2. Стандарты, протоколы, интерфейсы управления сетями связи, рекомендуемые МСЭ-Т

2.1. Общая характеристика рекомендаций МСЭ-Т

Блок рекомендаций МСЭ-Т по управлению сетями электр освязи содержат рекомендации серий M,Q,X,G,I, в которых отражены принципы организации TMN. При этом определены:

  • концепция TMN;
  • функциональная архитектура TMN;
  • информационная архитектура;
  • физическая архитектура TMN;
  • характеристики внутренних и внешних интерфейсов;
  • протоколы взаимодействия.

Полный перечень рекомендаций по TMN с краткими аннотациями, разбиением по тематическим областям и указанием смысловой взаимосвязи между рекомендациями приведен в рекомендации М.3000. На рисунке 2.1 представлена полная схема взаимосвязи имеющихся рекомендаций по TMN. В рекомендации М.3010 подробно излагаются принципы организации Сети Управления Электросвязью (TMN), определяются области действия TMN, даются функциональная и информационная архитектуры, приводятся примеры физической архитектуры и предлагается функциональная эталонная модель операционных систем TMN.

Рекомендация М.60 содержит основные термины и определения сетей управления связью.

Рекомендация М.3020 представляет методологию описания функциональных характеристик и характеристик интерфейсов сети TMN (протоколов для интерфейсов). Особое внимание уделено множественности применений методологии и повторному использованию предшествующих результатов для построения методологии.

Рекомендация М.3100 предлагает информационную модель, предназначенную для описания классов управляемых объектов и их родовых свойств. Эти объекты приспособлены для информационного обмена по стандартным интерфейсам в соответствии с архитектурой TMN (согласно М.3010).

Рекомендация М.3200 содержит общее описание использования TMN в различных телекоммуникационных сетях. Указана взаимосвязь услуг управления с различными сетями связи (например, телефонными, интеллектуальными, интегральными ISDN / B-ISDN, сигнальной системой Й7 и другими).

Рекомендация М.3300 определяет возможности управления сети TMN, которые должны контролироваться с помощью отображений и могут быть прочитаны человеком. Эти возможности определены для интерфейса рабочей станции сети управления.

Рекомендация М.3400 определяет функции управления между прикладными процессами управления и управляемыми ресурсами телекоммуникаций. Определена структура "агент – менеджер".

Рекомендации Q.811, Q.812 определяют профиль протоколов интерфейса Q3, который является основным в сетях TMN. Профиль протоколов может быть выполнен в нескольких вариантах. При этом различаются профиль нижних уровней (1, 2, 3, 4-го уровней взаимодействия открытых систем) и верхних уровней (5, 6, 7-го). Модель взаимодействия определена в рекомендации Х.200.

Рисунок 2.1. Схема взаимосвязи рекомендаций по TMN

Рисунок 2.1. Схема взаимосвязи рекомендаций по TMN

Необходимо отметить, что концепция TMN основана, прежде всего, на ряде разработок ISO/OSI. Эти разработки помещены МСЭ-Т в серию рекомендаций, обозначенную Х.7хх. Например, рекомендация Х.700 определяет структуры управления для взаимодействия открытых систем, рекомендация Х.701 содержит обзор управления системами, рекомендация Х.710 содержит общие определения услуг информации управления и т.д.

Рекомендации серии G.ххх посвящены управлению транспортными сетями и частично сетями доступа.

Рекомендации серии I.ххх определяют решения по управлению узкополосными и широкополосными сетями с интеграцией служб.

Рекомендации серии Q.ххх помимо определения параметров интерфейса Q3 содержат разработку системы управления для общеканальной системы сигнализации Й7.

2.2. Модели управления сетями связи (функциональная, информационная, физическая)

Модели управления сетями связи являются составными частями общей архитектуры TMN и используются при планировании и проектировании для всех сетей и служб электросвязи.

Функциональная модель.

Функциональная модель сети TMN базируется на ряде блоков функций сети TMN.

Между функциональными блоками используются функции передачи данных. Каждая пара блоков, обменивающихся информацией управления, разделена опорными точками (рисунок 2.2).

Функциональные блоки модели TMN основаны на операционных системах ряда устройств сети управления: сетевого элемента (Network Element Function, NEF); серверов сети управления (Operations System Function, OSF); рабочей станции управления (Work Station Function, WSF); промежуточного устройства сопряжения или медиатора (Mediation Function, MF); Q – адаптера (Q-Adapter Function, QAF);.

В функциональной модели OSF обеспечивает выполнение функций TMN по сбору, обработке, хранению и поиску управляющей информации.

