NEIZRAZITA LOGIKA U UPRAVLJANJU I NADZORU RAČUNALNIH

MREŽA I SUSTAVA�

DOKTORSKA DISERTACIJA

Damir Delija

Zagreb, 1998

Doktorska disertacija je izrađena na

Zavodu za elektroniku, mikroelektroniku, računala i inteligentne sustave,

Fakulteta za elektrotehniku i računalstvo,

Sveučilišta u Zagrebu

Mentor: prof. dr. Sc. Leo Budin

Disertacija ima 136 stranica

CILJ RADA

• namjera je iskušati metode neizrazite logike u nadzoru i upravljanju računalnih mrea i sustava�

• ideja rada slijedi iz složenosti računalnih mreža i pojava u njima

GRAÐA RADA

• Uvod• Upravljanje računalnim mreama i sustavima�• Upravljački protokoli• Neizrazita logika• Neizrazita logika u upravljanju računalnim mreama i sustavima�• Praktična primjena i daljnji razvoj• Zaključak• Literatura• Prilog A: Alat za upotrebu neizrazite logike u TCL jeziku• Prilog B: Rezultati, primjeri, mjerenja i testiranja

PODRUĆJA UPRAVLJANJA

• upravljanje greškom • upravljanje konfiguracijom • obračunavanje • upravljanje ponašanjem • upravljanje sigurnošću • upravljanje sustavom

UPRAVLJANJE I NADZOR RAĆUNALNIH MREŽA

računalna mreža skup uređaja i veza koje prenose podatke s jednog čvora mree na drugi�

upravljanje i nadzor računalnih mrea i sustava je postupak �inicijalizacije, praćenja i prilagođivanja osnovnih funkcija

računalne mreže i sustava

• to je uvođenje upravljačke funkcije u sustav• minimalni utjecaj na primarne funkcije sustava• mora zadovoljiti dva osnovna kontradiktorna zahtjeva:

– utjecaj na odziv sustava– pouzdanost

MODEL UPRAVLJANJA

stvarni objekti

upravljaèki procesiznanje ipodaci osustavu

elementi upravljaèkog sustava

svijet

korisnièko suèelje

upravljani objekti

DIJELOVI SUSTAVA UPRAVLJANJA

• upravljački procesi– upravljač

• prvog nivoa• srednjeg nivoa• globalni

– agent• pametni• pretvorbeni• obični

• baza upravljanih veličina • protokol upravljanja • (upravljačka stanica)

upravljaè

agent MIB

stvarni objekti

korisnièko suæelje

protokol upravljanja

arhive

OSNOVNE ARHITEKTURE

upravljaè

agent

stvarni objekti

MIB

agent

stvarni objekti

MIB

agent

stvarni objekti

MIB

upravljaè

agent

stvarni objekti

MIB

agent

stvarni objekti

MIB

agent

stvarni objekti

MIB

upravljaè

domena 1domena 2

globalni upravljaè

agent

stvarni objekti

MIB

agent

stvarni objekti

MIB

agent

stvarni objekti

MIB

domena 1domena 2

upravljaè upravljaè globalni upravljaè

agent

stvarni objekti

MIB

agent

stvarni objekti

MIB

agent

stvarni objekti

MIB

domena 1domena 2

upravljaè upravljaè

globalni upravljaè

UPRAVLJAĆKI PROTOKOLI KORIŠTENI U RADU

• snmp protokol– dohvat relevantnih upravljačkih podataka iz agenata

• icmp protokol– pristup do čvora na nivou vremena odziva

• pomoćni protokoli– finger, rstat, telnet i drugi

NEIZRAZITA LOGIKA U UPRAVLJANJU RAČUNALNIM

MREŽAMA I SUSTAVIMA • organizacija upravljačkih procesa u mrežnom modelu�• model procesa upravljača• priroda veličina u bazama upravljanih veličina i primjena

neizrazite logike• neizrazita logika u

– agentima, običnim i pametnim– upravljačima prvog i srednjeg nivoa– globalnim upravljačima– analiziranju podataka o prošlosti sustava– praćenju i otkrivanju građe sustava– upravljanju greškama– vremenska ograničenja

ORGANIZACIJA UPRAVLJAĆKIH PROCESA U MRENOM MODELU �

UPRAVLJANJA

• suradnja procesa upravljača na svim razinama upravljanja

• delegiranje odgovornosti• pojam događaja osnova rada upravljača

(detektiranje, obrada i dojava događaja)• za upravljač događaj je upravo detekcija događaja !

