Gestión de redes¶
La Gestión de red se define como el conjunto de actividades dedicadas al control y vigilancia de recursos de telecomunicación. Su principal objetivo es garantizar un nivel de servicio en los recursos gestionados con el mínimo coste.
La Gestión de red debe responder a tres preguntas:
- ¿Qué objetivos se persiguen?
- ¿De qué recursos se dispone?
- ¿Cómo se van a cumplir los objetivos?
Los métodos de gestión de red deben ser puestos en práctica mediante la organización de un Centro de Gestión de Red, que va a disponer de tres clases de recursos:
- Métodos de Gestión.
- Recursos humanos.
- Herramientas de apoyo.
Funcionalidad de los sistemas de gestión¶
Paradigma Gestor–Agente¶
La mayoría de las herramientas de apoyo de gestión de red se basan en el paradigma Gestor–Agente.
Los sistemas de apoyo a la gestión poseen:
- Una interfaz con el operador o el responsable de la red.
- Una serie de componentes hardware y software entre los diferentes componentes de la red.
Las características de estos componentes hardware y software permiten clasificar las partes de un sistema de gestión de red en dos grupos:
- Gestores. Son los elementos que interaccionan con los operadores humanos, y desencadenan las acciones pertinentes para llevar a cabo las operaciones solicitadas.
- Agentes. Llevan a cabo las operaciones de gestión invocadas por los Gestores de la red.
Los nodos de una red que posean un gestor se denominarán Nodos Gestores, mientras que los nodos que tengan un agente se llamarán Nodos Gestionados.
La base del funcionamiento de los sistemas de apoyo a la gestión reside en el intercambio de información de gestión entre nodos gestores y nodos gestionados. Es lo que se llama Paradigma Gestor–Agente.
Monitorización y Control¶
Monitorización¶
La monitorización es la parte de la gestión de red que se ocupa de la observación y análisis del estado y el comportamiento de los recursos gestionados. Abarca cuatro fases:
-
Definición de la información de gestión que se va a monitorizar.
-
Acceso a la información de monitorización. Las aplicaciones de monitorización utilizan los servicios ofrecidos por un gestor para acceder a los datos de monitorización mantenidos por un agente. Las comunicaciones entre gestores y agentes se realizan gracias a los protocolos de gestión
-
Diseño de políticas de monitorización. Se distinguen dos tipos de comportamiento:
- Sondeo. En este caso el gestor pregunta periódicamente a los agentes por los datos de monitorización.
- Informe de Eventos. Los agentes, por su propia iniciativa, informan a los gestores.
-
Procesado de la información de monitorización. Ésta es la etapa más importante de la monitorización.
Control¶
La parte de control dentro de la gestión de redes es la encargada de modificar parámetros e invocar acciones en los recursos gestionados.
Las Áreas Funcionales de Gestión¶
La ISO clasifica las tareas de los sistemas de gestión en cinco áreas funcionales:
- Gestión de Configuración.
- Gestión de Prestaciones.
- Gestión de Seguridad.
- Gestión de Fallos.
- Gestión de Contabilidad.
La Gestión de Configuración¶
La Gestión de Configuración es el proceso de obtención de datos de la red y utilización de los mismos para incorporar, mantener y retirar los diferentes componentes y recursos que la integran. Consiste en la realización de tres tareas fundamentales:
- Recolección de datos sobre el estado de la red. Para ello generalmente se emplean dos tipos de herramientas que funcionan de forma automática: las herramientas de autodescubrimiento (auto-discovery) y las herramientas de autotopología (auto-mapping). La primera lleva a cabo un sondeo periódico de la red para averiguar qué elementos están activos y con qué características; la segunda averigua de qué forma están interconectados los distintos elementos de la red. Toda esta información se representa gráficamente mediante un mapa topológico.
- Cambio en la configuración de los recursos.
