Tema 1: Introducción a la gestión y planificación de redes

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1 Tema 1: Introducción a la gestión y planificación de redes 1. Introducción general 2. Objetivos de la gestión de redes 3. Objetivos de la planificación de redes 4. Sistemas de gestión de red Gestión de redes Disciplina reciente (finales de los 80) Definición, desarrollo y utilización de herramientas para gestionar diversos aspectos de las redes de comunicaciones. Nos centraremos en redes TCP/IP y OSI.

2 Complejidad de las redes (hasta finales de los 80 con ICMP, PING, etc., era suficiente) Nº de Host en Internet Necesidad de herramientas de gestión de red Redes cada vez más complejas Redes y recursos se hacen indispensables para las organizaciones Componentes diversos y de fabricantes diversos Imposibilidad de gestión no automatizada

3 Necesidad de estándares Elementos diversos: sistemas finales, bridges, routers, etc. Elementos de diversos fabricantes. Dos estándares: Familia SNMP y OSI SNMP (Simple Network Management Protocol) Conjunto de estándares incluyendo un protocolo, una especificación de estructura de base de datos y un conjunto de objetos Adoptado como estándar para TCP/IP en 1989 Actualizado con mejoras de seguridad y otras en 1993: SNMPv2 Actualmente en estudio su utilización en redes OSI además de TCP/IP El más utilizado hoy en día

4 OSI Conjunto de estándares (grande y complejo) incluyendo un conjunto de aplicaciones de propósito general, un servicio de gestión, un protocolo, una especificación de estructura de base de datos y un conjunto de objetos Actualmente en desarrollo: algunas partes ya estandarizadas y otras en desarrollo. Actualmente poco usado (poco a poco se va empezando a utilizar) debido a su complejidad y su no total estandarización. Gastos en gestión de red (1000 empresas más importantes de EEUU) 35% 30% 25% 20% 15% Porcentaje 10% 5% 0% 0 a 5.000$ a a a Más de

5 Gastos en gestión de red (100 empresas más importantes de EEUU) El 15% de los gastos totales en sistemas de información en gestión Gasto medio anual por empresa: 1,3 millones de dólares Requisitos de los gestores de red Tiempo de respuesta de monitorización Mejoras en informes Registro de usuarios Mejoras en la automatización Reencaminamiento de tráfico Capacidad de monitorizar la red Porcentaje Facilidaddes de añadir/eliminar Capacidad de recuperación Características de seguridad Facilidad de uso 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%

6 Justificaciones de inversión en gestión de red Terplan (1992) Control de recursos estratégicos de la empresa: Las redes y servicios se han vuelto vitales para las empresas. Sin un control efectivo o se consiguen los resultados esperados de ellas. Control de la complejidad: El crecimiento de las redes, usuarios, interfaces, protocolos y vendedores complican la gestión. Mejor servicio: Los usuarios esperan igual o mejor servicio a medida que la información y los recursos informáticos crecen y se distribuyen. Balance de necesidades: Las organizaciones tienen diversos usuarios con diferentes necesidades y niveles de soporte, con requisitos específicos de prestaciones, disponibilidad y seguridad. Reducción de tiempos de no funcionamiento: Cuanto más vital se vuelve la red, más debe aproximarse su disponibilidad al 100% del tiempo Control de costes: Se debe controlar la red para cubrir las necesidades de los usuarios a un coste razonable. Áreas funcionales de la Gestión de Redes Los análisis cualitativos anteriores nos dan una idea de las necesidades a cubrir por la gestión de red. OSI define un división en áreas funcionales para cubrir esas necesidades (es parte del estándar OSI de gestión). Esta división ha sido aceptada como útil para cualquier sistema de gestión (OSI o no)

7 Áreas funcionales definidas por OSI Gestión de fallos Gestión de costes Gestión de configuración e identificación Gestión de prestaciones Gestión de seguridad Gestión de fallos Mantener funcionando correctamente la red como un todo y cada uno de sus elementos individualmente. Cuando algo falla,es importante, tan rápido como sea posible: Determinar exactamente cual es el fallo Aislar el resto de la red del fallo para que continúe funcionando sin interferencias Reconfigurar o modificar la red de manera que se minimice el impacto del fallo en las operaciones de la organización Reparar o sustituir los componentes que han fallado. Hay que distinguir entre fallo y error (los errores son normales y la mayoría de las veces se corrigen solos: CRC, etc.)

