Gerenciamento de redes - UFPEsuruagy/cursos/Gerencia-MP/2015... · 2015. 2. 23. · Gerenciamento de redes 10 “Gerenciamento de rede inclui a disponibilização, a integração

GERENCIAMENTO DE

REDES

Prof. José Augusto Suruagy Monteiro

Conteúdo Programático

Introdução

Arquiteturas de Gerenciamento de Redes

Bases de Informação de Gerenciamento (MIBs)

Protocolo Simples de Gerenciamento de Redes (SNMP)

Monitoramento Remoto (RMON)

Sistemas de Gerenciamento

Tópicos Avançados:

Gerenciamento baseado na Web

Sistemas de Monitoramento de Redes Multidomínio

Gerenciamento de Redes Definidas por Software

2

Bibliografia 3

William Stallings. SNMP, SNMPv2,

SNMPv3, and RMON 1 and 2, 3rd.

Edition. Addison-Wesley, 1999.

Errata: http://williamstallings.com/

Douglas Mauro and Kevin Schmidt.

Essential SNMP, 2nd. Edition. O'Reilly,

2005.

Larry Walsh. SNMP MIB Handbook.

Wyndham Press, 2008.

http://williamstallings.com/

http://williamstallings.com/

Recursos Disponíveis na Web 4

SimpleWeb: http://www.simpleweb.org/

SNMP Link: http://www.snmplink.org/

SNMP Research: http://www.snmp.com/

mibDepot: http://www.mibdepot.com/index.shtml

http://www.simpleweb.org/

http://www.simpleweb.org/

http://www.snmplink.org/

http://www.snmplink.org/

http://www.snmp.com/

http://www.snmp.com/

http://www.mibdepot.com/index.shtml

http://www.mibdepot.com/index.shtml

Ferramentas 5

Open NMS (http://www.opennms.org/)

MG-SOFT MIB Browser (http://www.mg-soft.com/)

Net-SNMP (http://net-snmp.sourceforge.net/)

Visual MIBuilder (http://www.ndt-

inc.com/SNMP/MIBuilder.html)

...

http://www.opennms.org/

http://www.opennms.org/

http://www.mg-soft.com/




http://net-snmp.sourceforge.net/




http://www.ndt-inc.com/SNMP/MIBuilder.html



Baseado em slides de:

Prof. João Henrique Kleinschmidt da UFABC e do Prof. Chu-Sing Yang (National Cheng Kung University)

Prof. Luciano Gaspary (IC – UFRGS)

Capítulo 1 de William Stallings. SNMP, SNMPv2, SNMPv3, and RMON 1 and 2, 3rd. Edition. Addison-Wesley, 1999.

Introdução 6

Necessidade de Gerenciamento

Problema típico

Usuário remoto chega num escritório regional e experimenta lentidão ou falta de resposta do servidor web corporativo

Por onde começar?

Onde está o problema?

Qual é o problema?

Qual é a solução?

Sem uma gerência de rede apropriada é difícil responder a estas perguntas

7

Corp Network

Regional Offices

WWW Servers

Remote User

Necessidade de Gerenciamento

Com as ferramentas e procedimentos adequados de gerência, você pode já ter a resposta

Considere algumas possibilidades

Que mudanças de configuração foram feitas de madrugada?

Você recebeu uma notificação de falha de um dispositivo indicando a questão?

Você detectou uma violação de segurança?

Os seus dados normais (baseline) de desempenho previram este comportamento num enlace de rede crescentemente congestionado?

8

Corp Network

Regional Offices

WWW Servers

Remote User

Procedimento de Resolução do

Problema

Uma base de dados precisa com a topologia, configuração e desempenho da sua rede

Uma compreensão sólida dos protocolos e modelos usados na comunicação entre o seu servidor de gerência e os dispositivos gerenciados

Métodos e ferramentas que lhe permitem interpretar e agir a partir da informação reunida

9

Response Times High Availability

Predictability

Security

Gerenciamento de redes 10

“Gerenciamento de rede inclui a disponibilização, a integração e a coordenação de elementos de hardware, software e humanos, para monitorar, testar, consultar, configurar, analisar, avaliar e controlar os recursos da rede, e de elementos, para satisfazer às exigências operacionais, de desempenho e de qualidade de serviços em tempo real a um custo razoável.”

