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Funktionalität der CNM-Anwendung im Überblick

Inhalt

Überblick

Customer Network Management (CNM) bezeichnet die kontrollierte Weitergabe von Managementinformationen durch den Anbieter eines Kommunikationsdienstes an die Dienstnehmer. CNM ermöglicht es den Dienstnehmern, sich über den Zustand und die Qualität der abonnierten Dienste zu informieren und diese in eingeschränktem Maße selbst zu managen. CNM trägt dem Paradigmenwechsel vom komponentenorientierten zum dienstorientierten Management dadurch Rechnung, daß nicht mehr ausschließlich "low-level-Daten" - wie z.B. Management Information Base (MIB)-Variablen der Komponenten - betrachtet werden, sondern aussagekräftige Informationen über die Einhaltung der vertraglich ausgehandelten Dienstvereinbarungen. Im folgenden wird die Funktionalität der Customer Network Management Anwendung für das Münchener Wissenschaftsnetz (MWN) beschrieben. Eine CNM-Anwendung steht bereits ab August 2000 den Netzverantwortlichen der am MWN angeschlossenen Einrichtungen zur Verfügung, um sie mit aktuellen und historischen Informationen über den Zustand und die Qualität des MWN zu versorgen. Neben einer Beschreibung der Funktionalität soll ein Überblick über die wesentlichen Neuerungen gegeben werden. Denn insbesondere auf Basis der neuen Topologiemodellierung ist es nun möglich, eine große Anzahl von Netzelementen und deren vielschichtige Zusammenhänge einfach und intuitiv dargestellen zu können. Zusätzliche Kennzahlen beschreiben weitere Qualitätsmerkmale des MWN. Weiterhin ermöglicht der Einsatz von JavaWebStart erhebliche Performanceverbesserungen (durch Caching) und die Implementierung von bisher nicht möglicher Funktionalität.

Münchener Wissenschaftsnetz (MWN)

Mit dem Münchner Wissenschaftsnetz (MWN) verbindet das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) diverse Standorte von Hochschulen und Forschungseinrichtungen im Münchner Raum untereinander und stellt die Konnektivität zum weltweiten Internet bereit. Wesentlicher Bestandteil des MWN ist ein Kernnetz (Backbone) mit einer Bandbreite von 10000/1000 MBit/s (Gigabit Ethernet). An dieses Kernnetz sind die einzelnen Standorte mit Geschwindigkeiten von 64 KBit/s bis zu 10000 MBit/s angeschlossen. Als zentrale Komponente in der sternförmigen Topologie des MWN dient der sogenannte Backbone Switch (vgl. Abbildung 1). Der Backbone Switch übernimmt dabei keine Routingfunktionalität, d.h. er taucht z.B. in einem traceroute nicht auf.

CNM für das MWN

Die CNM-Anwendung visualisiert die sternförmige Topologie des MWN mit Hilfe von hierarchisch organisierten Karten. Ausgehend vom MWN Backbone (vgl. Abbildung 1) können die Benutzer durch diese Karten navigieren, und sich in die entsprechenden Standort "hineinzoomen". Standorte werden dabei durch große Kreise dargestellt und die damit referenzierten Karten sind durch die roten Pfeile in denentsprechenden Komponentensymbolen erkennbar. Zu jedem Standortnamen wird zusätzlich in Klammern der an diesem Standort existierende Router angegeben. Vierecke symbolisieren aktive Komponenten, d.h. die im MWN existierenden Router und zentralen Switches. Die Topologiedarstellung innerhalb der CNM-Anwendung beschränkt sich auf das Kernnetz des MWN. D.h., zu jedem Routerinterface werden nur die dort angeschlossenen Einrichtungen oder Gebäudeteile mit einem kleinen Rechteck dargestellt. Die detaillierten Strukturen von Institutsnetzen oder von konkreten Gebäubeverkabelungen werden nicht einbezogen. Linien zwischen Standorten und/oder Komponenten stellen Ethernet Punkt-zu-Punkt Verbindungen (10000 MBit/s, 1000 MBit/s, 100 MBit/s oder 10 MBit/s) dar.

Abbildung 2 zeigt beispielsweise die Standorte Internet/G-WiN und Großhadern. Über den Router csrwan im Standort Internet/G-WiN ist das MWN mit dem nationalen Wissenschaftsnetz des DFN-Vereins (siehe http://www.dfn.de) verbunden. Zusätzlich ist am Router csrwan die Demilitarisierte Zone} (DMZ) angeschlossen. In der DMZ sind nach außen gerichtete Serverdienste des LRZ (wie zum Beispiel WWW, EMail, Proxy, News usw.) angesiedelt, um im MWN intern striktere Sicherheitsanforderungen realisieren zu können.

