álózatvezérlés a számítógép-hálózatkban KVÁCS SZKÁR Telefngyár ÖSSZEFGLALÁS A cikk a számitógép-hálózatk üzemeltetésével kapcslats kérdésekkel lglalkzik. Az elméleti alapfgalmak definiálása után bemutatja, hgy a számítógép-hálózatk által nyújttt szlgáltatásk minősége és az üzemeltetési technika hatéknysága között milyen kapcslat áll fenn. Végül összefglalóan ismerteti és összehasnlítja a piacn jelenleg frgalmaztt hálőzatvezérlési eszközöket. 0») 1. A hálózatvezérlés szükségessége A számítógép-hálózatk fejlődése napjainkban új szakaszba érkezett. A kezdeti stádiumn túljutva az alkalmazás egyre szélesedik. Ezzel párhuzamsan a gyakrlati alkalmazás száms tapasztalatt nyújt, ugyanakkr új prblémák is felmerülnek. A hálózatk üzemeltetésével, fenntartásával kapcslats kérdések a figyelem középpntjába kerültek. A tapasztalatk ugyanis azt mutatják, hgy a hálózatk által nyújttt szlgáltatáskkal szemben lyan elváráskat támasztanak, melyek kielégítése primer módn nem biztsítható. A hálózat elérhetőségének mértékére (a rendelkezésre állás valószínűségére) például száms gyakrlati esetben a 99%-s érték sem megfelelő. Mindezek a körülmények indklják a hálózatk üzembiztnságával, üzemvitelével kapcslats kérdések beható vizsgálatát. A számítógép-hálózatk alkalmazása terén nagy tapasztalatkkal rendelkező rszágkban az elmúlt években megjelentek a hálózat vezérlésre alkalmas eszközök, és frgalmuk látványsan emelkedik. (1. táblázat.) Adatátviteli berendezések frgalma Nyugat-Európában (1) 1. táblázat. Érték MUSD 1981. 1986. Piaci arány % Érték MUSD Piaci arány % - kedési index Mdemek 241,9 82,3 458,6 75,1 189,6 Prgramzható kncentrátrk 7,3 2,5 2,6 0,4 35,6 álózatvezérlő rendszerek 8,7 3,0 29,6 4,8 341,1 Egyéb 0,9 0,3 6,6 1,1 723,1 Össz. piaci frgalm 293,8 609,8 207,6 Beérkezett: 1983. IX. 15. 78 % KVÁCS SZKÁR távíró hálózatkn üzemelő adatátviteli berende- 1971-ben szerezte meg zések fejlesztését vezette, mérnöki klevelét a BME Több cikke jelent meg az Villamsmérnöki Kar aktív RC hálózatk tle- íradástechnika Szakán. ranciaszintéziséről és a A Telefngyárban helyez- távíró típusú hírközlő hákedett el, ahl adatátviteli lázatk adatátviteli alkalmdemekhez aktív RC mazásáról. szűrőket tervezett, majd A felhasználók és az üzemeltetők felismerték, hgy a hálózatvezérlés alkalmazása által nyert többletteljesítmény (szlgáltatási színvnal javulás) ly mértékű, hgy a felmerülő költségtöbblet befektetése feltétlenül gazdaságs. Egyes szakirdalmi frrásk szerint ez a többlet az összköltség 14%-át is elérheti. azánkban a számítógép-hálózatk elterjedése a kezdetnél tart. A jelenlegi helyzetben fnts kérdés, hgy a közeljövőben várhatóan kiszélesedő hazai gyakrlati alkalmazásra az üzemeltetők és a felhasználók jól felkészüljenek. Ehhez kíván segítséget nyújtani ez a cikk. 2. Fgalmmeghatárzásk 2.1. A hálózatigazgatás Az eddig létesült nyilváns vagy magánhálózatknál megfigyelhető, hgy az üzemeltető szervezet az igazgatási, üzemviteli funkciók ellátására önálló szervezetet hz létre. A hálózat a felhasználóknak szlgáltatáskat nyújt, nem tekinthető tisztán műszaki létesítménynek. A hálózatigazgatás a felhasználói követelmények minél tökéletesebb kielégítése érdekében a hálózat működésének minden aspektusát e célnak rendeli alá. Működése srán közgazdasági, jgi stb. kérdésekkel fglalkzik. 2.2. A hálózatvezérlés A hálózatvezérlés lényegében a hálózatigazgatás műszaki kiszlgáló apparátusának tekinthető. Funkciója kettős: A hálózat műszaki állaptát a lehető legmagasabb szinten tartja. A hálózatigazgatással infrmációs kapcslatban van. íradástechnika XXXV. évflyam 1984. 2. szám
