ΔΙΠΛΩΜΑΣΙΚΗ ΕΡΓΑΙΑ ΣΟ ΠΡΩΣΟΚΟΛΛΟ SNMP ΚΑΙ ΟΙ ΕΥΑΡΜΟΓΕ ΣΟΤ Ε ΤΣΗΜΑΣΑ ΣΗΛΕΜΑΣΙΚΗ ΓΙΑ ΣΙ ΟΔΙΚΕ ΜΕΣΑΥΟΡΕ

Transcript

1 ΑΡΙΣΟΣΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΗΜΙΟ ΘΕΑΛΟΝΙΚΗ ΠΟΛΤΣΕΦΝΙΚΗ ΦΟΛΗ ΣΜΗΜΑ ΗΛΕΚΣΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΦΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΦΑΝΙΚΩΝ ΗΛΕΚΣΡΟΝΙΚΩΝ ΤΠΟΛΟΓΙΣΩΝ ΣΟΜΕΑ ΗΛΕΚΣΡΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΠΟΛΟΓΙΣΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΣΙΚΗ ΕΡΓΑΙΑ ΣΟ ΠΡΩΣΟΚΟΛΛΟ SNMP ΚΑΙ ΟΙ ΕΥΑΡΜΟΓΕ ΣΟΤ Ε ΤΣΗΜΑΣΑ ΣΗΛΕΜΑΣΙΚΗ ΓΙΑ ΣΙ ΟΔΙΚΕ ΜΕΣΑΥΟΡΕ ΤΗΟΥΛΑ ΚΟΣΤΑ Α.Ε.Μ.: 6470 ΕΡΛΒΛΕΡΩΝ ΚΑΚΘΓΘΤΘΣ: ΜΘΤΑΚΟΣ ΔΘΜΘΤΛΟΣ ΟΚΤΩΒΛΟΣ 2012, ΚΕΣΣΑΛΟΝΛΚΘ

2 1 P a g e

3 Ευχαριςτίεσ Για τθν ανάκεςθ και ολοκλιρωςθ τθσ παροφςασ διπλωματικισ εργαςίασ κα ικελα να ευχαριςτιςω πρωτίςτωσ τον κακθγθτι μου κ.μθτράκο για τθν αδιάλειπτθ και ανεκτίμθτθ κακοδιγθςι του. Επίςθσ, κα ικελα να δϊςω κερμζσ ευχαριςτίεσ ςτθν οικογζνειά μου για τθν ςτιριξθ και τθ ςυμπαράςταςι τουσ ςε όλεσ τισ φάςεισ τθσ εργαςίασ. 2 P a g e

4 ΡΕΙΛΗΨΗ Στθ ςθμερινι εποχι όπου θ ανάγκθ για τθν ανάπτυξθ μεγαλφτερων και πολυπλοκότερων δικτφων αυξάνεται ολοζνα και περιςςότερο, είναι επιτακτικι θ φπαρξθ μθχανιςμϊν για τθν διαχείριςθ των ςυςκευϊν των δικτφων απομακρυςμζνα. Σε αυτι τθν διπλωματικι εργαςία μελετάται το πρωτόκολλο Simple Network Management Protocol (SNMP), το οποίο παρζχει τζτοιουσ μθχανιςμοφσ. Γίνεται λεπτομερισ μελζτθ τθσ δομισ του, των κανόνων που το απαρτίηουν και του τρόπου λειτουργίασ του. Επιπλζον περιγράφεται θ υλοποίθςθ μιασ εφαρμογισ διαχείριςθσ απομακρυςμζνων ςυςκευϊν, βαςιςμζνθ πάνω ςτο SNMP. Τζλοσ, μελετάται το πρωτόκολλο National Transportation Communication for ITS Protocol (NTCIP), το οποίο είναι βαςιςμζνο ςτο SNMP και είναι αρμόδιο για τθν διαχείριςθ ςυςκευϊν που χρθςιμοποιοφνται ςτισ ςυγκοινωνίεσ. 3 P a g e

5 ABSTRACT In modern times, it is imperative to have mechanisms to manage network devices remotely, because there is the need for larger and more complex networks. In this thesis, we study the Simple Network Management Protocol (SNMP) that provides such mechanisms. We study the structure of SNMP in detail, analyzing the rules by which it is composed and the way it operates. Moreover, we describe the implementation of a remote management application whose function is based on SNMP. Finally, we study the National Transportation Communication for ITS Protocol (NTCIP), which is based on SNMP and is responsible for managing network devices used in transportation. 4 P a g e

6 Περιεχόμενα Κατάλογοσ εικόνων...8 Λίςτα πινάκων...9 Ειςαγωγι...10 ΚΕΦΑΛΑΛΟ 1: ΤΟ ΡΩΤΟΚΟΛΛΟ ΔΛΑΧΕΛΛΣΘΣ ΔΛΚΤΥΩΝ SNMP Λςτορικι αναδρομι ςτο πρωτόκολλο SNMP Συνιςτϊςεσ του SNMP πρωτοκόλλου Βάςθ δεδομζνων διαχείριςθσ πλθροφοριϊν Αρμοδιότθτεσ ςτακμοφ διαχείριςθσ και αντιπροςϊπου Βαςικζσ λειτουργίεσ του ςτακμοφ διαχείριςθσ Βαςικζσ λειτουργίεσ του αντιπροςϊπου Δομι των πλθροφοριϊν διαχείριςθσ Διαχειριηόμενα αντικείμενα Ονοματολογία των διαχειριηόμενων αντικειμζνων Δομι των διαχειριηόμενων αντικειμζνων Κωδικοποίθςθ διαχειριηόμενων αντικειμζνων Αρχιτεκτονικι του SNMP πρωτόκολλου Το πρωτόκολλο UDP Θ δομι του UDP πακζτου Χαρακτθριςτικά του UDP Τρόποσ λειτουργίασ του πρωτοκόλλου SNMP Ανάλυςθ των Protocol Data Units (PDUs) Ρλεονεκτιματα χριςθσ πρωτοκόλλου SNMP ΚΕΦΑΛΑΛΟ 2: Θ ΕΦΑΜΟΓΘ ΡΟΓΑΜΜΑΤΛΣΜΟΥ ΔΛΕΡΑΦΩΝ WEBNMS SNMP Ειςαγωγι ςτο WebNMS SNMP API Αρχιτεκτονικι του WebNMS API P a g e

7 2.2.1 High Level API Low Level API MIB API SAS API Distributed API Ρλεονεκτιματα του WebNMS API Εγκατάςταςθ του WebNMS API ΚΕΦΑΛΑΛΟ 3: ΑΝΑΡΤΥΞΘ ΕΦΑΜΟΓΘΣ ΔΛΑΧΕΛΛΣΘΣ ΔΛΚΤΥΟΥ Ειςαγωγι Θ διαχειριηόμενθ ςυςκευι Ο ςτακμόσ διαχείριςθσ Επικοινωνία διαχειριηόμενθσ ςυςκευισ και ςτακμοφσ διαχείριςθσ Λιψθ του δζνδρου με τα OIDs Λιψθ και αποκικευςθ αντικειμζνων από τον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο Ανάλυςθ αλγορίκμου Κλάςεισ για τθν λιψθ και τθν αποκικευςθ δεδομζνων Εκτζλεςθ προγράμματοσ Αποκικευςθ δεδομζνων Υλοποίθςθ του Web Interface Βαςικζσ λειτουργίεσ τθσ Web διεπαφισ Ρροβολι μετριςεων ςε μορφι διαγραμμάτων ΚΕΦΑΛΑΛΟ 4: ΤΟ ΡΩΤΟΚΟΛΛΟ NTCIP Ειςαγωγι ςτο πρωτόκολλο NTCIP Είδθ επικοινωνιϊν που παρζχει το πρωτόκολλο NTCIP Αρχιτεκτονικι του NTCIP Center to Field (C2F) εφαρμογζσ P a g e

8 4.4.1 Ρρωτόκολλα του επιπζδου Εφαρμογϊν, για εφαρμογζσ C2F Ρρότυπα επικοινωνίασ Κωδικοποίθςθ δεδομζνων Χρονικοί παράγοντεσ Το επίπεδο Υποδικτφου για τισ C2F επικοινωνίεσ Center 2 Center (C2C) εφαρμογζσ Ρρωτόκολλα του επιπζδου Εφαρμογϊν, για εφαρμογζσ C2C Επίλογοσ...86 Βιβλιογραφία P a g e

9 Κατάλογοσ εικόνων Εικόνα 1.1: Τα πρϊτα επίπεδα τθσ δενδροειδοφσ οργάνωςθσ τθσ MIΒ Εικόνα 1.2: Η μορφι κωδικοποίθςθσ των αντικειμζνων Εικόνα 1.3: Η επικεφαλίδα του UDP Εικόνα 1.4: Η επικεφαλίδα του UDP για IPv Εικόνα 1.5: Η επικεφαλίδα του UDP για IPv Εικόνα 1.6: Αρχιτεκτονικι του SNMP Εικόνα 2.1: Αρχιτεκτονικι του WebNMS SNMP API Εικόνα 3.1: Η αριςτερι κεραία αποτελεί τον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο τθσ εφαρμογισ Εικόνα 3.2: Παράδειγμα τθσ εντολισ snmpwalk. Οι πρϊτεσ τιμζσ που ζχουν επιςτραφεί Εικόνα 3.3: Η αρχικι ςελίδα του web Interface Εικόνα 3.4: Ενότθτα «Ιςτορικό Αντιπροςϊπου» Εικόνα 3.5: Παράδειγμα απεικόνιςθσ των μεταβλθτϊν ςε γράφθμα Εικόνα 3.6: Διαγράμματα τφπου ZERO2MAX. Στο διάγραμμα αυτό απεικονίηεται θ μεταβλθτι Signal ωσ προσ τον χρόνο Εικόνα 3.7: Διαγράμματα τφπου ΜΙΝ2MAX. Στο διάγραμμα αυτό απεικονίηεται θ μεταβλθτι Signal ωσ προσ τον χρόνο Εικόνα 3.8: Παράδειγμα απεικόνιςθσ μεταβλθτισ ςε πραγματικό χρόνο. Στο διάγραμμα αυτό απεικονίηεται θ μεταβλθτι Rx Rate τα τελευταία 5 λεπτά Εικόνα 3.9: Ενότθτα Σφςτθμα Εικόνα 3.10: Ενότθτα «Λιψεισ» Εικόνα 3.11: Η ςελίδα ρυκμίςεων Εικόνα 3.12: Διάγραμμα τθσ ιςχφσ του ςιματοσ ςε χρονικό διάςτθμα δφο εβδομάδων Εικόνα 3.13: Διάγραμμα του ρυκμοφ λιψθσ δεδομζνων ςε χρονικό διάςτθμα δφο εβδομάδων Εικόνα 3.14: Διάγραμμα του αρικμοφ των λθφκζντων πακζτων ςε χρονικό διάςτθμα δφο εβδομάδων Εικόνα 3.15: Διάγραμμα του ρυκμοφ αποςτολισ δεδομζνων ςε χρονικό διάςτθμα τριϊν ωρϊν Εικόνα 3.16: Διάγραμμα του ρυκμοφ αποςτολισ δεδομζνων ςε χρονικό διάςτθμα δφο εβδομάδων. 72 Εικόνα 4.1: NTCIP επικοινωνίεσ Εικόνα 4.2: Η αρχιτεκτονικι του NTCIP Εικόνα 4.3: Μαρκάριςμα οχθμάτων Εικόνα 4.4: Παράδειγμα SNMP μθνφματοσ Εικόνα 4.5: Χρονικοί παράγοντεσ ςτθν περίπτωςθ αιτθμάτων-απαντιςεων Εικόνα 4.6: Παράδειγμα εφαρμογϊν C2F και C2C P a g e

10 Λίςτα πινάκων Πίνακασ 1.1: Παράδειγμα αρικμθτικισ μορφισ ενόσ OID Πίνακασ 1.2: : Δομι των OIDs Πίνακασ 1.3: Κωδικοποίθςθ του OID Πίνακασ 1.4: Κωδικοποίθςθ τθσ τιμισ τθσ μεταβλθτισ Πίνακασ 4.1: Διαφορζσ μεταξφ SNMP και STMP πρωτοκόλλου P a g e

11 Ειςαγωγι Στθ ςθμερινι εποχι όπου τα δίκτυα είναι ευρζωσ διαδεδομζνα, θ ανάγκθ για τθν ανάπτυξθ μεγαλφτερων και πολυπλοκότερων δικτφων αυξάνεται ολοζνα και περιςςότερο. Με τθν αφξθςθ όμωσ τθσ πολυπλοκότθτασ των δικτφων, αυξάνεται και θ πικανότθτα να υπάρξει απϊλεια (ι και υποκλοπι) των δεδομζνων του, κακϊσ επίςθσ αυξάνεται και ο κίνδυνοσ βλάβθσ του δικτφου, που μπορεί να ςυντελζςει τθν απϊλεια μεγάλου μζρουσ του ι ακόμα και ολόκλθρου του δικτφου. Για τουσ παραπάνω λόγουσ, θ φπαρξθ μθχανιςμϊν για τθν διαχείριςθ των δικτφων κακίςταται αναγκαία. Το Ρρωτόκολλο Απλισ Διαχείριςθσ Δικτφων ι αλλιϊσ Simple Network Management Protocol (SNMP) περιλαμβάνει τζτοιουσ μθχανιςμοφσ για τθν διαχείριςθ δικτφων. Στόχοσ τθσ παροφςασ διπλωματικισ είναι να μελετθκεί το πρωτόκολλο SNMP, και οι μθχανιςμοί που παρζχει. Στο πρϊτο κεφάλαιο μελετάται θ δομι του, οι κανόνεσ που κακορίηει κακϊσ και ο τρόποσ λειτουργίασ του. Στο δεφτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά ςτθν εφαρμογι προγραμματιςμοφ διεπαφισ Web NMS SNMP API. Το Web NMS αποτελεί ζνα ςφνολο πακζτων ςε γλϊςςα προγραμματιςμοφ Java, τα οποία είναι κατάλλθλα για τθν ανάπτυξθ εφαρμογϊν διαχείριςθσ δικτφων, μζςω του πρωτοκόλλου SNMP. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται θ υλοποίθςθ μιασ εφαρμογισ διαχείριςθσ δικτφου μζςω SNMP, με χριςθ του WebNMS API. Το δίκτυο αυτό αποτελείται από μια εξωτερικι αςφρματθ κεραία και ζνα υπολογιςτι πάνω ςτον οποίον εκτελείται θ εφαρμογι. Τζλοσ, ςτο τζταρτο κεφάλαιο μελετάται το πρωτόκολλο National Transportation Communications for ITS Protocol (NTCIP), το οποίο ςτθρίηεται πάνω ςτο SNMP πρωτόκολλο και ςχετίηεται με τθν διαχείριςθ εξειδικευμζνων ςυςκευϊν για τον ζλεγχο των ςυγκοινωνιϊν. 10 P a g e

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΤΟ ΡΩΤΟΚΟΛΛΟ ΔΙΑΧΕΙΙΣΗΣ ΔΙΚΤΥΩΝ SNMP 1.1 Ιςτορικι αναδρομι ςτο πρωτόκολλο SNMP Το πρωτόκολλο SNMP δθμιουργικθκε ςτα τζλθ τθσ δεκαετίασ του 80, και εφαρμόςτθκε για πρϊτθ φορά το 1988 ςαν μια βραχφχρονθ λφςθ ςτο πρόβλθμα τθσ διαχείριςθσ των διαφόρων οντοτιτων ςτο τότε αναπτυςςόμενο Internet κακϊσ και ςε άλλα δίκτυα. Το πρωςονφμιο απλό, του αποδόκθκε επειδι είναι εφκολο ςτθ χριςθ, κακϊσ αποτελείται από εντολζσ, το ςφνολο των οποίων ζχουν τθν μορφι αίτθςθσ-απάντθςθσ. Ακόμα και ςε πρωταρχικό ςτάδιο, το SNMP είχε μεγάλθ απιχθςθ. Ρροιλκε ςαν ζνα ςυμπλθρωματικό πρωτόκολλο του SGMP (Simple Gateway Management Protocol) και προοριηόταν για αντικατάςταςθ μιασ λφςθσ βαςιςμζνθσ ςτθν αρχιτεκτονικι CMIS/CMIP (Common Management Information Service/Protocol). Τελικά όμωσ, αυτι θ λφςθ δεν είχε τθν ίδια απιχθςθ με τθν αντίςτοιχθ του SNMP. Θ απλότθτα που διακρίνει το SNMP είναι και ο λόγοσ για τον οποίο το ςυγκεκριμζνο πρωτόκολλο ζχει επικρατιςει, καταναλϊνοντασ μικρι υπολογιςτικι ιςχφ και δικτυακοφσ πόρουσ. Το SNMP καταφζρνει και ςυγκεντρϊνει τισ πλθροφορίεσ που χρειάηεται με ζνα μικρό αρικμό εντολϊν και αυτό ιςχφει για όλεσ τισ ςυςκευζσ του δικτφου. Πςο όμωσ πιο δθμοφιλζσ γινόταν τόςο άρχιςαν να φαίνονται και τα μειονεκτιματά του, τα οποία είχαν να κάνουν κυρίωσ με κζματα αςφαλείασ. Ζτςι το 1993 παρουςιάςτθκε θ δεφτερθ ζκδοςθ του (SNMPv2), θ οποία ιταν ςαφϊσ βελτιωμζνθ ςε ςχζςθ με τθν πρϊτθ ζκδοςθ, και αργότερα δθμιουργικθκε θ τρίτθ ζκδοςθ του (SNMPv3). Δυςτυχϊσ όμωσ, τα απαραίτθτα επιπλζον χαρακτθριςτικά και 11 P a g e

13 λειτουργίεσ που προςαρτικθκαν ςτισ επόμενεσ εκδόςεισ, αναιροφν ςτθν πράξθ τον όρο Simple. 1.2 Συνιςτϊςεσ του SNMP πρωτοκόλλου Το SNMP είναι ζνα πρωτόκολλο επικοινωνίασ, ευρζωσ διαδεδομζνο που χρθςιμοποιείται ςε δίκτυα για τθν διαχείριςθ των ςυςκευϊν που υπάρχουν ςτο δίκτυο. Το SNMP αποτελείται από 3 βαςικζσ ςυνιςτϊςεσ: Συςκευι Δικτφου (Network device): μια ςυςκευι που αποτελεί κομμάτι του δικτφου, και χρειάηεται διαχείριςθ ι παρακολοφκθςθ όπωσ π.χ. υπολογιςτζσ, εκτυπωτζσ, δρομολογθτζσ (routers), κ.α. Διαχειριηόμενοσ Αντιπρόςωποσ (Agent): μεςολαβεί ανάμεςα ςτον διαχειριςτεί δικτφου και τθν ςυςκευι. Είναι ζνα πρόγραμμα το οποίο εκτελείται μζςα ςτθν ςυςκευι ςε όλο τον χρόνο λειτουργίασ τθσ. Συγκεντρϊνει τα δεδομζνα του ςυςτιματοσ και τα διακζτει ςτον διαχειριςτι. Στακμόσ Διαχείριςθσ Δικτφου (Network Management Station - Manager): είναι ο κεντρικόσ ςτακμόσ για τον οποίον γίνεται θ διαχείριςθ. Συνικωσ, είναι ζνασ υπολογιςτισ ο οποίοσ εκτελεί ζνα λογιςμικό για τθν διαχείριςθ του δικτφου. Μπορεί να είναι ζνα μεμονωμζνο ςφςτθμα, ι και περιςςότερα τζτοια ςυςτιματα (κατανεμθμζνο) για τον καταμεριςμό των εργαςιϊν ςε ζνα μεγάλο δίκτυο ι για εφεδρικοφσ λόγουσ. Ριο αναλυτικά, ο NMS είναι ζνασ κόμβοσ του δικτφου, ο οποίοσ ζχει εγκατεςτθμζνο το περιβάλλον του SNMP, επιτρζποντασ ζτςι ςτον NMS να επικοινωνιςει με τισ άλλεσ ςυςκευζσ του δικτφου. Διαχειριηόμενθ ςυςκευι μπορεί να είναι οποιαδιποτε ςυςκευι ανικει ςτο δίκτυο, αρκεί να ζχει εγκατεςτθμζνο μζςα τθσ το απαραίτθτο λογιςμικό (διαχειριηόμενοσ αντιπρόςωποσ). 12 P a g e

