Термин “техническое обслуживание, эксплуатация и администри-рование” охватывает все задачи, которые выполняются системой для обеспечения непрерывной и эффективной работы и оптимального использования установленного оборудования.
Эта система включает в себя следующие функции:
- Администрирование и эксплуатация.
- Измерение трафика. Контроль и регулировка трафика.
- Техническое обслуживание.
- Измерение и тестирование абонентских линий.
- Измерение и тестирование соединительных линий и каналов.
- Диагностика и устранение повреждений.
- Обслуживание и профилактика аппаратных средств.
- Ведение документации об аварийных состояниях.
- Модификация и обеспечение надежного функционирования программного обеспечения.
Аппаратура и методы технической эксплуатации и обслуживания
Системы технического обслуживания должны обеспечивать различные организационные формы обслуживания (например, со специализацией персонала по оборудованию или универсальных специалистов).
Результатом такой работы должно стать достижение определенного качества функционирования системы.
Диагностические программы позволяют администратору определить место повреждения и сводят восстановление, если это потребуется к замене элемента.
Собранные сведения о трафике подлежат обработке специально предусмотренными программами. При этом формируются данные о часе наибольшей нагрузки, отчеты о качестве обслуживания за недели, меся-цы, сезоны и т. д. Чаще всего они представлены в виде графиков, таблиц и т. п.
Для тестирования работы с внешним окружением на станциях предусматриваются тестовые приборы для испытания интерфейсов и из-мерения параметров линий и каналов.
Типовая процедура технического обслуживания
Типовая процедура обслуживания заключается в следующем.
- Оповещение администратора визуальными и акустическими средствами. Визуальные сообщения указывают на адрес и характер по-вреждения.
- Администратор подтверждает принятие аварийного сигнала для технического обслуживания.
- Администратор начинает на дисплее процедуру технического обслуживания.
- Система ведет администратора до момента локализации по-вреждения.
- Администратор блокирует устройство и запускает программу диагностики.
- Администратор меняет поврежденный элемент на новый.
- Проводится тестирование нового элемента.
- При положительном результате тестирования снимается бло-кировка.
- Станция вводит блок в конфигурацию и сообщает оператору об устранении отказа.
Сопровождение программного обеспечения
Сопровождение программного обеспечения требуется для устране-ния ошибок в программном обеспечении или при отклонениях в поведе-нии внешней среды.
Кроме этого, периодически может проводиться коррекция или мо-дернизация программного обеспечения из-за изменений в сети.
Для тестирования программного обеспечения применяются рези-дентные программы или поставляемые по электронной почте и че-рез Internet фирмой-производителем. Эта подсистема обычно содер-жит программное обеспечение для внесения вставок в действующие про-граммы и анализ временных задержек при выполнении процедур, постав-ленных на контроль, или просто анализ статистики времени выполнения (задержки выполнения) программ.
Меры по обеспечению надежности системы
Для поддержания надежности системы используются следующие принципы:
• Структура памяти, устойчивая к неисправностям и сбоям и исправляющая ошибки.
• Наличие резервных копий программного обеспечения, сохра-няющих “историю” изменений данных.
• Резервирование оборудования.
• Программы перехода на резервное оборудование и обратно.
• Система рестартов и перезагрузки, когда работа модуля начинается с исходного положения или полностью перезагружается про-граммное обеспечение.
Вопросы поддержки сети
В соответствии с концепцией TMN система коммутации должна поддерживать ряд центров и рабочих мест, число и иерархия которых определяются принятой организацией обслуживания на сети (например, проблемно-ориентированными группами обслуживания).
Документация
Для технического обслуживания и эксплуатации большое значение имеет документация.
Для аппаратурных средств существуют хорошо испытанные стан-дарты и известные документы — руководства по технической эксплуатации и обслуживанию. Для эффективной эксплуатации необходимы следу-ющие описания программного обеспечения:
• на уровне спецификации (specification — описание перечня задач, выполняемых программным обеспечением);
• на уровне описания (description — описание того, из чего состоит и как сделано программное обеспечение).
Должны быть составлены соответствующие руководства, сопровождаемые алгоритмами по основным разделам: Администрирование и техническое обслуживание; Эксплуатация.
Тестовые испытания и приемка
После монтажа оборудования производится загрузка прикладных программ и программ настройки, включая базу данных для настраиваемого экземпляра системы. Затем производится полное тестирование си-стемы в соответствии с принятым порядком испытаний. Приемка производится с помощью стандартного программного обеспечения.