- Almacenamiento de los datos de configuración. Todos los datos obtenidos han de ser almacenados para obtener el inventario de red.
La Gestión de Prestaciones¶
La Gestión de Prestaciones tiene como principal objetivo el mantenimiento del nivel de servicio de la red.
La gestión de prestaciones basa sus tareas en la definición de unos indicadores de funcionamiento. Es decir, es necesario fijar una serie de criterios que permitan conocer cuál es el grado de utilización de un recurso. Los indicadores más utilizados se clasifican en dos grandes grupos:
- Parámetros de funcionamiento orientados al servicio. Miden el grado de satisfacción del usuario al acceder a los recursos. Los más importantes son la disponibilidad, el tiempo de respuesta y la tasa de error.
- Parámetros de funcionamiento orientados a la eficiencia. Miden el grado de utilización de los recursos. Básicamente son la productividad (throughput) y la utilización.
La gestión de prestaciones consiste en realizar cuatro tareas básicas:
- Recogida de datos.
- Análisis de datos.
- Establecimiento de umbrales. Cuando se supera un determinado grado de utilización de un recurso se dispara una alarma.
- Modelado de la red. Se crea un modelo teórico para simular el comportamiento de la red bajo determinadas circunstancias.
La Gestión de Fallos¶
La Gestión de Fallos tiene como objetivo fundamental la localización y recuperación de los problemas de la red. Abarca dos tareas principales:
- Detección e identificación de los fallos.
- Corrección del problema.
La Gestión de Seguridad¶
El objetivo de la Gestión de Seguridad es ofrecer mecanismos que faciliten el mantenimiento de políticas de seguridad. La Gestión de Seguridad se ocupa de los siguientes puntos:
- Identificación de la información a proteger y dónde se encuentra.
- Identificación de los puntos de acceso a la información.
- Protección de los puntos de acceso.
- Mantenimiento de los puntos de acceso protegidos.
La Gestión de Contabilidad¶
La Gestión de Contabilidad tiene como misión la recolección de estadísticas que permitan generar informes de tarificación que reflejen la utilización de los recursos por parte de los usuarios. Requiere la realización de las siguientes tareas:
- Recolección de datos sobre la utilización de los recursos.
- Establecimiento de cuotas.
- Cobro a los usuarios por la utilización de los recursos.
Evolución de los Sistemas de Gestión¶
Las primeras redes tenían pocos nodos y cada uno de ellos tenía su propio administrador. Cuando surgía algún problema que afectaba a más de un nodo, los administradores correspondientes se ponían en contacto para solucionarlo. Este modo de gestión de red se denomina Gestión Autónoma.
Con el crecimiento del número de nodos la solución anterior ya no es eficaz. Por ello a principios de los ochenta aparecieron aplicaciones que posibilitaban la supervisión remota de los nodos de las redes. Sin embargo, cada aplicación sólo servía para redes que estuvieran compuestas por equipos de un mismo fabricante. Ésta es la denominada Gestión Homogénea.
Con la evolución de las redes la heterogeneidad de los recursos se hizo mayor, por lo que se desarrollaron sistemas de Gestión Heterogénea.
Más tarde fue necesario evolucionar haca los sistemas de Gestión Integrada, que permiten la utilización de un único Centro de Gestión válido para llevar el control de entornos heterogéneos. Para llegar a estos sistemas era necesaria una estandarización previa de la gestión de red. En la actualidad existen tres modelos fundamentales de gestión integrada:
- Gestión de Red OSI (Open Systems Interconnection (Interconexión de Sistemas Abiertos). Definido por ISO, con el objetivo de lograr la gestión de los recursos del modelo de referencia OSI.
- Gestión Internet. Definido por la Internet Society para gestionar el modelo de referencia TCP/IP.
- Arquitectura TMN Telecommunications Management Network (Red de Gestión de las Telecomunicaciones). Definida por la ITU-T. Más que un modelo de red, define una estructura de red basada en los modelos anteriores.
