Πανεπιστήμιο Πειραιώς Τμήμα Πληροφορικής

Transcript

1 Τμήμα Πληροφορικής Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών «Προηγμένα Συστήματα Πληροφορικής» Μεταπτυχιακή Διατριβή Τίτλος Διατριβής Ονοματεπώνυμο Φοιτητή Αριθμός Μητρώου Κατεύθυνση Υπεύθυνος Καθηγητής Επιβλέπων Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων: Σχεδίαση και Ανάπτυξη Πρότυπου Συστήματος του Χρήστου ΜΠΣΠ/08060 Δικτυοκεντρικά Πληροφοριακά Συστήματα Χρήστος Δουληγέρης, Καθηγητής Δρ. Σαράντης Μητρόπουλος Ημερομηνία Παράδοσης Μάιος 2010

2 Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή (υπογραφή) (υπογραφή) (υπογραφή) Όνομα Επώνυμο Βαθμίδα Όνομα Επώνυμο Βαθμίδα Όνομα Επώνυμο Βαθμίδα Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 2(61)

3 Ευχαριστίες... 5 Περίληψη... 6 Abstract Παρακολούθηση Δικτύων (Network Monitoring) Εισαγωγή Τι είναι Παρακολούθηση Δικτύων Η σημασία του να γνωρίζεις το δίκτυό σου Τι και γιατί πρέπει να παρακολουθούμε Τι πρέπει να περιέχει ένα σύστημα παρακολούθησης δικτύων Περιγραφή του Συστήματος - Αρχιτεκτονική του Συστήματος Ανάλυση Απαιτήσεων Τεχνική Προσέγγιση Περιγραφή του Συστήματος Τοπολογία του Συστήματος Αρχιτεκτονική του Συστήματος JBoss PostgreSQL Simple Network Management Protocol (SNMP) Management Information Base (MIB) Μηχανισμός χειρισμού των TRAPs Value Objects - Data Access Objects MTNM Element Representation Library TMF Multi-Technology Network Management Εισαγωγή TMF MTNM Information Model Objects Ονοματολογία των Οντοτήτων EMS Subnetwork ME Equipment Holder Equipment Holder Slot Equipment PTP TL Element Representation Library Εισαγωγή Λειτουργικότητα του Συστήματος Εφαρμογές Χρησιμότητα Σχεδίαση Γραφικά Αντικείμενα GObject Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 3(61)

4 4.3.2 GBObject ERLPrimaryStateCarrierElement ERLFaultStateCarrierElement ERLAlarmCounter ERLState ERLGlyph GBO_NetworkElement ERLMovableElement ERLSelectableElement GBO_Link GBO_Card GBO_CardHolder GBO_Region Επίπεδα (Layers) ERLLayerManager ERLLayer GBackgroundLayerMap GBackgroundLayerImage Views ERLView ERLElementInteractor Συμπεράσματα Περίληψη Αναφορές Συντομογραφίες Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 4(61)

5 Ευχαριστίες Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον υπεύθυνο καθηγητή κ. Δουληγέρη Χρήστο που μου έδωσε την ευκαιρία να ασχοληθώ με ένα τόσο ενδιαφέρον θέμα όπως τα συστήματα παρακολούθησης δικτύων. Επίσης, τον επιβλέποντα καθηγητή κ. Μητρόπουλο Σαράντη για τις πολύτιμες συμβουλές του και την καθοδήγησή του στη σύνθεση της εργασίας αυτής. Τέλος, να ευχαριστήσω την οικογένειά μου και τους φίλους μου για τη συμπαράστασή τους και την ηθική τους υποστήριξη. Πειραιάς, Απρίλιος 2010 Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 5(61)

6 Περίληψη Σκοπός της μεταπτυχιακής αυτής διατριβής είναι η μελέτη των Συστημάτων Παρακολούθησης Δικτύων, καθώς και η σχεδίαση και ανάπτυξη ενός πρότυπου συστήματος παρακολούθησης δικτύων. Στο πρώτο μέρος θα γίνει μελέτη και παρουσίαση των συστημάτων αυτών. Θα αναδειχθεί η σημαντικότητα τους για τους διαχειριστές δικτύων στο να προλαμβάνουν προβλήματα που πιθανόν να προκύψουν στο δίκτυό τους και κατ επέκταση στους πελάτες τους οποίους εξυπηρετούν. Στην συνέχεια, σε μία δεύτερη φάση θα γίνει σχεδίαση και ανάπτυξη ενός νέου εργαλείου παρακολούθησης δικτύων. Η υλοποίηση θα γίνει από την αρχή και θα χρησιμοποιηθούν κορυφαίες τεχνολογίες υλοποίησης. Ο σκοπός του εργαλείου είναι η γραφική αναπαράσταση των τηλεπικοινωνιακών αντικειμένων πάνω σε μία επιφάνεια που θα περιέχει και χάρτη, καθώς και η προβολή τυχόν ενεργών συναγερμών πάνω στα αντικείμενα αυτά. Θα υποστηρίζει συναγερμούς πραγματικού χρόνου και θα επιτρέπει στον χρήστη να κάνει acknowledge νέους συναγερμούς. Abstract The subject of this dissertation is the study of the Network Monitoring Systems and the design and implementation of a prototype network monitoring system. In the first part a study and presentation of such systems mill be made. Their importance for the network administrators will be marked in preventing their networks from possible problems and therefore to their clients that they serve. Next, in a second phase the design and implementation of a new network monitoring tool will be made. The implementation will be made from the scratch and state of the art implementation technologies will be used. The goal of this tool is the graphical representation of telecommunication elements over a panel, which may contain a map and the representation of possible active alarms over these elements. It will support real time alarms and will allow the user to acknowledge these alarms. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 6(61)

7 1. Παρακολούθηση Δικτύων (Network Monitoring) 1.1 Εισαγωγή Η διαχείριση δικτύων (network management) είναι ένας ευρύς χώρος, ο οποίος περιλαμβάνει device monitoring, application management, security, maintenance, service levels, troubleshooting, planning, και άλλες εργασίες, οι οποίες όλες συντονίζονται και επιβλέπονται από έναν έμπειρο και αξιόπιστο διαχειριστή δικτύων. Ακόμη και ο πιο έμπειρος και ικανός διαχειριστής δικτύων είναι τόσο καλός όσο και η δικτυακή πληροφορία που είναι ορατή και την οποία μπορεί να διαχειριστεί και να επέμβει σε αυτή. Οι διαχειριστές πρέπει να ξέρουν τι συμβαίνει στο δίκτυό τους κάθε στιγμή, περιλαμβάνοντας real-time και historical πληροφορία, performance, και status κάθε συσκευής, καθώς και όλων των δεδομένων στο δίκτυο. Αυτός είναι ο χώρος της παρακολούθησης δικτύων (network monitoring), η πιο σημαντική λειτουργία ενός συστήματος διαχείρισης. Ο μόνος τρόπος για να γνωρίζεις αν όλα στο δίκτυό σου λειτουργούν όπως θα έπρεπε είναι να το παρακολουθείς συνεχώς. Η παρακολούθηση δικτύων (Network Monitoring) υπάρχει σαν έννοια από τότε που υπάρχουν τα δίκτυα. Οι περισσότεροι routers, switches και έξυπνα hubs συλλέγουν μέχρι κάποιο επίπεδο στατιστικά στοιχεία ως προς την μετάδοση της κίνησης. Αυτή η πληροφορία είναι σημαντική για τους διαχειριστές δικτύων, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την λειτουργία του δικτύου. Χωρίς συστήματα παρακολούθησης δικτύων, θα ήταν δύσκολο να βρεθούν και να επιλυθούν πολλά προβλήματα δικτύων. 1.2 Τι είναι Παρακολούθηση Δικτύων Κεφάλαιο 1 Εν συντομία, παρακολούθηση δικτύων είναι η ικανότητα της συλλογής και ανάλυσης της δικτυακά μεταδιδόμενης κίνησης. Οι πιο έξυπνες δικτυακές συσκευές προσφέρουν ανάλυση του πρώτου επιπέδου μετάδοσης της κίνησης. Σε αυτό το επίπεδο, η ανάλυση τυπικά επικεντρώνεται σε φυσικά δικτυακά προβλήματα, όπως το link status, CRC errors, bipolar violations, και framing errors. Για υψηλότερου επιπέδου ανάλυση από το πρώτο επίπεδο, ειδικός εξοπλισμός παρακολούθησης χρησιμοποιείται συχνά για την ανάλυση του δευτέρου και τρίτου επιπέδου μετάδοσης της κίνησης. Τα συστήματα παρακολούθησης δεύτερου και τρίτου επιπέδου συχνά αναφέρονται ως protocol analyzers διότι αυτά τα υψηλότερα επίπεδα βασίζονται σε ειδικά πρωτόκολλα για να ελένξουν την μετάδοση δεδομένων. Τα τελευταίας γενιάς προϊόντα παρακολούθησης δικτύων έχουν σχεδιαστεί για να υποστηρίζουν πολύ συγκεκριμένες εφαρμογές. Για παράδειγμα, κάποια προϊόντα παρακολούθησης έχουν σχεδιαστεί για να βοηθούν τους διαχειριστές δικτύων να ανιχνεύουν απειλές ασφαλείας. Κάποια έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν στους δικαστικούς επιμελητές εργαλεία για real-time παρακολούθηση. Κάποια έχουν σχεδιαστεί για να αναλύουν τις επιδόσεις (performance) Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 7(61)