Проверка и обеспечение показателей качества
Обеспечение качества гарантируется периодическими проверками, автоматической регистрацией факта проверки и ее результатов.
Проверяются:
• средства контроля и диагностики (их современность и соответствие измеряемых показателей текущей версии системе качества);
• проверка качества выполнения процедур;
• проверка качества работы аппаратуры.
Сеть управления телекоммуникациями (TMN)
Общие положения
Сеть управления телекоммуникациями (TMN — Telecommunications Management Network)1 определяется системой стандартов на эту сеть. Термин “управление сетью” в начале 1980-х годов означал поддержание правильного функционирования и техническое обслуживание телекоммуникационных сетей.
Поддержание правильного функционирования — это обеспечение выполнения основных задач, поставленных перед сетью, в нормальных условиях и в ситуациях, когда меняются характеристики сети, — например, когда увеличивается поступающая пользовательская нагрузка (тра-фик).
Техническое обслуживание подразумевает работу по восстановлению работоспособности или характеристик сети, когда нарушается рабо-та элементов, входящих в саму сеть (отказы оборудования или программы).
При этом применяется комплекс мер, включающий оперативную диагностику для выявления места повреждения и проведение работ по устранению неисправностей.
Однако существенное развитие этих функций в последние годы при-вело к расширению области использования термина “управление сетью”.
Исторически создание концепции телекоммуникационной сети управления телекоммуникациями (TMN) обусловлено тем, что развитие и расширение сетей катастрофически увеличивало затраты на их обслужи-вание. Единственный путь уменьшения таких затрат — централизация технического обслуживания. Однако это оказалось трудной задачей. Все выгоды от централизации сводились “к нулю” по следующим причинам.
- Неоднородность сетей. Поэтому система управления сетью должна быть адаптируема к различным техническим средствам и технологиям приема, передачи и коммутации.
- Разнообразие применяемого оборудования.
- Важность последствий отказа сети. Средства передачи и обработки информации всегда были “нервными артериями” государства, корпораций, обороны и быта. Поэтому неисправность сети приводит к значительным негативным последствиям.
Поэтому очень важно обеспечить надежность сети, устойчивость к отказам, гибкое и оперативное управление ресурсами сети. - Интернациональность сетей. В настоящее время потоки ин-формации все больше становятся интернациональными.
Поэтому система технического обслуживания должна быть стан-дартной в международных масштабах.
Основные принципы TMN
Концепция TMN охватывает сетевые элементы (NE) — компьютеры, базы данных, терминалы, сети связи и системы по поддержанию функционирования (OSS). Она связывает их в структуру, архитектуру, организация которой обеспечивает взаимосвязь различных типов сетевых элементов и систем поддержки функционирования сети. TMN также описывает стандартизированные интерфейсы и протоколы, используемые для обмена информацией между ними, а также функциональные возможности, необходимые для управления сетью.
Объектами управления в модели TMN служат:
Сетевой элемент — NE (Network Element) и Система поддержки функционирования 2 — OSS (Operations Support Systems).
Сетевой элемент — аппаратурная единица оборудования сети, управляемая в TMN. Это могут быть и простые, и очень сложные, и “ин-теллектуально продвинутые” сетевые элементы, как, например, станции с программным управлением, с собственной системой поддержки функционирования и технического обслуживания. Они обеспечивают непрерывное наблюдение за своей работой, инициируют аппаратную и программную автоматические обработки сигнала аварии и содержат избыточное обо-рудование, например, в форме дублирования важных функциональных частей. Когда возникает отказ, автоматически включается диагностика, которая может определить характер ошибки, блокировать дефект-ный модуль и связанное с ним оборудование.
Второй тип объектов управления TMN — OSS (системы поддержки функционирования).
Этот термин определяет процедуры (не только автоматизирован-ные, но и, возможно, выполняемые вручную), которые направлены на подержание функционирования сети. Это могут быть системы:
• обмена с имеющимся оборудованием управления NE;
• установления порядка обработки аварийных сообщений;
• инициирования процедур в NE;
• диспетчерования и ведения очередей на обработку;
• введения финансовых расчетов и других процедур.
Сетевые элементы (NE) и системы поддержки функционирования связываются между собой с помощью Q-интерфейса, который определен в виде двух частей:
• информационной модели и
• протоколов связи.
•
Информационная модель
Информационная модель описывает:
• функции, которые управляются и контролируются в сетевом элементе.
• правила создания управляемых объектов, которые определяются с помощью алгоритма функционирования и файлов для регистрации событий.
