plano de gestión del proyecto carisma septiembre 2002
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Plano de Gestión del proyecto Carisma
Septiembre 2002
Planificación del Plano de Gestión de red del Carisma
• Arquitectura de red ASON• Objetivos de Tecsidel y del Proyecto• Plano de Gestión de la red Carisma
– Controlador del Nodo– Agente de Red– Accounting and Billing System– Planificación en escala de tiempo– Descripción de las actividades descritas en el documento de trabajo.
• Descripción del proceso de diseño• Asignación de trabajo a los distintos grupos• Interactividad con el CTTC
SeñalizaciónUsuario
OpticalSwitch
OpticalSwitch
OpticalSwitch
Clientes
Transport plane
NetworkManagement
Systems
E-NNII-NNIUNI
CCINMI-T
NMI-A
CCI: Connection Control Interface DCN: Data Comunication NetworkNMI-A: Network Management Interface for ASON Control Plane UNI: User to Network Interface.NMI-T: Network Management Interface for the Transport Netwok NNI: Network to Network Interface
OCC OCC
OCC
Clientes
DCN
Arquitectura de la red ASON (ITU-T Rec. G.8080)
Arquitectura de la red Carisma
Terrassa
NMS (Network
Management System)
DCN
CCI
NMI-TNMI-A
NNI
CCABA
CCI
CCI
I-NNI
Router IP
Objetivos
• Diseño de un Sistema de Gestión Centralizada (Fase 1) y dinámico (Fase2)
• Funcionalidades del Sistema:
• Configuración del conjunto de equipos de red (OADM, OXC, Routers,……)
• Captación de alarmas e información sobre las prestaciones de la red y presentarlas
• Realización de enlaces punto a punto para una longitud de onda definida (establecimiento del camino óptico)
• Disponer de un interfase de gestión adaptado a la tecnología del proyecto (HP Openview, Network Node Managment (NNM)
• Desarrollo de los componentes específicos del subsistema de mediación. Interfaz entre los elementos de red gestionados y el sistema de soporte a la operación (NMI)
• Desarrollo de nuevos agentes (MIB) que comunicaran el sistema de mediación con los elementos de la red mediante el interfaz CCI.
• El plano de Gestión debe llevar a cabo las funciones de gestión (averías, configuración, contabilidad y seguridad) para el plano de control y el de transporte.
Año 2002 Año 2003 Año 2004
Actividades Tecsidel según planning Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4
Estudio de equipos y requisitos
Desarrollo sistema de mediación
Integración sistemas terceros
Actividades de explotación (extras)
Investigación escenarios de integración
Comercialización
La planificación en tiempo prevista para la realización del conjunto de tares referentes al software de gestión a realizar son:
Planificación de las tareas en escala de tiempo
• El diseño del plano de gestión contempla la arquitectura funcional de gestión genérica para ASON. Formada por un NMS (que contiene un bloque gestor para el plano de control del anillo óptico). El diseño del plano de gestión estará dividido en 2 fases:
• Fase 1:
• El Agente de red (NMS) será el responsable del aprovisionamiento de canales ópticos permanentes y bidireccionales. En esta parte no se utilizaran protocolos de enrutamiento ni señalización, por lo que se realizará un enrutamiento estático. El NMS será el encargado de configurar los distintos nodos ópticos (OXC’s,…) mediante el interfaz NMI(Network Managment Interface) basado en SNMP. También debe realizar funciones de monitorización de los planos de transporte y control.
• Fase 2:
• En esta fase vamos a proporcionar al sistema de un aprovisionamiento de canales soft-permanent, junto con los protocolos OSPF para el descubrimiento de red y RSVP para la señalización (es decir protocolos GMPLS para la comunicación entre OXC’s.
El Plano de Gestión
El diseño global a realizar consta de:
• Una estructura de información basada en SMI v2 que utiliza MIB-II como base de datos de gestión.