8 συγκεκριμένων εφαρμογών. Και κάποια έχουν σχεδιαστεί για να συλλέγουν δεδομένα για περαιτέρω ανάλυση. 1.3 Η σημασία του να γνωρίζεις το δίκτυό σου Τα δίκτυα σήμερα είναι αρκετά πολύπλοκα. Routers, switches, και hubs συνδέουν μεγάλα σε αριθμό workstations σε κρίσιμες εφαρμογές σε πολλούς servers και στο internet. Επιπρόσθετα, υπάρχουν πολλές εφαρμογές για ασφάλεια και επικοινωνίες εγκατεστημένες, όπως firewalls, virtual private networks (VPNs), και φίλτρα για spam και ιούς. Αυτές οι τεχνολογίες καλύπτουν όλες τις εταιρείες, κάθε μεγέθους. Η διαχείριση δικτύων, ωστόσο, δεν περιορίζεται σε συγκεκριμένες βιομηχανίες ή μόνο σε μεγάλες, δημόσιες επιχειρήσεις. Το να καταλάβεις την σύνθεση και πολυπλοκότητα του δικτύου σου, και το να έχεις την δυνατότητα να λαμβάνεις πληροφόρηση για το πώς κάθε στοιχείο λειτουργεί κάθε στιγμή, είναι ένας παράγοντας κλειδί για την επιτυχή διατήρηση της λειτουργίας και ακεραιότητας του δικτύου και συχνά της εταιρείας, ως ολότητα. Υπάρχουν χιλιάδες σημεία για παρακολούθηση σε ένα δίκτυο, και είναι σημαντικό να είσαι σε θέση να έχεις πληροφόρηση που έχει έννοια, είναι ακριβής και είναι η τρέχουσα ανά πάσα στιγμή. Οι διαχειριστές δικτύων πρέπει να είναι σίγουροι ότι γνωρίζουν τι συμβαίνει στο δίκτυό τους από το ένα άκρο στο άλλο ανά πάσα στιγμή. Είναι σημαντικό να γνωρίζεις το δίκτυό σου όλες τις στιγμές. Το γεγονός είναι, ότι τα δίκτυα είναι τόσο πολύπλοκα που κάτι μπορεί να πάει στραβά. Κάθε αντικείμενο στο δίκτυο αντιπροσωπεύει ένα πιθανό σημείο αποτυχίας. Και γι αυτό είναι σημαντικό να υπάρχουν εφεδρικά συστήματα έτσι ώστε να μειώνεται ο χρόνος που είναι κάτω το σύστημα. Με αυτόν τον τρόπο, εάν ένας server ή router αποτύχει, ένας άλλος περιμένει αδρανής μέχρι ότου υπάρξει ανάγκη αυτόματα να σηκωθεί on-line και να μειωθεί ο αντίκτυπος του χαλασμένου εξοπλισμού. Φυσικά, δεν μπορεί όλα τα προβλήματα να λύνονται τόσο δραστικά πριν εμφανιστούν προειδοποιητικά μηνύματα. Ωστόσο, εάν μπορείς να παρακολουθήσεις την λειτουργία του δικτύου δραστικά σε real-time, μπορείς να ανιχνεύσεις προβλήματα πριν αυτά γίνουν επείγοντα. Ένα υπέρφορτωμένο δίκτυο, για παράδειγμα, μπορεί να αντικατασταθεί πριν αυτό πέσει, αλλά μόνο εάν το γνωρίζεις εκ των προτέρων. Με την παρακολούθηση δικτύων, μπορείς να ξέρεις την κατάσταση όλων των στοιχείων του δικτύου σου χωρίς να χρειάζεται να τα παρακολουθείς ένα προς ένα και επιπλέον έχεις την δυνατότητα να δράσεις και να διορθώσεις προβλήματα, όταν απαιτείται. 1.4 Τι και γιατί πρέπει να παρακολουθούμε Για κάτι τόσο σημαντικό όσο ένα δίκτυο, είναι σημαντικό να υπάρχει η σωστή πληροφορία την σωστή στιγμή. Μεγάλη σημασία έχει να διατίθεται η πληροφορία για τρέχουσες δικτυακές συσκευές (όπως routers και switches) και servers. Ένας διαχειριστής δικτύου επιπλέον πρέπει να γνωρίζει ότι σημαντικά services (όπως , website και file transfer) είναι συνεχώς διαθέσιμα. Όταν υπάρχουν προβλήματα, θα πρέπει να παραχθούν άμεσα συναγερμοί, είτε μέσω ηχητικών σημάτων, είτε μέσω οθονών, ή μέσω αυτόματα παραγόμενων s από το σύστημα παρακολούθησης του δικτύου. Όσο πιο νωρίς γνωρίζουμε τι συμβαίνει, και όσο πιο ολοκληρωμένη είναι η πληροφορία που υπάρχει σε ένα συναγερμό, τόσο πιο σύντομα μπορούμε να δράσουμε σωστά. Συναγερμοί πρέπει να παράγονται όχι μόνο όταν ένα πρόβλημα προκύπτει (ή όταν ένα threshold ξεπερνιέται ), αλλά και όταν μία νέα εφαρμογή ή νέος εξοπλισμός γίνεται on-line. Πρέπει να περιέχουν πληροφορία όσον αφορά της συσκευή, το πρόβλημα και το γεγονός που προκάλεσε τον συναγερμό. Είναι σημαντικό επιπλέον, να παράγονται συναγερμοί με νόημα και να ελαχιστοποιείται το πλήθος των συναγερμών που παράγονται από το ίδιο πρόβλημα. Για παράδειγμα, πρέπει να υπάρχει η δυνατότητα το σύστημα παρακολούθησης να μην παράγει συναγερμό όταν αρχίζει μία προγραμματισμένη συντήρηση του δικτύου και αυτό είναι κάτω. Και εάν η πρόσβαση σε πολλές συσκευές περιορίζεται λόγω ενός προβλήματος σε ένα router ή switch, το να παράγονται οι κατάλληλοι συναγερμοί βοηθά των διαχειριστή να διαγνώσει το πραγματικό πρόβλημα πιο σύντομα. Η εφαρμογή αυτών των κανόνων μειώνει την πληροφορία που πρέπει ο διαχειριστής να επεξεργαστεί και αυξάνει την αξιοπιστία των συναγερμών που λαμβάνονται. Οι δέκα πιο σημαντικοί λόγοι για την χρήση εργαλείων παρακολούθησης δικτύων ακολουθούν: Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 8(61)

9 1. Γνώση του τι συμβαίνει: τα συστήματα παρακολούθησης μας κρατούν ενήμερους για την λειτουργία και συνδεσιμότητα των συσκευών και των πόρων στο δίκτυό μας. Χωρίς αυτά, θα πρέπει να περιμένουμε μέχρι κάποιος να μας ενημερώσει ότι κάτι δεν δουλεύει έτσι ώστε να ξεκινήσει η επισκευή του. 2. Σχεδιασμός για upgrades ή αλλαγές: εάν μία συσκευή είναι συνεχώς κάτω, ή το bandwidth σε ένα συγκεκριμένο subnet τρέχει συνεχώς στο όριο, αυτό σημαίνει ότι πρέπει να αλλαχθεί. Τα συστήματα παρακολούθησης δικτύων επιτρέπουν την ανίχνευση τέτοιων πληροφοριών. 3. Γρήγορη διάγνωση προβλημάτων: ας υποθέσουμε ότι ένας server είναι unreachable από το intranet. Χωρίς ένα σύστημα παρακολούθησης δεν μπορεί να απαντηθεί εάν το πρόβλημα είναι ο server, το switch που χρησιμοποιείται, ή ο router. Η γνώση του που είναι το πρόβλημα μας βοηθά στο να κερδίσουμε χρόνο. 4. Η επίδειξη του τι συμβαίνει στους άλλους: η γραφική απεικόνιση βοηθά στην επεξήγηση του τι συμβαίνει σε ένα δίκτυο. 5. Γνώση του πότε να χρησιμοποιηθεί το εφεδρικό σύστημα: εάν υπάρχει προειδοποίηση μπορεί να μεταφερθεί η λειτουργία σημαντικών servers σε ένα backup σύστημα μέχρι το κυρίως σύστημα να επισκευαστεί και να επανέλθει on-line. Χωρίς ένα σύστημα παρακολούθησης δεν μπορούμε να γνωρίζουμε ότι υπάρχει κάποιο πρόβλημα μέχρις ότου είναι πολύ αργά. 6. Βεβαίωση ότι τα συστήματα ασφαλείας λειτουργούν κανονικά: οι εταιρείες ξοδεύουν πολλά χρήματα σε λογισμικό και υλικό ασφαλείας. Χωρίς ένα σύστημα παρακολούθησης πως μπορούμε να είμαστε σίγουροι ότι οι συσκευές ασφαλείας συνεχίζουν να τρέχουν όπως έχουν γίνει configure; 7. Παρακολούθηση των συσκευών που χρησιμοποιούν οι πελάτες μιας εταιρείας: πολλές συσκευές σε ένα δίκτυο είναι απλές εφαρμογές που τρέχουν σε ένα server (HTTP, FTP, mail, κ.τ.λ.). Ένα σύστημα παρακολούθησης μπορεί να παρακολουθεί αυτές τις εφαρμογές και να κάνει σίγουρο ότι οι πελάτες μπορούν να συνδεθούν σε servers και να δουν ότι χρειάζονται. 8. Ενημέρωση της κατάστασης του δικτύου από παντού: πολλές εφαρμογές παρακολούθησης δικτύων παρέχουν απομακρυσμένη διαχείριση από οπουδήποτε που υπάρχει σύνδεση internet. Με αυτόν τον τρόπο κάποιος που βρίσκεται σε διακοπές και προκύψει κάτι στο δίκτυο μπορεί να συνδεθεί στο Web Interface και να δει ποιο είναι το πρόβλημα. 9. Διατήρηση του uptime του πελάτη: εάν υπάρχουν πελάτες που εξαρτώνται από το δίκτυο, πρέπει να είμαστε σίγουροι ότι αυτό τρέχει κάθε στιγμή. Είναι επιθυμητό την στιγμή που προκύπτει ένα πρόβλημα αυτό να διορθώνεται, πριν δεχθούμε τηλέφωνα από τον πελάτη. 10. Εξοικονόμηση χρημάτων: πάνω από όλα, τα συστήματα διαχείρισης βοηθούν στην εξοικονόμηση χρόνου όσον αφορά στο downtime για την διερεύνηση προβλημάτων. Αυτό μεταφράζεται σε λιγότερες ανθρωποώρες και λιγότερα χρήματα. 1.5 Τι πρέπει να περιέχει ένα σύστημα παρακολούθησης δικτύων Για να γνωρίζει κανείς το δίκτυό του, χρειάζεται ένα σύστημα παρακολούθησης το οποίο θα του δείχνει ότι χρειάζεται να γνωρίζει σε πραγματικό χρόνο και από οπουδήποτε, οποτεδήποτε. Για εταιρείες κάθε μεγέθους, χρειάζεται ένα σύστημα φιλικό προς τον χρήστη, γρήγορο στην εγκατάστασή του, με μικρό κόστος κτήσης και το οποίο να περιέχει όλα τα features που χρειάζονται. Χρειάζεται ένα σύστημα με συγκεκριμένες δυνατότητες και την ίδια αξιοπιστία που επιθυμούμε να έχει και το δίκτυό μας. Εάν θέλουμε το δίκτυό μας να έχει υψηλή διαθεσιμότητα, χρειαζόμαστε ένα σύστημα στο οποίο να βασιζόμαστε. Παρακολουθούμε ένα σύνολο από αντικείμενα και συλλέγουμε πολύ πληροφορία. Με σκοπό να βλέπουμε όλα αυτά καθαρά και γρήγορα, χρειαζόμαστε ένα σύστημα το οποίο δείχνει αυτή την πληροφορία, το οποίο θα περιλαμβάνει ένα network map, report data, alarms, historical πληροφορία, και άλλη χρήσιμη πληροφορία. Όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως οι συναγερμοί είναι σημαντικοί. Ωστόσο, αυτοί είναι σαν τα ξυπνητήρια. Θέλουμε να εμφανίζονται όταν το επιθυμούμε, όχι όταν δεν επιθυμούμε. Για παράδειγμα, όπως δεν θέλουμε το ξυπνητήρι να χτυπήσει το Σάββατο το πρωί, έτσι δεν θέλουμε το Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 9(61)

10 σύστημά μας να δώσει συναγερμούς όταν εκτελούμε εργασίες συντήρησης. Θέλουμε να προγραμματίζουμε την εβδομαδιαία συντήρηση στο σύστημα έτσι ώστε αυτό να διακρίνει μεταξύ σχεδιασμένου και μη σχεδιασμένου downtime. Με άλλα λόγια δεν επιθυμούμε να δεχόμαστε λανθασμένους συναγερμούς. Τα δίκτυα πρέπει να λειτουργούν 24/7 ασχέτως από το ωράριο που οι υπάλληλοι εργάζονται. Και ενώ το δίκτυό μας γενικώς είναι τοποθετημένο σε μία τοποθεσία, οι υπάλληλοί μας κάποιες φορές ταξιδεύουν. Παρόλα αυτά πρέπει να έχουμε πρόσβαση στο σύστημα παρακολούθησης από οπουδήποτε, οποτεδήποτε. Γι αυτό το λόγο, διαφορετικοί άνθρωποι θα χρειαστεί να έχουν πρόσβαση στο σύστημα για διαφορετικούς λόγους, και δεν θέλουμε όλοι να έχουν πρόσβαση στο ίδιο επίπεδο πληροφορίας. Χρειαζόμαστε ένα σύστημα το οποίο επιτρέπει role-based πρόσβαση και το οποίο δίνει δικαιώματα (permissions) στους χρήστες. Αυτό όχι μόνον κάνει τους χρήστες πιο παραγωγικούς, αλλά επιπλέον θέτει και ένα σημαντικό επίπεδο ασφάλειας. Τέλος, πρέπει να υπάρχει ένα σύστημα το οποίο υποστηρίζει πολλαπλές μεθόδους παρακολούθησης των συσκευών. Το SNMP (Simple Network Management Protocol) είναι μία σημαντική τεχνολογία που επιτρέπει να διαχειριστούμε και να παρακολουθούμε δικτυακές συσκευές και να κάνουμε troubleshoot σε προβλήματα. Πολλές δικτυακές συσκευές υποστηρίζουν SNMP, κάνοντας εύκολη την παρακολούθηση τους χρησιμοποιώντας ένα σύστημα που υποστηρίζει SNMP. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 10(61)