С точки зрения TMN, все физические и логические ресурсы — такие как оконечные и сетевые терминалы, маршруты, файлы регистрации со-бытия, сигнальные отчеты и абонентские данные — расцениваются как управляемые объекты ( MO — ManagementObject).
Управляемые объекты (ресурсы) такой сети — это сетевые элементы NE и процедуры OSS, которые выполняются как над самим сетевым эле-ментом, так и над его свойствами (регулировка характеристик).
Управляемый объект представляет реальный физический объект или логический ресурс.
В информационной модели определяются также взаимоотношения между управляемыми объектами. Эти отношения представляются в виде дерева, которое называется информационным деревом (MIT — ManagementInformation Tree).
Рассматриваемые выше положения и определения объектов сети TMN и составляют существо объектно-ориентированного подхода к работе TMN.
Структура системы, подлежащая управлению, является распределенной, поэтому управление сетью является распределенным процессом. Это влечет необходимость организации обмена информацией между про-цедурами управления для целей мониторинга и контроля различных фи-зических и логических сетевых ресурсов (ресурсов коммутации и переда-чи).
В качестве протокола для передачи управляющих сообщений ис-пользуются обычные протоколы системы передачи данных, работа которых не опирается на конкретные атрибуты данных: протокол общей управляющей информации (CMIP — Common InformationManagement Protocol) и протокол передачи файла до-ступа и менеджмента (FTAP — File Transfer, Access and Management).
Физическая архитектура
Согласно концепции, сеть управления (TMN) отделена от сетей связи и подключается к телекоммуникационной сети с помощью интерфейса. Однако концепция допускает использование телекоммуникационной сети для обмена информацией между элементамиTMN.
Функциональная архитектура и ее связь с физической
- Функции сетевых элементов (NEF — Network Element Function), которые являются моделью произвольного элемента сети, подлежащего управлению. К ним относятся: базовые телекоммуникационные функции, которые обеспечивают обмен данными между поль-зователем и сетью связи (в спецификациях TMN не конкретизируются), и функции управления, позволяющие сетевому элементу выступать в роли агента.
- Функции поддержки функционирования системы — OSF (Operations System Function), обеспечивающие выполнение функций OSS-TMN по обработке, хранению и поиску управляющей информации. Эти ФБ формируют ядро TMN; в соответствии с иерархией определяются ФБ OSF четырех уровней:
o управления элементами (OSF-NE);
o управления сетью (OSF-N);
o управления обслуживанием (OSF-S);
o административного управления (OSF-B). - Посреднические функции ( MF — Mediation Functions), т. е. функции обмена информацией между блоками NEF (или QAF) иOSF. Один блок MF способен соединить систему поддержки операций с не-сколькими сетевыми элементами или Q -адаптерами. Кроме того, сами блоки MF могут объединяться в каскады. Среди блоков данного класса стоит специально отметить те, которые расширяют функциональность OSF (например, обеспечивая хранение и фильтрацию управляющей информации) и NEF (в частности, преобразуя такую информацию из локального представления в стандартное).
- Функции рабочих станций, обеспечивающие пользователь-ский интерфейс (WSF — Work Station Function), посредством которого обслуживающий персонал и пользователи сети взаимодействуют с сетью управления.
- QAF — функции Q -адаптера ( QAF ), которые предназначены для взаимодействия с сетевыми элементами или системами поддержки операций, имеющими непредусмотренные в TMN интерфейсы.
Иерархия протоколов TMN
Это пирамида — логическая многоуровневая архитектура (LLA — Logical Layered Architecture) классифицирует задачи по сложности управ-ляемых элементов (от отдельных устройств на сети до межкорпоративных сетей).
Уровень сетевых элементов (NEL — Network Element Layer) играет роль интерфейса между, как правило, базой данных со служебной управ-ляющей информацией (MIB — Management Information Base), находящей-ся на отдельном устройстве, и инфраструктурой TMN. Эта база дан-ных относится к таким сетевым элементам, как, например, коммутационные станции, системы передачи, мультиплексоры, комплекты тестового оборудования. К нему относятся Q -адаптеры и собственно сетевые эле-менты, которые согласуют работу сети связи и TMN.
Уровень управления элементами (EML — Element Management Layer) соответствует системам поддержки функционирования (OSS), контролирующим работу групп сетевых элементов. Этот уровень позволяет управлять группами сетевых элементов. На этом уровне реализуются управляющие функции, которые специфичны для оборудования конкретного производителя, и эта специфика маскируется от вышележащих уровней. Примерами таких функций могут служить вы-явление аппаратных ошибок, контроль энергопотребления и рабочей температуры, сбор статистических данных, измерение степени использования вычислительных ресурсов, обновление микропрограммных средств. Дан-ный уровень включает в себя посреднические устройства (хотя физически они могут принадлежать и к более высоким уровням), взаимодействую-щие с OSS через интерфейс q3.