14 1.3 Βάςθ δεδομζνων διαχείριςθσ πλθροφοριϊν Θ επικοινωνία μεταξφ του ςτακμοφ διαχείριςθσ (manager) και του αντιπροςϊπου (agent) μπορεί να είναι μονόδρομθ ι και αμφίδρομθ. Τα δεδομζνα που παρζχει ο αντιπρόςωποσ ςτον διαχειριςτι, είναι πλθροφορίεσ του ςυςτιματοσ τθσ ςυςκευισ όπωσ κατάςταςθ των ςτοιχείων τθσ ςυςκευισ, υπερφόρτωςθ ςυςκευισ, ςφάλματα και άλλεσ χριςιμεσ πλθροφορίεσ. Από τθν άλλθ μεριά, ο διαχειριςτισ αντιλαμβάνεται αυτά τα δεδομζνα ςαν απλζσ μεταβλθτζσ. Οι μεταβλθτζσ αυτζσ οργανϊνονται ςε ιεραρχίεσ. Αυτζσ οι ιεραρχίεσ, μαηί με τα χαρακτθριςτικά των μεταβλθτϊν (όπωσ ο τφποσ τθσ μεταβλθτισ ι θ περιγραφι τθσ), περιγράφονται από μια βάςθ δεδομζνων πλθροφοριϊν διαχείριςθσ. Θ βάςθ δεδομζνων πλθροφοριϊν διαχείριςθσ ι αλλιϊσ Management Information Base (MIB) είναι μια ψθφιακι βάςθ δεδομζνων που χρθςιμοποιείται για τθν διαχείριςθ αντικειμζνων ςε ζνα δίκτυο επικοινωνιϊν. Χρθςιμοποιείται ςε ςυνδυαςμό με το πρωτόκολλο SNMP για τθν διαχείριςθ ςυςκευϊν ςε δίκτυα IP (Internet Protocol). Τα αντικείμενα αυτά, είναι οι μεταβλθτζσ που αναφζραμε προθγουμζνωσ και ζχουν ςυγκεκριμζνθ μορφι. Στθν πράξθ, θ MIB είναι ζνα αρχείο κειμζνου τζτοιο ϊςτε ο άνκρωποσ μπορεί να το διαβάςει και ο υπολογιςτισ μπορεί να το εκτελζςει. Σφμφωνα με τα παραπάνω, θ MIB λειτουργεί για τον ςτακμό διαχείριςθσ ωσ ζνα ςθμείο πρόςβαςθσ ςτον αντιπρόςωπο (agent). Θ πρόςβαςθ επιτυγχάνεται με τθν βοικεια των αντικειμζνων που απαρτίηουν τθν MIB, με τρόπο τζτοιο ϊςτε να είναι δυνατι θ διαχείριςθ όλων των πόρων του δικτφου. Κάκε αντικείμενο είναι ςτθν ουςία μια μεταβλθτι που αναπαριςτά μια όψθ του διαχειριηόμενου αντιπροςϊπου. Αυτά τα αντικείμενα είναι τυποποιθμζνα μεταξφ ςυςτθμάτων μιασ ςυγκεκριμζνθσ τάξθσ. Για παράδειγμα, όλοι οι δρομολογθτζσ (router) υποςτθρίηουν τα ίδια ακριβϊσ αντικείμενα διαχείριςθσ, ανεξαρτιτωσ καταςκευαςτι. 13 P a g e

15 Κα μποροφςαμε να παρομοιάςουμε τθν λειτουργία τθσ MIB, με αυτι ενόσ λεξικοφ. Ρεριλαμβάνει οριςμοφσ και διευκρινιςεισ για κάκε αντικείμενο του εκάςτοτε διαχειριηόμενου αντιπροςϊπου. Ζτςι, όταν ο manager επικυμεί να διαχειριςτεί κάποιεσ μεταβλθτζσ μιασ ςυςκευισ δικτφου, απευκφνεται ςτθν αντίςτοιχθ MIB ϊςτε να μάκει πωσ ορίηονται, εάν είναι προςπελάςιμεσ και άλλα αντίςτοιχα χαρακτθριςτικά. Αντίςτοιχα, ο κάκε agent ζχει εκτόσ από τθν δικι του MIB - που διαφζρει ανάλογα με τθν ςυςκευι και μια κοινι MIB, τθν MIB-II. Θ MIB-II κακορίηεται από το πρωτόκολλο RFC 1213 και περιλαμβάνει αντικείμενα ςχετικά με πλθροφορίεσ του ςυςτιματοσ, όπωσ θ τοποκεςία του ςυςτιματοσ, πλθροφορίεσ επικοινωνίασ με τον administrator του ςυςτιματοσ κ.α., κακϊσ και πλθροφορίεσ για διάφορα ςτατιςτικά τθσ διεπαφισ (interface), όπωσ δεδομζνα που εςτάλθςαν και ελιφκθςαν κ.α. 1.4 Αρμοδιότθτεσ ςτακμοφ διαχείριςθσ και αντιπροςϊπου Ο ςτακμόσ διαχείριςθσ και ο διαχειριηόμενοσ αντιπρόςωποσ αποτελοφν ενεργζσ ςυνιςτϊςεσ του πρωτοκόλλου SNMP. Πμωσ για να επιτευχκεί θ διαχείριςθ ενόσ δικτφου, πρζπει να εκτελοφν ςυγκεκριμζνεσ λειτουργίεσ Βαςικζσ λειτουργίεσ του ςτακμοφ διαχείριςθσ Ο διαχειριςτισ (manager) ι και αλλιϊσ ςτακμόσ διαχείριςθσ (NMS), λειτουργεί ωσ το εργαλείο διεπαφισ για τον διαχειριςτι του δικτφου (network administrator) με το ςφςτθμα διαχείριςθσ δικτφου. Ζνασ ςτακμόσ διαχείριςθσ πρζπει να διακζτει υποχρεωτικά, τουλάχιςτον τα παρακάτω ςτοιχεία: i. Ζνα ςφνολο εφαρμογϊν διαχείριςθσ για ανάλυςθ δεδομζνων, αποκατάςταςθ ςφαλμάτων κ.α. 14 P a g e

16 ii. Μια διεπαφι με τθν οποία ο διαχειριςτισ του δικτφου κα ζχει τθν δυνατότθτα να παρακολουκιςει και να ελζγξει τθν κατάςταςθ του δικτφου. iii. Τθν ικανότθτα να μεταφράηει τισ απαιτιςεισ του διαχειριςτι του δικτφου ςε εντολζσ, με τισ οποίεσ κα επιτυγχάνεται θ παρακολοφκθςθ και ο ζλεγχοσ των απομακρυςμζνων ςτοιχείων ςτο δίκτυο. iv. Μια βάςθ δεδομζνων με πλθροφορίεσ διαχείριςθσ δικτφου, που εξάγεται από τισ βάςεισ δεδομζνων όλων των διαχειριηόμενων αντιπροςϊπων ςτο δίκτυο. Μια γενικι MIB δθλαδι, θ οποία να ςυμπεριλαμβάνει τισ επιμζρουσ MIB όλων των ςυςκευϊν του δικτφου. Τουλάχιςτον ζνα ςφςτθμα ςτακμοφ διαχείριςθσ ςε μια διάταξθ δικτφου πρζπει να είναι υπεφκυνο για τθν διαχείριςθ του και να περιζχει τισ απαραίτθτεσ εφαρμογζσ για τον ςκοπό αυτό. Ωςτόςο, είναι δυνατό να υπάρχουν και περιςςότεροι ςτακμοί διαχείριςθσ, ϊςτε να παρζχεται εφεδρεία ι απλϊσ να γίνεται καταμεριςμόσ των κακθκόντων, όπωσ ςυμβαίνει ςε μεγάλα δίκτυα Βαςικζσ λειτουργίεσ του αντιπροςϊπου Ο αντιπρόςωποσ (agent) βρίςκεται μζςα ςτθν ςυςκευι και αποτελεί βαςικι ςυνιςτϊςα για τθν διαχείριςθ του δικτφου. Βαςικζσ πλατφόρμεσ, όπωσ κεντρικοί υπολογιςτζσ, δρομολογθτζσ και hubs μποροφν να εξοπλιςτοφν με λογιςμικό ενόσ αντιπροςϊπου, ϊςτε να ζχουν τθν δυνατότθτα να ελεγχκοφν από ζνα ςτακμό διαχείριςθσ. Οι βαςικζσ λειτουργίεσ ενόσ αντιπροςϊπου είναι: i. Να ςυγκεντρϊνει και να διατθρεί πλθροφορίεσ ςχετικά με το περιβάλλον τθσ ςυςκευισ, για πρόςβαςθ από κάποιο διαχειριςτι αργότερα. ii. Να αποκθκεφει και να χειρίηεται τα διαχειρίςιμα αντικείμενα όπωσ ορίηονται από τθν αντίςτοιχθ MIB. 15 P a g e

17 iii. iv. Να ανταποκρίνεται ςε αιτιςεισ για πλθροφορίεσ ι και για διάφορεσ ενζργειεσ από ζναν ςτακμό διαχείριςθσ. Να ενθμερϊνει τον ςτακμό διαχείριςθσ με κατάλλθλα ςιματα όταν ςυμβαίνει κάποιο γεγονόσ (αςφγχρονθ επικοινωνία με τον ςτακμό διαχείριςθσ). Θ τελευταία λειτουργία είναι γνωςτι και με τον όρο trap. Τα traps είναι ζνασ τρόποσ ενθμζρωςθσ του ςτακμοφ διαχείριςθσ από τον αντιπρόςωπο, ότι κάτι ςυνζβθ. Δεν είναι κλαςςικι περίπτωςθ όπου ο ςτακμόσ διαχείριςθσ ςτζλνει μια αίτθςθ και μετά ο αντιπρόςωποσ απαντά. Στθν περίπτωςθ αυτι, ο ςτακμόσ διαχείριςθσ ζχει ανακζςει ςτον αντιπρόςωπο μόλισ ςυμβεί κάποιο ςυγκεκριμζνο γεγονόσ να τον ενθμερϊςει με το κατάλλθλο ςιμα. 1.5 Δομι των πλθροφοριϊν διαχείριςθσ Τα αντικείμενα ςτθν MIB ορίηονται με τθ χριςθ του ASN.1 (Abstract Syntax Notation One), δθλαδι τθσ αφθρθμζνθσ ςφνταξθσ. Θ αφθρθμζνθ ςφνταξθ είναι ζνασ προκακοριςμζνοσ τρόποσ παρουςίαςθσ, μετάδοςθσ αλλά και κωδικοποίθςθσ δεδομζνων. Θ δομι των αντικειμζνων μιασ MIB ςτθρίηονται πάνω ςτθν Δομι των Ρλθροφοριϊν Δαχείριςθσ ι αλλιϊσ Structure of Management Information (SMI). Θ SMI μπορεί να κεωρθκεί ωσ θ γλϊςςα για τον οριςμό των πλθροφοριϊν διαχείριςθσ. Ορίηει το γενικότερο πλαίςιο εντόσ του οποίου μπορεί μια MIB να οριςτεί και να δομθκεί. Επιπλζον, προςδιορίηει τουσ τφπουσ δεδομζνων που μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν ςε μια MIB, κακϊσ και τον τρόπο με τον οποίον αναπαρίςτανται και ονομάηονται τα δεδομζνα αυτά. Θ φιλοςοφία τθσ SMI ευνοεί τθν απλότθτα και τθν επεκταςιμότθτα εντόσ τθσ MIB. Συνεπϊσ, θ MIB μπορεί να αποκθκεφςει μόνο απλοφσ τφπουσ δεδομζνων, δθλαδι τα μονόμετρα μεγζκθ (scalar), αλλά και τισ διςδιάςτατεσ ςυςτοιχίεσ μονόμετρων μεγεκϊν (πίνακεσ). Θ SMI δεν υποςτθρίηει τθ δθμιουργία ι τθν ανάκτθςθ πολφπλοκων δομϊν 16 P a g e

18 δεδομζνων, κζτοντασ ζτςι ςαν ςτόχο τθν διαλειτουργικότθτα. Αναπόφευκτα όμωσ, επειδι οι MIB ενότθτεσ περιζχουν τφπουσ δεδομζνων δθμιουργθμζνουσ από καταςκευαςτζσ, αν δεν τεκοφν αυςτθροί περιοριςμοί ςτον οριςμό τζτοιων δεδομζνων, θ ζννοια τθσ διαλειτουργικότθτασ δεν κα υπάρχει πλζον. Οι προδιαγραφζσ που κζτει θ SMI κυμαίνονται ςε τρία επίπεδα. Στο χαμθλότερο επίπεδο, κακορίηει τουσ τφπουσ των δεδομζνων που μποροφν να αποκθκευτοφν. Στο επόμενο επίπεδο κακορίηει μια επίςθμθ τεχνικι για τον οριςμό αντικειμζνων και πινάκων αντικειμζνων. Τζλοσ, παρζχει ζνα μθχανιςμό για τθ ςυςχζτιςθ ενόσ μοναδικοφ αναγνωριςτικοφ (identifier) με κάκε αντικείμενο ςε ζνα ςφςτθμα, ϊςτε να μπορεί ο εκάςτοτε διαχειριςτισ να ανατρζξει ςτα δεδομζνα κάποιου αντιπροςϊπου. Θ ανάλυςθ των πλθροφοριϊν διαχείριςθσ ςφμφωνα με τθν SMI χωρίηεται ςε τρία χαρακτθριςτικά: Πνομα: Το όνομα ι αλλιϊσ object identifier (OID) κακορίηει μοναδικά ζνα διαχειριηόμενο αντικείμενο. Τα ονόματα εμφανίηονται με δφο μορφζσ: τθν αρικμθτικι και τθν ονοματολογικι, δθλαδι αυτι που είναι εφκολα αναγνϊςιμθ από τον άνκρωπο. Και με τισ δφο μορφζσ τα ονόματα είναι μεγάλα και ςυνεπϊσ δφςχρθςτα. Ρροςφζρουν όμωσ το χαρακτθριςτικό τθσ μοναδικότθτασ του αντικειμζνου. Τφποσ και ςφνταξθ τθσ πλθροφορίασ: Ο τφποσ ενόσ διαχειριηόμενου αντικειμζνου κακορίηεται χρθςιμοποιϊντασ το ASN.1, όπωσ αναφζραμε και παραπάνω. Κακορίηει τον τρόπο με τον οποίο παρουςιάηονται και μεταδίδονται τα δεδομζνα, μεταξφ των ςτακμϊν διαχείριςθσ και των αντιπροςϊπων. Ο κφριοσ λόγοσ που χρθςιμοποιείται ο ASN.1, είναι επειδι δεν εξαρτάται από τον υπολογιςτι ι το λογιςμικό ςτο οποίο χρθςιμοποιείται. Για παράδειγμα, ζνασ υπολογιςτισ που χρθςιμοποιεί Windows μπορεί να επικοινωνιςει με ζναν αντίςτοιχο, ο οποίοσ χρθςιμοποιεί 17 P a g e

19 Linux, χωρίσ να υπάρχει κανζνα κζμα με τθν ςειρά διάταξθσ των bytes (byte ordering). Κωδικοποίθςθ: Ζνα αντικείμενο ενόσ διαχειριηόμενου αντιπροςϊπου κωδικοποιείται ςε ζνα string χρθςιμοποιϊντασ τουσ βαςικοφσ κανόνεσ κωδικοποίθςθσ ι αλλιϊσ Basic Encoding Rules (BER). Οι ςυγκεκριμζνοι κακορίηουν πωσ κωδικοποιοφνται και αποκωδικοποιοφνται τα αντικείμενα, ϊςτε να μεταδοκοφν μζςω ενόσ μζςου, όπωσ για παράδειγμα το Ethernet. 1.6 Διαχειριηόμενα αντικείμενα Τα διαχειριηόμενα αντικείμενα περιγράφουν το ςφςτθμα του αντιπροςϊπου, απαρτίηουν τθν MIB και αποτελοφν τισ πλθροφορίεσ που κζλει να διαχειριςτεί ζνασ ςτακμόσ διαχείριςθσ Ονοματολογία των διαχειριηόμενων αντικειμζνων Στθν προθγοφμενθ ενότθτα αναφζραμε ότι υπάρχει ςυςχζτιςθ ενόσ μοναδικοφ αναγνωριςτικοφ με κάκε διαχειριηόμενο αντικείμενο που ανικει ςτθν MIB ενότθτα του εκάςτοτε αντιπροςϊπου. Αυτι θ μοναδικότθτα επιτυγχάνεται μζςω τθσ ονοματολογίασ των αντικειμζνων και τθσ χριςθσ των object identifiers (OIDs). Θ MIB είναι οργανωμζνθ ςε μορφι δζντρου, όπου ςτθ ρίηα του δεν υπάρχει όνομα, αλλά υπάρχουν ςτα υποδζντρα και ςτα επίπεδα που ακολουκοφν. Το κάκε επίπεδο και υποδζντρο ανικει και ςε ζνα διαφορετικό οργανιςμό. Πςο παραμζνουμε ςτθν κορυφι του δζντρου και ςτα πρϊτα επίπεδα, οι οργανιςμοί είναι ςυγκεκριμζνοι και γνωςτοί, ενϊ όςο κατευκυνόμαςτε προσ τα κατϊτερα επίπεδα του δζντρου, παρατθροφμε πολλοφσ ιδιωτικοφσ οργανιςμοφσ. Οι οργανιςμοί αυτοί, ανάλογα με τθν κζςθ τουσ ςτο κάκε επίπεδο του δζντρου, διακζτουν 18 P a g e

20 ζναν μθ αρνθτικό κωδικό, ςτον οποίον προςτίκεται το ςφμβολο. (dot) που υποδθλϊνει ότι περνάμε ςε χαμθλότερο επίπεδο. Ζτςι ξεκινϊντασ από τθν ρίηα κατευκυνόμαςτε προσ τα χαμθλότερα επίπεδα προςτίκοντασ τον αρικμθτικό κωδικό του κάκε επιπζδου ςυνοδευόμενο από το ςφμβολο. (dot). Με αυτόν τον τρόπο, ςχθματίηεται το όνομα του κάκε κλάδου του δζντρου ςτθν αρικμθτικι του μορφι. Εάν για παράδειγμα κζλουμε να μεταβοφμε ςτον κόμβο τθσ IEEE, θ διαδρομι που πρζπει να ακολουκιςουμε από τθν ρίηα είναι όπου θ τιμι (1) αντιπροςωπεφει τον οργανιςμό iso, θ τιμι (3) αντιπροςωπεφει τον identified-organization (org) και θ (111) αντιπροςωπεφει τθν IEEE. Στον κόμβο τθσ IEEE υπάρχουν αρκετά παρακλάδια όπωσ για παράδειγμα: Αρικμθτικι τιμι του OID Τι αντιπροςωπεφουν 1 registration-authority 2 standards-association-numberedseries-standards 3 standards-association-c-seriesstandards 4 standards-press 5 institute 6 isto Ρίνακασ 1.1: Ραράδειγμα αρικμθτικισ μορφισ ενόσ OID. Σχεδόν πάντα τα δζντρα αυτά αποτελοφνται από πάρα πολλά επίπεδα, γεγονόσ που κακιςτά πολφπλοκθ τθν αρικμθτικι περιγραφι τουσ. Δθλαδι όςο χαμθλότερα οδεφουμε ςτο δζντρο τόςο πιο δφςκολθ ζωσ αδφνατθ κακίςταται θ απομνθμόνευςθ των αρικμθτικϊν κωδικϊν τουσ. Στο ςθμείο αυτό λοιπόν, εντοπίηεται μία εξίςου ςθμαντικι χριςθ τθσ MIB, ςτθν περίπτωςθ που ςτον εκάςτοτε ςτακμό διαχείριςθσ ι διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο είναι διακζςιμα τα αρχεία τθσ βάςθσ, επιτυγχάνεται θ ςφνδεςθ των δφο κωδικϊν για τα επίπεδα του δζντρου. Άλλο ζνα παράδειγμα για να αντιλθφκοφμε καλφτερα τθν δενδροειδι οργάνωςθ τθσ MIB, μπορεί να αποτελζςει θ αναηιτθςθ τθσ 19 P a g e

