Материал: Методические разработки к лабораторной работе «Принципы управления и мониторинга в локальных сетях. Управление коммутатором Cisco Catalyst» для студентов специальностей 210406, 210400, 210403, 210404 (90

Федеральное агентство связи

Государственное федеральное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ

ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕЧНАЯ СИСТЕМА

Самара

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и

информатики»

Кафедра МСИБ

Методические разработки к лабораторной работе

«Принципы управления и мониторинга в локальных сетях. Управление коммутатором Cisco Catalyst»

для студентов специальностей 210406, 210400, 210403, 210404

Составители:

к.т.н., доц. Киреева Н. В.

ст. преп. Буранова М.А. инженер Малина М.А.

Редактор:

к.т.н., доц. Зайкин В.П.

Рецензент:

д.т.н., проф. Росляков А.В.

Самара 2011

2

Цель работы: Изучение принципов управление в локальных сетях. Использование различных методов управления коммутаторами Cisco Catalyst. Знакомство с интерфейсом командной строки операционной системы Cisco IOS коммутатора Catalyst.

1. Принципы построения систем управления сетями

Распределенная природа сетей обусловливает применение модели «менеджер-агент» для построения системы управления (Рис. 1). Менеджер представляет собой программно-аппаратные средства, собирающие информацию от агентов, выполняющие ее обработку для предоставления администратору сети. На основании этой информации администратор с помощью менеджера может осуществлять некоторые управляющие воздействия на объекты сети. Управление может быть в той или иной мере автоматизировано. Агенты располагаются в управляемых элементах сети. Они непосредственно взаимодействуют с управляемыми объектами и обслуживают базу данных управляемых (наблюдаемых) параметров. Информационные базы управления MIB (Management Information Base) содержат списки управляемых параметров и их значения, агенты отвечают за соответствие баз реальным состояниям объектов. Менеджер может в любой момент запросить информацию о состоянии объекта, выполняя операцию чтения, и агент в ответ на этот запрос обязан передать содержимое всей базы или ее части. Операция записи в базу, если она разрешена, заставляет агента выполнять управляющие воздействия на объект. Опросы состояния выполняются по инициативе менеджера регулярно или эпизодически, например, по запросу администратора.

управления сетью При создании системы управления обычно стремятся к максимальной

централизации (в идеале — управление сетью из одной точки), но по разным причинам это не всегда удается. Агенты управления могут присутствовать как в сетевых коммуникационных устройствах (управляющие модули в повторителях, коммутаторах, маршрутизаторах), так и в конечных сетевых узлах (дополнительные аппаратные средства сетевых карт и загружаемые программные модули). Менеджер представляет собой программу, функционирующую, как правило, на компьютере общего назначения.

3

Всеобъемлющая система сетевого управления должна предоставлять администратору информацию о структуре сети со всеми связями, информацию о состоянии всех управляемых объектов (конечных узлов, линий связи, портов коммуникационной аппаратуры). Для решения этой задачи существуют специализированные и довольно дорогостоящие пакеты управляющего ПО, как правило, ориентированные на работу с оборудованием одного производителя.

Модель сетевого управления ISO рассматривает 5 концептуальных областей:

1.Производительность (performance management) — измерение параметров, определяющих пропускную способность, время отклика, загрузку линий и т. п. Система следит за значениями параметров, определяет их средние (нормальные) значения, а по достижении какими-либо критичными параметрами заданных порогов генерирует предупреждения или автоматически выполняет управляющие действия. Кроме наблюдения за сетью, в этой области управления возможно и активное воздействие на сеть с помощью симуляторов (генераторов трафика) для того, чтобы оценить поведение сети при повышении нагрузки (например, при грядущем расширении) и предпринять необходимые меры для обеспечения приемлемой производительности.

2.Конфигурирование (configuration management) — отслеживание информации об аппаратных и программных составляющих элементов узлов сети, включая сведения о типе и версии продуктов, их настройках и т. п. Сюда же относится управление функциями устройств в целом и конфигурирование их портов.