11 2. Περιγραφή του Συστήματος - Αρχιτεκτονική του Συστήματος 2.1 Ανάλυση Απαιτήσεων Τεχνική Προσέγγιση Το σύστημα θα πρέπει να υποστηρίζει τις ανάγκες ενός διαχειριστή δικτύου με σκοπό την βέλτιστη λειτουργία αυτού. Σε ένα σύγχρονο δικτυακό περιβάλλον, το πλήθος των διαχειριζόμενων τηλεπικοινωνιακών αντικειμένων είναι σημαντικά αυξημένο. Η παρακολούθηση αυτών ένα προς ένα είναι πρακτικά αδύνατη. Απαιτείται η χρήση ενός συστήματος που θα διαχειρίζεται όλα αυτά και θα φιλτράρει την πληροφορία που φτάνει τελικά στον διαχειριστή με σκοπό την αποτροπή του βομβαρδισμού αυτού από περιττή πληροφορία. Μόνο οι συναγερμοί που κρίνονται άκρως απαραίτητοι και με βάση την σημαντικότητά τους θα πρέπει να καταλήγουν στον χρήστη. Το σύστημα θα πρέπει να υποστηρίζει γραφική αναπαράσταση των αντικειμένων που είναι ενταγμένα σε αυτό πάνω σε μία επιφάνεια. Στην επιφάνεια θα απεικονίζεται κάποιος χάρτης. Τα αντικείμενα θα πρέπει να μπορούν να μετακινηθούν πάνω στην επιφάνεια και να τοποθετούνται σε οποιαδήποτε θέση. Η θέση τους αυτή θα μπορεί να σώζεται. Τα αντικείμενα θα μπορούν να συνδέονται μεταξύ τους με συνδέσεις (links). Μετακίνηση στα περιεχόμενα (κάρτες, πόρτες) των τηλεπικοινωνιακών αντικειμένων θα πρέπει να υποστηρίζεται. Κάθε αντικείμενο θα φέρει πληροφορία για το πλήθος των ενεργών συναγερμών του καθώς και την σημαντικότητα αυτών. Όταν προκύπτουν συναγερμοί, αυτό θα πρέπει να φαίνεται σε πραγματικό χρόνο. Όλοι οι ενεργοί συναγερμοί θα πρέπει να είναι διαθέσιμοι στον χρήστη μέσω μίας οθόνης. Ακόμη το σύστημα θα πρέπει να υποστηρίζει και να διαθέτει στατιστικά στοιχεία των τηλεπικοινωνιακών αντικειμένων που έχουν ενταχθεί σε αυτό. Τέτοια πληροφορία θα μπορούσε να είναι το πλήθος των φορών που έχει πέσει (link down) μία πόρτα. Η υλοποίηση θα πρέπει να γίνει με την χρήση τελευταίας τεχνολογίας. Θα χρησιμοποιηθεί client server αρχιτεκτονική και σχεσιακή βάση δεδομένων. Τα υποστηριζόμενα τηλεπικοινωνιακά αντικείμενα και τα περιεχόμενά τους θα αποθηκεύονται στην βάση δεδομένων και θα είναι διαθέσιμα από τους clients. Θα χρησιμοποιηθεί η γλώσσα java και enterprise τεχνολογίες αυτής. Για την υλοποίηση του SNMP μηχανισμού θα χρησιμοποιηθεί η βιβλιοθήκη SNMP4J. Η αναπαράσταση των αντικειμένων θα γίνει από την αρχή με την χρήση του μηχανισμού αναπαράστασης γραφικών της java (Abstract Window Toolkit και Swing). 2.2 Περιγραφή του Συστήματος Το σύστημα προσφέρει την παρακάτω λειτουργικότητα: Γραφική απεικόνιση των τηλεπικοινωνιακών αντικειμένων / συσκευών που έχουν ήδη ενταχθεί στο σύστημα πάνω σε μία επιφάνεια Προγραμματιστικά μπορεί να οριστεί οποιοδήποτε εικονίδιο επιθυμούμε για να αναπαραστήσουμε κάθε τύπο αντικειμένου Κάθε αντικείμενο περιέχει κάποιο όνομα / περιγραφή Κεφάλαιο 2 Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 11(61)

12 Η επιφάνεια μπορεί να φέρει κάποιο χάρτη σαν background Τα αντικείμενα μπορεί να μετακινούνται πάνω στην επιφάνεια και η επιθυμητή θέση να σώζεται Τα αντικείμενα μπορεί να ενώνονται μεταξύ τους με την χρήση ενός αντικειμένου link Τα αντικείμενα δέχονται SNMP traps (alarms) Τα αντικείμενα υποστηρίζουν alarms. Τα severities των alarms και τα χρώματα που χρησιμοποιούνται είναι (η ιεραρχία έχει σημασία και φαίνεται κατά αύξουσα σειρά): o o o o Critical (κόκκινο) Major (πορτοκαλί) Minor (κίτρινο) Warning (πράσινο) Τα αντικείμενα φέρουν πληροφορία όσον αφορά στο status των active alarms. Το πλήθος των alarms με το υψηλότερο στην ιεραρχία από άποψη severity active alarm εμφανίζεται και επιπλέον μπαίνει ο χαρακτήρας (+) εάν υπάρχουν και χαμηλότερα σε ιεραρχία severity active alarms Όταν προκύπτει ένα καινούριο alarm εμφανίζεται ένα balloon πάνω στο αντικείμενο από το οποίο προήλθε το alarm Όταν ο χρήστης κάνει click πάνω στο αντικείμενο που περιέχει ένα balloon το alarm γίνεται acknowledge και το balloon εξαφανίζεται 2.3 Τοπολογία του Συστήματος Σκοπός του συστήματος είναι να προσφέρει στον χρήστη υπηρεσίες παρακολούθησης σε ένα σύνολο από αντικείμενα / συσκευές που έχουν ήδη ενταχθεί στο σύστημα. Παρακάτω φαίνεται η τοπολογία του συστήματος. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 12(61)

13 Η τοπολογία του συστήματος Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα όλα τα Network Elements είναι ενταγμένα σε έναν server. Ο server αυτός έχει την δυνατότητα να εκτελέσει SNMP λειτουργίες πάνω στα αντικείμενα αυτά. Οι SNMP λειτουργίες που μπορούν να εκτελεστούν είναι: SET GET TRAPS Ο server έχει την δυνατότητα να ακούει TRAPS προερχόμενα από τα network elements σε μία συγκεκριμένη πόρτα. Στα network elements θα πρέπει να οριστεί σε ποιον server θα αποστέλλουν τα TRAPS δίνοντας την πόρτα και το IP Address του server. Η σχέση επικοινωνίας μεταξύ των NEs και του server είναι αμφίδρομη. Ο server θα πρέπει να επιτρέπει την σύνδεση σε αυτόν πολλών clients μέσα στα πλαίσια ενός δικτύου. Η σχέση επικοινωνίας μεταξύ των clients και του server είναι και αυτή αμφίδρομη. 2.4 Αρχιτεκτονική του Συστήματος Το σύστημα χρησιμοποιεί 3-tier αρχιτεκτονική. Τα τρία μέρη είναι: Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 13(61)

14 Clients Application Server Data Ο application server που έχει χρησιμοποιηθεί είναι ο JBoss και μπορεί να στηθεί σε οποιοδήποτε μηχάνημα τρέχει java. Ο server αυτός μπορεί να διαχειρίζεται ένα σύνολο από Network Elements / Managed Elements. Και τέλος ένα σύνολο από clients (ο client μπορεί να τρέξει σε οποιοδήποτε μηχάνημα που τρέχει java) μπορούν να συνδεθούν στον application server. Η αρχιτεκτονική του συστήματος JBoss Το σύστημα χρησιμοποιεί ως middleware application server το JBoss Enterprise Application Platform version GA. Το JBoss Enterprise Middleware είναι ευρέως αναγνωρισμένο ως μία από τις πιο κυρίαρχες middleware πλατφόρμες στην αγορά. Επιπροσθέτως στην αναγνωρισμένη κυριαρχία του, το JBoss Enterprise Middleware είναι το πιο αποτελεσματικό από άποψη κόστους από όλες τις πλατφόρμες που υπάρχουν σήμερα. Οι IT εταιρείες έχουν ένα σύνολο από λόγους για να μετακινηθούν από υψηλού κόστους middleware πλατφόρμες, όπως BEA WebLogic and Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 14(61)

15 AquaLogic, Oracle Fusion και IBM Websphere. To JBoss Enterprise Middleware είναι μία open source λύση, η οποία είναι πιο flexible και με καλύτερη απόδοση από ότι οι ανταγωνιστές του. JBOSS Enterprise Middleware Portfolio [ Στην συνέχεια αναλύονται τα τμήματα του JBoss Enterprise Middleware: COMPONENT JBoss Developer Studio JBoss Enterprise Application Platform JBoss Enterpeise SOA Platform MetaMatrix Enterprise Data Services Platform JBoss Enterprise Portal Platform DESCRIPTION Είναι ένα εργαλείο για την ανάπτυξη Web 2.0 και εφαρμογών. Το JBoss Developer Studio περιέχει το JBoss Enterprise Application Platform και είναι pre-configured. Είναι ένας Java Enterprise Edition (JEE) container για την υλοποίηση μεγάλων Java εφαρμογών, περιλαμβάνει Clustering, JBoss Messaging και JBoss Cache. Είναι μία πλατφόρμα βασισμένη σε Enterprise Service Bus (ESB), η οποία δίδει message delivery, transformation, content based routing, erchestration, service registration. Είναι ένα σύστημα που παρέχει διαχείριση υπηρεσιών δεδομένων (data services management), το οποίο παρέχει γρήγορη δημιουργία, deployment και διαχείριση των υπηρεσιών δεδομένων. Είναι ένα enterprise portal που επιτρέπει διαχείριση πόρων και ολοκλήρωση εφαρμογών. JBoss Hibernate Framework Είναι ένα framework που παρέχει mapping σχεσιακών αντικειμένων. JBoss Seam Framework Είναι ένα δυναμικό νέο framework για την δημιουργία επόμενης γενιάς Web 2.0 εφαρμογών, χρησιμοποιώντας τεχνολογίες όπως Asynchronous JavaScript και XML (AJAX), Java Server Faces (JSF), Enterprise Java Beans (EJB3), Java Portlets και Business Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 15(61)

