Ergänzung zur Präsentation

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1 Ergänzung zur Präsentation FCAPS -FCAPS (Fehler,Konfiguration,Abrechnung,Leistung,Sicherheit) ist ein Modell der ISO für Netzwerkmanagement. - Ein großer Teil dieser Aufgaben wird von rechnerbasierten Netzmanagementsystemen unterstützt. Reale Netzmanagementsysteme unterstützen in der Regel jedoch nur einen Teil dieser Aufgaben. IP- Netze werden häufig mittels Simple Network Management Protocol (SNMP) und/oder Windows Management Instrumentations (WMI) verwaltet und überwacht. SNMP (Simple Network Management Protocol) ist ein Netzwerkprotokoll, das entwickelt wurde, um Netzwerkelemente (z. B. Router, Server, Switches, Drucker, Computer usw.) von einer zentralen Station aus überwachen und steuern zu können. Das Protokoll regelt hierbei die Kommunikation zwischen den überwachten Geräten und der Überwachungsstation. Hierzu beschreibt SNMP den Aufbau der Datenpakete, die gesendet werden können, und den Kommunikationsablauf. SNMP wurde dabei so ausgelegt, dass jedes netzwerkfähige Gerät mit in die Überwachung aufgenommen werden kann. Zu den Aufgaben des Netzwerkmanagement, die mit SNMP möglich sind, zählen: Überwachung von Netzwerkkomponenten. Fernsteuerung und Fernkonfiguration von Netzwerkkomponenten. Fehlererkennung und Fehlerbenachrichtigung. Durch seine Einfachheit hat sich SNMP zum Standard entwickelt, der von den meisten Managementprogrammen unterstützt wird. Definition Fehler Fehler in einem Netz sind Ereignisse und Zustände, die eine Netzwerk-Komponente daran hindern, ihre Aufgabe anforderungsgerecht durchzuführen. Hierbei kann es sich um Fehler handeln, die während der Implementierung der Komponenten verursacht werden, um externe Störungen, Verschleiß oder Überlastung von Komponenten. Konkrete Fehler können sein: Ausfall einer Netzwerkkarte, Prüfsummenfehler bei der Paket- Übertragung, Route-Flapping (ständiger Wechsel zwischen alternativen Routen), IP Reassembly- Fehler (fehlerhaftes Zusammensetzen von zuvor fragmentierten IP-Datenpaketen), -Ausfall von Diensten (bspw. kein mail-dienst verfügbar) -Ausfall eines Netzwerk-Interfaces (bspw. mehr Prüfsummenfehler) -Unstabile Routen, evtl. wegen falscher Konfiguration -Dienstverweigerung eines Servers wegen DoS-Attacken 2. Fehlermanagement Das Fehlermanagement ist eine der wichtigsten und bislang auch am weitesten konkretisierten Normungsbemühungen im Rahmen des Netzwerk-Managements. Das Fehlermanagement im Rahmen eines Netzwerkmanagementsystems sollte insbesondere auch Information bereitstellen, wie ein Fehler effektiv und schnell behoben werden kann. Dazu können Lösungsansätze und -strategien, Reparaturanweisungen oder Berichte über früher aufgetretene Fehler und ihre Lösungen verwendet werden, die in geeigneten Systemen gespeichert und bei Bedarf zielgerichtet abgefragt werden können. Solche Aufgaben können durch Expertensysteme unterstützt werden. Ein gutes Fehlermanagement dient dem störungsarmen Betrieb eines Systems und ist somit für das Vertrauen der Anwender in das System wichtig. Aufgaben: Überwachung, Prävention, Fehlererkennung, Identifizierung, Isolierung (Ortung), Netzwerk-Tests, Verarbeiten von Alarmen, Fehlerdiagnose, Fehlerbehebung, Protokollierung, Dokumentation