T. Saydam & T. Magedanz. “From Networks and Network Management into Service and Service Management”. Journal of networks and system management, 1996.

Por que gerenciar redes? 11

Devido à importância das redes de computadores e telecomunicações em relação aos negócios das instituições.

Devido ao porte e à complexidade das mesmas.

As redes atuais são extremamente heterogêneas.

Sem um controle efetivo, os recursos não proporcionam o retorno que a instituição necessita.

Os recursos computacionais e as informações da organização geram grupos com diferentes necessidades de suporte nas áreas de desempenho, disponibilidade e segurança.

A utilização dos recursos deve ser monitorada e controlada para garantir que as necessidades dos usuários sejam satisfeitas a um custo razoável.

Monitoração e Controle de Redes 12

Monitoração de redes

Classificação da informação Estática (ex. a localização e o responsável por um determinado

equipamento)

Dinâmica (ex: estado de uma interface de rede)

Estatística (ex: quantidade média de pacotes transmitidos por hora).

Técnicas para coleta de informações Polling e Event Reporting

Controle de redes

Controle de configuração (ex. distribuição de softwares)

Controle de segurança

Evolução 13

1970s

Redes centralizadas

Terminais ligados a mainframes

Baixas velocidades de comunicação

Gerenciamento fornecido por:

Fabricantes dos mainframes (ex. IBM)

Fornecedores de circuitos de comunicação (ex. AT&T)

Companhia telefônica atuante na área

Evolução 14

1980s

Aumento do número de LANs

Conexões mais rápidas interligam os micros

Aplicações centralizadas em mainframes migram e

transformam-se em aplicações distribuídas entre micros

Assim como as aplicações, o gerenciamento de redes

não é mais centralizado, mas distribuído

Evolução 15

1990s

Uso de tecnologia baseada no WWW

Gerenciamento de redes é mais “maduro” e

acompanha tecnologias como ATM e Frame Relay das

WANs no seu gerenciamento

Hoje?

Gerenciamento por Delegação, por Exceção, Agentes

Móveis, Transferências de Scripts, etc...

IA, Corba, Java e gerenciamento de QoS

Evolução 16

Áreas Funcionais 17

O modelo OSI (Open Systems Interconnect) define 5

áreas de gerenciamento (modelo funcional

denominado FCAPS):

Gerenciamento de falhas (Fault)

Gerenciamento de configuração (Configuration)

Gerenciamento de contabilização (Accounting)

Gerenciamento de desempenho (Performance)

Gerenciamento de segurança (Security)

Gerenciamento de falhas 18

Quando ocorre uma falha, é importante que seja possível, rapidamente:

Determinar com precisão onde a falha ocorreu;

Isolar o resto da rede da falha, de tal forma que ela continue a funcionar sem interferências;

Reconfigurar ou modificar a rede para minimizar o impacto da operação sem o componente que falhou;

Reparar ou trocar o componente com problemas para restaurar a rede ao seu estado anterior.

Exemplo: monitorar enlaces

Gerenciamento de configuração 19

Funções básicas:

Identificar quais dispositivos fazem parte da rede e quais

são suas configurações de hardware e software;

Coletar informações da topologia de rede;

Controlar inventário;

Iniciar e encerrar as operações dos elementos gerenciados;

Alterar a configuração dos elementos gerenciados;

Gerar relatórios de configuração.

Exemplo: Determinar os equipamentos que devem ser

atualizados

Gerenciamento de contabilização 20

O gerente da rede deve controlar o uso dos recursos com o objetivo de:

Especificar, registrar e controlar o acesso de usuários e dispositivos aos recursos da rede;

Evitar que um usuário ou grupo de usuários abuse de seus privilégios de acesso e monopolize a rede, em detrimento de outros usuários;

Evitar que usuários façam uso ineficiente da rede, assistindo-os na troca de procedimentos e garantindo a desempenho da rede;

Conhecer as atividades dos usuários com detalhes suficientes para planejar o crescimento da rede.

Exemplo: Indicar horários de maior demanda por determinados serviços

Gerenciamento de desempenho 21

Algumas das questões relativas ao gerenciamento de

desempenho, são:

Qual é o nível de utilização dos recursos?