3.Использование ресурсов (accounting management) — учет трафика отдельных узлов и их групп, как для эффективного распределения ресурсов сети, так и с целью определения размера оплаты за предоставляемые услуги.

4.Обработка отказов (fault management) — обнаружение и регистрация отказов, уведомление администратора, восстановление работоспособности. При появлении симптомов отказа система должна по возможности изолировать проблемный участок, задействовать резервные элементы, запротоколировать события, восстановить исходную конфигурацию после устранения отказов.

5.Безопасность (security management) — управление доступом к сетевым ресурсам: авторизация пользователей, защита от несанкционированного доступа, предотвращение блокирования сети (намеренного и непреднамеренного).

В стеке протоколов ISO имеется общий протокол управляющей информации CMIP (Common Management Information Protocol). На основе этого протокола могут быть построены сложные системы управления (подразумевается большая интеллектуальность агентов, чем в SNMP, используется гарантированная доставка сообщений, имеются средства сокращения управляющего трафика). В локальных сетях управление по CMIP используется редко, здесь господствует SNMP.

Обмен сообщениями между агентами и менеджерами может происходить как по тем же каналам связи, по которым передаются «полезные» данные сети, так и по отдельным каналам. Первый способ называется внутриполосным (in

band), его преимущество в отсутствии необходимости прокладывания

4

дополнительных коммуникаций. Расплатой за это является дополнительная загрузка сети служебным трафиком управления, проблемы авторизации управляющих воздействий (в принципе, любой клиент сети имеет физический доступ к каналу передачи управляющей информации) и некоторые ограничения на функции управления. Для того чтобы можно было устройством управлять, оно, естественно, должно иметь возможность обмениваться данными с менеджером. Но иногда возникают ситуации, когда для обеспечения возможности обмена требуется выполнить пока еще недоступные функции управления. Отдельные каналы для управляющей информации, требуемые для внеполосного управления (out of band), обеспечивают полную независимость функций управления от состояния управляемой сети. Большинство управляемых коммуникационных устройств поддерживает оба способа управления. Внутриполосное управление используется при регулярной работе, а подключение управляющей консоли по последовательному интерейсу — эпизодически, на этапе начального конфигурирования устройств и в некоторых особых случаях. Внутриполосное управление может быть основано на разных прикладных протоколах — SNMP, Telnet или Web-управление.

2. Управление коммуникационными устройствами

Каждое управляемое коммуникационное устройство — интеллектуальный хаб, коммутатор, маршрутизатор — должно иметь средство для обеспечения диалога с администратором в процессе конфигурирования и, если необходимо, средства связи его встроенных агентов управления с внешним менеджером. Для этих целей в большинстве устройств имеется консольный порт, в дополнение к которому могут поддерживаться протоколы Telnet, SNMP и Web-интерфейс. Во многих устройствах предусматривается возможность обновления встроенного ПО для расширения функциональных возможностей самого устройства и/или его системы управления. В старых устройствах для этого требовалась замена (перепрограммирование) ПЗУ с программным кодом, современные устройства допускают обновление ПО по протоколам BootP или TFTP.

2.1. Консольное управление

Консольное управление относится к внеполосному — к управляемому устройству подключают внешний терминал (консоль). Для подключения используют последовательный интерфейс RS-232C в асинхронном режиме, в ряде случаев с полным набором сигналов и возможностью коммуникаций через модемы по коммутируемым телефонным линиям связи. Чаше используют локальное подключение терминала по трехпроводному интерфейсу RS-232C. При подключении терминала должен быть выбран подходящий кабель — здесь встречается многообразие вариантов.

Терминал выполняет простейшие функции — пересылает коды символов клавиатурного ввода на вход приемника управляемого устройства и отображает символы, принятые с выхода передатчика устройства, на своем экране.

Форма диалога с устройством определяется его встроенным

5