Рисунок 2.2. Функциональная модель TMN

Рисунок 2.2. Функциональная модель TMN

Функциональный блок NEF является моделью произвольного сетевого элемента, который подлежит управлению. OSF и NEF образуют ядро сети управления. Блок WSF обеспечивает интерфейс между всей системой управления и оператором управления (человеком). Промежуточный блок MF обрабатывает информацию, проходящую между NEF и OSF. При этом может производиться промежуточная обработка и хранение данных, преобразование протоколов, маршрутизация данных, согласование каналов передачи и другое. Адаптер OAF обеспечивает взаимодействие сетевых элементов или операционных систем, которые ранее не были приспособлены к сети TMN.

Опорные точки x, q, f определяют границы услуг TMN между двумя блоками функций управления. Назначением опорных точек является идентификация информации, проходящей между блоками функций. В рекомендации М.3010 определены три класса опорных точек сети TMN:

  • q – класс между функциями OSF,QAF,MF и NEF;
  • f – класс для присоединения функций WSF;
  • х – класс между функциями OSF двух сетей TMN или между OSF одной сети TMN и аналогичной функциональностью типа функций OSF другой сети.

Кроме того, имеются два других класса опорных точек на сети TMN, которые уместны для рассмотрения:

  • g – класс между функцией WSF и оператором s;
  • m – класс между функцией OAF и управляемыми объектами, не относящимися к сети TMN.

Что предполагают классы опорных точек?

Опорные точки q служат для очерчивания логической части обмена информацией между блоками функций. Сфера информационной модели для опорных точек q охватывает аспекты Рекомендации М.3100 и при желании может включать в себя специфические технические характеристики. Опорные точки q3 и qХ могут быть различимы с помощью знаний, требующихся для передачи между блоками функций.

Через опорные точки f организуется информационный обмен между функциональными блоками WSF и OSF и между WSF и MF. Этот обмен определен рекомендацией М.3300. Благодаря этой точке стыкуются две функции: "человек – машина" и функция представления данных.

Опорные точки х размещаются между блоками функций OSF в различных сетях TMN. Объекты, расположенные за опорной точкой х, могут быть частью реальной сети TMN или частью среды не сети TMN. Достаточно четкого описания опорной точки х пока не сформулировано.

Опорная точка g размещается вне сети TMN между пользователем – человеком и рабочей станцией. Эта точка не считается частью сети TMN. Определение этой точки можно найти в рекомендации Z.300.

Опорная точка m размещается вне сети TMN между функциями OAF и управляемым объектом вне сети TMN. В концепции TMN упоминание этой точки обусловлено потребностью очертить границы TMN.

Для передачи данных между блоками функций используется функция передачи данных. Основная роль этой функции заключается в обеспечении механизмов транспортировки информации.

Функция передачи данных (Data Communication Function, DCF) может обеспечить функции маршрутизации, переприема и взаимодействия. Функция DCF обеспечивает уровни 1 – 3 эталонной модели взаимодействия открытых систем или их эквиваленты. Функция DCF может обеспечиваться пропускной способностью подсетей различных типов (Х.25, Ethernet, ОКС 7, встроенные каналы связи в сетях синхронной цифровой иерархии и другие).

Информационная модель.

Информационная модель описывает объектно ориентированный подход для диалогового обмена информацией. В этой модели вводится принцип "менеджер - агент", который разработан для управления системами. Кроме того, вводятся принципы доменов (областей) управления и знаний для разделенного управления.

Информационная модель определяет область информации, которая может обмениваться стандартными способами. Обмен происходит на прикладном уровне и охватывает различные прикладные функции управления, такие, как хранение, поиск и обработку информации. Для обмена информацией управления используются функции DCF и MCF (Message Communication Function – функции передачи сообщений). Они позволяют подсоединить по конкретным физическим компонентам сетей электросвязи агента к менеджеру.

Менеджер - агент (согласно рекомендации Х.701).

Менеджер – часть распределенной системы управления, которая выдает указания по работе управления и получает извещения.

Агент – часть прикладного процесса, которая управляет взаимосвязанными с ней управляемыми объектами. Агент отвечает на команды менеджера. При этом он представляет менеджеру вид объектов и извещения, которые отражают поведение объектов. Система "Агент-Менеджер" в реализации представляет собой программный продукт, размещаемый на физическом носителе (на сервере, на гибком или жёстком диске, в микросхеме памяти).

Взаимодействие между менеджером, агентом и объектами показано на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3. Схема взаимодействия между менеджером, агентом и управляемыми объектами

Рисунок 2.3. Схема взаимодействия между менеджером, агентом и управляемыми объектами

В системе менеджер - агент может быть реализован обмен "точка – точка" и "точка – много точек", что значит – один менеджер связан с одним агентом или один менеджер связан со многими агентами и наоборот, один агент взаимодействует с несколькими менеджерами. Агент может по определенным причинам (например, безопасность информации, согласованность информационной модели и т.д.) отвергнуть указания администратора. Менеджер должен быть подготовлен к обработке отрицательной реакции от агента.

