Progetto di rete: Capacity Planning

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1 Progetto di rete: Capacity Planning Il Capacity Planning comprende tutta una serie di attività, che vanno dal monitoraggio e controllo dei carichi di rete al design della topologia, mediante le quali si è in grado di sviluppare un analisi previsionale capace di mantenere nel tempo il grado di utilizzo della rete vicino all ottimo. In generale, possiamo identificare le seguenti attività: Studio Previsionale tool di simulazione algoritmi noti di routing Disegno Topologico tool di design Analisi statistiche Monitoraggio Informazioni Gestione

2 Progetto di rete: Capacity Planning Supponiamo di aver progettato la rete. E chiaro che esistono delle situazioni che possono rendere il progetto non più aderente alle ipotesi fatte in sede di analisi e disegno. In generale tali eventi possono essere di tre tipi: 7. aumento del traffico per acquisizione nuovi clienti 8. variazioni del traffico non ipotizzate 9. cattiva progettazione

3 Progetto di rete: Capacity Planning Il caso 1 è il più semplice e che si prende in considerazione in fase di acquisizione cliente: quest ultimo avanzerà delle richieste e si devono stimare quali sono gli impatti sulla propria rete per sostenere la nuova quantità di traffico offerta. Si pensi ad un cliente come una banca che ha sedi in tutto il territorio nazionale. In questo caso è necessario avere una fotografia della rete e procedere ad un analisi simulativa per evidenziare le criticità eventuali. L ouput sarà una nuova topologia, se necessaria, nuove capacità, nuovi costi. Il caso 2 può essere segnalato da statistiche e report o da frequenti congestioni non spiegabili con il traffico nominale finora preso in considerazione. Si affronta come il caso 1, stimando l aumento di traffico analizzando le statistiche. Il caso 3 viene evidenziato soprattutto da congestioni frequenti e disservizi segnalate dai clienti

4 Progetto di rete: Capacity Planning SITUAZIONE RETE Eventi decisionali cliente Segnalazione gestione Reportistica Prenotazione risorse Analisi del problema Studio del carico sui singoli trunk (cond. Nom. Overb. E failure) ANALISI SIMULATIVA Conferma Topologia? Prob. carico No Stop Sì Studio del carico dei MuxBUS dei nodi? Problemi No Sì Generazione report Confronto fra i report simulativo e reale REGOLA DECISIONALE Stima della deviazione fra i risultati dei report

5 Progetto di rete: Capacity Planning Analisi Istradamenti Simulazione routing ANALISI SIMULATIVA Sì, risolvibili con altri istrad.? Prob. carico Sì, non risolvibilli No Fault analysis capacity decision Sì, risolvibili Prob. traffico pregiato Sì, non risolvibili No

6 monitorizzare i componenti e le funzionalità di rete (nodi, link.. etc etc) identificare i guasti in tempo e intervenire garantire la continuità del servizio aumentare l affidabilità e la disponibilità di rete evitare il decadimento della qualità dei servizi

7 Qualche definizione: MO: managed object è una rappresentazione astratta in termini gestionali dell oggetto (reale) che deve essere gestito Caratteristiche attributi (lo stato dell oggetto e le sue caratteristiche) operazioni (definite per l oggetto e che ne rendono possibile l accesso) comportamento (cosa può fare l oggetto) notifiche (il set di messaggi che un oggetto può riconoscere)

8 MIB: Management information base è la collezione di tutti i MO e dei loro attributi all interno di un sistema di gestione Caratteristiche modularità estendibilità linguaggio comune di definizione organizzazione gerarchica i singoli moduli possono essere anche proprietari di uno specifico vendor

9 Agent generalmente un processo residente sull oggetto (reale) che implementa il MO gestendo le risorse residenti (reali) e il flusso informativo verso il Manager Manager gestisce il controllo degli oggetti colloquiando con gli agent e gestendo le info che riceve da essi mediante appositi processi Management Protocol protocollo mediante cui il manager e l agent comunicano

10 Messaggi In generale esistono due tipi di messaggi: Trap messaggi di allarme (asincroni) inviati dall agent al Manager mib information informazioni relative allo stato del MO (controllo) raccolte dall agent e richieste a intervalli definiti, dal Manager trap AGENT mib MANAGER info (polling) AGENT mib AGENT mib

11 Per le reti di telecomunicazione, in generale abbiamo: 3. Network element l elemento di rete gestito (es, un router) è una collezione di MO ha un processo running che è l agent ha associati una certa quantità di moduli mib, anche vedor specific. 4. Network Managment System il Manager o la collezione (se più di uno) dei manager con il relativo sistema di relazione 5. Network Magement Application vendor specific, servono a rendere fruibili le informazioni collezionate dal NMS 6. Network management protocol management protocol di rete trap AGENT mib NMS MANAGER info (polling) AGENT mib NE NetMgmtProt AGENT mib

