Proposta de Modelo para Sistema de Gestão de Redes de Comunicações Avançadas

1. Proposta de Modelo para Sistema de Gestão de Redes de Comunicações Avançadas Francisco M. M. Fontes(Eng. Elect. e de Telecomunicações) DID/CET - Portugal Telecom Tel: +351-34-89 13 247 Fax: +351-34-20 722 e-mail: fontes@cet.pt DIT/UPM e-mail: fontes@dit.upm.es 1ª Conferência Nacional sobre Redes de Computadores - CRC’98 Univ. Coimbra, 9 e 10 de Novembro de 1998

2. Resumo • Objectivos • Estado da Arte • Requisitos Identificados • Elementos constituintes do sistema proposto • Organização dos elementos do sistema • Modelo de Informação • Estado actual • Conclusões

3. 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

4. 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.

5. 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

6. Arquitectura Geral do Sistema Modelos Two-tier G Nível de Interface de Utilizador Utilizador A/I A/I A/I A/I A/I Nível dos Gestores Modelos Three-tier com servidor único U U U Nível dos Servidores de Gestão S Rede A/I A/I A/I A/I A/I Nível dos Agentes e Interfaces Nativos de Gestão Modelos Three-tier com múltiplos servidores U U U S S A/I A/I A/I A/I A/I U U U U U U M S S S M M S S S A/I A/I A/I A/I A/I A/I A/I A/I A/I A/I A/I - Quatro níveis distintos - Cada nível alberga um tipo distinto de entidade

7. Modelo de referência U U M M A V2 V3 V1 V2 V1 V3 H1 H4 H2 H3 S S B Entidades estranhas ao sistema de gestão A/I A/I • É com base neste modelo que se definem os serviços e protocolos de comunicação entre as distintas entidades do sistema V1: Http, RMI (comunicação entre browsers e Gestores) V2: RMI V3:Protoclos e mecanismos nativos das entidades geridas (SNMP, CMIP, telnet, http) H1, H3:RMI, CORBA H2, H4: RMI • Para efeitos da operação do sistema, não se considera a existência de comunicação entre entidades U e A/I

8. 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

9. 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)

10. 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)

11. 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

12. Cenários de Utilização Browsers Web M M M M M M M S S S S S S A/I Browsers Web M M M M M M M M S S S A/I • 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)

13. 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

14. 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)

15. 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

16. 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.

17. Árvores de Gestão: exemplos Localização geográfica com ligações lógicas entre Servidores de Gestão 1 1 2 1 8 2 5 6 9 6 3 4 7 8 7 1 2 9 2 5 3 4 Tabela de conectividade da Árvore de Gestão Nó 1 2 3 4 5 6 7 8 9 • 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.) Vizinhos 2 1 2 2 1 1 6 6 8 5 3 7 9 6 4 6 6 6 6 5 5 5 5 7 7 7 7 Árvore de Gestão alternativa Situação proibida Múltiplas Árvores de Gestão 1 1 1 1 8 8 8 8 2 2 2 2 4 4 4 4 9 9 9 9 3 3 3 3 Vistas distintas da Árvore de Gestão

18. Modelo de Informação Representação gráfica no interface do utilizador seguindo os aspectos de interesse para ele U U 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)

19. 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

20. 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.