MODEL PROCESA UPRAVLJAĆA I POJAM DOGAÐAJA

• događaj izlazak neke praćene veličine iz područja dozvoljenih vrijednosti

• za upravljač događaj je niz komandi koji se izvodi u radnom okruženju upravljača

• događaji se mogu zadati:– kod pokretanja procesa upravljača (inicijalizacija)– putem delegacije sa više hijerarhijske razine

• događaji mogu biti: – složeni i atomarni– sinkroni i asinkroni

MODEL DOGAÐAJA

D = { E, A, T, N, C }

E= {Ei} lista poddogađaja Ei

A= {Ai} lista podakcija Ai

T vrijeme ispitivanja događaja

N brojač provjeravanja događaja

C= { { I,V } } kontekst događaja

I ime varijable

V vrijednost varijable I

DEFINICIJA DOGAÐAJA - TCL KOD

defineEvent EventName \{ {sub1 ... subN} } \{ {act1 ... actM} } \timeperiod \number_of_polls

EventName ime događaja

sub1,subN poddogađaji, tj. dohvati i obrada praćenih veličina koje čine događaj

act1, actM podakcije ako se desio događaj

timeperiod vrijeme stanke između dva prozivanja

number_of_polls broj prozivanja

PRIKAZ PRAČENIH VELIĆINA U UPRAVLJAĆU

{ H, T, O, V }

H = ime čvora na kom se nalazi instanca varijable

T = vremenska oznaka

O = ime varijable ili OID

(mogu se opisati i izvedene varijable : ifLoad, triptime, sload)

V = vrijednost varijable

(standarni tipovi varijabli prošireni kodovima grešaka)

VEZA PRAČENIH VARIJABLI I MODELA DOGAÐAJA

• događaj je dohvat i provjera jedne ili više praćenih varijabli

• pri dohvatu varijable, ujedno se računaju i potrebne izvedene vrijednosti i pohranjuju u kontekst događaja

• izvedene vrijednosti su najvažnije veličine– prirast– gradijent– postotna promjena– srednja vrijednost– broj prozivanja

PRIRODA VELIĆINA U BAZAMA UPRAVLJANIH VELIĆINA I

PRIMJENA NEIZRAZITE LOGIKE• interpretacija ovisi o

– značenju varijable u bazi upravljanih veličina – značenju varijable u sustavu

• postoje varijable koje se mogu izrazito interpretirati• postoje varijable koje su mogu neizrazito interpretirati• postoje izvedene varijable koje se mogu neizrazito interpretirati

ili izračunati• prate se promjena i ostale izvedene veličine

NEIZRAZITA LOGIKA U AGENTIMA

• minimalno procesiranje (osnova rada agenta)• agent ugrađen u upravljani uređaj• obični ili neinteligentni agent

– dolazi gotov od proizvođača– nemoguća ugradnja neizrazite logike

• pretvorbeni agenti također nisu pogodni za ugradnju neizrazite logike

• vlastiti agent sa ugrađenom neizrazitim izračunavanjem

AGENTI NA UREÐAJIMA SA NEIZRAZITOM LOGIKOM

• područje privatnih i eksperimentalnih baza upravljanih veličina• agent nadzire uređaj koji koristi neizrazitu logiku za svoje

normalno funkcioniranje• potreban je skup varijabli koje nadziru rad neizrazitog sustava u

uređaju• slično “RMON” grupama upravljanih veličina• još ne postoje takvi uređaji

NEIZRAZITA LOGIKA U UPRAVLJAĆIMA

PRVE I SREDNJE RAZINE • za upravljače prve i srednje razine modeli praćenih uređaja

moraju biti minimalni i što grublji• uloga upravljača prve i srednje razine

– prikupljanja podataka– detekcija događaja i izdvajanje ili usporavanje događaja

• za praćeni čvor postoje izvedene varijable:

raspoloživost, opterećenje, akcija, zdravlje�• odabir značajnih varijabli koje definiraju ponašanje uređaja ovisi

o domeni upravljanja • veliki broj praćenih varijabli usporava upravljački proces

PRILAGOÐAVANJE VREMENA PROZIVANJA

• vrijeme provjere je standardno (obično 5 - 30 minuta)• podešavanje vremena je na osnovni brzine

događanja i važnosti � događaja

AKO se događaj cesto događa ONDA

je vrijeme provjere veliko

AKO je događaj važan i Est ONDA

je vrijeme provjere malo

AKO je raspoloživost čvora mala ili opterećenje veliko�ONDA je vrijeme provjere veliko