8 Gestión de fallos (Requisitos de los usuarios) Esperan soluciones rápidas y seguras. Toleran fallos ocasionales, pero esperan estar informados de manera inmediata del fallo y su rápida solución. Para conseguirlo: necesidad de funciones muy rápidas de detección y diagnóstico. Se puede minimizar el impacto utilizando componentes y rutas redundantes. Después de corregir un fallo el servicio debe asegurar que no se ha resuelto de verdad u no se han introducido nuevos problemas: se denomina control y seguimiento de fallos. Esperan estar informados del estado dela red, incluyendo paradas de mantenimiento programadas y no programadas Gestión de costes En muchas organizaciones, diferentes divisiones, centros de gasto o proyectos, son facturados por el uso de los servicios de red. Aun cuando esto no ocurra, es necesario mantener información sobre el uso de los recursos de red por usuarios o tipos de usuarios: Determinados usuarios pueden estar abusando de sus privilegios de acceso y cargar la red afectando a los demás usuarios Los usuarios pueden hacer un uso ineficiente de la red, y el gestor puede ayudar a cambiar procedimientos para aumentar la efectividad. Conocer en detalle las actividades de los usuarios será muy útil para planificar el crecimiento adecuado de la red.

9 Gestión de costes (Requisitos de los usuarios) Esperan información sobre sus costes y su uso de la red. Esperan la existencia de mecanismos que aseguren la autorización de acceso a dicha información (control de confidencialidad) Gestión de configuración Los modernos elementos físicos y lógicos (p.e., controlador de dispositivos de un S.O.) de una red se pueden configurar para realizar diversas tareas. Un dispositivo se puede configurar por ejemplo para ser un nodo final, un router o ambas cosas. Una vez elegido el papel de cada dispositivo el gestor debe elegir el software adecuado y los atributos y valores para ese dispositivo. La configuración también se encarga de inicializar y apagar adecuadamente parte de la red. También se encarga de mantener, añadir y actualizar la relación entre los componentes y su estado durante la operación de la red. Automatización de tareas (encendido/apagado de interfaces, etc.). Identificación de elementos (gestión de identificación).

10 Gestión de conf. (Requisitos de los usuarios) El gestor debe cambiar la conectividad de la red cuando las necesidades de los usuarios cambian La reconfiguración de la red es a menudo necesaria como consecuencia de evaluación de prestaciones o a actualizaciones, recuperación de fallos o problemas de seguridad Los usuarios a veces quieren o necesitan estar informados del estado de los componentes y recursos de la red. Por ello cuando se hacen cambios en la red, se les debe informar. Esta reconfiguración puede ser debida a labores de rutina o necesidades del usuario. Antes de reconfigurar, el usuario quiere conocer como van a quedar las cosas (por ejemplo si les cambia el S.O. de su máquina). Gestión de prestaciones Las redes modernas están compuestas de muchos componentes que se comunican y comparten datos y recursos. La efectividad de una aplicación depende cada vez más de unas prestaciones adecuadas de la red. Abarca dos grandes categorías funcionales: Monitorización: Seguimiento de la actividad de la red Control: Realización de ajustes para mejorar las prestaciones. Algunas cosas a plantearse son: Cuál es el nivel de utilización de la capacidad? Hay excesivo tráfico? Las prestaciones se han reducido a niveles inaceptables? Hay cuellos de botella? Está aumentando el tiempo de respuesta? Para esta gestión hay que identificar los valores relevantes a monitorizar de la red y definir las métricas adecuadas. Esto permitirá obtener estadísticas que ayuden a mantener las prestaciones adecuadas (eliminar cuellos de botella reconfigurando rutas o ampliando líneas, etc.)

11 Gestión de prest. (Requisitos de los usuarios) Antes de utilizar una aplicación los usuarios pueden querer saber cosas como el tiempo medio y de caso peor de respuesta y la fiabilidad de los servicios de red. Estos datos deben ser suficientemente conocidos por el gestor para contestar. Los usuarios esperarán siempre buenos tiempos de respuesta Gestión de seguridad Generación, distribución y almacenamiento de claves cifradas. Mantenimiento y distribución de passwords y otras autorizaciones o controles de acceso a la información. Monitorización y control del acceso a los ordenadores de la red y a parte o toda la información de la información de gestión de los nodos de la red. Registros (logs): recolección, almacenamiento y procesamiento de registros de auditoría y seguridad. Gestión (definir, lanzar/parar) las facilidades de registro.