16 JBoss jbpm Framework JBoss Rules Framework Process Management (BPM). Το framework αυτό παρέχει την δυνατότητα για δημιουργία business processes τα οποία συντονίζουν ανθρώπους, εφαρμογές και υπηρεσίες. Είναι μία μηχανή ρόλων που παρέχει έναν βελτιωμένο αλγόριθμο και interface για την διαχείριση Business Rules. JBoss Operations Network Επιτρέπει την παρακολούθηση και διαχείριση enterprise server deployments μέσω ενός κεντρικού interface PostgreSQL Το σύστημα χρησιμοποιεί βάση δεδομένων PostgreSQL 8.3. Η PostgreSQL είναι μία: εξελιγμένη ελεύθερα διαθέσιμη ανοιχτού κώδικα σχεσιακή βάση δεδομένων (RDBMS) Τα χαρακτηριστικά της: Foreign Keys Sequences Schemas Transactions Triggers Procedure Languages Άδεια χρήσης: BSD - style (Ελεύθερη για οποιαδήποτε χρήση) 2.5 Simple Network Management Protocol (SNMP) Management Information Base (MIB) Το SNMP είναι ένα δικτυακό πρωτόκολλο που βασίζεται στο UDP. Χρησιμοποιείται κατά βάση στα συστήματα διαχείρισης δικτύων για την παρακολούθηση συσκευών δικτύων και την αξιόπιστη λειτουργία αυτών. Το SNMP είναι ένα τμήμα του Internet Protocol Suite, όπως έχει οριστεί από το Internet Engineering Task Force (IETF). Αποτελείται από ένα σύνολο από standards για διαχείριση δικτύων, όπως ένα πρωτόκολλο στο επίπεδο εφαρμογής, ένα σχήμα βάσης δεδομένων, και ένα σύνολο από αντικείμενα δεδομένων. Το SNMP δίνει δεδομένα διαχείρισης σε μορφή μεταβλητών στα συστήματα διαχείρισης, οι οποίες περιγράφουν το configuration των συστημάτων. Σε αυτές τις μεταβλητές μπορεί στη συνέχεια να ζητηθεί η τιμή τους αλλά και να τεθεί η τιμή τους από εφαρμογές διαχείρισης. Κάθε διαχειριζόμενο σύστημα (το οποίο καλείται slave) εκτελεί ένα software component το οποίο καλείται agent και το οποίο στέλνει πληροφορία μέσω SNMP στα συστήματα διαχείρισης (τα οποία καλούνται masters). Στην ουσία, οι SNMP agents στέλνουν πληροφορία στα διαχειριζόμενα συστήματα (slaves), υπό την μορφή μεταβλητών. Αλλά επιπλέον το πρωτόκολλο υποστηρίζει και sets, όπως αλλαγή και Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 16(61)

17 εφαρμογή ενός νέου configuration. Το σύστημα διαχείρισης (master) μπορεί να κάνει get την πληροφορία μέσω των λειτουργιών GET, GETNEXT, GETBULK του πρωτοκόλλου ή ο agent (που βρίσκεται στο slave) θα στείλει δεδομένα χωρίς να του ζητηθεί χρησιμοποιώντας τις TRAP ή INFORM λειτουργίες του πρωτοκόλλου. Τα μηνύματα INFORM του SNMPv3 είναι χρήσιμα επειδή παρέχουν έναν αξιόπιστο τρόπο για να γίνουν acknowledged από το σύστημα διαχείρισης. Αυτό είναι σημαντικό διότι το SNMP είναι ένα πρωτόκολλο που βασίζεται στο UDP. Τα συστήματα διαχείρισης μπορούν να στείλουν configuration updates μέσω της λειτουργίας SET του πρωτοκόλλου έτσι ώστε να διαχειριστούν ενεργά ένα σύστημα. Configuration updates λειτουργίες χρησιμοποιούνται μόνο όταν αλλαγές χρειάζονται στο δίκτυο. Κυρίως εκτελούνται λειτουργίες παρακολούθησης σε καθημερινή βάση. Οι μεταβλητές που γίνονται προσβάσιμες μέσω SNMP οργανώνονται σε ιεραρχίες. Αυτές οι ιεραρχίες, και άλλα metadata (όπως ο τύπος, η περιγραφή μίας μεταβλητής), περιγράφονται από Management Information Bases (MIBs). Το SNMP πρωτόκολλο λειτουργεί στο Επίπεδο Εφαρμογής του Internet Protocol Suite (Επίπεδο 7 του OSI μοντέλου). Κανονικά, το SNMP χρησιμοποιεί τις UDP πόρτες 161 για τον agent και 162 για το σύστημα διαχείρισης. Το σύστημα διαχείρισης μπορεί να στείλει requests από οποιαδήποτε διαθέσιμη πόρτα πηγή στην πόρτα 161 στον agent (πόρτα προορισμός). Το response του agent θα σταλεί πίσω στην πόρτα πηγή. Το σύστημα διαχείρισης κανονικά λαμβάνει notifications (TRAPs και INFORMs) στην πόρτα 162. Ο agent μπορεί να παράγει notifications από οποιαδήποτε διαθέσιμη πόρτα. Το SNMP, από μόνο του, δεν ορίζει ποια πληροφορία (ποιες μεταβλητές) ένα διαχειριζόμενο σύστημα πρέπει να προσφέρει. Έτσι, το SNMP χρησιμοποιεί μία σχεδίαση, κατά την οποία η πληροφορία ορίζεται από Management Information Bases (MIBs). Οι MIBs περιγράφουν την δομή των δεδομένων ενός διαχειριζόμενου συστήματος. Χρησιμοποιούν μία ιεραρχική ονοματολογία και περιέχουν Object Identifiers (OID). Κάθε OID ορίζει μία μεταβλητή που μπορεί να διαβαστεί και να τεθεί μέσω SNMP. Οι MIBs χρησιμοποιούν την σημασιολογία με το όνομα ASN1. Η ιεραρχία της MIB αναπαριστάται σαν ένα δένδρο, τα επίπεδα του οποίου ορίζονται από διαφορετικούς οργανισμούς. Τα OIDs της κορυφής ανήκουν σε διαφορετικούς οργανισμούς, ενώ τα χαμηλότερου επιπέδου ανήκουν σε σχετικούς οργανισμούς. 2.6 Μηχανισμός χειρισμού των TRAPs Ο μηχανισμός που δεχόμαστε TRAPs με την χρήση της SNMP4J βιβλιοθήκης έχει χρησιμοποιηθεί: Address targetaddress = GenericAddress.parse("udp: /162"); TransportMapping transport = new DefaultUdpTransportMapping(); Snmp snmp = new Snmp(transport); CommandResponder trapprinter = new CommandResponder() { public synchronized void processpdu(commandresponderevent e) { PDU command = e.getpdu(); if (command!= null) { System.out.println(command.toString()); } } }; snmp.addcommandresponder(trapprinter); transport.listen(); 2.7 Value Objects - Data Access Objects Τα διαχειριζόμενα συστήματα υπάρχουν στην μνήμη παροδικά, με την χρήση των Value Objects. H business logic γίνεται με την χρήση business components των οποίων ο κύκλος ζωής και η μορφή είναι ανεξάρτητη από κάθε instance των τηλεπικοινωνιακών αντικειμένων. Αυτή η προσέγγιση είναι συμβατή με την λύση που προτείνει το TMF814, σύμφωνα με το οποίο τα συστήματα διαχείρισης Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 17(61)

18 εκτελούν business λειτουργίες και CORBA δομές χρησιμοποιούνται για να αναπαραστήσουν instances τηλεπικοινωνιακών αντικειμένων. DAOs, Value Objects και Business Layer Τα Data Access Objects είναι κλάσεις που περιέχουν όλη την λειτουργικότητα για να εκτελέσουν SQL statements και να κάνουν create, delete και modify σε rows και πίνακες της βάσης δεδομένων. Τα DAOs γεμίζουν value objects και τα επιστρέφουν. Για να το επιτύχουν αυτό χρησιμοποιούν JDBC για να αποκτήσουν πρόσβαση στην RDBMS απευθείας. 2.8 MTNM Αναλύεται λεπτομερειακά στην συνέχεια. 2.9 Element Representation Library Αναλύεται λεπτομερειακά στην συνέχεια. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 18(61)

19 3. TMF Multi-Technology Network Management 3.1 Εισαγωγή Για την υλοποίηση της εφαρμογής θα χρησιμοποιηθεί το TMF 608 Multi-Technology Network Management (MTNM) NML-EML Interface Information Agreement, Version 3.0. (TMF 608). Το TMF 608 ορίζει το interface μεταξύ του Element Management Layer και του Network Management Layer έτσι ώστε το τελευταίο να παρέχει υπηρεσίες Network Management (Σχέδιο 1) σε network elements που υποστηρίζουν πολλαπλές τεχνολογίες. (Σχέδιο 2). Σχέδιο 1. Χάρτης Τηλεπικοινωνιακών Λειτουργιών [ Κεφάλαιο 3 Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 19(61)

20 Σχέδιο 2. Προσδοκίες του TMF 608 [ Το TMF608 είναι μέρος του MTNM Solution Suite. Το MTNM Solution Suite έκδοση 3.0 αποτελείται από ένα σύνολο από έγγραφα τα οποία ορίζουν την ανταλλαγή πληροφορίας, ή την διαπροσωπεία, μεταξύ των Network Management Systems (EMS) και των Element Management Systems (EMS) παρέχοντας την διαχείριση των SONET/SDH, DWDM και ATM δικτύων μετάδοσης. Η σύμβαση εργασίας (business agreement) περιγράφει το πρόβλημα και τις απαιτήσεις για την εξεύρεση της λύσης. Η σύμβαση πληροφόρησης (information agreement) χρησιμοποιεί μία τεχνολογικά ουδέτερη προσέγγιση για να παρέχει interfaces που θα ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις που ορίστηκαν στην σύμβαση εργασίας. Το έγγραφο που περιέχει την λύση προτείνει μία συγκεκριμένη τεχνολογία (Corba IDL) για την επίλυση του προβλήματος, και τελικά το μοντέλο υλοποίησης και οι οδηγίες παρέχουν έναν μηχανισμό μέσω του οποίου η συμμόρφωση της υλοποιημένης λύσης μπορεί να εξεταστεί. Η λύση που προτείνει το MTNM version 3.0 αποτελείται από τα ακόλουθα έγγραφα: The Business Agreement - Document number TMF513 The Information Agreement - Document number TMF608 (Rational Rose Version) The Information Agreement - Document number TMF608 (HTML Version) The Solution Set - Document number TMF814 The Implementation Statement - Document number TMF814A Όπως προκύπτει από τα παραπάνω, το TMF MTNM έργο, σε αυτή του την φάση (έκδοση 3.0) έχει παράγει μία λύση βασισμένη σε CORBA, TMF814 και TMF814a, με βάση την οποία IDL ιinterfaces και δομές έχουν οριστεί. Αναμένεται μία λύση βασισμένη σε Java στην MTNM έκδοση 3.5. Αυτή θα βασίζεται σε XML και JMS. Όταν ακολουθείται μία τέτοια λύση, τα NML και EML επίπεδα επικοινωνούν μεταξύ τους με έναν ουδέτερο τρόπο, όσον αφορά στους vendors. Αυτό είναι σημαντικό για κάθε EMS ή NMS που είναι συμβατό με το MTNM. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 20(61)

21 3.2 TMF MTNM Information Model Objects Σχέδιο 3. Οι οντότητες του MTNM μοντέλου [ Το TMF 608 ορίζει τα interfaces που ένα EMS/NMS σύστημα απαιτείται να έχει για να ικανοποιεί την MTNM σύμβαση εργασίας (business agreement). Έτσι στο (Σχέδιο 3) φαίνονται οι κλάσεις ενός EMS/NMS συστήματος. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 21(61)

