Подход к расширению состава функций NMS

 и результаты тестовой реализации

 

Абросимов Л.И., Грищенко М.С., Кунякин Н.А., Челноков С.С., Макаров Е.Ю., Цыплёнков С.Р.

 

 

 

Введение 

Программный продукт NMS (Network Monitoring Suite), разработанный фирмой LanWare, [www.lanware.net] обладает широким спектром функций, предоставляемых администратору для обеспечения эффективного управления вычислительными сетями.

В состав этих функций входят следующие:

- Ping (Пингование)

NMS способен проверять наличие и пригодность какого-либо объекта сети при помощи команды пингования.

- NT System Services (Сервисы NT систем)

NMS cпособен контролировать NT сервисы и другие сервисы, которые входят в состав операционной системы. У Вас есть возможность выбирать: попробовать перезагрузить неисправный сервис или только отметить его.

- NT Processes (NT процессы)

NMS запускает процесс мониторинга состояний для того, чтобы подтвердить действие или аварийную работу какого-либо отдельного процесса. NMS предоставляет Вам возможность перезагрузить процесс или уведомляет Вас, что процесс больше недействителен.

- SNMPv1 and SNMPv2 support (поддержка SNMPv1 и SNMPv2)

NMS поддерживает обе версии SNMP, чтобы получать различные параметры, которые могут быть получены просто или с помощью компиляции записей MIB.

- Port Monitoring (мониторинг портов)

NMS способен контролировать подсоединение к какому-либо TCP/IP порту. Если связь с портом не может быть установлена или разрывается, то NMS уведомляет об этом.

- Performance Counters, Objects and Thresholds (Счетчик производительности , объектов и предельных значений)

Механизм устройства счетчика производительности NMS работает, по существу, таким же образом, как и PerfMon, входящий в состав операционных систем Windows NT. Вам предоставляется список объектов и счетчиков данной NT машины. Также Вы имеете возможность установить пороговые значения, которые будут отмечать нотификацию триггеров.

- Event Log Filtering (Фильтация условных записей)

Монитор событий NMS распределяет агентов на ключевые машины. Агенты на каждой ключевой машине протоколируют все события в журналах приложений, безопасности и системы и передают оповещения в центральную базу, расположенную на машине с NMS консолью. Фильтр, установленный на NMS консоли, следит за заданными событиями для конкретных объектов. Если будет обнаружено совпадение, то соответствующий ошибке триггер будет сброшен.

- Back Office Resource Monitoring Scripts (Скрипты мониторинга     ресурсов Back Office )

NMS обладает большим разнообразием уже сконфигурированных скриптов, которые следят за различными событиями заданных сервисов. Эти скрипты специально составлены для мониторинга ключевых счетчиков и объектов, которые наиболее оптимальны для данного сервиса сервера. Пороговые значения также могут быть заданы вместе со скриптами, так что Вы можете быть извещены, когда наступит критическое событие.

- Customized VB Macros (Настраиваемые VB макросы)

NMS обладает способностью мониторинга различных аспектов сети. Если по какой-либо причине NMS не способен выполнить задание штатным образом, то право попытки выполнить задание через настраиваемый скрипт все еще остается.

- Web-Sight Module (Модуль Web-сайта)

Модуль Web-сайта является родственной программой NMS. Web-сайт позволяет Вам наблюдать за центральной консолью NMS. Таким образом, если Вы удалены от NMS консоли, то Вы можете использовать Web-браузер для навигации IIS машины, на которой установлен Web-сайт, и следить за состояниями объектов в NMS консоли. Это означает, что NMS консоль имеет соответствующее окно.

- Visual and Audio Notification (визуальные и аудио-сообщения)

NMS показывает визуально объект, в котором произошла ошибка, выделяя его красным цветом. Таким образом, Вы можете точно видеть, который объект неисправен. Также, как только на объекте случается ошибка, звучит установленный по умолчанию и выбранный пользователем звуковой сигнал.

- Record events into the Window NT Event Log and NMS log (Запись условий в журнал условий Window NT и журнал NMS)

NMS при возникновении ошибки автоматически записывает изменение состояния триггера в журнал NMS. Вы имеете возможность сделать дополнительную запись о срабатывании триггера в журнал событий Windows NT. Таким образом, Вы сохраняете пометку о том, когда точно и сколько раз каждое событие происходило.

- Run an external program (Запуск внешних программ)

NMS позволяет Вам установить третью часть программы для ее загрузки, когда на объекте происходит ошибка. Эта возможность позволяет Вам использовать разные программы, что дает Вам возможность не ограничивать себя в возможности идентификации ошибки.