21 κζςθσ του sysdescr μζςα ςτθν βάςθ. Ππωσ αναφζραμε ςε προθγοφμενθ ενότθτα, το OID sysdescr ανικει ςτθν MIB-II ενότθτα, θ οποία περιλαμβάνει αντικείμενα ςχετικά με το ςφςτθμα του αντιπροςϊπου. Το ςυγκεκριμζνο OID περιζχει τθν ςφντομθ περιγραφι του ςυςτιματοσ του αντιπροςϊπου. Θ διαδρομι ςτθν MIB για να φτάςουμε ςτο ςυγκεκριμζνο αντικείμενο είναι όπωσ φαίνεται και ςτθν παρακάτω εικόνα. Ι αλλιϊσ ςτθν ονοματολογικι τθσ μορφι είναι iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.system.sysdscr. Ραρατθροφμε ότι ςτθν αρικμθτικι του μορφι τελειϊνει ςε «.0». Αυτό ςθμαίνει ότι το ςυγκεκριμζνο OID ζχει όψθ, δθλαδι τιμι, και δεν υπάρχουν άλλα επίπεδα πιο χαμθλά από αυτό. Εικόνα 1.1: Τα πρϊτα επίπεδα τθσ δενδροειδοφσ οργάνωςθσ τθσ MIΒ. Στο ςθμείο αυτό, αξίηει να ςθμειωκεί ότι θ ρίηα του δζντρου (root) ζχει μόνο τρία υποδζντρα το ccitt(0), το iso(1) και το joint(2). Ρροχωρϊντασ ςτο επόμενο επίπεδο, μόνο το org(1) ζχει υποδζντρο, 20 P a g e

22 ενϊ οι άλλοι κόμβοι είναι απλά κλαδιά. Στο πρωτόκολλο SNMP δεν χρθςιμοποιοφνται όλα τα υποδζντρα, παρά μόνον αυτά που περιγράφουν το ςφςτθμα του διαχειριηόμενου αντιπροςϊπου. Το υποδζντρο που χρθςιμοποιείται ςτισ περιςςότερεσ εφαρμογζσ είναι ο ςε μορφι OID ι αλλιϊσ iso.org.dod.internet. Στο επόμενο επίπεδο του παραπάνω κλάδου, ςυναντάμε τον κλάδο mgmt(2) ι αλλιϊσ management branch, οποίοσ κακορίηει ζνα ςφνολο από διαχειριηόμενα αντικείμενα ςτο internet. Ο κλάδοσ experimental(3) είναι κακοριςμζνοσ, ϊςτε να λειτουργεί για δοκιμαςτικοφσ και ερευνθτικοφσ ςκοποφσ. Ο κλάδοσ private(4) χρθςιμοποιείται από οργανιςμοφσ και εταιρίεσ. Επίςθσ, εάν κάποιοσ άνκρωποσ ι εταιρία επικυμεί να ενςωματϊςει ςτθν MIB το δικό του υποδζντρο κάτω από τον κλάδο private, κα πρζπει να ζρκει ςε ςυνεννόθςθ με τον οργανιςμό Internet Assigned Numbers Authority (IANA) Δομι των διαχειριηόμενων αντικειμζνων Τα διαχειριηόμενα αντικείμενα είναι δομθμζνα μζςα ςτθν MIB με τζτοιο τρόπο ϊςτε να μποροφν να διαβαςτοφν από άνκρωπο και να εκτελεςτοφν από υπολογιςτι. Θ βαςικι δομι τουσ φαίνεται ςτον παρακάτω πίνακα: <όνομα> OBJECT-TYPE SYNTAX <τφποσ μεταβλθτισ> ACCESS <είδοσ πρόςβαςθσ> STATUS <βακμόσ χρθςιμότθτασ αντικειμζνου> DESCRIPTION <λεκτικι επεξιγθςθ του αντικειμζνου> ::={ <το μοναδικό OID που περιγράφει το ςυγκεκριμζνο αντικείμενο>} Ρίνακασ 1.2: : Δομι των OIDs. 21 P a g e

23 Ριο ςυγκεκριμζνα: OBJECT-TYPE: το όνομα του διαχειριηόμενου αντικειμζνου. SYNTAX: ο τφποσ δεδομζνων του αντικειμζνου. ACCESS: τα δικαιϊματα που ζχει ο διαχειριςτισ πάνω ςτο αντικείμενο. Οι τιμζσ που μπορεί να πάρει είναι: o μόνο ανάγνωςθ (read-only) o μόνο εγγραφι (write-only) o ανάγνωςθ και εγγραφι (read-write) o μθ προςπελάςιμο (not-accessible) STATUS: ςτο πεδίο αυτό, δίνεται ο βακμόσ χρθςιμότθτασ του εκάςτοτε αντικειμζνου για το ςφςτθμα, το οποίο μπορεί να ζχει τιμζσ: o υποχρεωτικό (mandatory) o προαιρετικό (optional) o μθ χρθςιμοποιοφμενο (obsolete) DESCRIPTION: περιζχει τθν λεκτικι επεξιγθςθ του αντικειμζνου μεταξφ των ςυμβόλων, μαηί με το μοναδικό OID, το οποίο χαρακτθρίηει το αντικείμενο Τφποι διαχειριηόμενων αντικειμζνων Ο τρόποσ με τον οποίο ορίηεται ζνα διαχειριηόμενο αντικείμενο, βαςίηεται ςτα λεγόμενα SMIv1 datatypes, τα οποία μποροφν να είναι ακζραιοι, network address, sequence, timeticks κ.α. Αναλυτικότερα, ζχουμε: Integer: ζνασ αρικμόσ μικουσ 32-bit που μπορεί να αναπαραςτιςει διάφορουσ αρικμθτικοφσ τφπουσ ενόσ διαχειριηόμενου αντικειμζνου. 32 Counter: ζνασ αρικμόσ από 0 ζωσ 2-1, δθλαδι Πταν ζνασ counter φτάςει ςτθ μζγιςτθ τιμι του, μθδενίηεται και ξεκινάει τθ μζτρθςθ από τθν αρχι. Object-identifier: είναι ο κωδικόσ κάκε κλάδου του δζντρου. 22 P a g e

24 Sequence: είναι μια λίςτα με πολλά και διαφορετικά datatypes ςε μορφι ASN.1. Sequence of: κακορίηει ζνα διαχειριηόμενο αντικείμενο, το οποίο αποτελείται από διάφορα άλλα αντικείμενα τφπου ASN.1. IpAddress: αναπαριςτά μια 32-bit διεφκυνςθ IPv4. Network Address: είναι το ίδιο ακριβϊσ με τθν IpAddress, με τθν διαφορά ότι μπορεί να αναπαριςτά διαφορετικοφσ τφπουσ διαδικτυακϊν διευκφνςεων. 32 Gauge: μετράει όπωσ ο counter από το 0 ζωσ το 2-1, αλλά δε μπορεί ςε καμία περίπτωςθ να ξεπεράςει τθ μζγιςτθ τιμι. Timeticks: μετράει τον χρόνο ςε εκατομμφρια δευτερόλεπτα από 32 το 0 ζωσ 2-1. Μπορεί να χρθςιμοποιθκεί για τθ μζτρθςθ του χρόνου που είναι ενεργό ζνα ςφςτθμα. Octet String: είναι μια οχτάδα από δυαδικζσ τιμζσ (0 και 1) που χρθςιμοποιείται για να αντιπροςωπεφςει ςυμβολοςειρζσ κειμζνου ι ακόμθ και φυςικζσ διευκφνςεισ. Opaque: επιτρζπει οποιαδιποτε άλλθ κωδικοποίθςθ πζραν τθσ ASN.1, να ειςαχκεί μζςα ςε ζνα OctetString. NULL: είναι ο κενόσ χαρακτιρασ Κωδικοποίθςθ διαχειριηόμενων αντικειμζνων Το πρωτόκολλο SNMP χρθςιμοποιεί για τθν κωδικοποίθςθ των διαχειριηόμενων αντικειμζνων τουσ βαςικοφσ κανόνεσ κωδικοποίθςθσ ι αλλιϊσ Basic Encoding Rules (BER) ςφμφωνα με το ISO Σφμφωνα με τουσ BER, κάκε αντικείμενο κωδικοποιείται ςφμφωνα με μια δεςμευμζνθ λίςτα μεταβλθτϊν. Θ δεςμευμζνθ λίςτα μεταβλθτϊν αποτελείται από δφο ξεχωριςτά κομμάτια, τθν κωδικοποίθςθ του OID του αντικειμζνου και τθν κωδικοποίθςθ τθσ τιμισ του αντικειμζνου. Θ κωδικοποίθςθ και για τα δφο μζρθ ακολουκεί το ίδιο πρότυπο, όπωσ φαίνεται και ςτθν παρακάτω εικόνα. 23 P a g e

25 Τφποσ Δεδομζνων Μικοσ Τιμι Εικόνα 1.2: Η μορφι κωδικοποίθςθσ των αντικειμζνων. Για παράδειγμα, εάν κζλουμε να κωδικοποιιςουμε το αντικείμενο globaltime, που αντιπροςωπεφει τον χρόνο ςε ϊρα UNIX, θ κωδικοποίθςθ για το OID κα ιταν: Type OBJECT IDENTIFIER Length Ο αρικμόσ των octets που χρειάηονται για τθν κωδικοποίθςθ τθσ τιμισ του OID Value Ρίνακασ 1.3: Κωδικοποίθςθ του OID. Θ κωδικοποίθςθ για τθν τιμι του αντικειμζνου κα ιταν τθσ μορφισ: Type Counter Length Ο αρικμόσ των octets που χρειάηονται για τθν κωδικοποίθςθ τθσ τιμισ του αντικειμζνου Value Ρίνακασ 1.4: Κωδικοποίθςθ τθσ τιμισ τθσ μεταβλθτισ. Σφμφωνα με τουσ BER, για τθν κωδικοποίθςθ των δφο πρϊτων κωδικϊν του OID, χρθςιμοποιείται ο τφποσ: (40 X) Y όπου X είναι ο πρϊτοσ κωδικόσ και Y ο δεφτεροσ. Ζτςι ςτθν περίπτωςι μασ το 1.3 κα κωδικοποιθκεί ςε 43. Οι υπόλοιποι κωδικοί κωδικοποιοφνται κανονικά ςε δεκαεξαδικι μορφι χωρίσ να λαμβάνονται υπόψιν τα ςφμβολα «.» (dot). Για τθν ολοκλιρωςθ τθσ διαδικαςίασ τθσ κωδικοποίθςθσ του αντικειμζνου δεν αρκεί να τοποκετιςουμε το OID ακολουκοφμενο από τθν τιμι του(κωδικοποιθμζνα όπωσ αναφζρκθκε παραπάνω), αλλά κα 24 P a g e

26 πρζπει ςτθν αρχι να προςκζςουμε τθν λζξθ SEQUENCE, για να δθλϊςουμε ότι ακολουκεί δεςμευμζνθ λίςτα μεταβλθτϊν. Θ λζξθ SEQUENCE τοποκετείται μπροςτά αφοφ πρϊτα κωδικοποιθκεί και αυτι, ακολουκοφμενθ από τον αρικμό των octets που χρειάςτθκαν για να κωδικοποιθκεί. 1.7 Αρχιτεκτονικι του SNMP πρωτοκόλλου Το SNMP είναι ςχεδιαςμζνο ςαν πρωτόκολλο επιπζδου εφαρμογισ ωσ μζροσ τθσ TCP/IP ςτοίβασ πρωτοκόλλων και λειτουργεί πάνω από το πρωτόκολλο UDP (User Datagram Protocol). Τόςο ο ςτακμόσ διαχείριςθσ όςο και ο διαχειριηόμενοσ αντιπρόςωποσ πρζπει να υλοποιοφν το SNMP, το UDP, το IP κακϊσ και τα ςχετικά πρωτόκολλα δικτφου (όπωσ για παράδειγμα Ethernet) Το πρωτόκολλο UDP Το Ρρωτόκολλο Αυτόνομων Ρακζτων ι αλλιϊσ User Datagram Protocol (UDP) αποτελεί τον φορζα πάνω ςτον οποίον χτίηεται το πρωτόκολλο SNMP. Το πρωτόκολλο UDP είναι ζνα πρωτόκολλο μεταφοράσ που χρθςιμοποιείται ςτο Διαδίκτυο, όπωσ και το Transmission Control Protocol (TCP), με τθν κφρια διαφορά τουσ ότι το UDP δεν εγγυάται αξιόπιςτθ επικοινωνία. Αυτό ςυμβαίνει διότι τα πακζτα που αποςτζλλονται από ζναν υπολογιςτι ςε ζναν άλλον μπορεί να φτάςουν με λανκαςμζνθ ςειρά ι ςε χειρότερθ περίπτωςθ να μθ φτάςουν κακόλου, παραδείγματοσ χάριν όταν υπάρχει μεγάλο φορτίο ςτο δίκτυο. Ο πιο ςθμαντικόσ λόγοσ για τον οποίο ζχει μεγάλθ απιχθςθ είναι ότι είναι γριγορο και αποτελεςματικό, κυρίωσ λόγω τθσ απλισ δομισ του. Δεν παρουςιάηει πάρα πολλζσ διαφορζσ από το IP, αφοφ ςτθν ουςία το χρθςιμοποιεί εξολοκλιρου και απλά προςκζτει μια δυνατότθτα διευκυνςιοδότθςθσ. 25 P a g e

27 Ζνα ςθμαντικό ςτοιχείο του είναι ότι ορίηει το πακζτο IP ωσ πακζτο διαδικτφου. Το αυτοδφναμο πακζτο αρχίηει με μια επικεφαλίδα και ακολουκεί μια περιοχι δεδομζνων. Θ ποςότθτα των δεδομζνων που μεταφζρεται δεν είναι ςτακερι, αλλά κακορίηεται από τθν εκάςτοτε εφαρμογι. Θ δυνατότθτά του να μπορεί να ςτζλνει διαφορετικοφ μικουσ αυτοδφναμα πακζτα είναι το χαρακτθριςτικό που το κακιςτά εφκολα προςαρμόςιμο ςτισ διαφορετικζσ εφαρμογζσ. Μια ευρεία χριςθ του είναι ςτισ εφαρμογζσ video και εικόνασ, γιατί απαιτείται ταχφτθτα ςτθν παράδοςθ των πακζτων, ϊςτε να μθν υπάρχει διακοπι ςτθ ροι του ιχου ι τθσ εικόνασ. Σε περίπτωςθ που κάποιο πακζτο χακεί, οι εφαρμογζσ αυτζσ διακζτουν ειδικοφσ μθχανιςμοφσ μζςω παρεμβολισ ι ακόμα και διόρκωςθσ, ϊςτε να μθν παρατθρθκεί αλλοίωςθ ςτθν τελικι πλθροφορία Η δομι του UDP πακζτου Το πρωτόκολλο UDP είναι πολφ απλό ςτθν δομι του. Θ επικεφαλίδα του περιλαμβάνει μόνο τζςςερα πεδία, από τα οποία τα δφο είναι προαιρετικά. Θ γενικι μορφι τθσ επικεφαλίδασ του UDP απεικονίηεται ςτθν παρακάτω εικόνα, όπου τα χρωματιςμζνα πεδία είναι τα προαιρετικά, ενϊ τα υπόλοιπα είναι υποχρεωτικά. Εικόνα 1.3: Η επικεφαλίδα του UDP. Ππωσ μποροφμε να παρατθριςουμε, θ επικεφαλίδα αποτελείται από: 26 P a g e

28 Source Port: θ κφρα του αποςτολζα από τθν οποία προιλκε το πακζτο. Εάν ο παραλιπτθσ επικυμεί ζχει τθν δυνατότθτα να απαντιςει ςε αυτι τθν κφρα. Το ςυγκεκριμζνο πεδίο δεν είναι υποχρεωτικό. Destination Port: θ κφρα του παραλιπτθ ςτθν οποία κα πρζπει να παραδοκεί το πακζτο. Το πεδίο αυτό είναι υποχρεωτικό. Length: το πεδίο αυτό ζχει μζγεκοσ 16-bit και περιλαμβάνει το μζγεκοσ του πακζτου ςε bytes. Το μικρότερο δυνατό μζγεκοσ είναι 8 bytes, αφοφ θ κεφαλίδα αυτι κακ αυτι καταλαμβάνει τόςο χϊρο. Κεωρθτικά, το μζγεκοσ του UDP πακζτου δεν μπορεί να ξεπερνάει τα 65,527 bytes, αλλά πρακτικά το όριο μειϊνεται ςτα 65,507 bytes, λόγω διαφόρων περιοριςμϊν ειςαγόμενων από το πρωτόκολλο IPv4 ςτο επίπεδο δικτφου. Το ςυγκεκριμζνο πεδίο είναι υποχρεωτικό. Checksum: ζνα πεδίο 16-bit το οποίο χρθςιμοποιείται για επαλικευςθ τθσ ορκότθτασ του πακζτου ςτο ςφνολό του, δθλαδι τόςο τθσ επικεφαλίδασ όςο και των δεδομζνων. Το πεδίο αυτό δεν είναι υποχρεωτικό. Στθ ςυνζχεια, το πακζτο UDP περνάει ςτο επίπεδο δικτφου, το οποίο αναλαμβάνει τθ μετάδοςθ του ςτο δίκτυο υπολογιςτϊν. Το επίπεδο αυτό τοποκετεί μια ακόμθ επικεφαλίδα ςτο πακζτο, θ οποία διαφζρει ανάλογα με τθν ζκδοςθ του πρωτοκόλλου που χρθςιμοποιείται ςτο επίπεδο δικτφου (IPv4 ι IPv6). Για τθν ζκδοςθ IPv4 το πακζτο λαμβάνει τθν μορφι τθσ εικόνασ 1.4. Στθν περίπτωςθ, αυτι ζχουν προςτεκεί τα εξισ πεδία: Source Address: θ διεφκυνςθ του αποςτολζα. Destination Address: θ διεφκυνςθ του παραλιπτθ. Zeros: μια ακολουκία μθδενικϊν, θ οποία δεν παίηει κανζναν ρόλο κατά τθν μετάδοςθ του πακζτου. Protocol: ζνασ χαρακτθριςτικόσ αρικμόσ που αντιςτοιχεί ςτο πρωτόκολλο που χρθςιμοποιείται. Για το UDP θ τιμι που παίρνει το πεδίο αυτό είναι 17. UDP Length: το ςυνολικό μζγεκοσ του πακζτου UDP. 27 P a g e

29 Εικόνα 1.4: Η επικεφαλίδα του UDP για IPv4. Αντίςτοιχα, και για τθν ζκδοςθ IPv6 το πακζτο λαμβάνει τθν μορφι τθσ παρακάτω εικόνασ. Ραρατθροφμε ότι αποτελείται από τα ίδια πεδία, με τθν διαφορά ότι εδϊ οι διευκφνςεισ είναι 128- bit και όχι 32-bit. Εικόνα 1.5: Η επικεφαλίδα του UDP για IPv6. 28 P a g e

