Wozu

JavaBased Network Management
(1)
„Warum JAVA-based network management ?“
(Frank Rechenberger)
(2)
JAVA-Extensions
(Robert Nickel)
(3)
Zwei Ansätze
(Daniel Scheibler)
(4)
Protokollmapping
(Falk Hamann)
Gliederung
•Kurze Wiederholung: Netzwerkmanagement
•Anforderungen und Probleme
•Aktuelle Situation
•Entwicklungen
•Ziele
•Warum Java ?
•Überleitung ...
User Interface
Manager
SNMP
Agent
Agent
Agent
MIB
MIB
MIB
Agenten
•Lesen der Informationen aus der MIB
•Weitergabe von Änderungen an die MIB
•Konvertierung nach den „BER-Encoding Rules“
•keine Vorverarbeitung der Daten, nur bei RMON
•Lebenslauf: Start, dann Dauerbetrieb
Agenten - Anforderungen
•Stabilität
•Geringe CPU-Belastung
•Sicherheit (authentification, encryption)
•Erweiterbarkeit
•Wartbarkeit
•Erreichbarkeit
MIB
•Agentenseite
•Menge der MOs
•Strukturvorgabe durch Internet-MIB
•ASN.1
Manager
•Visualisierung der Netzstruktur
•Abfrage der Information
•Datensammlung und Haltung (DB)
•Setzen von Managementparametern
•Kommunikationszyklen 30s ...1h
•Pooling trotz Traps
Manager - Anforderungen
•Erweiterbarkeit
•Personalextensiv
•Intelligente Vorinterpretation und Aufbereitung der Daten
•Automatismen (Trouble Tickets, Ereignissteuerung)
•Umfassend Konfigurierbar
SNMP - Probleme
•schlechte Sicherheitsmechanismen in SNMPv1, SNMPv2
•SNMPv3 kein Sicherung vor: DOS, Verkehrsanalyse
•BER-encoding ineffizient
•SNMP varbind lists relativ groß
•bei hohe Datenaustauschraten SNMP ineffizient
Heutige Situation im NM
•Homogene Netzwerkstrukturen
•Agenten und Manager vom Hardwareanbieter mit Minimal_funktionalität und -sicherheit
•Agenten nicht erweiterbar , Development-Kits
•Manager-Funktionalität oft nur erweiterbar über Manager-APIs
Entwicklungen
•Größe und Komplexität steigen explosionsartig
•Sicherheitsanforderungen steigen
•Homogene Netzwerkstrukturen sind nicht mehr haltbar
•Heterogene Netzwerke sind unter heutigen Bedingungen teuer
•Lebenszyklen der Systeme und Standards werden kürzer
•Personalkosten bleiben hoch
•Fremdmanagement durch Serviceanbieter
Ziel
•Portabilität
•Stabilität
•Erweiterbarkeit
•Effizienz
•Geringe Entwicklungskosten
•Automatische Managementfunktionen
•Manager-Manager Kommunikation
Warum ist Java die beste
Lösung?
Java ist Plattform- und Hardwareunabhängig,
Java bietet ein umfassendes OO-Konzept
Modularität, Vererbung, Wiederverwendbarkeit
Java bietet von Haus aus und der Geburt an Netzwerk- und NM
Unterstützung
Java unterstützt alle nützlichen Protokolle
Java bietet ein ausgeprägtes Sicherheitskonzept
Weiter im Programm...
JavaBased Network Management
Java-Features
Robert Nickel
java.net
 Umfassende leicht verständliche
Netzwerkfunktionalität
 TCP (URL, Socket, ServerSocket)
