R ede de G erência de T elecomunicaçõesprofessor.ufabc.edu.br/~joao.kleinschmidt/aulas/ger2017/tmn.pdf · proporcionar uma estrutura uniforme de gerência das redes de telecomunicações,

Rede de Gerência de Telecomunicações(TMN)

Linnyer Beatrys [email protected]

Belo Horizonte/2001

Linnyer Beatrys Ruiz

Doutoranda em Ciência da Computação pela UFMG, Mestre em Engenharia Elétrica e

Informática Industrial pelo CEFET/PR, Professora Adjunta da PUCPR. Desde 1993 participa

de equipes de pesquisa e desenvolvimento em TMN tendo desenvolvido a dissertação de

mestrado: " Interface Q3 para Multiplexadores PDH: Modelo de Informação e Aplicação

para Gerência de Falhas", 1996. De 1996 a 1999 foi professora da Pós-Graduação em

Telecomunicações da PUCPR na disciplina de Gerência Integrada de Redes. De 1993 a 1999

integrou e coordenou equipes de pesquisa e desenvolvimento em convênios tecnológicos com

a Siemens, Telepar, CEFETPR e PUCPR. Foi instrutora de treinamento TMN em convênios

entre NUCE/CEFETPR - Siemens e Centro de Treinamento Werner Von Siemens - PUCPR.

Endereço Eletrônico:

[email protected]

Índice

INTRODUÇÃO ...................................................................................................................6

Padronização TMN .............................................................................................................8

1.1 DEFINIÇÃO DE GERENCIAMENTO DE REDES ................................................8

1.2 OBJETIVOS DA PADRONIZAÇÃO ......................................................................8

1.3 PADRONIZAÇÃO INTERNACIONAL ..................................................................9

1.4 REQUISITOS FUNDAMENTAIS DA PADRONIZAÇÃO ...............................10

1.5 AS NORMAS DO ITU-T E ISSO ........................................................................10

1.6 ROTEIRO DE ESTUDOS.......................................................................................13

Rede de Gerência de Telecomunicações .......................................................................14

2.1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................14

2.2 ÁREAS FUNCIONAIS ..........................................................................................15

2.3 CAMADAS FUNCIONAIS ........................................................................................16

2.4 ARQUITETURA TMN ...........................................................................................18

Arquitetura de Informação............................................................................................19

3.1 Agentes e Gerentes......................................................................................................19

3.2 Modelo de Informação ................................................................................................21

3.3 GDMO........................................................................................................................22

3.4 Templates....................................................................................................................22

3.5 ASN.1 - Notação de Sintaxe Abstrata.1 .......................................................................25

3.6 Base de Informação de Gerência..................................................................................26

3.7 Modelo Genérico de Informação .................................................................................26

Arquitetura Funcional........................................................................................................3

4.1 Componentes Funcionais...............................................................................................3

4.2 Blocos Funcionais .........................................................................................................5

4.3 Pontos de Referência .....................................................................................................8

4.5 Camadas Funcionais....................................................................................................10

4.6 Configuração das Funções de Sistema de Suporte às Operações (OSFs)......................11

Arquitetura Física............................................................................................................13

Rede de Gerência de Telecomunicações

Prof. ª Linnyer Beatrys Ruiz

5.1 Blocos Físicos .............................................................................................................14

5.2 Interfaces.....................................................................................................................15

5.3 Configuração Física e de Referência............................................................................16

5.4 PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO PARA INTERFACE Q3 ...............................18

Protocolo Informação de Gerência Comum - CMIP ..............................................18

Conclusão ............................................................................................................................19

BIBLIOGRAFIA ...............................................................................................................20

Anexo 1 ...............................................................................................................................22



Dicionário de SiglasACSE Association Control Service ElementAE Application EntityAMF Accounting Metering FunctionANSI American National Standards InstituteAP Application ProcessAPDU Application Protocol Data UnitAPI Application Program InterfaceARF Alarm Report FunctionARR Attibutes for Representing RelationshipsASE Application Service ElementASK Amplitude Shift KeyingASN.1 Abstract Syntax Notation OneATM Assynchronous Transfer ModeBER Basic Encode RulesCCITT Comité Consultatif International Télégraphique et TéléphoniqueCF Control FunctionCLNS ConncectionLess Network ServiceCMIP Common Management Information ProtocolCMIS Common Management Information ServiceCMISE Common Management Information Service ElementCONS Conncection-Oriented Network ServiceCRC Cyclic Redundancy ChecksCSMA/CD Carrier-Sense Multiple Access with Colision DetectionDCN Data Communication NetwokDLPDU Data Link Protocol Data UnitDLSDU Data Link Service Data UnitDU Data UnitERMF Event Report Management FunctionETSI European Telecommunications Standards InstituteFCS Frame Check SequenceFDAU File Access Data UnitFDDI Fiber Distributed Data InterfaceFDM Frequency Division MultiplexingFSK Frequency Shift KeyingFTAM File Transfer, Access and ManagementHDLC High-Level Data Link ProtocolICI Interface Control InformationIDU Interface Data UnitIEC International Electrotechnical CommisionIEEE Institute of Electrical and Eletronics Engineers



IP Internetwork ProtocolISDN Integrated Service Digital NetworkISO International Organization for StandarlizationITU-T International Telecommunications UnionLAN Local Area NetwokLAP Link Access ProcedureLAPB Link Access Procedure BalancedLAPD Link Access Procedure “D”LCF Log Control FunctionLLC Logical Link ControlLME Layer Management EntityMAC Medium Access ControlMCF Message Communication FunctionMD Mediation DeviceMIB Management Information BaseMIS-User Management Information Service UserNE Network ElementNRZI Non-Return-to-Zero InvertedNS Network ServiceNSAP Network Service Access PointOAAC Objects and Attibutes for Access ControlOMF Object Management FunctionOS Operations SystemsOSF Operation System FunctionPDN Public Data NetworkPDU Protocol Data UnitPI-TPDU Protocol Identification - TPDUPLP Packet Level ProtocolPLS Physical Layer SignallingPPDU Presentation Protocol Data UnitPSDU Presentation Service Data UnitPSK Phase Shift KeyingPSPDN Packet Switched PDNPSTN Packet Switched Telephone NetworkQA Q AdaptorQoS Quality of ServiceRDSI Rede Digital de Serviços IntegradosRM-OSI Reference Model for Open Systems InterconnectionROSE Remote Operations Sevice ElementRPC Remote Procedure CallRTSE Reliable Transfer Service ElementSAP Service Access Point