12 Gestión de segur. (Requisitos de los usuarios) Los usuarios quieren conocer que las políticas de seguridad son las adecuadas y efectivas (otros no pueden acceder a su información, etc.). También que las facilidades de seguridad son ellas mismas seguras. Planificación de redes Mecanismos para tener en cuenta las áreas anteriores a la hora de diseñar o ampliar una red de comunicaciones. Por tanto el estudio de las áreas anteriores, junto con algunos conceptos más (simulación, etc.) cubre también la planificación de redes.

13 Sistemas de gestión de red Colección de herramientas para monitorización y control compuesto por: Una única interfaz de operador con un completo pero user-friendly conjunto de comandos para realizar la mayoría de las tareas de gestión. Está diseñado para ver la red completa como una arquitectura unificada, con direcciones y etiquetas asignadas a cada punto y a los atributos específicos de cada elemento y enlace del sistema. Un conjunto mínimo de equipamiento separado. La mayoría del software y hardware de gestión está incorporado en el equipamiento existente. El software utilizado en realizar tareas de gestión reside en los ordenadores y procesadores de comunicaciones (concentradores, bridges, routers, etc.) Los elementos activos de la red envían regularmente información de estado al centro de control de red. Elementos de un sistema de gestión de red Host de control de red (manager) Host (Agente) Monitor de Control NMA NME Aplic. Comm. Elemento de red (agente) NME NME Aplic. Comm. OS OS Comm. OS Host (Agente) NME Comm. OS Aplic. NMA = network-management application NME = network-management entity Aplic. = Aplicaciones Comm. = communications software OS = Operating system Elemento de red (agente) NME Comm. OS

14 Configuración de un sistema de gestión de red Cada nodo contiene un conjunto de software relacionado con la gestión y llamado entidad de gestión de red (NME) Cada NME realiza las siguientes tareas: Recoge estadísticas de actividades de comunicaciones y actividades de red Almacena estadísticas localmente Responde a comandos del centro de control de red, como: Enviar estadísticas al centro de control de red Cambiar un parámetro (ej. un temporizador usado en un protocolo) Proporcionar información de estado (ej. valores de parámetros, enlaces activos) Generar tráfico artificial para realizar pruebas. Cada nodo con un NME se suele denominar agente. Configuración de un sistema de gestión de red Al menos un nodo de la red es el nodo de gestión de red o gestor (manager). Además del NME, incluye una colección de software denominada la aplicación de gestión de red (NMA). El NMA realiza las siguientes tareas: Incluye una interfaz de operador para permitir a usuarios autorizados gestionar la red Responde a comandos del usuario mostrando información y/o enviando comandos a los NME de la red. Esta comunicación se realiza mediante un protocolo de gestión de red a nivel de aplicación de manera similar a cualquier otra aplicación distribuida. Normalmente por motivos de seguridad se suelen tener dos o más nodos de gestión de red. Todos menos uno no hacen nada o sólo recogen estadísticas. Si el principal falla, se usa uno de los otros.

15 Arquitectura del software de gestión de red La funcionalidad del software en un agente o gestor varía mucho dependiendo de la funcionalidad de la plataforma y sus capacidades de gestión. En general el software se puede dividir en tres categorías: Software de presentación al usuario Software de gestión de red Software de soporte de gestión de red (gestión de base de datos y comunicaciones) La siguiente figura muestra una visión genérica de esta arquitectura software. Arquitectura del software de gestión de red Interfaz Unificado de Usuario Presentación de información relacionada con la gestión de red a los usuarios Aplicación de gestión de red Aplicación de gestión de red Elemento de Aplicación Elemento de Aplicación Elemento de Aplicación Servicio de transporte de datos de gestión de red Modulo de acceso al MIB Torre de protocolos de comunicaciones Management information base (MIB) Redes Gestionadas