12 Un Agent tipico, usualmente: Implementa in modo completo il protocollo di management. conserva e recupera le informazioni strutturate secondo le Mib può inviare una trap al manager Un tipico Manager usualmente: Si presenta con un interfaccia verso l utente che da graficamente la rappresentazione della rete Implementa, come l agent, in modo completo il protocollo di management invia query verso gli agent e ne riceve risposte setta le variabili sugli agent riceve le trap

13 Le Management applications possono essere divise in 5 aree funzionali: 3. Fault management: Error detection, identificazione, e rirpistino. 4. Configuration management: produzione e amministrazione delle informazione di configurazione. Name administration. Avvio, check and terminazione dei servizi. 5. Account management: customer care customer billing 6. Performance management: Statistic data collection System performance 7. Security management: Policy di scurezza. generazione password e log accessi. Report e analisi.

14 SNMP : Simple Network Management Protocol 1987 Simple Gateway Monitoring Protocol (SGMP) 1990 Simple Network Management Protocol (SNMPv1) standard 15, Management Information Base II standard SNMP Version SNMP Version 3 SNMPv1 di gran lunga il più usato e presente praticamente su tutte le implementazioni dei maggiori vendor Il tentativo di standardizzare SNMPv2 non ha mai portato a soppiantare il v1. SNMPv3 ormai accettato come il nuovo standard da numerosissimi vendor sta prendendo il posto di v1

15 SNMP Come gli altri protocolli di gestione basati sul paradigma Agent/Manager, il SNMP serve a recepire le informazioni e a modificarle. Per far questo è necessario identificare univocamente le informazioni: ogni MO ha un unico nome chiamato OID : object identifier Ogni NE contiene una collezione di MIB e SNMP definisce un set di operazioni e comandi che permettono di recepire e modificare le variabili MIB (dette anche le mib ). Per standardizzare la struttura delle variabili MIB si è usata la RFC 1155 L ultima definizione è relativa alla RFC 1213 nota come MIBII

16 Riassumendo: gli oggetti devono avere un nome unico e senza ambiguità gli oggetti devono essere essenziali la struttura astratta delle MIB deve essere universale deve essere possibile estendere le MIB di base con altre di tipo proprietario per quanto possibile gli oggetti deve rimanere di tipo generico e non specifici dell apparato Un agent SNMP DEVE implementare le MIB internet Il naming di un object centra i requisiti secondo l Object Identification Scheme definito dall OSI. L organizzazione scelta è gerarchica e ad albero.

17 Struttura ad Albero il nome dell oggetto è identificato dal suo valore nell albero

18 Per trovare il nome di una mib è necessario discendere l albero. Discendendo l albero, ogni nodo è identificato da un valore intero l Oid di un object è la sequenza degli interi non negativi che caratterizzano i nodi lungo la discesa fino al nodo che rappresenta l object. Ad esempio la sequenza identifica la system description all interno del system group, del sottoalbero di mgmt (management)

19 1. Tutti i nodi devono avere un intero che li identifica e figli dello stesso nodo non possono avere lo stesso valore; 2. Lo schema della numerazione è ricorsivo e da ogni nodo può partire un sotto albero 3. L allocazione di un valore intero per un nodo dell albero è un atto di registrazione che deve essere fatto da un autorità riconosciuta per quel sottoalbero 4. L albero può raggiungere una profondità arbitraria

20 Standard Internet MIB Contiene 10 gruppi fondamentali: 1. system 2. interfaces 3. at (arp table) 4. ip 5. icmp 6. tcp 7. udp 8. egp 9. transmission 10.snmp Un agent non deve per forza conoscere tutti i gruppi Se un agent implementa un gruppo dovrà conoscere e trattare tutti gli OiD del gruppo

21 Poichè si tratta di un Simple protocollo di management, SNMP ha un set limitato di comandi (o primitive) e di risposte. Il management system invia Get, GetNext come messaggi per avere informazioni dagli agent su singole o multiple variabili identificate dagli OiD oppure il comenado SET per settare il valore di una variabile. L agent invia un messaggio di risposta con il valore Inoltre, l agent può inviare la Quindi get (retrieve operation) get next (traversal operation) get response (indicative operation) set (alter operation) trap (asynchronous trap operation)

22 Struttura dei messaggi SNMP

23 Ogni messaggio SNMP ha il formato Version Number Community Name (una specie di password) One or more SNMP PDUs Ogni SNMP PDU (tranne la trap) ha il seguente formato: request id numero di sequenza error status - zero se senza errori altrimenti uno di un piccolo insieme error index se non zero indica quale OID nel PDU ha causato errore list of OIDs and values La Trap PDU : enterprise identifica il tipo di object che ha causato la trap agent address - IP address dell agent che ha mandato la trap generic trap id identificativo di trap comuni specific trap id identificativo di trap proprietarie time stamp list of OIDs and values