SAR Sistema de Arquivo RealSARF Security Alarm Reporting FunctionSATF Secutity Audit Trail FunctionSAV Sistema de Arquivo VirtualSDU Service Data UnitSF Summarization FunctionSMAE Systems Management Application EntitySMASE System Management Application Service ElementSMFA System Management Functional AreasSMTP Simple Mail Transfer ProtocolSNMP Simple Network Management ProtocolSSCC Signalling System Common ChannelSTMF State Management FunctionTCP Transport Control ProtocolTMF Test Management FunctionTMN Telecommunications Management NetworkTPDU Transport Protocol Data UnitUDP User Datagram ProtocolWAN Wide Area NetworkWMF Workload Management Function



INTRODUÇÃO

Os sistemas de telecomunicações têm evoluído continuamente o que nos leva a umambiente composto por redes e equipamentos heterogêneos. Esta heterogeneidaderesulta na complexidade de se gerenciar este ambiente. As soluções proprietárias decada fabricante tornam a gerência de redes ineficiente, envolvendo problemas como porexemplo, a presença de múltiplas interfaces para diferentes sistemas, sistemas nãointeroperáveis, insuficiência de informações coletadas, bases de dados específicas eisoladas com informações redundantes e inconsistentes.

O ambiente de competitividade vem obrigando muitas empresas a adotarempadrões que possibilitem uma gerência integrada de rede, possibilitando ainteroperabilidade de sistemas de diferentes fabricantes. A gerência integrada de redeexige que os fabricantes forneçam seus produtos dentro dos padrões estabelecidos porrecomendações com interfaces padronizadas que possibilitam a interação com sistemasde gerenciamento de outras empresas.

O nascimento das soluções de gerência de redes padronizadas ocorreu com ainclusão do “Management Framework” [X.700] no modelo de referência ISO/OSI(International Organization for Standardization/Open Systems Interconnection) [ISO7498-4]. Um dos conceitos encontrados nesta recomendação diz respeito ao ambientede gerência, que em geral é composto de dois ou mais sistemas abertos que cooperampara monitorar e controlar os recursos da rede.

Em 1985, o ITU (International Telecommunications Union) iniciou estudos sobre apadronização da gerência das redes de telecomunicações, criando um conceito básicodenominado Rede de Gerência de Telecomunicações (TMN - TelecommunicationsManagement Network). A TMN foi definida coma uma rede de gerência, independenteda rede de telecomunicações (ver figura 1), cujo objetivo é coletar, distribuir eprocessar as informações de gerência. Uma das primeiras tarefas para definição daTMN foi especificar uma arquitetura para esta rede de gerência, incluindo aidentificação dos diferentes tipos de componentes e das interfaces que existiriam entreeles.

Em 1988, os estudos dos grupos de trabalho do ITU-T, resultaram nasrecomendações [M.3000] que definem os princípios básicos da TMN. Estasrecomendações fornecem uma estrutura organizada que permite interconectar sistemasde suporte a operação e diversos tipos de equipamentos de telecomunicaçõespossibilitando a interoperabilidade entre sistemas de gerência. A interoperabilidade nagerência dos recursos foi um requisito fundamental na definição desta estrutura poissua ausência reduzia a eficiência da monitoração dos equipamentos, aumentandoconsideravelmente os custos de manutenção e dificultando a implementação de medidasde segurança.



Figura 1 - Relacionamento entre a Rede de Gerência e a Rede de Telecomunicações

A elaboração de uma arquitetura comum que possibilite a interoperabilidadeentre sistemas de gerência é, portanto, um dos principais ramos de atuação do processode elaboração de modelos para a Gerência de Rede [M.3010]. Os grupos de trabalhoenvolvido com TMN devem conhecer esta série de recomendações e encontrar soluçõesonde ferramentas e plataformas disponíveis comercialmente serão usadas paraimplementar a rede de gerência.

A primeira parte deste trabalho envolve uma apresentação das recomendaçõesITU-T e ISO para TMN.

A segunda parte, apresenta os diversos conceitos e aspectos importantesrelacionados à Rede de Gerência de Telecomunicações. São discutidos os princípios e aspartes componentes da arquitetura TMN proposta pelo ITU-T, e os aspectos queidentificam os requisitos do usuário no planejamento e no projeto da TMN. A terceiraparte trata dos princípios envolvidos com a Arquitetura de Informação. A arquiteturaFuncional é apresentada na quarta parte e na quinta parte são apresentados os blocos ecomponentes físicos da Arquitetura Física da TMN.

Este material é de caráter introdutório. Muitos dos princípios aqui apresentadossão amplamente discutidos em outros documentos.

Rede de Comunicação de Dados

OSSistemas deOperação



WSWorkstation

Comutação ComutaçãoTransmissãoTransmissão

Rede de Telecomunicações

outraTMN

TMN

Transmissão



PARTE 1

PADRONIZAÇÃO TMN

1.1 DEFINIÇÃO DE GERENCIAMENTO DE REDES

A atividade de gerenciamento de redes tem sido discutida extensivamente nosúltimos anos. O problema do gerenciamento de redes decorre do fato de que ocrescimento em número e diversidade dos componentes das redes torna esta atividadeimprescindível e complexa. Para definir o que é gerenciamento de redes, vamos nosreportar às definições propostas pela ISO e pela TELEBRÁS.

Segundo a ISO:• “o gerenciamento de redes provê mecanismos para a monitoração, controle e

coordenação de recursos em um ambiente OSI e define padrões de protocolos OSI paraa troca de informações entre estes recursos” [ISO 10040].

