sistema multiagente para la medición de los parámetros de performance de una red de datos

8/3/2019 sistema multiagente para la medicin de los parmetros de performance de una red de datos

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERA ELECTRNICA Y ELCTRICA

UNIDAD DE POSTGRADO

Sistema multi-agente para la medicin de los

parmetros de performance de una red de datos

TESISpara optar el grado acadmico de Magster en Telecomunicaciones con

Mencin en Redes y Servicios de Banda Ancha

AUTOREladio Llamoga Snchez

Lima-Per

2009


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NDICEndice................................................................................................................................vindice de figuras................................................................................................................ x ndice de tablas ...............................................................................................................xiiAbreviaturas...................................................................................................................xiiiIntroduccin ....................................................................................................................xv

CAPITULO 1 Planteamiento del Problema, Objetivos,Antecedentes

1.1 Planteamiento del problema.......................................................................................11.2 Objetivo General ........................................................................................................2

1.2.1 Objetivos especficos ........................................................................................21.3 Metodologa ...............................................................................................................21.4 Antecedentes ..............................................................................................................3 1.5 Trabajos relacionados.................................................................................................7

CAPITULO 2 Gestin de Red

2.1 Introduccin ...............................................................................................................92.2 Status y Futuro de la Gestin de Red .......................................................................11

2.2.1 Gestin OSI.....................................................................................................12 2.2.2 Gestin SNMP ................................................................................................15

2.2.2.1 Protocolo Simple de Gestin de Red .....................................................15 2.2.2.2Arquitectura SNMP................................................................................17

2.2.3 Gestin TMN ..................................................................................................21


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CAPITULO 3 SNMP en Plataforma Windows yArquitectura AdventNetSNMP

3.1 Introduccin .............................................................................................................24 3.2 Implementacin del Protocolo SNMP de Windows Microsoft ...............................25

3.2.1 Arquitectura SNMP de Windows ...................................................................263.2.1.1 Funcionamiento......................................................................................263.2.1.2 Comunidad .............................................................................................28

3.3 AdventNet SNMP API .............................................................................................29 3.3.1 Beneficios .......................................................................................................293.3.2 Arquitectura AdventNet SNMP ......................................................................30

CAPITULO 4 Creacin de la Aplicacin de Gestin,Modelamiento y Gestin de Performance

4.1 Creacin de la aplicacin de gestin de red.............................................................32 4.2 Modelamiento de clases para el desarrollo de la aplicacin....................................34 4.3 Gestin de Performance ...........................................................................................37

4.3.1 Medicin del Performance. ............................................................................37

CAPITULO 5 Evaluacin, Implementacin y Anlisis de

la Aplicacin de Gestin en el EntornoCentralizado

5.1 Anlisis cuantitativo del trfico de gestin ..............................................................41 5.2 Anlisis cuantitativo del tiempo de gestin .............................................................44

5.2.1Modelo de costo de gestin..............................................................................45 5.3 Implementacin........................................................................................................48

5.3.1 Procedimiento. ................................................................................................48


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5.3.2 Ejecucin.........................................................................................................49 5.4 Resultados ................................................................................................................50

CAPITULO 6 Agente Mvil

6.1 Agente ......................................................................................................................54 6.2 Agente mvil............................................................................................................56

6.2.1 Beneficios .......................................................................................................566.3 Como se mueve un agente .......................................................................................58 6.4 Seguridad .................................................................................................................59

6.4.1 Estrategias de Seguridad .................................................................................59 6.5 Lenguajes de comunicacin entre agentes ...............................................................60 6.6 Plataformas de agentes mviles ...............................................................................616.7 JADE - Java Agent DEvelopment Framework .......................................................67

6.7.1 Plataforma de agentes JADE...........................................................................69 6.7.2 Behaviours ......................................................................................................71

6.7.3 Comunicacin entre agentes JADE ................................................................73 6.7.3.1 El lenguaje ACL.....................................................................................73

6.7.4 Protocolos de Interaccin................................................................................75 6.7.5 Ciclo de vida de un agente JADE ...................................................................776.7.6 Soporte de movilidad en JADE......................................................................78

CAPITULO 7 Arquitectura del Agente Mvil SNMP,Modelamiento, Implementacin y Anlisisen el Entorno Distribuido

7.1 Creacin del agente mvil........................................................................................80 7.2 Arquitectura..............................................................................................................827.3 Funcionamiento........................................................................................................82


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7.4 Modelamiento de clases ..........................................................................................84 7.5 Anlisis cuantitativo del trfico de gestin ..............................................................867.6 Anlisis cuantitativo del tiempo de gestin..............................................................88

7.7 Implementacin........................................................................................................917.7.1 Procedimiento. ................................................................................................917.7.2 Ejecucin.........................................................................................................91 7.7.3 Resultados obtenidos.......................................................................................93

CAPITULO 8 Evaluacin Comparativa de la Aplicacin

de Gestin de los modelos (Centr alizado vsDistribuido)

8.1 Evaluacin del trfico de gestin de ambos modelos ..............................................99 8.2 Evaluacin del tiempo de gestin de ambos modelos............................................101

CAPITULO 9 Conclusiones y Trabajos Futuros

9.1 Conclusiones ..........................................................................................................1059.2 Trabajos futuros .....................................................................................................106

BIBLIOGRAFIA......................................................................................107

ANEXOSAnexo A. Instalacin y configuracin del agente SNMP...........................................113Anexo B. Cdigo Java de la aplicacin de gestin en el entorno centralizado ...........116Anexo C. Cdigo Java del agente mvil AMSNMP en el entorno distribuido...........120 Anexo D. Codificacin de un mensaje SNMP.............................................................139

GLOSARIO...............................................................................................143


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NDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Modelo de gestin Disman...........................................................................4 Figura 1.2 Relacin entre las tecnologas estndar WBEM ..........................................5Figura 1.3 Arquitectura de comunicacin en CORBA..................................................6 Figura 2.1 Modelo simplificado de un sistema de gestin de red................................11 Figura 2.2 Modelo de arquitectura CMIS ....................................................................13Figura 2.3 Evolucin de la arquitectura SNMP...........................................................15Figura 2.4 Componentes de la arquitectura SNMP .....................................................17Figura 2.5 rbol de identificacin de objetos..............................................................19Figura 2.6 Tipos de mensajes SNMP...........................................................................21 Figura 2.7 Relacin general de un TMN en una red de telecomunicaciones ..............22 Figura 3.1 Arquitectura SNMP en Windows Server 2003 ...........................................26 Figura 3.2 Interaccin entre el gestor y el agente SNMP ............................................27 Figura 3.3 APIs de AdventNet SNMP........................................................................31 Figura 4.1 Estructura de la aplicacin de gestin ........................................................33Figura 4.2 Diagrama de flujo de ejecucin de la aplicacin de gestin ......................34

Figura 4.3 Diagrama de clases de la aplicacin de gestin SNMP..............................35Figura 4.4 Enviando un objeto SNMPAgentTest a una estacin a gestionar...............36Figura 4.5 Ejecucin de la aplicacin de gestin.........................................................37 Figura 5.1 Encapsulacin de solicitudes y rplicas SNMP .........................................41 Figura 5.2 Trfico de gestin en el modelo centralizado............................................43 Figura 5.3 Costo de gestin de un enlace ....................................................................44Figura 5.4 Tiempos de gestin en el modelo centralizado...........................................46

Figura 5.5 Obtencin de datos en el modelo centralizado...........................................49Figura 5.6 Grfica de la utilizacin de la interfaz en el entorno centralizado .............51 Figura 5.7 Grfica de los tiempos de respuesta en el entorno centralizado.................52 Figura 6.1 Clasificacin de los paradigmas de movilidad...........................................58 Figura 6.2 Transferencia de un agente mvil...............................................................59 Figura 6.3 Plataforma y contenedores .........................................................................62 Figura 6.4 Plataforma y contenedores en entorno JADE.............................................69

Figura 6.5 Plataforma de agentes JADE definida por FIPA........................................70


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Figura 6.6 Lnea de ejecucin de un agente.................................................................71Figura 6.7 Modelo UML de los Behaviours de JADE.................................................72Figura 6.8 Paso de mensajes asncronos JADE ...........................................................73

Figura 6.9 Componentes del modelo de comunicacin segn el estndar FIPA .........75 Figura 6.10Especificacin del protocolo de interaccin fipa-request..........................76 Figura 6.11Ciclo de vida de un agente JADE..............................................................78 Figura 7.1 Diagrama de flujo de desarrollo del agente mvil SNMP-AMSNMP.......81Figura 7.2 Arquitectura del agente mvil SNMP-AMSNMP......................................82Figura 7.3 Funcionamiento del agente mvil AMSNMP ............................................83 Figura 7.4 Estructura de clases del agente mvil AMSNMP ......................................84

Figura 7.5 Intercambio de mensajes entre el agente mvil AMSNMP y su clon........85Figura 7.6 Estados que sigue el agente mvil AMSNMP. ..........................................86 Figura 7.7 Trfico de gestin en el modelo distribuido por el agente mvil

AMSNMP..................................................................................................................87Figura 7.8 Tiempos de gestin en el modelo distribuido por el agente mvil

AMSNMP .................................................................................................................89Figura 7.9 Interfaz grfica de monitorizacin del AgenteMobilSNMP.......................92

