2
Оглавление
Введение ....................................................................................................................... 3
Глава 1. Аналитический раздел………………………………………………….... 6
1.1. Системный анализ информационных процессов предметной области...… 6
1.2. Анализ аналогов ....... …………………………………………………………10
1.3. Выбор и обоснование математического обеспечения……...…………….. 15
1.4. Постановка задачи на ВКР…...…………………………………………….. 19
Глава 2. Специальный (проектный) раздел ............................................................ 26
2.1. Разработка архитектуры автоматизированной системы .............................. 26
2.2. Выбор инструментальных средств программирования ............................... 27
2.3. Проектирование базы данных ......................................................................... 33
2.4. Разработка алгоритмов .................................................................................... 41
2.5. Тестирование разработанного программного средства ............................... 43
Глава 3. Технологический раздел ............................................................................ 52
3.1. Руководство пользователя ............................................................................... 52
3.2. Руководство администратора .......................................................................... 58
Заключение ................................................................................................................ 62
Список использованной литературы ....................................................................... 65
Приложение А (обязательное) ER-диаграмма ...................................................... 69
Приложение Б (обязательное) SQL скрипты .......................................................... 70
Приложение В (обязательное) Листинг программы.............................................. 71
3
Введение
Информатизация всех сфер жизнедеятельности общества
принципиально изменяет роль информации и информационных технологий в
деятельности любой организации. От масштабов и качества использования
информационных технологий в профессиональной деятельности специалистов
во многом зависит успешность бизнеса и перспективы его развития, а также
уровень экономического, социального и политического развития общества.
Объектом автоматизации в выпускной квалификационной работе
являются сети Городского Центра Технической Эксплуатации
Телекоммуникаций (ГЦТЭТ) Оренбургского филиала публичного
акционерного общества междугородной и международной электрической связи
«Ростелеком» (далее – ПАО «Ростелеком»).
Предмет автоматизации – автоматизированная информационная система
контроля доступности сетевого оборудования.
Рассматривая вычислительную (компьютерную) сеть как систему, где
важную роль играет наличие хорошего оборудования, которое обеспечивало бы
не только оперативный доступ ко всем ресурсам сети, но и позволяло бы
производить мониторинг, анализ и даже прогнозирование ключевых
показателей, необходимо определить какое количество этого оборудования
необходимо, чтобы система обеспечивала необходимый уровень
отказоустойчивости и безопасности. В данной выпускной квалификационной
работе решается проблема оперативного получения информации о
случившихся инцидентах, неисправностях, и отказах сетевого оборудования.[6]
Целью работы является разработка автоматизированной
информационной системы на основе базы данных, которая будет использована
для хранения информации обо всех сетевых узлах, подсетях, группах, об
одиночных компьютерах, агрегаторах, а также оконечных абонентских
устройствах. Автоматизированная информационная система должна решить
проблему своевременного оповещения ответственных сотрудников обо всех
4
инцидентах, связанных с участками сетей, находящихся в зоне обслуживания
этих сотрудников.
Разрабатываемое программное средство должно решать следующие
задачи: хранение данных обо всех добавленных сетевых узлах, подсетях,
группах, отдельных хостах; проверять доступность этих узлов, оперативно
информировать о недоступных узлах сети и вести подробное логирование
(журналирование) происходящих событий для последующего построения
отчётной документации.
В настоящее время существует много подобных систем, однако все они
имеют свои недостатки и не подходят для простого и быстрого решения
обозначенных выше задач.
В связи со стремлением к уменьшению стоимости программного
продукта, к поддержке сложных и насыщенных различным мультимедиа
контентом прикладных программ, а также в связи с расширением
функциональных возможностей сетевого оборудования, компьютерные сети
давно переросли из одноранговых в мультисервисные. Мультисервисная сеть –
это такая сеть, которая может выполнять передачу голоса, видеоизображений и
данных одновременно. Сейчас передача видео - и аудиотрафика происходит в
основном через те сети, которые ориентированы на коммутацию каналов, а
передача данных, в свою очередь, через сети с коммутацией пакетов. Проблемы
высокой загруженности сетей передачи данных определяют тенденцию
пользования сетями с коммутацией пакетов для передачи и видео- и
аудиопотоков, а также самих данных сетей. Однако, в соответствии с
предоставляемым качеством услуг, данный факт совсем не отрицает
требований к дифференцированию трафика в целом.[24]
Актуальность данной темы выражается в решении проблемы
длительного ожидания информации о недоступности какого-либо узла сети,
мониторинга сетевой активности, а также для решения задач оперативного
оповещения о недоступности определённых сегментов сети и сетевого
оборудования ответственных за это сотрудников с использованием
5
разработанных программных средств и с помощью аппаратных средств
вычислительной техники. Автоматизированная информационная система
является актуальной, так как её внедрение приведет к сокращению времени
получения информации о выходе из строя оборудования или его недоступности
по иным причинам, что поможет ускорить восстановление работоспособности
данного участка сети.