Segundo a Telebrás:• “o gerenciamento de redes é o conjunto de funções que visa promover a produtividade

da planta e dos recursos disponíveis para integrar de forma organizada, as funções deoperação, administração e manutenção de todos os elementos da rede e dos serviços detelecomunicações” [SDT].

1.2 OBJETIVOS DA PADRONIZAÇÃO

Sensibilizado pela importância do problema de gerência das redes detelecomunicações, o ITU-T iniciou atividades, no sentido de padronizar esta atividade,através de um conjunto de especificações. O objetivo das especificações do ITU-T éproporcionar uma estrutura uniforme de gerência das redes de telecomunicações,através da introdução de modelos genéricos, possibilitando o desempenho de funções degerência em diversos tipos de equipamentos de telecomunicações, através de interfacespadronizadas. A elaboração de uma arquitetura comum que possibilite ainteroperabilidade entre sistemas de gerência é um dos principais ramos de atuação doprocesso de elaboração de modelos para a Gerência de Rede [M.3010].

Desta forma, a especificação de funções e informações de gerência, de umaforma clara e precisa que possibilite a interoperabilidade entre sistemas e o reuso de



especificações, é parte fundamental das atividades do ITU-T. O modelo deespecificação é orientado a objeto, por ser esta uma tecnologia que facilita ainteroperabilidade e o reuso.

1.3 PADRONIZAÇÃO INTERNACIONALSão alguns dos organismos internacionais, envolvidos nas atividades de

padronização:

• ISO - International Standardization Organization: A ISO é o organismointernacional de padronização gerador dos padrões mundiais que estabelecem regrasque normalizam as principais atividades de desenvolvimento. Todos os órgãos geradoresde padrões devem ser filiados a ISO.

• ITU - International Telecommunications Union: O ITU-T é um órgão da ONU(Organização das Nações Unidas) cuja função é emitir recomendações relativas àtelefonia e telegrafia. Está dividido em grupos de estudos (SG), grupos de trabalho(WP) e Subgrupos de trabalho (SWP).

• ETSI - European Telecommunications Standards Institute: O Instituto ETSI é umgerador de padrões na área de telecomunicações na Europa. É formado de comitês esub-comites.

• ANSI - American National Standards Institute: O ANSI é uma organização nãogovernamental, composta de fabricantes e usuários que gera padrões nos EstadosUnidos. É membro da ISO e possui grupos na área de gerência TMN, transmissão ecomutação.

• EURESCOM - European Institute for Research and Strategic Studies inTelecommunication: O Instituto EUROSCOM possui projetos na área de TMNobjetivando resolver problemas de gerência de rede e serviços na Europa.

• TINA-C Telecommunications Information Networking Architecture – Consortium: Éum consórcio formado em 1993 por operadoras de telecomunicações e vendedores decomputadores. Define uma arquitetura baseada em processamento distribuído e buscadefinir uma arquitetura para serviços para as redes de telecomunicação de faixa larga.

• NMF – Network Management Forum (agora chamado TMF - TelecommunicationManagement Forum ): Consórcio fundando em 1988 pela AT&T, British Telecom,Telecom Canadá, Hewlett Packard, Nortel, STC e Unisys. Atualmente possui mais decentenas de participantes e tem como missão promover, acelerar e tornar possível aimplementação de sistemas de gerência baseados nas padronizações. Produz



especificações e acordos, orientados a negócios, com nível de detalhe suficiente paraque desenvolvedores possam produzir produtos e serviços, que possam serautomatizados e integrados, garantindo o inter-funcionamento na cadeia de produção.Os produtos de NMF são especificações de tecnologias baseadas em padrões, modelode informação, fluxos de processos em negócios e arquiteturas.

Este organismos internacionais estão trabalhando para definir uma maneirauniforme de gerenciar redes de telecomunicações. Para tal, estes organismos adotaramum modelo de referência para a construção das Redes de Gerência de Telecomunicações,o conceito TMN

Devido a importância do gerenciamento para as operadoras de redes detelecomunicações públicas ou privadas, o ITU-T publicou uma série de recomendaçõesconhecidas como a série [M.3000] - TMN - Telecommunications Management Network.

1.4 REQUISITOS FUNDAMENTAIS DA PADRONIZAÇÃONo desenvolvimento do padrão para TMN, o ITU-T identificou os seguintes

requisitos fundamentais:1. Flexibilidade: para facilitar modificações funcionais e evoluções tecnológicas, para

adaptação às diferentes organizações e possibilitar a gerência de redesheterogêneas.

2. Interoperabilidade entre sistemas distribuídos para possibilitar um ambiente comindependência de um único fornecedor.

3. Integração das atividades de OAM&P (Organização, Administração, Manutenção eProvisionamento).

4. Especificação clara e precisa da gerência de redes possibilitando ainteroperabilidade entre sistemas e reuso das especificações.

1.5 AS NORMAS DO ITU-T E ISO

Segue uma relação das principais recomendações ISO e ITU relativas à TMN:

[M.3000] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection - Overview of TMN Standards”, ITU-T, 1993.

[M.3010] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection- Principles for a Telecommunications Management Network”,ITU-T, 1993.

[M.3020] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection- TMN Interface Specification Methodology ”, ITU, 1993.



[M.3100] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection- Generic Network Information Model”, ITU-T, 1993.

[M.3180] International Telecommunication Union -“Information Technology- OpenSystems Interconnection- Catalogue of TMN Management Information”, ITU-T, 1993.

[M.3200] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection- TMN Management Services”, ITU-T, 1993.

[M.3300] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection- TMN Management capabilities presented at the interfaceF”, ITU-T, 1991.

[M.3400] International Telecommunication Union -“Information Technology- OpenSystems Interconnection- TMN Management Functions”, ITU-T, 1993.

[G.702] International Telecommunication Union - “Digital Hierarchy Bit Rates”, ITU-T,1984.

[G.703] International Telecommunication Union - “Physical Characteristics ofHierarchical Digital Interface”, ITU-T, 1984.

