Motivation. Kapitel 11: Web-basiertes Management. Web-Server. Web-basiertes Management

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1 Fachgebiet Kommunikationsnetze Technische Universität Ilmenau Motivation Kapitel 11: basiertes Management Proxy-Ansatz CGI/Java JMX CORBA WBEM Nachteile beim Einsatz herkömmlicher Managementplattformen: proprietäre Datenformate proprietäre Programmierschnittstellen proprietäre Benutzerführung und Darstellung hohe Hardwareanforderungen Plattformabhängigkeit mangelnde Leistungsfähigkeit (in Teilbereichen) unzureichende Integration gerätespezifischer Lösungen Heterogenes Management durch Vielzahl von Managementlösungen! PuVvKn, SS basiertes Management Definition: (Netzwerk-)Management unter Nutzung von Technologien wie HTML, HTTP, Java, Corba,... Vorteile: Plattform-/Betriebssystemunabhängigkeit Browser meist ausreichend Ortsunabhängigkeit Internet-Zugang einzige Voraussetzung effiziente Ressourcennutzung keine dedizierte Managementstation notwendig Einheitlichkeit (?) einheitliche Darstellung/Programmierschnittstellen Kompatibilität (?) vereinfachte Zusammenarbeit unterschiedlicher Systeme PuVvKn, SS Idee: Integration eines s in zu verwaltenden Komponenten Anfragen mittels Browser über HTTP ("Front-End") muss Anfragen auf die internen Ressourcen (Managementobjekte) der Geräte umsetzen HTTP einfache Bedienung, geeignet für die Verwaltung einzelner Geräte (v.a. Konfigurationsmanagement) Skalierbarkeitsprobleme in größeren Netzen PuVvKn, SS Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 1

2 Proxy-Ansatz Proxy-Ansatz Beispiel Idee: dedizierter Management- übernimmt Kommunikation mit einzelnen Komponenten (SNMP, CMIP,...) Client kommuniziert mit Management- über HTTP Variante: Client "tunnelt" SNMP/CMIP-Pakete, Umsetzung durch Management- HTTP Management- SNMP Multi Router Traffic Grapher (MRTG) erzeugt HTML-n mit Auslastungsstatistiken Zugriff auf Systeme per SNMP (realisiert mit CGI-Skripten in Perl/C) einfache Integration bestehender Managementprotokolle Management- kann komplexe Operationen bereitstellen und auf Netzstruktur abbilden (z.b. Fehlersuche) PuVvKn, SS PuVvKn, SS Realisierung der Managementoperationen Java Management Extensions (JMX) Möglichkeiten: 1. im Management- durch SSI/CGI-Skripte/Servlets hohe Belastung des s durch CGI-Skripte eingeschränkte Funktionalität durch rel. statische n 2. lokal (innerhalb des Browsers) durch Applets Managementanwendung (Applet) wird von geladen und kommuniziert direkt mit den Komponenten (z.b. über SNMP) umfangreiche Anwendungen realisierbar Applet HTTP SNMP SNMP PuVvKn, SS erste Aktivitäten Anfang 1999 "Final Draft" der Basis-Spezifikation im August 2000 beteiligt u.a. Alcatel, IBM, Motorola, SUN,... Eigenschaften & Ziele: JMX betrachtet Management für und durch Java universelle Java-Erweiterung für Managementaufgaben Verwaltung beliebiger Ressourcen Nutzung aktueller Technologien (z.b. Java-Beans, Jini,...) Unabhängigkeit von Manager (SNMP, CMIP, Java,...) Unabhängigkeit von Informationsmodell einfache Erweiterbarkeit Manager en Intelligenz und Autonomie der en PuVvKn, SS Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 2