30 Χαρακτθριςτικά του UDP Τα κφρια χαρακτθριςτικά του UDP πρωτοκόλλου είναι: o Αναξιόπιςτο Κατά τθν αποςτολι ενόσ πακζτου, ο αποςτολζασ δεν είναι ςε κζςθ να γνωρίηει εάν το πακζτο κα φτάςει ςωςτά ςτον προοριςμό του ι εάν κα χακεί μζςα ςτο δίκτυο. Δεν ζχει προβλεφκεί θ δυνατότθτα επιβεβαίωςθσ λιψθσ πακζτου από τον παραλιπτθ, οφτε θ επαναμετάδοςθ ενόσ χαμζνου πακζτου. o Δεν υπάρχει ςειρά Τα πακζτα UDP δεν αρικμοφνται και κατά ςυνζπεια δεν υπάρχει κάποια ςυγκεκριμζνθ ςειρά με τθν οποία κα πρζπει να φτάςουν ςτον παραλιπτθ. o Ελαφρφ Το πρωτόκολλο αυτό κακ αυτό είναι αρκετά ελαφρφ, ακριβϊσ επειδι δεν εφαρμόηει όλουσ τουσ μθχανιςμοφσ αξιόπιςτθσ επικοινωνίασ που υπάρχουν ςτο TCP. Αυτό το κακιςτά αρκετά πιο γριγορο. o Datagrams Κάκε πακζτο UDP ονομάηεται επίςθσ και datagram, κεωρείται δε ωσ μεμονωμζνθ οντότθτα που κα πρζπει να μεταδοκεί ολόκλθρθ. Κατά ςυνζπεια δεν υφίςταται θ ζννοια τθσ διοχζτευςθσ πακζτων μζςα ςε ζνα κανάλι Τρόποσ λειτουργίασ του πρωτοκόλλου SNMP Ο τρόποσ λειτουργίασ του πρωτοκόλλου SNMP φαίνεται ςτθν εικόνα 1.6. Το SNMP δζχεται τα αιτιματα με τθ μορφι UDP ςτθ κφρα (port) 161. Σε αυτι τθ κφρα ςτζλνει ο ςτακμόσ διαχείριςθσ (manager) τα αιτιματα ςτον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο (agent), από οποιαδιποτε δικι του κφρα. Θ απάντθςθ του αντιπροςϊπου ςτζλνεται ςτθν ίδια ακριβϊσ κφρα του ςτακμοφ διαχείριςθσ. Επίςθσ, ο manager λαμβάνει ειδοποιιςεισ (Traps και InformRequests) ςτθ κφρα 162. Αντίςτοιχα, ο agent μπορεί να εξάγει ειδοποιιςεισ από οποιαδιποτε κφρα. 29 P a g e

31 Εικόνα 1.6: Αρχιτεκτονικι του SNMP. Θ επικοινωνία μεταξφ ςτακμοφ διαχείριςθσ και διαχειριηόμενου αντιπροςϊπου γίνεται με τθν ανταλλαγι Μονάδων Δεδομζνων Ρρωτοκόλλου ι αλλιϊσ Protocol Data Units (PDU). Κάκε μία από τισ μονάδεσ αυτζσ κωδικοποιείται μζςα ςε ζνα και μοναδικό αυτοδφναμο πακζτο και ανταλλάςςεται με τθν χριςθ του πρωτοκόλλου UDP. Τα PDUs είναι επτά ςτο ςφνολο. Πλα τα PDUs ζχουν τθν ίδια μορφι και απαρτίηονται από: IP header UDP header Version Community PDU-type Request-id Error-status Error-index Variable bindings 30 P a g e

32 1.7.3 Ανάλυςθ των Protocol Data Units (PDUs) Τα επτά PDUs είναι τα εξισ: 1. GetRequest 2. SetRequest 3. GetNextRequest 4. GetBulkRequest 5. Response 6. Trap 7. InformRequest GetRequest Ρρόκειται για ζνα αίτθμα του ςτακμοφ διαχείριςθσ ςτον αντιπρόςωπο, για να ανακτιςει τθν τιμι μιασ μεταβλθτισ ι μιασ λίςτασ μεταβλθτϊν. Οι επικυμθτζσ μεταβλθτζσ ανακτϊνται ςε μορφι δεςμευμζνων μεταβλθτϊν (variable bindings) και θ ανάκτθςθ γίνεται ωσ μια ατομικι εντολι από τον αντιπρόςωπο, δθλαδι εκτελείται μόνο εκείνθ και κατά τθν εκτζλεςι τθσ απαγορεφεται να εκτελεςτοφν άλλεσ εντολζσ. Θ απάντθςθ που επιςτρζφεται περιζχει τισ τρζχουςεσ τιμζσ SetRequest Ρρόκειται για ζνα αίτθμα του ςτακμοφ διαχείριςθσ ςτον αντιπρόςωπο για να μεταβάλλει τθν τιμι μιασ μεταβλθτισ ι μιασ λίςτασ μεταβλθτϊν. Οι επικυμθτζσ μεταβλθτζσ μετατρζπονται ςε μορφι δεςμευμζνων μεταβλθτϊν και ορίηονται ςτο ςϊμα τθσ αίτθςθσ. Θ αλλαγι των κακοριςμζνων τιμϊν γίνεται ωσ μια ατομικι εντολι από τον αντιπρόςωπο. Θ απάντθςθ που επιςτρζφεται περιζχει τισ νζεσ τιμζσ. 31 P a g e

33 GetNextRequest Ζνα αίτθμα του ςτακμοφ διαχείριςθσ ςτον αντιπρόςωπο για να εξερευνιςει τισ διακζςιμεσ μεταβλθτζσ και τισ τιμζσ τουσ. Το αίτθμα αυτό επιςτρζφει μια απάντθςθ με τθν επόμενθ λεξικογραφικά δεςμευμζνθ μεταβλθτι ςτθν MIB κακϊσ και τθν τιμι τθσ. Υπάρχει επίςθσ θ δυνατότθτα να ανακτθκεί ολόκλθρθ θ MIB του αντιπροςϊπου με επαναλαμβανόμενθ εφαρμογι του GetNextRequest GetBulkRequest Βελτιςτοποιθμζνθ ζκδοςθ του GetNextRequest, θ οποία ειςιχκθκε ςτθ δεφτερθ ζκδοςθ του SNMP. Ουςιαςτικά αποτελεί ζνα αίτθμα του ςτακμοφ διαχείριςθσ προσ τον αντιπρόςωπο για πολλαπλζσ επαναλιψεισ του GetNextRequest. Επιςτρζφει μια απάντθςθ με πολλαπλζσ δεςμευμζνεσ μεταβλθτζσ, οι οποίεσ κακορίηονται από τθν αίτθςθ. Υπάρχει ακόμα θ δυνατότθτα μθ επανάλθψθσ μεταβλθτϊν (non-repeaters), κακϊσ και θ επιλογι των μζγιςτων επαναλιψεων Response Επιςτρζφει δεςμευμζνεσ μεταβλθτζσ και επιβεβαίωςθ (acknowledgement) του αντιπροςϊπου ςτον ςτακμό διαχείριςθσ για τθν επιτυχθμζνθ λιψθ των εντολϊν GetRequest, SetRequest, GetNextRequest, GetBulkRequest και InformRequest. Θ αναφορά ςφάλματοσ παρζχεται από τα πεδία error-status και error-index, όπου ςτο πρϊτο δίνεται το είδοσ του ςφάλματοσ και ςτο δεφτερο που προζκυψε. 32 P a g e

34 Trap Ρρόκειται για αςφγχρονθ ειδοποίθςθ του αντιπροςϊπου ςτον ςτακμό διαχείριςθσ του δικτφου. Το μινυμα που ςτζλνεται περιλαμβάνει τθν τρζχουςα τιμι τθσ δεςμευμζνθσ μεταβλθτισ sysuptime, θ οποία προςδιορίηει τον εκάςτοτε χρόνο για τον οποίο το αντίςτοιχο ςφςτθμα είναι ςε λειτουργία. Επίςθσ περιλαμβάνει μια μεταβλθτι που κακορίηει τον τφπο τθσ ειδοποίθςθσ και κάποιεσ ακόμθ προαιρετικζσ δεςμευμζνεσ μεταβλθτζσ. Ο προοριςμόσ τθσ ειδοποίθςθσ κακορίηεται ςυνικωσ μζςα από τισ μεταβλθτζσ ρυκμίςεων παγίδασ, οι οποίεσ επίςθσ βρίςκονται μζςα ςτθν MIB. Θ μορφι του μθνφματοσ τθσ ειδοποίθςθσ άλλαξε ςτθ δεφτερθ ζκδοςθ του πρωτοκόλλου και μετονομάςτθκε ςε SNMPv2-Trap InformRequest Ρρόκειται για αςφγχρονθ ειδοποίθςθ ενόσ ςτακμοφ διαχείριςθσ ςε ζναν άλλο. Το ςυγκεκριμζνο PDU χρθςιμοποιεί τθν ίδια μορφι με το SNMPv2-Trap. Θ ειδοποίθςθ ενόσ ςτακμοφ διαχείριςθσ ςε ζναν άλλον ιταν ιδθ εφικτι από τθν πρϊτθ ζκδοςθ του πρωτοκόλλου χρθςιμοποιϊντασ μια Trap, αλλά επειδι το SNMP τρζχει πάνω από το πρωτόκολλο UDP, δεν είναι εξαςφαλιςμζνθ θ παράδοςθ των μθνυμάτων και τα πακζτα που χάνονταν δεν αναφζρονταν ςτο ςτακμό διαχείριςθσ. Επομζνωσ θ παράδοςθ τθσ Trap δεν ιταν δεδομζνθ. Το ςυγκεκριμζνο PDU δθμιουργικθκε ϊςτε να λφςει το πρόβλθμα τθσ επιβεβαίωςθσ τθσ λιψθσ. Σφμφωνα με αυτιν ο δζκτθσ του μθνφματοσ, αφοφ το λάβει απαντά με ζνα Response PDU, το οποίο περιζχει τισ ίδιεσ ακριβϊσ πλθροφορίεσ που δζχτθκε με το InformRequest. 33 P a g e

35 1.8 Ρλεονεκτιματα χριςθσ πρωτοκόλλου SNMP Ππωσ λζει και θ ονομαςία του (Simple), το πρωτόκολλο αυτό είναι αρκετά απλό να το κατανοιςει κανείσ και ο διαχειριηόμενοσ αντιπρόςωποσ χρειάηεται ζνα απλό και ελαφρφ λογιςμικό. Αυτι του θ απλότθτα, το ζκανε ευρζωσ αποδεκτό ςτα ςυςτιματα διαχείριςθσ δικτφων. Μερικά από τα πλεονεκτιματα του SNMP πρωτοκόλλου είναι: Είναι ζνα κακοριςμζνο πρωτόκολλο για διαχείριςθ δικτφων TCP/IP. Τα πρωτόκολλα του internet είναι ανοιχτά και ζχουν αναπτυχκεί από τθν ίδια τθν κοινότθτα του internet. Ζτςι και το SNMP που τα κυριότερα χαρακτθριςτικά του βαςίηονται ςε υπάρχοντα πρωτόκολλα. Ζχει παγκόςμια αποδοχι. Πλοι οι ςθμαντικοί καταςκευαςτζσ υποςτθρίηουν το SNMP. Πλεσ οι ςυςκευζσ που διαχειρίηονται με το SNMP ζχουν ίδιο τφπο διαχειριηόμενθσ διεπαφισ (interface), ζτςι ϊςτε να υποςτθρίηουν κοινζσ διαχειριηόμενεσ πλθροφορίεσ δικτφου. Είναι ανεξάρτθτο από το λειτουργικό ςφςτθμα και τθν γλϊςςα προγραμματιςμοφ. Οι ςυςκευζσ δικτφου μποροφν να χρθςιμοποιοφν το SNMP χωρίσ να «κραςάρουν» ι να πζφτει θ απόδοςι τουσ. Θ εφαρμογι του SNMP ςε μια διαχειριηόμενθ ςυςκευι προκαλεί ανεπαίςκθτθ αφξθςθ του φόρτου εργαςίασ και θ απαίτθςθ ςε πόρουσ ςυςτιματοσ είναι ελάχιςτθ. Το SNMP είναι ζνα ςφνολο εντολϊν που παραμζνει ίδιο για κάκε ςυςκευι. Ζτςι ζχει τθν δυνατότθτα να υποςτθρίηει κάκε είδουσ πλθροφορία για οποιαδιποτε ςυςκευι ςε όλα τα είδθ δικτφων. 34 P a g e

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Η ΕΦΑΜΟΓΗ ΡΟΓΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΡΑΦΩΝ WEBNMS SNMP 2.1 Ειςαγωγι ςτο WebNMS SNMP API Το WebNMS SNMP API είναι μια εφαρμογι προγραμματιςμοφ διεπαφισ, θ οποία χρθςιμοποιείται για τθν δθμιουργία εφαρμογϊν διαχείριςθσ δικτφων. Ρρόκειται για ζνα περιβάλλον κατάλλθλο για ανάπτυξθ εφαρμογϊν διαχείριςθσ και applets, που βαςίηονται ςτο SNMP πρωτόκολλο, και αποτελείται από ιεραρχθμζνα πακζτα ςε γλϊςςα προγραμματιςμοφ Java. 2.2 Αρχιτεκτονικι του WebNMS API Το WebNMS API αποτελείται από πακζτα Java για τθν ανάπτυξθ εφαρμογϊν διαχείριςθσ δικτφων. Θ παρακάτω εικόνα απεικονίηει τθν οργάνωςθ τθσ αρχιτεκτονικισ του SNMP API. Ππωσ μποροφμε να παρατθριςουμε είναι οργανωμζνο ςε: High Level API Low Level API MIBs API SAS API Distributed API 35 P a g e

37 Εικόνα 2.1: Αρχιτεκτονικι του WebNMS SNMP API High Level API Το high level API αποτελείται από ςτοιχεία διεπαφισ χριςτθ ι αλλιϊσ User Interface (UI) αλλά και από non-ui ςτοιχεία, τα οποία μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για τθν ανάπτυξθ εφαρμογϊν και applets. Τα ςτοιχεία του high level API μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν απευκείασ ςε κϊδικα Java για τθν ανάπτυξθ εφαρμογϊν, και χρθςιμοποιοφν ςυναρτιςεισ που παρζχονται από τα κατϊτερα επίπεδα (SAS API, MIB API και Low Level API). Τα UI ςτοιχεία μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για τθν ανάπτυξθ εφαρμογϊν με γραφικά (Graphical User Interface) και επειδι ακολουκοφν τθν νοοτροπία του SNMP, παρζχουν πιο ευζλικτεσ εφαρμογζσ. Τα non-ui ςυςτατικά αποτελοφν τθν ραχοκοκαλιά του high level API και πάνω ςε αυτά ςτθρίηονται τα UI ςυςτατικά. 36 P a g e

38 2.2.2 Low Level API Το low level API υλοποιεί τισ βαςικζσ λειτουργίεσ του πρωτοκόλλου. Ρεριζχει κλάςεισ που διευκολφνουν τθν επικοινωνία με τισ SNMP οντότθτεσ και προςφζρουν αςφάλεια ςτα μθνφματα και μυςτικότθτα ςτα applets και ςτισ εφαρμογζσ. Επίςθσ, περιζχει κλάςεισ που μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν ςε εφαρμογζσ διαχείριςθσ, οι οποίεσ εκτελοφνται ςε ζνα πρόγραμμα περιιγθςθσ (browser) MIB API Το MIB API μεταφζρει τισ πλθροφορίεσ ςχετικά με τα διακζςιμα ςτοιχεία ςτον SNMP αντιπρόςωπο. Αυτι θ εφαρμογι προγραμματιςμοφ διεπαφισ επιτρζπει ςτα προγράμματα Java να αποκτιςουν πλιρθ πρόςβαςθ ςτισ πλθροφορίεσ που περιζχονται ςτα αρχεία με τισ MIB ενότθτεσ. Επίςθσ, διευκολφνει τθ φόρτωςθ και τθν εκφόρτωςθ των MIB ςε εφαρμογζσ και applets. Τα ςτοιχεία του καταςκευάηονται χρθςιμοποιϊντασ τισ ςυναρτιςεισ που παρζχονται από το low level API SAS API Το SAS API (SNMP Applet Server API) παρζχει υποςτιριξθ για τα Java applets, ϊςτε να παρακαμφκοφν οι περιοριςμοί αςφαλείασ των προγραμμάτων περιιγθςθσ. Ο διακομιςτισ SAS επιτρζπει ςτο applet να ςτζλνει και να δζχεται SNMP πακζτα ςε οποιαδιποτε διαχειριηόμενθ ςυςκευι. Ο διακομιςτισ SAS πρζπει να εκτελείται μαηί με τον Web διακομιςτι, ςτον οποίον βρίςκεται το applet. 37 P a g e

39 2.2.5 Distributed API RMI API Το RMI API (Remote Method Invocation) δίνει τθν δυνατότθτα για ανάπτυξθ server-side εφαρμογϊν ςε Java, για τθν εκτζλεςθ SNMP εργαςιϊν. Το πλεονζκτθμά του είναι ότι επιτρζπει ςτον διακομιςτι τθν εκτζλεςθ SNMP εργαςιϊν, ενϊ οι πελάτεσ (clients) κάνουν απλζσ RMI κλιςεισ ςτον διακομιςτι. Τα ςυςτατικά του βαςίηονται ςτα non-ui ςτοιχεία του high level API. CORBA API Το CORBA API (Common Object Request Brokerage Architecture) επιτρζπει ςε απομακρυςμζνουσ πελάτεσ να ηθτιςουν από ζναν διακομιςτι τθν εκτζλεςθ SNMP εργαςιϊν και να λάβουν το αποτζλεςμα. Τα ςυςτατικά του είναι και αυτά βαςιςμζνα ςτο high level API. EJB API To EJB API (Enterprise Java Beans) επιτρζπει ςτουσ προγραμματιςτζσ να δθμιουργιςουν και να αναπτφξουν κλιμακοφμενεσ εφαρμογζσ που παρζχουν πολυςτρωματικι αρχιτεκτονικι. Στθν ουςία πρόκειται για ζναν (ι και περιςςότερουσ) διακομιςτι ςτον οποίον εκτελοφνται πολλαπλά προγράμματα διαχείριςθσ, για εξιςορρόπθςθ φορτίου. 38 P a g e

40 2.3 Ρλεονεκτιματα του WebNMS API Το WebNMS API είναι ζνα ςφνολο Java κλάςεων που προςφζρει αρκετά πλεονεκτιματα ςτθν εφαρμογι που χρθςιμοποιείται. Μερικά από αυτά είναι: ανεξάρτθτο του λειτουργικοφ ςυςτιματοσ: εφαρμογζσ με χριςθ του WebNMS μποροφν να αναπτυχκοφν ςε οποιαδιποτε πλατφόρμα (Windows, Solaris, Unix) αρκεί να ζχει γίνει θ ςωςτι εγκατάςταςι του. ςυμβατό με όλεσ τισ εκδόςεισ του SNMP πρωτοκόλλου: υποςτθρίηει και τισ τρεισ εκδόςεισ του πρωτoκόλλου (SNMPv1, SNMPv2, SNMPv3). Web εφαρμογζσ διαχείριςθσ δικτφων: περιλαμβάνει ενότθτεσ, όπωσ το HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) και το SAS (SNMP Applet Server), οι οποίεσ επιτρζπουν τθν διαχείριςθ ςυςκευϊν μζςω internet, ακόμθ και αν βρίςκονται πίςω από τείχοσ προςταςίασ (firewall). ευελιξία: παρζχει μια ιεραρχία από Java πακζτα, που επιτρζπουν τθν επιλογι του επιπζδου των βιβλιοκθκϊν υποςτιριξθσ. Μπορεί να χρθςιμοποιθκεί τόςο το low-level API, που προςφζρει πρόςβαςθ ςτισ πλθροφορίεσ με ςυναρτιςεισ που υλοποιοφν το πυρινα του SNMP, όςο και το high-level APΛ που προςφζρει επιπλζον λειτουργικότθτα και απλοφςτερο προγραμματιςμό. επεκταςιμότθτα: παρζχει ζνα πλοφςιο ςφνολο από Java διεπαφζσ ϊςτε να παραδϊςει μια προςαρμόςιμθ λφςθ ςτισ εκάςτοτε ανάγκεσ. είναι ζνα ανοικτό πρότυπο: ακολουκεί τουσ περιοριςμοφσ του Internet και τα κακιερωμζνα τεχνολογικά πρότυπα. 39 P a g e

