CC BY
177
УДК 621.39
А. А. Перов, А. А. Сорокин, В. Н. Дмитриев
МОНИТОРИНГ СЕТЕЙ СВЯЗИ С ДИНАМИЧЕСКОЙ ТОПОЛОГИЕЙ НА ОСНОВЕ ПРОГРАММЫ NAGIOS
Введение
Управление системой связи - одна из важнейших задач поддержания ее работоспособности. В число задач управления сетью входят наблюдение и поиск «медленных» или неисправных подсистем, а также информирование администратора с помощью средств оповещения о сбоях в работе системы. Задачи наблюдения, поиска и оповещения о состоянии системы связи возложены на систему мониторинга [1].
В настоящее время операторы занимаются повышением качества обслуживания абонентов за счет увеличения доступности своих сетей. Увеличить доступность систем связи общего пользования можно при помощи обслуживания абонентов на крупных подвижных объектах (КПО) с установленными подсистемами доступа для абонентского оборудования (базовые станции) и организации транспортных каналов связи (ретрансляторы) [2-5]. Подвижность КПО с установленным телекоммуникационным оборудованием вызывает динамичность топологии сети, в состав которой входит данный КПО. Изменения топологии требуют постоянного мониторинга состояния сети. В настоящее время широкое распространение получили системы мониторинга сетей связи со статической топологией [3]. Учитывая, что в [4] предлагается представлять динамическую топологию сети в виде последовательности дискретных статических состояний, целесообразно рассмотреть возможности использования систем мониторинга для статических сетей в системах связи с динамической топологией сети (ССДТС).
Целью работы являлся анализ системы мониторинга Nagios для использования в системах связи с динамической топологией сети.
Как показывает обзор [6], на рынке систем мониторинга сетей связи представлено большое количество разнообразных решений с различными функциональными возможностями -от наблюдения за отдельными узлами до контроля сетей со сложной топологией большой размерности. Данные решения поставляются на условиях как коммерческих, так и свободно распространяемых лицензий. Среди свободно распространяемых программ можно выделить программный пакет Nagios (разработчик Nagios Enterprises), обладающий широкими функциональными возможностями [7]. Прямое назначение Nagios - мониторинг компьютерных систем и сетей. Данная программа отслеживает состояние сетевых узлов и служб и оповещает администратора о возникновении внештатных ситуаций на сети (прекращают или возобновляют работы сетевых узлов и служб). Изначально Nagios ориентирована на мониторинг сетей связи со статической топологией и требует использования постоянного выделенного центра. ССДТС в процессе работы может оказаться разбитой на две и более подсетей, поэтому использование систем с постоянным выделенным центром в ССДТС ограничено. В Nagios можно задать топологию сети различных видов (рис. 1). Учитывая, что в ССДТС возможны различные комбинации связи узлов сети, это положительно влияет на возможность применения Nagios для сетей данного типа. Открытый исходный код и модульная архитектура Nagios позволяют разрабатывать дополнительные программные модули, расширяющие возможности начальной версии программы.
Топология ССДТС меняется чаще, чем в сетях связи со статической топологией. Для получения достоверных данных о текущей топологии сети необходимо чаще, чем в сетях связи со статической топологией опрашивать узлы сети. В связи с этим при организации мониторинга ССДТС присутствует генерирование большого объема трафика в сети и нагрузки на аппаратную часть узлов. Практический опыт применения показывает, что Nagios чувствителен к пиковым нагрузкам на оборудование, наблюдение за которым осуществляется данной программой. Во время пиковых нагрузок на аппаратную часть выделенного центра, где работает Nagios, выявлены случаи получения ложных сообщений о недоступности узлов сети, что особенно значимо при повышенной нагрузке на аппаратное обеспечение узлов сети.
Рис. 1. Пример карты статусов объектов сети
В существующей версии Nagios информация об имеющихся узлах сети должна быть введена вручную. В силу динамичности наличия узлов в ССДТС необходимо, чтобы выделенный центр мог определять набор узлов сети самостоятельно. При каждой смене топологии сети выделенный центр должен пересматривать набор сетевых узлов. Чтобы избежать потери данных о состоянии сети и ее узлов, при смене топологии необходимо определять временные выделенные центры (ВВЦ). Число ВВЦ должно быть равно числу изолированных сетей. Каждый узел сети должен «уметь» взять на себя обязанность ВВЦ. Это подразумевает, что на каждом узле сети должна быть возможность для быстрого разворачивания программы Nagios, что означает наличие дополнительных требований к системе мониторинга. На рис. 2 изображена сеть с одним ВВЦ, который будет сохранять свой статус до изменения топологии сети. Следует отметить, что изменением топологии сети считаются и сильные перепады в пропускной способности отдельных каналов связи.
Рис. 2. Схема сети до изменения топологии
При разрыве (рис. 3) сеть разбивается на две изолированные. В каждой изолированной сети назначается ВВЦ.
Рис. 3. Схема сети после изменения топологии
Разработка метода смены выделенного центра является одной из задач адаптации программного пакета Nagios для использования в ССДТС. Алгоритм должен обеспечивать назначение ВВЦ в заданные интервалы времени для уменьшения отрицательного влияния топологических изменений на качество работы ССДТС.
Заключение
Анализ возможностей использования системы мониторинга Nagios для наблюдения за системами связи с динамической топологией сети показал, что в целом данный пакет может быть взят за основу, на базе которой будет разработана система мониторинга систем связи с динамической топологией сети. Данные возможности предоставляются открытостью исходного кода программы. Для реализации системы мониторинга систем связи с динамической топологией сети, на базе данного программного пакета, необходима разработка метода назначения временного выделенного центра управления сети в заданные интервалы времени.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мониторинг групп хостов и объектов / http://opennet.ru/prog/sml/139.shtml.
2. Инфокоммуникационные системы и технологии: проблемы и перспективы. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. - 592 с.
3. Широкополосные беспроводные сети передачи информации / В. М. Вишневский, А. И. Ляхов, С. Л. Портной, И. В. Шахнович. - М.: Техносфера, 2005. - 592 с.
4. Иванов П. Широкополосное насыщение / Сети http://www.osp.ru/nets/2009/03/7252989.
5. Сорокин А. А., Дмитриев В. Н. Модель для разработки протоколов маршрутизации в системах связи с динамической топологией сети // Науч.-технические ведомости СПбГПУ. - 2008. - Вып. 3 (56). -С. 156-160.
6. Основы управления сетью / http://ranik.ru/osnovy-ypravleniya-setyu-konfigyrirovanie-marshrytizatorov-cisco.html.
7. Программа Nagios / http://support.nagios.com/knowledgebase.
Статья поступила в редакцию 25.12.2010
MONITORING OF NETWORKS WITH DYNAMIC TOPOLOGY BASED ON SOFTWARE NAGIOS
A. A. Perov, A. A. Sorokin, V. N. Dmitriev
Network management is one of the ways to decrease costs for network operation and loss decreasing, caused by network falls. Some tasks in network management are performed by monitoring system. The present systems of monitoring of network with a dynamic topology are not suitable for networks with dynamic topology. Among free software, due to its functional characteristics Nagios can be singled out, which was designed to monitoring of static networks. However, Nagios can set network topology of different types including network with dynamic topology. Topology of networks with a dynamic topology is more changeable than in networks with static topology. Practical experience shows that Nagios is sensitive to peak demand on a hardware it is installed. In the current version of Nagios, information of network nodes must be entered manually. To avoid loss of information on network and nodes state, with topology change, it is required to determine the number of temporary selected centers and isolated networks.
Key words: dynamic topology network system, network management, monitoring system.
