Dokumentation zum Vortrag

Transkript

1 Dokumentation zum Vortrag Thema: Netzwerkmanagement in der Industrie Vortragstag: Fach: Anwendung Rechnernetze Von: (Inf03) Dozenten: Prof. Dr.-Ing. K. Hartmann Prof. Dr. rer. nat. U. Heuert Seite 1 von 1

2 1 Gliederung 1 GLIEDERUNG VORWORT DEFINITIONEN WAS BEDEUTET NETZWERKMANAGEMENT? MANAGEMENT ÜBERSICHT KATEGORISIERUNG ISO FCAPS MODELL Historisches Das FCAPS-Modell Realisierung PROTOKOLLE Allgemeines SNMP WMI Netflow SAA PROGRAMME KOMMERZIELLE SOFTWARE Allgemeines CA Spectrum HP OpenView IBM Tivoli Evalesco Sysorb Paessler IPCheck FREIE SOFTWARE Allgemeines OpenNMS OpenSMART FAZIT QUELLEN INTERNET Definitionen und Protokolle Software BÜCHER Seite 2 von 2

3 2 Vorwort Das Thema Netzwerkmanagement in der Industrie umfasst eine Vielzahl von Themenbereichen im täglichen Umgang mit Netzwerken in der Industrie. Viele dieser speziellen Themen werden von anderen Komelitonen detailliert vorgestellt. Von den Bereichen Verwaltung über spezielle Protokolle bis hin zu Hardware ist das Thema Netzwerkmanagement so umfassend, dass im Rahmen eines Vortrags von 30 Minuten nur ein Überblick gegeben werden kann. Die vorgestellte Software ist nur ein Auszug der vorhandenen Standardlösungen. Für verschiedene Aufgaben gibt es eine noch höhere Anzahl von Lösungen. Hier kann man keine allgemeingültige Antwort auf die Frage Was muß ich nutzen, um...? geben. Diese Frage muß individuell auf das jeweilige Problem untersucht und beantwortet werden. 3 Definitionen 3.1 Was bedeutet Netzwerkmanagement? Am Anfang eines jeden Themas stellt sich immer die Frage, was man bei diesem Thema zu erwarten hat. In diesem Falle stellt sich also die Frage, was Netzwerkmanagement denn bedeuten soll. Eine gut verständliche Definition kommt stammt aus Wikipedia: Unter Netzwerkmanagement versteht man die Verwaltung, Betriebstechnik und Überwachung von IT-Netzwerken und Telekommunikationsnetzen. Im Englischen ist für Netzwerkmanagement die Abkürzung OAM weit verbreitet. Dies steht für Operation, Administration and Maintenance, was sehr präzise aussagt worum es bei Netzwerkmanagement geht. Das Überwachen von Netzwerken erfolgt mittels Netzwerk-Monitoring. Unter Netzwerk-Monitoring versteht man die Überwachung und regelmäßige Kontrolle von Netzwerken, deren Hardware und Diensten. Dabei unterscheidet man in folgende Bereiche: Intern: ohne zusätzliche Hardware Extern: zusätzliches Monitoring-Gerät ans Netz angeschlossen Aktiv: zusätzliche Daten werden ins Netz gesendet Passiv: es wird nur mitgehört Seite 3 von 3

4 3.2 Management Die folgende Grafik zeigt, dass Netzwerkmanagement eine sehr wichtige Rolle im Unternehmensmanagement einnimmt. Es übernimmt die Rolle zwischen der Planung und dem Betrieb, wobei die Betriebsüberwachung ins Netzwerkmanagement hinzugezählt wird. [Quelle: Integriertes Management vernetzter Systeme ] In dieser Grafik ist auch zu erkennen, dass gern zwischen Dokumentation und Protokollierung unterschieden wird. Eine Dokumentation im Sinne von Planungsdokumentation, Handbüchern und Nutzeranleitungen ist nicht Bestandteil des Netzwerkmanagements. Die Dokumentation im Sinne von Abnahmetests und Fehlerprotokollen ist Aufgabe des Netzwerkmanagements, wird hier aber selten als Dokumentation bezeichnet. Seite 4 von 4