• Una Interfaz de comunicación entre el plano de gestión y el de control (NMI), que utiliza SNMP como protocolo de gestión y la DCN para el intercambio de mensajes.
• Una interfaz de comunicación entre el NMS (en caso de conexiones permanent) o el OCC (en caso de conexiones soft-permanent) y el hardware óptico del nodo (CCI). Actualmente se dispone del General Switch Management Protocol (GSMP), no obstante se valorará la posibilidad de realizar un protocolo propietario.
• Un entorno de introducción de parámetros para la caracterización del establecimiento o eliminación de canales ópticos (en el caso de canales soft-permanent, interviene de factor humano) y de interpretación de mensajes (respuestas a dichas peticiones, notificaciones y alarmas).
El Plano de Gestión
El Plano de Gestión: FASE 1
• En una primera fase el NMS debe recibir y ejecutar las peticiones de establecimiento de canales ópticos. Por lo tanto se debe:
• Calcular la mejor ruta para el canal óptico
• Configurar los nodos que integran dicho canal.
• El NMS no ejecuta ningún protocolo de enrutamiento, por lo que se deben configurar todas las direcciones IP manualmente puertos lógicos (fibras y longitudes de onda disponibles,….) de los nodos que forman la red óptica. De esta forma el NMS obtiene un mapa topológico estático de la red.
• En esta fase, todos los agentes de nodo actúan como agentes SNMP que intercambian información con el NMS mediante el protocolo SNMP. Así, el NMS puede supervisar el estado y configurar todos los nodos que forma la red directamente a través del interfaz NMI
El Plano de Gestión: FASE 2
• En esta fase es el NMS quien inicia el establecimiento de la conexión óptica, llamadas soft-permanent. El proceso que se sigue de forma genérica es el siguiente:
• El NMS informa al nodo óptico origen mediante el Network Management Interface (NMI) de la petición de establecimiento o eliminación de conexión. El NMI está contenido en el NMS.
• Cuando el nodo óptico origen recibe la petición se utilizan los protocolos de enrutamiento y señalización del plano de control desarrollado por el CTTC, para así establecer el canal óptico con el nodo destino (interfaz Network-to-network Interface (NNI)).
• Luego, el nodo origen recibe una respuesta de éxito o fracaso en el establecimiento de la conexión e informa al NMS
El NMI se basa en SNMP y el NNI en protocolos de enrutamiento y señalización de GMPLS.
La solicitud de comunicación óptica se realiza siempre a través del NMS (el operador de red).
Aspectos relevantes que afecta al plano de control
• Acceso y almacenamiento de la información de gestión contenida en los OCCs del plano de control (MIB) y una interfaz de comunicación entre los planos de gestión y de control (NMI mediante protocolo SNMP), ambos elementos contenidos en el bloque agente SNMP de los OCCs del plano de control.
• Hay que remarcar que los OCCs dispondrán de información actualizada sobre sí mismos (clientes de cada nodo óptico, mapeo entre puertos, etc.), sus condiciones de funcionamiento, su vecindario (OCCs y routers activos, averías, estadísticas, etc.) y las conexiones ópticas activas, información que se almacenará según las directrices del Common Control And Management Protocols Working Group (CCAMP) de IETF para la modelización y gestión de etiquetas del protocolo GMPLS y será accedida por el NMS en las peticiones de establecimiento y eliminación de conexiones ópticas soft-permanent.
El Plano de Gestión: FASE 2
•El Optical NMS:
•Es la aplicación de gestión de la red óptica, responsable del diálogo con los OCCs para el inicio del establecimiento y eliminación de conexiones ópticas soft-permanent. Este diálogo se realiza mediante una interfaz de comunicación NMI basada en SNMP, concretamente Windows SNMP API, WinSNMP, según la arquitectura ilustrada:
Arquitectura modular del Optical NMS
El Plano de Gestión: FASE 2
• SNMP Engine: Función que está a la escucha de acciones de gestión, tales como el envío o recepción de mensajes genéricos SNMP. También realiza las peticiones de establecimiento (LightPath Setup Trigger) o eliminación(LightPath Tear-Down Trigger) de conexiones ópticas. Esta función es accedida de forma gráfica.