Figura 7.10Grfica de la utilizacin de la interfaz en el entorno distribuido. .............95Figura 7.11Grfica de los tiempos de respuesta en el entorno distribuido ..................96Figura 7.12Lenguaje de comunicacin ACL en el contenedor principal.....................97Figura 7.13Lenguaje de comunicacin ACL en el contenedor secundario..................98 Figura 8.1 Grfica comparativa de la utilizacin de la interfaz.................................101Figura 8.2 Grfica comparativa de los tiempos de gestin........................................103

Anexo A. Figura 1. Instalacin de las herramientas de gestin SNMP. .....................113 Anexo A. Figura 2. Establecimiento de la comunidad. ..............................................114Anexo A. Figura 3. Configuracin del agente SNMP.................................................115 Anexo D. Figura 1. Estructura de un mensaje SNMP (v1/v2)....................................139 Anexo D. Figura 2. Cabecera SNMP codificacin BER. ........................................139Anexo D. Figura 3. Lista de variables binding codificacin BER. .........................140


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NDICE DE TABLAS

Tabla 4.1 Variables MIB para la evaluacin de la utilizacin de la interfaz ................38 Tabla 4.2 Variables MIB para la evaluacin de la precisin y tasa de error ...............39Tabla 5.1 Valores de objetos MIB de la NMS y una estacin gestionada en el

tiempo t1 y t2 en el entorno centralizado.....................................................50Tabla 5.2 Valores de objetos MIB de la NMS y dos estaciones gestionadas en el

tiempo t1 y t2 en el entorno centralizado.....................................................50Tabla 5.3 Valores de objetos MIB de la NMS y tres estaciones gestionadas en el

tiempo t1 y t2 en el entorno centralizado.....................................................50Tabla 5.4 Tabla de la utilizacin de la interfaz en el entorno centralizado ..................51Tabla 5.5 Tabla de los tiempos de respuesta en el entorno centralizado......................52Tabla 6.1 Tabla comparativa de plataformas de agentes mviles ................................67Tabla 7.1 Valores de objetos MIB de la NMS y una estacin gestionada en el

tiempo t1 y t2 en el entorno distribuido. ......................................................93Tabla 7.2 Valores de objetos MIB de la NMS y dos estaciones gestionadas en el

tiempo t1 y t2 en el entorno distribuido. ......................................................94

Tabla 7.3 Valores de objetos MIB de la NMS y tres estaciones gestionadas en eltiempo t1 y t2 en el entorno distribuido. ......................................................94

Tabla 7.4 Tabla de utilizacin de la interfaz en el entorno distribuido ........................95 Tabla 7.5 Tabla de los tiempos de respuesta en el entorno distribuido ........................96 Tabla 8.1 Tabla comparativa de la utilizacin de la interfaz......................................100Tabla 8.2 Tabla comparativa de los tiempos de gestin. ............................................103


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ABREVIATURAS

ACL Agent Communication LanguageADK Agent Development KitAID Agent IdentifierAMS Agent Management SystemASN.1 Abstract Syntax Notation OneANSI American National Standards InstituteAPI Application Programming InterfaceBER Basic Encoding RulesCCITT Consultative Committee for International Telegraph and TelephoneCIM Common Information ModelCMIP Common Management Information ProtocolCMIS Common Management Information ServiceCMISE Common Management Information Service ElementDISMAN Distributed ManagementDMTF Distributed Management Task Force

DF Directory FacilitatorFIPA Foundation for Intelligent Physical AgentsGIOP General Inter-ORB ProtocolGUI Graphical User InterfaceGMDO Guidelines for Definition of Management ObjectsHTML Hyper Text Markup LanguageIETF Internet Engineering Task Force

IAB Internet Architecture BoardIDL Interface Definition LanguageIMTP Internal Message Transport ProtocolIOR Interoperable Object ReferenceIP Internet ProtocolISO International Standards OrganizationITU International Telecommunication Union

JVM Java Virtual Machine


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JDBC Java Data Base ConnectivityKQML Knowledge Query Manipulation LanguageKIF Knowledge Interchange Format

GPL General Public LicenseMAF Mobil Agent FrameworkMASIF Mobil Agent System Interoperable FacilitiesMIB Management Information BaseMTP Message Transport ProtocolNMS Network Management StationOID Object Identifier

OMG Object Management GroupORB Object Request BrokerOSI Open System InterconnectionPDU Packet Data UnitRPC Remote Procedure CallsRFC Request For CommentsRMI Remote Method Invocation

SAS SNMP Applet ServerSL Semantic LanguageSMI Structure of Management InformationSNMP Simple Network Management ProtocolSO System OperatingTCL Tool Command LanguageTCP Transmission Control Protocol

TMN Telecommunication Management NetworkUDP User Datagram ProtocolUML Unified Modeling LanguageUSM User Security ModelVACM View Access Control ModelWAP Wireless Application ProtocolWBEM Web-Based Enterprise ManagementXML Extensible Markup Language


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RESUMEN

Hoy en da, la utilizacin de redes de comunicaciones heterogneas se ha vuelto en un

desafo constante, debido a sus complejidades y crecimiento acelerado, tornndose enun factor crtico de sucesos en muchas organizaciones.

Durante la ltima dcada, diversas arquitecturas de gestin de red han sido desarrolladasy estandarizadas permitiendo el control y monitorizacin de los diversos indicadores deredes de telecomunicaciones tales como: la utilizacin de la interfaz, tasa de error,rendimiento y el retardo extremo a extremo, afectando de manera sustancial la calidadde operacin de toda red, percibida directamente (p.e en el servicio VoIP) oindirectamente (p.e. capacidad de transferencia de los protocolos de transporte) por losusuarios finales. Todo esto basados en la interconexin de redes de distintas tecnologas,operadas por distintos proveedores y con el paradigma de servicio best-effort.

En telecomunicaciones, el trmino Calidad de Servicio oQoS, hace referenciaprecisamente a las tcnicas y procedimientos utilizados para dar un tratamientopreferente a unas clases de trfico o flujos frente a otras, con el objetivo de cumplir

unos requisitos mnimos de performance, identificados por parmetros cuantitativos quedeben ser respetados estrictamente para que se logre percibir una adecuada calidadsubjetiva por parte de los usuarios, particularmente en las comunicacionesmultimediales, lo que da lugar al trmino Calidad de Experiencia o QoE como unanueva forma de valoracin de la calidad final ofrecida por las empresas proveedoras deservicio.

Con estos antecedentes, la presente investigacin explica una nueva forma de calcularestos parmetros, usando un prototipo de aplicacin de gestin, de modo que sobre labase de estas mediciones, puedan hacerse los ajustes necesarios dentro de la red y losadministradores puedan identificar congestin o potenciales eventos indeseables en lared.

De acuerdo a investigaciones bien documentadas sobre este tema, en donde la gestinllegar a ser un factor importante, el paradigma tradicional de arquitectura centralizada es

particularmente ineficiente durante periodos de alta congestin, debido al incremento delas interacciones entre la estacin central y los dispositivos gestionados. De esta manera,


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esta investigacin pretende suplir en determinada medida esta deficiencia, proponiendoun sistema de gestin de red, basado en agente mviles denominadoAgenteMobilSNMP AMSNMP aplicado dentro de un entorno distribuido parallevar a cabo el proceso de gestin y la recoleccin de los resultados.

Esta tesis, est basada en una investigacin cuantitativa, que compara ambos esquemasde gestin para cuantificar y validar esta propuesta, permitiendo una mejor evaluacinde los mtodos aplicados para encontrar valores de los parmetros performance, en cadauno de los procesos desarrollados y as obtener informacin comparable, pertinente yactualizada en trminos del tiempo y trfico ocasionados.


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agent is transported throughout all the entities to manage in order to carry out theprocess management and data collection.

This thesis, a quantitative-based research, compares both management schemes in order

to quantify and validate its proposal and allowing a better evaluation of the methodsapplied to find the network parameters values, in each of these developed processes andthus to obtain comparable, pertinent and updated data in terms of load processing andtraffic offered to the end users.


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INTRODUCCION

La evolucin de las aplicaciones de software ha venido de la mano con suintegracin al mundo de las telecomunicaciones, debido en gran medida aldesarrollo de las redes de banda ancha y especialmente al auge de la tecnologa deInternet.Los procesos de planificacin, diseo e implementacin de toda red decomunicaciones de datos requieren de un estudio profundo y minucioso, teniendoen cuenta sus condiciones de operatividad y funcionalidad, esto es, de acuerdo aespecificaciones tcnicas, utilizacin y a las aplicaciones que se hacen de ellas. El

cumplimiento o no de estas condiciones se reflejarn de manera precisa a travs deindicadores que en conjunto conforman la calidad de servicio ofrecida por la red.En otras palabras, es necesario efectuar una gestin de red de forma que se puedacontrolar y supervisar de manera adecuada con el objetivo de maximizar sueficiencia y productividad.Actualmente existen arquitecturas de gestin, en torno a modelos y tcnicas quepermiten contribuir mejor las operaciones de gestin, dentro de las cuales se pueden

mencionar: La gestinOSI (Open Systems Interconnection ), gestinSNMP (Simple Network Management Protocol ), y gestin TMN (Telecommunication Management Network ), que explicaremos en el capitulo2.Por otro lado la mayora de estas arquitecturas siguen el paradigma de la estructuracentralizada que, a pesar de ser aceptable desde hace muchos aos, se revela que esinsuficiente para lidiar con el aumento de dimensin y de trfico. Durante variosaos, surgieron varias propuestas, modelos y arquitecturas de distribucin de

gestin que procuran eliminar estos problemas de centralizacin. Es bajo estecontexto que han surgido los denominados sistemas distribuidos, en los cuales unsistema no depende de solo un punto, si no que las tareas de gestin estndistribuidas por toda la red, lo que ha permitido el desarrollo de algunasarquitecturas como: CORBA, JAVA-RMI y la tecnologa de agentes mviles.En este trabajo de investigacin, se desarrollar una aplicacin de sistema degestin de red teniendo como base al agente SNMP, denominadoSNMPAgentTest, el cual ser implementado primero dentro de un entorno


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centralizado, y luego en un entorno distribuido mediante otra aplicacin (agentemvil) denominado AgenteMobilSNMP - AMSNMP, que se encargar detransportar dicha aplicacin de gestin a los diferentes elementos de la red, y

retornar al final con los resultados. De esta manera, poder as establecer lassemejanzas o diferencias, y seleccionar el mtodo adecuado a la hora de desplegartodo proceso de gestin.Ambas aplicaciones han sido desarrolladas en Java, utilizando libreras y productosde softwares adicionales, para poder evaluar ambos enfoques: centralizado versusdistribuido y as llegar a conclusiones respecto a que sistema es el ms adecuadopara aliviar la carga de trabajo, reduccin de trfico y consumir menos recursos en

la red.