Весь обмен между агентом и менеджером состоит из набора операций управления и извещения (уведомления). Все эти операции реализуются путем использования услуг общей информации управления CMIS (Common Management Information Service Element) и протокола управления CMIP (Common Management Information Protocol), которые определены в рекомендациях Х.710, Х.711.

Управляемые объекты в системе "агент – менеджер" представляются в виде описания абстрактных управляемых ресурсов, отражающих состояния реальных ресурсов. На рисунке 2.4 показана взаимосвязь между объектами и управляемыми ресурсами отдельного сетевого элемента. Управляемые объекты классифицируются по функциональным признакам, например: запись аварий; профиль присвоения серьёзности аварии; соединения; оконечная точка соединения – приёмник; оконечная точка соединения – передатчик; кроссовые соединения; управление сводкой текущих аварий; регистрация; управляемый элемент; запись о создании объекта; запись об удалении объекта и т.д. Таким образом классификация объектов обеспечивает определение набора свойств, которые могут быть обязательными или условными. Согласно стандартов ISO 10165-4 классы управляемых объектов должны определяться по правилам GDMO(Guidelines for the Definition of Managed Objects), в которых предусматривается несколько шаблонов (templates) – пустых форм, заполняемых для описания класса управляемых объектов.

Рисунок 2.4. Схема взаимосвязи между объектами и управляемыми ресурсами сетевого элемента

Рисунок 2.4. Схема взаимосвязи между объектами и управляемыми ресурсами сетевого элемента

Пример последовательной взаимосвязи между блоками прикладных функций (процессов) сети TMN, осуществляемой системой агент – менеджер, происходит по информационной модели, изображенной на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5. Пример последовательного взаимодействия в сети управления

Рисунок 2.5. Пример последовательного взаимодействия в сети управления

Из рисунка видно, что система В представляет информационную модель в системе А. При осуществлении этого она использует информацию из информационной модели С.

Для реализации рассмотренного выше взаимодействия связывающиеся системы управления должны "знать" следующее:

  • способности используемых протоколов;
  • функции управления;
  • классы управляемых объектов;
  • потребности управляемого объекта.

Эта информация определяется как знание для раздельного управления. Знание может существовать независимо от физического интерфейса (взаимодействия), что позволяет реализовывать многоуровневую логическую структуру управления.

Принцип доменов (областей) управления предполагает объединение управляемых объектов в группы. Управляемая группа объектов вместе с менеджером составляет домен (область) управления (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6. Пример домена управления

Рисунок 2.6. Пример домена управления

Учитывая множественность доменов, между ними можно осуществлять взаимоотношения следующих типов:

  • раздельные домены;
  • взаимодействующие домены;
  • автономные домены;
  • перекрывающиеся домены управления.

Все взаимодействия управления внутри домена производятся в типовых опорных точках q. Для взаимодействия между доменами могут быть использованы опорные точки х и q, т.е. в зависимости от стратегии сети управления TMN.

Физическая модель.

Функция сети управления TMN могут быть реализованы с помощью различных физических конфигураций. Пример упрощенной физической конфигурации сети TMN приведен на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7. Физическая модель сети TMN

OS – операционная система сети управления TMN;
DCN – сети каналов передачи данных; MD – медиаторы;
NE – сетевые элементы; QA – Q-адаптеры; WS – рабочие станции;
Х, F,Q3,QХ – интерфейсы сети управления, используемые в опорных точках.

Краткая информация о назначении физических компонентов модели приведена в разделе 1.2. Необходимо определить структуры и функции интерфейсов (Х, F,Q3,QХ), а также связь с конструктивными блоками сети TMN.

Интерфейсы TMN являются многофункциональными, т.е. представляют собой формально определенный набор протоколов, процедур, форматов сообщений, ориентированных на поддержание диалога. При этом интерфейсы отличаются друг от друга сферой деятельности управления, которую должна обеспечить связь на этом интерфейсе. Стандартные интерфейсы сети TMN определяются как соответствующие опорным точкам. Они используются в этих точках, если для них требуются внешние физические соединения.

Интерфейс Q используется в опорных точках q. Для обеспечения гибкой реализации класс интерфейсов Q подразделяется на подклассы:

  • интерфейс QХ используется в опорных точках qХ;
  • интерфейс Q3 используется в точке q3.

Интерфейс Q3 характеризуется частью информационной модели, которая разделяется в знаниях между операционной системой (OS) и теми элементами TMN, с которыми она имеет прямую связь.

В настоящее время определены информационные модели а Q3 для следующих приложений TMN:

  • наблюдение за тревожными сообщениями (Q.821);
  • управление качеством работы (Q.822);
  • управление маршрутизацией и трафиком (Q.823);
  • администрирование (Q.824х).