 UDP (Datagram, Multicast)
Wozu ???
Leicht implementierbare Kommunikation
zwischen Agents und Managern
Reflection API
 Analyse von Java-Klassen (Attribute/Methoden)
 Dynamisches Laden
Wozu ???
Versenden von ausführbarem Code
Java Native Interface
 Nutzen von Nicht-Java-Code
 Zugriff auf Systemspezifische Funktionalität
Wozu ???
Zugriff des Agenten auf die Attribute des MO
Security (I)
JCE :
 Verschlüsselung (symmetrisch,
asymmetrisch, block cipher, stream cipher)
 Message-Authentication-Algorithmen
(MAC)
Security (II)
JAAS:
 Algorithmen zur
Authentisierung/Authorisierung
 Nutzer-, Gruppen- und Rollen-basierte
Zugriffskontrollmechanismen
Security (III)
JSSE:
 Unterstützung für SSL und TSL bei bel.
Protokoll (HTTP, Telnet, NNTP, FTP,
TCP/IP)
Security (IV)
Wozu ???
 Sicherer, d.h. vor Manipulation
geschützter Informationsaustausch
 Authentisierung der Agents
=> Schutz vor Fremdlingen
JDBC
 Umfangreiche Datenbankfunktionalität
Wozu ???
 Strukturierte Speicherung von umfangreichen MIBs
 Agenten verfügen über Liste zuständiger Manager
=> Suchfunktion
 Archivierung zu Statistikzwecken auf Managerseite
JNDI (I)
 Strukturierung und Identifizierung von
Entitäten mit menschenverständlichen
Namen / Adressen
 SPI bietet Zugang zu anderen
Verzeichnisdiensten wie DNS, LDAP, DAP,
NDS, NIS
JNDI (II)
JNDI (III)
Wozu ???
 Intuitive Strukturierung der MOs
 Bildung von Hierarchien, die sich im
Name-to-Adress-Mapping wiederspiegeln
RMI / RMI-IIOP
 Aufruf von Funktionen auf entfernten
Entitäten
 Neu: Jetzt auch CORBA-basiert
Wozu ???
 Alternative zu
Sockets
IDL
 CORBA-Feature: IDL
Sprachneutrale Schnittstellendefinition
 Java-IDL =
IDL-Mapping
für Java
RMI / IDL
Wozu ???
 Remote-Steuerung der MOs
 Einbinden fremder Agents die über RMI
gesteuert werden
 Management von CORBA-Agents
Java Beans (I)
 Wiederverwertbare
Softwarekomponenten
 Einfacher Entwurf
 Hierarchische Strukturierung
in Kontexten
 Service-Funktionalität
Java Beans (II)
Wozu ???
 Entwurf wiederverwertbarer
modularer Agents / Manager
 Nutzen der geg. Funktionalität
zum Anbieten von Services
 JMX basiert auf BeanTechnologie
JMX
 Instruction-Level (einfaches Management aller Javabasierten Objekte)
 Agent-Level (rudimentäre Agent-Container, die mit
Funktionalität / Resourcen erweitert werden können)
 Manager-Level (Management-Komponenten, die
sowohl als Agent als auch Manager operieren können)
 Zusätzliche Protokoll-APIs (SNMP, WBEM, TMN...)
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JavaBased NetworkManagement
Zwei Ansätze
Daniel Scheibler
Inhalt
 Einleitung
 Ansatz der Arizona State University, USA
 Ansatz der University of Essex, UK
 Vergleich
 Literatur
Arizona – Manager
Kommunikation Manager - Agent