ORGANIZACIN DE LA TESISLa tesis est estructurada de la siguiente manera:

1. Planteamiento del problema,objetivos, antecedentes

2. Gestin de red

3. SNMP en plataformaWindows y arquitectura

AdventNetSNMP

4. Creacin de la aplicacinde gestin, modelamiento ygestin de performance

5. Evaluacin, implementaciny anlisis de la aplicacin de

gestin

6. Agente mvil

7. Arquitectura del agentemvil SNMP, modelamiento

y anlisis

9. Conclusiones ytrabajos f uturos

Entorno Centralizado Entorno Distribuido

Trabajo de Sntesis

Contribuciones de laInvestigacin

8. Evaluacin comparativa de la aplicacinde gestin de los modelos C/S y MA

Estructura de la tesis de investigacin


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Este trabajo de investigacin se divide en nueve captulos, los cuales podemosdescribir:En el primer captulo se describe la realidad problemtica, los objetivos, y los

antecedentes que conllevaron a esta investigacin.

En el segundo captulo se describe los modelos de gestin de red, cubriendo losmodelos de gestin OSI, gestin SNMP, y la gestin TMN, haciendo un resumen decada uno de ellos y la importancia de su implementacin, dentro de cada uno de susentornos.

En el tercer captulo est dedicado a la plataforma Windows desde el punto de vistade gestin SNMP y a la arquitectura AdventNet SNMP y su utilizacin en eldesarrollo de aplicaciones basadas en el modelo de gestin SNMP.

En el cuarto captulo iniciamos con el desarrollo de la aplicacin misma, elprocedimiento llevado a cabo y los componentes o elementos que intervienen paradicho desarrollo. Luego se establecen los parmetros de performance y los objetosque intervendrn en las operaciones de gestin.

En el quinto captulo se establecen las ecuaciones matemticas de la aplicacin degestin, as como de los detalles de su implementacin, ejecucin y la obtencin desus resultados, mostrados estadsticamente.

En el capitulo seis se describe a la tecnologa mvil, su importancia a la hora degestionar, presentando a las diversas plataformas que existen en el mercado, as como a la plataforma JADE utilizada para el desarrollo de agentes mviles.

En el capitulo siete establecemos una arquitectura de agente mvil dentro del cualse construye el agente mvil SNMP que se encargar de transportar a la aplicacin.Luego se establecen las ecuaciones matemticas de este modelo de gestin, as como de su implementacin y ejecucin, para luego mostrar los resultados ymuestrearlos en tablas grficamente.


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CAPITULO 1 Planteamiento del Problema,

Objetivos, Antecedentes

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El uso de las tecnologas IP estn creciendo rpidamente en el mundo de las

telecomunicaciones, y uno de los problemas principales consiste en gestionar losrecursos de red de acuerdo a los nuevos servicios ofrecidos, en donde loselementos de red deben ser gestionados, monitoreados y reconfiguradosdinmicamente para as permitir a los administradores identificar congestin oposible congestin en toda la red.

Por otro lado, la no adecuada calidad de servicio (QoS) que proporcionan algunoselementos de red hacen que ocasionen un comportamiento ineficiente, en los

cuales unos son de mayor consideracin que otros, que inclusive ocasionan lacada de la misma.

Todo esto nos lleva a hacer un estudio y anlisis de los diferentes determinantesque perturban dicha red, como por ejemplo, en el proceso de trfico que puede serdescrita en trminos de caractersticas de un nmero de objetos, que incluyenpaquetes, flujos, sesiones, retardos, y conexiones adecuadas en la escala de tiempoy de sus variaciones estadsticas relevantes [Roberts01], por lo que estos

parmetros deben ser comprobados por los operadores de red y prestadores de


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servicio, los cuales deben reportarse en un formato que sea comparable ypublicado de forma que sea entendible por los usuarios finales.Otro de los factores que hay que tener en cuenta es la dispersin geogrfica y la

cantidad de elementos de red asociados que pueden transportar grandes cantidadesde informacin, y el hecho asociado al paradigma tradicional centralizado, pondrbajo ciertas condiciones provocar inaccesibilidad a la estacin de gestin debido ala sobrecarga de procesamiento y de trfico y por lo tanto, a una eventual cada dela red. Actualmente las organizaciones han puesto su atencin en sistemas queacepten modelos de gestin distribuida, ya que estos generan menos congestin,consumen menos recursos, y por lo tanto, generan menos trfico de paquetes en la

red.

1.2 OBJETIVO GENERALDeterminar la relacin de un sistema multi-agente para la medicin de losparmetros de performance, aplicado a una red de datos dentro de un sistema degestin de red.

1.2.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS Desarrollar una aplicacin de gestin de red, y establecer los parmetros de

performance.

Ejecutar la aplicacin basado en el modelo de gestin SNMP dentro de unentorno centralizado.

Establecer una nueva arquitectura de gestin para el desarrollo de un agentemvil de gestin, cuya funcin es llevar el cdigo de la aplicacin degestin a los diferentes elementos de la red, esto dentro de un entornodistribuido.

Establecer las semejanzas diferencias de ambos procesos de gestin.

1.3 METODOLOGIALa metodologa utilizada en el desarrollo de esta investigacin es de tipocuantitativo-deductivo y experimental, cuya obtencin de datos apoyados en


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escalas numricas permitirn un tratamiento estadstico de los diferentes niveles decuantificacin, los cuales sern sometidos a contrastacin.La aplicacin de gestin desarrollada en esta investigacin fue construida teniendo

como base la arquitectura de gestin AdventNet, cuyas herramientas permitieronrealizar la evaluacin de los parmetros de performance y la obtencin deresultados, y observar el posible trfico en la red.El mtodo de evaluacin de la aplicacin podemos enfocarlo desde dos puntos devista de modelos: el modelo centralizado y el modelo distribuido.Desde el enfoque de modelo de gestin centralizado, la estacin de gestinejecutar las operaciones de gestin mediante polling a cada una de las entidades

de red o estaciones a gestionar.Desde el enfoque de modelo de gestin distribuida, se establece una nuevaarquitectura de gestin, en el cual, la estacin de gestin generar un agente mvilen cuya estructura llevar a la aplicacin a cada una de las estaciones para realizarla operacin de gestin, y retornar al final con los resultados.Para la recoleccin de datos, se hizo uso de PCs conectadas a una red LAN conacceso a Internet y con los softwares requeridos instalados y ejecutados, todo esto

se realiz en horas de alto trfico de informacin. Los datos obtenidos para ambosenfoques sern mostrados estadsticamente en tablas para luego establecer lassemejanzas o diferencias.

1.4 ANTECEDENTESEl mercado de gestin de redes de comunicacin sigue siendo dominado a lo largode dcadas por la arquitectura de gestin de Internet, o ms usualmente por

SNMP. Prcticamente todo el equipamiento de gestin instalado en redes localesestn basados en este modelo de gestin, no en tanto este modelo presenta algunasdeficiencias importantes, como por ejemplo la falta de escalabilidad, flexibilidad yrobustez en redes de dimensin considerable y a la poca eficiencia en el transportede grandes cantidades de informacin, y el trfico que puede ocasionar al realizartodo proceso de gestin. Estas fallas llevaron a algunas instituciones, empresas privadas y a algunos

investigadores tener en consideracin estos problemas a los que se deben enfrentar,


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y es as que se han establecido diferentes modelos de gestin dentro de las cualesse mencionar y adems de algunas investigaciones realizadas, para as tener unaidea ms amplia del modelo de gestin que se quiere desarrollar.

DISMAN ( Distributed Management-DM ): Promovida porIETF a travs de ungrupo de trabajo cuyo objetivo es crear una estructura de distribucin de carga degestin por un conjunto de sub-gestores distribuidos.La gestin distribuida es la delegacin de control de una estacin de gestin a otra[Bierman98].Una estacin de gestin distribuida, es una estacin que recibe solicitudes de otros

gestores y ejecutar estas solicitudes realizando las operaciones de gestin en losagentes u otros gestores. Este modelo de distribucin permite crear islas jerrquicas [LopesOliveira00], aumentando la robustez y la tolerancia a fallas delsistema (Figura1.1). Aunque en situaciones de indisponibilidad de la estacin degestin central har que los DM lidien localmente ante situaciones crticas.

agentes gestionados

DM

DM

NMS

Figura 1.1 Modelo de gestin Disman [LopesOliveira00]

El modelo Disman est basado en los conceptos deaplicaciones y de servicios de

gestin distribuidos. Lasaplicaciones distribuidas desempean funciones degestin, monitorizacin y control de los elementos gestionados, y losservicios forman el entorno de ejecucin para la aplicacin de gestin distribuida.Cada servicio es accedido a travs de un modulo MIB ( Management Information

Base ) [Bierman98].Dentro de las deficiencias de este modelo, podemos encontrar que en larecuperacin de la informacin de los diferentes DM es a travs de un flujo jerrquico.