22 Το αντικείμενο το οποίο βρίσκεται πιο ψηλά στην ιεραρχία στο MTNM είναι το EMS, το οποίο περιέχει MEs (Management Elements=Network Elements), TLs (Topological Links) και Subnetworks. Τα Subnetworks δεν αναπαριστούν έναν φυσικό πόρο αλλά είναι θεώρηση μίας δικτυακής τοπολογίας. Ένα Subnetwork περιέχεται από ένα EMS και περιέχει TLs, MEs, TPs (termination points) και SNCs (subnetwork connections). Ο σκοπός των Subnetworks, στο ΜΤΝΜ, είναι η δημιουργία και διαγραφή SNCs. Τα άκρα ενός SNC, είναι CTPs (connection termination points), τα οποία περιέχονται από MEs, τα οποία περιέχονται από το αντικείμενο Subnetwork. Τα subnetworks έχουν μία layer rates μεταβλητή που αναπαριστά τα layer rates στα οποία υποστηρίζουν SNCs. Ένα ME δεν επιτρέπεται να είναι μέλος σε δύο Subnetworks στο ίδιο layer rate. Υπάρχουν διάφοροι τύποι από Subnetworks. Το πιο απλό είναι το Singleton Subnetwork, το οποίο περιέχει ένα ME. Είναι λογικό στο MTNM ένα EMS να αποτελείται μόνο από Singleton Subnetworks, ένα για κάθε ME. Σε ένα Singleton Subnetwork, ένα XC (cross connect) είναι ισότιμο με ένα SNC. Σε μία τέτοια περίπτωση και τα δύο άκρα του SNC περιέχονται από το ίδιο ME και το Route του SNC αποτελείται από ένα XC του οποίου τα άκρα είναι τα ίδια με του SNC. Άλλοι τύποι Subnetworks είναι αλυσίδα (chain), ring (δακτύλιος), πλέγμα (mesh), κ.α. Οι τύποι είναι καλά ορισμένοι στο MTNM και αναπαριστώνται από το Topology enumeration. Η διάκριση σε τύπους είναι χρήσιμη πληροφορία σε έναν SNC provisioning αλγόριθμο. Είναι προφανές ότι οι provisioning αλγόριθμοι μπορεί να διαφέρουν για διαφορετικούς τύπους subnetworks. Τα MEs περιέχουν PTPs (physical termination points), τα οποία με την σειρά τους περιέχουν PTPs/CTPs (connection termination points) σε υψηλότερα layer rates. 3.3 Ονοματολογία των Οντοτήτων Σε αυτό το σημείο θα περιγραφούν οι σημαντικότερες οντότητες του μοντέλου που θα ακολουθηθεί και κάποιες βασικές μεταβλητές τους. Πρέπει να σημειωθεί ότι οι οντότητες αυτές στην ουσία αποτελούν πίνακες στην βάση δεδομένων της εφαρμογής και οι μεταβλητές είναι κολόνες αυτών των πινάκων. Οι μεταβλητές αυτές προσδιορίζουν μοναδικά κάθε οντότητα με την χρήση ενός μοναδικού προσδιοριστή (name = μοναδικό id στην DB), σχετικών ονομάτων (ems) και φιλικές ως προς τον χρήστη αναπαραστάσεις (nativeemsname, userlabel) EMS name ems nativeemsname userlabel Subnetwork name ems sn 1.2 nativeemsname userlabel EMS=SYSTEM SYSTEM SYSTEM SYSTEM EMS Subnetwork EMS=SYSTEM,MultiLayerSubnetwork=1.2 SYSTEM hellas/thessaloniki hellas/thessaloniki Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 22(61)

23 name ems Μεταπτυχιακή Διατριβή ME name ems Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 23(61) ME EMS=SYSTEM,ManagedElement= SYSTEM me nativeemsname userlabel hellas/thesaloniki/ibas1 hellas/thesaloniki/ibas Equipment Holder nativeemsname userlabel Equipment Holder EMS=SYSTEM,ManagedElement= ,EquipmentHolder=/shelf=1 SYSTEM hellas/thesaloniki/ibas1/shelf=1 hellas/thesaloniki/ibas1/shelf= Equipment Holder Slot Equipment Holder Slot name EMS=SYSTEM,ManagedElement= ,EquipmentHolder=/shelf=1/slot= 1 ems nativeemsname userlabel name ems SYSTEM Equipment hellas/thesaloniki/ibas1/shelf=1/slot=1 hellas/thesaloniki/ibas1/shelf=1/slot=1 Equipment EMS=SYSTEM,ManagedElement= ,EquipmentHolder=/shelf=1/slot= 1,Equipment=ADSL72 1 SYSTEM nativeemsname hellas/thesaloniki/ibas1/shelf=1/slot=1/equipment=adsl72 1 userlabel hellas/thesaloniki/ibas1/shelf=1/slot=1/equipment=adsl PTP

24 name EMS=SYSTEM,ManagedElement= ,PTP=ADSL Port 1. 1 ems SYSTEM me ptp 1.1 Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 24(61) PTP nativeemsname hellas/thesaloniki/ibas1/adsl Port 1. 1 userlabel hellas/thesaloniki/ibas1/adsl Port TL name EMS=SYSTEM,TopologicalLink= /ADSL Port /ADSL Port 1. 1 ems SYSTEM tl /ADSL Port /ADSL Port 1. 1 nativeemsname /ADSL Port /ADSL Port 1. 1 userlabel /ADSL Port /ADSL Port 1. 1 TL

25 4. Element Representation Library 4.1 Εισαγωγή Το Element Representation Library (ERL) είναι ένα σύνολο από κλάσεις με μία πολύ απλή λογική. Βοηθά έναν εξωτερικό προγραμματιστή να αναπαραστήσει αντικείμενα σε μία επίπεδη δι-διάστατη επιφάνεια. Αν και το ERL φτιάχτηκε για τηλεπικοινωνιακούς σκοπούς, έχει σχεδιαστεί με έναν τρόπο ώστε να επιτρέπει την μοντελοποίηση κάθε γραφικής αναπαράστασης που ταιριάζει στην παραπάνω ιδέα. Κανονικά ο προγραμματιστής δεν απαιτείται να παρέχει κάποια επιπλέον βιβλιοθήκη για να τρέξει το ERL, αλλά κώδικας ο οποίος αρχικοποιεί και δένει την λειτουργία κάθε κλάσης με το υπόλοιπο σύστημα απαιτείται. Οι υπόλοιπες παράγραφοι συντόμως παρουσιάζουν αυτήν την βιβλιοθήκη και περιγράφουν τι είναι ικανή να κάνει. Επιπλέον τα κύρια μέρη της και οι εφαρμογές της αναφέρονται σε σχετικό βάθος αργότερα. 4.2 Λειτουργικότητα του Συστήματος Εφαρμογές Κεφάλαιο 4 Η αναπαράσταση αντικειμένων δεν είναι κάτι καινούριο. Υπάρχουν αρκετές υλοποιήσεις μέχρι τώρα, ενώ υπάρχει από τότε που υπάρχουν και οι Η/Υ. Ωστόσο το κίνητρο για την δημιουργία του ERL δόθηκε επειδή όλες οι άλλες υλοποιήσεις είναι είτε δεμένες σε ένα συγκεκριμένο τύπο εφαρμογής, μία συγκεκριμένη πλατφόρμα, είτε είναι τόσο πολύπλοκες και τόσο περίπλοκες που μόνο το 10% των κλάσεων τους πραγματικά χρησιμοποιείται. Δόθηκε αρκετή προσπάθεια για την μεγιστοποίηση του φάσματος εφαρμογών του ERL. Μπορεί να μοντελοποιήσει οτιδήποτε, από ένα δίκτυο σιδηροδρόμων, σε ένα αεροπορικό δίκτυο, ως και εκπαιδευτικά προγράμματα για παιδιά. Κυρίως όμως φτιάχτηκε για την μοντελοποίηση τηλεπικοινωνιακών δικτύων. Αυτό επιτεύχθηκε από τον συνεχή ανασχεδιασμό και βελτιστοποίηση των σημαντικότερων αντικειμένων που αποτελούν την βιβλιοθήκη. Όταν ένα προγραμματιστικό έργο έχει φτάσει στα υψηλότερα σημεία από άποψη αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού, τότε ο σχεδιαστής είναι σίγουρος ότι αυτό μπορεί να εφαρμοστεί για κάθε επιδιωκόμενο σκοπό. Το πλήρες εύρος των εφαρμογών μπορεί να φαίνεται κάτι γενικευμένο, παρόλα ταύτα όλες μοιράζονται τα σημαντικότερα στοιχεία του ERL, όπως επιφάνεια, background και αναπαριστώμενα αντικείμενα. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 25(61)

26 Όπως γίνεται κατανοητό, το ERL μπορεί ισάξια να χρησιμοποιηθεί τόσο ως μία stand-alone εφαρμογή, όσο και ως υπο-module μεγάλων εφαρμογών τα οποία χρειάζονται γραφική αναπαράσταση Χρησιμότητα Για να εξετάσουμε την χρησιμότητα μιας τέτοιας βιβλιοθήκης, θα ήταν καλή ιδέα να εξετάσουμε την εφαρμογή της: Κατά την χρησιμοποίησή της σε ένα δίκτυο (σιδηροδρομικό, οδικό, τηλεπικοινωνιακό, δορυφορικό, αεροπορικό) ο κύριος λόγος για την δημιουργία μιας τέτοιας αναπαράστασης, θα ήταν να δώσουμε στον χρήστη μία ολική αντίληψη από ένα σύνολο από αλληλοεπιδρώμενα αντικείμενα. Γεγονός το οποίο θα βοηθούσε σημαντικά σε απομακρυσμένη διαχείριση και έλεγχο. Σε ένα παιχνίδι σκάκι ωστόσο, μία τέτοια αναπαράσταση θα παρείχε την κύρια διαπροσωπεία με την οποία ο χρήστης θα αλληλεπιδρούσε και θα έπαιζε αυτό το παιχνίδι. Σαν ένας βασικός κανόνας, ο άνθρωπος καταλαβαίνει γρηγορότερα και ευκολότερα γραφικές αναπαραστάσεις από ότι κείμενα. Οι κινέζοι λένε πως μία εικόνα αντιστοιχεί σε χίλιες λέξεις. Το ERL παρέχει τα μέσα για να αναπαραστήσουμε πολύ πολύπλοκη πληροφορία σε μία οθόνη. Το ERL είναι τόσο ακριβές επειδή χρησιμοποιεί αριθμούς διπλής ακρίβειας για να τοποθετήσει ένα αντικείμενο, το οποίο είναι ακριβές όσο ένα σύστημα ελέγχου εναέριας κυκλοφορίας. Επιπλέον η χρήση του ERL είναι πιο εύκολη από οποιοδήποτε άλλη διαπροσωπεία. Η εκπαίδευση που χρειάζεται είναι η ελάχιστη δυνατή Σχεδίαση Τα επόμενα κεφάλαια περιγράφουν σε λεπτομέρεια την δομή του ERL. Αν και ο δρόμος που ακολουθείται δεν είναι και πολύ πετυχημένος, η επεξήγηση γίνεται με την σειρά με την οποία έγινε η σύλληψη της ιδέας με αποτέλεσμα να παρέχεται καλύτερη κατανόηση από τον αναγνώστη. Εν αρχής, τα κύρια αντικείμενα τα οποία ευρέως καλούνται elements θα παρουσιαστούν με μία σύντομη περιγραφή ως προς το τι αντικείμενα στην πραγματικότητα είναι. 4.3 Γραφικά Αντικείμενα Τα γραφικά αντικείμενα είναι elements τα οποία είναι εμφανή στον χρήστη. Μπορεί να είναι φυσικές οντότητες όπως ένας υπάλληλος σε μία εταιρεία υπολογιστών, μία συσχέτιση όπως αυτή ενός manager και των συνεργατών του, ακόμη και ένας συνδυασμός όλων αυτών σαν ένα διάγραμμα δομών μίας εταιρείας ή η τοπολογία ενός δικτύου υπολογιστών GObject Περιγραφή Ένα GObject είναι μία ιδεατή οντότητα, η οποία δεν υπάρχει στην πραγματικότητα. Είναι η βασική κλάση όλων των αντικειμένων που εμφανίζονται από το ERL. Έτσι το όνομά του: Graphical Object. Οτιδήποτε εμφανίζεται σε μία επιφάνεια πρέπει να κληρονομεί από αυτό το αντικείμενο. Ο λόγος που αυτό απαιτείται είναι διότι αν και όλα τα εμφανιζόμενα αντικείμενα έχουν διαφορετικά σχήματα, μεγέθη, χρώματα και μοντελοποιούν απολύτως διαφορετικά αντικείμενα της πραγματικής ζωής, έχουν τελικά κάποια κοινά στοιχεία. Signature GObject(String id, String name, boolean movable, boolean selectable) UML Diagram Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 26(61)