• Generic SNMP: Responsable de la realización de acciones de gestión mediante SNMP.
• Win SNMP: Interfaz de comunicaciones NMI basada en SNMP (Windows SNMP API
• WinSock: interfaz de transporte que permite al sistema de gestión (optical NMS) mediante mensajes SNMP solicitar operaciones en las variables de gestión mantenidas por los OCC’s. Estas variables son tratadas como agentes SNMP
• Base de Datos: Base de datos que dispone del estado de los identificadores de conexiones establecidas.
• LightPath ...... : funciones de establcimiento o eliminación de conexiones
Módulos del Optical NMS
El optical NMS requiere trabajar con 8 parámetros para configurar los object identifier del mensaje enviado al agente SNMP (OCC origen), los cuales seran el valor de los objetos GMPLS TUNEL_ID y EXTENDED_TUNNEL_ID
• Caracterización del agente SNMP al que se envía la petición:
• Nodo origen de la conexión óptica a establecer.
• Caracterización de la conexión óptica:
• OCC destino
• Tipo de trafico
• Velocidad
• Bidireccionalidad
• Continuidad
• Ruta explícita
• Tipo de conmutación
Petición de establecimiento de conexión óptica
El mensaje de respuesta es enviado por el agente SNMP y contiene el resultado de la acción solicitada:
• Establecimiento de la conexión OK!
• Motivo del fallo en el establecimiento.
Optical NMS almacena (en la base local de datos) y muestra las características de la conexión (establecida o no) mediante el entorno gráfico del Optical SNMP.
Respuesta a una petición de establecimiento
Ejemplo de entorno gráfico para el Optical NMS desarrollado por el CTTC (Centro Tecnológico de Telecomunicaciones de Cataluña)
Petición de establecimiento de conexión óptica
El Optical NMS requiere la selección de una conexión previamente establecida y asociada en la base de datos local del NMS con su OCC origen.
Los pasos realizados van a ser:
• El NMS enviará un mensaje SNMP con el object identifier correspondiente y otro de petición de eliminación.
• El OCC eliminará la conexión óptica solicitada, vaciará la entrada de su MIB indexada con el valor del object identifier recibido y devolverá un mensaje de respuesta al NMS.
• El NMS en caso de éxito, eliminará el identificador de la conexión:
• De la Base de Datos Local
• Del entorno gráfico.
Una vez finalizado el diseño de la segunda fase del sistema de gestión (Optical NMS), se realizará una simulación que interconectará al Optical NMS con un simulador del OCC. Este simulador recibe y responde mensajes SNMP del tipo Get Request, Set Request y Trap.
También existe la posibilidad de incorporar una MIB que contenga los parámetros de caracterización básicos para el establecimiento o eliminación de conexiones ópticas comentaos anteriormente.
Aplicación:
Arquitectura del agente SNMP en OCC, realizada por el CTTC (implementada mediante una extensión del agente SNMP del paquete Demo/SDk de DMH Software)
Actividades.
1. Estudio, adquisición y caracterización de los componentes
2. Implementación del Hardware del nodo óptico (pruebas + medidas)
3. Conocimiento del SW de gestión y comunicación (estándares + Interfaces)
4. Requerimientos ópticos iniciales
5. Diseño red de comunicaciones IP
6. Estudio y configuración del controlador del nodo junto con la programación del software de gestión.
6.1. Estudio de parámetros que intervienen en la comunicación entre el controlador de nodo y el agente de nodo
7. Estudio del Agente de red (NMS)
8. Estudio de la relación con el agente del nodo (Fase 2)
9. Gestión de los canales ópticos (descritos a continuación)
10. Realizar pruebas para evaluar el sistema.
1.9.1 Fase 1: Establecimiento de canales ópticos permanentes.
• El NMS realiza el establecimiento de los canales ópticos configurando directamente los OXCs que forman el canal óptico a través del interfaz NMI (Network Management Interface).
