РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ПО АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ МОНИТОРИНГА ТОПОЛОГИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ
|
Введение
ГЛАВА 1. МОНИТОРИНГ В ОБСЛУЖИВАНИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ, ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 5
1.1 Вычислительные сети. Исследование предметной области. 5
1.2 Исследование существующих систем. 11
1.3 Оценка существующих систем 15
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ, ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ 17
2.1 Особенности крупной вычислительной сети 17
2.2 Проектирование программного комплекса 20
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ МОНИТОРИНГА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ 24
3.1 Обзор хода разработки 24
3.2 Инструменты симуляции сети. Тестовый стенд в GNS3 28
3.3 Особенности архитектуры 30
3.4 Механизм опроса 32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 38Вв
ГЛАВА 1. МОНИТОРИНГ В ОБСЛУЖИВАНИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ, ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 5
1.1 Вычислительные сети. Исследование предметной области. 5
1.2 Исследование существующих систем. 11
1.3 Оценка существующих систем 15
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ, ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ 17
2.1 Особенности крупной вычислительной сети 17
2.2 Проектирование программного комплекса 20
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ МОНИТОРИНГА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ 24
3.1 Обзор хода разработки 24
3.2 Инструменты симуляции сети. Тестовый стенд в GNS3 28
3.3 Особенности архитектуры 30
3.4 Механизм опроса 32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 38Вв
Любой бизнес так или иначе прибегает к использованию информационных технологий. Имеет собственную вычислительную
компьютерную сеть, использует программное обеспечение (например, 1 С-предприятие), заказывает разработку специального ПО или даже держит свой собственный отдел разработки ПО и собственное ИТ-подразделение, при этом не являясь компанией нацеленной на разработку ПО. Это означает, что все современные компании частично являются и ИТ-компаниями.
В связи с этим, актуальность работы обуславливается масштабами внедрения информационных технологий (в частности, использование вычислительных сетей) бизнесом в России и за рубежом [11].
Администратор вычислительной сети — специалист, ответственный за корректное функционирование вычислительной сети, профессионал в
области информационных систем и информатики [4, с. 25]. Среди его обязанностей:
- Установка и обслуживание как программного, так и аппаратного обеспечения , необходимого для обслуживания вычислительной сети.
- Консультация, при выборе бизнесом программного и аппаратного обеспечения, для создания новой вычислительной сети, либо для улучшения существующей сети, к которой появились новые требования.
Для исполнения своих обязанностей, связанных с обслуживанием сети, администратор наделяется правами привилегированного доступа к сетевому оборудованию, обеспечивающему её функционирование. Это означает, что администратор полностью контролирует следующие процессы:
- Назначение адресов сети (статически и посредством настройки DHCP сервера).
- Назначение протоколов маршрутизации (routing).
- Конфигурация таблиц маршрутизации (routing table).
- Принятие мер, необходимых для обеспечения безопасности сети (telnet login/password, snmp community, access list и прочее).
Также это означает, что довольно часто администратору необходимо осуществлять доступ к сетевому оборудованию мануально, используя программное обеспечение, реализующее протоколы типа Telnet и SNMP.
Программное обеспечение для постоянного наблюдения за функционированием вычислительной сети, посредством автоматического сбора необходимой информации о сетевых устройствах, как правило, с функцией оповещения администратора в случае снижения производительности или неисправности, называется инструментом мониторинга вычислительной сети [8, с. 228].
При обслуживании небольшой локальной сети нет необходимости прибегать к автоматическим средствам мониторинга. При обслуживании сети крупного предприятия (например, масштаба федерального университета) вопрос становится критически важным.
Существует очень серьёзная проблема, связанная с обслуживанием вычислительной сети. Вне зависимости от масштабов вычислительной сети и выбранного типа мониторинга (мануальный или автоматический) эффективное обслуживание становится невозможным, когда информация о топологии сети неактуальна, скудна или вообще отсутствует [10, с. 67].
Возможные проблемы:
- Схемы сети по каким-либо причинам на данный момент не существует, либо никогда не существовало.
- Схема сети изменилась в результате неисправности.
- Схема сети изменилась в результате запланированного расширения сети.
Отдельно стоит отметить тот факт, что вычислительная сеть, как правило, обладает свойством вложенности (состоит из множества подсетей, как результат использования бесклассовой адресации IPv4) и управляется сетевыми устройствами разных производителей, для её опроса, обычно, требуется дополнительная настройка сети [10, с. 70]. Доступного решения, удовлетворяющего всем вышеперечисленным пунктам, не существует.
Целью работы является разработка программного обеспечения, предоставляющего функционал получения информации о топологии вычислительной сети. Для достижения цели предстоит решить целый ряд задач:
- Анализ предметной области: вычислительные компьютерные сети, их архитектура, создание, обслуживание, протоколы сетевого взаимодействия и т. д.