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WBEM (Web-Based Enterprise Management ):Es una iniciativa de DMTF ( Distributed Management Task Force ) e incluye un conjunto de tecnologas quepermiten la interoperabilidad de gestin de una red empresarial.

DMTF ha desarrollado un ncleo, establecido de estndares que forman elWBEM (Figura 1.2), el cual incluye: un modelo de datos, el estndar CIM(Common Information Model) ; una especificacin de codificacin (el CIM-XML); yun mecanismo de transporte (operaciones CIM sobre HTTP) [Sun_Mi06].

Data Description

Encoding Transport

CIM-XML HTTP

CIM SpecificationCIM Schema

Figura1.2 Relacin entre las tecnologas estndar WBEM [Sun_Min06]

Las operaciones CIM sobre HTTP, definirn el plan de operaciones para

interoperar de manera abierta, estandarizada y completa con las tecnologas quesoporta WBEM, cuya informacin de gestin convertida a XML ser encajonadaen un HTTP de carga til para ser transportado al nodo destino.En esta arquitectura es necesaria la presencia de un servidor WBEM, y de uncliente WBEM, que se encargar de enviar la solicitud de mensajes.Dentro de los problemas presentados por esta arquitectura est relacionada a loseventos/alarmas/notificaciones por parte del servidor WBEM, quien necesitara un

HTTP cliente adicional al que ya esta ejecutndose.

CORBA(Common Object Request Broker Architecture ): CORBA es una de lasespecificaciones de OMG (Object Management Group ) para una arquitectura einfraestructura independiente de los vendedores que permiten construiraplicaciones que trabajen sobre redes [OMG]. Un programa desarrollado enCORBA sobre cualquier computador, sistema operativo, lenguaje de programacin

o red, pueda interoperar con otros programas desarrollado en CORBA o de


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cualquier otro vendedor diferente, permitiendo el acceso a la informacin de formatransparente, sin tener la necesidad de conocer su localizacin, plataforma oprotocolo de transporte (IIOP Internet Inter-ORB Protocol ) de los objetos

distribuidos (Figura 1.3).[CORBA] Proporciona una serie de especificaciones de:

1. La sintaxis y semntica del lenguaje de definicin de interface (IDL).2. La interfaz hacia las funciones del ORB.3. La semntica de pasar un objeto por valor.4. La Interfaz de Invocacin Dinmica (DII) del lado de la interfaz cliente que

permite la creacin e invocacin dinmica de solicitud de objetos.

5. La Interfaz de Esqueletos Dinmicos (DSI) del lado de la interfaz servidorque entrega solicitudes de un ORB para la implementacin de un objeto.

6. El repositorio de interfaz que gestiona y proporciona acceso a unacoleccin de objetos.

7. El Adaptador de Objetos Portable (POA), el cual define un grupo deinterfaces IDL que se utilizarn para acceder a las funciones ORB.

8. Los mensajes los cuales deben cubrir: la calidad de servicio, y las

especificaciones de interoperabilidad en las interfaces de ruteo.Dentro de las deficiencias de este modelo podemos mencionar:

No retiene la identidad del host, evitando la localizacin de los recursos yservicios

Se establece sobre una arquitectura cliente/servidor que integra la llamadade procedimiento remoto (RPC), no asegurando su flexibilidad yreconfigurabilidad.

Figura 1.3 Arquitectura de comunicaciones en CORBA [Garca]

Stub ORBInterfaz

Cliente ObjetoServidor

DII

ORB ORB

Red

ORBInterfaz

Skel DSI

Adaptador de Objetos(OA)


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1.5 TRABAJOS RELACIONADOS

Dentro de las investigaciones desarrolladas por otros investigadores podemos

mencionar a:a. ADAPTIVE MANAGEMENT OF EMERGING BATTLEFIELDNETWORK: Tesis desarrollada por Dimitrios Fountoukidis [Fountoukidis04],que propone una arquitectura de gestin red de computadores adaptablemediante una capa de Inteligencia Artificial (IA) que contiene un nmeronecesario de agentes con IA que sern alimentados con los datos de la capa deagentes mviles y sustituir as, a la capa de aplicacin. Su arquitectura tomacomo base el proyecto MANTRIP(MANagement, Testing and Reconfiguration of

IP) , basadas en redes IP [Mota].b. GESTO DISTRIBUIDA EM SNMP: Tesis de investigacin desarrollada por

Rui Snchez de Castro Lopes [Rui02] quien hace un estudio detallado de lastecnologas de distribucin de gestin en ambiente SNMP, para despuselaborar un trabajo de distribucin de operaciones, como por ejemplo lasherramientas definidas por el grupo de trabajo DISMAN y luego estableceruna integracin con la plataforma de agentes mviles.Dicha asociacin le permitir definir una arquitectura de gestin el cualcubrir todos los grados de distribucin, desde el mtodo centralizado pasandopor la distribucin dbil y fuerte, permitiendo al mismo tiempo una gestincooperativa.Su resultado debe ser visto como un middleware de herramientas estndar yabierta que permitan disear arquitecturas de gestin distribuidas de acuerdocon las polticas de gestin definidas por el desarrollador.

c. MANAGING AGENT PLATFORM WITH THE SIMPLE NETWORKMANAGEMENT PROTOCOL: Tesis de investigacin desarrollada por BrianDouglas Remick [Remick02], quien desarrolla un esquema de gestin de redcentralizada denominada AgentSNMP, cuya meta es proporcionar un mtodoformal de gestin de plataforma de agentes usando el paradigma de gestin dered. Encuentra similaridades entre la red y la plataforma de agente, para luegoaplicar un esquema de gestin de red centralizada para la gestin de

plataformas de agentes. En este caso, los recursos gestionables son la


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plataforma de agente misma (y todos los host que la abarcan), y un agente(s)proxy que proporcionen una vista estandarizada de la plataforma de agente alsistema de gestin. Utiliza la plataforma JADE, debido a sus especificaciones

en trminos de agentes con las especificaciones FIPA, proporcionndole unasolidez de plataforma.

Habiendo ya conocido algunos sistemas ya establecidos, as como de algunasinvestigaciones desarrolladas, todas direccionadas a la gestin de red, y que de unamanera u otra tratan de lidiar con el trfico ocasionado en la red. Se propone unnuevo modelo de sistema de gestin mediante la aplicacin de un agente mvil

cuyas caractersticas: reduccin de trfico, independiente del sistema operativo, ytolerantes a fallas nos permitirn obtener informacin confiable y veras en todoproceso de gestin.


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CAPITULO 2 Gestin de Red

2.1 INTRODUCCINDebido al constante crecimiento de las tecnologas en las redes, en las cualestienden a ser cada vez ms largas y complejas, y adems soportar dispositivos delos diferentes tipos de vendedores, entonces gestionar una red es ya un problemadifcil y tedioso.Esto conllevar a involucrar herramientas de gestin y protocolos que soporten a

los diferentes dispositivos propietarios. La gestin de una red la podemos definir desde varios puntos de vistas:

[Hegering]: Es la gestin de sistemas interconectados comprendiendo todaslas medidas necesarias para asegurar una operacin efectiva y eficiente delsistema y sus recursos segn los objetivos de la organizacin. El propsitode la gestin es de disponer de los servicios y aplicaciones de un sistemainterconectado con el nivel deseado de calidad y garantizar la

disponibilidad y un rpido, despliegue flexible de los recursosinterconectados.Si la prioridad es la gestin de red de comunicaciones y sus componentes,se hablar de gestin de red; si el nfasis est en los sistemas finales, sereferenciar a la gestin de sistemas. La aplicacin de gestin es laresponsable de que la aplicacin y servicios estn disponibles en el sistemadistribuido. Como vemos la importancia est en que, el mbito de la


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gestin no se restringe a la red, sino a los sistemas que se interconecta y lasaplicaciones y servicios que proporcionen dichos sistemas.

[Boutaba]: La gestin de red es la gestin de recursos y servicios, el cualincluye: control, monitoreo, configuracin, actualizacin y reporte delestado del dispositivo y de los servicios de red, simplificando lascomplejidades de gestin de red, que es la tarea de todo sistema de gestin,permitiendo as extrapolar la informacin de gestin dentro de la forma quesea gestionable por el ser humano. Los servicios confiables debenproporcionar a la red alta Calidad de Servicio (QoS) minimizando lascadas de la red, detectando y solucionando estas cadas y sus errores. Y

por ltimo el consciente costo de toda gestin es tener por finalidadguardar los rastros de los recursos y de los usuarios de red, los cuales debenser rastreados y reportados.

