Performance Management of a Next Generation Network

Today's communication networks consist of numerous interdependent network components. To manage these networks and to ensure their reliable and efficient operation to meet the increasing customer usability demands, extensive network management tools are required from the service provider. The goal of this study was to adapt the Next Generation Network (NGN) providing VoIP services within a performance oriented network management system. This study focuses only on NGN network and the project was implemented as an assignment of the Network Operations Center of Elisa Corporation. The theoretical part of this study introduces the network environment of the Elisa NGN platform: its components and used signalling protocols as well as other exploitable communication protocols. In addition, the Simple Network Management Protocol (SNMP) is closely examined since it is commonly used as the basis of IP (Internet Protocol) network management. Also some primary applications enabled by the NGN technology are introduced. The empirical part of this study contains a short overview of the implemented network performance management system and its properties. The most crucial monitored MIB modules, SNMP parameters and implemented performance measurements are described. The trap topology and the role of the traps for management of the NGN platform are considered and finally, the conclusion based on the several disquisitions is made supported with suggestions for future improvements.

Uma aplicação de gestão de redes baseada no paradigma dos agentes móveis

A massificação da utilização das tecnologias de informação e da Internet para os mais variados fins, e nas mais diversas áreas, criou problemas de gestão das infra-estruturas de informática, ímpares até ao momento. A gestão de redes informáticas converteu-se num factor vital para uma rede a operar de forma eficiente, produtiva e lucrativa. No entanto, a maioria dos sistemas são baseados no Simple Network Management Protocol (SNMP), assente no modelo cliente-servidor e com um paradigma centralizado. Desta forma subsiste sempre um servidor central que colecta e analisa dados provenientes dos diferentes elementos dispersos pela rede. Sendo que os dados de gestão estão armazenados em bases de dados de gestão ou Management Information Bases (MIB’s) localizadas nos diversos elementos da rede. O actual modelo de gestão baseado no SNMP não tem conseguido dar a resposta exigida. Pelo que, existe a necessidade de se estudar e utilizar novos paradigmas de maneira a que se possa encontrar uma nova abordagem capaz de aumentar a fiabilidade e a performance da gestão de redes. Neste trabalho pretende-se discutir os problemas existentes na abordagem tradicional de gestão de redes, procurando demonstrar a utilidade e as vantagens da utilização de uma abordagem baseada em Agentes móveis. Paralelamente, propõe-se uma arquitectura baseada em Agentes móveis para um sistema de gestão a utilizar num caso real.

Gestão de Redes Baseada em Agentes Móveis

A gestão das redes informáticas converteu-se num fator vital para as redes operarem de forma eficiente, produtiva e lucrativa. A gestão envolve a monitorização e o controlo dos sistemas para que estes funcionem como o pretendido. Ações de configuração, monitorização e reconfiguração dos componentes, são essenciais para melhorar o desempenho, diminuir o tempo de inatividade, melhor a segurança e efetuar contabilização. A maioria das aplicações de gestão de Redes assenta no paradigma centralizado cliente-servidor, onde um servidor central coleta e analisa dados provenientes dos diferentes elementos dispersos pela rede. Esses dados de gestão estão armazenados em bases de dados de gestão localizadas nos diversos elementos da rede. No entanto, este paradigma não tem conseguido dar resposta às exigências das redes atuais. Surge assim a necessidade de utilizar novos paradigmas para a gestão das redes. Uma alternativa baseada no paradigma dos agentes móveis já foi estudada, proposta e desenvolvida para a gestão da rede do GECAD-ISEP. Neste trabalho pretende-se propor e adicionar novas capacidades aos agentes móveis existentes, assim como novos agentes. Com vista à validação da solução proposta recorre-se à utilização de um simulador de redes.

SNMP:n hallintatietokantojen sisältämä palvelunlaatutieto IP- ja ATM-verkoissa

Tässä diplomityössä selvitetään SNMP:n (Simple Network Management Protocol) hallintatietokantojen sisältämiä palvelunlaatutietoja. Tarkastelun kohteena ovat IP:n (Internet Protocol) ja ATM:n (Asynchronous Transfer Mode) hallintatietokannat. Työn teoriaosassa tarkastellaan verkonhallinnan eri osa-alueita, TCP/IP-verkkojen (Transmission Control Protocol) hallintaan tarkoitettua SNMP-protokollaa ja sen eri versioita. Lisäksi käsitellään palvelunlaadun kannalta IP ja ATM-verkkojen erilaisia toteutuksia. Työn kokeellissa osassa arvioidaan eri hallintatietokantojen sisältöä palvelunlaadun kannalta. Työssä todetaan palvelunlaatutietojen puutteellisuus hallintatietokannoissa ja sekä IP:lle että ATM:lle toteutetaan soveltuvat hallintatietokannat.