3 JMX Architektur (I) JMX Architektur (II) Manager 1 Browser Protokoll- Connectoren Adaptoren SNMP HTML MBean- Dienst (MBean) Bean MBean JMX- Manager MBean JMX-Management- Anwendung Verteilte Dienste 2 en Instrumentierung Basis: Java-Beans (wiederverwendbare Java-Objekte) MBean Objektrepräsentation einer verwaltbaren Ressource (vgl. Managed ) wohldefinierte : Attribute, Operationen, Benachrichtigungen können von anderen MBeans/Managementanwendungen erzeugt werden JMX- durch Dienste dynamisch erweiterbarer zur Ressourcenverwaltung Dienste als MBeans implementiert enthält MBeans, die über einen MBean- angesprochen werden Protokoll-Adaptoren ermöglichen Zugriff auf MBeans über HTML u. SNMP Connectoren ermöglichen transparenten Zugriff auf MBeans über HTTP/TCP, HTTP/SSL, RMI (Remote Method Invocation) JMX-Manager Verdichten/Verteilen von Daten von/an mehrere(n) en, für bestehende Managementanwendungen (SNMP,...) Java Virtual Machine PuVvKn, SS PuVvKn, SS JMX Basisdienste JMX Erweiterbarkeit Dynamisches Nachladen von Diensten (Class Loading) <MLET>-Tag Überwachung von Attributen beliebiger MBeans (Monitoring) Senden von Benachrichtigungen zu vordefinierten (evtl. periodischen) Zeitpunkten (Timer) Definition von Relationen zwischen MBeans (Relations) Hierarchiebildung durch Master-/Sub-s (Cascading) Auswahl u. Filterung (Query and Response) Auswahl einer spezifischen Menge von MBeans Auffinden von JMX-en im Netz (Discovery) Erkennung von Verbindungsabbrüchen (Heartbeat) Dynamisches Nachladen von Diensten/Klassen implementiert als Dienst des MBean-s Einbinden in Webseiten durch <MLET>-Tag Pull: Laden von Diensten auf Initiative des en Push: Laden von Diensten auf Initiative des Managers <MLET A> <MLET B>... "PULL" Dienst MBean- Dienst Java Virtual Machine MBean "PUSH" Dienst Manager PuVvKn, SS PuVvKn, SS Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 3

4 JMX Bewertung Common Architecture Erweiterbarkeit & "Intelligenz" der en komplexere Operationen können lokal beim en ausgeführt werden, sobald entsprechender Dienst vorhanden einfache Verwaltung von Java-Anwendungen ergibt sich mit sehr geringem Aufwand beim Einsatz von JMX Protokollunabhängigkeit MBeans unabhängig vom verwendeten Managementprotokoll Effizienz nicht nachgewiesen Protokolloverhead, Java-Interpreter etc. Effizienz der Protokolladaptoren Abhängigkeit von der Programmiersprache Java Informationsmodell gegeben durch n der MBeans 1991 erste Version durch Management Group (OMG) CORBA ermöglicht eine orts-, plattform- und implementierungsunabhängige Interaktion von Objekten ORB findet Zielobjekt und führt Kommunikation durch hierzu evtl. auch Kommunikation mit weiteren ORBs durch IIOP (Internet Inter-ORB Protocol) strenge Trennung von Implementierung und durch (Interface Definition Language) Client Implementierung (ORB) PuVvKn, SS PuVvKn, SS Interface Definition Language Interface Definition Language isoliert die von der Implementierung! Definition der Objektschnittstelle mittels Operationen, Parameter, Typen, Ausnahmen,... programmiersprachenunabhängig PuVvKn, SS PuVvKn, SS Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 4

5 Interface Definition Language Interface Definition Language Objektimplementierung Wrapper Existierende Implementierung Objekts können in unterschiedlichen Programmiersprachen implementiert werden C, C++, Smalltalk, Ada, COBOL, Visual Basic,... Als Implementierung können auch hergenommen werden: Umhüllte bereits existierende Objekte (wrapped legacy objects) Durch Werkzeuge erzeugte Objekte Von Drittanbietern eingekaufte Objekte... PuVvKn, SS PuVvKn, SS Interface Definition Language Interface Definition Language Objektimplementierung Implementierung Objektimplementierung Die selbe -Beschreibung legt auf der die fest. Wie bereits bei der -Implementierung kann der Client (d.h. das Anwendungsprogramm) von Hand implementiert, durch ein bereits existentes oder gekauftes Programm realisiert oder maschinell erzeugt werden. PuVvKn, SS PuVvKn, SS Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 5