Практическая значимость работы заключается в первую очередь в том,
что разработанная информационная система решает проблемы оперативного
нахождения проблемных участков сетей, неисправного оборудования и
повреждения линий связи между узлами, отображает дату и время выхода из
строя сетевых узлов, формирует отчетность о времени выхода из строя и
недоступности как определённых хостов, так и целых подсетей.
Во-вторых, это уведомления в реальном времени, которые получает
сотрудник службы мониторинга при возникновении какой-либо нештатной
ситуации, будь то: перебои электроснабжения, выход из строя оборудования
или же проблемы с линиями связи. Эти уведомления помогут наиболее быстро
определить участок, характер повреждений, а также подготовить необходимую
отчётную документацию для передачи в другие подразделения организации.
Вся эта информация и данные из отчётной документации помогут
наиболее быстро восстановить доступ к услугам компании, а следовательно
повысить лояльность клиентов.
6
Глава 1. Аналитический раздел
1.1. Системный анализ информационных процессов предметной области
Городской Центр Технической Эксплуатации Телекоммуникаций (далее
– ГЦТЭТ) – структурное подразделение Оренбургского филиала ПАО
«Ростелеком». Основными задачами данного подразделения являются:
организация доступа к сети передачи данных для конечных пользователей
услуг компании, выявление и устранение неисправностей на сети, техническая
поддержка абонентов компании.
Организационно-правовая форма – публичное акционерное общество.
Данная форма предназначена для повышения публичности и прозрачности
процессов инвестирования. Оренбургский филиал ПАО «Ростелеком» является
юридическим лицом, созданным в соответствии с законодательством
Российской Федерации, и в своей деятельности подотчётен Министерству связи
и массовых коммуникаций Российской Федерации.
Оренбургский филиал осуществляет свою деятельность в соответствии с
Конституцией Российской Федерации, федеральными законами, указами и
распоряжениями Президента Российской Федерации, постановлениями и
распоряжениями Правительства Российской Федерации, нормативными
правовыми актами федерального органа исполнительной власти,
осуществляющего функции по выработке государственной политики и
нормативно-правовому регулированию в сфере связи и телекоммуникаций и
нормативными правовыми актами Оренбургской области.
Управление филиалом осуществляется директором филиала. Директор
назначается на должность и освобождается от должности вице-президентом
макрорегионального филиала «Волга», в который входит Оренбургский
филиал. Директор филиала организует и осуществляет общее руководство
текущей деятельностью Оренбургского филиала, несёт персональную
ответственность за её результаты, подотчётен вице-президенту
макрорегионального филиала «Волга».
7
В связи с оптимизацией расходов на обслуживание сетей и каналов
связи, модернизацией материальной базы используемого оборудования, а также
в необходимости улучшения качества предоставления сервисной и
технологической поддержки возникает необходимость в уточнении количества
сетевого оборудования для качественного и безотказного предоставления
доступа к сетевым ресурсам.
Учет сетевого оборудования, расчет параметров надежности работы
этого оборудования, мониторинг его активности и возможных отказах является
важной и актуальной задачей.
Оказание качественных услуг невозможно без соответствующего
сетевого оборудования, ведь степень удовлетворённости клиента напрямую
зависит от того, на сколько быстро и просто он получит доступ к
интересующей его информации или сетевому ресурсу.
Проектируемое программное средство создается с целью мониторинга и
диагностики повреждения сетей, нарушения доступа к определённым узлам или
сегментам сети.
В процессе автоматизации необходимо выполнить следующие задачи:
получение информации о сетевых узлах, их активности или недоступности,
времени простоя или отказа. Для этого задействован оператор службы
мониторинга (СМ), уполномоченный передавать информацию оператору
координационно-диспетчерской группы (КДГ) и сотрудник цеха сервисной и
технологической поддержки (ЦСТП). При возникновении ситуаций, связанных
с отказом оборудования, недоступностью участков или сегментов сети,
оператор формирует отчёт и передаёт всю необходимую информацию в КДГ.
