GERENCIAMENTO DE
REDES
Prof. José Augusto Suruagy Monteiro
Conteúdo Programático
2







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

Bibliografia
3

William Stallings. SNMP, SNMPv2,
SNMPv3, and RMON 1 and 2, 3rd.
Edition. Addison-Wesley, 1999.
 Errata:


http://williamstallings.com/
Douglas Mauro and Kevin Schmidt.
Essential SNMP, 2nd. Edition. O'Reilly,
2005.
Larry Walsh. SNMP MIB Handbook.
Wyndham Press, 2008.
Recursos Disponíveis na Web
4




SimpleWeb: http://www.simpleweb.org/
SNMP Link: http://www.snmplink.org/
SNMP Research: http://www.snmp.com/
mibDepot: http://www.mibdepot.com/index.shtml
Ferramentas
5





Open NMS (http://www.opennms.org/)
MG-SOFT MIB Browser (http://www.mg-soft.com/)
Net-SNMP (http://net-snmp.sourceforge.net/)
Visual MIBuilder (http://www.ndtinc.com/SNMP/MIBuilder.html)
...
6
Introdução
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.
Necessidade de Gerenciamento
7

Problema típico


Usuário remoto chega num
escritório regional e
experimenta lentidão ou falta
de resposta do servidor web
corporativo
Remote User
Regional Offices
Por onde começar?
Onde está o problema?
 Qual é o problema?
 Qual é a solução?


WWW Servers
Sem uma gerência de rede
apropriada é difícil
responder a estas perguntas
Corp Network
Necessidade de Gerenciamento
8


Com as ferramentas e
procedimentos adequados de
gerência, você pode já ter a
resposta
Considere algumas possibilidades




Remote User
Regional Offices
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?
WWW Servers
Corp Network
Procedimento de Resolução do
Problema
9



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 Predictability
dispositivos gerenciados
Métodos e ferramentas que
lhe permitem interpretar e
agir a partir da informação
reunida
Response Times
High Availability
Security
Gerenciamento de redes
10


“Gerenciamento de rede inclui a disponibilização, a
integração e a coordenação de elementos de hardware,
software e humanos, para monitorar, testar, consultar,
configurar, analisar, avaliar e controlar os recursos da rede,
e de elementos, para satisfazer às exigências operacionais,
de desempenho e de qualidade de serviços em tempo real
a um custo razoável.”
T. Saydam & T. Magedanz. “From Networks and Network
Management into Service and Service Management”. Journal
of networks and system management, 1996.
Por que gerenciar redes?
11






Devido à importância das redes de computadores e
telecomunicações em relação aos negócios das instituições.
Devido ao porte e à complexidade das mesmas.
As redes atuais são extremamente heterogêneas.
Sem um controle efetivo, os recursos não proporcionam o retorno
que a instituição necessita.
Os recursos computacionais e as informações da organização geram
grupos com diferentes necessidades de suporte nas áreas de
desempenho, disponibilidade e segurança.
A utilização dos recursos deve ser monitorada e controlada para
garantir que as necessidades dos usuários sejam satisfeitas a um
custo razoável.
Monitoração e Controle de Redes
12

Monitoração de redes

Classificação da informação
Estática (ex. a localização e o responsável por um determinado
equipamento)
 Dinâmica (ex: estado de uma interface de rede)
 Estatística (ex: quantidade média de pacotes transmitidos por
hora).


Técnicas para coleta de informações


Polling e Event Reporting
Controle de redes
Controle de configuração (ex. distribuição de softwares)
 Controle de segurança

Evolução
13

1970s
 Redes
centralizadas
 Terminais ligados a mainframes
 Baixas velocidades de comunicação
 Gerenciamento fornecido por:
 Fabricantes
dos mainframes (ex. IBM)
 Fornecedores de circuitos de comunicação (ex. AT&T)
 Companhia telefônica atuante na área
Evolução
14

1980s
 Aumento
do número de LANs
 Conexões mais rápidas interligam os micros
 Aplicações centralizadas em mainframes migram e
transformam-se em aplicações distribuídas entre micros
 Assim como as aplicações, o gerenciamento de redes
não é mais centralizado, mas distribuído
Evolução
15

1990s
 Uso
de tecnologia baseada no WWW
 Gerenciamento de redes é mais “maduro” e
acompanha tecnologias como ATM e Frame Relay das
WANs no seu gerenciamento

Hoje?
 Gerenciamento
por Delegação, por Exceção, Agentes
Móveis, Transferências de Scripts, etc...
 IA, Corba, Java e gerenciamento de QoS
Evolução
16
Áreas Funcionais
17
O modelo OSI (Open Systems Interconnect) define 5
áreas de gerenciamento (modelo funcional
denominado FCAPS):
 Gerenciamento de falhas (Fault)
 Gerenciamento de configuração (Configuration)
 Gerenciamento de contabilização (Accounting)
 Gerenciamento de desempenho (Performance)
 Gerenciamento de segurança (Security)
Gerenciamento de falhas
18

Quando ocorre uma falha, é importante que seja
possível, rapidamente:
 Determinar
com precisão onde a falha ocorreu;
 Isolar o resto da rede da falha, de tal forma que ela
continue a funcionar sem interferências;
 Reconfigurar ou modificar a rede para minimizar o
impacto da operação sem o componente que falhou;
 Reparar ou trocar o componente com problemas para
restaurar a rede ao seu estado anterior.