2 Struktur des Fehlermanagements Fehlerdokumentation: Grundsätzlich sollte jedes Netzwerkproblem in einem Problemdokumentations-Formular aufgezeichnet werden. Dieses enthält zumindest Datum, Uhrzeit und gemeldete Symptome, Anzahl und Typ der betroffenen Systeme und Applikationen, die dazu aufgestellten Hypothesen möglicher Problemursachen, sowie die geplanten Maßnahmen zur Überprüfung der Hypothesen und zur Beseitigung des Fehlers. Nach dem Abschluß der Problembeseitigung erfolgt noch eine Kurzbeschreibung der Fehlerlösung, und das Dokument kann abgespeichert werden. Durch die Nutzung solcher Dokumentationsprozesse ensteht eine wertvolle Wissensdatenbank, die dem gesamten Netzwerkmanagementteam zur Verfügung steht. Sobald ein Fehler auftritt, wird dieser in der Regel von der fehlerhaften Komponente selbst, einem Benutzer dieser Komponente oder einer speziellen Überwachungsinstanz erkannt und an die zuständige Stelle gemeldet. Diese diagnostiziert die eintreffenden Meldungen, protokolliert den Fehler und informiert die für die Fehlerbehebung zuständige Instanz. Eine automatische Unterstützung solcher Aufgaben erhält man durch Trouble Ticket-Systeme, welche Fehlermeldungen sammeln, sie den zuständigen Mitarbeitern melden und erst nach Abstellung des Fehlers wieder gelöscht bzw. zur Dokumentation gespeichert werden können. 3. Fehlerbehandlung Rechnernetze sind aufgrund ihrer Struktur und ihrer Verteiltheit für Fehler anfällig, z.b. durch das Versagen von Hard- oder Software, das falsche Verhalten eines Teilnehmers oder den vorsätzlichen Eingriff durch einen Außenstehenden. Daher ist das Fehlverhalten (fault) in einem Netz als Regelfall und nicht als Ausnahme anzusehen und es sind entsprechende Maßnahmen zum Erkennen von Störungen, der Diagnose der Ursachen und der Behebung des Fehlers vorzusehen. Dieses sind grundlegende Aufgaben des Fehlermanagements (fault management). Da sich ein Fehlverhalten (fault) in einem Netz als Störung des normalen Betriebs auswirkt, muss auf Fehler schnell und mit gezielten Abhilfen reagiert werden. Fehlerdiagnose Fehlererkennung: - Die Fehlererkennung ist kein Ereignis, sondern eine Phase, da in Systemen mit großen Zeitkonstanten und sich langsam ändernden Werten die Abweichung vom Normalzustand nicht sofort eindeutig als Fehler erkannt werden kann. Die Fehlererkennung kann auf drei unterschiedliche Arten stattfinden. Einerseits werden in bestimmten, frei zu definierenden Abständen Diagnosetests durchgeführt; d.h., von Komponenten wie z.b. Routern, werden gezielt Informationen abgefragt, die den aktuellen Betriebszustand definieren (Polling/Abrufbetrieb). Andererseits kann eine Komponente bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes (z.b. Anzahl Verbindungsversuche oder DoS-Dienstverweigerung eines Servers) automatisch eine Fehlermeldung an den Manager senden (Trapping/Einfangen). Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der Anwender Fehler eigenständig entdeckt und an die Administratoren weiterleitet, wenn er z.b. nicht auf benötigte Ressourcen zugreifen kann. Alle Aktivitäten der Fehlererkennung werden in Berichten zur automatischen Weiterverarbeitung protokolliert. - Zur Fehlerdiagnose wird auf die Daten des Konfigurationsmanagements zurückgegriffen. Sämtliche Informationen über die im Netz vorhandenen Komponenten werden zentral unter Zuhilfenahme des Konfigurationsmanagements gesammelt, gespeichert und kontrolliert.