Оператор координационно-диспетчерской группы анализирует
переданную информацию от оператора службы мониторинга, создаёт наряд на
выполнение работ и направляет его на отработку ответственному сотруднику
ЦСТП.
Система информационных потоков представлена на рисунке 1.
8
Структура информационных потоков включает в себя следующие
элементы:
а) оператор СМ ведёт мониторинг сетевой активности на предмет отказа
сетевого оборудования, выявляет недоступные сетевые сегменты или узлы, при
возникновении – формирует отчёт и направляет его оператору КДГ;
б) оператор КДГ получает информацию от оператора СМ о
недоступности участка сети или определённого сетевого узла, формирует наряд
на выполнение работ сотруднику ЦСТП;
в) сотрудник ЦСТП диагностирует характер неисправности, после чего
передаёт отчёт в КДГ.
Рисунок 1 – Структура предприятия. Информационные потоки
Разрабатываемая АИС предназначается для использования в
Оренбургском филиале ПАО «Ростелеком».
Объект управления (автоматизации): сети ПАО «Ростелеком».
На основе проведенного анализа деятельности сотрудников предприятия
определена существующая в предметной области последовательность этапов
обработки информации. Эти результаты отражают точку зрения руководителей
предприятия, являются основой для формирования его функциональной модели
и содержат следующий перечень выполняемых операций по обработке данных.
Функциональная модель деятельности предприятия в рамках решаемой
задачи описана при помощи контекстной диаграммы, представленной на
рисунке 2.
9
Рисунок 2 – Функциональная модель. Контекстная диаграмма в
нотации IDEF0.
Первый уровень декомпозиции функциональной модели показан на
рисунке 3.
Рисунок 3 – Функциональная модель предприятия. Диаграмма 1
уровня в нотации IDEF0
Таким образом, целью разработки автоматизированной системы
является оперативное выявление и составление отчётов по недоступным
сетевым узлам.
10
1.2. Анализ аналогов средств автоматизации выбранных информационных
процессов
В настоящее время на рынке программных продуктов предлагается
огромное количество решений, предназначенных для автоматизации различных
видов деятельности, процессов предприятий, организаций. В их числе можно
отметить как всемирно известные автоматизированные информационные
системы от программных гигантов, так и системы, предоставляемые
небольшими коллективами разработчиков. Выбор их достаточно широк: от
скромных в функциональном плане бесплатных программ, до комплексных
многоуровневых решений, стоящих немалых денег.
«Nagios» – это программная система для мониторинга сети, которая уже
давно находится в активной разработке. Разработанная на языке C, она
позволяет делать почти всё то, что может понадобится системным и сетевым
администраторам от пакета прикладных программ для мониторинга.
Программа обладает быстрым и незамысловатым веб-интерфейсом. Серверная
часть надёжна и отказоустойчива. Поддерживает практически все популярные
платформы, в том числе – виртуальные.[30]
Данное решение обладает рядом недостатков:
– перегруженный информацией интерфейс;
– отсутствие поддержки русского языка;
– обилие функций, большая часть которых не будет востребована;
– необходимость приобретения дорогой лицензии.
Фрагмент работы представлен на рисунке 4.
11
Рисунок 4 – Пример работы АИС « Nagios»
«Munin» – небольшой комплекс сетевого мониторинга. Данный
комплекс включает в себя две независимые части: сервер (собственно munin),
который устанавливается на один хост, который будет собирать все данные с
сетевых устройств, и небольшого демона (сетевой службы) munin-node,
который устанавливается на машины, мониторинг которых будет
производиться в дальнейшем. Демон представляет собой небольшой скрипт на
языке Perl, постоянно прослушивающий порт 4949 с помощью функции
Net::Server. Сразу после запуска происходит анализ плагинов, установленных в
/etc/munin/plugins с последующим запоминанием их названий. В ходе работы
сервер munin раз в 5 минут подключается ко всем нодам для получения
информации от всех плагинов, после чего сохраняет её себе в базы rrdtool,
поэтому ему не нужна никакая внешняя база данных. Данный комплекс
является бесплатным, но требует очень богатого опыта в настройке и
администрировании unix- и BSD-систем, что потребует дополнительного
обучения персонала.[31]
Пример работы программного продукта «Munin» представлен на
рисунке 5.