Уровень управления сетью (NML — Network Management Layer) формирует представление сети в целом, базируясь на данных об отдельных сетевых элементах, которые передаются системами поддержки опе-раций предыдущего уровня через интерфейс q3 и не привязаны к особенностям продукции той или иной фирмы. Другими словами, на этом уровне осуществляется контроль взаимодействия сетевых элементов, в частности, формируются маршруты передачи данных между оконечным оборудованием для достижения требуемого качества сервиса (QoS), вносятся изменения в таблицы маршрутизации, отслеживается пропускные способности отдельных каналов, направлений и маршрутов, оптимизируется производительность сети и выявляются сбои в ее работе.
Уровень управления услугами (SML — Service Management Layer) охватывает те аспекты функционирования сети, с которыми непосредственно сталкиваются пользователи (абоненты или другие сервис-провайдеры). В соответствии с общими принципами LLA на этом уровне используются сведения, поступившие с уровня NML, но непосредственное управление маршрутизаторами, коммутаторами, соединениями и т. п. здесь уже невозможно. Вот некоторые функции, относящиеся к управлению услугами:контроль качества обслуживания (QoS) и выполнение условий контрактов на обслуживание (SLA — Service Level Agreement), управление регистрационными записями и подписчиками услуг, добавление или удаление пользователей, присвоение адресов, биллинг, взаимо-действие с управляющими системами других провайдеров и организаций (через xинтерфейс).
Уровень бизнес-управления (BML — Business Management Layer) рассматривает сеть связи с позиций общих бизнес-целей компании-оператора. Он относится к стратегическому и тактическому управлению, а не к оперативному, как остальные уровни LLA. Здесь речь идет о проектировании сети и планировании ее развития с учетом бизнес-задач, о со-ставлении бюджетов, организации внешних контактов и пр.
Таким образом, уровни LLA задают функциональную иерархию процедур управления сетью без физической сегментации административного программного обеспечения. Причина появления этой иерархии — в необходимости логического отделения функций управления отдельными сетевыми элементами от функций, относящихся к их группам и сетевым соединениям. Понятно, что приближение административных процедур к тем ресурсам, на которые направлено их воздействие, повышает эффективность управления. Кроме того, иерархия LLA позволяет использовать открытые стандартные интерфейсы для организации взаимодействия между разными уровнями.
Работы на каждом из уровней выделены пять функциональных областей:
• устранение неисправностей;
• управление качеством;
• управление конфигурацией;
• управление безопасностью;
• управление расчетами.
Они определяют общий набор протоколов и услуг, обеспечивающих обмен управляющей информацией при взаимодействии между управляющим процессом и управляемым ресурсом с использованием общего набора сообщений.
Управление качеством работы имеет целью контроль и поддержание на требуемом уровне основных характеристик сети. Оно включает сбор, обработку, регистрацию, хранение и отображение статистических данных о работе сети и ее элементов; выявление тенденций в их поведении и предупреждение о возможных нарушениях в работе.
Управление устранением неисправностей обеспечивает возможности обнаружения, определения местоположения неисправностей в сети, их регистрацию; доведение соответствующей информации до обслуживающего персонала; выдачу рекомендаций по устранению неисправностей.
Управление конфигурацией обеспечивает инвентаризацию сетевых элементов (их типы, местонахождение, идентификаторы и т. п.); включение элементов в работу, их конфигурирование и вывод из работы; уста-новление и изменение физических соединений между элементами.
Управление расчетами осуществляет контроль над степенью ис-пользования сетевых ресурсов и поддерживает функции по начислению оплаты за это использование.
Управление безопасностью необходимо для защиты сети от несанкционированного доступа. Оно может включать ограничение доступа посредством паролей, выдачу сигналов тревоги при попытках несанкционированного доступа, отключение нежелательных пользователей или даже криптографическую защиту информации.
В заключение можно сказать, что разработка рекомендаций еще не завершена. Но их важность несомненна, поскольку они содержат описания эффективных и систематических способов обработки различных сете-вых элементов и определяют заданные функциональные возможности, охватывающие поддержание систем функционирования и обслуживания, а также определяют распределение функций, обеспечивая самое экономичное централизованное техническое обслуживание.