Tietoverkon valvonta SNMP-protokollan avulla

Tietoverkkojen valvontajärjestelmiä on nykyään käytössä monissa eri verkkoympäristöissä. Näissä verkoissa käytetään useiden laitevalmistajien tuotteita, joita täytyy pystyä valvomaan. Tähän tarkoitukseen on kehitetty verkonhallintaprotokolla SNMP (Simple Network Management Protocol). Tässä työssä valvontaprotokollaa on tarkoitus soveltaa tietoverkkojen valvontaan. Tämä insinöörityö tehtiin osana Netcontrol Oy:n tuotekehitystä. Työn päätavoitteena oli kehittää toimiva ratkaisu verkonvalvontaan. Työssä tutkittiin myös verkonvalvonnan toteuttamista SNMP-protokollan avulla sekä eri verkonvalvonnan toteutusmalleja. Työn teoriaosuus tehtiin kirjallisuustutkimuksena. Teoriaosuudessa käydään läpi verkonvalvonnan taustoja, SNMP-protokollan eri versioiden ominaisuuksia ja tietokantojen rakennetta. Työn loppuosassa kerrotaan Windows-käyttöjärjestelmän SNMP-ohjelmista sekä avoimen lähdekoodin Net-SNMP-ohjelmasta. Lisäksi käydään läpi näiden ohjelmien käyttöönotto. Lopussa kerrotaan myös testijärjestelmän tuloksista yleisluontoisesti. Työ osoittaa, että SNMP:n avulla pystytään suorittamaan kattavaa verkonvalvontaa. SNMP:n toiminnallisuus saadaan aikaan työssä esitetyillä ohjelmistoilla eri tietoverkon laitteisiin. Laitteiden valvontaa pystytään suorittamaan SNMP-hallintaohjelmalla. Näiden ohjelmistojen avulla saadaan aikaan toimiva päästä päähän -ratkaisu verkonvalvontaan. Tarkemmat kuvaukset testijärjestelmistä ja kehitysmahdollisuuksista on sisällytetty liitteeseen, joka on luottamuksellinen.

Sistema de controle de consumo para redes de computadores

Este trabalho define e implementa um sistema de controle de consumo para redes de computadores, objetivando aumentar o tempo de operação da rede em caso de operação com recursos limitados e redução de consumo de energia em situações de fornecimento normal. Na definição do sistema, denominado NetPower, foi estabelecida uma estrutura através da qual um gerente (coordenador) monitora as atividades dos equipamentos vinculados à rede, e determina alterações nos estados de consumo respectivos, de acordo com as necessidades ou atendimento de padrões de otimização. Aos equipamentos podem ser atribuídos diferentes privilégios em uma hierarquia adaptável a diversos ambientes. Um reserva oferece opção às falhas do gerente. A implementação está baseada no protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) para a gerência e são considerados preponderantemente os padrões para controle de consumo dos equipamentos Advanced Power Management, APM, e Advanced Configuration and Power Interface Specification, ACPI. Além da arquitetura do gerente e dos agentes, foi definida também uma MIB (Management Information Base) para controle de consumo. No projeto do sistema, foi privilegiado o objetivo de utilização em qualquer ambiente de rede, sem preferência por equipamentos de algum fabricante específico ou por arquitetura de hardware. Tecnologias de domínio público foram utilizadas, quando possível. No futuro este sistema pode fazer parte da distribuição de sistemas operacionais, incorporando controle de consumo às redes. No texto é feita uma comparação entre os softwares existentes para controle de consumo, são apresentados os recursos de controle de consumo disponíveis nos equipamentos de computação, seguido da descrição do protocolo de gerência utilizado. Em seguida, é apresentada a proposta detalhada do sistema de controle e descrita da implementação do protótipo.