Modelos de Gestión Estándar¶
La Arquitectura TMN¶
El objetivo de TMN es proporcionar una estructura de red organizada para conseguir la interconexión de diversos tipos de sistemas de administración, operación y mantenimiento (llamados simplemente sistemas de operación) y equipos de telecomunicación usando una arquitectura estándar e interfaces normalizados.
La idea clave de TMN es que la gestión no se va a llevar a cabo por un único sistema de operación sino por un conjunto de estos sistemas interconectados a los elementos gestionados mediante una red. Además, esta Red de Gestión puede no usar los mismos medios de transmisión que la red gestionada.
En la red controlada pueden coexistir muchos tipos diferentes de equipos de transmisión y conmutación, denominados genéricamente Elementos de Red (Network Elements).
La arquitectura TMN debe estar orientada hacia la cooperación entre la gestión de los sistemas individuales para conseguir un efecto coordinado sobre la red. Para ello, en TMN se define un conjunto de arquitecturas situadas a diferente nivel de abstracción. Estas arquitecturas son:
-
Arquitectura Funcional. Describe una distribución de la funcionalidad de gestión en TMN. Se basa en la definición de un conjunto de bloques funcionales, que son:
- Bloque Funcional de Sistema de Operación (Operations System Function, OSF). Funciones típicas de un gestor en el paradigma Gestor-Agente.
- Bloque Funcional de Elementos de Red (Network Element Function, NEF). Funcionalidades de los equipos de la red que les permiten funcionar como agentes de gestión.
- Bloque Funcional de Estación de Trabajo (Work Station Function, WSF). Proporciona los medios para conectar al usuario con el sistema de operaciones, permitiéndole interpretar la información de gestión de TMN.
- Bloque Funcional de Adaptador Q (Q Adaptor Function, QAF). Permite que TMN pueda gestionar elementos de red que posean un sistema de gestión propietario.
- Bloque Funcional de Mediación (Mediation Function, MD). Actúa sobre la información que llega de los NEF y de los QAF para adaptarla, filtrarla y condensarla adecuándola al formato utilizado por los OSF.
La arquitectura funcional TMN también define unos puntos de referencia que identifican la información transmitida entre los bloques funcionales.
- Arquitectura Física. Su propósito es mostrar cómo los bloques funcionales definidos en la arquitectura funcional se pueden implementar en equipos físicos (building blocks) interconectados entre sí a través de interfaces que, a su vez, aglutinan los puntos de referencia entre esos bloques funcionales.
- Arquitectura de Información de TMN. Define el formato de la información que se transmite entre los bloques funcionales.
- Arquitectura Organizativa de TMN. Su objetivo es introducir una relación jerárquica entre los diferentes gestores (sistemas de operación) que existen en una red TMN de manera que haya gestores de bajo nivel más orientados a la resolución de problemas técnicos de los recursos y gestores de más alto nivel, orientados a garantizar calidades de servicio. Para ello se divide el bloque funcional OSF en capas; la comunicación entre bloques de diferentes capas se lleva a cabo mediante una relación gestor-agente a través de un punto de referencia \(q\).
El Modelo de Gestión OSI¶
La Gestión de Sistemas OSI se basa en el uso de protocolos del nivel de aplicación para el intercambio de información de gestión según el paradigma Gestor-Agente (véase 1.1.1{reference-type=”ref” reference=”sec:gesAg”}, página ).
La Gestión de Sistemas OSI consta de cuatro modelos, que son:
- Modelo de Comunicación.
- Modelo de Información.
- Modelo Funcional. En él se definen las funciones de gestión.
- Modelo de Organización. En él se exponen las posibles subdivisiones de la red en dominios de gestión.
El Modelo de Comunicaciones¶
La Gestión de Sistemas OSI propugna el intercambio de información de gestión mediante un protocolo de nivel de aplicación. Este protocolo se denomina CMIP (Common Management Information Protocol), Protocolo Común de Información de Gestión. CMIP proporciona el servicio CMIS (Common Management Information Service), Servicio Común de Información de Gestión.