[ANSI.T1]: La gestin de red consiste en la ejecucin de un conjunto defunciones requeridas para controlar, planear, asignar, desplegar, coordinar ymonitorizar los recursos de una red de Telecomunicaciones, incluyendofunciones de rendimiento tales como: planear la red inicial, asignacin de

frecuencias, encaminamiento de trfico predeterminado para soportarbalance de carga, autorizacin de la distribucin de claves criptogrficas,gestin de configuracin, gestin de fallas, gestin de seguridad, gestin derendimiento y gestin de contabilidad, como vemos, se hace bastantehincapi en las reas funcionales de gestin de red, siguiendo el modeloFCAPS (Fault, Configuration, Accounting, Performance y Security).

Por otro lado hay que hacer una interesante observacin, que en el sector IP losdatos de gestin de red es siempre tratada como ciudadanos de segunda clasecomparado con los datos de usuario [Boutaba], puede llegar a ser verdadero, yaque el transporte de datos de gestin nunca entran en el camino del transporte dedatos del usuario, lo importante es que los datos de gestin est en constanteascenso, especialmente en la demanda de los servicios de Calidad de Servicio(QoS) en tiempo real, y ms an, ahora que est utilizando un protocolo de


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transporte orientado a conexin como TCP para HTTP, que implica llevar datos degestin al mismo nivel de los datos del usuario, a travs de los routers de red.

2.2 STATUS Y FUTURO DE LA GESTIN DE RED La meta de toda gestin de red es asegurar que los usuarios de una red reciban losservicios de tecnologas de informacin con la calidad de servicio que esperan. Porlo tanto el administrador de red necesita una herramienta de gestin para quepueda monitorear la disponibilidad de la red, as como su utilidad y performancedentro de la industria y que sean aceptables a los estndares como sea posible parareducir los conflictos en los sistemas de gestin, y establecer las accionescorrectivas.El propsito de todo monitoreo de red es de recoger informacin acerca del statusy comportamiento de los elementos de la red, el cual incluir informacin esttica,relacionada a la configuracin, informacin dinmica, relacionada a eventos en lared, e informacin estadstica, resumidamente de la informacin dinmica [dit00].Tpicamente el dispositivo gestionado en la red incluye un mdulo de agenteresponsable para la recoleccin de informacin y transmitirla a uno o ms

estaciones de gestin. Cada estacin de gestin incluye software de aplicacin degestin de red adems del software para comunicarse con los agentes (Figura 2.1)La informacin puede se activamente recogida por intermedio de polling (sondeo)por la estacin de gestin, o pasivamente por intermedio de reporte de eventos porel agente.

Sistema degestin dered

Estacion de Gestin Componente de Red

Agente InfoBD

Protocolode gestin

Protocolode gestin

Red

Figura 2.1 Modelo simplificado de un sistema de gestin de red [ELLS].

Toda estacin de gestin de red (NMS) presenta mecanismos de generacin de

comandos y de recepcin de notificaciones. El intercambio de notificaciones y de


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Proceso d e Aplicacin de Gestin de Sistemas (SMAP)

Management

Information

Base

LMEEntid ad de Aplicacin deGesti n de Sistemas -SMAE

LME

LME

LME

LME

LME

LME

Interfaz de Gestinde Sistemas

CMIP

Nivel Presentacin

Nivel Sesin

Nivel Transporte

Nivel Red

Nivel Enl ace

Nivel Fsico

Figura 2.2 Modelo de arquitectura CMIS [GestionOSI]

Los elementos clave de este modelo de arquitectura son:

El Proceso de Aplicacin de Gestin de Sistemas (SMAP - S ystems Management Application Process ), que es el software local de un equipo(sistema) gestionado. Implementa funciones de gestin y coordina conotros SMAPs de otros sistemas.

La Entidad de Aplicacin de Gestin de Sistemas (SMAE - S ystems Management Application Entity ) que es la entidad de nivel de aplicacin,responsable del intercambio de informacin de gestin con SMAEs deotros nodos, especialmente con el sistema que hace las funciones de centrode control de red. Para esta funcin se utiliza un protocolo normalizado(CMIP).

La Entidad de Gestin de Nivel (LME - Layer-Management Entity ) queproporciona funciones de gestin especficas de cada capa del modelo OSI.

La Base de Informacin de Gestin (MIB).El intercambio de informacin entre dos entidades (gestor, agente) es una de lasfunciones bsicas del sistema de gestin OSI. Esta funcin de intercambio deinformacin en el sistema de gestin OSI se conoce como CMISE (Common

Management Information Service Element ), que se divide en dos partes: la interfazcon el usuario que especifica los servicios proporcionados, denominado CMIS

para la realizacin de las operaciones de gestin mediante primitivas de servicios y


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el protocolo, que especifica el formato de las PDUs (Packet Data Unit ),denominado CMIP.ISO tambin estableci una serie de formalismos, conocidos como GDMO(Guidelines for Definition of Management Objects ) [GDMO] con la finalidad deespecificar los objetos de gestin. Este consiste en un lenguaje de especificacinde clases de objetos, que especifican su comportamiento, atributos y herencia, endonde los objetos de gestin son representaciones lgicas de entidades fsicas orecursos asociados a un sistema o subsistema.ISO ha dividido la gestin de red en cinco reas funcionales [X.700], dentro de lascuales quizs no pueda existir una funcionalidad comn ya que depender del tipo

de red gestionada, del tipo de equipos gestionados y de los objetivos de la gestinde red [dit00], en la cual podemos detallarlos de la siguiente manera:

Gestin de Fallas: El objetivo es identificar las fallas tan rpido como seaposible despus de que ocurran, e identificar las causas que lo originaron,as como la accin de diagnostico a tomar. Comprensivamente la gestinde fallas es la ms importante tarea en toda gestin de red.Esta herramienta de gestin puede ayudar al incremento de confiabilidad de

la red para una identificacin rpida de la falla, aislando la causa, si esposible, su correccin.

Gestin de Configuracin: La gestin de configuracin trata con lainicializacin, modificacin, y shutdown (suspensin) de la red. Las redesestn continuamente adaptndose a los nuevos dispositivos en la que sonagregados, removidos, reconfigurados, o actualizados. El proceso degestin de configuracin involucra la identificacin de los componentes de

la red y sus conexiones, recogiendo de cada dispositivo la informacin deconfiguracin, as como la relacin entre sus componentes. Para ejecutarestas tareas, el gestor de red necesita la informacin topolgica, y lainformacin de los dispositivos que componen la red.

Gestin de Performance: La gestin de performance involucra la medidade performance de una red y los recursos en trminos de utilizacin,throughput (rendimiento), tasa de error, y tiempo de respuesta. Con la

informacin de gestin de performance, un gestor de red puede reducir o


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prevenir la sobrecarga de la red y la inaccesibilidad. Este parmetroayudar a proporcionar un nivel de consistencia al usuario sobre la red, sinsometer a esfuerzo excesivo la capacidad de los dispositivos y enlaces.

Gestin de Contabilidad: En el rea de Gestin de contabilidad, lamonitorizacin est interesado en la recoleccin de informacin utilizadapara la adecuada contabilidad. Este tipo de informacin ayuda a un gestorde red asignar de manera correcta los recursos, as como, el plan decrecimiento de la red.

Gestin de Seguridad: Esta gestin establecer funciones que proporcionen

proteccin continua a la red y sus componentes en sus distintos aspectos,como por ejemplo el acceso a la red, al sistema y a la informacin entrnsito a travs de polticas de seguridad.

Podemos concluir que toda gestin de red consiste en la planificacin,organizacin, supervisin y control de los elementos de comunicacin paragarantizar un buen servicio y de acuerdo a un coste.

2.2.2 GESTIN SNMPComprende la utilizacin del protocolo simple para la gestin de red.

2.2.2.1 SNMP - Protocolo Simple de Gestin de RedLa arquitectura de gestin basada en SNMP surgi en los fines de la dcada de los80 como una solucin provisoria coaccionada esencialmente para sistema TCP/IP.Esta ha sobrevivido hasta estos das pasando por tres grandes evoluciones (Figura2.3).

SimpleCentralizada

Rgida

Protocolo enriquecidoCentralizada

Rgida

Mejor seguridadCentralizada

Modular

tiempo

SNMPv1 SNMPv2 SNMPv3 Figura 2.3 Evolucin de la arquitectura SNMP [Rui02].


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La primera versin de la arquitectura SNMP se encuentra descritas en apenas tresdocumentos lo que posibilita una rpida comprensin y facilita eldesenvolvimiento de aplicaciones de gestin [RFC1155] [RFC1156] [RFC1157].

Esta simplicidad despert la atencin del mercado que de prisa la adapt para susproductos. Actualmente, an es la versin ms comn en todo el mundo.Una versin mejorada de SNMP, llamada SNMPv2 fue puesta en circulacin en1993 y revisada en 1995. El ltimo estndar llamado SNMPv3, editada en 1998,define un esquema completo para las versiones presentes y futuras por sucaracterstica de seguridad aadida a SNMP.Cada equipo conectado a la red ejecuta unos procesos (agentes), para que se pueda

realizar una administracin tanto remota como local de la red. Dichos procesos vanactualizandovariables (especie de histricos) en una base de datos, que mquinasremotas pueden consultar, por ejemplo, en el caso de un router; los interfacesactivos, la velocidad de sus enlaces, bytes emitidos, bytes recibidos, en unaimpresora; que se termin el papel, en un MODEM; la prdida de conexin, y enun switch; puertos conectados, etc.

Las especificaciones necesarias para todo sistema de gestin son:

RFC 1157 : Define al protocolo SNMP y a su arquitectura aplicada para lagestin del MIB y de su contenido.