41 2.4 Εγκατάςταςθ του WebNMS API To WebNMS API μπορεί να χρθςιμοποιθκεί ςε αρκετά λειτουργικά ςυςτιματα, όπωσ αναφζρκθκε και παραπάνω. Για να μπορζςουμε όμωσ να το χρθςιμοποιιςουμε, πρζπει πρϊτα να γίνει θ ςωςτι εγκατάςταςι του. Το WebNMS API περιλαμβάνει πακζτα Java και ςυνεπϊσ πρζπει να ζχουμε εγκατεςτθμζνθ κάποια ζκδοςθ Java, ςτο μθχάνθμα που κζλουμε να το εγκαταςτιςουμε. Αρχικά πρζπει να γίνει θ λιψθ του. Το WebNMS API διατίκεται δωρεάν ςτθν ιςτοςελίδα Μποροφμε να το κατεβάςουμε είτε ςε μορφι.exe (για Windows) είτε ςε.zip (για UNIX και Windows). Στθν πρϊτθ περίπτωςθ εκτελοφμε απλϊσ το.exe αρχείο ενϊ ςτθν δεφτερθ πρζπει πρϊτα να αποςυμπιζςουμε το αρχείο και ςτθν ςυνζχεια ςτον φάκελο SNMPAPI/bin να τρζξουμε το setallenv.bat (για Windows) ι το setallenv.sh (για UNIX). Στθν πραγματικότθτα, για να το εγκαταςτιςουμε πρζπει απλϊσ να προςκζςουμε ςτισ μεταβλθτζσ περιβάλλοντοσ PATH και CLASSPATH τθν διαδρομι προσ του φακζλουσ που βρίςκονται τα πακζτα Java (SNMPAPI/examples και SNMPAPI/jars). Ζτςι, όταν κζλουμε να εκτελζςουμε μια εφαρμογι βαςιςμζνθ ςτο WebNMS, να γνωρίηει το μθχάνθμά μασ ςε ποιεσ βιβλιοκικεσ να ψάξει για να τθν εκτζλεςι του. 40 P a g e

42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΡΤΥΞΗ ΕΦΑΜΟΓΗΣ ΔΙΑΧΕΙΙΣΗΣ ΔΙΚΤΥΟΥ 3.1 Ειςαγωγι Το κεφάλαιο αυτό περιγράφει τον ςχεδιαςμό και τθν υλοποίθςθ μιασ εφαρμογισ διαχείριςθσ απομακρυςμζνων ςυςκευϊν δικτφου με χριςθ του πρωτοκόλλου SNMP. Δφο βαςικζσ ςυνιςτϊςεσ του πρωτοκόλλου SNMP είναι ο διαχειριηόμενοσ αντιπρόςωποσ (agent) και ο ςτακμόσ διαχείριςθσ (manager). Στθ ςυγκεκριμζνθ περίπτωςθ, μια κεραία που βρίςκεται ςτο χϊρο του Αριςτοτελείου Ρανεπιςτθμίου Κεςςαλονίκθσ, ζχει τον ρόλο τθσ διαχειριηόμενθσ ςυςκευισ. Θ κεραία αυτι, είναι ςυμβατι με το πρωτόκολλο SNMP και υλοποιεί ζνα πρόγραμμα διαχειριηόμενου αντιπροςϊπου. Από τθν άλλθ πλευρά, βρίςκεται ο ςτακμόσ διαχείριςθσ, ο οποίοσ κα πρζπει να υλοποιθκεί. Μαηί με τον ςτακμό διαχείριςθσ πρζπει να υλοποιθκεί και μια διεπαφι (interface) για τθν αλλθλεπίδραςθ του διαχεριςτι δικτφου με τθν κεραία. Επιπλζον, ο ςτακμόσ διαχείριςθσ πρζπει να υλοποιθκεί με τζτοιο τρόπο, ϊςτε να ικανοποιεί τισ προδιαγραφζσ, όπωσ αυτζσ τζκθκαν ςτο προθγοφμενο κεφάλαιο (1.4.1). Ο ςχεδιαςμόσ του ςυςτιματοσ γίνεται με τθν βοικεια του WebNMS SNMP API, το οποίο αποτελεί ζνα εργαλείο ανάπτυξθσ εφαρμογϊν για διαχείριςθ δικτφων μζςω του πρωτοκόλλου SNMP. Το WebNMS SNMP API ακολουκεί τθν νοοτροπία του SNMP, παρζχοντασ ζτςι ζνα ςφνολο βοθκθμάτων χωρίσ να χάςουμε τα πλεονεκτιματα που προςφζρει το πρωτόκολλο SNMP. 41 P a g e

43 3.2 Η διαχειριηόμενθ ςυςκευι Θ διαχειριηόμενθ ςυςκευι είναι μια αςφρματθ (wifi) κεραία, θ οποία ζχει ζναν ενςωματωμζνο microprocessor με Linux, που εκτελεί το πρόγραμμα του διαχειριηόμενου αντιπροςϊπου. Θ κεραία αυτι αναγνωρίηεται ςτο δίκτυο μζςω τθσ IP και τθσ MAC address που διακζτει (όπωσ όλεσ οι ςυςκευζσ δικτφου). Για να επιτευχκεί θ πρόςβαςθ μζςω SNMP ςτθν κεραία είναι απαραίτθτθ θ γνϊςθ τθσ IP τθσ αλλά αυτό δεν είναι αρκετό. Ρρζπει να γνωρίηουμε και το community name τθσ κεραίασ. Το όνομα τθσ κοινότθτασ ι αλλιϊσ community name είναι μια ομάδα (group) από διαχειριηόμενεσ ςυςκευζσ και ςτακμοφσ διαχείριςθσ που επικοινωνοφν μζςω SNMP. Το όνομα τθσ κοινότθτασ ορίηει που κα ςταλοφν οι πλθροφορίεσ. Ρρόκειται δθλαδι για ζνα αναγνωριςτικό. Ζνασ διαχειριηόμενοσ αντιπρόςωποσ μπορεί να ανικει ςε περιςςότερεσ από μία SNMP κοινότθτεσ. Εάν ζνασ ςτακμόσ διαχείριςθσ ςτείλει αιτιματα ςε μια διαχειριηόμενθ ςυςκευι με όνομα κοινότθτασ διαφορετικό από αυτά που ζχουν οριςτεί για τθν ςυγκεκριμζνθ ςυςκευι, τότε δεν κα πάρει απάντθςθ. Γνωρίηοντασ λοιπόν το όνομα τθσ SNMP κοινότθτασ τθσ κεραίασ, κακϊσ και τθν διεφκυνςι τθσ ςτο δίκτυο (IP address), μποροφμε να επιτφχουμε πρόςβαςθ μζςω SNMP. Εικόνα 3.1: Η αριςτερι κεραία αποτελεί τον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο τθσ εφαρμογισ. 42 P a g e

44 3.3 Ο ςτακμόσ διαχείριςθσ Από τθν άλλθ πλευρά, ο ςτακμόσ διαχείριςθσ αποτελείται από ζνα απλό υπολογιςτι με επεξεργαςτι Atom τθσ Intel κακότι το πρωτόκολλο SNMP δεν ζχει μεγάλεσ απαιτιςεισ ςε υπολογιςτικι ιςχφ (και επιπλζον επιτυγχάνουμε εξοικονόμθςθ ενζργειασ). Το λειτουργικό ςφςτθμα (Operator System) που είναι εγκατεςτθμζνο ςτο μθχάνθμα, είναι μια ζκδοςθ Linux, και ςυγκεκριμζνα το Ubuntu Στο μθχάνθμά μασ είναι επίςθσ εγκατεςτθμζνθ θ Java (version 1.6.0_24 ) κακϊσ και θ εφαρμογι προγραμματιςμοφ διεπαφισ WebNMS SNMP. Ο ςτακμόσ διαχείριςθσ εκτόσ από τθν επικοινωνία με τθν κεραία και τθν ςυλλογι δεδομζνων, κα πρζπει να παρζχει και μια διεπαφι για τθν αλλθλεπίδραςθ του διαχειριςτι δικτφου με το πρόγραμμα. Στθν ςυγκεκριμζνθ υλοποίθςθ αυτι θ αλλθλεπίδραςθ επιτυγχάνεται μζςω ενόσ Web interface. Ζτςι, ςτον υπολογιςτι είναι εγκατεςτθμζνοσ ο apache2 (Web server), κακϊσ επίςθσ και θ γλϊςςα προγραμματιςμοφ php Επικοινωνία διαχειριηόμενθσ ςυςκευισ και ςτακμοφσ διαχείριςθσ Ο διαχειριηόμενοσ αντιπρόςωποσ βρίςκεται μζςα ςτο χϊρο του Αριςτοτελείου Ρανεπιςτθμίου Κεςςαλονίκθσ, ενϊ ο ςτακμόσ διαχείριςθσ εκτόσ αυτοφ. Ζτςι θ επικοινωνία τουσ επιτυγχάνεται μζςω Internet. Θ πρόςβαςθ του ςτακμοφ διαχείριςθσ ςτο Internet, επιτυγχάνεται μζςω ενόσ δρομολογθτι (router) και μιασ υπθρεςίασ παροχισ Internet (Internet Service Provider or ISP). Σχετικά με τισ ρυκμίςεισ του δρομολογθτι είναι ςθμαντικό να αναφζρουμε ότι πρζπει οι κφρεσ 161 και 162 ςε UDP και θ κφρα 80 ςε TCP/UDP να είναι «ανοιχτζσ». Αυτό γιατί ςτθν κφρα 161 λαμβάνονται οι απαντιςεισ του 43 P a g e

45 διαχειριηόμενου αντιπροςϊπου, ςτθν κφρα 162 λαμβάνονται οι πικανζσ παγίδεσ και ςτθν 80 λαμβάνονται οι αιτιςεισ για τον web server. Ο διαχειριηόμενοσ αντιπρόςωποσ επικοινωνεί αςφρματα με τον κεντρικό δρομολογθτι του πανεπιςτθμίου και από εκεί μζςω μιασ υπθρεςίασ παροχισ Internet, αποκτά πρόςβαςθ ςτο Internet. O κεντρικόσ δρομολογθτισ όμωσ ζχει κλειςτι τθν κφρα όπου ςτζλνονται οι αιτιςεισ του ςτακμοφ διαχείριςθσ ςτθν κεραία από και προσ το Internet. Για να αντιμετωπιςτεί αυτό το εμπόδιο μποροφμε είτε να τοποκετιςουμε τον ςτακμό διαχείριςθσ εντόσ του πανεπιςτθμιακοφ χϊρου, είτε να δθμιουργιςουμε ζνα ιδιωτικό εικονικό δίκτυο ι αλλιϊσ Virtual Private Network (VPN) με το πανεπιςτιμιο ϊςτε να αποκτιςουμε πρόςβαςθ ςτθν κεραία. Στθ ςυγκεκριμζνθ υλοποίθςθ επιλζγεται θ δεφτερθ επιλογι. 3.5 Λιψθ του δζνδρου με τα OIDs Εφόςον γνωρίηουμε τθν διεφκυνςθ δικτφου και το όνομα τθσ SNMP κοινότθτασ, μποροφμε να προχωριςουμε ςτο επόμενο βιμα που είναι θ λιψθ του δζντρου με τα OIDs. Αυτό μποροφμε να το επιτφχουμε πολφ εφκολα με τθν εντολι snmpwalk του WebNMS API. Θ εντολι αυτι εκτελεί μια ςειρά από GETNEXT αιτιματα και λαμβάνει τα δεδομζνα που υπάρχουν μζχρι να διατρζξει όλο το υποδζντρο του κλάδου που δϊςαμε ςαν όριςμα. Για να λάβουμε το δζνδρο με τα OIDs τθσ κεραίασ, ανοίγουμε τθν κονςόλα (terminal) του Linux και κάνουμε τα εξισ βιματα: 1. με τθν εντολι cd όνομα φακζλου μεταφερόμαςτε ςτον φάκελο με τισ high level κλάςεισ του WebNMS API και ςυγκεκριμζνα ςτο SNMPAPI/examples/high_level_api. Μζςα ςε αυτόν τον φάκελο βρίςκεται θ κλάςθ snmpwalk.class τθσ Java. 44 P a g e

46 2. ςτθ ςυνζχεια δθμιουργοφμε ζνα άδειο αρχείο ςτο οποίο κα αποκθκευτεί το δζνδρο με τα OIDs. Αυτό γιατί όπωσ τα δζνδρα αυτά ζχουν πολφ μεγάλο μζγεκοσ ςυνικωσ. Ζτςι λοιπόν πλθκτρολογοφμε τθν εντολι touch OIDtree.txt, θ οποία δθμιουργεί ζνα άδειο.txt αρχείο. 3. το επόμενο βιμα είναι να εκτελζςουμε τθν εντολι και να αποκθκεφςουμε το αποτζλεςμα ςτο αρχείο που δθμιουργιςαμε παραπάνω. Θ μορφι τθσ εντολισ είναι java snmpwalk [παράμετροι] διεφκυνςθ δικτφου OID όπου ςτο μζροσ με τισ παραμζτρουσ μπορεί κανείσ να ορίςει τθν ζκδοςθ SNMP που κζλει να χρθςιμοποιιςει, τθν κφρα ςτθν οποία κα λάβει το αίτθμα ο διαχειριηόμενοσ αντιπρόςωποσ, ι τον αρικμό των προςπακειϊν εάν δεν λθφκεί απάντθςθ με το πρϊτο αίτθμα κ.α. Το OID είναι ο κλάδοσ, το υποδζντρο του οποίου κζλουμε να διατρζξουμε. Στθ ςυγκεκριμζνθ περίπτωςθ κα ορίςουμε το όνομα τθσ κοινότθτασ [-c όνομα κοινότθτασ+. Επομζνωσ πλθκτρολογοφμε java snmpwalk c aktis > OIDtree.txt Με τθν παραπάνω εντολι λαμβάνουμε το υποδζντρο που βρίςκεται κάτω από τον κλάδο.1. Και επειδι όπωσ αναφζραμε ςε προθγοφμενο κεφάλαιο το πρϊτο επίπεδο του OID δζντρου είναι ίδιο, ςτθν ουςία πιραμε ολόκλθρο το OID δζντρο τθσ κεραίασ. Στθν παρακάτω εικόνα βλζπουμε τισ πρϊτεσ γραμμζσ του αρχείου OIDtree.txt. Ραρατθροφμε ότι ενϊ δϊςαμε εντολι να ξεκινιςει να διατρζχει το δζντρο από το.1, το πρϊτο OID που βρικε και περιζχει τιμι ξεκινά από το κλάδο Αυτό το παράδειγμα μπορεί να μασ δϊςει μια ξεκάκαρθ εικόνα ςχετικά με τθν εντολι snmpwalk. 45 P a g e

47 Εικόνα 3.2: Ραράδειγμα τθσ εντολισ snmpwalk. Οι πρϊτεσ τιμζσ που ζχουν επιςτραφεί. Τα OIDs που λάβαμε, βρίςκονται ςτθν αρικμθτικι τουσ μορφι και δεν μποροφμε να κατανοιςουμε τι αντιπροςωπεφει το κακζνα. Κα πρζπει να τα μετατρζψουμε ςτθν ονομαςτικι τουσ μορφι και αυτό μποροφμε να το επιτφχουμε με μια προςεκτικι αναηιτθςθ ςτο διαδίκτυο. Ζνασ χριςιμοσ ιςτότοποσ είναι ο Για παράδειγμα ζχουμε το OID: που με τθν βοικεια του παραπάνω ιςτότοπου, βρίςκουμε ότι αναπαριςτά το χρόνο που θ κεραία λειτουργεί (up Time). Και πράγματι παρατθροφμε ότι θ τιμι που λαμβάνει είναι μια χρονικι περίοδοσ. Θ κεραία είναι ενεργι για 4 ϊρεσ, 13 λεπτά και 23 δευτερόλεπτα. 46 P a g e

48 3.6 Λιψθ και αποκικευςθ αντικειμζνων από τον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο Ζχοντασ το δζντρο με τα OIDs, μποροφμε να βροφμε εκτόσ από τισ βαςικζσ μεταβλθτζσ περιβάλλοντοσ τθσ κεραίασ που βρίςκονται ςτον κλάδο και τισ μεταβλθτζσ εκείνεσ που θ τιμι τουσ μπορεί να αλλάξει ανά πάςα ςτιγμι για διάφορουσ λόγουσ. Σε μια αςφρματθ κεραία, οι μεταβλθτζσ λειτουργίασ που μασ ενδιαφζρουν είναι: o Rx rate: ο ρυκμόσ με τον οποίον τα πακζτα λαμβάνονται από τθν κεραία (ςε bits per second) OID: o Rx packets: ο αρικμόσ των πακζτων που ζχει λάβει θ κεραία (ςε bytes) OID: o Tx rate: ο ρυκμόσ με τον οποίον θ κεραία ςτζλνει πακζτα (ςε bits per second) OID: o Tx packets: ο αρικμόσ των πακζτων που ζχει ςτείλει θ κεραία (ςε bytes) OID: o Signal: θ αναλογία ιςχφοσ του ςιματοσ ςε decibels (db), και μετριζται ωσ θ ιςχφσ του ςιματοσ προσ 1 mwatt. 1db 10log ( P /1 mw ) 10 OID: Από τθν άλλθ πλευρά οι μεταβλθτζσ του ςυςτιματοσ παραμζνουν ςτακερζσ. Οι μεταβλθτζσ που χαρακτθρίηουν ζνα ςφςτθμα, βρίςκονται κάτω από τον κλάδο [system], και είναι: o sysdescription: περιγραφι του ςυςτιματοσ OID: o sysobjectid: θ ταυτότθτα του ςυςτιματοσ όπωσ ζχει δοκεί από τον προμθκευτι OID: P a g e

49 o UpTime: ο χρόνοσ λειτουργίασ του ςυςτιματοσ από τθν τελευταία επανεκκίνθςθ OID: o syscontact: διεφκυνςθ επικοινωνίασ του προςϊπου που χειρίηεται το ςυγκεκριμζνο ςφςτθμα OID: o sysname: όνομα του ςυςτιματοσ OID: o syslocation: τοποκεςία ςυςτιματοσ OID: o sysservice: μια τιμι που υποδεικνφει τισ υπθρεςίεσ που παρζχει το ςφςτθμα OID: Ανάλυςθ αλγορίκμου Ο ςτακμόσ διαχείριςθσ για να παρακολουκεί τον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο, πρζπει να γνωρίηει τθν τιμι των βαςικϊν μεταβλθτϊν του. Ρζραν από τισ μεταβλθτζσ ςυςτιματοσ, οι οποίεσ παραμζνουν ςτακερζσ, πρζπει να γνωρίηει και τισ μεταβλθτζσ που περιγράφουν τθ λειτουργία τθσ ςυςκευισ και μπορεί να αλλάξουν ανά πάςα ςτιγμι. Ο αλγόρικμοσ που πρζπει να υλοποιιςουμε είναι ςχετικά απλόσ. Το πρόγραμμα κατά τθν εκκίνθςι του ςτζλνει αιτιματα ςτον αντιπρόςωπο για τισ βαςικζσ μεταβλθτζσ του ςυςτιματοσ, και αποκθκεφει τισ τιμζσ τουσ ςε ζνα αρχείο. Στθ ςυνζχεια, ειςζρχεται ςε ζναν επαναλθπτικό βρόγχο, όπου κάκε 15 δευτερόλεπτα ςτζλνει αιτιματα ςτον αντιπρόςωπο για τισ μεταβλθτζσ λειτουργίασ του (κακϊσ και για τθν μεταβλθτι sysuptime), και αν δεχτεί απάντθςθ τισ αποκθκεφει ςε αρχεία. Εάν δεν δεχκεί απάντθςθ καταγράφει ςε ζνα αρχείο το ςφάλμα που προζκυψε και ςτθν επόμενθ γραμμι του αρχείου τθν θμζρα και τθν ϊρα που το ςφάλμα προζκυψε, και επαναλαμβάνει τον βρόγχο. 48 P a g e