[G.774] International Telecommunication Union - “SDH Network Information Modelfor TMN”, ITU, 1992.

[G.803] International Telecommunication Union - “Architectures of TransportNetworks based on The Synchronous Digital Herarchy (SDH)”, ITU, 1993.

[ISO 7498-4] International Standardization Organization/InternationalElectrotechnical Commission - “Information Processing Systems - Open SystemsInterconnection - Basic Reference Model - Part 4: Management Framework”, ISO/IEC,1989.

[ISO 8348] International Standardization Organization - “Information ProcessingSystems - Data Communications - Network Service “, ISO, 1987.

[ISO 8348/AD1] International Standardization Organization - “InformationProcessing Systems - Data Communications - Network Service Definition -ADDENDUM 1: Connectionless-Mode Transmission”, ISO, 1987.

[ISO 8571] International StandardizationOrganization - “Information ProcessingSystems - Open Systems Interconnection File Transfer, Acess and Management”,ISO, 1988.

[ISO 10040] International StandardizationOrganization - “Information Technology -Open Systems Interconnection - Systems Management Overview”, ISO, 1991.

[Q.811] International Telecommunication Union -:”Lower Layer Protocol Profiles forthe Q3 Interface”, ITU-T, 1992.



[Q.812] International Telecommunication Union - ”Upper Layer Protocol Profiles forthe Q3 Interface”, ITU-T, 1992.

[Q.821] International Telecommunication Union -“Stage 2 and Stage 3 Description forthe Q3 Interface”, ITU-T, 1992.

[X.208] International Telecommunication Union - “Specification of Abstract SyntaxNotation One (ASN.1)”, ITU-T, 1988.

[X.700] International Telecommunication Union - “Management Framework Definitionfor Open Systems Interconnection (OSI) for CCITT Applictions”, ITU-T, 1992.

[X.710] International Telecommunication Union -“ Common Management InformationProtocol Definition”, ITU-T, 1991.

[X.711] International Telecommunication Union -“ Common Management InformationService Definition”, ITU-T, 1991.

[X.720] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection - Structure of Management Information: ManagementInformation Model”, ITU-T, 1992.

[X.721] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection - Structure of Management Information: Definition ofManagement Information”, ITU-T, 1992.

[X.722] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection - Structure of Management Information: Guidelines for theDefinition of Managed Object”, ITU-T, 1992.

[X.730] International Telecommunication Union - “Information Technology - OpenSystems Interconnection - Systems Management: Object Management Function,”ITU-T, 1992.

[X.731] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection - Systems Management: State Management Function,” ITU-T, 1992.

[X.732] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection - Attributes for Representing Relationships”, ITU-T, 1992.

[X.733] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection - Systems Management: Alarm Reporting Function”, ITU-T,1992.

[X.734] International Telecommunication Union -“Information Technology - OpenSystems Interconnection - Systems Management: Event Report ManagementFunction”, ITU -T, 1992.

[X.735] International Telecommunication Union - “Information Technology - OpenSystems Interconnection - Systems Management: Log Control Function”, ITU-T, 1992.



Algumas destas normas já passaram por novas edições e trazem contribuições atuaispara o cenário das telecomunicações. Além das normas citadas acima existem outrosdocumentos de organismos internacionais que são de considerável relevância para a área.

1.6 ROTEIRO DE ESTUDOSA grande quantidade de informações envolvida com o conceito TMN gerou um

grande volume de recomendações. O conhecimento dos conceitos e características TMN,pode seguir um roteiro considerando a estrutura das definições apresentadas nosdiversos documentos elaborados pelo ITU-T e ISO. Assim, recomenda-se que, ao seiniciar um estudo TMN, o seguinte roteiro seja seguido, para a leitura das normas:

IInnttrroodduuççããoo àà TTMMNN

SSGG IIVV MM..33000000PPrriinnccííppiiooss TTMMNN

SSGG IIVV MM..33001100

MMeettooddoollooggiiaa ppaarraa

EEssppeecciiffiiccaaççããoo ddee

IInntteerrffaaccee TMN

SG IV M.3020

Modelo de Informação

Genérico de Rede TMN

SG IV M.3100

Introdução aos

Serviços de Gerência

TMN

SG IV M.3200

Funções de Gerência

TMN

SG IV M.3400

Supervisão de Alarmes

SG XI G.821

Monitoração de Desempenho

SG XI G.822

Perfil de Protocolos

para Interface Q3

SG XI Q.811, Q812

Definição de

Informação de

Gerência

ISO X.721



PARTE 2

REDE DE GERÊNCIA DE TELECOMUNICAÇÕES

2.1 INTRODUÇÃO

A TMN oferece uma estrutura organizada que possibilita interconectar einteroperar diferentes sistemas e equipamentos de telecomunicações para a troca deinformação de gerenciamento, utilizando interfaces padronizadas que incluem adefinição de protocolos e da sintaxe e da semântica da informação que deve ser trocadaentre os componentes. Um princípio importante é de que a TMN é uma rede separada darede de telecomunicações. A interface entre estas duas redes é feita por meio deinterfaces específicas [Q.811].

Esta separação lógica entre a TMN e a rede de telecomunicações possibilita aflexibilidade na implementação de arquitetura para TMN, fornecendo às operadorassubsídios para controlar o conjunto de equipamentos e sistemas distribuídos através deum número limitado de centros de gerência (ver figura 1).