3. A hálózatvezérlés és a szlgáltatás minősége A hírközlő hálózatk által nyújttt szlgáltatásk minőségét a szakirdalmban általánsan is definiálták [2]. A megállapításk általánsságuknál fgva az adathálózatkra is értelmezhetők, jóllehet az egyes hírközlő hálózattípusk esetében a felhasználói követelmények különbözőek lehetnek. A hálózat üzemeltetése srán legfőbb cél a kieső üzemidő arányát (Dwn Time Rati) minimális értéken tartani. Ez a paraméter a szlgáltatás minőségét jól jellemzi, és az alábbi módn határzható meg: kieső üzemidő DTR = hibamentes üzemidő kieső üzemidő (3.1.) Felhasználó Felhasználó Felhasználó Í92ED 1. ábra. A hálózat vezérlés és a hálózat infrmációs kapcslata A funkciókból látható, hgy azk ellátásáhz a hálózatból nyert adatkra van szükség. Ezek mérés, vizsgálat útján nyerhetők. A mérés a hálózatvezérlésnek nem egyetlen funkciója, nagy fntssága miatt ez a legalapvetőbb részfunkció. A hálózatigazgatás, -vezérlés és -mérés visznyát, valamint ezek egymás közti és magával a hálózattal fennálló infrmációs kapcslatát az 1. ábra mutatja. A hálózatvezérlés tehát működése srán a hálózatból származó adatkat összegyűjti. Ezek egy részét tvábbítja a hálózatigazgatás részére, másik részét aznban saját maga dlgzza fel, és működése srán hasznsítja. A hálózatigazgatás utasításainak végrehajtását a hálózatvezérlés krdinálja. Ennek srán adatkat gyűjt mérések útján, vagy utasításkat tvábbít a hálózat felé. Az ilyen utasítás a hálózat valamely paraméterének megváltztatását eredményezi (pl. átknfigurálás, azaz a frgalm számára új útvnal biztsítása, vagy erőfrrásk indítása, leállítása stb.). Vannak lyan esetek is, amikr a hálózatvezérlés saját hatáskörében intézkedik, a hálózatigazgatástól nem kap semmiféle utasítást, esetleg utólag infrmálja azt (pl. meghibásdás észlelése, diagnsztizálás, hibaelhárítás). A hálózatvezérlés infrmációs kapcslatai tehát a következőkben fglalhatók össze: adatgyűjtés a hálózatból, a hálózat működésének beflyáslása, adatszlgáltatás a hálózatigazgatás felé. Ezek az infrmációs kapcslatk egy szabályzó rendszert jellemeznek, melyben a hálózatból mint szabályztt flyamatból nyert infrmációt a hálózatvezérlés és -igazgatás feldlgzza, és ennek megfelelően a hálózat működését beflyáslja. Az infrmációfeldlgzási funkció a hálózatvezérlés és a hálózatigazgatás között megszlik. DTR értéke a következő módn is kiszámítható: (3.2.) ahl n: egy év alatt bekövetkezett hibák száma, L ; : az egyes hibák által kztt kieső üzemidő. a L, átlagát használjuk, a (3.2.) összefüggés a következő alakban írható fel: DTR=n-L 1 8760 (3.3.) A (3.3.) összefüggésből látható, hgy DTR minimális értéke az n-l szrzat minimális értékével érhető el. Ez biztsítja a legkedvezőbb visznykat. A szrzat két tényezője