Auslesen der Parameter aus der GUI
Generierung des OID strings
Generierung einer Java Klasse mit OID string
Compilierung der Klasse in Bytecode
Versand des Bytecode an den Agent
Ausführen der enthaltenen Methode beim Agent
und auswerten des gelesenen OID strings
Arizona – Agent
Hauptfunktionen des Agenten



Anfragen vom Manager bearbeiten
MIB tree parsen
Ereignismeldungen an den Manager schicken
Arizona – CMU - Vergleich
Eigenschaften
CMU-SNMP
Java/Web
Transport protocol
Deamon
MIB type
Encoding
Message passing
Extensible Agent
Security
Auto. configuration
UDP
SNMPd
ASN.1
BER
SNMP PDU
difficult
low level
not defined
TCP
Agent
ASN.1
Bytecode
Class
easy
good
defined
Arizona – future work
 Agenten mittels Broadcast automatisch
auffinden
 Mehrere Agenten mit einem Manager
verwalten
 MIB Struktur expandieren und reduzieren
 Mobile Agenten unterstützen
Essex – Manager






Browser-basierte GUI
Kommunikation: Socket-basiert
TCP & UDP unterstützt
Authentifiktion von Managern
Datenverschlüsselung bei Agenten
weitere Möglichkeiten


Navigation durch MIB
Automatisches Ausführen von Network Discovery
Essex - Agent
 Hintergrundprozess horcht an einem
bekannten TCP oder UDP port
 pro eingehender Anfrage wird ein thread
gestartet
 Multi-Managerfähigikeit
Essex – MIB Parser
 Aufbau eines Random Access File
Object name
mib-2
System
ifType
Syntax
Integer
Access
Read-only
Status
...
Mandatory
Description
Parent node
Mgmt
mib-2
ifEntry
Identifier
1
1
3
Record Index
0
1
23
Essex - Sicherheitsaspekte
 Manager signiert Anfragen
 Agenten verschlüsselt Antworten
 Verschlüsselungsverfahren: RSA
Essex – future work
 Optimierung des Codes von Manager und
Agent, um die Antwortzeit zu verringern
 Konstruktion einer erweiter- und
reduzierbaren Repräsentation der MIB im
Manager
 Unterstützung von mobilen Agenten
Vergleich Arizona – Essex
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JavaBased Network Management
Protokollmapping
Falk Hamann
Protokollmapping
 Zwei Möglichkeiten um möglichst viele
Clients anzubinden


homogen = alle Sprechen selbe Sprache (Java)
Protokollmapping
Wo liegt das Problem ?
 Viele Clients, alle mit unterschiedlichen
Protokollen anzusprechen
 Manager soll relativ unabhängig davon sein
 Manager untereinander könnten über RMI
kommunizieren, oder eine andere modere
„Sprache“
Was ist die Idee ?
 Wie in der Softwaretechnik vorgehen:



Verwendung von Entwurfsmustern
Qualitätsziele: Wiederverwendbarkeit,
Anpassbarkeit, Erreichbarkeit
Kapselung von Daten und Funktionalität
Entwurfsmuster
 Abstract Factory

„Bietet eine Schnittstelle zum Erzeugen von
Familien verwandter oder voneinander
unabhängigen Objekten, ohne ihre konkreten
Klassen zu benennen.“(1)
 Adapter

„Passt die Schnittstelle einer Klasse an eine
andere von ihren Klienten erwartete Schnittstelle
an.“(1)
Abstract Factory
 denkbar auch als Kette von Fabriken, um
Abstraktionsstufen zu erhalten
Abstract Factory (2)
Vorteile
 Managerfunktionalität kann gekapselt
werden von den Protokollen.
 letztendlich: Manager kann mit vielen
Clients kommunizieren
 Nachteil: viel Code für das Protokollmapping
nötig, nur wenn viele Gemeinsamkeiten,
dann lohnt es sich
Quellen
(1) E.Gamma, R.Helm, R.Johnson, J.Vlissides: Entwurfsmuster: AddisonWessley
(2) Jae-Oh Lee : Enabling Network Managemant Using Java Technologies :
WarePlus Inc./Korea Telecom
(3) Luderer G., Ku H., Subbiah B., Narayaanan A., „Network management
agents supported by Java environment“, 1997, URL:
http://www.eas.asu.edu/~netsys/areas/isinmabs.html
(4) Gavalas D., Greenwood D., Ghanbari M., O‘Mahony M., „A progressive
network management architecture enabled by Java technology“
(5) Java - Tutorial, URL: http://java.sun.com
(6) http://www.cisco.com