50 Ραράλλθλα με αυτι τθν διαδικαςία, εκτελείται και ζνασ ακόμθ επαναλθπτικόσ βρόγχοσ, ο οποίοσ ελζγχει εάν ο παραπάνω βρόγχοσ εκτελείται ακόμθ ι ζχει τερματιςτεί. Αν ζχει τερματιςτεί ενθμερϊνει τον διαχειριςτι δικτφου με μια εγγραφι ςε ζνα αρχείο. Στθν πραγματικότθτα, ο πρϊτοσ βρόγχοσ ελζγχει εάν δεν ζχει λθφκεί θ τιμι από κάποια μεταβλθτι λειτουργίασ. Αν ζχει ςυμβεί κάτι τζτοιο, είναι αναγκαίο να ενθμερωκεί ο διαχειριςτισ δικτφου, αλλά θ διαδικαςία πρζπει να ςυνεχιςτεί κακότι οι υπόλοιπεσ μεταβλθτζσ λαμβάνονται κανονικά. Εαν ο ςτακμόσ διαχείριςθσ δεν ςτζλνει αιτιςεισ ι δεν λαμβάνει καμία τιμι ι ςθμειωκεί κάποιο άλλο ςφάλμα που ζχει τερματίςει τθν παραπάνω λειτουργία τότε ο δεφτεροσ βρόγχοσ, ο βρόγχοσ ελζγχου ενθμερϊνει τον διαχειριςτι δικτφου για γενικό πρόβλθμα Κλάςεισ για τθν λιψθ και τθν αποκικευςθ δεδομζνων Για τθν υλοποίθςθ του παραπάνω αλγορίκμου, ζχουμε δθμιουργιςει τρεισ κλάςεισ (ςε γλϊςςα προγραμματιςμοφ Java): τθν backmain: που αποτελεί το βαςικό κορμό του προγράμματοσ. Στθν κλάςθ αυτι βρίςκεται και θ ςυνάρτθςθ main(), τθν backsnmp: που είναι υπεφκυνθ για τθν δθμιουργία αντικειμζνων SNMP και τθν παραμετροποίθςι τουσ, και τθν backfile: θ κλάςθ αυτι αςχολείται με τθν εγγραφι δεδομζνων ςε αρχεία. Οι κλάςεισ αυτζσ βρίςκονται ςτον ίδιο φάκελο (/SnmpCode) Η κλάςθ backfile Θ κλάςθ backfile είναι αρμόδια για τθν εγγραφι δεδομζνων - ςε μορφι string - ςε αρχεία. Χρθςιμοποιείται για τθν αποκικευςθ των 49 P a g e

51 μεταβλθτϊν του διαχειριηόμενου αντιπροςϊπου ςε αρχεία. Ρεριζχει δφο ςυναρτιςεισ: + void backfilewrite(string name, String path, String[] s): θ ςυνάρτθςθ αυτι δζχεται τρία ορίςματα. Το όνομα του αρχείου ςτο οποίο κα γίνει θ εγγραφι (name), θ διεφκυνςθ του αρχείου αυτοφ ςτον υπολογιςτι (path) και ζναν πίνακα από μεταβλθτζσ τφπου string, τα οποία κα εγγραφοφν ςτο αρχείο το ζνα κάτω από το άλλο. Θ εγγραφι γίνεται από τθν αρχι του αρχείου. Αν υπάρχουν ιδθ δεδομζνα ςε αυτό κα αντικαταςτακοφν από τισ νζεσ τιμζσ. Θ ςυνάρτθςθ δεν επιςτρζφει καμία τιμι. + void backfilewritestring(string name, String path, String s): θ ςυνάρτθςθ αυτι δζχεται το όνομα ενόσ αρχείου (name), τθ διεφκυνςθ του αρχείου ςτον υπολογιςτι (path) και ζνα string, το οποίο κα προςτεκεί ςτο τζλοσ του αρχείου (append). Θ ςυνάρτθςθ δεν επιςτρζφει καμία τιμι Η κλάςθ backsnmp Θ κλάςθ backsnmp είναι υπεφκυνθ για τθν δθμιουργία και τθν παραμετροποίθςθ SNMP αντικειμζνων. Αποτελείται από τρεισ ςυναρτιςεισ: + SnmpOID[] createsnmpoid(string[] s): θ ςυνάρτθςθ αυτι δζχεται ζναν πίνακα με μεταβλθτζσ τφπου string, οι οποίεσ είναι OID ςτθν αρικμθτικι τουσ μορφι και δθμιουργεί τα αντίςτοιχα SnmpOID αντικείμενα. Δθλαδι λαμβάνει ζνα string τθσ μορφισ και δθμιουργεί ζνα SnmpOID αντικείμενο με τθν παραπάνω αρικμθτικι τιμι. Επιςτρζφει τον αντίςτοιχο πίνακα με τα SnmpOIDs που δθμιοφργθςε. +SnmpTarget createsnmptarget(snmpoid[] oid, String community, String host): θ ςυνάρτθςθ αυτι δζχεται ζναν πίνακα από SnmpOIDs, ζνα string που αναπαριςτά το όνομα τθσ SNMP κοινότθτασ και ζνα string με τθν διεφκυνςθ δικτφου τθσ ςυςκευισ. Δθμιουργεί ζνα SnmpTarget και 50 P a g e

52 το παραμετροποιεί ςφμφωνα με τα ορίςματα που τθσ ζχουν δοκεί. Το SnmpTarget είναι ζνα αντικείμενο για τθν αποςτολι ςφγχρονων αιτθμάτων SNMP. Οι υπόλοιπεσ παράμετροι, όπωσ θ κφρα παραλαβισ των αιτιςεων, λαμβάνονται με τισ κακιερωμζνεσ τουσ τιμζσ (default). + SnmpPoller createsnmppoller(snmpoid[] oid, String Community, String host): θ ςυνάρτθςθ λαμβάνει ζναν πίνακα που αποτελείται από SnmpOID αντικείμενα, ζνα string που αναπαριςτά το όνομα τθσ κοινότθτασ και ζνα τθ διεφκυνςθ δικτφου τθσ ςυςκευισ και δθμιουργεί ζνα αντικείμενο SnmpPoller, το οποίο παραμετροποιεί ςφμφωνα με τα ορίςματα που τθσ ζχουν δοκεί. Το αντικείμενο SnmpPoller είναι αρμόδιο για τθν λιψθ μιασ ι περιςςότερων μεταβλθτϊν από τον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο, με ςτακερι περίοδο. Θ περίοδοσ που μεςολαβεί μεταξφ δφο αιτιςεων μετριζται ςε δευτερόλεπτα και μπορεί να οριςτεί από τθν ςυνάρτθςθ setpollinterval(int numberofseconds). Θ ςυνάρτθςθ επιςτρζφει το SnmpPoller αντικείμενο που δθμιοφργθςε Η κλάςθ backmain Θ κλάςθ backmain περιλαμβάνει μια ςυνάρτθςθ μόνο, τθν main ςυνάρτθςθ του προγράμματοσ. Αρχικοποιεί ςε πίνακεσ τφπου string, τα OIDs των βαςικϊν μεταβλθτϊν του ςυςτιματοσ και των μεταβλθτϊν λειτουργίασ κακϊσ επίςθσ δθμιουργεί τουσ αντίςτοιχουσ πίνακεσ με τα ονόματα των αρχείων ςτα οποία κα αποκθκευτοφν. Αρχικοποιεί τισ μεταβλθτζσ με το όνομα τθσ κοινότθτασ και τθ διεφκυνςθ δικτφου και κζτει τθν διεφκυνςθ του φακζλου μζςα ςτον οποίον βρίςκονται όλα τα αρχεία για εγγραφι. Ζπειτα δθμιουργεί ζνα SnmpTarget και με χριςθ τθσ ςυνάρτθςθσ snmpgetlist(), λαμβάνει τισ βαςικζσ μεταβλθτζσ του ςυςτιματοσ τθσ κεραίασ. Εάν δεν υπάρχει κάποιο ςφάλμα ςτθ λιψθ, τότε τισ αποκθκεφει όλεσ μαηί ςε ζνα αρχείο (GeneralOIDs.txt). Στθ ςυνζχεια δθμιουργεί ζναν SnmpPoller, με περίοδο 15 δευτερολζπτων. Κάκε 15 δευτερόλεπτα κα ςτζλνει αιτιςεισ για τισ 51 P a g e

53 μεταβλθτζσ λειτουργίασ και για όςεσ λάβει απάντθςθ κα τισ αποκθκεφςει ςε αντίςτοιχα αρχεία. Αν δεν λάβει τιμι για κάποια μεταβλθτι κα καταγράψει το ςφάλμα ςε ζνα αρχείο (logerrors.txt) μαηί με τθν μζρα και τθν ϊρα που αυτό ςυνζβθ και κα ςυνεχίςει τθν παραπάνω διαδικαςία. Μετά τθν εκκίνθςθ του SnmpPoller, δθμιουργοφμε ζνα νζο νιμα (thread), το οποίο κα ελζγχει τθν κατάςταςθ (status) του SnmpPoller. Πςο ο SnmpPoller ςτζλνει αιτιςεισ ςτον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο, θ κατάςταςι του παίρνει τιμι αλθκισ (true). Εάν δεν ςτζλνει αιτιςεισ πλζον (λόγο κάποιου ςφάλματοσ) θ κατάςταςι του αλλάηει αυτόματα ςε (false) και το πρόγραμμα ενθμερϊνει τον διαχειριςτι δικτφου. Θ ενθμζρωςθ του διαχειριςτι δικτφου γίνεται ζμμεςα με τθν εγγραφι ςτο αρχείο status.txt τθσ τιμισ dead. Το αρχείο αυτό κατά τθν εκκίνθςθ τθσ main λαμβάνει τιμι alive. Ζτςι θ αλλαγι από alive ςε dead, ςθματοδοτεί τον βίαιο τερματιςμό τθσ λειτουργίασ του snmppoller Εκτζλεςθ προγράμματοσ Για τθν εκτζλεςθ του προγράμματοσ, πρζπει αρχικά να μεταγλωττίςουμε (compile) τα αρχεία.java ςε.class με τθν εντολι javac. Στθ ςυνζχεια, εκτελοφμε τθν backmain.class, ςτθν οποία βρίςκεται θ main() ςυνάρτθςι μασ. Ριο ςυγκεκριμζνα θ εντολι που χρθςιμοποιοφμε είναι θ java backmain & > PIDfile.txt Θ παραπάνω εντολι εκτελεί τθν backmain κλάςθ. Το ςφμβολο & ςθμαίνει πωσ θ εκτζλεςθ κα γίνει ςτο παραςκινιο. Στθν ουςία δθμιουργοφμε μια νζα διεργαςία, το PID (Process ID) τθσ οποίασ επιςτρζφεται ωσ αποτζλεςμα από τθν εκτζλεςθ τθσ παραπάνω εντολισ. Για τον λόγο αυτό προςκζτουμε ςτθν εντολι το κομμάτι > PIDfile.txt. Θ εντολι αυτι αποκθκεφει το PID τθσ διεργαςίασ ςτο αρχείο PIDfile.txt. Θ αποκικευςθ του PID ςε αρχείο, γίνεται για να ζχει ο διαχειριςτισ δικτφου τθν δυνατότθτα να παγϊςει, να επανεκκινιςει ι 52 P a g e

54 να τερματίςει τθν εκτζλεςθ του προγράμματοσ. Για να ςταματιςει το πρόγραμμα προςωρινά μπορεί να εκτελζςει τθν εντολι kill STOP PID από τθν κονςόλα του Linux. Για να επανεκκινιςει τθν διεργαςία μπορεί να εκτελζςει τθν εντολι kill CONT PID ενϊ για να τερματίςει οριςτικά τθν διεργαςία, χρθςιμοποιεί τθν εντολι kill PID. Στθν περίπτωςθ που θ διεργαςία ζχει ςταματιςει (προςωρινά ι όχι) κα πρζπει να γραφτεί χειροκίνθτα ςτο αρχείο status.txt θ λζξθ dead, ϊςτε να ενθμερωκεί θ διεπαφι Αποκικευςθ δεδομζνων Οι βαςικζσ μεταβλθτζσ του ςυςτιματοσ που λαμβάνονται από τον ςτακμό διαχείριςθσ, αποκθκεφονται ςτο αρχείο GeneralOIDs.txt (γραμμι-γραμμι). Οι μεταβλθτζσ λειτουργίασ τθσ κεραίασ αποκθκεφονται ςε ξεχωριςτά αρχεία θ κακεμία και κάκε νζα τιμι εγγράφεται ςτο τζλοσ του αρχείου ςε νζα ςειρά. Κάκε μεταβλθτι λειτουργίασ ζχει το δικό τθσ αρχείο με το ίδιο όνομα. Δθλαδι, οι τιμζσ για το ςιμα (Signal) αποκθκεφονται ςτο αρχείο Signal.txt. Για διευκόλυνςθ όλα τα αρχεία με τισ τιμζσ των μεταβλθτϊν βρίςκονται ςτον ίδιο φάκελο (τον /SnmpFiles). Είναι ςθμαντικό να αναφζρουμε ότι για τθν εγγραφι των αρχείων αυτϊν από το Java πρόγραμμα, πρζπει να δοκοφν δικαιϊματα εγγραφισ προσ όλουσ ςτα αρχεία. Για παράδειγμα, εάν βριςκόμαςτε μζςα ςτον φάκελο /SnmpFiles για να ορίςουμε τα κατάλλθλα δικαιϊματα ςτο αρχείο Signal.txt, πρζπει να πλθκτρολογιςουμε ςτθν κονςόλα (ωσ superuser): >> chmod 777 Signal.txt 53 P a g e

55 3.7 Υλοποίθςθ του Web Interface Από τθν ςτιγμι που ζχουμε αναπτφξει τα κατάλλθλα προγράμματα για τθν λιψθ και τθν αποκικευςθ των μεταβλθτϊν που μασ ενδιαφζρουν από τον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο, το επόμενο ςτάδιο είναι να δθμιουργιςουμε μια διεπαφι (Interface) με τθν οποία κα αλλθλεπιδρά ο διαχειριςτισ δικτφου. Θ διεπαφι που υλοποιείται είναι μια Web διεπαφι και ςτθρίηεται πάνω ςε γλϊςςεσ προγραμματιςμοφ κατάλλθλεσ για ανάπτυξθ web εφαρμογϊν, όπωσ θ HTML, PHP, CSS, JavaScript και AJAX. Επιπλζον, ο apache2 παίηει το ρόλο του web διακομιςτι που χρειάηεται για να φιλοξενιςει τθν διεπαφι μασ. Θ εγκατάςταςθ του apache2 ςε Linux είναι μια απλι (ςχεδόν αυτοματοποιθμζνθ) διαδικαςία. Το μόνο που πρζπει να κάνει ο χριςτθσ, είναι να τοποκετιςει τα αρχεία τθσ Web εφαρμογισ ςτον φάκελο /var/www/ και αυτόματα ο apache2 κα φορτϊςει τα αρχεία αυτά ςτον web διακομιςτι Βαςικζσ λειτουργίεσ τθσ Web διεπαφισ Με τθν βοικεια τθσ Web διεπαφισ, ο διαχειριςτισ δικτφου μπορεί να παρακολουκεί τθν κατάςταςθ τθσ διαχειριηόμενθσ ςυςκευισ τόςο ςε πραγματικό χρόνο όςο και ςε προθγοφμενεσ χρονικζσ περιόδουσ. Ριο ςυγκεκριμζνα, θ Web διεπαφι προςφζρει: τθν δυνατότθτα παρακολοφκθςθσ των μεταβλθτϊν λειτουργίασ (όπωσ το Signal, Rx rate κ.α.) ςε πραγματικό χρόνο, τθν δυνατότθτα παρακολοφκθςθσ των μεταβλθτϊν λειτουργίασ ςε προθγοφμενεσ χρονικζσ περιόδουσ, τθν πρόςβαςθ ςτισ βαςικζσ μεταβλθτζσ του ςυςτιματοσ (μόνο για ανάγνωςθ) 54 P a g e

56 και τθν λιψθ των δεδομζνων αυτϊν ςε αρχεία, όπωσ επίςθσ και κάποιων γραφθμάτων (αυτό για τθν περίπτωςθ που υπάρχουν και άλλοι χριςτεσ πζραν του διαχειριςτι δικτφου). Εικόνα 3.3: Η αρχικι ςελίδα του web Interface Ιςτορικό Αντιπροςϊπου Στθν ενότθτα αυτι, ο χριςτθσ ζχει τθν δυνατότθτα να παρακολουκιςει τθν εξζλιξθ μεταβλθτϊν που μπορεί μεταβάλλονται ςτο χρόνο, όπωσ το ςιμα (Signal), ςε προθγοφμενεσ χρονικζσ περιόδουσ. Αρχικά, εμφανίηεται μια φόρμα όπου ο χριςτθσ μπορεί να επιλζξει τθν μεταβλθτι που κζλει να παρακολουκιςει και το χρονικό διάςτθμα. Οι μεταβλθτζσ που εμφανίηονται είναι οι μεταβλθτζσ λειτουργίασ, δθλαδι: 55 P a g e

57 Signal: το ςιμα τθσ κεραίασ, Rx rate: ο ρυκμόσ με τον οποίον θ κεραία δζχεται δεδομζνα, Rx bytes: ο αρικμόσ των bytes που ζχει δεχτεί θ κεραία, Tx rate: ο ρυκμόσ με τον οποίον θ κεραία ςτζλνει δεδομζνα, και Tx bytes: ο αρικμόσ των bytes που ζχει ςτείλει θ κεραία Επιπλζον, τα χρονικά διαςτιματα που μπορεί να επιλζξει ο χριςτθσ είναι: Τελευταία ϊρα 1 hour Τελευταίεσ δφο ϊρεσ 2hours Τελευταίεσ τρεισ ϊρεσ 3hours Τελευταίεσ ζξι ϊρεσ 6 hours Τελευταίεσ οχτϊ ϊρεσ 8 hours Τελευταίεσ δϊδεκα ϊρεσ 12 hours Τελευταίο εικοςιτετράωρο 24 hours Τελευταία εβδομάδα 1 week Τελευταίεσ δφο εβδομάδεσ 2 weeks Εικόνα 3.4: Ενότθτα «Ιςτορικό Αντιπροςϊπου». 56 P a g e

58 Ραρατθροφμε ότι όλα τα χρονικά διαςτιματα, ζχουν ςαν ςθμείο τερματιςμοφ το παρόν, και το μόνο που αλλάηει είναι το πότε ξεκινοφν. Εφόςον ο χριςτθσ ζχει επιλζξει τθν μεταβλθτι και το χρονικό διάςτθμα, ςτο οποίο επικυμεί να τθν παρακολουκιςει, πατάει ζνα κουμπί διαγράμματοσ, και ςε μια νζα ςελίδα εμφανίηεται το γράφθμα, όπου ςτον άξονα yy είναι οι τιμζσ τισ μεταβλθτισ και ςτον xx οι τιμζσ τισ χρονικισ περιόδου. Οι τιμζσ των μεταβλθτϊν παρουςιάηονται ωσ ζνα γράφθμα ωσ προσ το χρόνο, διότι ζτςι ζχουμε μια οπτικι εικόνα τθσ μεταβολισ τουσ και ο χρθςτισ μπορεί να βγάλει ςυμπεράςματα εφκολα και γριγορα. Εικόνα 3.5: Ραράδειγμα απεικόνιςθσ των μεταβλθτϊν ςε γράφθμα. 57 P a g e

59 Πταν ο χριςτθσ επιλζγει το κουμπί δθμιουργίασ γραφιματοσ, εμφανίηεται μια νζα php ςελίδα ςτθν οποία ςτζλνονται οι επιλογζσ του χριςτθ ςτθν φόρμα. Με τθν ςειρά τθσ, θ ςελίδα αυτι περνάει το ορίςματα ςε ζνα αρχείο php (το LinePlot.php), τo οποίo δθμιουργεί το γράφθμα ανάλογα με τα ορίςματα που του ζχουν δοκεί. Επιςτρζφει το γράφθμα ςτθν ςελίδα και με τθν ςειρά τθσ αυτι το εμφανίηει. Ζνα παράδειγμα δίνεται ςτθν εικόνα 3.5. Το αρχείο lineplot.php αφοφ δθμιουργιςει το γράφθμα, το αποκθκεφει ςε ζναν φάκελο ςτον δίςκο και ςτθ ςυνζχεια το επιςτρζφει ςτθ ςελίδα για εμφάνιςθ. Επίςθσ, το αρχείο αυτό ζχει τθν δυνατότθτα να δθμιουργιςει δφο ειδϊν γραφιματα: I. γραφιματα ZERO2MAX, ςτα οποία ο άξονασ yy των μεταβλθτϊν αρχίηει από το μθδζν και φτάνει μζχρι τθν μζγιςτθ τιμι (ςυν ζνα 15% τθσ). II. γραφιματα MIN2MAX, ςτα οποία ο άξονασ yy των μεταβλθτϊν αρχίηει από τθν ελάχιςτθ τιμι που παίρνει θ μεταβλθτι (μείον ζνα 15%) ζωσ τθν μζγιςτθ τθσ (ςυν ζνα 15% τθσ). Εικόνα 3.6: Διαγράμματα τφπου ZERO2MAX. Στο διάγραμμα αυτό απεικονίηεται θ μεταβλθτι Signal ωσ προσ τον χρόνο. 58 P a g e