azns súllyal szerepel, tehát egyfrmán fnts. Az n tényező értéke a megbízhatósággal aránys. Ennek minimalizálását a szakirdalm behatóan tárgyalja. Megjegyzendő, hgy egy bnylult hálózat megbízhatóságának megtervezésénél nemcsak áltáláns elektrnikai megbízhatósági kérdések merülnek fel, hanem a rendszer eredő megbízhatóságának kérdései is [3]. A másdik tényező (L) értéke a DTR paraméter nagyságára a rendszer eredő megbízhatóságával azns módn hat. Az átlags kieső üzemidő minimalizálása a hálózat megfelelően hatékny vezérlésével érhető el, annak tehát ez egyik fő feladata. A megfelelően hatékny hálózatvezérlés kialakítása adtt esetben ptimalizálási feladatt jelent, mivel a hatéknyság és a gazdaságsság egymásnak ellentmndó szempntk lehetnek. 4. Néhány jelenlegi vezérlési rendszer jellemzése Számítógép-hálózatk vezérlésére szlgáló eszközök a 70-es évek közepén kerültek kereskedelmi frgalmba. Ma már száms gyártó fglalkzik ezzel az üzletággal. A piacn levő termékek visznylag bő választéka lehetőséget ad biznys klasszifikációra. árm fő csprt különböztethető meg: vizsgáló eszközök, hálózatvezérlő rendszerek (hardware mnitrk), sf tware mnitrk. íradástechnika XXXV. évflyam 1984. 2. szám 79
Adatanalizátrk műszaki adatai Adatátviteli berendezések 2. táblázat I «Típus Gyártó -2-.S «Í5 r3 ^ w i S J «Sí 1 a T?! 'ÖQ a p c -D 60 S) 60 >, *c& NŐ * bl) 802 A alyn á n 56k 1024 CRT 1 <ü TŰ 50 a ü t-i Q a h ö n & 3 J c g a külső CRT 185 Racal-Milg g - 1024 CRT óra, V 25 EPISLVER 400 (A2M) EPICM 64k 512 CRT 23MB IEC busz Datascpe D601 SPECTRN 2 «1640B ewlett Paekard 9600 távíró 3k 480 CRT IEC busz DIA 1 30 Trend > T- 1000 CR Encre 100 Digitech Ja., s > 00 24k RM 32k RAM CRT; LED angszóró Videó, V 24 ^ 00 Step 21 Dataprducts 64 AT LED DA 10 Wandel und öltermann 8 <M ) T-4 16k PRM 16k RAM 512 CRT LED külön V 24 TE 92 Tekelec p-t ; < 4965 A ewlett Paekard M a 128k CRT IEC busz 80 íradástechnika XXXV. évflyam 1984. 2. szám
4.1. Vizsgáló eszközök A vizsgáló eszközök igen sk fajtája létezik, melyek funkciói is széles területet fednek le. Az eszközök rendszerint önálló knstrukciójú műszerek, melyek mérőrendszerbe (hardware mnitrba) való beépítésre is alkalmasak. Nem ritka a hrdzható kivitel. A vizsgáló eszközöket funkciójuk alapján hárm csprtba lehet besrlni: 4.1.1. A közvetlenül a hírközlő vnalakat vizsgáló eszközök alapvetően analóg funkciókat látnak el, a hagymánys távközlési mérőműszerek speciális típusainak tekinthetők. A leggyakrabban vizsgált paraméterek: amplitúdó karakterisztika, csprtfutási idő karakterisztika, fázis dzsitter, alapzaj, impulzus zaj, fázis ugrás, amplitúdó ugrás, frekvencia elcsúszás, Egyes krszerűbb típusk több paraméter vizsgálatára is alkalmasak, jellemzőjük a nagyfkú autmatizáltság (pl. Wandel und Gltermann DLM 4). 