Exemplo: monitorar enlaces
Gerenciamento de configuração
19

Funções básicas:
Identificar quais dispositivos fazem parte da rede e quais
são suas configurações de hardware e software;
 Coletar informações da topologia de rede;
 Controlar inventário;
 Iniciar e encerrar as operações dos elementos gerenciados;
 Alterar a configuração dos elementos gerenciados;
 Gerar relatórios de configuração.


Exemplo: Determinar os equipamentos que devem ser
atualizados
Gerenciamento de contabilização
20

O gerente da rede deve controlar o uso dos recursos com o
objetivo de:





Especificar, registrar e controlar o acesso de usuários e
dispositivos aos recursos da rede;
Evitar que um usuário ou grupo de usuários abuse de seus
privilégios de acesso e monopolize a rede, em detrimento de
outros usuários;
Evitar que usuários façam uso ineficiente da rede, assistindo-os
na troca de procedimentos e garantindo a desempenho da rede;
Conhecer as atividades dos usuários com detalhes suficientes
para planejar o crescimento da rede.
Exemplo: Indicar horários de maior demanda por
determinados serviços
Gerenciamento de desempenho
21

Algumas das questões relativas ao gerenciamento de
desempenho, são:
Qual é o nível de utilização dos recursos?
 O tráfego é excessivo?
 A vazão (throughput) foi reduzida para níveis aceitáveis?
 Existem gargalos?
 O tempo de resposta pode ser considerado aceitável ou
deve melhorar?


Exemplo: Taxa de utilização de determinados
dispositivos
Gerenciamento de segurança
22

O gerenciamento de segurança abrange:
Controle de serviços;
 Garantir que a política de segurança seja seguida em
conformidade;
 Controlar acesso à rede ou parte da rede e às informações
obtidas dos nós da rede;
 Coletar, armazenar e examinar os registros de auditoria e
logs de segurança, bem como ativação e desativação
destas atividades.


Exemplo: Listagem de acessos/horários e objetos
Gerenciamento de Segurança
23

Inclui também a segurança física:
 Cartões

de acesso e sistemas de monitoração de vídeo
Ferramentas e sistemas:
 Firewalls
 Intrusion
Detection Systems (IDS)
 Intrusion Prevention Systems (IPS)
 Antivirus
 Sistemas de gerenciamento e cumprimento de políticas
NOC (Network Operations Center)
24



Consiste em um conjunto de atividades realizadas para
manter dinamicamente o nível de serviço em uma rede ou
conjunto de redes.
Estas atividades asseguram alta disponibilidade de recursos
pelo rápido reconhecimento de problemas, disparando
funções de controle quando se fizer necessário.
NOC é um centro de monitoramento que deve estar apto
para:



Coletar e armazenar informações;
Identificar, prevenir e solucionar rapidamente possíveis
problemas e/ou falhas;
Registrar problemas.
25
Sistemas de Gerenciamento de
Redes
NMS – Network Management Systems
Baseado em slides do Prof. Chu-Sing Yang (National
Cheng Kung University)
Sistemas de Gerenciamento de Redes
(NMS)
26

Um NMS é um conjunto de ferramentas para a
monitoração e controle de uma rede
 Projetado
para ver toda a rede como uma arquitetura
unificada
 Endereços
e rótulos atribuídos a cada ponto
 Atributos específicos de cada elemento e enlace conhecido
pelo sistema
 Interface
única com o operador com um conjunto de
comandos poderoso mas amigável
 Necessidade de uma quantidade mínima de
equipamentos (hardware e software) especiais
Sistemas de Gerenciamento de Redes
(NMS)
27



Os elementos ativos da rede fornecem informações
de status de forma regular ao centro de controle
da rede.
NMS para equipamentos de um único fabricante
versus para redes com múltiplos fornecedores
São usados dois ou mais centros de controle de
rede
 Alta
disponibilidade (backup)
 Um centro permanece ocioso ou coletando estatísticas
 O outro centro é usado para controle
Elementos de um NMS
28
Host de controle da
rede (gerente)
Servidor
(agente)
NMA
NME
NME
Apl.
Com.
Com
SO
SO
Workstation
(agente)
Roteador
(agente)
NME
NME
Apl.
Com
SO
Appi
Com
SO
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
Entidade de Gerenciamento
de Rede (NME)
29