Для семейства протоколов Q3 рекомендуется, чтобы каждое множество функций приложения TMN поддерживалось единственными протоколами уровней 4 – 7, как это определено в базовой модели взаимодействия открытых систем (Х.200).

Интерфейс QХ характеризуется частью информационной модели, которая разделяется между медиаторами и теми сетевыми элементами и Q – адаптерами, которые он поддерживает.

Информационная модель для интерфейса QХ потенциально должна быть такой же, как и для интерфейса Q3 . Однако, на интерфейсе QХ реализуется меньше функций, чем могут поддерживать протоколы, и в меньшей степени используется общая информационная модель (М.3100). Протоколы для интерфейсов QХ могут быть выбраны из любых протоколов связи, рекомендованных МСЭ -Т, например G.773 .

Для определения интерфейсов Q3 и Qx и их соответствия друг другу существуют требования, которые подробно изложены в.

Интерфейс F соединяет рабочие станции с операционными системами OS и MD. Интерфейс F может использовать протоколы поддержки, которые отличаются от семейства протоколов для интерфейсов Q3 и Х. В настоящее время интерфейс F определен рекомендацией М.3300. Данные, передаваемые через интерфейс F, описаны в.

Интерфейс Х применяется для обмена информацией между различными TMN. Рекомендация М.3320 определяет порядок разработки интерфейса Х. Этот интерфейс должен применять семейства протоколов, определенных в рекомендациях Q.811, Q.812. Кроме того, к интерфейсу предъявляются требования повышенной безопасности в условиях различных географических и юридических границ, обусловленных пределами сети оператора, пределами национальной сети и между национальными сетями и операторами. В настоящее время интерфейс Х находится в разработке.

В таблице 2.1 приведена взаимосвязь между интерфейсами и блоками сети TMN.

Таблица 2.1 Взаимосвязь интерфейсов и блоков сети TMN

Интерфейс блоки Qx Q3 X F
NE + + но +
OS + + + +
MD + + + +
QA + + но +
WS - - - +

Обозначения:

"+" – есть; "-" – нет, "но" – не обязательно.

2.3. Структура программного обеспечения TMN

Структура программного обеспечения управления, как правило, определяется разработчиками. Однако в этой структуре должны существовать следующие программные модули:

  • информационная база управления;
  • функциональный модуль регистрации;
  • функциональный модуль анализа параметров качества работы;
  • функциональный модуль предыстории;
  • пакет программ математического обеспечения по выработке сообщений;
  • функциональный модуль тревожных сообщений;
  • функциональный модуль аварийной сигнализации;
  • функциональный модуль загрузки информации о событиях;
  • графический интерфейс.

Информационная база управления (MIB, Management Information Base) представляет собой место хранения данных. В базе данных сосредоточена вся справочная информация сети. Эта информация поделена на разделы по классам объектов, которые описаны в рекомендации М.3100 "Общая информационная модель сети". Определены детали каждого объекта, включаемого в сеть передачи информации. Описание объектов производится через их атрибуты. В MIB хранится информация о статистике сети и ее отдаленном оборудовании, динамике поведения сети, тревожных сообщениях и другое. MIB представляется в виде ветвящегося дерева.

Для обслуживания информационной базы данных используются различные функциональные модули. Программные функциональные модули могут быть построены по принципу шаблонов управления, рекомендованных МСЭ-Т М.3200 .

Функциональный модуль регистрации предназначен для управления данными основных объектов в сети и множеством совместно определенных справочных атрибутов для всех объектов. Благодаря этому модулю создается и хранится в базе данных вся информация о конфигурации объектов (место расположения, оборудование и т.д.). Для регистрации и представления объектов сети применяется графический интерфейс.

Функциональный модуль анализа параметров качества предназначен для сбора статистики, такой, как ошибки в линии, значение трафика, емкость каналов и другое. Функциональный модуль может использоваться для управления качеством работы сети, вычисления статистики трафика и ошибок, для определения узких мест и перегрузок.

Функциональный модуль предыстории предназначен для сбора и хранения данных элементов сети (систем передачи, систем коммутации, центров управления сетью). Данные собираются и хранятся по отдельным доменам (областям) управления. При этом в данных определяются отдельные элементы, их атрибуты и временные интервалы.

Пакет программ математического обеспечения по выработке сообщений предназначен для формирования сообщений из базы данных: о трафике линий, об ошибках в линии, о трафике элементов сети, итоговых сообщениях и других.

Функциональный модуль тревожных сообщений предназначен для создания базы технического обслуживания. Благодаря этому модулю возможно формирование сообщений: сетевые события, условия тревоги, регистрация тревожных ситуаций в сети, распознавание ложной тревоги, оповещение пользователя о нарушении порогов тревожных ситуаций. Кроме того, благодаря выполнению команд модуля возможна доставка тревожных сообщений оператору сети, посылка сообщений вещательному терминалу, активизация математического обеспечения заказчика, обновление статистической информации на панелях тревожной сигнализации и т.д.