5 4 Übersicht 4.1 Kategorisierung Das Netzwerkmanagement umfasst eine Vielzahl von Arbeitsbereichen. Diese sind klar in Gruppen unterteilt und eine Software zum Netzwerkmanagement umfasst mindestens eine dieser Gruppen. Es existieren verschiedene Modelle des Netzwerkmanagements. Neben dem ISO- Standard FCAPS gibt es z.b. auch noch ITIL 1 von IBM. Da FCAPS ein freier Standard der ISO ist und die Gruppen sehr gut verständlich aufteilt, soll hier daher nur dieses Modell betrachtet werden. 4.2 ISO FCAPS Modell Historisches 1996 wurde von der ITU-T 2 der Standard M.3010 eingeführt, welcher das Telecommuncations Management Network (TMN) Framework beschreibt wurde von der ITU-T M.3400 vorgestellt, welches das FCAPS-Modell beinhaltet. Dies wurde von der ISO ins OSI Network Management Model übernommen Das FCAPS-Modell Bei FCAPS steht jeder Buchstabe für einen Bereich des Modells, wobei die Aufgaben klar definiert sind: (F) Fault Management / Fehlermanagement: Erkennen, protokollieren, melden und beheben von auftretenden Fehlerzuständen (C) Configuration Management / Konfigurationsmanagement: Erfassung aller Komponenten (Configuration Items), die überwacht werden müssen. (A) Accounting Management / Abrechnungsmanagement: Erfassen der Benutzung des Netzes, so dass Rechnungen gestellt werden können (P) Performance Management / Leistungsmanagement: Verkehrswerte/Leistungsdaten sammeln und Statistiken führen, Grenzwerte festlegen (S) Security Management / Sicherheitsmanagement: Authentifizierung von Benutzern, Autorisierung von Zugriff und Nutzung 1: Information Technology Infrastructure Library 2: International Telecommunication Union (ein Teil der UNO), Telecommunication Standardization Sector (ITU-T), gibt Empfehlungen für Standards aus, Sitz in der Schweiz Seite 5 von 5

6 Die folgende Grafik zeigt etwas ausführlicher die Aufgaben der Bereiche des FCAPS- Modells. Die nachfolgende Grafik zeigt das TMN-Framework, welches vor FCAPS entwickelt wurde. Hier werden die Bereiche jedoch aus einer anderen Sicht unterteilt. Statt gleichrangiger Gruppen mit definierten Aufgaben hat man hier eine Pyramide abhängiger Gruppen. Seite 6 von 6

7 4.2.3 Realisierung Ein Großteil des FCAPS-Modells wird mit rechnerbasierten Netzwerkmanagementsystemen unterstützt. Zählt man zu rechnerbasierten Systemen auch die intelligente Hardware hinzu, wie z.b. Router oder Switsches (z.b. Layer3- Switches), so kann man heute sagen, dass nahezu alle Bereiche von rechnerbasierten Systemen unterstützt wird. Veraltete Technik wie Hubs sind heute kaum noch im Einsatz. Es gibt bei der Realisierung des FCAPS-Modells aber auch erhebliche Probleme. Ein Netzwerkmanagementsystem umfasst in der Regel nur einen kleinen Teil des Modells. Durch die Vielzahl von Geräten, Software und Nutzern gibt es auch eine Vielzahl von zu managenden Aufgaben. Verschiedene Aufgaben erfordern also auch verschiedene Netzwerkmanagementsysteme. Ein umfangreiches Management erfordert daher eine Vielzahl von Netzwerkmanagementsystemen. Eine Komplettlösung gibt es nicht. Einige Umfangreiche Netzwerkmanagementsysteme realisieren zwar mehrere Bereiche des FCAPS-Modells, aber diese Systeme sind meist auf die Hardware eines Herstellers spezialisiert. Auf Grund der Probleme nutzen viele Firmen kein umfassendes oder gar kein Netzwerkmanagementsystem. Leider ist dies oft auch der Grund, warum man bei Anfragen nach den verwendeten Systemen keine Antwort erhält. Meist werden Tools erst zum aufspüren von Fehlern genutzt, statt Diese im Vorfeld bereits frühzeitig zu erkennen und reagieren zu können. Seite 7 von 7

