Логическая уровневая архитектура (LLA)

Архитектура LLA есть концепция развития, основанная на иерархических принципах, в которых архитектура, можно считать, базируется на серии уровней. Границы каждого уровня шире соседнего нижнего уровня. Предполагается, что более высокие уровни будут более общими в части функциональности, в то время как более низкие уровни являются более специфическими.

Архитектура LLA определяет сеть как общую область управления Администрации. Администрация имеет задачи в части бизнеса и рабочие стратегии. Они диктуют организационную структуру Администрации и рыночные услуги и поэтому определяют требования к управлению.

Архитектура LLA обеспечивает логический взгляд на компоненты управления и их полном управлении, которые могут использоваться вместе для выработки решения по управлению (то есть группа функций и оборудования, составляющая конкретную сеть управления).

Другим требованием для архитектуры LLA является разделение компонентов управления, основанное на абстрактном уровне (например, "услуга" как противопоставление поддерживающим ресурсам).

Архитектура LLA предполагает кластеризацию (группирование) функциональности управления по уровням. Когда в конкретном примере архитектуры LLA определяется, что функции или группы функции могут стать процессами, тогда опорные точки между процессами могут стать интерфейсами, т.е. архитектура станет физической.

Архитектура LLA использует рекурсивный подход к разложению конкретной деятельности по управлению в серию вложенных функциональных областей. Каждая функциональная область образует область управления под управлением функции операционной системы (OSF), и поэтому каждая такая область называется областью функции OSF. Область может содержать другие области функции OSF, что позволяет производить дальнейшее образование уровней, и/или она может представлять ресурсы (логические или физические) в качестве управляемых объектов (МО) в пределах этой области. Когда область OSF располагается в верхней части уровневой архитектуры, расположенная над ней функция OSF присутствовать не будет.

На рисунке 3.1 представлена обобщенная логическая уровневая архитектура. Учитывая ее уровневую природу, достаточно показать детали только одной области. Показанные опорные точки не обязательно должны быть представлены в каждой реализации области.

Все взаимодействия внутри области производятся в типовых опорных точках q. Однако взаимодействие между равнозначными областями, то есть при пересечении границы области функции OSF, могут осуществляться в опорных точках q или х в зависимости от стратегии деятельности, применимой для этого взаимодействия. При обеспечении сетевых услуг обычно управление пересекает границы администрации, поэтому для взаимодействия между сетями управления предусматриваются соответствующие устройства. В целях безопасности информации это ограничивается опорной точкой х.

Гибкость уровневой архитектуры совместно с типовыми опорными точками q дают архитектуре LLA возможность быть использованной в качестве базы для архитектур многих различных типов. Во всех случаях именно сущность модели для каждой области диктует разделение на уровни и требуемые межобластные взаимодействия.

На рисунке 3.2 представлены два уровня обобщенной уровневой модели. Назначение этой модели заключается в том, чтобы показать полномочия управления между компонентами архитектуры управления. Эти компоненты представляют управляемые объекты, а прямоугольник на воображаемой границе между уровнями (пунктирная линия) представляет информационную модель для уровня ниже его (это включает в себя функцию преобразования информации ICF в данной точке).

Область управляющей функции OSF использует информационную модель, описывающую объекты, которые видимы функции OSF, то есть объекты под непосредственном управлением функций, а также объекты, которые делаются видимыми для функции OSF с помощью подчиненной области следующего низшего уровня. Для каждой области имеется информационная модель, которую функция OSF использует для руководства при принятии решений управления.

Функция OSF для подчиненной области информационной модели делится с помощью функции верхнего уровня на информационную модель ее собственной области. Это преобразование производит прозрачно подчиненной функцией OSF и фактически прячет (делает невидимыми) низшие информационные модели (объекты) в верхние функции OSF. Пример этого приведен на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Физические взаимодействия между областями архитектуры LLA

Функция OSF следующей нижней области также ответственна за управление данной областью. Конечная цель заключается в управлении реальными ресурсами, которые представляются с помощью управляемых объектов (МО). Управляемые объекты могут быть также представлены в областях выше пути цикла, где они представляют физические и логические ресурсы, которые имеются в сфере модели области.

Такие принципы преобразования требуются только в случаях, когда опорные точки между областями воплощаются в интерфейсы.