O tráfego é excessivo?

A vazão (throughput) foi reduzida para níveis aceitáveis?

Existem gargalos?

O tempo de resposta pode ser considerado aceitável ou

deve melhorar?

Exemplo: Taxa de utilização de determinados

dispositivos

Gerenciamento de segurança 22

O gerenciamento de segurança abrange:

Controle de serviços;

Garantir que a política de segurança seja seguida em

conformidade;

Controlar acesso à rede ou parte da rede e às informações

obtidas dos nós da rede;

Coletar, armazenar e examinar os registros de auditoria e

logs de segurança, bem como ativação e desativação

destas atividades.

Exemplo: Listagem de acessos/horários e objetos

Gerenciamento de Segurança 23

Inclui também a segurança física:

Cartões de acesso e sistemas de monitoração de vídeo

Ferramentas e sistemas:

Firewalls

Intrusion Detection Systems (IDS)

Intrusion Prevention Systems (IPS)

Antivirus

Sistemas de gerenciamento e cumprimento de políticas

NOC (Network Operations Center) 24

Consiste em um conjunto de atividades realizadas para manter dinamicamente o nível de serviço em uma rede ou conjunto de redes.

Estas atividades asseguram alta disponibilidade de recursos pelo rápido reconhecimento de problemas, disparando funções de controle quando se fizer necessário.

NOC é um centro de monitoramento que deve estar apto para:

Coletar e armazenar informações;

Identificar, prevenir e solucionar rapidamente possíveis problemas e/ou falhas;

Registrar problemas.

NMS – Network Management Systems

Baseado em slides do Prof. Chu-Sing Yang (National Cheng Kung University)

Sistemas de Gerenciamento de

Redes 25

Sistemas de Gerenciamento de Redes

(NMS) 26

Um NMS é um conjunto de ferramentas para a monitoração e controle de uma rede

Projetado para ver toda a rede como uma arquitetura unificada

Endereços e rótulos atribuídos a cada ponto

Atributos específicos de cada elemento e enlace conhecido pelo sistema

Interface única com o operador com um conjunto de comandos poderoso mas amigável

Necessidade de uma quantidade mínima de equipamentos (hardware e software) especiais

Sistemas de Gerenciamento de Redes

(NMS) 27

Os elementos ativos da rede fornecem informações de status de forma regular ao centro de controle da rede.

NMS para equipamentos de um único fabricante versus para redes com múltiplos fornecedores

São usados dois ou mais centros de controle de rede

Alta disponibilidade (backup)

Um centro permanece ocioso ou coletando estatísticas

O outro centro é usado para controle

Elementos de um NMS 28

NMA = network management application

(aplicação de gerência de rede)

NME = network management entity

(entidade de gerenciamento de rede)

Apl = aplicação

Com = software de comunicação

SO = sistema operacional

NMA

NME Apl.

Com.

SO

Host de controle da

rede (gerente)

NME

Com

SO

Appi

Servidor

(agente)

Workstation

(agente)

NME

Com

SO

Apl.

NME

Com

SO

Roteador

(agente)

Entidade de Gerenciamento

de Rede (NME) 29

Presente em cada nó da rede, possui um conjunto de software dedicado à tarefa de gerência.

Tarefas executadas:

Coleta estatísticas sobre atividades de comunicação e de rede

Armazena as estatísticas localmente

Responde a comandos do centro de controle (gerente):

Transmite estatísticas coletadas para o gerente

Muda um parâmetro (ex.: um temporizador usado em um protocolo de transporte)

Fornece informações de status

Gera tráfego artificial para executar um teste

Envia mensagens para o centro de controle quando houver mudanças significativas nas condições locais.

NME

Com

SO

Aplicação de Gerência de

Rede (NMA) 30

Inclui uma interface com o operador para permitir

a um usuário autorizado gerenciar a rede

Responde a comandos do usuário

Apresenta informações

Envia comandos para as NMEs espalhadas pela rede

Comunica com e controle NMEs em outros nós

Protocolo de gerenciamento de rede na camada de

aplicação.

NMA

NME Apl.

Com.

