Redes de computadores aulas_ base_2.pptx

GERENCIAMENTO DE
REDES
Prof. José Augusto Suruagy Monteiro

2
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

3
Bibliografia
 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.

4
Recursos Disponíveis na Web
 SimpleWeb: http://www.simpleweb.org/
 SNMP Link: http://www.snmplink.org/
 SNMP Research: http://www.snmp.com/
 mibDepot: http://www.mibdepot.com/index.shtml

5
Ferramentas
 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)
 ...

6
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

7
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
Corp Network
Regional Offices
WWW Servers
Remote User

8
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?
Corp Network
Regional Offices
WWW Servers
Remote User

9
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
Response Times High Availability
Predictability
Security

10
Gerenciamento de redes
 “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.

11
Por que gerenciar redes?
 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.

12
Monitoração e Controle de Redes
 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

13
Evolução
 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

14
Evolução
 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

15
Evolução
 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

17
Áreas Funcionais
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)

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Gerenciamento de falhas
 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

19
Gerenciamento de configuração
 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

20
Gerenciamento de contabilização
 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

21
Gerenciamento de desempenho
 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

22
Gerenciamento de segurança
 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

23
Gerenciamento de Segurança
 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

24
NOC (Network Operations Center)
 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.

25
NMS – Network Management Systems
Baseado em slides do Prof. Chu-Sing Yang (National
Cheng Kung University)
Sistemas de Gerenciamento de Redes

26
Sistemas de Gerenciamento de Redes (NMS)
 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

27
Sistemas de Gerenciamento de Redes (NMS)
 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

28
Elementos de um NMS
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)

29
Entidade de Gerenciamento
de Rede (NME)
 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

30
Aplicação de Gerência de
Rede (NMA)
 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

31
Arquitetura do Software de Gerência
 Três categorias gerais:
 Software de apresentação ao usuário
 Software de gerência de rede
 Software de suporte à comunicação e banco de dados

32
Modelo de Arquitetura de um NMS
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 networks
Managed networks

33
Software de apresentação
ao usuário
 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

34
Software de gerência de rede
 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.

35
Software de
gerência de rede
 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

36
Serviço de transporte de
dados de gerência de rede
 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)

37
Software de suporte à comunicação e ao banco de
dados
 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

38
Software de suporte à comunicação e ao banco de
dados
 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

39
Gerenciamento Distribuído de Rede
 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.

40
Gerenciamento Distribuído de Rede
 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

41
Arquitetura de um Sistema Distribuído de Gerência
 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.

42
Arquitetura Típica de um Sistema Distribuído de
Gerência
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 )

43
Proxies (Intermediários)
 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

44
Arquitetura de um gerente proxy
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

45
Fonte: IFIP WG6.6
Taxonomia de Gerenciamento

46
Taxonomia da Gerência de Redes e Serviços
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.

47
 Redes Ad-hoc
 Redes sem-fio e móveis
 Redes IP
 LANs
 Redes Ópticas
 Redes de Sensores
 Redes Sobrepostas (Overlay)
6. Tecnologias
7. Métodos

48
 Gerenciamento de serviços multimídia (ex., voz, vídeo)
 Gerenciamento de serviços de dados (ex., email, web)
 Hospedagem (máquinas virtuais)
 Grades
6. Tecnologias
7. Métodos

49
 Questões legais e éticas
 Gerenciamento de processos
6. Tecnologias
7. Métodos

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

51
 Gerenciamento centralizado
 Gerenciamento distribuído
 Gerenciamento autônomo e autogerenciamento
 Gerenciamento baseado em políticas
6. Tecnologias
7. Métodos

52
6. Tecnologias
 Protocolos
 Middleware
 Agentes móveis
 P2P
 Grade
 Modelagem de dados, informação e semântica
7. Métodos

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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