6 CORBA- (ORB) nbeschreibung in CORBA- Implementierungsskelett Stubs Implementierungsablage Implementierung nablage Ein ORB kapselt Informationen über: Ort, Implementierung und Ausführungszustand eines Objekts Art der Kommunikation mit den Objekten Statischer Aufruf: Stub: Erzeugen von CORBA-Anfragen aus Client Skeleton: Versenden von CORBA-Anfragen an Objekt Dynamischer Aufruf: über DII/DSI (Dynamic Invocation/Skeleton Interface) Client Implementierung DII Stub ORB Interface DSI Skeleton Adapter (ORB) PuVvKn, SS PuVvKn, SS Management Architecture (OMA) Management Architecture (OMA) Application Interfaces: spezifische Anwendungen Domain Interfaces: n für spezifische Anwendungsgebiete z.b. E-Commerce, Telemedizin Common Facilities: universell von Anwendungen nutzbare Dienste z.b. Datenaustausch, Drucken, Datenbankzugriff Services: allgemein nutzbare Dienste z.b. Erzeugen und Auffinden von Objekten Application Interfaces Domain Interfaces Common Facilities Anwendungsschnittstelle (Application Interfaces) Allgemeine Dienste (Common Facilities) (ORB) Services PuVvKn, SS Objektdienste ( Services) PuVvKn, SS Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 6

7 CORBA Services Interface Definition Language () CORBA- Services (Realisierung als CORBA-Objekte): Trading Ermitteln von Objekten anhand Eigenschaften Naming Abbildung von Objektreferenzen auf verständliche Namen Events Versand asynchroner Benachrichtigungen Transactions 2-Phasen-Commit etc. Persistence Zustandssicherung Security Zugriffskontrolle, Authentifizierung, Vertraulichkeit... Eigenschaften: definiert zulässige Operationen und Datentypen eines Objekts deklarativ, objektorientiert, programmiersprachenunabhängig Abbildungen auf Java, C/C++, Smalltalk,... durch -Compiler Datentypen: Basis-Datentypen: z.b. short, long, float, double, char, string, boolean,... zusammengesetzte Datentypen: structure, sequence, union, array n-definitionen enthalten Datentypen, Konstante, Attribute, Ausnahmen, Operationen Modul-Definitionen Gruppieren von n-definitionen PuVvKn, SS PuVvKn, SS Beispiel CORBA Bewertung module Telematik { // Daten eines Netzwerkadapters struct Network_Adapter { string mac_address; long speed; boolean working_status; }; // Daten eines Endsystems interface Telematik_Host: Telematik_s { readonly attribute long uptime; attribute Adapter network_interface; long get_interface_speed (); void set_connectivity (in boolean value) }; }; PuVvKn, SS objektorientiert erleichtert komplexen Entwurfsprozess verteilter Systeme verbesserte Modellierung von Managementinformationen orts- und plattformunabhängig hersteller- und programmiersprachenunabhängig Integration anderer Managementstandards möglich Abbildungen von GDMO und SMIv2 sind vorhanden Interoperabilität von Managementplattformen wird gewährleistet Unterstützung durch Hersteller ist gegeben fehlende Effizienz von CORBA hoher Ressourcenbedarf hoher Protokolloverhead ausschließl. Nutzung zuverlässiger Transportdienste (z.b. TCP) PuVvKn, SS Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 7