SO

Arquitetura do Software de Gerência 31

Três categorias gerais:

Software de apresentação ao usuário

Software de gerência de rede

Software de suporte à comunicação e banco de dados

Modelo de Arquitetura de um NMS 32

Unified

user

Interface

Presentation of network management

Information to users

MIB

access

module

Communications

protocol

stack

Network

Management

application

Network

Management

application

Application

element

Application

element

Application

element

Network management data transport service

. . .

. . .

Network

Management

application

Network

Management

application

Application

element

Application

element

Application

element


. . .

. . .

Unified

user

Interface



MIB

access

module

Communications

protocol

stack

Network

Management

application

Network

Management

application

Application

element

Application

element

Application

element


. . .

. . .

Network

Management

application

Network

Management

application

Application

element

Application

element

Application

element


. . .

. . .

Management

information

base

Managed networks

Unified

user

Interface



MIB

access

module

Communications

protocol

stack

Network

Management

application

Network

Management

application

Application

element

Application

element

Application

element


. . .

. . .

Network

Management

application

Network

Management

application

Application

element

Application

element

Application

element


. . .

. . .

Unified

user

Interface



MIB

access

module

Communications

protocol

stack

Network

Management

application

Network

Management

application

Application

element

Application

element

Application

element


. . .

. . .

Network

Management

application

Network

Management

application

Application

element

Application

element

Application

element


. . .

. . .

Management

information

base

Managed networksManaged networks

Software de apresentação

ao usuário 33

Interface nos sistemas de gerenciamento

Monitora e controla a rede

Interface nos sistemas agente

Teste e depuração da rede

Consulta ou modificação de parâmetros locais

Ferramentas de apresentação

Organizam, resumem e simplificam tanto quanto possível a informação para evitar sobrecarga de informação

Apresentações gráficas

Interface do usuário deveria ser a mesma em qualquer nó, independentemente do fabricante

Software de gerência de rede 34

Arquitetura de três camadas:

Camada da aplicação de gerência de rede

Camada de elemento da aplicação

Camada de serviço de transporte de dados de

gerência de rede.

Software de

gerência de rede 35

Aplicação de gerência de rede

Provê de serviços de interesse aos usuários: FCAPS

Cada aplicação cobre uma área abrangente de gerência de rede e deve exibir consistência sobre diversos tipos de configurações (LAN, WAN, etc.)

Elementos da aplicação

Implementa primitivas e funções de gerência de rede de uso geral Gerando alarmes e resumindo dados

Implementa ferramentas básicas usados por uma ou mais aplicações de gerência de redes

Desenvolvida baseada em reuso de software

Serviço de transporte de

dados de gerência de rede 36

Este módulo consiste de:

Um protocolo de GR usado para trocar informações de

gerenciamento entre gerentes e agentes

Uma interface de serviço para os elementos de

aplicação

Provê funções bem primitivas (get, set e trap)

Software de suporte à comunicação e

ao banco de dados 37

O software de gerência de rede precisa acessar uma MIB (Management Information Base) local, e a agentes e gerentes remotos

A MIB local a um agente contém:

Informação refletindo a configuração e o comportamento deste nó

Parâmetros usados para controlar a operação deste nó

A MIB local a um gerente contém:

Informação específica ao nó

Informação resumida sobre os agentes sob seu controle

Software de suporte à comunicação e

ao banco de dados 38

Módulo de acesso à MIB

Inclui software básico de gerência de arquivos que

permite acesso à MIB

Converte o formato local da MIB para uma forma

padronizada em todo o sistema de gerência de redes

Pilha de protocolo de comunicação

Pilha OSI ou TCP/IP

Dá suporte ao protocolo de gerência de rede

Dá suporte às comunicações entre agentes e gerentes

Gerenciamento Distribuído de Rede 39

Um NMS centralizado permite ao gerente manter o controle sobre toda a configuração, equilibrando os recursos em função das necessidades e otimizando a utilização global dos recursos.

Por que utilizar um gerenciamento distribuído?

Proliferação de estações e PCs potentes e de baixo custo

Proliferação de LANs departamentais

Controle local e otimização de aplicações distribuídas

Computação distribuída

Arquitetura da gerência distribuída de rede

Arquitetura hierárquica

Gerentes departamentais

Gerencia aplicações reduzidas (downsized) e LANs de PCs.

