Американские ученые разрабатывают новую технологию сетевого мониторинга

Исследователи из Северо-Западного Университета США опубликовали информацию о программном обеспечении для управления сетями, которое определяет существующие или потенциальные проблемы в сети подобно тому, как рыбак ловит рыбу: анализируя следствия, а не порождающие их причины.

Рыба, заглатывающая наживку, оказывается в центре расходящихся окружностей, когда плавающий на поверхности воды поплавок начинает двигаться и создает рябь, распространяющуюся в разные стороны.

«Фундаментальное свойство сетей заключается в том, что изменение в одном из узлов может оказывать влияние на другие узлы, в результате чего вся система может изменить свое поведение или перестать функционировать», - говорит Адилсон Е. Моттер. Ученый руководил исследованием метода follow-the-ripples (следуй за рябью), опубликованного в статье под названием «Реалистичный контроль поведения сетей» (Realistic control of network dynamics) в журнале Nature Communications. «Мы воспользовались этим свойством для получения контроля над поведением сетей», - добавил он в заявлении, посвященном выходу статьи.

Управление сложными корпоративными сетями может представлять собой нетривиальную задачу, поскольку функции поиска и механизмы контроля, обычно реализуемые в сетевом ПО, используют для определения неисправностей линейную логику вместо поиска аномалий или отдельно взятых проблем. «Линейными системами гораздо проще управлять», - утверждает Шон П. Корнелиус, главный автор статьи.

Однако, принцип функционирования сетей, как и поведение рыб в водоеме, не является линейным. Поэтому, и рыбаки, и сетевое ПО, занимаются неэффективным поиском причин вместо того, чтобы обратить внимание на рябь на воде, вызванную цепью событий, в основе которой лежит искомая проблема.

Новый метод представляет собой вычислительную модель, которая собирает тревожные оповещения или уведомления, вызванные незначительными проблемами или конфликтами, возникающими на отдельных устройствах внутри сети. Модель способна экстраполировать последствия незначительных инцидентов с целью обнаружения исходных причин для их возникновения: небольшие изменения в работе какой-либо сетевой службы или устройства могут вызвать серьезные последствия, даже если задействованными оказывается малое число узлов.

Исследователи могут произвести небольшие изменения в работе локальной машины (или соседнего с ней устройства), которые вызовут «рябь», распространяющуюся по сети до тех пор, пока она не достигнет проблемного оборудования. Еще одним возможным сценарием является небольшое изменение конфигурации десятков сетевых узлов, что в совокупности приведет к значительному изменению сетевой конфигурации.

Команда исследователей также применила данный метод к модели энергосетей, где рабочие генераторы должны быть идеально синхронизированы друг с другом с целью избежания конфликтов, которые могут снизить эффективность работы оборудования.

Изменение относительно небольшого числа переменных конфигурации позволило успешно установить соединение с проблемными узлами даже в тех случаях, когда упавшее дерево, телефонный столб или какое-либо другое стихийное бедствие физически блокировало или отключало часть сети.

Несмотря на то, что данный метод полагается на незначительные изменения и непропорционально серьезные последствия, система сетевого мониторинга умеет опрашивать расположенные в сети узлы до тех пор, пока не будет собран достаточный объем информации относительно пользовательских машин, которые оказывают наибольшее влияние на узлы в сети.

Традиционное ПО для управления сетями обычно функционирует либо за счет установки программы-клиента на каждом из обслуживаемых устройств, либо за счет отправки специальных запросов, которые позволяют управлять расположенным в сети оборудованием или собирать данные, на основе которых принимаются решения о внесении изменений в работу сети.

«Разработанное нами ПО может быть установлено на одном из десятков, сотен или тысяч узлов, в зависимости от конкретной ситуации», - говорит Моттер. «Когда врач пытается вылечить пациента, он не может напрямую контролировать многие тысячи генов, составляющие ДНК. Вместо этого, достаточно оказать влияние на несколько ключевых генов в надежде, что они косвенно окажут влияние на остальные гены».

Математическая модель может использоваться для получения картины текущего поведения сети и для анализа вероятной цепи происшествий, которая приведет к серьезным последствиям. Это достигается за счет анализа поведения некоторой группы подлежащих мониторингу устройств и отказа от использования какого-либо конкретного сетевого протокола для управления, обслуживания и настройки индивидуальных сетевых узлов.

Разработанное программное обеспечение и соответствующие математические модели пока что не являются готовыми продуктами, и, возможно, никогда не станут таковыми. В настоящее время они находятся на стадии исследований. Поскольку используемый метод анализа может быть применен к различным типам приложений, нет уверенности в том, что он будет использоваться именно в программном обеспечении для сетевого мониторинга.