27 Βασικές Μεταβλητές Το UML σχήμα φαίνεται παραπάνω. Κοινές μεταβλητές, όπως ένα μοναδικό id, ένα όνομα και άλλα βρίσκονται σε αυτή την βασική κλάση, έτσι ώστε να μην επαναλαμβάνονται στην κλάσεις που κληρονομούν από αυτή. Φυσικά όταν ένα αντικείμενο λαμβάνει αυτές τις μεταβλητές από τον constructor του τις περνάει στην υπέρ-κλάση (το GObject σε αυτή την περίπτωση) και αυτή ξέρει τι να τις κάνει. Αυτή είναι μία βασική διαδικασία στην java και προφανώς εφαρμόζεται και εδώ. Μετά από αυτό μία υποκλάση μπορεί να τεθεί να είναι movable ή/και selectable και μπορεί να χρησιμοποιήσει οποιαδήποτε από τις μεθόδους. Βασικές Μέθοδοι Αυτή η πολύ απλή κλάση είναι επιπλέον abstract. Αυτό σημαίνει πως δεν μπορεί να υπάρξει instance αυτής αλλά οι υποκλάσεις της πρέπει να παρέχουν κώδικα που υλοποιεί αυτές τις abstract μεθόδους. Οι paint() και contains() μέθοδοι του GObject φαίνονται με italics στο UML σχήμα. Αυτό σημαίνει ότι είναι abstract μέθοδοι και πρέπει να υλοποιηθούν σε κάθε υπό-κλάση. Αυτό εγγυάται ότι κάθε αντικείμενο ξέρει πως γίνει painted σε μία επιφάνεια και επιπλέον γνωρίζει αν ένα σημείο βρίσκεται εντός του. Έχοντας abstract μεθόδους, σαν αυτή, βελτιώνεται ο σχεδιασμός αφού όλα τα γραφικά αντικείμενα βασικά διαφέρουν στον τρόπο με τον οποίο απεικονίζονται και επειδή μπορεί να έχουν διαφορετικά σχήματα επιπλέον διαφέρουν στον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβάνονται αν περιέχουν ένα σημείο. Ο δημιουργός αυτών των αντικειμένων, τα οποία κληρονομούν από την κύρια κλάση, είναι υποχρεωμένος να δώσει την δικιά του υλοποίηση αυτών των μεθόδων με αποτέλεσμα κάθε σχήμα και είδος αντικειμένου να μπορεί να εμφανιστεί. Για παράδειγμα, αν ο προγραμματιστής επιθυμεί να δημιουργήσει έναν κύκλο με ένα τετράγωνο στο κέντρο, αλλά επιθυμεί το αντικείμενο να είναι μόνο αυτό που φαίνεται ως σκιασμένο (δες παρακάτω) τότε η υλοποίηση που θα γίνει θα πρέπει να είναι αρκετά έξυπνη ώστε να αποφύγει να αναγνωρίζει το τετράγωνο ως μέρος του αντικειμένου. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 27(61)

28 Ένα ακανόνιστο αντικείμενο μπορεί εύκολα να αναπαρασταθεί από το ERL Οι get και set μέθοδοι που περιέχει επιτρέπουν public πρόσβαση στις private μεταβλητές του. Η κλάση η ίδια κληρονομεί από το βασικό αντικείμενο της java το Object. Ο προγραμματιστής μπορεί επιπλέον να προσθέσει και να αφαιρέσει properties σε ένα αντικείμενο, τα οποία σώζονται σε ένα properties hashtable GBObject Περιγραφή Επειδή αυτή η βιβλιοθήκη κυρίως δημιουργήθηκε για τηλεπικοινωνιακά αντικείμενα η κληρονομικότητα επεκτείνεται από το GObject στο GBObject (Graphical Business Object). Αυτό έγινε διότι η σημαντικότερη ανάγκη κατά την χρησιμοποίηση του ERL είναι να έχουμε έτοιμα αντικείμενα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα. Στο UML σχήμα παρακάτω το GBObject παρέχει αυτά τα έτοιμα τηλεπικοινωνιακά αντικείμενα που χρειάζεται ο προγραμματιστής. Signature GBObject(String id, String name, boolean movable, boolean selectable) UML Diagram Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 28(61)

29 Βασικές Μεταβλητές και Μέθοδοι Το UML σχήμα φαίνεται παραπάνω. Η κλάση GBObject παρέχει την δομή που χρειάζεται σε όλα τα αντικείμενα που κληρονομούν από αυτή έτσι ώστε να μπορούν να φέρουν, να προσθέτουν, να αφαιρούν και να θέτουν διάφορα states (καταστάσεις). Τα states αυτά παρέχουν επιπρόσθετη πληροφόρηση για ένα αντικείμενο εμφανίζοντας ένα μικρό εικονίδιο δίπλα του, το οποίο συνήθως σημαίνει κάτι για τον χρήστη. Τα τηλεπικοινωνιακά αντικείμενα είναι αντικείμενα πραγματικού χρόνου, τα οποία σίγουρα φέρουν χρήσιμη πληροφορία όταν χρησιμοποιούνται states σε αυτά. Οι μέθοδοι που σχετίζονται με τα states αυτά και υλοποιούνται στο GBObject επιβάλλονται μέσω του interface, το οποίο εξηγείται στην συνέχεια. H setstate() μέθοδος δέχεται ένα state name, με βάση το οποίο θα ψάξει, και μία νέα τιμή (value) την οποία θα θέσει, αφού πρώτα έχει βρεθεί. Το να βρεθεί ένα state απαιτείται να διατρεχθεί ένα vector, το οποίο περιέχει όλα τα states. Εάν ένα state δεν βρεθεί η βιβλιοθήκη επιστρέφει ένα κατάλληλο μήνυμα στον χρήστη. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 29(61)

30 Κάθε GBObject υποστηρίζει αναπαράσταση των alarms, όσον αφορά υπάρχοντα alarms αλλά και καινούρια. Σε αυτό το έγγραφο γίνεται υπόθεση ότι τα alarms severities είναι γνωστά από τον αναγνώστη. Όσον αφορά στα υπάρχοντα alarms η πληροφορία που παρέχεται περιέχει 3 χαρακτήρες (XXX). Ο πρώτος περιγράφει το πλήθος των alarms με το πιο σημαντικό severity. Ο δεύτερος μπορεί να είναι ένας από τους χαρακτήρες (C, M, m, W, i), που σημαίνουν (Critical, Major, minor, Warning, indeterminate). Τέλος ο τρίτος, ο οποίος μπορεί να εμφανίζεται αλλά μπορεί και όχι, είναι ο χαρακτήρας +, ο οποίος δείχνει ότι άλλα με μικρότερο severity alarms υπάρχουν. Ο τρόπος με τον οποίο όλη αυτή η πληροφορία εμφανίζεται εξαρτάται από τον τύπο του GBObject, και υλοποιείται στην paint() μέθοδό του. Όσον αφορά στα καινούρια alarms η πληροφορία που δίδεται είναι όμοια με τα υπάρχοντα alarms και περιγράφηκε προηγουμένως, με την διαφορά ότι πρόκειται για alarms τα οποία φθάνουν run time και δεν έχουν γίνει acknowledged. Εμφανίζονται μέσω ενός balloon, χρωματισμένο ανάλογα με το χρώμα του severity, περιέχει την πληροφορία που περιγράφτηκε παραπάνω και τοποθετείται πάνω από το GBObject στο οποίο αναφέρονται. Ο επόμενος πίνακας δείχνει κάποιες περιπτώσεις: Η κλάση GBObject περιέχει δύο instances της ERLAlarmCounter κλάσης (alarmcounter, newfaultstatevaluewcounter). Η κλάση ERLAlarmCounter περιγράφεται αργότερα στο έγγραφο αυτό. Η μεταβλητή alarmcounter είναι υπεύθυνη για τα υπάρχοντα alarms και η newfaultstatevaluescounter για τα καινούρια alarms. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 30(61)

31 Η μέθοδος paintalarmballon() είναι υπεύθυνη για την αναπαράσταση του balloon πάνω από το GBObject όταν προκύπτουν καινούρια alarms. Το vector children της GBObject κλάσης περιέχει άλλα GBObjects, τα οποία συνδέονται με το τρέχον GBObject μέσω ενός GBO_Link (η κλάση GBO_Link θα περιγραφεί αργότερα σε αυτό το έγγραφο). Αυτό το vector γεμίζει με GBObjects μέσω της μεθόδου addchild(). Αυτό που είναι σημαντικό να λεχθεί είναι ότι αυτό το vector περιέχει ένα άλλο GBObject τόσες φορές όσο και το πλήθος των links που συνδέουν αυτά τα δύο GBObjects. Η μέθοδος times_linked_together() επιστρέφει το πλήθος των links που συνδέουν δύο GBObjects, και χρησιμοποιείται από την GBO_Link κλάση. Δεν μπορεί να υπάρξει ένα τηλεπικοινωνιακό αντικείμενο χωρίς να είναι υπό-κλάση του GBObject. Όλα τα άλλου τύπου απεικονιζόμενα αντικείμενα μπορούν να κληρονομούν από το GBObject. Είναι προφανές για τα GBObjects ότι θα έχουν υλοποίηση της paint() και contains() μεθόδων αφού κληρονομεί από το GObject. Ωστόσο αφού και αυτή η κλάση είναι abstract η υλοποίηση των μεθόδων πρέπει να γίνει σε ένα χαμηλότερο επίπεδο, όπως για παράδειγμα οι κλάσεις που κληρονομούν από το GBObject. Interfaces Κάποιες από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται (υλοποιούνται) από το GBObject, οφείλονται στα interfaces από τα οποία κληρονομούν ERLPrimaryStateCarrierElement Αυτό το interface ορίζει όλες τις απαραίτητες μεθόδους για τον χειρισμό μιας δομής δεδομένων. Για παράδειγμα η add και η remove βάζει και βγάζει ένα αντικείμενο από αυτή αντίστοιχα. Η μόνη διαφορά είναι ότι αυτή η δομή δεδομένων διαθέτει states. Το UML σχήμα φαίνεται παραπάνω. Κάθε αντικείμενο θα πρέπει πρωταρχικά να υλοποιήσει αυτό το ιnterface. Σημειώστε ότι αυτό δεν απαιτείται από αντικείμενα που κληρονομούν από το GBObject το οποίο έχει ήδη υλοποιήσει της μεθόδους του interface αυτού. Η setprimarystate() θέτει την πρωταρχική κατάσταση των αντικειμένων και αλλάζει την τρέχουσα τιμή τους. Μέθοδοι που επιστρέφουν και απεικονίζουν την πρωταρχική κατάσταση επίσης υπάρχουν ERLFaultStateCarrierElement Τα fault states είναι states, τα οποία αποκαλύπτουν προβλήματα σε ένα συγκεκριμένο αντικείμενο και επίσης μοντελοποιούν την κρισιμότητά τους. Ένα αντικείμενο που υποστηρίζει fault state περιέχει μεθόδους για την απεικόνιση, setting και getting ενός fault state αλλά επίσης και τις ίδιες μεθόδους για καινούρια fault states. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 31(61)