4.1.2. A vizsgáló eszközök másdik csprtja a vnalcsatlakzó (DCE) és az adatvég-berendezés (DTE) közötti interface-re csatlakzik, működésük alapvetően digitális. A legegyszerűbb készülékek az interface egyes pntjainak állaptát egyszerűen csak kijelzik, többnyire világító diódákkal. Ezek a készülékek csaknem minden esetben telepes táplálásúak. A digitális jelek átvitelének páram étereit vizsgáló műszerek a hagymánys távírótechnikai műszerekkel azns módn működnek, a távírótechnikai trzításk egyes fajtáit mérik. Ide tartznak a startstp rendszerű átvitel paramétereit vizsgáló készülékek is. Az adatátviteli összeköttetések vizsgálatára kidlgztt szabványs eljárásk a bithibaarányt és blkkhibaarányt vizsgálják. A vizsgálatknál a CCITT V.52 Ajánlás által definiált álvéletlen jelsrzatt használják. Egyes típusk a digitális jel mélyebb analízisét is lehetővé teszik. Állítható a hibakritérium (adtt küszöbértéknél nagybb individuális trzítás), a fel- vagy lefutó élek figyelmen kívül hagyhatók stb. (pl. Trend N. 1 4). 4.1.3. A mikrprcesszr technika fejlődése kmplexebb funkciók megvalósítását is lehetővé tette. Vizsgálhatóvá vált egy műszerrel az adatkapcslati, illetve a hálózati rész is. A táv-adatfeldlgzásnál gyakran nehézséget kzó együttműködési hibák vizsgálata könnyebbé válik. Az ilyen műszerek elnevezése még kialakulóban van. A leggyakribb elnevezések: adat szcillszkóp (data scpe), adat figyelő (data mnitr), adat analizátr (data analyser). Néhány frgalmban levő típus főbb adatait a 2. táblázat fglalja össze. 4.2. álózatvezérlő rendszerek (hardware mnitrk) A fent leírt eszközök felhasználásával valamint új elemek segítségével kisebb és közepes távadatfeldlgzó hálózatk számára vezérlő rendszer alakítható ki. A szakirdalmban esetenként hardware mnitrként említett rendszerek fő vnása, hgy a hálózat elemeitől független hardware elemekből vannak felépítve. Az ilyen rendszerek felépítése általánsságban a 2. ábra alapján írható le. Az ábra bal ldalán függőleges irányban a hálózat adatátviteli összeköttetéseinek egy-egy szakasza fut. A hálózatvezérlő rendszer az adatútba iktattt leágazás segítségével kapcslódik a hálózathz. Leggyakribb a DTE/DCE interface-ről történő leágazás. Az átknfiguráló eszköz kapcsló funkciót lát el. A meghibásdtt vnalszakasz vagy vnalcsatlakzó ^DCE) kiiktatására, behelyettesítésére szlgál. A kncentrátrk a vnalak közötti szelekciót végzik. A vezérlőegység és perifériái, valamint az perátri kezelő egység általáns számítástechnikai funkciókat látnak el. A gyakrlatban az ábrán ábrázlt részegységek közül adtt esetben egyeseket elhagynak, máskat összevnnak (pl. biznys rendszerekkel csak digitális mérések végezhetők, másutt a mérőműszer, a vezérlőegység és perifériái egybeépültek). A megvalósíttt funkciók igen váltzatsak. Az adatfrgalm és a hálózatvezérlő rendszer kölcsönhatását tekintve a funkciók két csprtba szthatók: az adatfrgalmat nem zavaró (nn interfering), az adatkapcslatt megszakító funkciók. Ez utóbbiaknak is két fajtája lehetséges attól függően, hgy az adatátviteli összeköttetés mely részének vizsgálatáról van szó. Eszerint: Terminál szimulációról beszélünk, amikr az összeköttetésbe a hálózatvezérlő rendszer a terminál helyébe lép be, és a hálózat (számítógép) irányába kmmunikál. Számítógép szimuláció esetén az előbbi frdítttjáról van szó, amikr a terminál és a hálózatvezérlő rendszer áll egymással kmmunikációs kapcslatban. Néhány frgalmban levő hálózatvezérlő rendszer és hardware mnitr fntsabb adatait fglalja össze a 3. táblázat. A figyelési (mnitr) funkció mindegyik rendszernél megtalálható. Ez többnyire egybeépül egy riasztási rendszerrel. A riasztást kiváltó események előre prgramzhatók, általában egy megadtt készletből kiválasztva. Tipikus funkció az eseményszámlálás. A megszámlálandó események előre prgramzhatók. A fejlettebb rendszerek a hálózat különböző pntjait vizsgálva egyidejűleg többféle esemény számlálására képesek. íradástechnika XXXV. évflyam 1984. 2. szám 81