8 4.3 Protokolle Allgemeines Im Bereich Netzwerkmanagement ist eine Vielzahl von Protokollen im Einsatz. Die häufigsten sind SNMP und WMI. In größeren Netzwerken kommt häufig auch Netflow und SAA zum Einsatz. Für nationale und internationale Kommunikationsnetzwerke werden ausschließlich Protokolle genutzt, die nicht wie SNMP mit Polling arbeiten. Diese Netze sind aber bei Firmen nicht im Einsatz. Dort kommen die kleineren Netze zum Einsatz, für welche SNMP nutzbar ist. Daher beschränke ich mich auch auf eine Auswahl von Protokollen für lokale Netzwerke SNMP Das Simple Network Management Protocol (SNMP) ist das meist genutzte Protokoll für Netzwerkmanagement. Auch andere Protokolle greifen auf SNMP zurück. SNMP hat verschiedene Einsatzbereiche. So können mittels GET- und SET-Routinen die Konfigurationen verschiedener Geräte abgerufen und sogar geschrieben werden, wodurch eine Fernsteuerung sowie eine Fehlererkennung möglich ist. Auch der Einsatz als passive Überwachungskomponente ist möglich. Mittels TRAP sind auch unerwartete Nachrichten möglich, welche ein Ereignis wiederspiegeln. Dadurch ist zum Beispiel Fehlerbenachrichtigung möglich. Genauer möchte ich jetzt nicht auf die Funktionsweise eingehen, da dies ein Thema für sich ist und hier zuweit gehen würde. Es sei hier noch erwähnt, dass SNMP-Pakete durch ASN.1 beschrieben werden. Die zu managenden Objekte (MOs) werden in einer Management Information Base (MIB) beschrieben. Der Datenaustausch erfolgt über UDP. Die neueste Version von SNMP ist seit 2002 SNMPv3. Ursprünglich waren in SNMP keine Sicherheitsmechanismen enthalten. Dies sollte mit SNMPsec nachgeholt werden, welches jedoch nie zum Einsatz kam. Statt dessen wurde es in SNMPv2 integriert. Doch auch hier waren Sicherheitsvorkehrungen noch sehr schlecht möglich. Daher wurde zu SNMP oft auch Security is not my problem gesagt. Ab SNMPv3 sind eine Vielzahl Sicherheitsmerkmale hinzugekommen, die auch in den RFCs ausführlich beschrieben werden. Die Sicherheit wird aber leider durch eine gestiegene Komplexität begleitet, auch durch die Verwendung einer Schlüsselverwaltung, weswegen sich SNMPv3 trotz gestiegener Sicherheit noch nicht so stark verbreitet hat wie der Vorgänger SNMPv2. Seite 8 von 8

9 SNMP ist ein Protokoll für die Kommunikation verschiedener Geräte untereinander. So können nicht nur Computer ihre MOs im Netz ansteuern, sondern auch andere Peripheriegeräte können mittels SNMP verwaltet werden. Sie müssen dazu nur mit intelligenter Steuerung ausgestattet werden. Ob nun ein Drucker mit Mikroprozessor nun als rechnerbasiertes System bezeichnet wird, bleibt weiterhin jedem selbst überlassen. In meinen Augen bleiben diese Geräte weiterhin Peripherie mit intelligenter Steuerung, sind jedoch nicht rechnerbasiert WMI Windows Management Instrumentation (WMI) ist in allen aktuellen Windowssystemen enthalten. Auf älteren Systemen kann es meist nachgerüstet werden. Mit WMI kann man ALLE Systemfunktionen von Windows überwachen. Es ist lokal auf einem Computer sowie über Netzwerk abrufbar. Dabei können die Informationen nicht nur gelesen sondern auch geschrieben werden. Dadurch ist eine Fernadministration überhaupt erst möglich. Es ist sogar möglich den Rechner ferngesteuert einem Neustart zu unterziehen oder gar ein Programm zu starten. Ab Windows Version NT5.1 (XP, 2003,...) ist ein Logon am DCOM-Port (TCP 135) für WMI erzwungen und ist somit ein integraler Bestandteil des Betriebssystems. Auch die Windows Firewall ist ohne WMI nicht lauffähig. Durch die weite Verbreitung von Windows ist auch WMI weit verbreitet. Eine Verwaltung und Überwachung von Clients und sogar Servern ist somit relativ einfach realisierbar. Seite 9 von 9