Логическая уровневая архитектура TMN определяет взгляд на распределение функций управления TMN с точки зрения конечных потребителей, т.е. с точки зрения операторов и провайдеров телекоммуникаций. Суть ее заключается в том, чтобы определить приоритеты построения системы управления согласно факторам административной и экономической целесообразности.

Система управления строится иерархически и имеет четыре уровня управления/менеджмента, построенные (как на фундаменте) на уровне сетевых элементов. В результате эту систему можно представить в виде 5 - уровневой модели вида:

- 5-й уровень бизнес - менеджмента (верхний уровень управления экономической эффективностью сети - В - OSF);

- 4-й уровень сервис - менеджмента (уровень управления сервисом

- сети - S - OSF);

- 3-й уровень сетевой менеджмента (уровень систем управления

- сетью-N-OSF);

- 2-й уровень элемент - менеджмента (нижний уровень элемент -

- менеджеров ЕМ или систем управления элементами сети Е - OSF);

- 1-й уровень сетевых элементов.

Систему управления сетью часто называют пирамидой управления, в которой четко определена вертикаль управления. Это показано на рисунке 3.4. Все уровни модели связаны между собой интерфейсамиQз, а с внешним миром- интерфейсами Qx. Информация о состоянии каждого уровня передается наверх, а оттуда вниз поступают управляющие воздействия.[7]

Рисунок 3.4 – Пирамида Управления.

На каждом уровне иерархии модели TMN решаются задачи одних и тех же функциональных групп, рассмотренные выше (то есть управление конфигурацией, производительностью, ошибками, безопасностью и учетом), однако на каждом уровне эти задачи имеют свою специфику. Чем выше уровень управления, тем более общий и агрегированный характер приобретает собираемая о сети информация, а сугубо технический характер собираемых данных начинает по мере повышения уровня меняться на производственный, финансовый и коммерческий.

Нижний уровень – уровень элементов сети (NE) – состоит из отдельных устройств сети: каналов, усилителей, оконечной аппаратуры, мультиплексоров и т.п. Элементы могут содержать встроенные средства для поддержки управления – датчики, интерфейсы управления, а могут и представлять вещь в себе, требующую для связи с системой управления разработки специального оборудования – устройства связи с объектом, УСО. Современные технологии обычно имеют встроенные функции управления, которые позволяют выполнять хотя бы минимальные операции по контролю за состоянием устройства и за передаваемым устройством трафика. Подобные функции встроены в технологии FDDI, ISDN, frame relay, SDH. В этом случае устройство всегда можно охватить системой управления, даже если оно не имеет специального блока управления, так как протокол технологии обязывает устройство поддерживать некоторые функции управления. Устройства, которые работают по протоколам, не имеющим встроенных функций контроля и управления, снабжаются отдельным блоком управления, который поддерживает один из двух наиболее распространенных протоколов управления – SNMP или CMIP. Эти протоколы относятся к прикладному уровню модели OSI.[8]

Уровень управления элементами (EML) самостоятельно управляет каж­дым элементом сети и способствует абстракции функций, обеспечиваемых уровнем элементов сети. Он имеет набор программ управления элементами, которые инди­видуально ответственны (на базе передачи полномочий от уровня управления се­тью) за некоторую подгруппу элементов сети и выполняет три основные роли:

- управление и координация подгруппы элементов сети;

- обеспечение функции межсетевого перехода (медиатизации) для возмож­ности взаимодействия уровня управления сетью с элементами сети;

- сохранение статистических, логических и других данных относительно элементов.

Элемент - менеджер ЕМ осуществляет управление отдельными элементами сети NE, то есть оборудованием (мультиплексорами, коммутаторами, регенераторами и т. д.) сети. Его задачи:

- конфигурация элементов сети — установление параметров конфигурации, например назначение каналов распределение трибных интерфейсов, установка реального времени;

- мониторинг - определение степени работоспособности (статуса), сбор и обработка сигналов о возникновении аварийных ситуаций, несущих информацию типа «в элементе сети NE произошла ошибка»;

- управление функцией передачи - управление операционными параметрами, отвечающими за функционирование сети, а именно:

проверка состояния интерфейсов, активация систем защиты для переключения на резервное оборудование;

- управления функциями TMN - управление потоками сигналов о возникновении аварийных состояний, адресация возникающих при этом сообщений, формирование критериев фильтрации ошибок, маршрутизация пакетов сообщений по служебным каналам, формируемым за счет SOH в SDH, генерация и мониторинг сигналов синхронизации;

- тестирование элементов сети - проведение тестов, характерных для данного типа оборудования;

- Локализация NE в рамках выделенного слоя - осуществление

сервиса NE и обработка информации от NE, специфических для

данного слоя.