60 Το αρχείο lineplot.php ςτθν πραγματικότθτα είναι ζνα αρχείο που περιζχει κϊδικα και με τα κατάλλθλα headers, εμφανίηεται ςτον χριςτθ ωσ εικόνα. Πταν εκτελείται το αρχείο αυτό, λαμβάνει το όνομα τθσ μεταβλθτισ και τθν χρονικι περίοδο. Στθ ςυνζχεια πθγαίνει ςτο αρχείo που περιζχει τισ τιμζσ τθσ μεταβλθτισ και διαβάηει τα τελευταία δείγματα ςφμφωνα με τθν τιμι τθσ χρονικισ περιόδου. Τα δεδομζνα λαμβάνονται κάκε 15 δευτερόλεπτα, δθλαδι 4 δεδομζνα το λεπτό. Ζτςι για παράδειγμα, εάν θ χρονικι περίοδοσ είναι 2 ϊρεσ, διαβάηει τα τελευταία 4*2*60 = 480 δεδομζνα. Τα δεδομζνα είναι τοποκετθμζνα ζνα ανά ςειρά, άρα διαβάηει τισ τελευταίεσ 480 γραμμζσ του αρχείου. Εικόνα 3.7: Διαγράμματα τφπου ΜΙΝ2MAX. Στο διάγραμμα αυτό απεικονίηεται θ μεταβλθτι Signal ωσ προσ τον χρόνο. Στθ ςυνζχεια, βρίςκει τθν μζγιςτθ και τθν ελάχιςτθ τιμι ςτον πίνακα με τα δεδομζνα, δθμιουργεί το grid και τουσ άξονεσ με τισ τιμζσ τουσ και τοποκετεί τισ αντίςτοιχεσ μονάδεσ. Τζλοσ απεικονίηει τισ τιμζσ πάνω ςτο grid και τισ ενϊνει με ευκείεσ. Για τθν δθμιουργία του grid, χρθςιμοποιεί τισ παρακάτω ςυναρτιςεισ: 59 P a g e

61 $width getwidth($time): δζχεται τθν χρονικι περίοδο και επιςτρζφει το πλάτοσ του γραφιματοσ ςε pixels. Αυτό ςυμβαίνει επειδι το πλάτοσ του γραφιματοσ δεν είναι ςτακερό. Πςο μεγαλφτερθ είναι θ χρονικι περίοδοσ, τόςο περιςςότερο πλάτοσ χρειαηόμαςτε για να μπορζςει να απεικονίςει τα δεδομζνα με ςωςτι ευκρίνεια. $array getinfo_x($time): δζχεται τθν χρονικι περίοδο και επιςτρζφει ζναν πίνακα με κατάλλθλα ςτοιχεία για να μπορζςει να δθμιουργιςει τισ κάκετεσ γραμμζσ και να χωρίςει τον άξονα xx ομοιόμορφα. $array getinfoy($code): θ ςυνάρτθςθ αυτι δζχεται ζναν κωδικό. Κάκε μεταβλθτι λαμβάνει ζναν κωδικό και αναπαριςτάται με αυτόν μζςα ςτθν διεπαφι. Θ ςυνάρτθςθ επιςτρζφει ζναν πίνακα με τα κατάλλθλα ςτοιχεία ϊςτε να δθμιουργιςει τισ οριηόντιεσ γραμμζσ και να χωρίςει τον άξονα yy ομοιόμορφα. Θ ςυνάρτθςθ αυτι δθμιουργεί διαγράμματα τφπου ZERO2MAX. $array getyaxisdata($code): θ ςυνάρτθςθ αυτι κάνει ακριβϊσ το ίδιο με τθν παραπάνω ςυνάρτθςθ, με τθν εξαίρεςθ ότι αυτι δθμιουργεί διαγράμματα τφπου MIN2MAX. Ο τρόποσ με τον οποίον χωρίηεται ο άξονασ του χρόνου είναι ςχετικά απλϊσ, μιασ και όλα τα χρονικά διαςτιματα είναι γνωςτά. Δεν ιςχφει το ίδιο όμωσ με τον άξονα yy. Στθν περίπτωςθ αυτι δεν μποροφμε να γνωρίηουμε εξαρχισ μεταξφ ποιϊν τιμϊν κυμαίνονται όλεσ οι μεταβλθτζσ. Για τον λόγο αυτό, πριν καταςκευαςτεί αυτι θ ενότθτα πιραμε μετριςεισ δφο εβδομάδων ςυνολικά ςε διάφορεσ ϊρεσ και μζρεσ και με διαφορετικά καιρικά φαινόμενα, και εντοπίςαμε που κυμαίνονται οι μεταβλθτζσ λειτουργίασ. Με βάςθ αυτζσ τισ μετριςεισ χωρίηουμε τον άξονα yy. Είναι όμωσ πικανό, κάποια ςτιγμι να λάβουμε μια μζτρθςθ θ οποία να είναι εκτόσ του εφρουσ που ζχουμε ορίςει. Για τον λόγο αυτό κάκε φορά που εκτελείται το αρχείο lineplot.php, υπολογίηει αρχικά τθν μζγιςτθ και τθν 60 P a g e

62 ελάχιςτθ τιμι και αν κάποια είναι εκτόσ του εφρουσ εκτελείται μία από τισ επόμενεσ ςυναρτιςεισ, ανάλογα με τθν περίπτωςθ: $arr outscaleyz2m($array, $max): δζχεται τθν μζγιςτθ τιμι από τον πίνακα με τισ παρατθριςεισ κακϊσ και τον πίνακα για τθν δθμιουργία των οριηόντιων γραμμϊν του grid, και επιςτρζφει ζναν αντίςτοιχο πίνακα με νζεσ τιμζσ ϊςτε το γράφθμα να κυμαίνεται εντόσ του πλαιςίου. Θ ςυνάρτθςθ αυτι καλείται ςτθν περίπτωςθ που ζχουμε ZERO2MAX διαγράμματα. $arr outscaleym2mmax($array, $max): θ ςυνάρτθςθ αυτι εκτελεί τθν ίδια ακριβϊσ διαδικαςία με τθν outscalyz2m(), με τθν διαφορά ότι καλείται για διαγράμματα τφπου MIN2MAX. $arr outscalym2mmin($array, $min): κάτι αντίςτοιχο κάνει και θ ςυγκεκριμζνθ ςυνάρτθςθ, με τθν διαφορά ότι υπολογίηει τον νζο πίνακα, ζτςι ϊςτε να εμφανίηεται ςτο πλαίςιο το γράφθμα και για τισ τιμζσ που είναι πιο μικρζσ από τθν κακοριςμζνθ ελάχιςτθ τιμι που ζχουμε κεωριςει. Ρροφανϊσ, καλείται μόνο για τθν περίπτωςθ MIN2MAX διαγραμμάτων. Πλεσ οι παραπάνω ςυναρτιςεισ που χρθςιμοποιοφνται από το αρχείο lineplot.php, εμπεριζχονται ςε ζνα αρχείο, το linelib.php το οποίο βρίςκεται ςτον φάκελο με τισ βιβλιοκικεσ (/var/www/lib) Παρακολοφκθςθ ςε πραγματικό χρόνο Στθν ενότθτα αυτι, ο χριςτθσ ζχει τθν δυνατότθτα να παρακολουκιςει τισ μεταβλθτζσ τθσ κεραίασ - που μπορεί να μεταβάλλονται με τον χρόνο - αλλά ςε πραγματικό χρόνο και όχι ςε προθγοφμενεσ χρονικζσ περιόδουσ. Ππωσ ςτθν προθγοφμενθ ενότθτα ζτςι και εδϊ, όταν ο χριςτθσ ειςζρχεται εμφανίηεται μια φόρμα και καλείται να επιλζξει ποία μεταβλθτι επικυμεί να παρακολουκιςει ςε πραγματικό χρόνο (online monitoring). Στθ ςυνζχεια, πατάει ζνα κουμπί και μεταβαίνει ςε μια νζα ςελίδα όπου εμφανίηεται το γράφθμα τθσ μεταβλθτισ που επζλεξε ωσ 61 P a g e

63 προσ τον χρόνο. Το χρονικό διάςτθμα ςτθν ενότθτα αυτι είναι ςτακερό πάντα και ςυγκεκριμζνα είναι τα τελευταία 5 λεπτά. Εικόνα 3.8: Ραράδειγμα απεικόνιςθσ μεταβλθτισ ςε πραγματικό χρόνο. Στο διάγραμμα αυτό απεικονίηεται θ μεταβλθτι Rx Rate τα τελευταία 5 λεπτά. Ο τρόποσ με τον οποίον λειτουργεί αυτι θ ενότθτα είναι ςχεδόν ίδιοσ με τθν ενότθτα Iςτορικό Aντιπροςϊπου, με τθν διαφορά ότι εδϊ τα γραφιματα είναι πάντοτε τφπου ZERO2MAX και δεν αποκθκεφονται ςε αρχεία πριν καταςτραφοφν. Πταν ο χριςτθσ ςυμπλθρϊςει τθν φόρμα και πατιςει το κουμπί «Ζναρξθ παρακολοφκθςθσ», τα ςτοιχεία τθσ φόρμα ςτζλνονται ςε μια νζα ςελίδα (showchart.php), θ οποία εκτελεί το αρχείο createchart.php. Το αρχείο createchart.php δζχεται τον κωδικό τθσ μεταβλθτισ που ζχει επιλζξει ο χριςτθσ και διαβάηει από το αντίςτοιχο αρχείο τα τελευταία 62 P a g e

64 21 δείγματα, τα οποία αντιςτοιχοφν ςε χρονικι διάρκεια 5 λεπτϊν. Υπολογίηει τθν μζγιςτθ τιμι των δειγμάτων, για τθν περίπτωςθ που το γράφθμα ξεπερνά το άνω όριο του πλαιςίου, δθμιουργεί τισ κατακόρυφεσ και τισ οριηόντιεσ γραμμζσ και ςτθ ςυνζχεια απεικονίηει τα δεδομζνα πάνω ςτο grid. Οι ςυναρτιςεισ που χρθςιμοποιεί για τον ομοιόμορφο κατακερματιςμό των αξόνων και τθν δθμιουργία των κατακόρυφων και οριηόντιων γραμμϊν είναι οι ίδιεσ ςυναρτιςεισ που χρθςιμοποιοφνται και ςτθν ενότθτα Λςτορικό Αντιπροςϊπου, και εμπεριζχονται ςτο αρχείο linelib.php. Να επιςθμάνουμε ότι δεν χρθςιμοποιοφνται οι ςυναρτιςεισ για τθν δθμιουργία MIN2MAX διαγραμμάτων κακότι όπωσ αναφζραμε θ ενότθτα αυτι παράγει μόνο ZERO2MAX διαγράμματα. Επίςθσ δεν εκτελείται θ ςυνάρτθςθ getwidth($time), διότι εδϊ το χρονικό διάςτθμα είναι ςτακερό και επομζνωσ το πλάτοσ του διαγράμματοσ παραμζνει και αυτό ςτακερό. Θ ςελίδα showchart.php ανανεϊνεται αυτόματα κάκε 15 δευτερόλεπτα. Δθλαδι κάκε 15 δευτερόλεπτα, θ showchart.php εκτελεί το αρχείο createchart.php, αυτό επιςτρζφει το διάγραμμα και αυτι το εμφανίηει. Επειδι όμωσ ςυλλζγουμε τα δεδομζνα από τον αντιπρόςωπο κάκε 15 δευτερόλεπτα, κάκε φορά το γράφθμα που δθμιουργεί το createchart.php, κα είναι μετατοπιςμζνο κατά ζνα δεδομζνο αριςτερά, κακϊσ κα ζχει προςτεκεί ςτθν αρχι αυτό που ζλαβε τελευταίο ο ςτακμόσ διαχείριςθσ και όλα τα υπόλοιπα κα ζχουν μετακινθκεί μια κζςθ αριςτερά Σφςτθμα Στθν ενότθτα ςφςτθμα, ο χριςτθσ ζχει τθν δυνατότθτα να ενθμερωκεί ςχετικά με τισ βαςικζσ μεταβλθτζσ του ςυςτιματοσ του αντιπροςϊπου, κακϊσ επίςθσ και για τθν κατάςταςθ (status) του ςτακμοφ διαχείριςθσ. 63 P a g e

65 Ριο ςυγκεκριμζνα, όταν ο χριςτθσ ειςζρχεται ςτθν ενότθτα αυτι, εμφανίηεται θ ςελίδα system.php. Θ ςελίδα αυτι αρχικά διαβάηει τισ τιμζσ των μεταβλθτϊν ςυςτιματοσ που είναι αποκθκευμζνεσ ςτο αρχείο GeneralOIDs.txt, και ςτθ ςυνζχεια τισ εμφανίηει. Επιπλζον διαβάηει τθν τελευταία γραμμι από το αρχείο sysuptime.txt και εμφανίηει ςτον χριςτθ τθν τιμι τθσ, θ οποία αντιπροςωπεφει το χρονικό διάςτθμα που θ κεραία είναι ςε λειτουργία από τθν τελευταία επανεκκίνθςι τθσ. Ρριν τθν εμφανίςει όμωσ, διαβάηει τθν πρϊτθ γραμμι από το αρχείο uptime.txt, ςτο οποίο ζχει αποκθκευτεί θ τιμι τθσ μεταβλθτισ sysuptime από τθν τελευταία φορά που επιςκζφτθκε ο χριςτθσ τθν ενότθτα. Εάν οι δφο τιμζσ είναι ίδιεσ ςθμαίνει πωσ κάποιο ςφάλμα υπιρξε και θ μεταβλθτι sysuptime δεν ζχει λθφκεί από το πρόγραμμα. Στθν περίπτωςθ αυτι εμφανίηει ζνα μινυμα ςφάλματοσ. Αλλιϊσ αποκθκεφει τθν πρόςφατθ τιμι που διάβαςε από το αρχείο sysuptime.txt ςτο αρχείο uptime.txt και εμφανίηει τθν τιμι κανονικά. Εκτόσ από τισ τιμζσ των μεταβλθτϊν του αντιπροςϊπου, θ system.php εμφανίηει ςτον χριςτθ τθν κατάςταςθ τθσ διεργαςίασ που είναι υπεφκυνθ για τθν λιψθ και τθν αποκικευςθ των τιμϊν από τον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο. Διαβάηει από το αρχείο status.txt τθν κατάςταςθ του προγράμματοσ, θ οποία μπορεί να είναι: alive: θ διεργαςία εκτελείται κανονικά dead: θ διεργαςία ζχει ςταματιςει (είτε λόγω ςφάλματοσ, είτε χειροκίνθτα από τον διαχειριςτι). Εάν ζχει διαβάςει τθν λζξθ alive εμφανίηει ςτθν κατάςταςθ RUNNING δθλαδι ότι εκτελείται κανονικά θ διεργαςία, αλλιϊσ STOPPED, δθλαδι ότι θ διεργαςία ζχει ςταματιςει. Για τθν παραπάνω διαδικαςία θ system.php εκτελεί τθν ςυνάρτθςθ getstatus(), θ οποία δζχεται ςαν όριςμα τθν τοποκεςία του αρχείου status.txt και επιςτρζφει τθν κατάςταςθ τθσ διεργαςίασ. Για τθν ανάγνωςθ τθσ τελευταίασ γραμμισ ενόσ αρχείου, εκτελεί τθν ςυνάρτθςθ rlastline(), θ οποία δζχεται τθν διαδρομι προσ το αρχείο και 64 P a g e

66 το όνομά του και επιςτρζφει τθν τιμι που βρίςκεται ςτθν τελευταία τθσ γραμμι. Και θ ςυνάρτθςθ αυτι και θ getstatus() βρίςκονται ςτο αρχείο lib.php που είναι ςτο φάκελο με τισ βιβλιοκικεσ. Τζλοσ, θ ςελίδα system.php ανανεϊνεται αυτόματα κάκε 5 λεπτά, για να ελζγχει τθν κατάςταςθ τθσ διεργαςίασ. Εικόνα 3.9: Ενότθτα Σφςτθμα Λιψεισ Στθν ενότθτα αυτι ο χριςτθσ μπορεί να κάνει λιψθ (download) των αρχείων, ςτα οποία αποκθκεφονται τα δεδομζνα που λαμβάνει ο ςτακμόσ διαχείριςθσ από τθν κεραία. Επίςθσ, μπορεί να κάνει λιψθ και κάποιων γραφθμάτων από τθν ενότθτα Ιςτορικό Αντιπροςϊπου, που ζχει κάνει διακζςιμα για λιψθ ο διαχειριςτισ δικτφου. Αναφζραμε και 65 P a g e

67 πριν ότι όλα τα διαγράμματα που δθμιουργοφνται ςτθν ενότθτα Ιςτορικό Αντιπροςϊπου, αποκθκεφονται ςε ζναν φάκελο ςτον δίςκο. Για να γίνουν διακζςιμα για λιψθ κα πρζπει να μεταφερκοφν ςτον φάκελο /var/www/down/images, από τον διαχειριςτι δικτφου. Εικόνα 3.10: Ενότθτα «Λιψεισ» Η ςελίδα ρυκμίςεων Ρρόκειται για μια ςελίδα, όπου ο χριςτθσ μπορεί να ρυκμίςει διάφορεσ παραμζτρουσ τόςο τθσ Web διεπαφισ, όςο και τθσ διεργαςίασ. Κάτι τζτοιο όμωσ είναι επικυμθτό να γίνεται από ζναν εξουςιοδοτθμζνο χριςτθ, όπωσ τον διαχειριςτι δικτφου και για αυτό τον λόγο θ είςοδοσ ςε αυτι τθν ςελίδα απαιτεί όνομα χριςτθ και 66 P a g e

68 κωδικό πρόςβαςθσ. Στθ ςελίδα αυτι, ο διαχειριςτισ δικτφου μπορεί να ενθμερωκεί για τθν κατάςταςθ του ςυςτιματοσ του διακομιςτι, αλλά και να ρυκμίςει κάποιεσ παραμζτρουσ. Εικόνα 3.11: Η ςελίδα ρυκμίςεων. Αρχικά, ενθμερϊνεται για τθν κατάςταςθ τθσ διεργαςίασ που είναι υπεφκυνθ για τθν λιψθ και τθν αποκικευςθ των δεδομζνων από τον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο και τθν εμφανίηει. Επιπλζον, εμφανίηει το όνομα του χριςτθ που ζχει ειςζλκει μαηί με ζναν χαιρετιςμό. Στθ ςυνζχεια, δίνεται θ δυνατότθτα ςτον διαχειριςτι δικτφου να ρυκμίςει κάποιεσ μεταβλθτζσ του ςυςτιματοσ. Ριο ςυγκεκριμζνα, εμφανίηει που αποκθκεφονται τα διαγράμματα τα οποία δθμιουργοφνται ςτθν ενότθτα Ιςτορικό Αντιπροςϊπου. Εάν θ ρφκμιςθ 67 P a g e

