Введение 5
1 Изучение предметной области 8
1.1 Сетевое оборудование 8
1.1.1 Виды сетевого оборудования 9
1.1.2 Уровни взаимодействия сетевой модели OSI 20
1.2 Состояние рынка продуктовых решений 26
2 Разработка объектной модели сети 31
2.1 Анализ возможных способов взаимодействия сетевых устройств 31
2.2 Выбор сетевых устройств, для мониторинга и выделение их
характерных признаков 37
2.3 Алгоритмы искусственного интеллекта 40
2.3.1 Алгоритм k-NN 40
2.3.2 Алгоритм k-means 45
2.3.3 Алгоритм линейной регрессии 47
3 Разработка системы мониторинга и анализ результатов 49
3.1 Описание общей схемы взаимодействия системы 49
3.2 Описание модулей программы 55
3.3 Описание базы данных 61
3.4 Интерфейс системы 62
3.5 Анализ результатов 65
Заключение 67
Список используемой литературы и используемых источников 68
Приложение А_ Листинг кода устройства CPE 70
Приложение Б_ Листинг кода устройства PE 76
Приложение В_ Листинг кода системы мониторинга 82
Приложение Г_ Листинг кода страницы интерфейса 95
Сетевые технологии - это совокупность программно-аппаратных средств, основанных на согласованном наборе стандартных протоколов, достаточных для построения локальной вычислительной сети.
С момента появления первой локальной сети прошло более пятидесяти лет и с тех пор развитие информационных технологий этой области не становилось ни на секунду. Появилось огромное количество фирм, выпускающих сетевое оборудование для организации локальной сети, выхода в глобальную сеть или подключения беспроводных точек доступа. Раз в несколько лет выпускаются новые стандарты для сетей, сетевых кабелей, протоколов и т.д.
Система мониторинга и управления сети - это совокупность технических средств, которые на постоянной основе осуществляют наблюдение, сбор информации, автоматическое или ручное управление оборудованием с целью выявления и устранения неработоспособных узлов сети.
Опираясь на исследование компании, которая специализируется на составлении аналитических отчетов «Persistence Market Research», общемировой рынок управления и мониторинга ИТ-инфраструктуры к 2024 году будет оцениваться более чем в 34 миллиарда долларов, что в 3 раза больше, чем его оценка в 2016 году.
Данная область является перспективной с точки зрения развития как физических устройств (сетевых адаптеров, коммутаторов, маршрутизаторов, кабелей), так и различного программного обеспечения для работоспособности активных элементов сети (драйвера, прошивки), куда можно отнести и системы мониторинга и контроля за сетевым оборудованием.
Система мониторинга сетевого оборудования может заблаговременно сообщить о неполадке в сети, чем поможет системным администраторам устранить ее, не дожидаясь отказа устройств или всей системы. Данная особенность позволит не только сохранить стабильную работу сети, но и сэкономит бюджет, будь то покупка нового оборудования или стоимость простоя для крупной организации.
Современные системы позволяют строить графы и просматривать графики собранных данных в реальном времени и накапливать статистические данные в распределенные базы данных, для последующего анализа, поиска неисправностей или наличия дыр в безопасности. Мониторинг сетевого оборудования входит в комплексный мониторинг ИТ- инфраструктуры, являясь его важной составляющей, от качественного выполнения которой зависит надежное функционирование всей системы в целом.
Объект исследования: процесс мониторинга и контроля сетевым оборудованием, искусственный интеллект.
Предмет исследования: системы мониторинга и контроля сетевого оборудования, алгоритмы искусственного интеллекта.
Цель данной работы — применение алгоритмов интеллектуального анализа в разработанной программной реализации системы мониторинга.
Для реализации поставленной цели, необходимо сформулировать следующие задачи:
Задачи:
1. Изучить существующее сетевое оборудование;
2. Проанализировать рынок и выявить необходимость в системах мониторинга;
3. Разработать эмуляцию сетевого оборудования со стороны
провайдера и пользователя;
4. Разработать систему, собирающую информацию о сетевом
оборудовании и позволяющую производить манипуляцию с ним;
5. Применить алгоритмы интеллектуального анализа данных для автоматизации системы.
Обзор по главам:
1. В первой главе приводиться общая информация о существующем сетевом оборудовании, сетевой модели OSI и существующих продуктовых решениях в сфере систем мониторинга;
2. Во второй главе рассматриваются возможные взаимодействия сетевых устройств, создается модель исследуемой сети и анализируются алгоритмы автоматизации контроля над сетью;
3. В третьей главе представлена программная реализация объектов сети и системы мониторинга, описание общей схемы взаимодействия и производится анализ полученной системы и возможности ее дальнейшего развития.
В ходе выполнения бакалаврской работы были рассмотрены виды сетевого оборудования, возможные алгоритмы из взаимодействия, существующие продуктовые решения систем мониторинга.
В ходе работы были выполнены следующие задачи:
1. Изучить существующее сетевое оборудование;
2. Проанализировать рынок и выявить необходимость в системах мониторинга;
3. Разработать эмуляцию сетевого оборудования со стороны
провайдера и пользователя;
4. Разработать систему, собирающую информацию о сетевом
оборудовании и позволяющую производить манипуляцию с ним;
5. Внедрить алгоритмы интеллектуального анализа в систему для автоматизации некоторых работ.
В ходе работы были разработаны два микро-сервиса, отвечающие за эмуляцию сетевого оборудования моделируемой сети и система мониторинга и контроля сетевого оборудования, которые взаимодействуют посредством топиков и HTTP REST запросов.
Алгоритмы искусственного интеллекта были использованы для автоматизации переключения маршрутизаторов пользователя между маршрутизаторами провайдера, кластеризации имеющихся устройств и прогнозирования скорости интернета для устройств CPE.
Полученная система показала себя как отказоусточивая и обладающая перспективным потенциалом для дальнейшей модернизации по многим направлениям разработки.