NME
Com
SO
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.
Aplicação de Gerência de
Rede (NMA)
NMA
NME
Apl.
Com.
SO
30


Inclui uma interface com o operador para permitir
a um usuário autorizado gerenciar a rede
Responde a comandos do usuário
 Apresenta
informações
 Envia comandos para as NMEs espalhadas pela rede

Comunica com e controle NMEs em outros nós
 Protocolo
de gerenciamento de rede na camada de
aplicação.
Arquitetura do Software de Gerência
31

Três categorias gerais:
 Software
de apresentação ao usuário
 Software de gerência de rede
 Software de suporte à comunicação e banco de dados
Modelo de Arquitetura de um NMS
32
Unified
user
Interface
Presentation of network management
Information to users
Network
Management
application
Application
element
. . .
Application
element
Network
Management
application
. . .
Application
element
Network management data transport service
MIB
access
module
Management
information
base
Communications
protocol
stack
Managed networks
Software de apresentação
ao usuário
33

Interface nos sistemas de gerenciamento


Monitora e controla a rede
Interface nos sistemas agente
Teste e depuração da rede
 Consulta ou modificação de parâmetros locais


Ferramentas de apresentação
Organizam, resumem e simplificam tanto quanto possível a
informação para evitar sobrecarga de informação
 Apresentações gráficas
 Interface do usuário deveria ser a mesma em qualquer nó,
independentemente do fabricante

Software de gerência de rede
34

Arquitetura de três camadas:
 Camada
da aplicação de gerência de rede
 Camada de elemento da aplicação
 Camada de serviço de transporte de dados de
gerência de rede.
Software de
gerência de rede
35

Aplicação de gerência de rede
Provê de serviços de interesse aos usuários: FCAPS
 Cada aplicação cobre uma área abrangente de gerência
de rede e deve exibir consistência sobre diversos tipos de
configurações (LAN, WAN, etc.)


Elementos da aplicação

Implementa primitivas e funções de gerência de rede de
uso geral

Gerando alarmes e resumindo dados
Implementa ferramentas básicas usados por uma ou mais
aplicações de gerência de redes
 Desenvolvida baseada em reuso de software

Serviço de transporte de
dados de gerência de rede
36

Este módulo consiste de:
 Um
protocolo de GR usado para trocar informações de
gerenciamento entre gerentes e agentes
 Uma interface de serviço para os elementos de
aplicação
 Provê
funções bem primitivas (get, set e trap)
Software de suporte à comunicação e
ao banco de dados
37


O software de gerência de rede precisa acessar
uma MIB (Management Information Base) local, e a
agentes e gerentes remotos
A MIB local a um agente contém:
 Informação
refletindo a configuração e o
comportamento deste nó
 Parâmetros usados para controlar a operação deste nó

A MIB local a um gerente contém:
 Informação
específica ao nó
 Informação resumida sobre os agentes sob seu controle
Software de suporte à comunicação e
ao banco de dados
38

Módulo de acesso à MIB
 Inclui
software básico de gerência de arquivos que
permite acesso à MIB
 Converte o formato local da MIB para uma forma
padronizada em todo o sistema de gerência de redes

Pilha de protocolo de comunicação
 Pilha
OSI ou TCP/IP
 Dá suporte ao protocolo de gerência de rede
 Dá suporte às comunicações entre agentes e gerentes
Gerenciamento Distribuído de Rede
39


Um NMS centralizado permite ao gerente manter o controle
sobre toda a configuração, equilibrando os recursos em
função das necessidades e otimizando a utilização global
dos recursos.
Por que utilizar um gerenciamento distribuído?





Proliferação de estações e PCs potentes e de baixo custo
Proliferação de LANs departamentais
Controle local e otimização de aplicações distribuídas
Computação distribuída
Arquitetura da gerência distribuída de rede


Arquitetura hierárquica
Gerentes departamentais

Gerencia aplicações reduzidas (downsized) e LANs de PCs.
Gerenciamento Distribuído de Rede
40

Benefícios
Minimização da sobrecarga de tráfego de gerência
 Oferece uma maior escalabilidade
 Elimina o ponto único de falha


Elementos para uma arquitetura hierárquica

Estações de gerência distribuídas
Com acesso limitado à monitoração e controle
 Gerencia os recursos departamentais


Uma estação central (com outra backup)
Direitos globais de acesso para gerenciar todos os recursos da
rede
 Interage com estações de gerenciamento com menos permissões