10 4.3.4 Netflow Netflow wurde von Cisco entwickelt. Inzwischen wird Netflow aber von vielen Firmen unterstützt. Am häufigsten im Einsatz ist Netflow V5. Netflow V9 ist ein offener Standard (RFC 3954) und hat so den Weg von einem Firmenstandard über einen Quasi-Standard hin zum generellen Standard abgeschlossen. Netflow ist ein passives Messverfahren. Hierbei werden Informationen über den IP- Datenstrom in das Gerät (Router, Layer-3 Switch) per UDP exportiert und von einem Netflow-Kollektor empfangen. Es dient der Datenerfassung zur Verkehrsanalyse, zur Kapazitätsplanung oder zur QoS-Analyse (Quality of Service) SAA SAA steht für Service Assurance Agent, was grob übersetzt Dienst (Zu)Sicherungs Agent bedeutet. Auch hier handelt es sich um eine Technik von Cisco. SAA wurde aus Marketinggründen umbenannt. Vorher hieß es ResponseTimeReporter (RTR), was in der heutigen Zeit der Agentensysteme im Netz scheinbar nicht mehr aussagekräftig genug war. RTR stammt aus dem Cisco-eigenen Betriebssystem IOS12, welches nicht nur auf Routern im Einsatz ist. Mit SAA erfolgt bei Routern eine Laufzeitmessung auf Applikationsebene. Bei einer Laufzeitüberschreitung greift SAA auf SNMP zurück und löst über TRAP ein Ereignis aus. Somit können die Router mit SAA an den Netzwerkmanager mittels SNMP Nachrichten senden, so dass dieser sofort weiß, wenn die Datenverbindung ein Problem hat. Mit SAA können verschiedene Laufzeiten gemessen werden. Zum einen kann der reale Datenverkehr (Web, DNS,...) überwacht werden. Zum anderen ist es möglich mit 2 Routern einen Anwendungs-Datenverkehr zu simulieren. Dabei senden sich die beiden Router gegenseitig Signale und messen die Laufzeit. Auf diese Weise müssen keine Server eingerichtet werden und man kann z.b. die Verbindung zwischen zwei Kontenpunkten überprüfen. Würde man also z.b. im Wohnheim12 auf dem Campus der FH-Merseburg einen Router haben und irgendwo im RZ steht das Gegenstück, dann könnten diese beiden Router zweckentfremdet als Wetterstationen dienen, da mit zunehmenden Regen/Neben/... die Sichtverbindung des Lasers abnimmt und somit auch die Laufzeit der Daten stark zunimmt. Zugegeben, dieses Anwendungsbeispiel ist sehr unrealistisch. Seite 10 von 10

11 5 Programme 5.1 Kommerzielle Software Allgemeines Leider machen gerade die großen Anbieter von Software ein Geheimnis aus ihren Lösungen. Man darf sich darüber informieren, was man alles damit verwalten kann, aber Demoversionen sind sehr selten. Und wenn welche vorhanden sind, dann sind diese nicht einfach einzurichten. Auf Anfragen habe ich keine Resonanz gehabt, so dass ich einen Softwaretest hier leider nicht anbieten kann. Dennoch konnte ich mich wenigstens bei IBM ein wenig über die Problemlösungen informieren, da ein paar interessante Videos zum Download angeboten wurden CA Spectrum CA Spectrum ist eine Netzwerkmanagementlösung von Computer Associates. Es wird oft als CA s SPECTRUM Solution bezeichnet, da hier verschiedene Modul verschiedene Aufgaben erfüllen und somit alle Bereiche von FCAPS abgedeckt werden können. Spectrum bietet Schnittstellen zu Produkten anderer Anbieter, was es sehr interessant macht für die Integration in existierende Systeme. Die SPECTRUM Solution ist flexibel im Angebot. Somit kann man für verschiedene Firmengrößen und verschiedene Einsatzgebiete ein dynamisches Paket zusammenstellen lassen. CA ist der einzige Anbieter, bei dem ich herausfinden konnte, wo die SPECTRUM Solution im Einsatz ist. Dazu gehöhren - Deutsche Bahn Systems - Eine Canon-Manufaktur. Damit wird etwas klar welche Leistungsfähigkeit im Netzwerkmanagementsystem steckt. Seite 11 von 11