As redes de telecomunicações podem englobar, entre outras, as seguintes partesabaixo relacionadas:• Rede pública e privada, incluindo ISDNs (Integrated System Digital Network), redes

móveis e redes inteligentes;• Sistemas de transmissão analógicos e digitais;• Sistemas de restauração;• Sistemas de operação e periféricos;• Mainframes, servidores de arquivo;• Redes de dados: LANs, MANs e WANs;• Terminais de sinalização, incluindo STPs (Signal Transfer Points);• Terminais de acesso a PBX;• Software associados aos serviços de telecomunicações;• Linhas Privativas (LP),• Rede Pública de Dados Comutados por Pacotes (PSPDN - Packet Switched Public Data

Network),• Rede Digital de Serviços Integrados (RDSI),• Sistema de Sinalização por Canal Comum (SSCC#7),• Rede Telefônica Pública Comutada (PSTN - Packet Switched Telephone Network



2.2 ÁREAS FUNCIONAIS

A inserção da TMN no escopo da rede de telecomunicações tem o objetivo deprover uma plataforma para a gerência da rede. Para se obter tal gerência, a ISOpropôs cinco áreas funcionais de gerência, definidas na recomendação [X.700] e abaixorelacionadas:

• Gerência de Desempenho - Provê funções que, através da coleta de dadosestatísticos, permitem controlar, monitorar, relatar, corrigir e analisar ocomportamento e eficácia da rede, elementos de rede ou equipamentos, bem comoauxiliar no planejamento e análise dos mesmos. Responsável pela avaliação dedesempenho, gerência de tráfego, funções de qualidade de serviço (QoS).

• Gerência de Falhas - Provê funções que possibilitam a detecção, isolação e acorreção de uma operação anormal da rede de telecomunicações. Responsável pelasupervisão de alarmes, localização de falhas, funções de testes, gerência deanormalidades.

• Gerência de Configuração - Provê funções que habilitam o usuário a criar e modificaro modelo de gerenciamento de recursos físicos e lógicos da rede de telecomunicações.Responsável pelo aprovisionamento, funções de status e de controle de elementos derede (NEs), instalação de NEs.

• Gerência de Contabilização - Inclui as funções para informar aos usuários os custosdos recursos consumidos, estabelecendo métricas, quotas e podendo gerar tarifas.Responsável pelas funções de faturamento, funções de tarifação e outras

• Gerência de Segurança - Trata da proteção das informações estratégicas,procurando agregar aos dispositivos de acesso ao sistema, controles de acesso aosusuários e notificando possíveis problemas de segurança.

Para atender aos requisitos das áreas funcionais, foram definidas algumasfunções de gerenciamento tidas como principais:

• Função de Gerenciamento de Objeto (OMF);• Função de Gerenciamento de Estado (STMF);• Atributos para Representação de Relacionamentos (ARR);• Função de Relatório de Alarme (ARF);• Função de Gerenciamento de Relatório de Eventos (ERMF);• Função de Controle de Log (LCF);• Função de Relatório de Segurança (SARF);• Função de Registro para Auditoria de Segurança (SATF);



• Objetos e Atributos para Controle de Acesso ou Função de Controle de Acesso(OAAC);

• Função de Medida de Contabilização (AMF);• Função de Monitoração de Carga de Trabalho (WMF);• Função de Gerenciamento de Teste (TMF);• Função de Sumarização (SF);

2.3 CAMADAS FUNCIONAIS

O ITU-T adotou um modelo em camadas funcionais para o gerenciamento de umambiente de telecomunicações, conforme apresenta a figura 2. O objetivo principaldeste modelo é quebrar a complexidade do ambiente em partes mais compreensíveis.

Figura 2- Camadas de gerenciamento

As camadas funcionais de suporte de gerenciamento ilustradas na Figura 2 sãodescritas abaixo:

• Camada de Gerenciamento de Negócios: composta por sistemas necessários para ogerenciamento do empreendimento como um todo. A gerência de negócio trata dasquestões relativas às finanças, aos interesses dos acionistas, dos clientes, dosempregados e da sociedade. A partir destes objetivos é que surgem os requisitospara o gerenciamento dos serviços que a empresa fornece aos seus clientes, incluindogerência de ordens de serviço, qualidade de serviço, manipulação de problemas,cobrança, desenvolvimento de serviços, etc.

Gerência De Elemento Rede

Gerência Rede

Gerência Serviço

Elemento De Rede

Gerência

Negócios



• Camada de Gerenciamento de Serviços: composta por sistemas destinados àoperação, administração e manutenção de serviços, abrangendo cadastro de usuários,relacionamento com usuários, provisionamento e manutenção de serviços, informaçõesde faturamento, entre outros.

• Camada de Gerenciamento de Rede: é a primeira camada que relaciona os elementosde rede individuais, possibilitando a visão da rede como um todo. Composta porsistemas destinados à operação, administração, provisionamento e manutenção derede, tais como detecção e isolamento de falhas.

• Camada de Gerenciamento de Elemento de Rede: composta por sistemasdiretamente relacionados às atividades de gerência individuais dos elementos derede.

• Camada de Elemento de Rede: corresponde aos componentes da rede detelecomunicações que necessitam ser gerenciados, e que possuem funções degerenciamento.

Muitas pessoas utilizam este modelo na forma bottom-up. Uma situaçãodetectada no nível mais baixo (como exemplo, gerência de elemento de rede) éapresentado ao nível mais alto (neste exemplo, gerência de rede) e assimsucessivamente. O gerenciamento nos níveis mais altos requer uma abordagemresultante do gerenciamento nos níveis inferiores. Contudo, o valor do modelo propostoconsiste em também utilizá-lo numa abordagem top-down. Somente a partir da análisedas questões relativas ao negócio é que as necessidades de investimento nos níveisinferiores ficarão claras.

A gerência do negócio é dependente da obtenção de uma excelência nogerenciamento de serviços. A excelência no gerenciamento de serviços, por sua vez,depende da excelência no gerenciamento de rede que depende da excelência dogerenciamento de cada um de seus componentes individuais [Specialski].

Toda atividade de gerência da rede de telecomunicações quer garantir aqualidade dos serviços, reduzir custos, aumentar receita e atender com eficiência asnecessidades dos clientes.



2.4 ARQUITETURA TMN

Arte de dispor, utilizando normas, as partes ou elementos da rede detelecomunicações organizando-a em blocos de maneira a disponibilizar os diferentestipos de áreas funcionais e níveis de gerência.