ardware mnitrk műszaki adatai 3. táblázat Típus Gyártó - * "5 5 ««V, -s.8 N S M. "3 ',C -5 ^ - -t- ti) a) d v l»j a í> í> «gr r-.,^ -ce >> 3 c -a Waaiz; " I ^ S 3.01?3 I- 3 ü f Is f n J Netwrk prcessr 4200 alcyn C M IN 10 «=3 4-1 " DNCS 400 Cdex a, 2 10 3 a Ü Netcn 5 General Datacm <N C i- l Mass T bar CM E-t CMS 2000 Racal Mila P3 ffl a Dyna Patch Dynatech 4-4- Netwrk Measurement Machine Nat. Bureau f Standards 4-4-4-4 Q Q RTA 1387 II Dataemm Management Sciences Inc. 4-4- NS 100 Atlantic Research 4-4-4-4- MBC 1230 /ICT7 1400 Tech Nel P 4-4- DNE 2000 Wandel und Gltermann 531 g -I- 82 íradástechnika XXXV. évflyam 1984. 2. szám
DTE DTE DTE Lega jazó f] eszközök özök Lr Kncentrátr Digitális mérő es szimulátr funkciók Átknfiguráló eszköz D peratőri kezelő egység DCE DCE DCE DCE <3 D Vezérlő egység 0 Periteriak Leágazó eszközök 5 ív 3- ~t> Egyéb interfész Kncentrátr Analóg meresi funkciók írközlő vnalak 2. ábra. ardware mnitr általáns felépítése Az átknfigurálás történhet manuálisan vagy autmatikusan. Az átknfiguráló és a leágazó eszközök gyakran egybeépülnek. Igen elterjedt az interface tldási" technika, melynek alapeleme*a 3. ábra szerinti [4]. Ennek segítségével a figyelés, a terminál szimuláció a számítógép szimuláció és az átknfigurálás manuálisan végezhető el. Ehhez tldó kábelekre van szükség. Az elrendezés a régi kézi kapcsláss távbeszélő-közpntkra emlékeztet. A 3. táblázatban feltüntetett rendszer által felügyelt jellemzők köre eltérő. Legegyszerűbb esetben a DTE/DCE interface egyes pntjainak állaptát jelzik ki (fizikai szint). A vett és adtt üzenetek kijelzése és tárlása is általánsan elfgadtt. Ez az üzemmód az adatkapcslat-vezérlési eljárástól (prtklltól) függ. A feltüntetett rendszerek többsége többféle szabványs prtkll szerint is képes működni. Gyakri szlgáltatás a karakter rientált eljárásknál, hgy a vezérlő karakterek a kijelzésből és a rögzítésből kizárhatók. Újdnságnak számít a válaszidő mérés. Ennek srán a párbeszédes rendszerekben az adtt és a vett üzenetek között eltelt időt mérik. Az utóbbi időben megjelentek a csmagkapcslt hálózatkban is alkalmazható rendszerek. Ezeknél a vizsgált pntn áthaladó csmagk kijelzése is megtörténik, ezzel lehetővé válik többek között a srrend vizsgálata. íradástechnika XXXV. évflyam 1984. 2. szám A hálózatvezérlő rendszerek funkcióinak másdik csprtja srán az adatátviteli összeköttetésbe valamelyik kmpnens helyett a mérőeszköz lép be. Legalacsnyabb szinten az analóg mérések, valamint a különféle trzítás- és hibaaránymérő funkciók működnek. Ezek rendszerint az összeköttetés túlsó állmásáról történő jelvisszahurklási funkcióval pársulnak. A hurkképzés vezérlése lehet manuális vagy autmatikus. Az autmatikus vezérlés esetében a vnalcsatlakzók (DCE) hurkba vezérlése jelenleg egyedi eljáráskat alkalmaznak. A CCITT V.54 Aján- vnal DT^E DCE anya apa Interfész tldó mdul 3. ábra, Interface tldó mdul író I CMPUTER MDEM MNITR KIJELZŐK 83