12 5.1.3 HP OpenView OpenView von HP ist ähnlich aufgebaut wie CA s SPECTRUM Solution. Auch hier stehen verschiedene Module für verschiedene Aufgaben zur Verfügung. Nur heißt es bei HP HP OpenView management solutions. Die folgende Grafik zeigt die Möglichkeiten von HP OpenView. Man muß zwar etwas genauer hinsehen, aber dann erkennt man die Bereiche von FCAPS doch. Schlagworte wie analysis and reporting health deuten auf Fehlermanagement hin. Configuration management und Network/Server/Storage management lassen die Konfiguration erkennen. Das identity management klingt sehr stark nach Accountmanagement. Unter performance management verbirgt sich das Performancemanagement. Manchmal braucht man zwar etwas Fantasie, aber es lassen sich alle Bereiche erkennen. Seite 12 von 12

13 5.1.4 IBM Tivoli IBM Tivoli verfolgt das gleiche Konzept wie CA und HP: 1 Name für verschiedene Lösungen. Dank der Demovideos kann ich hier ein paar mehr Screenshots zeigen, welche die Leistung von Tivoli erahnen lassen. Bild 1 zeigt eine Übersicht des Account-Managment-Bereichs. Bild 2 zeigt eine Übersicht der Einsatzgebiete von Tivoli im Bereich Performance Management. Hier kann man gut erkennen, dass man nicht nur Daten auslesen und verarbeiten kann, man kann sie auch konfigurieren, um bei Bedarf mehr Leistung zu erreichen. In diesem Video war auch erkennbar, dass ein Manager in der Lage ist mit Tivoli einen angeschlossenen IBM-Server so zu konfigurieren, dass die virtuelle CPU- Auslastung bei erreichen eines Grenzwertes signalisiert wird und individuell dynamisch zur Laufzeit erhöht werden kann. Die oft grafischen Auswertungen helfen dabei die Ursachen zu finden. Bild 1 Bild 2 Seite 13 von 13

14 Bild 3 zeigt einen Performance-Optimierungsprozess. Hierbei wurde ein Problem am Beispiel einer Systemanfrage bei einer Versicherung gezeigt. Das Problem wird im Bild gerade analysiert. Der rot markierte Weg zeigt die fehlerhafte Auswirkung an. Der gelbe Weg zeigt die Ursache an. Am Ende der Ursachenkette steht eine Datenbank. Diese ist nicht defekt sondern ungewöhnlich langsam. Daher ist die Route auch nicht rot dargestellt. Aber wegen dem Geschwindigkeitsproblem konnte die Anfrage nicht beantwortet werden, was dann erst später den Fehler ausgelöst hat. Über Tivoli lässt sich die Ursache nun also erkennen. Ein Systemadministrator wird informiert und behebt das Problem an der Datenbank. Danach kann man im Video schön erkennen, wie Schritt für Schritt der gelbe Weg der Systemverzögerung wieder normal arbeitet. Oben angekommen beim Prozess wird dann schlagartig der Fehler gelöst und zieht sich auch nicht mehr bis zum Server hin. Nun können Systemanfragen wieder fehlerfrei verarbeitet werden, weil die Datenbank die Daten wieder zeitnahe liefern kann. An diesem Beispiel kann man auch gut verstehen, dass viele Bereiche des FCAPS- Modells nicht unbedingt unabhängig gelöst werden. Hier wird Fehlermanagement und Performancemanagement zusammen betrachtet. Bild 3 Seite 14 von 14

15 5.1.5 Evalesco Sysorb Evalesco Sysorb ist ein Softwaresystem was nicht alle Bereiche von FCAPS kennt. Wie bei IBM Tivoli werden auch hier Fehlermanagement und Performancemanagement zusammen betrachtet. Das der gleiche Ansatz nicht zum gleichen Ergebnis führt ist nachzuvollziehen. Auf den ersten Blick setzt Sysorb deutlich mehr auf Fehlermanagement. Man erhält eine Vielzahl von Informationen zu überwachten Geräten. Diese werden grafisch und textuell ausgewertet. Seite 15 von 15