24 GET Quando un SNMP manager vuole conoscere il valore di un object, come ad esempio lo stato di una variabile di allarme, il nome assegnato al sistema, il numero di pacchetti scambiati da un interfaccia, comporrà un GET packet che includerà l OID per ogni object di interesse. L elemento di rete, (o meglio l agent) riceverà questo pacchetto contenente la richiesta e cercherà all interno del db di MIB che conosce l Oid rchiesto.

25 Se l OID viene trovato,e quindi l object è trattato dall agent, viene composto un pacchetto di risposta e inviato al manager con il valore corrente associato a quel OiD. Nel caso l OiD non venga rinvenuto fra le MIB trattate, allora viene inviato un messaggio di errore. NMS GET MANAGER AGENT retrive NE Response mib

26 lo schema di funzionamento rimane lo stesso anche con le rimanenti operazioni base: GETnext Funziona come la get, ma richiede l object name e il valore dell istanza successiva. Questa operazione è usata per scoprire la struttura MIB e per leggere tavole Usando GetNext successive è possibile leggere tutti i gruppi coperti dall agent senza conoscere la struttura completa dell albero SET Setta i valori sul NE in una o più istanze di MIB. L operation SET è atomica. Con la SET nuove istanze MIB possono essere create, se la definizione delle MIB lo permette

27 RAP Con il messaggio di Trap, l agent informare il manager che è accaduto un evento. Nota: il manager può essere configurato per scartare le trap! La ricezione di una trap da parte del manager viene riscontrata con nessun mesasggio (vedi figura sotto). L agent, in generale viene configurato con l IP del server verso cui inviare le trap. La asincronicità delle trap, inviate non a fronte di una richiesta del manager, può portare a un traffico notevole verso il manaegr a fronte di contemporaneità di eventi su più NE (ad esempio restart contemporaneo!) evento MANAGER NMS Trap AGENT NE

28 Community: L accesso a un agent è limitato da una cosiddetta community (una specie di password). Il manager che invia un messaggio all agent, riporta la sua community. La community definisce quale livello di accesso ha il manager. Gli agent vengono configurati in modo da avere una o più community con associati divesi diritti (livelli di accesso). Ogni SNMP managed object è associato a una community Le NMS station possono avere configurate anch esse più community L Autenticazione è di tipo semplice (almeno nel SNMPv1) soltanto basandosi sulla community scambiata tramite i messaggi. Chiaramente questo meccanismo, anche se non inficia l operatività del protocollo, non garantisce sicurezza

29 Il protocollo SNMP assume che il percorso di comunicazione fra li elementi e il mangager sia connectionless. Ciò significa che non viene fatto il setup di alcuna connessione prima della trasmissione dei dati. Quindi, SNMP non garantisce il corretto delivery dei messaggi a destinazione perchè non prevede ritrasmissioni. Chiaramente, il protocollo primario che SNMP implementa è lo User Datagram Protocol (UDP) con l IP come terzo livello. E chiaro che che la robustezza del protocollo viene inficiata, ma la sua semplicità e il fatto di essere connectionless portano anche dei vantaggi.

30 Infatti, né il manager, né l agent si basano su altri elementi per le loro operazioni e quindi continuano a funzionare anche se un elemento remoto fallisce Ad esempio, se un agent ricomincia a funziare dopo un fuori servizio, baserà inviare una trap al manager per notificare il cambiamento di stato. Per l error recovery bisognerà adottare delle procedure sull agent e sul manager

31 UDP Transport L Agent apre il socket sulla porta UDP 161 e si pone in listen Le risposte sono inviate verso il manager richiedente tramite una porta dinamica, anche se parecchi agent usano comunque la porta 161 per questo scopo. LA massima message size è limitata dalla UDP message size (i.e octets) Tutte le implementazioni SNMP devono ricevere i pacchetti come minimino di 484 octets Le Traps asincrone sono ricevute sulla porta 162 del manager UDP è migliore del TCP quando le route cambiano in caso di problemi di rete! UDP minimizza la banda riservata in rete per il management messaggio da porta xxxx in ascolto su porta 161 MANAGER network AGENT mib ricezione messaggio su porta xxxx risposta messaggio da porta 161 MANAGER network AGENT mib ricezione trap su porta 162 trap da porta 161

32 AGENT mib snmp MANAGER snmp AGENT mib snmp NMS AGENT mib DB Lo NMS correla i dati e li presenta all operatore