Sistema de gerência de energia para redes locais

Este trabalho apresenta a proposta e a implementação de um sistema de gerência de energia para redes locais de computadores (Local Area Networks ou LANs). Desde sua introdução, no início dos anos 90, os mecanismos de gerência de energia para computadores têm contribuído de maneira significativa para a redução do consumo nos períodos de inatividade, mas podem ter seu efeito minimizado por uma série de fatores, dentre os quais destaca-se a conexão do equipamento a uma rede. Em linhas gerais, o objetivo do sistema proposto é, justamente, facilitar a gerência de energia em ambientes de rede. O funcionamento do sistema é baseado na aplicação de políticas de consumo definidas pelo administrador da rede. As políticas podem ser aplicadas em duas situações distintas: em horários pré-determinados (p. ex. depois do horário comercial), quando podem ajudar a reduzir o desperdício de energia, ou em resposta a alterações no fornecimento de energia, caso a rede seja protegida por no-breaks, quando a redução no consumo resulta em maior tempo de autonomia da fonte reserva (banco de baterias). As políticas são configuradas através de um mecanismo flexível, que permite não apenas desligar os equipamentos, mas colocá-los em estados intermediários de consumo e executar outros tipos de ações. A arquitetura do sistema é baseada no modelo SNMP (Simple Network Management Protocol) de gerência de redes. É composta, basicamente, de agentes, elementos de software que residem nos equipamentos da rede e detêm o conhecimento específico sobre suas características de consumo de eletricidade, e de um gerente, elemento central que contém a configuração das políticas de consumo e que é responsável pelo monitoramento e controle dos agentes. Gerente e agentes comunicam-se através do protocolo SNMP, trocando informações segundo uma base de informações (MIB) projetada especificamente para a gerência de energia. A ênfase da parte prática do trabalho está no gerente, que foi inteiramente implementado através da linguagem Java, utilizando bibliotecas disponíveis gratuitamente. Adicionalmente, foi implementado um agente-protótipo para a plataforma Windows, o que permitiu observar o sistema completo em execução. Os testes permitiram validar a praticabilidade da arquitetura e estimar o ganho potencial proporcionado pela utilização do sistema. São apresentadas medições que demonstram um aumento de até 6 vezes na autonomia do banco de baterias do no-break para uma configuração de rede pequena, utilizando o sistema para desligar automaticamente 90% dos computadores durante um corte no fornecimento externo. A economia decorrente da redução de consumo em horários de inatividade foi estimada em até R$0,63 por computador no período de um ano (tomando por base a tarifa média praticada no Brasil entre janeiro e maio de 2002).

Sicurezza di rete, analisi del traffico e monitoraggio.

Il lavoro è stato suddiviso in tre macro-aree. Una prima riguardante un'analisi teorica di come funzionano le intrusioni, di quali software vengono utilizzati per compierle, e di come proteggersi (usando i dispositivi che in termine generico si possono riconoscere come i firewall). Una seconda macro-area che analizza un'intrusione avvenuta dall'esterno verso dei server sensibili di una rete LAN. Questa analisi viene condotta sui file catturati dalle due interfacce di rete configurate in modalità promiscua su una sonda presente nella LAN. Le interfacce sono due per potersi interfacciare a due segmenti di LAN aventi due maschere di sotto-rete differenti. L'attacco viene analizzato mediante vari software. Si può infatti definire una terza parte del lavoro, la parte dove vengono analizzati i file catturati dalle due interfacce con i software che prima si occupano di analizzare i dati di contenuto completo, come Wireshark, poi dei software che si occupano di analizzare i dati di sessione che sono stati trattati con Argus, e infine i dati di tipo statistico che sono stati trattati con Ntop. Il penultimo capitolo, quello prima delle conclusioni, invece tratta l'installazione di Nagios, e la sua configurazione per il monitoraggio attraverso plugin dello spazio di disco rimanente su una macchina agent remota, e sui servizi MySql e DNS. Ovviamente Nagios può essere configurato per monitorare ogni tipo di servizio offerto sulla rete.

Traffic congestion control in communication networks

Next generation networks are characterized by ever increasing complexity, intelligence, heterogeneous technologies and increasing user expectations. Telecommunication networks in particular have become truly global, consisting of a variety of national and regional networks, both wired and wireless. Consequently, the management of telecommunication networks is becoming increasingly complex. In addition, network security and reliability requirements require additional overheads which increase the size of the data records. This in turn causes acute network traffic congestions. There is no single network management methodology to control the various requirements of today's networks, and provides a good level of Quality of Service (QoS), and network security. Therefore, an integrated approach is needed in which a combination of methodologies can provide solutions and answers to network events (which cause severe congestions and compromise the quality of service and security). The proposed solution focused on a systematic approach to design a network management system based upon the recent advances in the mobile agent technologies. This solution has provided a new traffic management system for telecommunication networks that is capable of (1) reducing the network traffic load (thus reducing traffic congestion), (2) overcoming existing network latency, (3) adapting dynamically to the traffic load of the system, (4) operating in heterogeneous environments with improved security, and (5) having robust and fault tolerance behavior. This solution has solved several key challenges in the development of network management for telecommunication networks using mobile agents. We have designed several types of agents, whose interactions will allow performing some complex management actions, and integrating them. Our solution is decentralized to eliminate excessive bandwidth usage and at the same time has extended the capabilities of the Simple Network Management Protocol (SNMP). Our solution is fully compatible with the existing standards.