16 5.1.6 Paessler IPCheck Paessler IPCheck ist eine Monitorsoftware einer deutschen Firma. Sie dient ausschließlich der Überwachung und somit fällt sie in den Bereich der Fehlermanagementsoftware. Beide Bilder wurden vom Anbieter auf der Seite bereitgestellt. Wie die Netzwerkstruktur im Bild 2 erstellt wurde ist mir nicht bekannt. Aber gerade dort wird sichtbar, dass diese Software mit verschiedensten Hardwarecomponenten umgehen kann und diese auch überwacht. Bild 1 Bild 2 Seite 16 von 16

17 5.2 freie Software Allgemeines Wie in jedem Bereich von Software gibt es auch für Netzwerkmanagement freie Software. Durch die hohe Komplexität der Aufgaben sind die opensource Projekte jedoch noch lange nicht so vorangeschritten wie die großen kommerziellen Solutions. Man möchte nun denken, dass man hier einfacher an Informationen über die Umsetzung von Standards kommt, doch meist muß man sich dafür an Communities anmelden und wird dann gleich mit zuviel Informationen versorgt. Auch hier ist es schwer an lauffähige und konfigurierbare Versionen zu kommen, wenn man sich nicht damit intensiv beschäftigen kann. Bilder sind leider auch Mangelware. Um nun einen besseren Vergleich machen zu können, möchte ich daher auch hier nicht auf Details eingehen sondern nur kurz die Software vorstellen OpenNMS OpenNMS ist ein zielstrebiges Projekt. Man plant eine freie Software zu entwickeln, welche ALLE Bereiche des FCAPS-Modells abdecken kann. Da dies sehr umfangreich ist, wurde dieses Ziel noch nicht erreicht. Aktuell ist OpenNMS in der Version 1.4 verfügbar. Hier werden folgende Bereiche abgedeckt: Fault Management Accounting Management Performance Management Leider unterstützt OpenNMS bisher nur die Unix-Welt und ist nicht für Windows erhältlich. Da viele Systemadministratoren aber Unix nutzen, stellt dies nicht unbedingt ein Problem dar. Auf Grund der Tatsache, dass immer mehr Windows-Serversysteme sich im Markt etablieren und somit auch Administratoren zu Windows wechseln werden, ist für OpenNMS auch eine Windowsunterstützung vorgesehen. Dies ist jedoch erst für Version 2.0 geplant. Also warten wir gespannt darauf, was und wann es uns erwartet OpenSMART Ein ganz junges Projekt ist OpenSMART. Die Version 1.0 ist seit verfügbar und deckt die Bereiche Fault Management Configuration Management ab. Wie bereits bei der kommerziellen Software festgestellt, ist dies eine sehr beliebte Kombination der Aufgabenbereiche. Auch hier wird wieder deutlich, dass es sehr oft wichtiger scheint Fehler schnell zu erkennen und Netzwerkkomponenten konfigurieren zu können. Seite 17 von 17

18 6 Fazit Meist wird Netzwerkmanagement nur als Fehlererkennung und Konfiguration verstanden. Dies sind auch die logischsten Aufgaben des Netzwerkmanagements, da man dort direkt mit dem Netzwerk und dem Datenverkehr zu tun hat. Gelegentlich kommt hier auch noch der Gedanke hinzu, dass man versuchen möchte die Daten im Netz schneller und effizienter auszutauschen. Trotz umfassender Vorgaben von Modellstandards wird aber oft die Sicherheit und die Nutzerverwaltung nicht im Netzwerkmanagement gesehen sondern in andere Anwendungsebenen zugeordnet. Viele Firmen scheuen den hohen Aufwand bei der Einrichtung einer umfangreichen Netzwerkmanagementlösung, da es keine Komplettlösung für alles gibt. Wenn sich also Firmen entscheiden etwas in dieser Hinsicht zu tun, dann wird meist nur etwas für die Ausfallsicherheit des Netzes getan, also Fehler- und Konfigurationsmanagement. Doch einige Firmen haben schon jetzt das Potential umfassender Lösungen erkannt. Bleibt also abzuwarten, ob in nächster Zeit ein Großteil der Industrie die Vorteile in allen Bereichen des Netzwerkmanagements erkennen. 7 Quellen 7.1 Internet Definitionen und Protokolle Software BücherLAN/WAN Troubleshooting Othmar Kyas DATACOM Verlag Integriertes Management vernetzter Systeme H.-G. Hegering, S. Abeck, B. Neumair Dpunkt.Verlag Seite 18 von 18