Arquitetura de um Sistema Distribuído
de Gerência
41

Clientes de gerência




Servidores de gerência são o coração do sistema




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
Dá suporte a um conjunto de aplicações de gerência e uma MIB
Armazena modelos comuns de dados de gerência
Roteia informação de gerência para aplicações e clientes
Dispositivos de rede gerenciados


São gerenciados diretamente por um ou mais servidores de
gerência
Através de um elemento gerente ou proxy específico de um dado
fabricante.
Arquitetura Típica de um Sistema
Distribuído de Gerência
42
Management clients ( PCs, workstations )
Network
Management server
Management server
Management
application
Management
application
MIB
Network
Element
manager
Element
manager
Network resources ( servers, routers, hosts ) with management agents
MIB
Proxies (Intermediários)
43

Por que usar proxies?
Sistemas antigos podem não suportar padrões de gerência
de rede
 Sistemas pequenos podem não ser adequados a
implementar um NME completo
 Alguns componentes não suportam software de agente



Ex.: modems e multiplexadores
Operação de proxies
Traduz os pedidos e respostas entre gerentes e o sistema
alvo
 Age em nome de um ou mais outros nós

Arquitetura de um gerente proxy
44
Management
Management
Proxy manager
application
application
Client
Server
Client proxy
Client
stub
stub
stub
stub
Protocol
Protocol
Protocol
Protocol
stack
stack
stack
stack
Standard operations and
event reports
Proprietary operations and
event reports
45
Taxonomia de Gerenciamento
Fonte: IFIP WG6.6
Taxonomia da Gerência de Redes e
Serviços
46
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Gerenciamento de Redes
Gerenciamento de Serviços
Gerenciamento de Negócio
Áreas Funcionais
Abordagens de Gerenciamento
Tecnologias
Métodos
IFIP WG6.6 em conjunto com IEEE-CNOM, IRTF-NMRG e
Emanics.
Taxonomia da Gerência de Redes e
Serviços
47
Gerenciamento de Redes
1.







2.
3.
4.
5.
6.
7.
Redes Ad-hoc
Redes sem-fio e móveis
Redes IP
LANs
Redes Ópticas
Redes de Sensores
Redes Sobrepostas (Overlay)
Gerenciamento de Serviços
Gerenciamento de Negócio
Áreas Funcionais
Abordagens de Gerenciamento
Tecnologias
Métodos
Taxonomia da Gerência de Redes e
Serviços
48
1.
Gerenciamento de Redes
2.
Gerenciamento de Serviços




Gerenciamento de serviços multimídia (ex., voz, vídeo)
Gerenciamento de serviços de dados (ex., email, web)
Hospedagem (máquinas virtuais)
Grades
3.
Gerenciamento de Negócio
4.
Áreas Funcionais
5.
Abordagens de Gerenciamento
6.
Tecnologias
7.
Métodos
Taxonomia da Gerência de Redes e
Serviços
49
1.
Gerenciamento de Redes
2.
Gerenciamento de Serviços
3.
Gerenciamento de Negócio


Questões legais e éticas
Gerenciamento de processos
4.
Áreas Funcionais
5.
Abordagens de Gerenciamento
6.
Tecnologias
7.
Métodos
Taxonomia da Gerência de Redes e
Serviços
50
3.
Gerenciamento de Redes
Gerenciamento de Serviços
Gerenciamento de Negócio
4.
Áreas Funcionais
1.
2.







5.
6.
7.
Gerenciamento de falhas
Gerenciamento de configuração
Gerenciamento de contabilização
Gerenciamento de desempenho
Gerenciamento de segurança
Gerenciamento de SLA
Gerenciamento de Eventos
Abordagens de Gerenciamento
Tecnologias
Métodos
Taxonomia da Gerência de Redes e
Serviços
51
1.
Gerenciamento de Redes
2.
Gerenciamento de Serviços
3.
Gerenciamento de Negócio
4.
Áreas Funcionais
5.
Abordagens de Gerenciamento




Gerenciamento centralizado
Gerenciamento distribuído
Gerenciamento autônomo e autogerenciamento
Gerenciamento baseado em políticas
6.
Tecnologias
7.
Métodos
Taxonomia da Gerência de Redes e
Serviços
52
5.
Gerenciamento de Redes
Gerenciamento de Serviços
Gerenciamento de Negócio
Áreas Funcionais
Abordagens de Gerenciamento
6.
Tecnologias
1.
2.
3.
4.






7.
Protocolos
Middleware
Agentes móveis
P2P
Grade
Modelagem de dados, informação e semântica
Métodos
Taxonomia da Gerência de Redes e
Serviços
53
Gerenciamento de Redes
Gerenciamento de Serviços
1.
2.
5.
Gerenciamento de Negócio
Áreas Funcionais
Abordagens de Gerenciamento
6.
Tecnologias
7.
Métodos
3.
4.









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