Neben diesen topologischen Informationen wird zu allen Verbindungen die konfigurierte Bandbreite [MBit/s] angezeigt. Die Topologie- und Bandbreiteninformationen werden alle 3 Stunden aktualisiert.

In Anlehnung an Managementplattformen werden die Zustände der im MWN existierenden Komponenten (z.B. Router, Verbindungen) durch entsprechende Einfärbung in den Karten gekennzeichnet. Die Bedeutung der einzelnen Farben orientiert sich dabei an der im Bereich des Managements üblichen Semantik: Grün bedeutet OK, Gelb Warnung, Rot Fehler und Blau bedeutet Zustand unbekannt. Alle Zustandsinformationen einer Karte werden korreliert und entsprechend an übergeordnete Karten propagiert, so dass ein einziger Blick auf den Backbone Auskunft über den aktuellen Zustand oder eventuelle Probleme im Zusammenhang mit dem MWN gibt. Der Zustand eines Routers wird aus dem Zustand seiner Interfaces berechnet. Analog wird der Zustand einer Punkt-zu-Punkt Verbindung aus den Zuständen der Routerinterfaces der beiden Verbindungsendpunkte berechnet. Da Institutsnetze und Gebäudeverkabelungen nicht in die CNM-Anwendung einbezogen werden, können ihre Zustände auch nicht berechnet werden. Dementsprechend werden die durch kleine Rechtecke in der Anwendung dargestellten Netze der angeschlossenen Einrichtungen Blau eingefärbt (Zustand unbekannt).

Die genannten Zustandsinformationen werden alle 5 Minuten neu bestimmt. Neben diesem aktuellen Zustand der Router und Verbindungen ist eine historische Analyse des Zustands im MWN möglich. Abbildung 3 zeigt beispielsweise eine historische Statistik über die Zustände des Routers csrkic am Standort Großhadern in der Woche ab dem 13. Februar 2005. Der Zustand Warning am Mittwoch wurde durch eine geplante Aufrüstung der lokalen Switchinfrastruktur verursacht. Neben der Veranschaulichung des Status als Funktion der Zeit wird zusätzlich noch die prozentuale Verteilung des Zustands der jeweiligen Komponente auf die beschriebenen Status bereitgestellt.

Verfügbare Kennzahlen

Neben diesen Fehlermanagementinformationen bietet die CNM-Anwendung Performanceinformationen über die augenblickliche Lastsituation im MWN. Anhand der Statistiken zu Komponenten lassen sich eventuelle Leistungsengpässe innerhalb eines Routers oder Switches ablesen:

Zu Verbindungen zeigen die folgenden Statistiken die aktuelle Lastsituation:

Die Kennzahlen Auslastung und Durchsatz können statt als Text auch als farbige Pfeile an den Verbindungen visualisiert werden. Die Bedeutungen der verwendeten Farben werden hierbei in einer kleinen Legende unten links dargestellt.

Alle diese Statistiken werden in 5 Minuten-Intervallen aktualisiert. Neben diesen aktuellen Werten können ebenfalls die entsprechenden historischen Tages-, Wochen- und Monat- und Jahresstatistiken abgerufen werden.

In Abbildung 4 wird beispielhaft der Verlauf des Durchsatzes anhand der Verbindung des MWN zum G-WiN dargestellt. Die Abbildung zeigt zwei Graphen (Hin- und Rückrichtung) für den Durchsatz [MBit/s] der Verbindung zwischen den Routern csrwan und Backbone Switch in der Woche ab dem 6. März 2005. Darüber hinaus werden die im Beobachtungszeitraum aufgetretenen Minimal, Maximal- und Durchschnittswerte berechnet und dargestellt. Für Wochen und Monats- und Jahresstatistiken findet aus Darstellungsgründen eine Aggregation durch Mittelwertbildung statt und daher kann die Darstellung des Verlaufs von Verbindungsstatistiken weiter verfeinert werden: Mittels des Menüpunkts kann von der Darstellung des Verlaufs der Hin- und Rückrichtung (d.h der Mittelwerte) auf eine detaillierte Darstellung entweder der Hin- oder der Rückrichtung gewechselt werden. Diese Detaildarstellungen zeigen zusätzlich den Verlauf der Minimal-, Mittel- und Maximalwerte der gewählten Verbindungskennzahl.

In Abbildung 5 wird die CPU-Auslastung eines Routers am Beispiel csr1cz dargestellt. Der Graph zeigt den Verlauf der CPU-Auslastung in der Woche ab dem 6. Februar 2005. Zusätzlich wird die minimale, maximale und durchschnittliche Auslastung in diesem Woche angegeben.

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18. März 2005