• Desarrollo del software del NMS que opera a través de la interfaces NMI. El software debe realizar:
a) Configuración manual de todas las direcciones IP, puertos lógicos (fibras y longitudes de ondas disponibles, etc.) de los nodos que forman la red óptica. De esta forma se obtiene un mapa topológico estático de la red para poder calcular las rutas óptimas de los canales ópticos.
b) Implementación del algoritmo que calcula los canales ópticos óptimos a través de la red teniendo en cuenta la distancia mínima, el retraso mínimo, la longitudes de onda disponibles, el nivel de protección requerido, etc.
c) Notificación a los agentes de nodo que intervienen la configuración (establecimiento, modificación y eliminación) del canal óptico.
Estudio de los modelos de solicitud (Cliente a NMS) de los canales ópticos.
Realización de simulaciones y pruebas para evaluar el sistema
Actividades.
1.9.2 Fase 2: Establecimiento de canales ópticos soft-permanent.
• Los canales ópticos se establecerán por el sistema de gestión de red, pero a diferencia del punto anterior, se utilizará el protocolo GMPLS entre OXCs para crear, eliminar o modificar los canales ópticos.
• Hay que desarrollo del software del agente de nodo que opera a través del interfaz NNI. El agente de nodo debe actuar como un router (o bien sin un router). Este software debe realizar:
a) Descubrimiento dinámico de vecinos introduciendo extensiones ópticas a los protocolos IP existentes:Neighbor Discovery Protocol (NDP).Link Management Protocol (LMP).Descubrimiento de la topología y recursos de la red de forma dinámica.OSPF con extensiones ópticas.IS-IS con extensiones ópticas. Señalización para el establecimiento de un canal óptico.
b) Adaptación del plano de control MPLS Traffic
Engineering a los OXCs (GMPLS).Reutilización de los protocolos MPLS para señalización: RSVP-TE o CR-LDP con extensiones ópticas.
c) Implementación del algoritmo que calcula los canales ópticos óptimos a través de la red teniendo en cuenta la distancia mínima, el retraso mínimo, la longitudes de onda disponibles, el nivel de protección requerido, etc.
Actividades.
•R. Muñoz, G. Junyent RED ÓPTICA CON ENRUTAMIENTO DINÁMICO. GCO-UPC 2001
•R. Muñoz, C. PInart, G. Junyent. Proyecto EMPIRICO: Anillo Metropolitano Gigabit Ethernet DWDM Configurable Dinámicamente Mediante un Plano de Control Óptico basado en GMPLS. Telecom I+D Octubre 2002
•ITU-T Recommendation M.3010, Principles for a Telecommunications Nanagement Network (TMN), Febrero 2000.
•K. McCloghrie, M. Rose, Management Information Base for Network Management of TCP/IP-based Internets: MIB-II, IETF (draft standard) RFC 1213, Marzo 1991.
•K. McCloghrie, D. Perkins, Structure of Management Information Version 2 (SMIv2), IETF (draft standard) RFC2578, Abril 1999.
•ITU-T Recommendation G.872, Architecture of Optical Transport Networks (OTN), Noviembre 2001
•D. Harrington, R. Presuhn,B. Wijnen, An Architecture for Describing SNMP Management Frameworks, IETF (draft standard) RFC 2571, Abril 1999.
•T. D. Nadeau et al., Generalized Multiprotocol Label Switching (GMPLS) Label Management Information Base, IETF (work in progress) draft-nadeau-ccamp-gmpls-label-mib-*, Enero 2002.
Bibliografía