RFC 1155 : SMI (Structure of Management Information ) o Estructura de laInformacin de Gestin para redes TCP/IP, que describe como estdefinida el MIB.

RFC 1213 : MIB-II ( Management Information Base) o Base de Informacin

de Gestin para redes TCP/IP, que describe el contenido de dicha MIB.SNMP es un protocolo de nivel aplicacin para consulta a los diferenteselementos que conforman una red, y encaminado a operar sobre el Protocolo UDP(User Datagram Protocol ). La estacin de gestin comunicar la informacinusando SNMP, el cual se encuentra implementado encima de los protocolos deenlace de datos, IP y UDP. (Figura 2.4).


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Administradorde red

Proceso deadministracin

SNMPUDP

IP

Enlace de d atos

Router

Proceso deadministracin

SNMP

UDP

IP

Enlace de d atos

Host

Procesode agente

Procesode usuario

SNMP HTTP

UDP TCP

IP

Enlace de d atos

MIB central

Host

Procesode agente

Procesode usuario

SNMP HTTP

UDP TCP

IP

Enlace de d atos

Red

Figura 2.4 Componentes de la arquitectura SNMP [ELLS].

SNMP facilita la comunicacin entre la estacin de gestin y el agente de undispositivo de red (nodo gestionado), permitiendo que los agentes transmitan datosestadsticos (variables ) a travs de la red a la estacin de gestin. En suma SNMPsepara la arquitectura de gestin y la de la arquitectura de hardware del

dispositivo.

2.2.2.2 ARQUITECTURA SNMPHay cuatro elementos principales en la gestin de red SNMP:

A. Estacin de Gestin de Red: Tpicamente es un dispositivo stand-alone,que proporciona la interfaz para que el administrador de red pueda

interactuar con el sistema de gestin. La estacin de gestin tiene lacapacidad de configurar, monitorizar, analizar y controlar los diferentescomponentes que comprende la red. Contiene el software de gestin, ymantiene una base de datos denominada MIB con formato SMI.

B. El Agente de Gestin: Es un programa de software instalado en eldispositivo, que responde a las solicitudes emitidas por la estacin degestin. El agente tambin puede enviar a la estacin de gestin

informacin no solicitada, conocida como trap o interrupcin.


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Actualmente todos los dispositivos en una red tienen un agente de gestin ydebe de ser instalado, en caso contrario, o alternativamente establecer unagente proxy.

Un agente proxy es el programa que soporta dispositivos sin disponibilidadde implementacin SNMP (muchos dispositivos mviles en el mercado notienen implementacin SNMP). El proxy es un gestor SNMP que solicitaservicios desde la consola de gestin, de parte de uno o de un nmero dedispositivos no disponibles SNMP.

C. Base de Informacin de Gestin: Es la agrupacin de objetos o valoresde datos representando el aspecto del dispositivo gestionado, permitiendoas el intercambio de informacin entre el gestor y el agente. Los objetosgestionados estn organizados dentro de un rbol de jerarquas cuyaestructura es la base para el esquema de nombramiento SNMP[OReilly01], al cual se le puede adicionar y ser completado fcilmente, yobtener informacin especfica de manera transversal de dicho rbol.

La Estructura de Informacin de Gestin, el cual est referenciada en[RFC1155], establece que cada objeto gestionado debe tener los siguienteselementos: un nombre, una sintaxis y una codificacin. Actualmente seest estudiando una nueva versin de SMI, el SMIng (SMInext generation )el cual permitir definir ms claramente el lenguaje de los datos[RFC3780].

Cada objeto es inequvocamente identificado por un nombre OID(Object Identifier ), que consiste en una secuencia de nmeros enteros separados porpuntos (.), por el cual cada nmero identifica un nodo dentro del rbolde jerarquas, que a su vez puede estar ligado a otros nodos, tambinnumerados, constituyendo as un subrbol. El proceso puede continuarhasta un nmero indeterminado de clases. Por ejemplo, la secuencia denuestra raz -1-3-6-1-2-1designa el identificador.1.3.6.1.2.1, o sea,.iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2(Figura 2.5).

La sintaxis de un determinado tipo de objeto definirn la estructura de

datos del objeto, y puede ser cualquiera de los tipo bsicos definidos por


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ASN.1 ( Abstract Syntax Notation One ), como INTEGER, OCTET STRING,OBJECT IDENTIFIER, SEQUENCE, SEQUENCE OF, o de tipos definidos anivel de aplicacin, comoInteger32, IpAddress, Counter32, Gauge32,Unsigned32, Timetick, Opaque, o Counter64, y de alguna convencin textual(por ejemplo,DateAndTime, DisplayString, PhysAddress).

ccitt(0) iso(1) joint(2)

dod(6)

internet(1)

private(4)directory (1) experimental(3)mgmt(2)

egp(8) transmission(10)udp(7)tcp(6)icmp(5)ip(4)at(3)interfaces(2)sy stem(1) snmp(11)

mib-2(1)

Nodo-Raz

org(3)

Figura 2.5 rbol de identificacin de objetos [OReilly01].

SNMP utiliza la codificacin BER( Basic Encoding Rules ) [Steffen02], quedescribe como la informacin est asociada con los objetos gestionados.

La popularidad de SNMP ha dado resultados en el desarrollo de estndares

de almacenamiento de datos crticos de operacin de red, donde el MIB-IIalmacena datos sobre trfico TCP/IP, enrutamiento, configuracin, yerrores, adems de tener implementado soporte para dispositivos multi-protocolos que permiten a los sistemas de gestin de red controlar laoperacin SNMP.

D. Protocolo de Gestin de Red: Es el ltimo elemento del modelo de

gestin de red, que enlaza la estacin y al agente para especificar las reglas


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de comunicacin. El protocolo utilizado para la gestin de redes TCP/IP esel SNMP.

SNMP define ocho mensajes que pueden enviarse:

GET REQUEST : Solicita uno o ms atributos (valores) de un objeto ovariable, por ejemplo, la cantidad de memoria disponible en la CPU.Transmitido por el nodo administrador y recibido por el agente quecontesta.

GET-NEXT REQUEST : Es un tipo extendido de solicitud de mensaje en elcual se solicita el siguiente atributo de un objeto. La solicitud GET-NEXT

es usado bastante en tablas dinmicas, as como en tablas de ruteo internoIP. Transmitido por el nodo administrador y recibido por el agente quecontesta.

GET-BULK REQUEST : Solicita un conjunto amplio de atributos en vezde solicitar uno por uno, minimizando el nmero de protocolosintercambiables requeridos para recuperar una cantidad larga deinformacin de gestin. Transmitido por el nodo administrador y recibido

por el agente.SET REQUEST : Es un mensaje que sirve para actualizar uno o variosatributos de un objeto. Transmitido por el nodo administrador y recibidopor el agente.INFORM REQUEST : Describe la base local de informacin de gestinMIB para intercambiar informacin entre los nodos de administracin. Estransmitido por el nodo administrador y recibido por otro nodo

administrador.GET RESPONSE : Devuelve los atributos solicitados. Transmitido por elagente y recibido por el nodo administrador.SET NEXT REQUEST : Actualiza el siguiente atributo de un objeto.Transmitido por el nodo administrador y recibido por el agente.

NOTIFY : Tambin llamado mensaje trap. Es un mensaje no solicitado quees enviado por un agente a un sistema de gestin cuando el agente detecta


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un tipo de evento inevitable, o la prdida de comunicacin con el vecino.Transmitido por el agente y recibido por el nodo administrador.La siguiente figura 2.6 muestra los diferentes tipos de mensajes que

pueden enviarse mediante el protocolo SNMP [GestionOSI].

Aplic acin de g estin

Agente SNMP

UDP

IP

Pro toc olos dependientes de lared

Recursos gestionados

Objeto s SNMP gestionados

Gesti n de objetospo r la aplicacin

Mensajes SNMP

G e t R e q u e s t

G e t N e x

t R e q u e s t

S e t R e q u e s t

G e t R e s p o n s e

T r a p

Estacin de gestin SNMP Agente SNMP

G e t R e q u e s t

G e t N e x

t R e q u e s t

S e t R e q u e s t

G e t R e s p o n s e

T r a p

Red

Gestor SNMP

UDP

IP

Pro tocolos dependientes de lared

Figura 2.6 Tipos de mensajes SNMP [GestionOSI].

SNMP es independiente del protocolo, y se puede implementar utilizandocomunicaciones UDP o TCP, pero por norma general se suelen usarcomunicaciones UDP y est orientada a la gestin de equipos y servicios sobreredes de datos.

2.2.3 GESTIN TMNEl trmino TMN (Telecommunication Management Network ) fue introducido porITU-T (antiguo CCITT) como una abreviacin para la Gestin de Redes deTelecomunicaciones. El concepto de TMN est definido por las recomendacionesM.3010. TMN tiene una fuerte relacin con la gestin OSI y define un nmero deconceptos que tienen una relevancia para la Gestin de Internet [Pras99].De acuerdo a M.3010. Un TMN es conceptualmente una red separada que hace

de interfaz a los diferentes puntos o nodos en una red de telecomunicaciones.