8 Based Enterprise Management (WBEM) Common Information Model WBEM-Initiative 1996 gegründet von Cisco, Intel, Microsoft, übergeben an Desktop Management Task Force (DMTF) Ziel: Vereinheitlichung des Managements durch Nutzung von Internet-Techniken Definition eines einheitlichen Informationsmodells Integration existierender Standards Bestandteile: CIM (Common Information Model) Modellierung von Managementinformationen xmlcim Kodierung von CIM in XML (Extensible Markup Language) CIM Operations on HTTP Abbildung von CIM auf HTTP (Nachrichtenformat etc.) Eigenschaften von CIM: objektorientiert (basiert auf Unified Modeling Language) implementierungsunabhängig Modellierung von Managementinformationen einzelner Geräte & Modellierung von Managementinformationen zwischen Managementanwendungen Components Managed System Element Name String Description String ShortDescription String In Use BOOL Installed BOOL CIM Meta-Modell definiert die zulässigen Konstrukte zur Beschreibung von CIM-Schemata (Klassen, Attribute, Methoden, usw.) CIM-Schema = Menge von Klassen u. deren Beziehungen z.b. Schema "Netzwerkdrucker" * * Logical Element * Version String * Dependency PuVvKn, SS PuVvKn, SS CIM Modelle (I) CIM Modelle (II) CIM (derzeit V2.35, seit 7. Januar 2013) gliedert sich in 3 sog. "Modelle": Kern (Core Model) Allgemeine Erweiterungen (Common Model) Spezifische Erweiterungen (Extension Model) System APPS Core Quelle: Device Kern: Grundlegende, "abstrakte" Elemente des Bereiches Management Unterteilung in physikal./log. Elemente alle weiteren Komponenten (Anwendungen, Netzwerke,...) werden als Erweiterungen des Kerns betrachtet Allgemeine Erweiterungen: Erweiterungen des Kerns um allgemein verwendbare Objekte Netzwerke (Dienstzugangspunkte, Protokolle,...), Geräte (CPU, Speicher,...) usw. technologieunabhängig Spezifische Erweiterungen: hersteller-/gerätespezifische Erweiterungen technologieabhängig (Betriebssysteme, Netzwerkkarten,...) PuVvKn, SS PuVvKn, SS Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 8

9 CIM Beispiel CIM Architektur abstrakte Sicht auf eine Netzwerkschnittstelle: Objekt ist Teil der allg. Erweiterungen (Common Model) abgeleitet von der Klasse "LogicalDevice" dargestellt im MOF (Managed File) Format class CIM_NetworkAdapter : CIM_LogicalDevice { MaxLen (64), Description... string PermanentAddress; MaxLen (64), Description... string NetworkAddresses; Description... Units ("Bits per Second"), uint64 Speed; Description... Units ("Bits per Second"), uint64 MaxSpeed; Description... boolean FullDuplex; Description... boolean AutoSense; Description... uint64 OctetsTransmitted; Description... uint64 OctetsReceived; }; PuVvKn, SS CIM Manager: Verwaltung/Zugriff auf Managementinformationen & Repository CIM Repository: Speicherung von Managementinformationen (statische Klassendefinitionen/-Instanzen, Schemata, Zugriffsrechte,...) Provider: einheitliche zu verwalteten Objekten (auch CIMOM mögl.) SNMP Managementanwendung CIM Manager Provider xmlcim/http xmlcim/http Provider Repository xmlcim/ HTTP XML PuVvKn, SS WBEM Bewertung Unterstützung durch Hersteller WMI (Windows Management Instrumentation) von Microsoft Solaris-WBEM von SUN mächtiges, objektorientiertes Informationsmodell universelles Datenformat XML Integration existierender Standards nachlassende Begeisterung nach überschwänglichem Beginn fehlende Interoperabilität bestehender Implementierungen Transportmechanismen (xml/cim, HTTP) erst Mitte 1999 definiert konkurrierende Ansätze: Microsoft (COM, DCOM) SUN (Java) rel. hohe Hardware-Anforderungen an WBEM-konforme Geräte en wesentlich einfacher PuVvKn, SS Literatur (I) "CORBA: Integrating Diverse Applications Within Distributed Heterogeneous Environments", S. Vinoski, IEEE Communications Magazine, Vol.43, No.3, Februar, 1997 "A Discussion of the Management Architecture", Management Group, Januar 1997, _architecture.htm "The Common Architecture and Specification", Revision 2.3.1, Management Group, Oktober 1999, "Client/ Programming with Java and Corba", R. Orfali und D. Harkey, John Wiley & Sons, Inc. New York 1998 "based Enterprise Management Architecture", J.P. Thompson, IEEE Communications Magazine, März 1998 (z.t. veraltet) "CIM Schema: Version 2.4", Desktop Management Task Force, 1999/2000 PuVvKn, SS Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 9

10 Literatur (II) "CIM Schema White Papers", Desktop Management Task Force, 1999/2000 "CIM Tutorial", Desktop Management Task Force, 1999/2000 "Based Enterprise Management (WBEM) Standards", Desktop Management Task Force, 1999/2000 "Alles neu macht das Web WBEM, Standard zur Infrastrukturverwaltung", U. Jörgens. und M. Kuschke, ix, Juli 2000, PuVvKn, SS Fachgebiet Kommunikationsnetze, Prof. Jochen Seitz 10

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