3 Fehlerbehebung - Mit der Fehlerbehebung wird der Fehler behoben. Programme zur Fehlerbehebung werden gestartet (automatische Fehlerbehebung) oder aber es werden aktive Eingriffe seitens der Administratoren gefordert, um z.b. eine Komponente auszutauschen (manuelle Fehlerbehebung). Die automatische Fehlerbehebung kann beispielsweise durch ein Re-Initialisieren oder Nachladen von Software, aber auch völliges Abmelden dieser Komponente bis zu dessen physikalischer Reparatur bewirkt werden. Fehlerbehandlung Fehlerbehebung im Detail (1/2) Wird ein Fehler entdeckt, so sind die folgenden Schritte rasch auszuführen: 1) Fehlerursache feststellen 2) Isolation des restlichen Netzwerks von der Störungsstelle (Restnetzwerk möglichst weiterverwenden) 3) Modifikation oder Rekonfiguration des Netzwerks. Damit soll eine Verwendung der fehlerhaften Komponenten minimiert werden. 4) Reparatur oder Austausch der fehlerhaften Komponenten. Das Netzwerk ist nun wieder in seinem ursprünglichen Zustand. Fehlerbehandlung im Einsatz: Zur Erinnerung: Das Ziel ist das Erkennen, Isolieren, Melden, Beheben und Protokollieren von im Netzwerk aufgetretenen Fehlern Beispiel: Um einen Dienst so bald wie möglich wiederherzustellen. Schritte: -Erkennung kein mail-dienst Fehlermeldung generieren -Identifizierung Link-Ausfall -Isolation: Fehler orten zwischen Switch A und Router B -Dienst wiederherstellen Reserve-Link einrichten -Lösung: Interface/Kabel prüfen/reparieren Ursache finden und beheben -Fall abschliessen: Bericht neu konfigurieren Fehlerhäufigkeit in den OSI-Schichten 1. physikalische Schicht (Bitübertragung): direkte Ankopplung an das Übertragungsmedium (Kabel) mittels Netzhardware (Netzwerkkarte, Kabel, Hub). z.b. Ausfall Netzwerkkarte 2. Verbindungsschicht (Sicherung der Übertragung): übergibt der physikalischen Schicht die Pakete und fügt ihnen Netzwerkadressen hinzu. Auf Empfängerseite bildet sie aus dem rohen Bitstrom der physikalischen Schicht Pakete. 3. Netzwerkschicht: Vermittlung der Daten an den gewünschten Teilnehmer durch Ermittlung des Weges durch das Netzwerk. z.b. unstabile Routen 4. Transportschicht: Aufgabe, für die fehlerfreie Übetragung der Pakete zu sorgen. z.b. Prüfsummenfehler

4 4. Klassifizierung von Managementwerkzeugen -Kabeltester,Kabelscanner lassen sich einzelne physikalische Verbindungen in einem Netzwerk kontrollieren (Physikalische Schicht). -Protokollanalysatoren dienen der Fehlererkennung, ermitteln Ursachen für Störungen im Kommunikationsverhalten zwischen Komponenten (zb Kollisionen). Analysieren die Schichten 3 und 4 (setzen auf Paketen auf). -Monitoringsysteme dienen der durchgängige Beobachtung aller Segmente eines Netzwerks. Dazu benötigt man in jedem Segment ein dediziertes Gerät mit entsprechender Hardwareausstattung und Managementsoftware. Funktionen: Beobachtung der Netzwerkaktivitäten, Erstellung von Statistiken, Datendurchsatz, Fehlerrate, Framelängenverteilung, Schwellwertüberwachung. -Netzwerkmanagementprogramme Die Informationen der Monitoringstationen werden von den Netzwerkmanagementprogrammen abgeholt und weiterverarbeitet(zb für Trendanalysen). Die Übergänge zwischen Managementwerkzeugen sind fließend. Meist sind Protokollanalysefunktionen in das Monitoring integriert. Und Monitoring ist oft ein Teil der Netzwerkmanagementprogramme. Netzwerk-Monitoring - Unter Netzwerk-Monitoring versteht man die Überwachung und regelmäßige Kontrolle von Netzwerken, deren Hardware (z. B. Server, Router, Switches) und Diensten (z. B. Webserver, DNS- Dienste, -Dienste). Man unterscheidet hierbei zwischen externen und internen Monitoring. Beim externen Monitoring wird ein zusätzliches Monitoring-Gerät an das Netz angeschlossen, beim internen Monitoring nicht. Eine weitere Charakterisierung wird mit den Begriffen aktiv und passiv getroffen. Beim aktiven Monitoring werden zusätzliche Pakete in das Netz gesendet, beim passiven wird lediglich "mitgehört". -kommerzielle Monitoring Software: RoboMon