- Send an Alpha or Numeric Page (Отправка текстовой или цифровой страницы)

При помощи TAP версии 1.8 Вы можете посылать отсортированные по алфавиту страницы по модему на Ваш телефонный номер или пейджер. Это относится и к страницам, отсортированным по номеру. Использование нумерованных страниц позволяет в режиме NMS подавать соответствующий сигнал, в соответствии с установленной Вами конфигурацией.

Send an Email (Отправка по E-mail)

NMS использует SMTP-сервер для передачи электронной почты администратору или на другой электронный адрес, когда на объекте происходит ошибка.

- Send an SNMP trap (Отправка по SNMP прерыванию)

NMS может передавать наружу SNMP-прерывания третьей группе SNMP-мониторов или использовать этот сигнал внутри себя. Вы можете использовать возможности SNMP аналогично протоколированию.

- Run a customizable VB macro (Запуск настраиваемых VB макросов)

Если существует некое определенное действие, которое Вы бы хотели предпринять, когда на объекте произойдет ошибка, то Вы можете использовать многосторонность машинного языка VB, который включен с NMS. Попробуйте сделать это самостоятельно или с помощью скриптов VB для настройки Lanware.

 

Состав дополнительных функций

В лаборатории Вычислительных сетей Московского энергетического института (Технического университета), руководимой профессором Абросимовым Л.И. [http://network-journal.mpei.ac.ru], был произведен анализ работы ряда администраторов, управляющих работой ЛВС, содержащих 1000 и более рабочих станций. Установлено, что кроме перечисленных выше функций администратор, управляющий работой вычислительной сети должен иметь возможность:

- иметь возможность оценить производительность сети в текущий момент времени,

- детально контролировать структуру сети,

- иметь возможность оценить, как изменится производительность сети при изменении структуры, и/или состава оборудования, и/или направления трафика.

Для реализации указанных возможностей необходимо иметь модель вычислительной сети, которая учитывает структуру сети, характеристики производительности компонентов вычислительной сети, характеристики трафика сети в различные интервалы времени, которые интересуют администратора сети.

Состав дополнительных программных модулей

Разработки, выполненные в лаборатории Вычислительных сетей МЭИ, позволили создать аналитическую модель вычислительной сети, которая позволяет в автоматизированном режиме задавать структуру сети, параметры для определения характеристики производительности компонентов вычислительной сети и дифференцированно задавать трассы потоков передаваемых данных. [1, 2].

 Для проведения проверки реализуемости на практике разработанных методик в качестве платформы администрирования была использована демонстрационная версия продукта NMS, который производит фирма LanWare.

Экспериментальные работы, проведенные в лаборатории вычислительных сетей МЭИ  показали, что существует возможность расширить состав функций NMS, который производит фирма LanWare, путем разработки дополнительных программных модулей, снабженных необходимыми интерфейсными средствами, которые обеспечивают взаимодействие администратора вычислительной сети со средствами программного комплекса NMS. Обращение к разработанным модулям обеспечивается посредством использования функций, уже имеющихся в составе NMS

В лаборатории Вычислительных сетей МЭИ разработаны и реализованы макеты следующих программных модулей, которые используют возможности NMS фирмы LanWare для измерения параметров сети и могут запускаться из среды NMS. К разработанным макетам программных модулей относятся:

1. Блок вычисления характеристик производительности вычислительной сети,

2. Блок измерения параметров

3. База данных параметров вычислительной сети

 

Блок вычисления характеристик производительности вычислительной сети, который базируется на соотношениях аналитической модели[1,2]– предназначен для вычисления функциональных характеристик сети, к которым относятся: среднее время обслуживания сообщений узлом, среднее время отклика сообщений для замкнутого контура, коэффициент загрузки узла. Расчеты будут проводиться в соответствии с математической моделью и методом контуров.[1,2] Для вычисления характеристик используются данные, хранимые в базе данных блока.

Блок измерения параметров – включает в себя измеряющие агенты и модуль управления ими. В самой программе- администраторе должен находиться только модуль, позволяющий выдавать команды измеряющим агентам на проведение измерений в сети.

База данных (БД) – блок, содержащий информацию о сети, ее структуре и параметрах. Данные внутри базы могут обновляться пользователем и самой программой сетевого администрирования при проведении измерений в сети.

 

 

Интерфейс модуля сбора данных

Так как программа представляет собой стандартное Windows-приложение, то интерфейс программы построен по стандартной, понятной пользователю форме. Интерфейс главного окна программы с пояснениями показан на рис.1.