OSTALI PROTOKOLI NA RAZINI UPRAVLJAĆA PRVE I

SREDNJE RAZINE

• uređaj može biti “crna kutija” tj. bez upravljačkog agenta ili sa neispravnim agentom

• koriste se dodatni protokoli (ne nužno upravljački) za ocjenu stanja uređaja– dohvat podataka telnet protokolom i obrada u upravljaču– dohvat podataka finger protokolom i obrada u upravljaču – dohvat podataka http protokolom i obrada u upravljaču – ocjena ICMP triptime kao mjere opterećenosti uređaja

UPRAVLJANJE UPRAVLJAĆA

• delegiranje događaja i nadzor delegiranih događaja• praćenje ponašanja upravljača i upravljačke stanice

– upravljačke stanice se nadgledaju kroz SNMP grupu varijabli iz MIB-II grupe

– kljucni parametar je promet kroz upravljačke protokole

– to je mjera opterećenja upravljačkih procesa na upravljačkoj stanici

NEIZRAZITA LOGIKA U GLOBALNIM UPRAVLJAĆIMA

• globalni upravljači prikazuju stanje sustava• dominantni način komunikacije globalnih upravljača je

lijeno prozivanje• mogu se definirati neizrazita pravila za korelaciju

događaja• složenija interpretacija svaki složeni nadzirani objekt �

ovisi o više ograda

NEIZRAZITA LOGIKA U ANALIZIRANJU PODATAKA O

PROŠLOSTI SUSTAVA• analiza prošlog ponašanja je u domeni globalnih upravljača• standardni izvještaji

– raspoloživost pojedinog čvora�– opterećenje čvora– raspoloživost servisa i usluga�– osnovne vrijednosti za praćene veličine– promet po pojedinom čvoru– vrijeme između grešaka

• izvješća su većinom standardni SQL upiti na bazu podataka• rezultati upita (tabelirani podaci) se mogu propustiti kroz

neizrazite filtre

NEIZRAZITA LOGIKA U PRAČENJU I OTKRIVANJU GRAÐE SUSTAVA

• graba sustava je definicija veza na nivou protokola (IP), te definicija funkcije pojedinih čvorova u mreži

• netočnosti su izrazite– neispravno konfiguriranje– nedostatak točnih administrativnih podataka

(netočno definiranim parametrima u konfiguraciji agenta, nekonzistentnim konfiguracijama usluga i sl.)

• primjena neizrazite logike bi bila procjena točnosti konfiguracije

NEIZRAZITA LOGIKA U UPRAVLJANJU GREŠKAMA

• upravljanjem greškom je detekcija greške i reakcija• kvaliteta stanja nekog uređaja (stupanj koliko je nešto dobro ili

loše) ovisi o interpretaciji odnosa niza veličina– utjecaj zagušenosti veza, – prelazne pojave

• postoje podaci, a ocjena je neizrazita• greška se definira kao događaj sa neizrazitom filterima

OSNOVNA PRAVILA U UPRAVLJAĆU ZA DETKCIJU

GREŠKE• u upravljaču za svaku nadziranu varijablu postoje

– zadnje stanje varijable (postotna promjena)– ukupni broj prozivanja– ukupni broj značajnih promjena

Događaj se nije desio.

AKO je postotna promjena velika

ONDA se desio događaj.

AKO je postotna promjena mala ili cesta

ONDA se događaj nije desio.

AKO je vrijednost izvan zadanog područja

ONDA se desio događaj i desila se značajna promjena

PRAKTIĆNA PRIMJENA I DALJNJI

RAZVOJ• alati opisani u ovom radu koriste se u nadzornom sustavu

SRCA

• u toku je zamjena novih kupljenim alatima koji će se pokušati integrirati sa postojećim sustavom

ZAKLJUČAK

Neizrazita logika se može upotrijebiti na svim protokolima i �modelima upravljanja, pri čemu nije potrebno odvajati je u

posebne namjenske procese.

Doprinos rada sastoji se iz– pronalaženja modela i alata pogodnih za takvu primjenu, �– izgradnji alata i sustava koji tu primjenu omogućuju, – samom pokušaju primjene neizrazite logike u razumijevanju

računalnih mrea.