A arquitetura TMN provê meios de transportar e processar informaçõesrelacionadas ao gerenciamento de uma rede de telecomunicações. A elaboração de umaarquitetura comum que possibilite a interoperabilidade entre sistemas de gerência é,portanto, um dos principais ramos de atuação do processo de elaboração de modelospara a Gerência de Rede. As recomendações ITU-T [M.3010] abordam três aspectos noplanejamento e no projeto da TMN:

§ Arquitetura Funcional: esta arquitetura envolve aspectos funcionais que identificamos requisitos dos usuários da gerência e especificam as funções de gerência quesatisfazem tais requisitos. As funções de gerência devem ser combinadas em umaaplicação de gerência. A arquitetura funcional descreve ainda a distribuição dafuncionalidade dentro da TMN.

§ Arquitetura Física: A arquitetura física define um conjunto de blocos físicos e asinterfaces que promovem a ligação entre estes blocos.

§ Arquitetura de Informação: A arquitetura de informação TMN é baseada no modelode informação orientado a objetos, e fornece fundamentos para que os princípios efundamentos do gerenciamento de sistemas OSI possam ser usados.



PARTE 3

ARQUITETURA DE INFORMAÇÃO

A arquitetura de informação TMN é baseada no modelo de informação orientadoa objetos, e fornece fundamentos para que os princípios e fundamentos dogerenciamento de sistemas OSI possam ser usados. Estes princípios e fundamentosestão descritos nas normas [X.720], [X.721], [X.722] e definem alguns conceitosfundamentais para a troca de informação de gerência. Estes conceitos serão discutidosem detalhes a seguir, mas estão resumidos na Figura 3.

Fundamentalmente, o sistema é decomposto em duas categorias de módulos, quedesempenham os papéis de gerentes e agentes. Os módulos que executam comogerentes, coletam informações de gerência dos agentes, através de operações degerência e notificações. Os módulos que desempenham o papel de agente, fornecem umavisão orientada a objetos dos equipamentos gerenciados que são denominados de formagenérica como objetos gerenciados.

Figura 3- Ilustração do conceito gerente/agente

3.1 Agentes e Gerentes

O gerenciamento de um ambiente de telecomunicações é uma aplicação deprocessamento de informação distribuída. Para realizar a distribuição o ITU-T optoupelo modelo de gerência OSI, baseado na pilha de protocolos deste modelo, e emdiversos conceitos definidos para o propósito específico de gerência. O ambiente OSI



inclui os conceitos de gerente, agente e objeto gerenciado, envolvendo a troca deinformação de gerenciamento entre estes processos.

O gerente é a parte da aplicação distribuída que emite operações e recebenotificações, enquanto que o papel do agente é responder às operações degerenciamento emitidas pelo gerente, além de fornecer ao gerente uma visão destesobjetos, emitindo notificações que espelhem o comportamento dos mesmos.

Um agente pode estar envolvido numa troca de informação com vários gerentes.Da mesma forma, um gerente pode estar envolvido numa troca de informação com váriosagentes. Em um ambiente complexo, podem haver vários gerentes interagindo comagentes associados, e a sincronização das operações de gerenciamento pode sernecessária.

Um agente pode rejeitar uma operação de gerenciamento de um gerente pordiversas razões, como por exemplo, inconsistência do modelo de informação. Um gerentedeve estar preparado para tratar as respostas negativas de um agente.

As interações entre o gerente e o agente são realizadas em termos de operaçõese notificações trocadas entre eles. Estas trocas de operações e notificações sãorealizadas através do uso do serviço CMIS (Common Management Information Service)[X.710] e transportadas através do protocolo CMIP (Common Management InformationProtocol) [X.711] (ver Figura 4).

Figura 4 - Exemplo de comunicação entre sistemas TMN

Sistema A

CMIP

Sistema C Sistema B

recurso

MIB

GERENTE AGENTE

CMIS CMIS CMIS CMIS

Pilha OSI



Na Figura 4, o sistema A possui um gerente que utiliza o serviço CMIS e oprotocolo CMIP para trocar operações e notificações com o agente do sistema B. OSistema A também tem uma visão da MIB do sistema B. Da mesma forma, o gerente dosistema B utiliza o serviço CMIS e o protocolo CMIP para trocar operações enotificações com o agente do sistema C e também possui uma visão da MIB do sistema C.

3.2 Modelo de Informação

Outro conceito fundamental é o de modelo de informação de gerência que definea sintaxe e a semântica da informação trocada entre gerentes e agentes. Para que atroca de informação possa ocorrer, é necessário uma visão compartilhada destasinformações de gerência e das regras de comunicação escolhidas para esta comunicação.Toda interação entre os blocos funcionais (arquitetura funcional) pode ser representadapelo modelo Gerente/Agente ilustrado na Figura 3.

A informação trocada entre gerente e agente é modelada em termos de objetosgerenciados. Um objeto gerenciado é uma abstração de um recurso gerenciado erepresenta suas propriedades, podendo também representar um relacionamento entrerecursos ou uma combinação de recursos.

O modelo de informação baseado numa abordagem orientada a objetos nãorestringe a implementação interna dos sistemas de gerenciamento de telecomunicações,não existindo necessariamente uma correspondência “um-para-um” entre os objetosgerenciados e os recursos reais. Um recurso pode ser representado por um ou maisobjetos gerenciados. Quando um recurso é representado por múltiplos objetosgerenciados, cada um deles representa uma visão distinta daquele recurso. Podem existirobjetos gerenciados representando recursos lógicos da TMN. Se um recurso não érepresentado por um objeto gerenciado, ele é invisível aos sistemas de gerenciamento.

Objeto Gerenciado

Um objeto gerenciado é definido pelos seus atributos visíveis, pelas operações degerenciamento que lhe podem ser aplicadas, pelo comportamento apresentado emresposta a estímulos internos ou externos, e pelas notificações emitidas por ele.



Classse de Objetos

Os objetos gerenciados que possuem as mesmas propriedades são definidos emuma mesma classe de objetos. A documentação de uma classe de objeto é feita atravésde estruturas sintáticas pré-definidas chamadas templates, que utilizam a linguagemASN.1 (Abstract Syntax Notation.1) [X.208], para descrever os objetos e suascaracterísticas. Para especificar uma template devemos seguir as orientações GDMO(Guidelines for the Definition of Managed Objects) contidas na recomendação [X.722].

