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. 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.
Службы (услуги) сети TMN реализуются через систему взаимодействий "менеджер-агент". Для поддержки этого взаимодействия применяются службы и протоколы взаимодействия, разработанные OSI. На уровнях сосредоточены службы и протоколы взаимодействия. Связь между уровнями осуществляется в форме примитивов, которые подразделяются на примитивы запроса, индикации, ответа и подтверждения.
Рисунок . 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 .
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 .
Рисунок . 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.
Рисунок . Модель взаимодействия "Менеджер – Агент"
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.
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.
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 . Модель блока данных, передаваемого по сети
| |
Начало формы
Конец формы
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.
Рисунок. Структура протокольных профилей интерфейсов сети управления TMN типа CONS
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 (Connection – Oriented 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).
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. 
Рисунок. Структура протокольных профилей интерфейсов сети управления TMN типа CLNS
Сокращения, приведенные на рисунках:
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.
Рисунок. Структура протокольных профилей интерфейсов сети управления TMN верхних уровней
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 (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 (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 . Примеры протокольных профилей Q3, QECC
|