CMIS integra dos grandes grupos de servicio:
- Servicios de Notificación. Únicamente hay un servicio de este tipo: M-EVENT-REPORT, que permite a los agentes informar a los gestores de determinados sucesos especiales en los objetos gestionados que mantienen. Permite una gestión orientada a objetos.
- Servicios de Operación. Hay seis servicios de operación, son usados por el gestor para invocar operaciones de gestión a los agentes y para devolver los resultados de esas operaciones a los gestores. Estos servicios son: M-GET, M-SET, M-ACTION, M-CREATE, M-DELETE, M-CANCEL-GET.
CMIP es un protocolo orientado a conexión, lo que aporta mayor fiabilidad pero, por otro lado, introduce una sobrecarga en las comunicaciones de gestión.
El Modelo de Información¶
El modelo de información OSI se basa en el concepto de Objeto Gestionado, que es la abstracción de recursos de comunicación o de procesado de información con el propósito de su gestión. Del mismo modo, se define Clase de Objetos Gestionados como el conjunto de objetos que tienen las mismas propiedades de cara al sistema de gestión.
Para llevar a cabo la especificación de las clases de objetos gestionados en las gestión OSI se utiliza la sintaxis GDMO (Guidelines for the Definition of Managed Objects), Directrices para la Definición de Objetos Gestionados. GDMO se basa en la utilización de unas plantillas.
El Modelo de Gestión en Internet¶
En los setenta el número de nodos de Internet era muy reducido se gestionaba Internet con las facilidades que ofrecía el protocolo ICMP, como el PING. Cuando Internet avanzó en complejidad, multiplicando el número de nodos se empezó a trabajar en tres soluciones diferentes, que se definieron en 1987:
- SGMP (Simple Gateway Monitoring Protocol), Protocolo Simple de Monitorización de Pasarelas. Sencillo Protocolo orientado fundamentalmente a la gestión de pasarelas IP. Posteriormente pasaría a llamarse SNMP (Simple Network Management Protocol), Protocolo Simple de Gestión de Red.
- HEMS (High-Level Entity Management System), Sistema de Gestión de Entidades de Alto Nivel. Nunca llegó a tener aplicación práctica.
- CMOT (CMIP). Adopción de los estándares ISO como marco de gestión para Internet sobre una torre de protocolos TCP/IP.
En 1990 el SNMP se convirtió en el estándar de las redes TCP/IP y de Internet. En 1992, se comenzó el trabajo para especificar una nueva versión de SNMP, la SNMPv2; aunque hoy en día todavía continúan los trabajos de actualización.
Arquitectura de Gestión de Red en Internet¶
Los sistemas de gestión de Internet están formados por cuatro elementos básicos: Gestores, Agentes, MIB y el protocolo de información de intercambio SNMP.
Existe un tipo de agente que permite la gestión de partes de la red que no comparten el modelo de gestión de Internet. Son los llamados Agentes Proxy. Estos agentes proxy proporcionan una funcionalidad de conversión del modelo de información y del protocolo.
Tecnología de Gestión de Red: Las Plataformas de Gestión¶
La utilización de modelos de gestión integrada obliga a todas las aplicaciones de gestión a utilizar la misma infraestructura de comunicaciones y de información, las denominadas Plataformas de Gestión de Red.
Una plataforma viene a ser el sistema operativo de las aplicaciones de gestión. Se trata de un entorno de ejecución y, a menudo, de desarrollo, que ofrece una serie de servicios a las aplicaciones de gestión a través de un conjunto de APIs.
Una plataforma de gestión típica está compuesta de cuatro elementos:
- Una API de Gestión que puedan utilizar todas las aplicaciones de gestión, independientemente del protocolo de gestión del recurso gestionado y de la red empleada para acceder a los recursos.