Gerenciamento Distribuído de Rede 40

Benefícios

Minimização da sobrecarga de tráfego de gerência

Oferece uma maior escalabilidade

Elimina o ponto único de falha

Elementos para uma arquitetura hierárquica

Estações de gerência distribuídas Com acesso limitado à monitoração e controle

Gerencia os recursos departamentais

Uma estação central (com outra backup) Direitos globais de acesso para gerenciar todos os recursos da

rede

Interage com estações de gerenciamento com menos permissões

Arquitetura de um Sistema Distribuído

de Gerência 41

Clientes de gerência

Provê o acesso de usuário a serviços e informação de gerência

Provê uma interface gráfica de usuário

Pode acessar um ou mais servidores de gerência

Servidores de gerência são o coração do sistema

Dá suporte a um conjunto de aplicações de gerência e uma MIB

Armazena modelos comuns de dados de gerência

Roteia informação de gerência para aplicações e clientes

Dispositivos de rede gerenciados

São gerenciados diretamente por um ou mais servidores de gerência

Através de um elemento gerente ou proxy específico de um dado fabricante.

Arquitetura Típica de um Sistema

Distribuído de Gerência 42

Network

Management server

Management

application MIB

Management server

Management

application MIB

Network

Element

manager

Element

manager

Network resources ( servers, routers, hosts ) with management agents

Management clients ( PCs, workstations )

Proxies (Intermediários) 43

Por que usar proxies?

Sistemas antigos podem não suportar padrões de gerência de rede

Sistemas pequenos podem não ser adequados a implementar um NME completo

Alguns componentes não suportam software de agente

Ex.: modems e multiplexadores

Operação de proxies

Traduz os pedidos e respostas entre gerentes e o sistema alvo

Age em nome de um ou mais outros nós

Arquitetura de um gerente proxy 44

Server

stub

Client proxy

stub

Protocol

stack

Protocol

stack

Proxy manager Management

application

Client

stub

Protocol

stack

Management

application

Client

stub

Protocol

stack

Standard operations and

event reports

Proprietary operations and

event reports

Fonte: IFIP WG6.6

Taxonomia de Gerenciamento 45

Taxonomia da Gerência de Redes e

Serviços 46

1. Gerenciamento de Redes

2. Gerenciamento de Serviços

3. Gerenciamento de Negócio

4. Áreas Funcionais

5. Abordagens de Gerenciamento

6. Tecnologias

7. Métodos

IFIP WG6.6 em conjunto com IEEE-CNOM, IRTF-NMRG e Emanics.


Serviços 47


Redes Ad-hoc

Redes sem-fio e móveis

Redes IP

LANs

Redes Ópticas

Redes de Sensores

Redes Sobrepostas (Overlay)





6. Tecnologias

7. Métodos


Serviços 48



Gerenciamento de serviços multimídia (ex., voz, vídeo)

Gerenciamento de serviços de dados (ex., email, web)

Hospedagem (máquinas virtuais)

Grades




6. Tecnologias

7. Métodos


Serviços 49




Questões legais e éticas

Gerenciamento de processos



6. Tecnologias

7. Métodos


Serviços 50





Gerenciamento de falhas

Gerenciamento de configuração

Gerenciamento de contabilização

Gerenciamento de desempenho

Gerenciamento de segurança

Gerenciamento de SLA

Gerenciamento de Eventos


6. Tecnologias

7. Métodos


Serviços 51






Gerenciamento centralizado

Gerenciamento distribuído

Gerenciamento autônomo e autogerenciamento

Gerenciamento baseado em políticas

6. Tecnologias

7. Métodos


Serviços 52






6. Tecnologias

Protocolos

Middleware

Agentes móveis

P2P

Grade

Modelagem de dados, informação e semântica 7. Métodos


Serviços 53






6. Tecnologias

7. Métodos

Teorias de controle

Teorias de otimização

Teorias econômicas

Aprendizado de máquina e algoritmos genéticos

Lógica

Probabilidade, processos estocásticos, teoria de filas

Simulação

Abordagem experimental

Projeto

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