Функция OSF в уровне управления элементами всегда стыкуются с функ­циями OSF уровня управления сетью через опорную точку q₃. Все функции медиа­тизации, включая функции, физически размещенные в элементах сети, являются логически размещенными в уровне EML.

Функции ЕМ могут интерпретироваться как независимые функции OS, осуществляемые конкретными NE с помощью данного ЕМ через сервисные интерфейсы, поддерживаемые данной OS. Для осуществления этих функций все NE должны быть известны и различаемы для конкретной OS. Если несколько OS реализуют одни и те же сервисные интерфейсы, то в этом случае функции элемент - менеджмента могут быть распределены по нескольким OS.

Уровень управления сетью (NML) координирует работу элементарных систем управления, позволяя контролировать конфигурацию составных каналов, согласовывать работу транспортных подсетей разных технологий и т.п. С помощью этого уровня сеть начинает работать как единое целое, передавая данные между своими абонентами. Данный уровень предоставляет услуги интегрированного мониторинга и управления сетью в целом, безотносительно к технологиям, используемым на сети и количеству сетевых элементов.

На этом уровне размещаются функции, относящиеся к управлению или ох­ватывающие территориально удаленные элементы сети. Полная видимость сети яв­ляется безусловной, и представляется в виде, независимой от поставщика услуг.[8]

Уровень управления сетью выполняет следующие три задачи:

- управление и координация сетевого вида всех элементов сети в рамках ее сферы или области;

- обеспечение, прекращение или изменение возможностей сети для пред­ставления услуг абонентам;

- совместное действие с уровнем управления услугами на рабочие характе­ристики, использование, готовность и т.д.

На этом уровне сетевой менеджер (NM) абстрагируется от отдельных элементов сети, рассматриваемых с точек зрения выполнения задач, управляемых элемент - менеджером. Это не значит, что NM их не видит, они рассматриваются здесь как элементы, поддерживающие сетевые связи (маршруты). NM использует следующие функции NE:

- функцию связи, осуществляемую всеми элементами, имеющими возможность кросскоммутации;

- функции доступа к мультиплексору, осуществляемую всеми мультиплексорами;

- функцию секции передачи, реализуемую между точками связи или

между точкой связи и мультиплексором.

Сетевой менеджер осуществляет следующие функции:

- мониторинг - проверка маршрута передачи с использованием функции проверки окончания маршрута, проверка качества передачи и самой возможности связи, при этом NE используется либо непосредственно самой OS, либо через операционную систему ЕМ;

- управление сетевой топологией — управление функцией связи для переключения маршрутов передачи (в том числе и в результате сбоев и последующего восстановления маршрута);

- локализация в рамках выделенного слоя - осуществление сервиса

NM и обработка информации от NE, специфических для данного слоя. Как и в любом слое NM обеспечивает маршруты для слоя SM.

Уровень управления услугами (SML) имеет дело и отвечает за договорные аспекты услуг, которые предоставляются абонентам. Он занимается контролем и управлением транспортными услугами, которые предоставляются конечным пользователям сети. В задачу этого уровня входит подготовка сети к предоставлению определенной услуги, ее активизации, обработка вызовов клиентов. Формирование услуги заключается в фиксации в базе данных значений параметров услуги, например, требуемой пропускной способности, максимальных величин задержек пакетов, коэффициент готовности и т.п. В функции этого уровня входит также выдача уровню управления сетью задания на конфигурирование виртуального или физического канала связи для поддержания услуги. После формирования услуги данный уровень занимается контролем за качеством ее реализации, то есть за соблюдением сетью всех принятых на себя обязательств в отношении производительности и надежности транспортных услуг. Результаты контроля качества обслуживания нужны, в частности, для подсчета оплаты за пользование услугами клиентами сети.