- Оценка существующих решений.
- Проектирование и разработка расширяемой архитектуры, предусматривающую дальнейшую доработку системы студентами и/или сотрудниками.
- Проектирование и разработка механизмов опроса управляемого сетевого оборудования вычислительной сети.
- Написание доступной документации.
Объект работы: обслуживание и мониторинг вычислительной сети.
Предмет: частичная автоматизация работы ИТ-отдела (в чьи
обязанности входит обслуживание вычислительной сети). Мониторинг сети со свойством вложенности, сетевое оборудование в котором поставлялось разными производителями.
компьютерную сеть, использует программное обеспечение (например, 1 С-предприятие), заказывает разработку специального ПО или даже держит свой собственный отдел разработки ПО и собственное ИТ-подразделение, при этом не являясь компанией нацеленной на разработку ПО. Это означает, что все современные компании частично являются и ИТ-компаниями.
В связи с этим, актуальность работы обуславливается масштабами внедрения информационных технологий (в частности, использование вычислительных сетей) бизнесом в России и за рубежом [11].
Администратор вычислительной сети — специалист, ответственный за корректное функционирование вычислительной сети, профессионал в
области информационных систем и информатики [4, с. 25]. Среди его обязанностей:
- Установка и обслуживание как программного, так и аппаратного обеспечения , необходимого для обслуживания вычислительной сети.
- Консультация, при выборе бизнесом программного и аппаратного обеспечения, для создания новой вычислительной сети, либо для улучшения существующей сети, к которой появились новые требования.
Для исполнения своих обязанностей, связанных с обслуживанием сети, администратор наделяется правами привилегированного доступа к сетевому оборудованию, обеспечивающему её функционирование. Это означает, что администратор полностью контролирует следующие процессы:
- Назначение адресов сети (статически и посредством настройки DHCP сервера).
- Назначение протоколов маршрутизации (routing).
- Конфигурация таблиц маршрутизации (routing table).
- Принятие мер, необходимых для обеспечения безопасности сети (telnet login/password, snmp community, access list и прочее).
Также это означает, что довольно часто администратору необходимо осуществлять доступ к сетевому оборудованию мануально, используя программное обеспечение, реализующее протоколы типа Telnet и SNMP.
Программное обеспечение для постоянного наблюдения за функционированием вычислительной сети, посредством автоматического сбора необходимой информации о сетевых устройствах, как правило, с функцией оповещения администратора в случае снижения производительности или неисправности, называется инструментом мониторинга вычислительной сети [8, с. 228].
При обслуживании небольшой локальной сети нет необходимости прибегать к автоматическим средствам мониторинга. При обслуживании сети крупного предприятия (например, масштаба федерального университета) вопрос становится критически важным.
Существует очень серьёзная проблема, связанная с обслуживанием вычислительной сети. Вне зависимости от масштабов вычислительной сети и выбранного типа мониторинга (мануальный или автоматический) эффективное обслуживание становится невозможным, когда информация о топологии сети неактуальна, скудна или вообще отсутствует [10, с. 67].
Возможные проблемы:
- Схемы сети по каким-либо причинам на данный момент не существует, либо никогда не существовало.
- Схема сети изменилась в результате неисправности.
- Схема сети изменилась в результате запланированного расширения сети.
Отдельно стоит отметить тот факт, что вычислительная сеть, как правило, обладает свойством вложенности (состоит из множества подсетей, как результат использования бесклассовой адресации IPv4) и управляется сетевыми устройствами разных производителей, для её опроса, обычно, требуется дополнительная настройка сети [10, с. 70]. Доступного решения, удовлетворяющего всем вышеперечисленным пунктам, не существует.
Целью работы является разработка программного обеспечения, предоставляющего функционал получения информации о топологии вычислительной сети. Для достижения цели предстоит решить целый ряд задач:
- Анализ предметной области: вычислительные компьютерные сети, их архитектура, создание, обслуживание, протоколы сетевого взаимодействия и т. д.
- Оценка существующих решений.
- Проектирование и разработка расширяемой архитектуры, предусматривающую дальнейшую доработку системы студентами и/или сотрудниками.
- Проектирование и разработка механизмов опроса управляемого сетевого оборудования вычислительной сети.
- Написание доступной документации.
Объект работы: обслуживание и мониторинг вычислительной сети.
Предмет: частичная автоматизация работы ИТ-отдела (в чьи
обязанности входит обслуживание вычислительной сети). Мониторинг сети со свойством вложенности, сетевое оборудование в котором поставлялось разными производителями.