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La figura 2.7 muestra la relacin entre un TMN y la red de telecomunicacionesgestionada.El punto de interfaz entre el TMN y la red de telecomunicaciones estn formadas

por el sistemas de transmisin e intercambios conectados va una red decomunicaciones de datos a una o ms sistemas de operaciones, las cuales ejecutanfunciones de gestin; estas funciones pueden ser llevadas externamente poroperadores humanos pero tambin automticamente. Es posible que una simplefuncin de gestin sea ejecutada por mltiples sistemas de operaciones. En estecaso la red de comunicacin de datos es utilizada para el intercambio deinformacin de gestin entre los sistemas de operaciones. La red de comunicacin

de datos es tambin utilizada para conectar workstations, el cual permitir aloperador interpretar informacin de gestin.

Figura 2.7 Relacin general de un TMN en una red de Telecomunicaciones [Pras99].

En las recomendaciones M.3010 se definen los conceptos de gestin TMN eintroduce las diferentes arquitecturas de gestin en sus diferentes niveles deabstraccin como:

Una arquitectura funcional, el cual describe un nmero de funciones degestin.

Una arquitectura fsica, el cual describe como estas funciones de gestinpueden ser implementadas dentro de los equipos fsicos.


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Una arquitectura de Informacin, que describe los conceptos que han sidoadoptados desde la gestin OSI.

Una arquitectura de capas - LLA ( Logical Layered Arquitecture ), el cualincluye una de las mejores ideas de TMN en un modelo que muestra comola gestin puede ser estructurada de acuerdo a las diferentesresponsabilidades.

Los sistemas de gestin TMN estn concebidos por ser capaces de gestionarequipos y redes de telecomunicaciones como: redes telefnicas, ISDN, y redes deservicios mviles, haciendo uso de sus propios protocolos, estructura y definicinde su informacin.


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CAPITULO 3 SNMP en Plataforma Windows

y Arquitectura AdventNetSNMP

3.1 INTRODUCCINEn este captulo se describir al S.O (Sistema Operativo) Windows de Microsoft,desde el punto de vista de gestin de red, ya que ste maneja SNMP dentro de suplataforma, aparte de proporcionar y soportar un agente basado en el RFC-1213MIB. Este S.O fue utilizado como la plataforma base para el desarrollo de laaplicacin, el cual fu instalado tanto en la estacin central como en las estacionesa gestionar.Para el desarrollo de la arquitectura de gestin se describir al AdventNet SNMPAPI, teniendo en cuenta el acceso a su informacin y de su contenido, hay quemencionar que es un software comercial, la cual se encuentra disponible enAdventNet Inc, pero tambin se encuentra disponible para su evaluacin por unperiodo de tiempo (45 das), y ste es el caso que se utilizar para el procedimientoexperimental. Para el desarrollo de este modelo se utiliz los APIs de alto-nivel, yaque los paquetes en este nivel tienen inteligencia SNMP [AdventNet04]. Estaarquitectura, est totalmente desarrollado en JAVA, por el cual se puede tomarventaja de su alta portabilidad, proporcionando un lenguaje de programacinmultiplataforma [Schildt05].Ambos sistemas sern explicados de manera entendible y detallada en este

captulo. Pero antes describiremos la implementacin del protocolo SNMP dentro


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del Sistema Operativo Windows Server 2003 de la familia de Microsoft y a laarquitectura AdventNet SNMP API 4.

3.2 IMPLEMENTACIN DEL PROTOCOLO SNMP DEWINDOWS MICROSOFT

La implementacin del SNMP de Windows es un servicio de 32 bits que soportanlas computadoras que estn ejecutando los protocolos TCP e IPX. Es un servicioopcional de Windows de Microsoft y puede ser instalada despus de que TCP/IP eIPX hayan sido configuradas con xito. Windows implementa las versionesSNMPv1 y v2c. Estas versiones estn basadas en los estndares industriales quedefinen como la informacin de gestin de red est estructurada, almacenada, ycomunicada entre los sistemas de gestin para redes basadas en TCP/IP[Fountoukidis04].El servicio SNMP de Windows proporciona un agente que permiten centralizar,gestionar remotamente a las computadoras que estn ejecutndose en este sistemaoperativo, donde la estacin de gestin viene a ser el cliente y el servidor cadauna de las entidades gestionadas.Para usar la informacin que proporciona el servicio SNMP de Windows, debemostener al menos un host central local que este ejecutando una aplicacin de softwarede gestin SNMP. El servicio SNMP de Windows slo proporciona el agenteSNMP, no incluyendo el software de gestin SNMP.Windows Server cuenta con dos interfaces de programacin de aplicacin (APIs)en la cual podemos desarrollar nuestro propio software de aplicacin de gestinSNMP.

API WinSNMP (Wsnmp32.dll), el cual proporciona un conjunto defunciones como codificacin y decodificacin de mensajes.

API de Gestin (Mgmtapi.dll), el cual proporciona las funciones bsicaspara el desarrollo de un sistema de gestin.

El SNMP de Windows soporta adems los servicios de: MIB II de Internet, MIB IIde Gestor LAN, MIB de Recursos de Host y MIBs propietarios de Microsoft.


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3.2.1 ARQUITECTURA SNMP DE WINDOWSLa arquitectura interna de implementacin de SNMP en Windows Server1 estdividida dentro de las funciones de gestor y agentes, en algunos casos estasfunciones se sobreponen, como ilustra la figura 3.1.

Figura 3.1. Arquitectura SNMP de Windows Server 2003 [SNMPWorks].

Por defecto, SNMP hace uso del protocolo UDP que utiliza el puerto 161 paraatender los mensajes polling y el puerto 162 para atender los mensajes traps. Sepueden cambiar estos puertos colocando y configurando el archivo local deservicios.

3.2.1.1 FUNCIONAMIENTO DE SNMPEl ejemplo ilustrado en la figura 3.2 muestra como se comunica los sistemas degestin con el agente.

1 http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc783142.aspx


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Figura 3.2. Interaccin entre el gestor y el agente SNMP [SNMPWorks]

El proceso de comunicacin es como sigue:

El gestor SNMP, el Host A, forma un mensaje SNMP que contiene unainformacin de solicitud (Get) por el nmero de sesiones activas, elnombre de la comunidad al cual el gestor SNMP pertenece, y el destino delmensaje la direccin IP (131.107.7.24) del agente SNMP, el Host B.El gestor SNMP puede utilizar la librera API de Gestin SNMP deMicrosoft (Mgmtapi.dll) o la librera API WinSNMP de Microsoft(Wsnmp32.dll) para ejecutar este paso.

El gestor enva la informacin de solicitud al Host B utilizando la librerade servicio SNMP.

Cuando el Host B recibe el mensaje, se verifica que el nombre de lacomunidad (MonitorInfo) contenida en el paquete est en la lista denombre de comunidad aceptable y la lista de permisos de acceso por lacomunidad, luego se verifica la direccin IP fuente.

Si el nombre de la comunidad o el permiso de acceso es incorrecto, y el

servicio SNMP ha sido configurado para enviar un trap de autentificacin,


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el agente enviar un trap authentication failure al destino del trapespecificado, el Host C. El Host B, y el Host C deben pertenecer a lamisma comunidad: TrapAlarm.

El agente master componente del agente SNMP llama a la extensin delagente para recuperar la informacin de sesin solicitada desde el MIB.

Utilizando la informacin de sesin recuperada desde la extensin deagente, el servicio SNMP forma un mensaje SNMP de retorno que contieneel nmero de sesiones activas y el destino la direccin IP (131.107.7.29)del gestor SNMP, el Host A.

El Host B enva la respuesta al Host A.

3.2.1.2 COMUNIDAD

Cada host de gestin y el agente SNMP deben pertenecer a la misma comunidadSNMP. Una comunidad SNMP es una agrupacin de host congregados parapropsitos de administracin, entonces es necesario decidir que computadorasdeben pertenecer a la misma comunidad, el cual no siempre est determinada porla proximidad fsica de las computadoras. Las comunidades son identificadas pornombres nicos asignados a ellos.

Los nombres de comunidad son utilizadas para autentificar los mensajes SNMP yas proporcionar una esquema de seguridad rudimentaria para el servicio SNMP.Aunque un host puede pertenecer a varias comunidades al mismo tiempo, pero unagente SNMP no puede aceptar solicitudes de un sistema de gestin de una

comunidad que no se encuentre en la lista de nombres de comunidades. No hayuna relacin entre los nombres de comunidad y nombres de dominio o nombres degrupo de trabajo. Un nombre de comunidad puede ser considerada como unpassword oculto por la consola de gestin SNMP y por las computadorasgestionadas. Nuestra responsabilidad como administrador es colocar nombres decomunidades difciles de adivinar cuando instalemos el servicio SNMP.


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3.3 ADVENTNET SNMP API

AdventNet SNMP API es un amplio kit de herramientas para el desarrollo rpido

de aplicaciones de gestin basado en SNMP que son confiables, escalable eindependiente del sistema operativo [AdventNet04].

Los desarrolladores de gestin de red pueden hacer uso de sus libreras paraconstruir: aplicaciones de gestin, aplicaciones standalone y aplicaciones basadosen Web, y adems de los componentes de software encajonados y distribuidos porEJB (Enterprise Java Bean) , CORBA, y aplicaciones RMI(Remote Method

Invocation). Las libreras proporcionan diferentes funciones y componentes

comnmente utilizadas fuera de su recinto para hacer que el desarrollo sea mssimple.

El ncleo de AdventNet es un conjunto de APIs hechos en Java, y por lo tantopuede estar integrada en cualquier aplicacin tpica de Java. En suma, los APIsproporcionan las interfaces de despliegue que lo habilitarn dentro de entornosdistribuidos a travs de RMI, CORBA, y contenedores J2EE, y construiraplicaciones en tiempo real que nos permitan optimizar el performance,

monitorizacin y la localizacin de los elementos de red.