На этом уровне осуществляются:

- мониторинг - проверка возможности осуществления сервиса, а также формирование запросов сетевому уровню на изменение маршрутов передачи;

- управление - управление характеристиками сервиса, а также формирование запросов сетевому уровню (например, изменение маршрутов передачи);

- локализация в рамках выделенного слоя - осуществление сервиса SM и обработка информации от NM.

- взаимодействие с поставщиками услуг;

- взаимодействие с уровнем NML;

- сохранение статистических данных (например, по качеству услуг);

- взаимодействие с уровнем управления бизнесом;

- взаимодействие между услугами.

Функции OSF в уровне SML всегда стыкуются с функциями OSF в уровне управления бизнесом через опорную точку q₃. Она стыкуется с функциями OSF на других уровнях SML (например, поставщики основной услуги стыкуются с постав­щиками услуги с добавленным значением) через опорные точки q₃ или х.

Уровень управления бизнесом (BML) несет ответственность за всю отрасль связи и является уровнем, на котором осуществляются соглашения между операто­рами.

Как правило, на этом уровне делается постановка задач, а не их решение, но он может стать центральным пунктом для действия в тех случаях, когда требуются исполнительные действия. Это уровень является частью всех средств управления связью, и предусматриваются различные взаимодействия с другими системами управления. Реализация управления на этом уровне предполагает управление всем предприятием оператора (провайдера) в целом. Управление предприятием предполагает управление доходами от предоставляемых услуг, управление недвижимостью, финансами, людскими ресурсами и так далее. Данный уровень управления может эффективно использоваться средним и высшим управляющим звеном предприятия.

На этом уровне обеспечивается функционирование компании - оператора сети связи. Здесь решаются организационные и финансовые вопросы, осуществляется взаимодействие с компаниями - операторами других сетей связи и с центральными органами управления (правительством страны).

Несет ответственность за бизнес телекоммуникационной компании в целом и адекватное модели бизнеса функционирование всех лежащих ниже слоев:

- поддерживает процесс принятия решений по оптимальному вложению инвестиций;

- поддерживает бюджет административного управления и обслуживания сети.

Бизнес - менеджер обеспечивает мониторинг и управление типами сервиса, а также формирование запросов на уровень, лежащий ниже, на изменение вида сервиса.

В указанной многоуровневой архитектуре взаимодействие «агент-менеджер» осуществляется как по вертикале (между уровнями, где осуществляются операции управления агентом и уведомления со стороны агента).

Следует отметить эффективность подхода к построению логической многоуровневой иерархии. Каждый последующий уровень базируется на функциональности и информации предыдущего уровня, отбирая нужные сервисы предыдущего уровня и отбрасывая лишние.

Еще одной важной составляющей TMN, которая всегда присутствует при описании технологии TMN, является концепция областей управления. Концепция явилась результатом анализа потребностей сетевого управления операторов. Согласно концепции, все аспекты управления телекоммуникационной сетью могут быть описаны с помощью пяти областей управления, а именно:

- управление рабочими характеристиками сети;

- управление аварийными ситуациями на сети;

- управление (ре-) конфигурацией сети;

- управление расчетами (биллинг);

- управление безопасностью сети.

Согласно рекомендациям предполагается, что вышеуказанные пять областей управления входят во все уровни управления логической иерархии TMN, однако присутствуют на каждом уровне в разных пропорциях. Действительно, если рассмотреть уровень управления сетью, становиться очевидным, что управление расчетами как область управления на данном уровне не нужна. Однако для данного уровня характерна сильная реализация управления рабочими характеристиками, управления аварийными ситуациями и (ре-) конфигурацией сети. На основании вышеописанных областей строятся наборы функций и отдельные функции управления TMN.

Сетевой элемент и сервис - менеджеры формируют то, что принято сейчас считать ядром сети управления телекоммуникациями - TMN. TMN обеспечивает функции менеджмента и управления для телекоммуникационных сетей и сервиса и предлагает связь между TMN и этими сетями и сервисом.

Концепция TMN заключается в формировании такой архитектуры, которая позволит связывать различные типы управляющих систем B-OSF - E-OSF. N-OSF. S-OSF, как между собой, так и с элементами сети NE (сетевым оборудованием) для обмена управляющей информацией с помощью стандартных интерфейсов, протоколов и сообщений.