Функциональный модуль аварийной сигнализации осуществляет тревожную сигнализацию и выполняет функцию управления сетью, используя мониторинг тревожных ситуаций, подключая функциональный модуль сбора статистики и оповещения о тревожных ситуациях.

Каждый объект, находящийся в тревожной ситуации, соотносится с определенным уровнем серьезности состояния. Серьезность, согласно определениям ISO/OSI, может быть: неопределенной, критической, большой, незначительной, предупредительной и свободной. Каждое тревожное сообщение сопровождается указанием времени, в которое оно было сгенерировано.

Функциональный модуль загрузки информации о событиях предназначен для хранения информации по всем типам событий, которые формируются в сети управления. Эти события рекомендовано разбивать на следующие классы записей: тревожные сообщения, тревожные сообщения о нарушении безопасности, создание объектов, расформирование объектов, изменение значения атрибутов, изменение состояния, изменение связей.

Графический интерфейс управления необходим в системе для доступа пользователя – оператора к функциям управления. Он позволяет визуализировать операции управления, быстро и легко выполнить команды потребителя с помощью множества окон и выбора меню. Благодаря графическому интерфейсу элементы сети, находящейся в процессе управления, представляются в наглядном виде.

2.4. Службы (услуги) и протоколы управления

Служба (услуга) управления сети TMN представляет собой область деятельности управления, которая предусматривает обеспечение функций ОАМ (Operation Administration Management) по техническому обслуживанию, управлению и обеспечению работы управляемой сети.

Службы (услуги) TMN являются неотъемлемой частью спецификаций интерфейсов сети TMN. Список служб TMN подробно приведен в рекомендации М.3200, где сообщается о пользователях сетей TMN и видах услуг, ими требуемых от TMN. В таблице 2.2 приведена взаимосвязь услуг TMN и сетей, использующих эти услуги. Это представление известно как шаблонный метод (рассмотрено в разделе 1.4). Приведенный список услуг TMN не является исчерпывающим и может быть расширен.

Необходимо отметить, что службы TMN могут быть сгруппированы в операционные системы, которые наилучшим образом удовлетворяют организационные потребности оператора, эксплуатирующего TMN. Одна операционная система (возможно, несколько операционных систем) может таким образом выполнять несколько услуг управления или наоборот, конкретная услуга TMN может быть распределена по нескольким операционным системам.

В предлагаемом учебном пособии не представляется возможным описать все перечисленные в таблице 2.2 службы и управляемые сети. Однако некоторые из них будут рассмотрены в последующих разделах (транспортные сети, сети доступа, ISDN и B-ISDN).

Службы (услуги) сети TMN реализуются через систему взаимодействий "менеджер-агент". Для поддержки этого взаимодействия применяются службы и протоколы взаимодействия, разработанные OSI.

Таблица 2.2. Службы (услуги) управления и управляемые телекоммуникации

Таблица 2.2. Службы (услуги) управления и управляемые телекоммуникации

Сокращения, приведенные в таблице 2.2:

  • CCSS №7, Common Channel Signalling System №7 Network - сеть общеканальной сигнализации №7;
  • N-ISDN, Narrow-band Integrated Digital Services Network - низкоскоростная цифровая сеть с интеграцией служб (ЦСИС);
  • B-ISDN, Broadband ISDN - широкополосная ЦСИС;
  • TMN, Telecommunication Management Network - сеть управления электросвязью;
  • IMT – 2000, International Mobile Telecommunications - 2000 - мобильные телекоммуникации международного назначения.

Они представлены в логической семиуровневой модели (рисунок 2.8). На уровнях сосредоточены службы и протоколы взаимодействия. Связь между уровнями осуществляется в форме примитивов, которые подразделяются на примитивы запроса, индикации, ответа и подтверждения.

Рисунок 2.8. Модель OSI

Рисунок 2.8. Модель OSI

При этом уровень, выступающий в роли пользователя сервиса, может активизировать функцию путем выдачи запроса на действие. Уровень, играющий роль поставщика сервиса, выдаст подтверждение, указывающее на то, что функция выполнена. Схема взаимодействия уровней систем, обслуживающих агента и менеджера, приведена на рисунке 2.9.

В приведенном примере в качестве поставщиков сервиса для А и М подразумевается прикладной уровень модели OSI. Примитивы (Запрос, Ответ, Индикация и Подтверждение) представляют собой определенные битовые комбинации в кадрах, передаваемых в процессе обмена данными. Разумеется, это предельно упрощенная модель. Реально работают услуги и протоколы всей структуры, представленной на рисунке 2.8.