lás újabban erre is ad eljárást, úgy, hgy várhatóan a hurkvizsgálatk autmatikus vezérlése egységesebb lesz. A fejlettebb hálózatvezérlő rendszerek a figyelési, diagnsztizálási és átknfigurálási mzzanatk autmatizálása flytán az perátri pultról a hálózat szerkesztésére" is lehetőséget nyújtanak. A pillanatnyi hálózat knfigurációt rendszerint valamilyen mágneses adathrdzón tárlják. 4.3. Sftware mnitrk A hálózatvezérlésnek ennél a megközelítésénél fizikailag elkülöníthető hardware elemek nem jelennek meg. A hálózatvezérlési funkciókat a hálózat prgramzható elemeinek sftware-jében realizálják. A vizsgált paraméterek köre a hardware mnitrkétól általában eltér. A legtipikusabbnak tekinthető funkciók: válaszidő mérés (párbeszédes kmmunikáció üzenetei közötti idő), vnalkihasználás elemzése (csúcsterhelés idejének meghatárzása, bevitel és kivitel aránya stb.), erőfrrásk terhelésének vizsgálata (igénybevételi idő részaránya), üzenetek elemzése (egyes típusú üzenetek gyakriságának meghatárzása). Az egyes termékeket a 4. táblázat srlja fel [5], [6]. 4, táblázat. Sftware mnitrk Aznsító Megnevezés Frgalmazó CIS Custmer Infrmatin Cntrl System IBM NPA Netwrk Perfrmane Analyser IBM NCF Netwrk Cmmunicatins Cntrl Facility IBM NPDA Netwrk Prblem Determinatin Applicatin IBM MF Generalized Mnitring Facility neywell ARTEMIS SIEMENS A sftware mnitrk közös tulajdnsága, hgy a hálózatt működtető sftware-rel (a csmópnti vagy hst számítógépekben) közösen működnek. Ily módn a vizsgált és a vizsgáló rendszer függetlensége csak biznys krlátzáskkal érvényesül. Elegendő csak a riasztási és a megszakítási rendszer öszszeegyeztetési nehézségeire gndlni. Ezzel ellentétben visznt lyan vizsgálatkra is mód nyílik, melyek elvégzése gazdaságsabb, mint hardware realizáció esetén. Tvábbi közös tulajdnság, hgy a sftware mnitrk nem beflyáslják a hálózat működését, csak passzív figyelést végeznek. IRDALM [1] Mdems, multiplexers, prgrammable cncentratrs and netwrk cntrl systems markét in Eurpe". Frst and Suliivan Ltd. Lndn. [2] General netwrk planning handbk". CCITT Special Autnmus wrking Party N. 3. Reprt GAS 3 N. 1-E-N. 14-E. [3] lier, C. Vernn,J.: An architectural apprach t netwrk management". Cmmunicatins Internatinal Vl 7. N. 9. p. 26-29. [4] Weingarten, R. A.: An integrated apprach t centraiized Cmmunicatins netwrk management". IBM Systems Jurnal Vl. 8. N. 4. p. 484-506. [5] Terplan, K.: Leistungsmessung in Reclmernetzen" Infrmatik-Fachberichte Vl. 41. p. 1 13. Springer Verlag, 1981. [6] Jnes, D. R.: Netwrk management and cntrl". Cmmunicatins Engineering Internatinal Vl. 3. N. 6. p. 9-11. [7] Wiltn, C. T.: Supervising n-line netwrks". Telecmmunicatins Vl. 14. N. 7. p. 35. [8] Damanda, K.: Netwrk cntrl fr the data Cmmunicatins manager". Telecmmunicatins Vl. 14. N. 12. p. 39-42. [9] Terplan, K.: Netztransparenz durch Mnitrén". nline Vl. 23. N. 3. p. 184-188. [10] Gmmlich,.: Messtechnik and der Datenschnittstelle". NTZ Vl. 34. N. 8. p. 514-523. 84 íradástechnika XXXV. évflyam 1984. 2. szám