СТАНДАРТЫ УПРАВЛЕНИЯ СЕТЯМИ

Сеть связи есть совокупность узлов и каналов связи между ними. которые предназначены для передачи информации от источника к потребителю без искажений с устойчивым функционированием. На рис. 1 показана примерная схема управления сетью связи, обеспечивая при этом надежное ее функционирование и необходимый уровень показателей для удовлетворения потребителей. Система управления функционирует в замкнутом контуре с обратными связями через сформированные интерфейсы.

Модель системы управления. Система управления включает техническую эксплуатацию как составную часть более общей системы управления. Поэтому в системе управления выделяются два основных блока: система принятия решений и система исполнения решений. В первом блоке работает в основном интеллект пункта управления, а во втором блоке – программно-технические средства технической эксплуатации. Оба блока постоянно совершенствуются и оптимизируются.

В качестве объекта управления рассмотрим инфокоммуникационную сеть разных каналов связи (электропроводная, радио, оптическая). Каждый из этих каналов испытывает разного рода воздействия. В результате таких воздействий происходят разные отклонения от первоначального развития процесса связи, и он протекает по более сложным закономерностям. Внешние воздействия на реализуемый процесс передачи и обработки информации разделяются на: управляющие, предназначенные для изменения хода процесса и случайные, непреднамеренные. Какие системы управления практически используются, представлены на схеме рис. 2

Функции телекоммуникационной системы при передаче информации между двумя (или более) терминалами представляются тремя условиями:

• Доставить информацию за приемлемое время, не превышающее некий порог;

• Не потерять существенную часть информации при ее передаче;

• Не допустить искажения информации свыше заданного уровня .

Совокупность управляющих воздействий, направленных на то, чтобы действительный ход процесса соответствовал желаемому, называют управлением. Управляющий орган, вырабатывающий управляющие воздействия, является системой управления. Управление должно быть целенаправленным. Управляющие воздействия должны быть скоординированы между собой. Управление предполагает наличие управляемого объекта или группы объектов и управляющий орган, вырабатывающий управляющие воздействия, направленные на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с имеющейся программой или целью управления.

Целенаправленное воздействие управляющей на управляемую систему с использованием информационного потока ориентировано на достижение определенной цели и представляет собой непосредственно процесс управления. Наилучший выбор управляющих воздействий из множества возможных с учетом ограничений и на основе информации о состоянии управляемого объекта и внешней среды реализуется оптимальным управлением.

Следовательно, управление – это процесс воздействия субъекта на объект в целях перевода его в новое качественное состояние или поддержания в установленном режиме. Общность задач управления позволяет формулировать общие законы управления, а анализ и обобщение практики управления дает возможность, опираясь на эти законы, конкретизировать содержание управления в рамках науки управления. В общем виде процессы
управления и структура управления представлены на рис. 3.

Субъектами управления выступают государственные органы общей компетенции, которые устанавливаются соответствующими правительственными актами и уполномочены выполнять конкретные функции. Органы специальной компетенции подразделяются на три вида:

− комплексные органы – органы, которые выполняют все задачи или отдельные блоки задач (например, комплексные природоохранные органы выполняют все экологические задачи);

− отраслевые органы – органы, которые занимаются своей отраслью;

− функциональные органы – органы, которые отвечают за отдельные функции (например, мониторинг состояния окружающей природной среды).

Структура системы управления. Сложные сети управляются централизованно и децентрализовано.

Централизованная система обеспечивает:

- концентрацию всей информации о состоянии сети в центральном пункте управления;

- целостную картину построения сети;

- простоту управления правами администраторов сети;

- минимальную длину цикла управления;

- непротиворечивость принимаемых решений.

К недостаткам централизованной системы управления следует отнести:

- уязвимость системы управления;

- огромный объем передаваемой информации требует серверов с высокой производительностью;

- значительная часть пропускной способности каналов сети задействованы для передачи служебной информации.

Децентрализованное управление не обладает единым центром управления. Функции управления перераспределяются между множеством систем управления сетью. Достоинства такого управления следующие:

- живучесть системы управления;

- отсутствует необходимость в высокопроизводительных серверах высокой стоимости;

- реализуется меньший объем обрабатываемой информации и график служебной информации.

Недостатки децентрализованного управления следующие:

- сложность разграничения «зон ответственности»;

- сложность управления правами администраторов сети;

- отсутствие целостности в построении сети;

- противоречивость принимаемых решений.

Уровни управления сетью.В многоуровневой архитектуре выделяются следующие области применения: ошибками, конфигурацией, доступом, производительностью, безопасностью.

Протоколы управления.Инфокоммуникационные сети опираются на следующие стандартные протоколы управления:

SNMP – первый наиболее простой протокол управления и последняя третья версия протокола поддерживается во многих устройствах;

CMIP – протокол управления, рекомендованный стандартом ISO (Международная организация стандартов) в качестве базового, но пока не получил широкого распространения;

TMN – концепция сетевого управления, включающая множество протоколов управления с разными уровнями управления.

Стандарты: DMTF, CIM, WBEM, DEN, IETF, SNMP, ITU-T и др.

Функциональные направления управления сети.В настоящее время четко определены следующие функциональные направления в управлении сетью:

- управление конфигурацией сети;

- управление устранением отказов;

- управление качеством;

- управление расчетами;

- управление защитой информации.

Основная цель функционального управления сетью связи является создание автоматической системы управления для существующей и перспективной цифровой сети, в которой должны быть обеспечены:

1) условия для интеграции национальных систем связи во всемирную структуру связи;

2) увеличение доходов при увеличении пропускной способности и качества предлагаемых услуг;

3) снижение эксплуатационных расходов вследствие снижения убытков от простоев ресурсов сети, своевременном диагностировании отказов, повышения уровня автоматизации операций управления и централизации квалифицированного персонала.

Управление сложной инфокоммуникационной системой обладает многоуровневым представлением. Взаимосвязанное многоуровневое представление задач управление сетью представлено на рис. 4.

Инфокоммуникационная сеть, изображенная на рис. 4, является замкнутой. Общая схема оптимального управления замкнутой сетью для каждого канала управления приведена на рис. 3

На вход объекта управления (рис. 3) подается управляющий сигнал Х, а результат оценивается по выходу Y. На языке математики реализуется функциональная зависимость вида

.

По виду функции воздействия определяется закон управления:

1. Пропорциональный закон

,

где k – коэффициент, который определяет насколько эффективно сигнал Х воздействует на управляемый объект.

2. Интегральный закон

.

Здесь - время воздействия управляющего сигнала в канале управления заданного уровня.

3. Дифференциальный закон

.

Классификацию систем управления представим следующей таблицей

Подводя итог применения стандартов в рамках ISO для управления сложной инфокоммуникационной сетью связи, сформулируем основные принципы, которые следует учитывать в процессе управления:

- процесс управления с применением стандартов ISO сложный и постоянно изменяющийся;

- оптимальное управление инфокоммуникационной сетью в реальном масштабе времени обеспечивает преимущественно искусственный интеллект;

- разработка новых функциональных задач управления при выходе в эфир должна быть жестко увязана со стандартными управляющими функциями международных протоколов;

- в программном обеспечении при создании управляющих функций реальный масштаб времени не должен нарушаться.

Лекция 3