Рисунок 2.9. Схема взаимодействия уровней систем

Рисунок 2.9. Схема взаимодействия уровней систем

Функции протоколов, размещаемых на уровнях модели OSI, состоят в следующем.

Прикладной уровень

В сети управления TMN прикладная программа (агент или менеджер), которой нужно выполнить конкретную задачу, посылает конкретные данные на прикладной уровень. При этом задачей прикладного уровня является определение того, как следует обрабатывать запрос прикладной программы. Для этого прикладной уровень содержит несколько общих и специальных элементов прикладного сервиса: CMISE, ACSE, ROSE, CMIP и другие.

CMISE, Common Management Information Services Element – элемент службы общего информационного управления, обеспечивающей доступ к управляющей информации, хранящейся в управляемых объектах. Подробное описание этого протокола приведено в рекомендациях Х.710, Х.711.

ACSE, Association Control Service Element – элемент, объединяющий (ассоциирующий) сервис управления. Отвечает за установление соединений между приложениями различных систем (менеджера и агентов). Подробное описание этого протокола можно найти в рекомендациях Х.227, Х.217.

ROSE, Remote Operation Service Element – элемент обслуживания удаленных операций.

CMIP, Common Management Information Protocol – протокол общей управляющей информации. Используется для взаимодействия между менеджером и агентами. Протоколы CMIP определены в рекомендациях Х.710 и Х.711. Протокол представляет собой набор операций, прямо соответствующих услугам CMISE. Это следующие операции:

M-CRETE - менеджер инструктирует агента о необходимости создать новый экземпляр объекта определенного класса или новый атрибут внутри экземпляра объекта;

M-DELETE - менеджер инструктирует агента о необходимости удаления некоторого экземпляра объекта определенного класса или атрибута внутри экземпляра объекта;

M-GET - менеджер инструктирует агента о возвращении некоторого атрибута определенного экземпляра объекта;

M-SET - менеджер инструктирует агента об изменении значения некоторого атрибута определенного экземпляра объекта;

M-ACTION, менеджер инструктирует агента о необходимости выполнения определенного действия над одним или несколькими экземплярами объектов;

M-EVENT-REPORT – единственная операция, инициируемая агентом - отправка уведомления менеджеру.

Прикладной уровень взаимодействует с представительным.

Уровень представления данных.

Этот уровень отвечает за физическое отображение (представление) информации. Уровень обеспечивает представление данных таким образом, чтобы осуществляющие обмен информацией прикладные процессы могли преодолеть синтаксические различия. Эти прикладные процессы (агент и менеджер) должны использовать общее представление данных (таблиц, графиков, цифр, букв) или язык.

В основу представительского уровня положена единая для всех уровней модели OSI система отображений для описания абстрактного синтаксиса – ASN.1. Подробное описание представления данных приведено в рекомендациях Х.209, Х.216, Х226.

Сеансовый уровень.

Сеансовый уровень отвечает за режим передачи и установку точек синхронизации. Под режимом передачи понимают взаимодействие прикладных процессов: полудуплекс (процессы будут передавать и принимать по очереди) или дуплекс (процессы будут передавать и принимать данные одновременно).

Точки синхронизации внутри диалога обеспечивают проверку наличия фактического обмена.

На сеансовый уровень возложена задача восстановления сеанса в случае его нарушения.

Сеансовый уровень обрабатывает не все запросы на обслуживание. Он может выдать отказ в соединении, если определит, что соединение приведет к перегрузке сети или затребованный прикладной процесс отсутствует. Протоколы сеансового уровня сети управления TMN подробно описаны в рекомендациях Х.215, Х.225.

Транспортный уровень.

Транспортный уровень определяет качество услуг, которое требуется обеспечить посредством сетевого уровня.

На транспортном уровне предусмотрено три типа сетевых услуг.

Услуги типа А – предоставление сетевого соединения с приемлемым для пользователя количеством необнаруживаемых ошибок и приемлемой частотой сообщений об обнаруженных ошибках.

Услуги типа В отличаются приемлемым количеством необнаруживаемых ошибок, но неприемлемой частотой сообщений об обнаруженных ошибках.

Услуги типа С представляют собой сетевые соединения с количеством необнаруженных ошибок, неприемлемым для сеансового уровня.

Тип услуг С предполагает в системе протоколы, которые могут обнаруживать и устранять ошибки. Эти протоколы являются дополнительными и не обязательно стандартными, т.е. предусмотренными моделью OSI.

Протокольные уровни 7, 6, 5 часто называют "уровнями пользователя транспортных услуг", а уровни 4, 3, 2, 1 – "уровнями – поставщиками транспортных услуг". У "поставщика транспортных услуг" различают пять классов сервиса.

Класс 4 – предполагает обнаружение и устранение ошибок.

Класс 3 – обеспечивает в случае обнаружения ошибок возможность ресинхронизации для возобновления соединения.