3.3.1 BENEFICIOS Soporta todas las plataformas, como: Solaris, Windows NT, y Linux con un

cdigo base comn.

Es escalable, fundamentalmente diseada como un sistema multi-capa,basada ampliamente en el uso de la tecnologa de Internet para solucionesaltamente escalables.

Es flexible porque proporcionan una jerarqua a los paquetes de las librerasde Java. Por lo tanto, se puede acceder a la informacin detallada delSNMP usando API de bajo-nivel, o Java Beans de alto nivel parasimplificar la programacin y adicionar funcionalidades.

Permite la gestin de red basada en Web, dentro del cual incluye modelos

como: SAS(SNMP Applet Server) y HTTP que nos permitir gestionar la


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red en Internet o an mejor, gestionar dispositivos delante de los firewall.El SAS APIs puede tambin ser extendida para aadir soporteSSL (SecureSocket Layer ), para la gestin de seguridad.

Cumple los estndares, as como las especificaciones RFC de Internetcomo: SNMPv1, SNMPv2c SNMPv3,y la Coexistencia entreSNMPv1,SNMPv2c, SNMPv3 [RFC 2576] y el Filtrado de Notificaciones y ExpedidorProxy [RFC 2573].

Ofrece un amplio rango de opciones de despliegue que se adecua a lasnecesidades del mercado, para el desarrollo de aplicaciones de gestin.

Proporciona un rico soporte para maniobrar y manipular MIBs. El paquetede soporte MIB de AdventNet SNMP API est diseado para permitirprogramas Java y tomar ventaja completa de la informacin contenida enlos archivos MIB.

Las aplicaciones de gestin SNMP desarrolladas con AdventNet permitenla comunicacin con los agentes para la recuperacin de los datos, lascuales son operaciones sncronas/asncronas o por sondeo a intervalos

regulares. Las respuestas recuperadas utilizan el mecanismo callback(llamadas de retorno).

La aplicacin puede ser utilizada para sondear regularmente al agente,entradas de vigilancia cruzadas, y tomar las acciones apropiada basados enlos resultados.

Permite mostrar los datos en forma de UI (User Interface ) o no UI. En elcaso de no mostrar los resultados en forma de UI, los usuarios tienen laposibilidad de construir sus propios componentes UI.

3.3.2 ARQUITECTURA AdventNet SNMPEst compuesta de APIs de alto y bajo nivel para el desarrollo de dichasaplicaciones (Figura 3.3).


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Aplicacin de Gestin

SNMPAgentTest

Red

API SNMP de Alto Nivel

Beans No - UI

(SnmpTarget, SnmpOID, SnmpVar, SnmpTimeticks)

API SNMP de Bajo Nivel

Paquete SNMP

Protocolo de Transporte

MIBAPI

Figura 4.1 Estructura de la Aplicacin de Gestin [ELLS].

1. Aplicacin de Gestin representado por el software o programa de

gestin denominado SNMPAgentTest, el cual ha sido desarrollado enJava. Es ste quien se encargar de gestionar y monitorear a las diferentesestaciones dentro de la red.

2. API SNMP de Bajo Nivel que se encargar de implementar el protocoloSNMPv1, el cual facilitar la comunicacin con entidades pares SNMP.

3. API MIB mediante el cual la aplicacin podr acceder a la informacinMIB de cada estacin gestionada y obtener los valores de las variables paraser evaluadas.

El protocolo de gestin utilizado para el proceso del test a cada una de lasestaciones, es el protocolo SNMPv1 el cual est basado en comunidades.La figura 4.2 muestra el procedimiento o ruta a seguir para el desarrollo de estaaplicacin y el cdigo Java desarrollado en el anexo B.


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Fin

Cargar MIB

Procesar y Mostrar resultados de laevaluacin

Establecer comunidad

Pertenece a la

Establecer host destino

Carg correctamentelos objetos del MIB?

Inicio

comunidad

NO

SI

SI

NO

Figura 4.2 Diagrama de flujo de ejecucin de la aplicacin de gestin [ELLS].

4.2 MODELAMIENTO DE CLASES PARA EL DESARROLLODE LA APLICACIN

Para el desarrollo de la aplicacin se utiliza el lenguaje unificado demodelamiento (UML).

A. Diagrama de ClasesDentro de los APIs empleados para el desarrollo de esta aplicacin la podemosmencionar (Figura 4.3):

valueTest(): Mtodo principal de la aplicacin de gestin. resetSysName(): Mtodo empleado para la limpieza del registro de XP. SnmpTarget: Clase que nos permite configurar a cada uno de los

dispositivos dentro de la red, a travs de los siguientes mtodos:


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o setTargetHost(): Mtodo que establece el host o recurso a gestionar.o setWriteCommunity(): Mtodo que establece la comunidad a la que

pertenecen cada una de las estaciones a gestionar, y que aceptarn

los mensajes, en nuestro caso, la comunidad ha sido denominadaunmsm.

o loadMibs(): Mtodo que cargar el MIB-1213, desde una rutaespecfica.

o setObjectID(): Mtodo que establece a cada uno de los objetosdentro del MIB, identificados por un OID.

o snmpGet(): Mtodo que recupera los valores de los objetos OID.

Todos estos mtodos y la clase SnmpTarget estn contenidos dentro del paquete deAdvenNetSNMP API 4.

SNMPAgentTesthos t : Stringcomunidad : Stringvalor1 : Doublevalor2 : Double

valor3 : Doublevalor4 : Doublevalor5 : Doublevalor6 : Doublevalor7 : Double

valueTest()resetSysName()

SnmpTarget

setTargetHost()setWriteCommunity()loadMibs()snmpGet()setObjectID()

1 1..n1 1..n

Figura 4.3 Diagrama de clases de la aplicacin de gestin SNMP [ELLS].

B. Diagrama de SecuenciasLa figura 4.4, describe la secuencia de trabajo de clases que la aplicacin degestin utiliza para crear un objeto para cada dispositivo gestionado, solicitando ala clase SnmpTarget realizar las operaciones de gestin a travs de sus diferentesmtodos, retornando luego con los resultados y ser mostrado, en un mensaje detexto plano, como DOS de Windows.


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Establecer

Comunidad

EstablecerHost Destino

Cargar MIB

Procesar y Mostrarresultados de evaluacion

Pertenece a lacomunidad?

Cargo Correctamentelos objetos de MIB?

Si

Si

No

Figura 4.5 Ejecucin de la aplicacin de gestin [ELLS].

4.3 GESTIN DE PERFORMANCELa gestin de performance implica la optimizacin del tiempo de respuesta de losservicios de red, vinculando directivas de consistencia de la calidad individual y

global de los servicios de red [Cisco03].

4.3.1 MEDICIN DEL PERFORMANCELa funcin importante en el rea de gestin, es la medicin delperformance, el cual involucra informacin estadstica acerca del trfico, ylos mtodos para su reduccin, y presentacin de los datos [Makki06].La gestin de performance es un trmino genrico que incluye la

configuracin y medicin de las distintas reas de rendimiento como;


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Reunir datos de lnea de base de la red, medida de la Disponibilidad,medicin del Tiempo de Respuesta, medicin de la Precisin, medida de laUtilizacin y la Capacidad de Planificacin.

Dentro de la medicin de performance, el cual se hizo uso de los objetos del MIB-II para el desarrollo de esta investigacin fue: la medicin de utilizacin, lamedicin de la precisin dentro de determinados enlaces, todo esto expresados atravs de expresiones matemticas, como se mostrar a continuacin.

A. UTILIZACIN DE LA INTERFAZ

Es la tasa de utilizacin del enlace. Este valor esta expresado en porcentaje, en lacual el recurso es comparado con su mxima capacidad operacional.A travs de la medida de utilizacin, los administradores pueden identificarcongestin (o potencial congestin) a travs de la red. Las variables a utilizarseson mostradas en la siguiente tabla 4.1.

Objetos MIB Descripcin ifInOctets El delta (o diferencia) entre dos ciclos de sondeo recogida del

objeto ifInOctets snmp, el cual representa el nmero de octetosentrantes de trfico.

ifOutOctets El delta entre dos ciclos de sondeo recogida del objetoifOutOctets snmp, el cual representa el nmero de octetossalientes de trfico.

ifSpeed La velocidad de la interfaz reportada del objeto ifSpeed snmp,en bits/seg

Nmero desegundos en ( sysUpTime)

El delta de tiempo de duracin despus de dos ciclos de sondeodel objeto sysUpTime snmp, en centsimas de segundos.

Tabla 4.1 Variables MIB para la evaluacin de la utilizacin de la interfaz


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Expresin Matemtica:

Utilizacin =( ifInOctets + ifOutOctets) X 8

(Nmero de segundos en ) X ifSpeed

X 100

En trminos de objetos MIB, ser necesario introducir una constante de 8(considerando un octeto compuesto de 8 bits) y multiplicar por 100 por elporcentaje.

B. PRECISIN Y TASA DE ERRORPrecisin es la medida del trfico de la interfaz que no resulta dentro del error ypuede ser expresada en trminos de porcentaje, que compara la tasa de un buenresultado a la tasa de paquetes totales durante un periodo de tiempo. Primero sernecesario medir la tasa de error. Por ejemplo, si dos de cada 100 paquetes resultadentro del error, la tasa de error ser de 2% y la preci

sistema multiagente para la medición de los parámetros de performance de una red de datos

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