Разработка математического и программного обеспечения активного мониторинга корпоративных компьютерных сетей

• Автор: Еремеев, Валерий Борисович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 172 с. : ил.

Оглавление
Введение.
1. Обзор и анализ средств и методов мониторинга и диагностирования компьютерных сетей

1.1 Принципы построения компьютерных сетей

масштаба предприятия.

1.2 Мониторинг и управление современными сетями. Выбор сетевых показателей

1.3 Обзор и классификация средств

наблюдения за сетью и ее диагностики.

1.4 Анализ существующих методов диагностирования сетей

и моделирования трафика

1.5 Постановка цели и задач исследования.

2. Разработка математической модели прогнозирования состоянии корпоративной компьютерной сети
2.1 Предлагаемая схема активного мониторинга сети
2.2 Описание наблюдаемых переменных на основе
теории случайных процессов.
2.3 Решение задачи квантования по уровню
наблюдаемых переменных.
2.4 Нахождение значимой глубины памяти наблюдаемого процесса.
2.5 Построение вероятностной модели прогнозирования
2.6 Рассмотрение возможных областей значений
наблюдаемых переменных.
2.7 Выводы.
3. Создание программного обеспечения мониторинга и прогнозирования состояния компьютерной сети
3.1 Взаимосвязь массивов, ассоциированных
с наблюдаемой переменной.
3.2 Разработка структуры реализуемого программного обеспечения на основе модели прогнозирования состояния вычислительной сети.
3.3 Реализация произвольной периодизации
3.4 Реализация адаптивного прогнозирования
3.5 Детектирование потенциально опасных отклонений
3.6 Выводы
4. Мониторинг и прогнозирование сети на основе
разработанной модели.
4.1 Возможное применение разработанного обеспечения
4.2 Описание корпоративной сети ОАО НЛМК.
4.3 Применение разработанных методов и средств для мониторинга и прогнозирования состояния корпоративной сети.
4.4 Сравнительный анализ результатов вероятностного прогнозирования
с использованием разработанной и марковской моделей.
4.5 Выводы.
Заключение.
Литература


Так, структура каждой крупной локальной и глобальной сети, входящей в корпоративно сеть, имеет, по крайней мере, два уровня иерархии: нижний уровень включает периферийные подсети, а верхний — магистраль, которая эти подсети связывает воедино. Например, локальная сеть, приведенная на рис. Каждая подсеть также может иметь иерархическую структуру, если этого требуют ее масштаб и неоднородность. Концентратор! Коммутатор 1. Рис. Также в составе сети предприятия зачастую присутствует централизованная ферма серверов. Сервера компании подключаются к высокопроизводительному коммутатору (или стеку коммутаторов), который, в свою очередь, подключается к сетевой магистрали с использованием резервных или транко-вых соединений. Централизация серверов упрощает ежедневное администрирование и резервное копирование данных, обеспечивает защиту от вторжений, высвобождает помещения и элементы инфраструктуры зданий [, , ]. И, разумеется, современную крупную сеть невозможно представить без станций мониторинга и управления. Концепция взаимодействия открытых систем (1) позволяет различным сетевым компонентам разных производителей взаимодействовать друг с другом. С одной стороны, гетерогенность дает гибкость в удовлетворении разнообразных запросов пользователей, с другой, - она увеличивает риск возникновения сбоев и ошибок, своевременное обнаружение и устранение которых, позволяет избежать предприятию ощутимых финансовых потерь. Все более насущными становятся системы, которые не просто дают возможность наблюдения за сетью, а способные выявлять аномалии в се работе, что позволит оперативно обнаруживать сбои или даже предотвратить их. Следует также отметить еще одну особенность современных компьютерных сетей - широкое применение коммутаторов. Данный тип устройств безоговорочно вытесняет концентраторы с уровня рабочих групп, а также теснит маршрутизаторы с уровня магистралей, реализуя функции верхних уровней и обладая, несомненно, большей скоростью обработки и продвижения сетевого трафика [-, ]. Наличие в составе структуры корпоративной сети явно выраженной магистрали, а также наличие определенной (например, сменной или суточной) периодичности в характере функционирования сети, обусловленной периодичностью в работе сотрудников предприятия, дает предпосылки для математического описания «типового» поведения магистральных и корневых устройств, а также серверной фермы и отдельных серверов, на основе данных мониторинга, с целью обнаружения аномальных состояний компьютерной сети. Мониторинг и управление современными сетями. Для мониторинга и управления сетями для стека TCP/IP создано два протокола: SNMP (Simple Network Management Protocol) [, 7, 8, 1] и CMOT (Common Management Infonnation Services and protocol over TCP/IP) [9]. В последнее время применение протокола СМОТ ограничено. Обычно управляющая прикладная программа воздействует на есть по цепочке SNMP-UDP-IP-Ethernet. Основной концепцией протокола SNMP является то, что вся необходимая для управления устройством информация хранится на самом устройстве -коммутаторе, маршрутизаторе и т. MIB - Management Infonnation Base). Существует несколько стандартов на базы данных управляющей информации для протокола SNMP. Основные — стандарты MIB-I [], MIB-II [] и версия базы данных для удаленного управления RMON MIB [8]. Кроме этого существуют стандарты для специальных устройств MIB конкретного типа (например, MIB для концентраторов или MIB для модемов), а также частные MIB конкретных фирм-производителей оборудования. Спецификация MIB-I определяла только операции чтения значений переменных. Операции изменения или установки значений объекта являются частью спецификаций MIB-JI. System — общие данные об устройстве (например, идентификатор поставщика. Interfaces — параметры сетевых интерфейсов устройства (их количество, типы, скорости обмена, максимальный размер пакета). Address Translation Table — описание соответствия между сетевыми и физическими адресами (например, по протоколу ARP). Internet Protocol — данные протокола IP (адреса IP-шлюзов, хостов, статистика по 1Р-пакетам).