- Un sistema de gestión de información, generalmente un gestor de bases de datos relacionales, accesible por todas las aplicaciones.
- Una interfaz de usuario común para todas las utilidades y aplicaciones.
- Un conjunto de aplicaciones propias de la plataforma que ofrecen una funcionalidad básica de gestión de red.
Las principales plataformas de gestión de red son:
- SunNet Manager de Sun Microsystems.
- OpenView de Hewlett-Packard.
- NetView/6000 de IBM.
- Polycenter de DEC.
- Spectrum de Cabletron.
- ISM de Bull.
SNMP. Protocolo Simple de Gestión de Red¶
En mayo de 1990 se publicó el RFC 1157, definiendo la versión 1 del SNMP (Simple Network Management Protocol, Protocolo Simple de Gestión de Red). El SNMP proporcionó una manera sistemática de supervisar y administrar una red informática, convirtiéndose rápidamente en un estándar de facto para la administración de redes.
En los RFC 1441 a 1452 se definió una versión mejorada del SNMP (SNMPv2) que se volvió un estándar en Internet.
El modelo SNMP¶
El modelo SNMP de una red administrada consta de cuatro componentes:
-
Nodos administrados.
-
Estaciones administradas.
-
Información de administración.
-
Un protocolo de administración.
Los nodos administrados pueden ser hosts, enrutadores, puentes, impresoras u otros dispositivos. Para ser administrado directamente por el SNMP, un nodo debe ser capaz de ejecutar un proceso de administración SNMP, llamado agente SNMP. Cada agente mantiene una base de datos local de variables que describen su estado e historia y que afectan a su operación.
La administración de la red se hace desde estaciones administradoras, que son ordenadores con un software de administración especial. La estación administradora contiene uno o más procesos que se comunican con los agentes a través de la red, emitiendo comandos y recibiendo respuestas.
El SNMP describe la información exacta de cada tipo de agente que tiene que administrar la estación administradora y el formato con el que el agente tiene que proporcionarle los datos. Cada dispositivo mantiene una o más variables que describen su estado, estas variables se llaman objetos. El conjunto de todos los objetos posibles de una red se da en la estructura de datos llamada MIB (Management Information Base, Base de Información de Administración.
La estación administradora interactúa con los agentes usando el protocolo SNMP. Este protocolo permite a la estación administradora consultar, y modificar, el estado de los objetos locales de un agente.
A veces pueden ocurrir sucesos no planeados, como un congestionamiento o la caída de una línea. Cada suceso significativo se define en un módulo MIB. Cuando un agente nota que ha ocurrido un suceso significativo, de inmediato lo informa a todas las estaciones administradoras de su lista de configuración. Este informe se llama interrupción SNMP. Como la comunicación entre los nodos administrados y la estación administradora no es confiable, la estación administradora debe sondear ocasionalmente cada nodo. El modelo de sondeo a intervalos grandes con aceleración al recibirse una interrupción se llama sondeo dirigido a interrupción.
ASN.1. Notación de Sintaxis Abstracta 1¶
El corazón del modelo SNMP es el grupo de objetos administrados por los agentes y leídos y escritos por la estación administradora. Para hacer posible la comunicación multiproveedor, es esencial que estos objetos se definan de una manera estándar.
Por esta razón, se requiere un lenguaje de definición de objetos estándar, así como reglas de codificación. El lenguaje usado por el SNMP se toma del OSI y se llama ASN.1 (Abstract Syntax Notation One), Notación de Sintaxis Abstracta uno.
Una sintaxis de transferencia ASN.1 define la manera en que los valores de los tipos ASN.1 se convierten sin ambigüedad en secuencia de bytes para su transmisión (y se decodifican sin ambigüedad en el otro terminal). La sintaxis de transferencia usada por el ASN.1 se llama BER (Basic Encoding Rules), Reglas Básicas de Codificación.