Класс 2 – предусматривает возможность мультиплексирования множества транспортных соединений из одного сетевого соединения. Этот класс базируется на предположении о том, что сеть обладает высокой надежностью.

Класс 1 – обеспечивает передачу срочных данных и разработан МСЭ-Т для сетей на основе протокола Х.25.

Класс 0 – представляет собой вид услуг самого низкого качества. Управление потоком данных происходит на сетевом уровне.

Соотношение между типами услуг и классами услуг транспортного уровня приведено в таблице 2.3.

Таблица 2.3. Классы транспортных протоколов

Класс Тип Наимнование услуг
0 A Простой
1 B Устранеие основных ошибок
2 A Мультиплексирование
3 B Обнаружение ошибок и мультиплексирование
4 C Обнаружение и устранение ошибок

Сетевой уровень.

На сетевом уровне осуществляется сетевая маршрутизация. Он поддерживает виртуальные каналы и обеспечивает правильную сборку пакетов, прибывающих в неправильной последовательности. Работа этого уровня осуществляется с помощью таблиц маршрутизации, которые служат для определения пути продвижения того или иного пакета.

Необходимо отметить, что транспортный и сетевой уровни дублируют друг друга в плане функций управления потоком данных и контроля ошибок. Причиной этого служит то, что могут быть реализованы два варианта связи: с установлением соединения и без установления соединения.

В сети с установлением соединения сетевой уровень принимает на себя ответственность за контроль ошибок, управление потоком данных и сборку пакетов.

В сети без установления соединения контроль ошибок и управления потоком данных осуществляется на транспортном уровне.

Различные способы комплектования сетевого уровня протоколами рассмотрены в рекомендации Q.811.

Рисунок 2.10. Модель взаимодействия "Менеджер – Агент"

Рисунок 2.10. Модель взаимодействия "Менеджер – Агент"

Канальный уровень.

Канальный уровень обеспечивает формирование кадров данных и согласует различные каналы передачи. Поскольку управление потоком данных и контроль ошибок также входят в функции канального уровня, то он следит за получаемыми кадрами данных и ведет статистические записи. По завершении передачи информации канальный уровень проверяет, все ли данные приняты правильно, а затем закрывает канал.

Для реализации канального уровня сети TMN МСЭ-Т предложил ряд протоколов, которые определяются физическим уровнем.

Физический уровень.

На физическом уровне модели OSI определяются для TMN такие важнейшие компоненты сети, как тип физической среды (кабели), методы кодирования и преобразования данных, тип передачи, скорость передачи, синхронизация и другое.

Пример взаимосвязи в системе "менеджер – агент" с представлением данных через протокольные уровни приведен на рисунках 2.10 и 2.11.

Рисунок 2.11. Модель блока данных, передаваемого по сети

Рисунок 2.11. Модель блока данных, передаваемого по сети

2.5. Интерфейсы сети управления

Для реализации процедур обмена сообщениями (данными) между прикладными процессами управления (в системе "агент – менеджер") МСЭ-Т рекомендует использование ряда интерфейсных протоколов: Q3, QX, F, X. Конкретные рекомендации по их применению приведены в изданных МСЭ-Т сериях рекомендаций: G, I, Q, X.

Общее определение протокольных стеков (интерфейсов) приведено в рекомендациях Q.811, Q.812. При этом произведено разделение на протокольные профили нижних (1 –4) и верхних уровней (5 –7).

В структурах протоколов нижних уровней различаются профили протоколов поддерживающих установление соединений CONS (ConnectionOriented Network Service) и не поддерживающих установление соединений CLNS (Connection-less Network Service).

В свою очередь протокольные профили верхних уровней также подразделяются. При этом выделены три разновидности протоколов прикладного уровня: SMASE, Systems Management Application Service Element; FTAM, File Transfer Access and Management; OSI Directory (ITU-T Rec. X.519, X.511).

Рисунок 2.12. Структура протокольных профилей интерфейсов сети управления TMN типа CONS

Рисунок 2.12. Структура протокольных профилей интерфейсов сети управления TMN типа CONS

Необходимо также отметить, что протокольные профили CONS и CLNS могут иметь по несколько вариантов реализаций, обусловленных физическим, канальным и сетевым уровнями конкретных сетей передачи данных и классами обслуживания транспортного уровня. На рисунках 2.12 … 2.14 приведены возможные наборы протоколов в интерфейсах сети управления TMN.

Рисунок 2.13. Структура протокольных профилей интерфейсов сети управления TMN типа CLNS
Рисунок 2.13. Структура протокольных профилей интерфейсов сети управления TMN типа CLNS

Рисунок 2.14. Структура протокольных профилей интерфейсов сети управления TMN верхних уровней

Рисунок 2.14. Структура протокольных профилей интерфейсов сети управления TMN верхних уровней

Сокращения, приведенные на рисунках 2.12 – 2.14.