Рис. 1. Интерфейс модуля сбора данных
 



Рис. 1.Интерфейс главного окна программы



После запуска программа соединяется с базой данных и отображает её содержимое, а именно название сегмента, запись о котором является первой в таблице SubNetTable. Для этого сегмента отображаются все устройства, и для устройства, запись о котором является первой в таблице DevTable, отображаются ранее полученные характеристики. Пользователь может выбирать любой сегмент, просматривать все узлы сегмента и данные для каждого узла. Также программа даёт возможность посмотреть графические зависимости характеристик от времени измерения для любого узла, причём на одной форме можно построить до 4-х разных графиков либо для разных характеристик одного узла, либо одинаковых характеристик разных узлов.

Окно выбора каталога с лог-файлами показано на рис.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2 Окно выбора каталога

 



Форма для вывода графиков представлена на рис. 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Интерфейс модуля моделирования

Программа представляет собой стандартное Windows-приложение с понятным и удобным интерфейсом. Интерфейс главного окна программы с пояснениями показан на рис. 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




После запуска программа соединяется с базой данных и отображает её содержимое, а именно название сегмента, запись о котором является первой в таблице SubNetTable из БД измерений. Для этого сегмента отображаются все устройства, и для каждого устройства из таблицы DevTable отображаются характеристики, являющиеся исходными данными для моделирования. Пользователь может выбирать любой сегмент из БД измерений, добавлять или удалять узлы и редактировать характеристики для каждого узла. Также программа отображает результаты моделирования.

Графические зависимости полученных ВВХ от длины транзакций отображаются в отдельном окне (рис.5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 

 

 


Рис. 5.Форма вывода графиков



Описание оборудования, использовавшегося при проверке программного модуля

С целью проверки  работоспособности модуля сбора данных в был проведён эксперимент по получению характеристик узлов сегмента ЛВС. Сегмент изолирован и состоит из следующих устройств:

-                                      ПК с процессором Intel Celeron 680 MHz, ОЗУ 256 Мб, сетевая карта PCI Genius LAN GF100TXRIII Series Fast Ethernet NIC, ОС Windows 2000 Server Service Pack 2 (имя компьютера “2000_Server”);

-                                      ПК с процессором Intel Pentium-4 1800 MHz, ОЗУ 512 Мб, сетевая карта Realtek RTL8139 Family PCI Fast Ethernet NIC, ОС Windows XP Professional Service Pack 1 (имя компьютера “XP_Pro1800”);

-                                      ПК с процессором Intel Pentium-4 1500 МГц, ОЗУ 256 Мб, сетевая карта Realtek RTL8139 Family PCI Fast Ethernet NIC, ОС Windows XP Professional Service Pack 1 (имя  компьютера “XP_Pro1500”);

-                                      ПК с процессором Intel Celeron 1000 MHz, ОЗУ 192 Мб, сетевая карта Realtek RTL8139 Family PCI Fast Ethernet NIC, ОС Windows XP Professional Service Pack 1 (имя компьютера “XP_Pro1000”);

-                                      Концентратор intel inBusiness 16-Port 10/100 Hub.

Все устройства с помощью концентратора и кабеля «витая пара» категории 5 соединены в сегмент, схема которого представлена на рис. 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание и результаты тестирования

Для проведения эксперимента на компьютере 2000_Server тестового сегмента установлена программа NMS, в которую интегрированы разработанные модуль сбора данных и блок вычисления характеристик производительности ВС.

 

 В программе NMS построена карта тестового сегмента (рис. 7), а затем каждому устройству назначена контрольная функция – выполнение скриптов Visual Basic, с помощью которых данные из MIB-таблиц узлов сохраняются в log-файлах в определённом каталоге на компьютере 2000_Server. В результате работы программы NMS получены четыре log-файла с данными (таблица .1).

Таблица 1. Описание log-файлов программы NMS

Имя log-файла

Имя устройства

Период измерений

Имя

Подсети

Кол-во

Строк

NMS_Data_2000_Server.log

2000_Server

31.01.02

с 13:35 по 14:20

192.168.0

76

NMS_Data_XP_Pro1000.log

XP_Pro1000

31.01.02

с 13:35 по 14:20

192.168.0

76

NMS_Data_XP_Pro1500.log

XP_Pro1000

31.01.02

с 13:35 по 14:20

192.168.0

76

NMS_Data_XP_Pro1800.log

XP_Pro1000

31.01.02

с 13:35 по 14:20

192.168.0

76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.7. Карта тестового сегмента в программе NMS

 

После получения log-файлов был запущен модуль сбора данных. В каталоге, указанном при в форме выбора расположения log-файлов, программой обнаружены 4 файла с подходящим форматом. После считывания данных в БД измерений в таблицах БД появились следующие данные:

-                                      в таблице SubNetTable появилась запись о тестовом сегменте «192.168.0.2»;

-                                      в таблице DevTable появились 4 записи о всех узлах тестового сегмента;

-                                      в  таблице NMSData появилось по 75 х 4 строк данных для каждого узла сегмента (в каждом log-файле, полученном в эксперименте, по 76 строк, первая строка с информацией об устройстве, остальные с данными, разделёнными «,» и «|»).