An ATM distributed simulator for network management research

Due to the high cost of a large ATM network working up to full strength to apply our ideas about network management, i.e., dynamic virtual path (VP) management and fault restoration, we developed a distributed simulation platform for performing our experiments. This platform also had to be capable of other sorts of tests, such as connection admission control (CAC) algorithms, routing algorithms, and accounting and charging methods. The platform was posed as a very simple, event-oriented and scalable simulation. The main goal was the simulation of a working ATM backbone network with a potentially large number of nodes (hundreds). As research into control algorithms and low-level, or rather cell-level methods, was beyond the scope of this study, the simulation took place at a connection level, i.e., there was no real traffic of cells. The simulated network behaved like a real network accepting and rejecting SNMP ones, or experimental tools using the API node

An ATM distributed simulator for network management research

Due to the high cost of a large ATM network working up to full strength to apply our ideas about network management, i.e., dynamic virtual path (VP) management and fault restoration, we developed a distributed simulation platform for performing our experiments. This platform also had to be capable of other sorts of tests, such as connection admission control (CAC) algorithms, routing algorithms, and accounting and charging methods. The platform was posed as a very simple, event-oriented and scalable simulation. The main goal was the simulation of a working ATM backbone network with a potentially large number of nodes (hundreds). As research into control algorithms and low-level, or rather cell-level methods, was beyond the scope of this study, the simulation took place at a connection level, i.e., there was no real traffic of cells. The simulated network behaved like a real network accepting and rejecting SNMP ones, or experimental tools using the API node

A Key Management Protocol for Wireless Sensor Networks with Multiple Base Stations

Most of the proposed key management protocols for wireless sensor networks (WSNs) in the literature assume that a single base station is used and that the base station is trustworthy. However, there are applications in which multiple base stations are used and the security of the base stations must be considered. This paper investigates a key management protocol in wireless sensor networks which include multiple base stations. We consider the situations in which both the base stations and the sensor nodes can be compromised. The proposed key management protocol, mKeying, includes two schemes, a key distribution scheme, mKeyDist, supporting multiple base stations in the network, and a key revocation scheme, mKeyRev, used to efficiently remove the compromised nodes from the network. Our analyses show that the proposed protocol is efficient and secure against the compromise of the base stations and the sensor nodes.

Dynamic bandwidth management as part of an integrated network management system based on distributed agents

We present a system for dynamic network resource configuration in environments with bandwidth reservation and path restoration mechanisms. Our focus is on the dynamic bandwidth management results, although the main goal of the system is the integration of the different mechanisms that manage the reserved paths (bandwidth, restoration, and spare capacity planning). The objective is to avoid conflicts between these mechanisms. The system is able to dynamically manage a logical network such as a virtual path network in ATM or a label switch path network in MPLS. This system has been designed to be modular in the sense that in can be activated or deactivated, and it can be applied only in a sub-network. The system design and implementation is based on a multi-agent system (MAS). We also included details of its architecture and implementation

Free-and open source software for a course on network management: authoring and enactment of scripts based on collaborative learning strategies

This paper describes a Computer-Supported Collaborative Learning (CSCL) case study in engineering education carried out within the context of a network management course. The case study shows that the use of two computing tools developed by the authors and based on Free- and Open-Source Software (FOSS) provide significant educational benefits over traditional engineering pedagogical approaches in terms of both concepts and engineering competencies acquisition. First, the Collage authoring tool guides and supports the course teacher in the process of authoring computer-interpretable representations (using the IMS Learning Design standard notation) of effective collaborative pedagogical designs. Besides, the Gridcole system supports the enactment of that design by guiding the students throughout the prescribed sequence of learning activities. The paper introduces the goals and context of the case study, elaborates onhow Collage and Gridcole were employed, describes the applied evaluation methodology, anddiscusses the most significant findings derived from the case study.

Implementation of a perioperative management protocol for patients undergoing orthopedic surgery

OBJECTIVE: To evaluate the initial results after the implementation of perioperative protocol in patients over 60 years of age undergoing surgical treatment for femur fractures.METHODS: We conducted a prospective study of patients older than 60 years who were hospitalized with femur fracture. They were operated under spinal anesthesia and analgesia by lumbar plexus blockade. Data evaluation was performed before arrival in the operating room during surgery, in the post-anesthesia recovery room and in the ward the next morning of the operation.RESULTS: 105 patients underwent various types of surgical corrections of the femur. The hospital stay ranged from three to 86 days. Fasting ranged from 9h15min to 19h30mn. Hypotension occurred in 5.7%. The duration of motor blockade ranged from 1h45min to 5h30imn. Maltodextrin feeding ranged from 50min to 3h45min and the time spent in the post-anesthetic care unit ranged from 50 minutes to 4 hours. Onset of oral intake in the ward ranged from 4hto 8h15min. The duration of anesthesia ranged from 14 to 33 hours. No patient required a urinary catheter, nor was transferred to the ICU. All patients were able to be discharged on the first postoperative day.CONCLUSION: The use of a protocol to accelerate the postoperative period may reduce the fasting time, length of hospital stay and provide faster i discharge n elderly patients with femur fractures.