RoboMon Mit seiner Überwachungs-Software Robomon (sogenannter Watchdog) will der Hersteller Heroix Ausfallzeiten minimieren, indem er kritische Situationen wie beispielsweise Überlastung eines Routers rechtzeitig erkennt und behebt oder den Administrator warnt. Unter Windows NT/2000 verwendet Robomon die vom Betriebssystem bereitgestellten Informationen, um Angaben über das laufende System zu sammeln. Die wichtigsten sind die sogenannten Datenquellen-/Leistungsindikatoren. Zudem kann Robomon die Ereignisprotokolle von Server- Produkten auswerten und Win32-API-Aufrufe kontrollieren. Außerdem liest die Software Textdateien für Fehler- und Statusberichte ein. Das ist nützlich, weil manche Server-Anwendungen Protokolldateien in diesem Format generieren. Beim Über- beziehungsweise Unterschreiten bestimmer Schwellenwerte (z.b. eine ungewöhnlich hohe Ressourcen-Nutzung die ein Overflow eines Servers verursachen kann) versucht Robomon selbstständig, das Problem in den Griff zu bekommen, beispielsweise durch das Neustarten eines Dienstes oder das Verschieben von Dateien. Außerdem benachrichtigt die Software die Systemverwalter, damit diese das Problem gegebenenfalls per Hand lösen können. Robomon kann für Warnungen auf alle gängigen Übertragungsmethoden zurückgreifen. Zudem erscheinen Warnmeldungen in der Robomon-eigenen Ereigsnisanzeige, die der Administrator auf seiner Arbeitsstation ausführt. Auf Wunsch lassen sich Warnungen nach bestimmten Kriterien an unterschiedliche Administratoren senden, je nach deren Zuständigkeit. Regeln: Die wichtigste Einheit im Robomon sind sogenannte Regeln. Sie überwachen bestimmte Elemente von Server-Anwendungen oder des Systems, leiten Korrekturmaßnahmen ein und benachrichtigen die Systemverwalter. Regeln bestehen aus einem Ausführungszeitplan, der Angabe, welche Elemente überwacht werden sollen, Bedingungen für die Auslösung einer Warnung sowie aus Aktionen, die sowohl Fehler beheben als auch Warnungen an Systemverwalter schicken können. Sämtliche Optionen sind vielseitig ausgelegt. So ist beispielsweise für die Zeitplanung die einmalige sowie die regelmäßige Ausführung wählbar, wobei der Administrator bestimmte Uhrzeitbereiche und Tage ein- oder ausschließen kann.

5 OpenView Network Node Manager HP OpenView die wohl bekannteste und verbreitetste Netzmanagementplattform. Der als Modul integrierte Network Node Manager dient zur SNMP-Überwachung der IP-Ebene von Netzwerkkomponenten. Dies sind typischerweise Switches, Router und Firewalls. Es können weitere Plugins für die Überwachung von Routing-Protokollen, HSRP, Multicasting usw. integriert werden. Neben der grafischen Darstellung der Knoten gibt es einen Alarmbrowser, indem Events und Traps angezeigt werden. Durch das Verknüpfen mit Skripten können ereignisabhängig Aktionen ausgelöst werden. Neben dem Überwachen der Erreichbarkeit der Netzwerkkomponenten werden typischerweise Bandbreitenkapazitäten, der Status von Interfaces, Leitungsfehler, Router-CPUs und Backups überwacht. 5. Fehlerprävention (Bekämpfung der Fehlerursachen) Management des Netzes bedeutet stets Kontrolle und Vorbeugung -Netzwerkmanagementprogramme sind erst die halbe Miete für ein stabil und effizient arbeitendes Netz. Droht ein Ausfall des Netzes, leistet die Netzwerkanalyse (Monitoring) in der Regel weitaus bessere Dienste. Durch sie erhält der Anwender im täglichen Netzbetrieb Informationen vom Lastzustand des Gesamtnetzes sowie der einzelnen Teilnetze. Darüber sind Langzeitmessungen möglich, um potentielle Fehlerquellen (z.b. Leistungsengpässe) im Netz frühzeitig zu erkennen und dem Fehlerereignis präventiv zu begegnen. - Ausfallsicherheit durch Redundanz der der Netzwerk-Infrastruktur Redundanz bedeutet, dass immer mindestens zwei oder mehr Komponenten (z.b. Server) sich die kritische Last gleichmäßig aufteilen. Bei Ausfall einer Komponente übernimmt die andere unterbrechungsfrei die gesamte angeschlossene Last. -Benutzer-Berechtigungen einschränken