32 Κάθε φορά που ένα καινούριο fault state καταφθάνει, μία τιμή προστίθεται σε ένα πίνακα. Ένας εσωτερικός αλγόριθμος επιλέγει ποιο από όλα είναι πιο κρίσιμο και το εμφανίζει. Οι καινούριες fault states είναι πιο εμφανείς στον χρήστη όταν απεικονίζονται. Αφού γίνει acknowledged η καινούρια fault state δεν απεικονίζεται ξανά, οι τιμές όμως στον πίνακα παραμένουν ERLAlarmCounter Περιγραφή Αυτή η κλάση είναι, όπως λέει και το όνομά της, ένας μετρητής των alarms. Καινούριων αλλά και υπαρχόντων, όσον αφορά σε ένα GBObject. Περιέχει δύο arrays (alarmseverity, alarmcount). Το πρώτο αφορά στα severities, τα οποία είναι (C, M, m, W, i). Και το δεύτερο είναι για το πλήθος των alarms για κάθε severity. Αυτά τα δύο arrays είναι σε πλήρη αντιστοιχία. Signature ERLAlarmCounter(int[] alarmseverity, int[] alarmcount) UML Diagram Βασικές Μεταβλητές και Μέθοδοι Το UML σχήμα φαίνεται παραπάνω. Η κλάση ERLAlarmCounter περιέχει βοηθητικές συναρτήσεις για την σύνθεση των information strings που εμφανίζονται πάνω στα GBObjects. Χρησιμοποιείται για την εμφάνιση υπαρχόντων και νέων alarms (δύο διαφορετικά instances αυτής). Η συνάρτηση totalmaxseverityalarmsstring() παράγει το string, το οποίο χρησιμοποιείται από τις άλλες βοηθητικές μεθόδους της κλάσης. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 32(61)

33 4.3.6 ERLState Περιγραφή Το state είναι ένα property ενός αντικειμένου που μπορεί να αλλαχθεί, επίσης γνωρίζει πώς να περιγράψει την τρέχουσα τιμή του και μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα εικονίδιο για να αναπαραστήσει αυτή την τιμή γραφικά. Ενώ το state είναι κάτι πιο αφηρημένο, από ένα απεικονιζόμενο αντικείμενο, αυτό που στην πραγματικότητα απεικονίζεται είναι το glyph. Το glyph είναι ένα μικρό εικονίδιο το οποίο εμφανίζεται κοντά στο αντικείμενο και είναι ένας γρήγορος τρόπος για να δει ο χρήστης την κατάστασή του. Τα glyphs αναλύονται λεπτομερώς στην συνέχεια. Το state μπορεί να δείχνει ότι ένα αντικείμενο έχει αποσυνδεθεί και έτσι να προειδοποιήσει τον χρήστη για πιθανά προβλήματα. Ένα state μπορεί να προστεθεί σε ένα αντικείμενο τρένο για να δείξει ότι πιθανός σταμάτησε ή να προστεθεί σε ένα στοιχείο ενός παιχνιδιού σκάκι για να δείξει ότι ήταν το τελευταίο που κινήθηκε. Οι δυνατότητες είναι ατελείωτες. Signature ERLState(String name, Object[] values, ERLGlyph[] glyphs, String orientation) UML Diagram Βασικές Μεταβλητές και Μέθοδοι Το UML σχήμα φαίνεται παραπάνω. Η κλάση state δέχεται ένα όνομα, ένα array από τιμές και τα αντίστοιχα glyphs, και ένα orientation όταν γίνεται instantiate. Όταν μία τιμή αλλάζει το ίδιο κάνει και η αναπαράσταση του glyph. Το orientation μπορεί να τεθεί κατά τον κύκλο ζωής του state του αντικειμένου. Το όνομα μπορεί να τεθεί δυναμικά, επίσης. Ένα state έχει δύο βασικές δομές arrays. Έχει glyphs, τα οποία είναι κλάσεις που κρατούν εικονίδια με κάποια επιπλέον λογική, και έχει τιμές. Οι τιμές αντιστοιχούν στα glyphs και το αντίστροφο. Ένα state μπορεί να έχει μία τρέχουσα τιμή και άρα ένα τρέχον glyph. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 33(61)

34 Αλγόριθμος επιλογής Glyph Αυτά τα δύο arrays δημιουργούνται όταν ένα state δημιουργείται. Περιέχουν όλες τις πιθανές τιμές που ένα state μπορεί να λάβει κατά τον κύκλο ζωής του. Το πρώτο array περιέχει την textual πληροφορία και το δεύτερο περιέχει το εικονίδιο. Για να βρει ποιο εικονίδιο να εμφανίσει, το ERLState, διατρέχει το text array προσπαθώντας να ταιριάξει την τρέχουσα τιμή του με μία από τις τιμές του array. Όταν κάποια στιγμή η τιμή βρεθεί, στην αντίστοιχη θέση του array με τα εικονίδια θα βρεθεί και το σωστό εικονίδιο ERLGlyph Περιγραφή Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ένα glyph array είναι αυτό που ένα state δέχεται και περιέχει τα εικονίδια. Τα glyphs είναι εικονίδια που έχουν κάποιες επιπλέον δυνατότητες. Παρακάτω φαίνεται το UML σχήμα. Signature ERLGlyph(ImageIcon i) UML Diagram Βασικές Μεταβλητές και μέθοδοι Έχουν μεθόδους, οι οποίες επιστρέφουν το μέγεθος του εικονιδίου, ως προς τις διαστάσεις του. Αυτό χρειάζεται όταν η συνολική επιφάνεια ενός απεικονιζόμενου αντικειμένου υπολογίζεται. Η μέθοδος hasimageicon() επιστρέφει true ή false αναλόγως αν το glyph περιέχει εικονίδιο ή όχι. Αυτό είναι για προστασία από crash της βιβλιοθήκης και ο λόγος της ύπαρξης της εξηγείται στην algorithms παράγραφο. Οι get και set μέθοδοι παρέχουν μία διευκόλυνση στον προγραμματιστή στην περίπτωση που αυτός χρειάζεται να αλλάξει ή να ανακτήσει το εικονίδιο. Algorithms Αν και τα glyphs πρέπει γενικά να έχουν εικονίδια, ένα glyph που δεν περιέχει εικονίδιο μπορεί να υπάρξει διότι ο προγραμματιστής δεν έχει για κάποιο λόγο παράσχει ένα (null icon). Σε αυτήν την περίπτωση η βιβλιοθήκη προστατεύεται από crash και δεν θα εμφανίσει κάποιο glyph Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 34(61)

35 στο αντικείμενο αν και το state ακόμη θα υπάρχει και μπορεί να έχει εικονίδια για όλες τις άλλες τιμές. Αν το state αλλάξει τιμή και υπάρχει εικονίδιο γι αυτή τότε αυτό αυτόματα θα εμφανιστεί. Τα εικονίδια των glyph μπορούν να είναι σε format GIF 1, JPG 2 or PNG 3. Αυτά είναι τα βασικά formats που δέχεται η java και εάν ο προγραμματιστής επιθυμεί ένα copyright-free εικονίδιο τότε θα πρέπει να χρησιμοποιήσει το PNG format. Τα εικονίδια μπορεί να έχουν οποιοδήποτε μέγεθος, ωστόσο 10Χ10 pixels συνιστάται, αφού μεγαλύτερα εικονίδια κατέχουν περισσότερο χώρο στην οθόνη. Πολλαπλά glyphs τοποθετούνται δίπλα το ένα στο άλλο από αριστερά προς τα δεξιά και από βορά προς νότο GBO_NetworkElement Περιγραφή Επιστρέφοντας στα αντικείμενα, αυτό είναι το πιο σημαντικό απεικονιζόμενο αντικείμενο του ERL. Στην βασική του μορφή, είναι απλά ένα caption με ένα εικονίδιο στην κορυφή. Μοιάζει με ένα εικονίδιο στο desktop ενός Η/Υ. Αυτό το αντικείμενο μπορεί να εμφανιστεί οπουδήποτε στο χάρτη και μπορεί να πάρει μία πολύπλοκη μορφή αν προστεθούν και states σε αυτό. Κληρονομεί από το GBObject φυσικά αφού είναι ένα Business Object. Signature GBO_NetworkElement(String id, String name, boolean movable, boolean selectable, Point2D.Double referencepoint, ImageIcon icon) UML Diagram 1 The GIF (the original and preferred pronunciation is DJIF; it stands for Graphics Interchange Format) is one of the two most common file formats for graphic images. Developed using an algorithm by Unisys, the GIF uses the 2D raster data type and is encoded in binary. It used to be the only type of image where transparency could be set. It currently is covered by a patent, which disallows its use without a license from Unisys (TechTarget, ). 2 JPEG (Joint Photographic Experts Group, usually pronounced JAY-pehg) is a graphic image file produced by using a JPEG standard. A JPEG file is created by choosing from a range of compression qualities. When a JPEG is created or an image from another format is converted to a JPEG, the user is asked to specify the quality of image required. Since the highest quality results in the largest file, a trade-off can be made between image quality and file size (TechTarget, ). 3 PNG (Portable Network Graphics) is a file format for image compression that, in time, is expected to replace the Graphics Interchange Format (GIF) because of the latter's copyright problems. The PNG format was developed by an Internet committee expressly to be patent-free. It provides a number of improvements over the GIF format (TechTarget, ). Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 35(61)

36 Βασικές Μέθοδοι και Μεταβλητές Το GBO_NetworkElement είναι το πιο πολύπλοκο αντικείμενο του ERL. Έχει μία centerpoint μεταβλητή την οποία λαμβάνει όταν γίνεται instantiated. Αυτό το σημείο διπλής ακρίβειας ορίζει το κέντρο του τετραγώνου που το περιβάλει. Αν ο προγραμματιστής επιθυμεί να το αλλάξει, αυτό μπορεί να συμβεί χρησιμοποιώντας την move() μέθοδο. Εξωτερική πρόσβαση στο centerpoint παρέχεται μέσω πολλών μεθόδων οι οποίες το επιστρέφουν με ακρίβεια integer ή διπλής ακρίβειας. Η ανάκτηση με οποιονδήποτε τρόπο εξαρτάται από ποια θα είναι η χρήση του. Οι μέθοδοι διπλής ακρίβειας θα χρησιμοποιηθούν εκεί όπου η ακριβής θέση χρειάζεται, και η integer θέση εκεί όπου ακρίβεια δεν χρειάζεται, όπως ένα popup menu στο κέντρο ενός αντικειμένου. Περισσότερη πληροφορία υπάρχει στο σχετικό UML σχέδιο. Όταν καλείται η paint() μέθοδός του, το αντικείμενο πρέπει να απεικονιστεί σε μία δοσμένη γραφική επιφάνεια. Οι μέθοδοι painticon(), paintname(), paintouterrectangle(), paintnorthglyph(), paintsouthglyph(), painteastglyph(), paintwestglyph(), paintselectionframe() καλούνται όλες από την piant() μέθοδο. Επίσης μέθοδοι, οι οποίες απεικονίζουν fault και πρωταρχικές καταστάσεις Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 36(61)

