Управление компьютерной сетью
Управление компьютерной сетью (англ. network management) — это совокупность мероприятий, методов, процедур, таких как мониторинг сети, и инструментов, применяемых сетевыми администраторами для эксплуатации, администрирования, обслуживания и предоставления компьютерных сетей.
Управление сетями является задачей, направленной на обеспечение наилучшего качества предоставляемых пользователям услуг при оптимальных затратах, а также на повышение оперативности реагирования на изменения и быструю эволюцию в информационных технологиях.
Управление компьютерными сетями определяется как совокупность средств (знания, технологии, методы, инструменты и др.), предназначенных для контроля и эксплуатации сетей, а также для планирования их развития с учётом ограничений по стоимости, качеству и аппаратным ресурсам. Качество обслуживания включает ряд критериев, важных для конечных пользователей, в том числе доступность, производительность (время отклика), надёжность, безопасность и др.
Административная деятельность обычно классифицируется на три основных направления: супервизия (мониторинг), администрирование и эксплуатация.
Супервизия сетей
Супервизия заключается в мониторинге систем и получении информации об их состоянии и поведении, что может осуществляться посредством периодического опроса или аварийных (несанкционированных) сообщений от сетевого оборудования[1].
Главная забота администратора — это сбои. Необходимо реагировать максимально быстро для устранения неисправностей и поддерживать непрерывный мониторинг состояния сети, чтобы избежать длительных простоев. Супервизия позволяет не только предвосхищать проблемы, но и своевременно выявлять состояние оборудования и программного обеспечения. Чем сложнее и крупнее система, тем сложнее мониторинг без соответствующих инструментов. Супервизия может осуществляться с помощью измерения трафика.
Большинство программных средств супервизии основаны на протоколе SNMP (Simple Network Management Protocol), который существует много лет. Типичные возможности таких инструментов:
- Мониторинг информационной системы
- Визуализация архитектуры системы
- Анализ проблем
- Генерация оповещений о неисправностях
- Исполнение заданных действий при тревоге
- Снижение числа внешних атак
Работа сетевого администратора тем самым облегчается: его задача сводится к проверке или выполнению действий по сигналу тревоги.
Администрирование сетей
Администрирование подразумевает в первую очередь контроль работы сети, в том числе управление конфигурациями и обеспечение безопасности[2][3].
В целом администрирование сетей охватывает комплекс управленческих техник, используемых для:
- Обеспечения заданного качества предоставляемых услуг пользователям;
- Поддержки эволюции системы за счёт внедрения новых функций;
- Обеспечения нормальной работоспособности системы.
Администрирование сети может быть разделено на три типа:
Пользователи (или потребители услуг)
Администрирование пользователей охватывает механизмы, необходимые для взаимодействия человека с сетью, в том числе:
- Доступность и возможность подключения к приложениям: пользователь должен иметь возможность подключаться к разным приложениям, предоставляемым через сеть, причём методы доступа должны быть максимально прозрачными;
- Доступ к серверу доменных имён для поиска ресурсов и работы с ними;
- Конфиденциальность и безопасность: система должна обеспечивать механизмы защиты пользовательской информации и среды, а также предотвращать потерю или искажение информации при передаче;
- Качество обслуживания для пользователя: прежде всего, речь идёт о доступности и быстродействии системы, а также способности предоставлять ожидаемый сервис.
Серверы (или поставщики услуг)
Администрирование серверов предусматривает следующие механизмы:
- Подключение и распространение приложений по всей сети для связи между сервисами;
- Управление и распространение данных: необходимо обеспечить надёжную передачу информации и предоставить инструменты для обмена данными (например, средства передачи файлов и совместного доступа к хранилищам);
- Управление приложениями — в основном это контроль и защита доступа за счёт выдачи прав и применения различных протоколов для контроля использования ресурсов.
Транспортная машина
Администрирование транспортной машины предусматривает:
- Операции с сетью, включая управление работой и модификацией сети;
- Учёт сетевых инцидентов с использованием протоколов обнаружения и коррекции: при возникновении тревоги принимаются меры для устранения инцидента и минимизации его последствий;
- Оценка производительности сети по ряду параметров (время отклика, загрузка и др.);
- Учёт затрат, связанных с эксплуатацией распределённых сетевых компонентов;
- Управление конфигурацией, целью которого является поиск оптимальных параметров для повышения производительности и качества обслуживания;
- Учёт элементов сети — поддержка актуального списка аппаратных и программных компонентов;
- Развитие и изменения: анализ новых требований и определение элементов системы, которых они касаются.
Эксплуатация сетей
В настоящее время все основные операционные системы — UNIX-подобные системы, Linux, MacOS, Windows — поддерживают эксплуатацию сетей на уровне стандартных процедур и функций.
Безопасность сетей
С развитием новых технологий и появлением различных типов сетей (например, рост числа подключённых мобильных устройств, развитие облачных вычислений) задачи управления сетевой безопасностью значительно усложнились[4][5].
Угрозы
Среди угроз безопасности компьютерных сетей можно выделить (список неполный):
Инструменты
К основным инструментам управления этими угрозами относятся:
- Антивирусное программное обеспечение
- Виртуальная частная сеть
- Сервис проверки идентификации
- Шифрование
- Управление безопасностью
Производительность сетей
Эффективность работы сети определяется способами обмена информацией[6][7][8][9]. Передача данных реализуется различными протоколами, которые задают правила передачи информации по сети. Оценка производительности сети может выполняться разными способами и сводится к измерению скорости и надёжности передачи данных.
Математическое моделирование
Оценка производительности с помощью математического моделирования основана на сложных вычислениях и проводится поэтапно. Однако подобный подход применим только к относительно малым по размеру сетям (не более трёх соединений), так как дальнейшее увеличение приводит к резкому росту трудоёмкости расчётов.
- Построение модели: графическое представление, необходимое для формирования системы уравнений для следующих вычислений.
- Расчёт коэффициента блокирования: доля клиентов, не получивших доступа к сети из-за нехватки ресурсов; чем ниже этот показатель, тем выше производительность.
- Расчёт коэффициента перегрузки: потери пакетов при превышении запросами реальных ресурсов; минимизация этого параметра также повышает производительность.
- Расчёт уровня неудовлетворённости: процент клиентов, не получивших требуемых ресурсов.
- Расчёт среднего объёма передачи: характеризует среднюю скорость передачи данных за фиксированный период; чем выше скорость, тем лучше.
- Расчёт процента потерь: доля потерянных пакетов; снижение потерь улучшает производительность.
- Сравнительный анализ метрик: финальный этап, представляющий результаты в виде графиков для выбора направлений оптимизации.