Успехи бизнеса сейчас напрямую зависят от исправного функционирования его ИТ-инфраструктуры и работы его ИТ-подразделения. Для обеспечения работоспособности ИТ бизнеса, необходимо уметь прогнозировать узкие места в топологии компьютерных сетей, оперативно узнавать о неисправностях и неполадках сети, для того чтобы также быстро выявить причину неполадок и устранить их. Там, где наблюдение неосуществимо силами одних только работников ИТ-отдела, используются средства автоматического мониторинга.
После проведения анализа предметной области и разработки программного комплекса можно сделать следующие выводы.
Предметная область вычислительных сетей обширна. Индустрия продолжает развиваться. Проведение дальнейшей работы в этой области является актуальным.
Инструменты мониторинга бывают разнообразные. Специфические, предназначенные для решения узких задач. И универсальные для решения задачи мониторинга в общем виде. С точки зрения доступности бывают инструменты проприетарные и свободные, с открытым исходным кодом. По-разному требовательные к настройке сети перед использованием.
При создании или внедрении существующих систем мониторинга, нужно сначала определить, какие проблемы сети и работников, обслуживающих сеть, необходимо решить. Т.е. решить, какие показатели необходимо отслеживать. Какие должны быть критические значения показателей, достаточные для оповещения администратора о ситуации. Причём при выборе показателей следует руководствоваться как мнением сетевых инженеров, так и конечных пользователей сети.
Мониторинг является основным инструментом в процессе обслуживания сети. Причём мониторинг топологии сети является критически важным моментом.
Ход работы соответствовал поставленным задачам. Сначала было проведено исследование, связанное с функционированием, проектированием, сборкой и обслуживанием компьютерных сетей. Произведено знакомство с протоколами сетевого взаимодействия и их стандартами. Проводилась работа по симуляции компьютерных сетей в целях изучения сетей и тестирования разрабатываемого программного продукта.
Произведено знакомство с уже существующими и развивающимися инструментами мониторинга.
Был выявлен перечень неудовлетворённых требований к системам мониторинга. Из него сформирован список функциональных требований к разрабатываемому ПО.
По мере возникновения проблем и новых задач, продолжалось исследование предметной области, в проекте разрабатывались новые модули, вёлся поиск дополнительных инструментов разработчика.
Полученный продукт должен частично автоматизировать рутинные процессы мониторинга в работе администратора сети, что должно повысить эффективность его работы.
После проведения анализа предметной области и разработки программного комплекса можно сделать следующие выводы.
Предметная область вычислительных сетей обширна. Индустрия продолжает развиваться. Проведение дальнейшей работы в этой области является актуальным.
Инструменты мониторинга бывают разнообразные. Специфические, предназначенные для решения узких задач. И универсальные для решения задачи мониторинга в общем виде. С точки зрения доступности бывают инструменты проприетарные и свободные, с открытым исходным кодом. По-разному требовательные к настройке сети перед использованием.
При создании или внедрении существующих систем мониторинга, нужно сначала определить, какие проблемы сети и работников, обслуживающих сеть, необходимо решить. Т.е. решить, какие показатели необходимо отслеживать. Какие должны быть критические значения показателей, достаточные для оповещения администратора о ситуации. Причём при выборе показателей следует руководствоваться как мнением сетевых инженеров, так и конечных пользователей сети.
Мониторинг является основным инструментом в процессе обслуживания сети. Причём мониторинг топологии сети является критически важным моментом.
Ход работы соответствовал поставленным задачам. Сначала было проведено исследование, связанное с функционированием, проектированием, сборкой и обслуживанием компьютерных сетей. Произведено знакомство с протоколами сетевого взаимодействия и их стандартами. Проводилась работа по симуляции компьютерных сетей в целях изучения сетей и тестирования разрабатываемого программного продукта.
Произведено знакомство с уже существующими и развивающимися инструментами мониторинга.
Был выявлен перечень неудовлетворённых требований к системам мониторинга. Из него сформирован список функциональных требований к разрабатываемому ПО.
По мере возникновения проблем и новых задач, продолжалось исследование предметной области, в проекте разрабатывались новые модули, вёлся поиск дополнительных инструментов разработчика.
Полученный продукт должен частично автоматизировать рутинные процессы мониторинга в работе администратора сети, что должно повысить эффективность его работы.
Подобные работы
- РАЗРАБОТКА ИНТЕРФЕЙСА СВЯЗИ ПЛАТФОРМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ТЕСТИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ
Дипломные работы, ВКР, информационные системы. Язык работы: Русский. Цена: 4315 р. Год сдачи: 2021 - ЭНЕРГО-ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ БОЛЬШИХ ГОРОДОВ
Авторефераты (РГБ), электроэнергетика. Язык работы: Русский. Цена: 250 р. Год сдачи: 2013 - Разработка ПО для выбора оптимального маршрута интернет соединения
Бакалаврская работа, информатика. Язык работы: Русский. Цена: 4325 р. Год сдачи: 2022