3.3 GDMO

O Guia para Definição de Objetos Gerenciados (Guidelines for the Definition ofManaged Object - GDMO) [X.722] é o padrão internacional que define as notaçõesusadas para especificar classes de objetos gerenciados, que permitem o gerenciamentode recursos em um ambiente OSI. O padrão também fornece a definição dogerenciamento de objetos com as informações auxiliares e um guia que auxiliará noprocesso de definição dos objetos gerenciados.

O GDMO especifica como as informações de gerenciamento devem ser definidas,que ferramentas de notação devem ser empregadas em cada definição e que estruturade documentação deve ser usada na definição das classes de objetos gerenciados.

3.4 Templates

O GDMO emprega uma série de estruturas (definições das sintaxes e semântica),em notação ASN.1, para especificação formal de uma classe de objeto gerenciado,denominadas "templates" (moldes).

Cada template é usada para definir certos aspectos da classe, como, por exemplo,atributos, notificações e ações, além de registrar a especificação usando o valor ASN.1de um identificador de objeto.

A estrutura e o comportamento de um objeto gerenciado são, primeiramente,definidos na estrutura denominada Managed Object Class template, a qual identificatodas as relações de hierarquia entre a classe do objeto gerenciado que está sendodefinido (MOC) e outras classes da MIB, e também pacotes de comportamento,atributos, notificações e operações a serem incluídos na mesma definição. O GDMOespecifica nove templates, relacionadas a seguir:



n MANAGED OBJECT CLASS template: Esta é a principal template, pois é destinada aespecificar uma classe de objeto gerenciado (MOC), identificar sua classe superior naárvore de herança e os nomes dos pacotes obrigatórios e condicionais.

managedElement MANAGED OBJECT CLASSDERIVED FROM "Recommendation X.721: 1992":top;

CHARACTERIZED BYmanagedElementPackage PACKAGE

BEHAVIOURmanagedElementBehaviour BEHAVIOURDEFINED AS“The Managed Element object class is a class of ........; ;

ATTRIBUTESmanagedElementId GET,"Recommendation X.721: 1992":systemTitle GET-REPLACE,

alarmStatus GET,"Recommendation X.721: 1992":administrativeState GET-REPLACE,"Recommendation X.721: 1992":operationalState GET,"Recommendation X.721: 1992":usageState GET;

NOTIFICATIONS"Recommendation X.721: 1992":environmentalAlarm,

"Recommendation X.721: 1992":equipmentAlarm,"Recommendation X.721: 1992":communicationsAlarm,"Recommendation X.721: 1992":processingErrorAlarm;;;

CONDITIONAL PACKAGEScreateDeleteNotificationsPackage PRESENT IF "the objectCreation and objectDeletion

notifications defined in Recommendation X.721 are supported by an instance of thisclass.",

.....

REGISTERED AS {m3100ObjectClass 3};

n PACKAGE template: Esta template é usada para descrever um pacote listando o nomedo seu comportamento e os nomes dos seus atributos, notificações e ações. Para cadanome de atributo o qualificador GET ou GET-REPLACE é usado para indicar se o atributopode ser apenas lido ou lido e modificado pelo gerente. Para atributos que possuemmúltiplos valores associados a ele, necessita-se, então, do qualificador ADD ou ADD-REMOVE.

n BEHAVIOUR template: Esta template é usada para documentar o comportamento deum objeto, assim como as circunstâncias sob as quais suas notificações devem serenviadas. Ela define aspectos de comportamento de classes de objetos gerenciados,



name bindings, parâmetros e tipos de atributos, notificações e ações. Sua função épermitir provisões de extensão, embora especificações de comportamento não devammudar a semântica de informações previamente definidas. Se uma informação é deixadaindefinida, a definição de comportamento deve explicitar sobre o que a mesma estáindefinida.

n NOTIFICATION template: Esta template é usada para especificar a sintaxe de umanotificação, referenciando-a através de um tipo ASN.1.

n ACTION template: Esta template é usada para especificar a sintaxe da informaçãode uma ação, referenciando-a através de um tipo ASN.1, sendo também usada paraindicar se o modo é CONFIRMED ou NON-CONFIRMED.

n ATTRIBUTE GROUP template: Esta template é usada para listar os nomes dosatributos que pertencem a um determinado grupo de atributos.

n PARAMETER template: Esta template é usada para especificar a sintaxe de umparâmetro associado com atributos, notificações e ações dentro de um pacote.

n ATTRIBUTE template: Esta template é usada para especificar a sintaxe de umatributo, referenciando-a através de um tipo ASN.1. Se uma classe de objeto forinstanciada, então pelo menos um atributo ela deverá conter, o qual será o nome local(RDN) do objeto.

alarmStatus ATTRIBUTE WITH ATTRIBUTE SYNTAX ASN1DefinedTypesModule.AlarmStatus; MATCHES FOR EQUALITY; BEHAVIOUR

alarmStatusBehaviour BEHAVIOURDEFINED AS

“The Alarm Status attribute type indicates the occurrence of an abnormal conditionrelating to an object. This attribute may also function as a summary indicator of alarmconditions associated with a specific resource. It is used to indicate the existence of an alarmcondition, a pending alarm condition such as threshold situations, or (when used as a summaryindicator) the highest severity of active alarm conditions. When used as a summary indicator,the order of severity (from highest to lowest) is:

activeReportable-CriticalactiveReportable-MajoractiveReportable-MinoractiveReportable-IndeterminateactiveReportable-WarningactivePendingcleared.”;;

REGISTERED AS {m3100Attribute 6};



n NAME BINDING template: Esta template é usada para definir a estrutura denomeação do objeto, identificado o objeto superior na árvore de containment..

managedElement-network NAME BINDINGSUBORDINATE OBJECT CLASS managedElement AND SUBCLASSES;NAMED BYSUPERIOR OBJECT CLASS network;WITH ATTRIBUTEmanagedElementId;BEHAVIOUR

managedElementCreateBehaviour BEHAVIOURDEFINED AS“Managed Element object is not created or deleted by system management protocol. The object is

created when initializing the managed element.”;;

REGISTERED AS {m3100NameBinding 15};

3.5 ASN.1 - Notação de Sintaxe Abstrata.1

A ASN.1* é definida através de duas especificações distintas: a linguagempropriamente dita e uma notação de sintaxe concreta conhecida como BER (Basic EncodeRules), que especificam um conjunto de regras associadas para a representação, emforma de bits, dos dados definidos através da notação abstrata.

