из ССУ. Таким об­разом, протокол управления сетью оперирует ограниченным набором команд (сообщений) для чтения и модификации переменных в БДУ.

Важная особенность протокола SNMP: он не содержит конкретных команд управления объектом, управление достигается модифика­цией той или иной переменной в БДУ ЭС, что воспринимается, как указание выполнить конкретную команду.

Рис. 26.7. Информационный обмен между уровнями системы управления сетью

Протокол SNMP генерирует пять типов сообщений (рис. 26.7):

• получить, читать (Get Request - Get) - запрос одной или не­скольких переменных из БДУ;

• получить, читать следующее (Get Next Request - Get Next) -последовательное чтение переменных строка за строкой (обычно из таблицы);

• установить, изменить (Set Request - Set) - установка значе­ния одной или нескольких переменных в БДУ;

• ответить (Response) - подтверждение получения любого из запросов (Get Request, Get Next Request, Set Request);

• «ловушка» (Trap) - уведомление о событии в ЭС (напри­мер, обычный или аварийный рестарт, отказ устройства в составе ЭС).

Как видим, административное управление может быть ориентиро­вано только на установку некоторой переменной или конфигурации и на чтение и передачу данных в ССУ. Команды в сообщениях первых трех типов получают ответное сообщение Response. Сообщение Trap без запроса сверху генерирует АУ элемента сети при возникновении отказа, перегрузки, перезапуска и других контролируемых отклоне­ний от нормы в ЭС. Большая часть данных о состоянии сети запра­шивается центром мониторинга. Для управления ЭС физического уровня верхнему уровню могут быть необходимы, например, такие данные: координаты и тип порта, тип среды передачи; на сетевом уровне - данные о количестве установленных соединений по одно­му из маршрутов.

Каждый ЭС по регламенту обновляет содержимое своей БДУ. В любой момент времени ССУ может обратиться к ней для получения или для установки значений определенных переменных.

Периодичность и приоритет считывания переменных определяется алгоритмом функционирования ЭС. Значение переменной, которую имеет право модифицировать ССУ, определяет тип команды, которую должен выполнить ЭС (например, принудительный рестарт, блоки­ровка, разблокировка, запуск тестирования).

Для проверки реакции ЭС на ранее переданную команду ССУ мо­жет запросить результирующие данные с помощью команды «Get Re­quest» или «Get Next Request».

Большинство телекоммуникационных фирм выпускает коммутаци­онное оборудование и средства цифровых систем передачи, приспо­собленное к управлению по протоколу SNMP.

Необходимо отметить два недостатка протокола SNMP. Первый из них состоит в том, что первая версия протокола (до появления версии SNMP v.2) использует режим обмена без установления соединения (User Datagram Protocol - UDP). Такой способ обмена сообщениями между АУ и ССУ может приводить к потере аварийных сообщений. Использование транспортного протокола с установлением виртуаль­ного соединения между ССУ и АУ (версия SNMP v.2) позволяет уст­ранить этот недостаток.

Второй недостаток состоит в отсутствии взаимной аутентификации ССУ и АУ. Любой из инициаторов (ССУ или АУ) передает в сообще­нии «строку принадлежности» (community string) в открытой форме. Агент управления взаимодействует только с теми ССУ, которые ука­зывают в поле community string такую же символьную строку, что хра­нится в памяти АУ. Такой способ установления «взаимности» отража­ет лишь структурирование ССУ, АУ и не может использоваться для надежной аутентификации.

Контрольные вопросы

1. Изобразите функциональную иерархию TMN и систем поддержки операций.

2. Перечислите функции подсистемы управления элементом сети.

3. Что понимают под контролем и управлением одним или группой ЭС?

4. Перечислите функции подсистемы управления сетью.

5. Перечислите функции подсистемы управления услугами.

6. Изобразите структуру системы управления вторичной сетью электросвязи.

7. Каковы функции центра технической эксплуатации вторичной сети элек­тросвязи?

8. Могут ли отказы в аппаратных средствах ЦТЭ, ошибки в его ПО и ошибки человека (работника ЦТЭ) приводить к отказам самого центра и ЭС, ко­торые ему подчинены?

9. Какие объекты формируют для центра управления сетью (ЦУС) пред­ставление о состоянии первичных и вторичных подсетей электросвязи?

10. Сформируйте основные задачи ЦУС.

11. Каковы функции центра управления услугами (ЦУУ)?

12. Изобразите структуру системы управления взаимоувязанной сети связи (ВСС) РФ.

13. Какие задачи должны решаться на верхнем уровне управления ВСС - в национальном центре управления (НЦУ)?

14. Сформулируйте цели разработки протокола управления сетью SNMP.

15. Охарактеризуйте особенности протокола SNMP.

Список литературы

1. Булгак В.Б., Варакин Л.Е. и др. Основы управления связью Российской Федера­ции. - М.: Радио и связь, 1998. -184 с.

2. Иванов А.Б. Контроль соответствия в телекоммуникациях и связи. Измерения, ана­лиз, тестирование, мониторинг. Ч. I. - М.: Компания Сайрус Системе, 2001. - 375 с.

3. Засецкий А.В., Иванов А.Б., Постников С.Д., Соколов Н.В. Контроль качества в телекоммуникациях и связи. Ч. II / Под ред. А.Б. Иванова. - М.: Компания Сайрус Системе, 2001. -335с.

4. Битнер В.И. Управление сетью электросвязи: Учеб. пособие. - Новосибирск, 2001. -78с.