37 καλούνται. Κάθε μία από αυτές απεικονίζουν ξεχωριστά στοιχεία στο αντικείμενο και αφού έχουν όλες αυτές εκτελεστεί το αντικείμενο απεικονίζεται πλήρως στην επιφάνεια. Ο τρόπος με τον οποίο το αντικείμενο απεικονίζει τον εαυτό του εξηγείται λεπτομερώς στην συνέχεια. Οι μέθοδοι που υπολογίζουν διαστάσεις υπάρχουν για να υπολογίζουν τα όρια του αντικειμένου. Οι εξωτερικές διαστάσεις ενός αντικειμένου είναι τα εξωτερικά όριά του και άλλες διαστάσεις, όπως τα σύνορα ενός glyph, τα οποία εξηγούνται αργότερα, βρίσκονται εντός αυτού. Υπάρχουν μέθοδοι οι οποίες χειρίζονται το πώς θα φαίνεται το αντικείμενο όταν γίνεται zoom in και zoom out. Η μέθοδος contains() επιστρέφει Boolean ανάλογα με το αν το αντικείμενο περιέχει ένα δοσμένο σημείο εντός του τετραγώνου που το περιβάλλει. Αυτό είναι χρήσιμο όταν χρειάζεται να διατρέξουμε όλα τα αντικείμενα για να βρούμε σε ποιο από όλα έγινε click. Το ERL περιέχει κάποια interfaces, τα οποία όταν υλοποιούνται από ένα GBObject, του δίνουν κάποιες επιπλέον ικανότητες. Interfaces ERLMovableElement Αυτό το Interface παρέχει οτιδήποτε ένα αντικείμενο χρειάζεται για να μπορεί να κινείται σε μία επιφάνεια. Όταν ένα GObject το υλοποιεί, τότε και το GBO_NetworkElement το κάνει, που σημαίνει ότι μπορεί να κινηθεί. Το UML σχήμα φαίνεται παρακάτω. Οι κύριες μέθοδοι σε αυτό το interface είναι δύο, η getreferencepoint() και η move(). Όλα τα ικανά προς μετακίνηση αντικείμενα θα πρέπει να μπορούν να δώσουν το σημείο αναφοράς τους κάθε στιγμή και να το αλλάζουν μέσω της move() μεθόδου. Οι άλλες μέθοδοι παρέχουν μερικούς επιπλέον τρόπους για να πάρει κανείς τις συντεταγμένες του αντικειμένου. Ακόμη και αν ένα αντικείμενο έχει οριστεί ως ικανό προς μετακίνηση, δεν θα μπορεί να μετακινηθεί αν δεν έχει υλοποιηθεί αυτό το interface, και αντιστρόφως ERLSelectableElement Αυτό το interface παρέχει τα μέσα για ένα αντικείμενο να μπορεί να γίνει selected σε μία επιφάνεια. Το πώς αυτό το αντικείμενο υλοποιεί το πώς θα γίνει selected και το πώς θα το εμφανίσει δεν έχει να κάνει με την επιφάνεια. Το UML σχήμα φαίνεται παρακάτω. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 37(61)

38 Όλα τα αντικείμενα που πρέπει να είναι ικανά για επιλογή πρέπει να υλοποιήσουν αυτό το interface και να έχουν την μεταβλητή selectable (η οποία κληρονομείται από το GObject) σε τιμή true. Αυτή η διπλή απαίτηση χρειάζεται διότι αν και ο προγραμματιστής μπορεί να θέλει να δώσει select/deselect δυνατότητες σε ένα αντικείμενο, ο χρήστης μπορεί να θέλει να θέσει το αντικείμενο non-selectable κάτω από κάποιες συνθήκες. Algorithms Όσον αφορά στην γραφική αναπαράσταση ικανών για μετακίνηση αντικειμένων, η ιδέα είναι η ακόλουθη: πάντα υπάρχει ένα outermost τετράγωνο το οποίο περιβάλει το αντικείμενο μαζί με κάθε γραφικό που σχετίζεται με αυτό (state εικονίδια, κ.τ.λ.). Αυτό χρειάζεται διότι το υπό-σύστημα πρέπει να ξέρει ποια άλλα αντικείμενα πρέπει να μετακινηθούν όταν το κύριο αντικείμενο μετακινείται. Displaying Ένας βασικός κανόνας ακολουθείται όταν κατασκευάζεται ένα ικανό για μετακίνηση αντικείμενο, όπως ένα GBO_NetworkElement για παράδειγμα. Αυτό το αντικείμενο έχει μερικά ή όλα από τα ακόλουθα απεικονιζόμενα στοιχεία. Εικονίδιο: Κάθε αντικείμενο έχει το δικό του εικονίδιο, το οποίο εξαρτάται από τον τύπο του και ο σκοπός του είναι να βοηθά, μετά από μία γρήγορη ματιά από τον χρήστη, να εντοπίζονται τα αντικείμενα χωρίς να χρειάζεται να διαβαστούν τα caption τους. Όσον αφορά στις διαστάσεις των εικονιδίων, αυτές δεν είναι καθόλου περιορισμένες. Ο προγραμματιστής μπορεί να θέσει κάθε εικονίδιο με ότι διάσταση επιθυμεί. Το συνιστώμενο μέγεθος ωστόσο είναι 32x32. Μελέτες ως προς την αναγνώριση αντικειμένων που φέρουν εικονίδια έχουν δείξει ότι αυτό είναι το ελάχιστο επιτρεπτό μέγεθος για έναν άνθρωπο ώστε να ξεχωρίσει ένα αντικείμενο σωστά. Αυτό είναι επισής ένα standard στα περισσότερα παραθυρικά λειτουργικά συστήματα. Άλλη μία πρόταση είναι για το εικονίδιο να μην είναι transparent αφού εικονίδια που πέφτουν το ένα πάνω στο άλλο, ακόμη και αν υπάρχουν σε διαφορετικά επίπεδα μπορεί εύκολα να μπερδέψουν τον χρήστη. Caption: Το πραγματικό όνομα κάθε αντικειμένου παρέχει πληροφόρηση στον χρήστη όταν αυτό δεν μπορεί να αναγνωριστεί από το εικονίδιό του. Αυτό μπορεί να έχει κάθε μήκος και ύψος που σημαίνει ότι το caption μπορεί να έχει οποιοδήποτε πλήθος γραμμάτων και οποιοδήποτε font ο χρήστης επιθυμεί. Το default font είναι Times New Roman με μέγεθος 12pt αλλά αυτό μπορεί να αλλαχθεί χωρίς πρόβλημα στην εμφάνιση. Και αυτό διότι όλα τα captions υπολογίζονται ως προς το μήκος και το ύψος χρησιμοποιώντας την κλάση της Java Fontmetrics 4. Αυτό εξηγείται στο επόμενο κεφάλαιο λεπτομερώς. Το προτεινόμενο μήκος για ένα string για ένα caption είναι 7 με 10 χαρακτήρες αλλά και ένα μεγαλύτερο caption μπορεί να τεθεί αν το font τεθεί μικρότερο από το default. Αυτό πάλι αφήνεται στην διακριτική ευχέρεια του προγραμματιστή. States: Τα states απεικονίζονται με τα glyphs. Τα glyphs έχουν ένα array από μικρά εικονίδια από τα οποία μόνο ένα μόνο ένα μπορεί να είναι ενεργό ως τρέχον εικονίδιο. Το τρέχον εικονίδιο καθορίζεται από την τρέχουσα κατάσταση ενός αντικειμένου. Τα glyphs ταξινομούνται το ένα δίπλα στο άλλο δημιουργώντας ομάδες ή glyph marquees. Για να το ορίσουμε: ένα glyph marquee είναι μία οριζόντια ή κατακόρυφη σειρά από πολλαπλά glyphs. Κάθε glyph marquee εμφανίζεται δίπλα από το βασικό αντικείμενο με οποιοδήποτε προσανατολισμό από τους ακόλουθους: 4 The FontMetrics class defines a font metrics object, which encapsulates information about the rendering of a particular font on a particular screen (Sun Microsystems, ). Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 38(61)

39 1. North 2. South 3. East 4. West Όταν γίνεται instantiate ένα state, η βιβλιοθήκη περιμένει ο προγραμματιστής να περάσει ένα προσανατολισμό (orientation) στον constructor του χρησιμοποιώντας μία από τις σταθερές: o NORTH_ORIENTATION o EAST_ORIENTATION o SOUTH_ORIENTATION o WEST_ORIENTATION. Διαθέσιμοι προσανατολισμοί (orientations) glyph Η δυνατότητα να έχουμε διαφορετικούς προσανατολισμούς έχει προστεθεί διότι ο προγραμματιστής μπορεί να θέλει διαφορετικοί τύποι από glyphs να εμφανίζονται σε ένα συγκεκριμένο glyph marquee, και όχι μόνο στο North για παράδειγμα. Τα North και South glyph marquees τοποθετούνται οριζόντια, δηλαδή κάθε εικονίδιο glyph δίπλα το ένα από το άλλο. Τα East και West glyphs τοποθετούνται κατακόρυφα, δηλαδή κάθε εικονίδιο το ένα κάτω από το άλλο. Τα glyphs γίνονται re-paint την ίδια στιγμή που το ίδιο το αντικείμενο γίνεται re-painted στην επιφάνεια. Οι ιδιότητες που περιγράφηκαν παραπάνω (εικονίδιο, caption, glyph marquees) εμφανίζονται μόνο όταν δεν είναι null. Το να βρεθεί αν είναι null ή όχι αφορά στο ίδιο το αντικείμενο να διατρεχτούν όλα τα vectors του και βρεθεί αν υπάρχουν τιμές ή όχι. Αν δεν υπάρχουν τιμές τότε αυτές δεν συμπεριλαμβάνονται στις εξωτερικές διαστάσεις του αντικειμένου οδηγώντας σε κάτι πιο μικρό από ότι φαίνεται παρακάτω. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 39(61)

40 Πιθανές glyph marquee θέσεις Οι σκιασμένες περιοχές είναι τα glyph marquees οι οποίες περιβάλουν το caption και το εικονίδιο είναι στη μέση. Αξίζει να προσεχτούν τα λευκά τετράγωνα σε κάθε γωνία του αντικειμένου. Αυτές εσκεμμένα έχουν αφεθεί κενές επειδή αν τοποθετήσουμε ένα glyph προσανατολισμένο North εκεί θα μπερδευόταν με ένα προσανατολισμένο East ή West. Όλα τα παραπάνω εξηγούν πως ένας τύπος από αντικείμενα, για παράδειγμα GBO_NetwrokElement απεικονίζεται στην επιφάνεια. Άλλα τηλεπικοινωνιακά αντικείμενα απεικονίζονται κάπως διαφορετικά από αυτό. Για παράδειγμα ένα GBO_Card έχει ένα εικονίδιο και ένα caption αλλά τα states του τοποθετούνται πάνω από μέσω κάτω τμήμα του και το caption του τοποθετείται κατακόρυφα από ότι οριζόντιο που είναι τώρα. Αυτός είναι και ο λόγος γιατί όλα τα αντικείμενα που κληρονομούν από το GObject πρέπει να υλοποιούν την δικιά τους paint() μέθοδο. Υπολογισμός εξωτερικών διαστάσεων Για τον υπολογισμό των εξωτερικών διαστάσεων, τα επόμενα απεικονιζόμενα στοιχεία λαμβάνονται υπόψιν. Το μήκος και το ύψος του εικονιδίου Το μήκος και το ύψος του caption Τα state glyphs συνδυασμένα με το μήκος και το ύψος και στα τέσσερα orientations Τα παραπάνω απεικονιζόμενα στοιχεία τοποθετημένα μαζί συνθέτουν την εμφάνιση του αντικειμένου. Κάθε ένα από αυτά έχει συγκεκριμένες διαστάσεις, οι οποίες υπολογίζονται σε pixels. Συνδυάζοντας τις διαστάσεις όλων στων στοιχείων μαζί δίνει μία μεγάλη διάσταση την εξωτερική διάσταση του συγκεκριμένου αντικειμένου. Συνδυάζοντας αυτά διευκολύνεται η εμφάνιση και βοηθά στο να απεικονιστούν όλα αυτά τα στοιχεία στον χώρο που δίδεται από τον canvas, και καθορίζεται πάντα από τις εξωτερικές διαστάσεις, για ένα συγκεκριμένο αντικείμενο. Τα εξωτερικά όρια ενός αντικειμένου το διακρίνουν ως μία γραφική οντότητα και το διακρίνουν από άλλες αναπαραστάσεις. Με ένα απλό τρόπο, όπου πάει το αντικείμενο, τα στοιχεία του το ακολουθούν και απεικονίζονται ακριβώς με τον ίδιο τρόπο που ήταν πριν. Υπάρχουν δύο είδη συνδυαστικές μέθοδοι, που χρησιμοποιούνται για να συνδυάσουν δύο δοσμένες διαστάσεις σε μία. Η διαφορά τους είναι στον τρόπο που συνδυάζουν αυτές τις διαστάσεις. Δεν τις συγχωνεύουν μεταξύ τους. Συστήματα Παρακολούθησης Δικτύων Page 40(61)