A Notação de Sintaxe Abstrata – ASN.1 (Abstract Syntax Notation One) é umanotação formal para definição de sintaxes abstratas. Esta notação é um padrão genéricousada nas camadas de apresentação e aplicação.

Representação Abstrata: cada tipo de dado é descrito de modo independente dasestruturas orientadas à máquina e às suas restrições;

Representação Concreta: é uma dada instância de um tipo de dado que pode sertransmitida na rede usando um octeto ou uma cadeia de bits. A representação deve sercompreensível, sem ambigüidades, entre emissor e receptor, como o valor de um tipo dedado.

* Segundo a OSI, a ASN.1 é uma linguagem de descrição usada para definir tipos de dados. A

notação usa um conjunto de dados primitivos e proporciona a construção de novos elementos derivadosdesses tipos primitivos. Isso permite que novos tipos de dados sejam definidos especificamente para umaaplicação.



A linguagem ASN.1 e a notação de sintaxe concreta BER são definidas,respectivamente, pelas normas [ISO8824] e [ISO8825], que são as normas utilizadaspelo GDMO.

Exemplo do ASN.1 para o atributo “alarmStatus” presente na definição da classe“managedElement”:

AlarmStatus ::= ENUMERATED {cleared (0),

activeReportable-Indeterminate (1),activeReportable-Warning (2),activeReportable-Minor (3),activeReportable-Major (4),activeReportable-Critical (5),activePending (6)}

Outros Exemplos:

–Tipo CHOICE:

PointerOrNull ::= CHOICE{pointer ObjectInstance,null NULL}

- Tipo SEQUENCE:PointToPoint ::= SEQUENCE {

fromTp ObjectInstance,toTp ObjectInstance,xCon ObjectInstance}

3.6 Base de Informação de Gerência

Dentro de um sistema de gerência, o conjunto de todos os objetos e suaspropriedades (atributos, operações, notificações e comportamento) constituem a Basede Informação de Gerência (MIB) do sistema. Uma MIB é então, uma coleção de classesde objetos gerenciados, suas relações de herança, e as regras para nomeação dasinstância de objetos das classes.

3.7 Modelo Genérico de Informação

A elaboração de um modelo de informação para equipamentos detelecomunicações é uma tarefa complexa. A dificuldade reside em se mapear asfuncionalidades dos equipamentos nos objetos propostos por organismos internacionais.Este mapeamento é essencial e caracteriza o reuso dos objetos já definidos.

As classes de objetos de um modelo de informação são organizadas em umahierarquia de herança, hierarquia de registro e hierarquia de nomeação. Estas classes deobjetos são divididas em duas categorias: instanciáveis e não instanciáveis.



Instanciar um objeto de uma classe é o processo de criar um objeto gerenciadode acordo com a definição desta classe. As classes de objetos instanciáveis permitemque sejam criados objetos gerenciados a partir da sua definição. Nas classes de objetosnão instanciáveis esta permissão é negada, sendo que estas classes são usadas apenaspara prover herança à suas subclasses. A descrição dos objetos presentes no modelo deinformação e a relação entre eles deve ser especificada em uma base de informação degerência (MIB - Management Information Base).

Para definirmos um modelo de informação devemos primeiramente realizar umaanálise dos modelos genéricos propostos pelos organismos de padronização. A partir deum modelo funcional definido para os equipamentos que serão modelados, escolher asclasses e características destes equipamentos que se adequam ao modelo, especializarquando necessário as classes, e definir uma estrutura para nomeação de instâncias.

Além de padronizar o modelo de informação, também é necessário padronizar asações de controle que trafegam entre usuários distintos, e que são trocadas através dautilização da pilha OSI. A ação de um gerente sobre um objeto gerenciado localizado noagente, é realizada através das primitivas especificadas na recomendação [X.711]. Oacesso do agente sobre os objetos gerenciados da MIB deve ser construído sobremétodos do próprio objeto ou sobre as funções do agente.

Conhecimento Compartilhado de Gerência (SMK - Shared ManagementKnowledge)

Quando dois blocos funcionais da rede de gerência trocam informações, énecessário que eles utilizem um conhecimento de gerência compartilhado (SMK), queserá utilizado dentro do contexto da comunicação. Isto é, estes blocos devem usar osmesmos protocolos, devem suportar funções comuns de gerência, e ter um conhecimentocomum sobre os objetos gerenciados e suas características.

O SMK representa o conjunto de informações referentes aos protocolos decomunicação, às funções de gerenciamento, às classes de objetos suportadas, àsinstâncias disponíveis dos objetos gerenciados, às capcidades autorizadas e aosrelacionamentos de conteúdo entre os objetos gerenciados (name bindings).

O processo de troca e entendimento do SMK é chamado de Negociação deContexto. Existem dois tipos de negociação de contexto: dinâmica e estática. Anegociação do contexto dinâmica é necessária se a informação compartilhada estiversujeita a mudanças durante a associação, isto é, a negociação de contexto dinâmicapermite a alteração da MIB em tempo de execução. A negociação de contexto estáticarealiza a troca de conhecimento antes do início da execução da gerência, ou seja, quandohouver uma mudança no conhecimento compartilhado entre gerente e agente, deve-sereinicializar o processo de gerência, atualizando as bases de dados.



Documents

R ede de G erência de T elecomunicaçõesprofessor.ufabc.edu.br/~joao.kleinschmidt/aulas/ger2017/tmn.pdf · proporcionar uma estrutura uniforme de gerência das redes de telecomunicações,