По данным, полученным из log-файлов, с помощью модуля сбора данных, построены четыре графические зависимости, показывающие скорость поступления в сеть байт данных от каждого узла тестового сегмента за весь период измерений  (см. таблицу .1) с интервалом обновления данных примерно 36 сек. Эти зависимости показаны на рис. 8.

Таким образом, программный модуль работоспособен и может быть использован для сбора данных из log-файлов NMS в регистрационную БД, а также построения графиков зависимостей полученных данных.

 

Тестирование модуля моделирования

Блок вычисления характеристик производительности вычислительной сети предназначен для расчёта ВВХ  сегмента ЛВС и в качестве структуры подсети для экспериментальной проверки работоспособности модуля взято описание тестового сегмента,,показанного на рис.7..

В БД необходимо лишь записать исходные  данные, используемые для расчёта характеристик, и выбрать узел, который будет рассматриваться как сервер.

Графические зависимости времени отклика для узла XP_Pro1800, а также коэффициентов загрузки и очередей к серверу и каналу связи, построенные с помощью модуля моделирования, представлены на рис. 9

В результате тестирования модуля моделирования проверена его возможность работы с центральной БД измерений по считыванию исходных данных из БД и записи результатов в БД. Проверена работоспособность модуля по вычислению характеристик и построению графических зависимостей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оценка аппаратных ресурсов, необходимых для  функционирования комплекса интерфейсных средств

1. Использование памяти.

NMS использует около 6 Мбайт оперативной памяти (ОП) для размещения основной программы и агентов. Дополнительно при работе программе потребуется для  хранения переменных API Visual Basic (в расчёте 30 переменных по 4 байт для каждого из 300 узлов) около 40 Кбайт ОП. Модули сбора данных и моделирования используют порядка 3,5 Мбайт ОП. Эти данные получены с помощью диспетчера задач Windows NT. Таким образом, для работы комплекса интерфейсных средств требуется наличия в системе около 10 Мбайт свободной ОП.

2. Использование дискового пространства.

NMS использует около 21 Мбайт на диске для размещения программных файлов, модули сбора данных и моделирования используют около 1,5 Мбайт без БД измерений. Одна запись в log-файле NMS занимает максимум 200 байт, в БД – 400 байт. Например, для 300 узлов по 10 записей на узел необходимо 585 Кбайт для log-файлов и 1170 Кбайт для БД.

3. Использование процессора

Работа комплекса интерфейсных средств тестировалась на компьютере с процессором Intel Celeron 680 МГц и ОП 256 Мбайт (ОС Windows 2000 Server). Загрузка процессора в среднем составляла 25-30% при обновлении данных (с периодом 1-2 сек для 4-х узлов), и 80-90% при записи данных из 4-х log-файлов в БД (с периодом 5-7 сек для

4-х файлов).

 

Заключение

 

Выполненные  в лаборатории вычислительных сетей МЭИ разработки являются полезными для администраторов вычислительных сетей.

Продолжение работ по переводу макетов в законченные программные модули может производиться только при организации официальной кооперации с фирмой LanWare

 

Литература

1. Lehr- und Uebungsbuch Telematik /Hrsg. Gerhard Krueger ; Dietrich Reschke. Autoren Leonid I. Abrosimov, Jцrg Deutschmann, Werner Horn, Holger Reif, Dietrich Reschke, Jochen Schiller, Jochen Seitz. Muenchen; Wien:Fachbucherverl. Leipzig im Carl-Hanser-Verl., 2000.S 85-98(412 s)

2. Абросимов Л.И. Анализ и проектирование вычислительных сетей: Учеб. пособие - М.:, Изд-во МЭИ. 2000.-52с.

3. Abrosimov L.I. Conception creation of inntellegent integrated management platform for heterogene ous computer networks on the basis of ten sorplatform modelling Intrnational Connference   "Distributed  Computer Communication networks". Theory  and Applications November  4-8,1997, Tel-Aviv(Israel)  p.3-11 

4. Электронный журнал «Вычислительные сети. Теория и практика. – Network Journal. Theory and practice. http://network-journal.mpei.ac.ru »