16 Software de presentación al usuario Proporciona la interacción entre el usuario (gestor) y el software de gestión de red. Reside en el gestor de red para monitorizar y controla la red. A veces es útil un software de este tipo en un agente para pruebas, depuración y gestionar algunos parámetros de manera local. Una de las claves de este software es proporcionar una interfaz de usuario unificada. La interfaz debe ser la misma para cualquier nodo, independientemente del vendedor. Esto permite gestionar una red heterogénea con un mínimo entrenamiento. Un peligro es la sobrecarga de información. Una gran cantidad de información está disponible al gestor. Son necesarias herramientas de presentación que organicen, resuman y simplifiquen esta información tanto como sea posible. Es preferible información gráfica que textual o tabular. Software de gestión de red Este software puede ser muy simple, como SNMP o complejo, como OSI. El cuadro central de la figura muestra una arquitectura compleja que refleja la arquitectura de OSI y de sistemas propietarios típicos. El software tiene tres niveles: Aplicaciones: Proporciona servicios de interés de los usuarios, por ejemplo podrían corresponder con las áreas de OSI: fallos, costes, etc. Elementos: Las pocas aplicaciones son soportadas por un número mayor de elementos que implementas funciones más primitivas y más de propósito general, tal como generar alarmas o resumir estadísticas. Son elementos básicos normalmente compartidos por varias aplicaciones. Esta organización sigue los principios tradicionales de diseño modular y reutilización de software. Servicio de transporte de datos: Es el protocolo utilizado para intercambiar información de gestión entre gestores y agentes y una interfaz de servicio para los elementos. Esta interfaz proporciona funciones muy primitivas como obtener una información, dar un valor a un parámetro o generar una notificación.

17 Software de soporte de gestión de red Para realizar sus funciones el software de gestión de red necesita acceder a la base de información de gestión local (MIB) y a gestores y agentes remotos. La MIB local de un agente contiene información sobre gestión, incluyendo información de la configuración y comportamiento del nodo y parámetros que pueden utilizarse para controlar la operación del nodo. La MIB de un gestor contiene la información de su agente y un sumario de la información de los agentes que controla. El módulo de acceso ala MIB consiste en un software básico de acceso a ficheros que permite acceder a la MIB. Además puede ser necesario que convierta la información del formato de la MIB local a un formato estandarizado utilizado por el sistema de gestión. La comunicación con otros nodos (agentes y gestores) es soportado por la torre de protocolos, como pueden ser TCP/IP u OSI. Es decir, la arquitectura de comunicaciones soporta el protocolo de gestión, que está en el nivel de aplicación. Gestión de red distribuida Al igual que los sistemas centralizados han ido evolucionando hacia sistemas distribuidos, pasando las aplicaciones de los centros de datos a los distintos departamentos con la gestión pasa lo mismo. La gestión se distribuye por los mismos motivos que las aplicaciones: Aparición de PC y estaciones de bajo coste y altas prestaciones Proliferación de LANs departamentales Necesidad de control y optimización local de aplicaciones distribuidas La gestión distribuida simplemente sustituye el centro de control de red con estaciones de gestión en las LANs de la organización cooperando entre ellas. Esto permite a los gestores de los departamentos mantener las redes, sistemas y aplicaciones de sus usuarios locales

18 Gestión de red distribuida Para prevenir la anarquía, normalmente se utiliza una arquitectura jerárquica: Las estaciones de gestión distribuidas tienen un acceso limitado a las funciones de monitorización y control, definidas en función de los recursos departamentales que gestiona. Una estación central, con un backup, tiene permisos globales para gestionar todos los recursos de la red. También puede interactuar con las estaciones distribuidas y monitorizar y controlar su operación. Beneficios de la gestión de red distribuida La gestión distribuida mantiene la capacidad de un control centralizado, ofreciendo ventajas adicionales: El tráfico de gestión de red disminuye. Ofrece mayor escalabilidad. Añadir capacidad de gestión consiste simplemente en instalar otra estación de bajo coste en el lugar deseado. El uso de múltiples estaciones de gestión elimina el único punto de fallo que existe en los esquemas centralizados.

19 Esquema de un sistema de gestión de red distribuido Clientes de gestión (PCs, estaciones) Servidor de gestión Recursos de red (servers, routers, etc.) con agentes Aplicación de gestión MIB Elementos de gestión Proxies) Servidor de gestión Aplicación de gestión MIB Proxies Hasta ahora suponíamos que todos los elementos de la red tenían un NME con un software de gestión común a toda la red. Actualmente esto no siempre es posible. Podemos tener elementos antiguos que no soporten los estándares, pequeños sistemas que no tengan capacidad para soportar el NME completo o elementos como modems, multiplexores, etc. que no soporten software de gestión. Para gestionar estos elementos utilizaremos proxies que trataremos en profundidad más adelante.

20 Proxies El proxy tiene conectados varios elementos que gestiona. Cuando queremos obtener información o controlar uno de estos elementos, el nodo de gestión se comunica con el proxy y este traslada la petición al elemento correspondiente y devuelve la información haciendo las conversiones necesarias (por ejemplo para protocolos propietarios, o almacenando la MIB del elemento). Aplicación de gestión Proxy Elemento propietario Operaciones estándar Operaciones propietarias

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