ISO, International Standards Organization - Международная организация по стандартизации (Занимается выработкой стандартов в области телекоммуникаций. Организация основана в 1946 году).

ITU-T, International Telecommunications Union - Telecommunications – Международный Союз электросвязи, сектор телекоммуникаций.

DTE/DCE, Data Technical Equipment / Data Communication Equipment - оконечное терминальное оборудование данных / аппаратура передачи данных.

SCCP MTP, Signaling Connection Control Part Message Transfer Part - часть, ответственная за управление соединением канала сигнализации (протокол уровня 4 ОКС7). Часть, ответственная за передачу сообщений ОКС7, уровни 1 - 3.

LAPB, Link Access Procedure Balanced - процедура сбалансированного доступа к каналу. Стандартный протокол, управляющий доступом к сети Х.25 на канальном уровне.

SAPI, Service Access Point Identifier - идентификатор точки доступа обслуживания.

LLC/MAC, Logical Link Control / Media Access Control - управление логическим каналом / управление доступом к среде.

CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access With / Collision Detection - множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов.

TCP/IP, Transmission Control Protocol / Internet Protocol - протокол управления передачей / межсетевой протокол (разработано в министерстве обороны США).

SMASE, Systems Management Application Service Element - прикладной элемент сервиса (услуги) системного управления.

FTAM, File Transfer, Access and Management - служба пересылки, доступа и управления файлами (прикладная служба OSI, обеспечивающая пересылку файлов).

OSI Directory - указания OSI, представленные в серии рекомендаций ITU-T, X.830, X.880, X.881, X.217, X.227 и других.

Рассмотренные протокольные профили стали основой для разработки интерфейсов Х, Q3, QX, F сети управления TMN. Примеры некоторых интерфейсов приведены ниже.

В рекомендациях G.773 и G.784 МСЭ-Т определены протокольные профили интерфейсов управления в сетях связи на основе аппаратуры синхронной цифровой иерархии (СЦИ - SDH). При этом отмечаются возможные варианты протокольных профилей как простые (типы А1. А2) и полные (типы В1, В2, В3). Их отличие состоит в верхних уровнях (4, 5, 6, 7). Для сравнения на рисунке 2.15 приведены два примера протокольных профилей Q3, QECC.

На рисунке 2.15 а приведены примеры профилей системы управления NEC INC-100. Эти профили упрощены по уровням 5, 6, 7 или, как отмечено в документации, заменены функциями отображения т.е. протоколами операционных систем.

На рисунке 2.15 б приведены примеры протокольных профилей систем управления компании Alcatel. Это полностью укомплектованные протоколами интерфейсы, которые обеспечивают как шлюзовые (QB3, QN3) подключения управляемой SDH сети на основе Ethernet (10 Base 5), так и организацию взаимодействия сетевых элементов SDH (мультиплексоров) с системой управления через каналы передачи данных (QECC), встроенные в циклические структуры SDH (STM-1, STM-4, STM-16) – DCC, Data Communication Channel. Протокол LAPD аналогичен по своим функциям протоколу LAPB. Оба они являются частью семейства протоколов, известных как HDLC, High Level Data Link Control – высокоуровневый протокол управления каналом передачи данных. Примеры реализации этих протоколов можно найти в.

Рисунок 2.15. Примеры протокольных профилей Q3, QECC

Рисунок 2.15. Примеры протокольных профилей Q3, QECC

Другие примеры реализации протокольных профилей можно найти в технической документации соответствующих систем управления (Bosch, Siemens, Lucent Technologies, ICI-Telecom).

Контрольные вопросы и задания

  1. Какие рекомендации МСЭ -Т определяют концепцию управления сетями электросвязи?
  2. Что определяют рекомендации серии М.3000?
  3. Какие рекомендации определяют протокольную структуру интерфейса Qз?
  4. Что включает в себя информационная модель сети TMN?
  5. Что включает в себя функциональная модель сети TMN?
  6. Что такое управляемые объекты в системе "агент – менеджер"?
  7. Что представляет собой домен управления?
  8. Какие элементы образуют физическую модель сети управления?
  9. Что общего и в чем различия у интерфейсов F, Qз, Х, Qх?
  10. Объяснить назначение информационной базы управления (MIB).
  11. Какие программные модули входят в "мягкое" обеспечение системы управления?
  12. Что представляют собой службы (услуги) управления?
  13. Назначение модели протоколов OSI.
  14. Что такое примитивы взаимодействия?
  15. Назначение и функции протокола CMIP.
  16. Чем отличаются сетевой и транспортный уровни модели OSI?
  17. Какие разновидности протокольных интерфейсов применяются в TMN?

Управление телекоммуникационными сетями


*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.