69 είναι Enable ςθμαίνει ότι αποκθκεφονται κατευκείαν ςτον φάκελο των λιψεων και όποιο διάγραμμα δθμιουργθκεί αυτόματα μπορεί να λθφκεί. Εάν είναι Disable, τότε τα διαγράμματα που δθμιουργοφνται αποκθκεφονται ςε ζναν φάκελο ςτον δίςκο και όχι ςτον /var/www/dowm/images, και ζτςι δεν είναι δυνατι θ λιψθ τουσ. Αυτό ο διαχειριςτισ δικτφου μπορεί να το αλλάξει. Θ αλλαγι αυτι γίνεται με τθν βοικεια του αρχείου administrator.txt, όπου ςτθν πρϊτθ γραμμι υπάρχει θ τιμι μθδζν (0), όπου τα διαγράμματα αποκθκεφονται ςε ζναν φάκελο ςτον δίςκο, και ζνα (1), όπου τα διαγράμματα αποκθκεφονται ςτον φάκελο /var/www/down/images και είναι δυνατά για λιψθ. Πταν εκτελείται θ lineplot.php διαβάηει τθν πρϊτθ γραμμι του αρχείου και αποκθκεφει τα διαγράμματα ςτον κατάλλθλο φάκελο. Ριο κάτω, ο διαχειριςτισ δικτφου μπορεί να επιλζξει τον τφπο γραφθμάτων που επικυμεί για τθν ενότθτα Ιςτορικό Αντιπροςϊπου. Θ διαδικαςία είναι θ ίδια με τθν παραπάνω, μόνο που τϊρα γράφεται θ δεφτερθ γραμμι του αρχείου administrator.txt. Αν ζχει τιμι ζνα (1) ςθμαίνει πωσ τα διαγράμματα κα είναι τφπου ZERO2MAX, ενϊ εάν είναι μθδζν (0) ςθμαίνει πωσ τα διαγράμματα κα είναι τφπου MIN2MAX. Και εδϊ θ lineplot.php διαβάηει τθν δεφτερθ γραμμι κάκε φορά και παράγει το αντίςτοιχο γράφθμα. Επιπλζον, ο διαχειριςτισ δικτφου μπορεί να ςταματιςει, να επανεκκινιςει και να τερματίςει τθν διεργαςία λιψθσ και αποκικευςθσ δεδομζνων από τον αντιπρόςωπο. Σε αυτι τθν περίπτωςθ, εάν ο διαχειριςτισ επιλζξει κάποια ενζργεια, τότε διαβάηεται από το αρχείο PIDfile.txt, το PID τθσ διεργαςίασ και με τθν βοικεια τθσ php εκτελείται θ αντίςτοιχθ εντολι (όπωσ περιγράφεται ςτθν παράγραφο 3.6.3). Στο ςθμείο αυτό να επιςθμάνουμε ότι για εκτζλεςθ εντολϊν μζςω php, πρζπει να γίνουν κάποιεσ ειδικζσ ρυκμίςεισ ςτο αρχείο php.ini, όπωσ για παράδειγμα να τεκεί θ μεταβλθτι safe_mode off. Τζλοσ, εάν κατά τθν εκτζλεςθ τθσ διεργαςίασ ζχουν προκφψει ςφάλματα, αυτά αποκθκεφονται ςτο αρχείο logerror.txt. Ζτςι όταν θ 68 P a g e

70 ςελίδα αυτι φορτϊνεται διαβάηει αυτό το αρχείο και αν υπάρχουν ςφάλματα τα εμφανίηει Ρροβολι μετριςεων ςε μορφι διαγραμμάτων Στθν παράγραφο αυτι κα μελετιςουμε τθν διακφμανςθ των μεταβλθτϊν λειτουργίασ. Ππωσ ζχουμε αναφζρει, οι μεταβλθτζσ αυτζσ δεν ζχουν ςτακερι τιμι ςτον χρόνο και για τον λόγο αυτό τισ παρακολουκοφμε. Γνωρίηοντασ τθν τιμι των μεταβλθτϊν αυτϊν, μποροφμε να κατανοιςουμε τισ ςυνκικεσ που επικρατοφν ςτο ςφςτθμα του διαχειριηόμενου αντιπροςϊπου. Βζβαια κάποιεσ από αυτζσ τισ μεταβλθτζσ δεν εξαρτϊνται αποκλειςτικά από τθν κατάςταςθ του αντιπροςϊπου, αλλά επθρεάηονται και από άλλουσ παράγοντεσ, όπωσ για παράδειγμα τισ καιρικζσ ςυνκικεσ. Εικόνα 3.12: Διάγραμμα τθσ ιςχφσ του ςιματοσ ςε χρονικό διάςτθμα δφο εβδομάδων. Μία από τισ μεταβλθτζσ λειτουργίασ είναι το ςιμα (Signal), δθλαδι θ ιςχφσ τθσ κεραίασ ςε decibel και με αναφορά τθν ιςχφ ενόσ mwatt. Ππωσ μποροφμε να παρατθριςουμε και ςτθν παραπάνω εικόνα, το ςιμα τθσ κεραίασ δεν παραμζνει ςτακερό, αλλά κυμαίνεται μεταξφ -70db με -78db. Κα μποροφςαμε να ιςχυριςτοφμε ότι το γράφθμα του ςιματοσ, ςτο διάςτθμα αυτϊν των δφο εβδομάδων ζχει μια θμιτονοειδι μορφι ενϊ οι διακυμάνςεισ είναι αρκετζσ. 69 P a g e

71 Εικόνα 3.13: Διάγραμμα του ρυκμοφ λιψθσ δεδομζνων ςε χρονικό διάςτθμα δφο εβδομάδων. Στθ ςυνζχεια παρατθροφμε τον ρυκμό με τον οποίον θ κεραία δζχεται τα δεδομζνα (Rx Rate) ςε διάςτθμα πάλι δφο εβδομάδων. Ραρατθροφμε ότι οι τιμζσ τθσ μεταβλθτισ αυτισ κυμαίνονται ςε δφο επίπεδα. Στο πρϊτο επίπεδο οι τιμζσ κυμαίνονται μεταξφ 48Mbps (Mega bits per second) εϊσ 54Mbps, ενϊ ςτο δεφτερο επίπεδο από 36Mbps εϊσ 54Mbps. Βζβαια θ δεφτερθ διακφμανςθ ςυμβαίνει πολφ πιο αραιά από ότι θ πρϊτθ. Επίςθσ, από το γράφθμα παρατθροφμε ότι υπάρχουν και άλλεσ πολφ μεγαλφτερεσ διακυμάνςεισ με τον ρυκμό λιψθσ των δεδομζνων να πζφτει μζχρι και ςτα 8Mbps. Φυςικά τζτοιεσ τιμζσ δεν είναι επικυμθτζσ κακϊσ κζλουμε ο ρυκμόσ λιψθσ να είναι όςο το δυνατόν περιςςότερο υψθλόσ και ςτακερόσ. Ζνα πιο ενδιαφζρον γράφθμα είναι το παρακάτω, το οποίο απεικονίηει τον αρικμό των bytes που λαμβάνονται από τθ κεραία ςε χρονικό διάςτθμα δφο εβδομάδων. Θ μεταβλθτι αυτι μετράει τον αρικμό των bytes, μζχρι μια ανϊτατθ τιμι και ςτθν ςυνζχεια μθδενίηει και ξεκινάει ξανά το μζτρθμα. Ραρατθροφμε, λοιπόν, ότι θ κεραία αυτι ςε διάςτθμα δφο εβδομάδων ζχει φτάςει τρεισ φορζσ το ανϊτερο όριο (που είναι περίπου ςτα 4.3Gbytes). 70 P a g e

72 Εικόνα 3.14: Διάγραμμα του αρικμοφ των λθφκζντων πακζτων ςε χρονικό διάςτθμα δφο εβδομάδων. Επίςθσ ενδιαφζρον προκαλεί και το γράφθμα που απεικονίηει τον ρυκμό με τον οποίον θ κεραία ςτζλνει δεδομζνα (Tx Rate). Ππωσ μποροφμε να παρατθριςουμε και από το παρακάτω γράφθμα, ο ρυκμόσ αυτόσ κυμαίνεται μεταξφ δφο επιπζδων. Ραίρνει δθλαδι δφο τιμζσ, 6Mbps και 9Mbps, και κάκε φορά διατθρεί τθν τιμι για μικρό χρονικό διάςτθμα πριν πάρει τθν άλλθ. Αυτό μποροφμε να το επιβεβαιϊςουμε και με το γράφθμα τθσ Εικόνασ 3.14, όπου το χρονικό διάςτθμα είναι δφο εβδομάδεσ. Και ςε αυτό το γράφθμα, ο ρυκμόσ με τον οποίον θ κεραία ςτζλνει δεδομζνα κυμαίνεται μεταξφ αυτϊν των δφο τιμϊν. 71 P a g e

73 Εικόνα 3.15: Διάγραμμα του ρυκμοφ αποςτολισ δεδομζνων ςε χρονικό διάςτθμα τριϊν ωρϊν. Εικόνα 3.16: Διάγραμμα του ρυκμοφ αποςτολισ δεδομζνων ςε χρονικό διάςτθμα δφο εβδομάδων. 72 P a g e

74 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΤΟ ΡΩΤΟΚΟΛΛΟ NTCIP 4.1 Ειςαγωγι ςτο πρωτόκολλο NTCIP Εκτόσ από τθν ανάπτυξθ απλϊν εφαρμογϊν, όπου ο ςτακμόσ διαχείριςθσ παρακολουκεί και διαχειρίηεται τον διαχειριηόμενο αντιπρόςωπο - όπωσ είδαμε ςτο προθγοφμενο κεφάλαιο - το πρωτόκολλο SNMP είναι κατάλλθλο και για τθν ανάπτυξθ πιο περίπλοκων εφαρμογϊν ςε μεγαλφτερα δίκτυα, λόγο τθσ νοοτροπίασ του. Ακολουκϊντασ τθν νοοτροπία αυτι και βαςιηόμενοι πάνω ςτο πρωτόκολλο SNMP, δθμιουργικθκε ζνα νζο πρωτόκολλο, το NTCIP για τον ζλεγχο τθσ οδικισ κυκλοφορίασ. Το National Transportation Communications for ITS Protocol (NTCIP) ορίηει ζνα ςφνολο ανοιχτϊν προτφπων και κοινϊν επικοινωνιακϊν πρωτοκόλλων, με ςτόχο τθν ανταλλαγι μθνυμάτων και δεδομζνων μεταξφ ςυςτθμάτων που χρθςιμοποιοφνται ςτα Ευφυι Συςτιματα Μεταφορϊν ι αλλιϊσ Intelligent Transportation Systems (ITS). Χρθςιμοποιείται για τον απομακρυςμζνο ζλεγχο τθσ οδικισ κυκλοφορίασ και άλλων διαχειριηόμενων ςυςκευϊν, που χρθςιμοποιοφνται ςτισ ςυγκοινωνίεσ. Οι ςυςκευζσ και το λογιςμικό που χρθςιμοποιεί το πρωτόκολλο NTCIP μποροφν να επιτφχουν τθν διαλειτουργικότθτα και τθν εναλλαξιμότθτα, δφο ζννοιεσ πολφ ςθμαντικζσ ειδικά για τον τομζα των ςυγκοινωνιϊν. Θ διαλειτουργικότθτα ςχετίηεται με τθν δυνατότθτα ανταλλαγισ δεδομζνων μεταξφ πολλαπλϊν κεντρικϊν ςυςτθμάτων και ςυςκευϊν διαφορετικοφ είδουσ. Στθν ουςία επιτρζπει ςτα διάφορα ςυςτατικά μζρθ ενόσ ςυςτιματοσ, τα οποία προζρχονται από διαφορετικοφσ 73 P a g e

75 καταςκευαςτζσ, να επικοινωνιςουν μεταξφ τουσ, κάνοντασ ζτςι το ςφςτθμα λειτουργικό. Θ εναλλαξιμότθτα ςχετίηεται με τθν δυνατότθτα αντικατάςταςθσ ςυςκευϊν του ίδιου τφπου, ςτο ίδιο κανάλι επικοινωνίασ, που προζρχονται από διαφορετικό καταςκευαςτι, χωρίσ αυτι θ αλλαγι να προκαλζςει κάποιο πρόβλθμα ςτθν μετζπειτα αλλθλεπίδραςθ τθσ νζασ ςυςκευισ με τισ ιδθ υπάρχουςεσ ςυςκευζσ του ςυςτιματοσ. Εικόνα 4.1: NTCIP επικοινωνίεσ. 4.2 Είδθ επικοινωνιϊν που παρζχει το πρωτόκολλο NTCIP Το NTCIP ορίηει ζνα ςφνολο από επικοινωνιακά πρωτόκολλα γενικοφ ςκοποφ και ςυγκεκριμζνεσ τάξεισ δεδομζνων και μθνυμάτων, τα οποία υποςτθρίηονται από τα περιςςότερα είδθ υπολογιςτικϊν ςυςτθμάτων και ςυςκευϊν, που χρθςιμοποιοφνται ςτθν διαχείριςθ ςυγκοινωνιϊν. Το πρωτόκολλο αυτό παρζχει δφο ειδϊν επικοινωνίεσ: a) τισ Center to Field (C2F) επικοινωνίεσ, όπου ζνασ κεντρικόσ ςτακμόσ διαχειρίηεται ι παρακολουκεί ζνα ςφνολο από διαχειριηόμενεσ ςυςκευζσ, 74 P a g e

76 b) και τισ Center to Center (C2C) επικοινωνίεσ, όπου δφο ι περιςςότεροι κεντρικοί ςτακμοί ανταλλάηουν μθνφματα και δεδομζνα. 4.3 Αρχιτεκτονικι του NTCIP Θ αρχιτεκτονικι του NTCIP ςτθρίηεται ςε μια πολυεπίπεδθ προςζγγιςθ των προτφπων επικοινωνίασ, παρόμοια με τθν προςζγγιςθ που ζχει υιοκετθκεί από το Internet και τον Οργανιςμό Διεκνϊν Ρροτφπων ι αλλιϊσ International Organization of Standards (ISO). Ππωσ μποροφμε να παρατθριςουμε και από τθν εικόνα 4.2, το NTCIP αποτελείται από πζντε επίπεδα, τα οποία είναι: I. Επίπεδο Ρλθροφοριϊν (Information Level): ςτο επίπεδο αυτό κατάλλθλα πρότυπα ορίηουν τθν ςθμαςία των δεδομζνων και των μθνυμάτων και γενικότερα ότι ςχετίηεται με τισ πλθροφορίεσ του ITS. Θ λειτουργία αυτοφ του επιπζδου είναι παρόμοια με αυτι ενόσ λεξιλογίου ςε μια γλϊςςα. Τα πρότυπα του επιπζδου πλθροφοριϊν αναπαριςτοφν τθν λειτουργικότθτα του ςυςτιματοσ που πρόκειται να υλοποιθκεί. II. Επίπεδο Εφαρμογϊν (Application Level): τα πρότυπα εφαρμογϊν ορίηουν του κανόνεσ και τισ διαδικαςίεσ για τθν ανταλλαγι πλθροφοριϊν. Ορίηει πωσ κα γίνει θ ζναρξθ τθσ επικοινωνίασ μεταξφ δφο ςυςκευϊν (greeting), θ ανταλλαγι μθνυμάτων μεταξφ τουσ κακϊσ επίςθσ ορίηει τουσ κανόνεσ ςχθματιςμοφ τθσ ακολουκίασ των δεδομζνων που ανταλλάςςονται. III. Επίπεδο Μεταφοράσ (Transport Level): τα πρότυπα αυτοφ του επιπζδου κακορίηουν ζνα ςφνολο κανόνων και διαδικαςιϊν, με το οποίο ανταλλάςςονται δεδομζνα επιπζδου εφαρμογϊν μεταξφ ενόσ ςθμείου X και ενόσ άλλου ςθμείου Y ςτο δίκτυο. Επιπλζον περιλαμβάνει τισ απαραίτθτεσ ςυναρτιςεισ για τθν δρομολόγθςθ των μθνυμάτων, τθν κωδικοποίθςθ και τθν αποκωδικοποίθςι 75 P a g e

77 τουσ, κακϊσ επίςθσ και ςυναρτιςεισ για τθν διαχείριςθ του δικτφου. Εικόνα 4.2: Η αρχιτεκτονικι του NTCIP. IV. Επίπεδο Υποδικτφου (Subnetwork Level): το επίπεδο αυτό περιλαμβάνει πρότυπα που ορίηουν τουσ κανόνεσ και τισ διαδικαςίεσ για τθν ανταλλαγι δεδομζνων μεταξφ δφο γειτονικϊν ςυςκευϊν ςε ζνα δίκτυο. V. Επίπεδο Υποδομϊν (Plant Level): το επίπεδο Υποδομϊν περιλαμβάνει τισ υποδομζσ επικοινωνιϊν πάνω ςτισ οποίεσ τα επικοινωνιακά πρότυπα του NTCIP χρθςιμοποιοφνται. Το επίπεδο αυτό επιδρά άμεςα με το επίπεδο Υποδικτφου, κακϊσ θ επιλογι του κατάλλθλου ςτοιχείου του επιπζδου Υποδικτφου ορίηεται από τθν επικοινωνιακι υποδομι που ζχει ιδθ επιλεχκεί. Το πλαίςιο του NTCIP δεν αποκλείει και τον ςυνδυαςμό κάποιων προφίλ μεταξφ των επιπζδων, πζραν αυτϊν που υποδεικνφονται ςτο διάγραμμα τθσ εικόνασ 4.2. Για παράδειγμα, αν κζλουμε τθν μετάδοςθ δεδομζνων αντικειμζνων (Data Objects), μποροφμε να χρθςιμοποιιςουμε το πρωτόκολλο SNMP ςτο επίπεδο Εφαρμογϊν, το 76 P a g e

78 T2/NULL ςτο επίπεδο Μεταφοράσ, το T2/Null πρωτόκολλο, ςτο επίπεδο Υποδικτφου το Point to Multi Point Protocol (PMPP) και ςτο επίπεδο Υποδομϊν τθ ςφνδεςθ μζςω Dial-Up Telco. Το πρωτόκολλο NTCIP υποςτθρίηει ζνα μεγάλο αρικμό ποικίλων εφαρμογϊν κακότι περιλαμβάνει αρκετά πρότυπα, δίνοντασ ζτςι τθν δυνατότθτα ςτον προγραμματιςτι να επιλζξει τα κατάλλθλα κάκε φορά ανάλογα με τισ ανάγκεσ τθσ εφαρμογισ. 4.4 Center to Field (C2F) εφαρμογζσ Στισ εφαρμογζσ C2F, ζνασ κεντρικόσ ςτακμόσ διαχειρίηεται και παρακολουκεί πολλαπλζσ διαχειριηόμενεσ ςυςκευζσ. Στθν διαχείριςθ ςυγκοινωνιϊν, εφαρμογζσ C2F μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν ςε: Σιματα κυκλοφορίασ Συλλογι δεδομζνων και παρακολοφκθςθ ςυςκευϊν Αιςκθτιρεσ που καταγράφουν τισ ςυνκικεσ του περιβάλλοντοσ Ανιχνευτζσ οχθμάτων Κλειςτά κυκλϊματα από κάμερεσ Σθματοδότεσ οι οποίοι βρίςκονται ςτθν είςοδο αυτοκινθτόδρομων, και ενθμερϊνουν το ειςερχόμενο αυτοκίνθτο ανάλογα με τθν κίνθςθ ςε αυτόν (ramp meters). Ζνα παράδειγμα ςυςκευισ παρακολοφκθςθσ και ςυλλογισ δεδομζνων αποτελοφν οι μετρθτζσ κυκλοφορίασ. Οι μετρθτζσ αυτοί αποτελοφνται κατά βάςθ από μια κάμερα, θ οποία καταγράφει τθν διζλευςθ ςτο οδικό δίκτυο και ζνα ειδικό πρόγραμμα μαρκάρει τα αυτοκίνθτα που περνάνε, αποδίδοντασ ςτο κακζνα ζνα αναγνωριςτικό αρικμό (όπωσ φαίνεται και ςτθν επόμενθ εικόνα). Με αυτό τον τρόπο μποροφν να υπολογίςουν τον αρικμό των οχθμάτων που διζρχονται κακϊσ και τον μζςο χρόνο ροισ τουσ. 77 P a g e

79 Εικόνα 4.3: Μαρκάριςμα οχθμάτων Ρρωτόκολλα του επιπζδου Εφαρμογϊν, για εφαρμογζσ C2F Στο επίπεδο Εφαρμογϊν για επικοινωνίεσ τφπου C2F, υπάρχουν δφο πρωτόκολλα: το SNMP και το STMP. Το πρωτόκολλο SNMP είναι ηωτικισ ςθμαςίασ για τισ επικοινωνίεσ των ςυγκοινωνιϊν και οι περιςςότερεσ ςυςκευζσ (αν όχι όλεσ) είναι ςυμβατζσ με αυτό. Το NTCIP βαςίηεται πάνω ςτο πρωτόκολλο SNMP. Θ επικοινωνία μζςω του SNMP είναι από τθν μία απλι, αλλά από τθν άλλθ κοςτίηει ςε εφροσ ηϊνθσ (bandwidth). Για τον λόγο αυτόν, είναι κατάλλθλο μόνο για δίκτυα με υψθλό εφροσ ηϊνθσ ι χαμθλό αρικμό μθνυμάτων που ανταλλάςςονται. Το πρωτόκολλο Simple Transportation Management Protocol (STMP) είναι μια επζκταςθ του SNMP, και ζχει ςχεδιαςτεί ειδικά για τθν βιομθχανία των ςυγκοινωνιϊν. Με το πρωτόκολλο αυτό, ο ςτακμόσ 78 P a g e