This commit is contained in:
2026-05-25 01:47:25 +03:00
parent d10d6d1352
commit 2661ef1437
11 changed files with 144 additions and 169 deletions
+2 -2
View File
@@ -53,7 +53,7 @@
\label{fig:ensp}
\end{figure}
Эти решения ближе к реальной настройке сети, чем универсальные диаграммеры: они позволяют нарисовать топологию (а также) моделировать поведение сетевых устройств. Однако их назначение далеко от цели данной работы. Диаграммеры в их составе ориентированы на описание сети на основе оборудования конкретного производителя, а не на универсальное формализованное описание конфигурации сети виртуальных машин для лабораторных стендов.
Эти решения ближе к реальной настройке сети, чем универсальные диаграммеры: они позволяют нарисовать топологию сетевых устройств, однако их назначение далеко от цели данной работы. Диаграммеры в их составе ориентированы на описание сети на основе оборудования конкретного производителя, а не на универсальное формализованное описание конфигурации сети виртуальных машин для лабораторных стендов.
\subsection{Генераторы диаграмм}
@@ -73,7 +73,7 @@
\label{fig:graphviz}
\end{figure}
\begin{figure}[htbp]
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{files/plantuml.png}
\caption{Диаграмма сети в PlantUML}
+2 -2
View File
@@ -4,7 +4,7 @@
Исходя из результатов обзора, в качестве пользовательской формы задания конфигурации выбрано табличное представление. Такая форма представления удобна тем, что позволяет явно фиксировать элементы сети и их атрибуты, редактировать отдельные значения и проверять заполненность полей. При этом она допускает частично заданные конфигурации: часть параметров может быть указана сразу, а часть оставлена пустой для последующего уточнения.
При разработке табличного представления конфигурации сети виртуальных машин рассматривались два варианта организации данных: представление в первой нормальной форме (далее - 1НФ) и представление в третьей нормальной форме (далее - 3НФ). Оба варианта позволяют структурированно описать сеть, однако различаются сложностью редактирования данных в случае непосредственной работы с таблицами. Вторая нормальная форма отдельно не рассматривалась как самостоятельный вариант представления, поскольку для данной задачи она является промежуточным этапом между компактным пользовательским описанием и полностью разнесённой структурой данных.
При разработке табличного представления конфигурации сети виртуальных машин рассматривались два варианта организации данных: представление в первой нормальной форме (далее~-- 1НФ) и представление в третьей нормальной форме (далее~-- 3НФ). Оба варианта позволяют структурированно описать сеть, однако различаются сложностью редактирования данных в случае непосредственной работы с таблицами.
Разберём оба представления на примере топологии, изображённой на рисунке~\ref{fig:exmpl1}
@@ -126,7 +126,7 @@ PC4.eth1 & 10.0.0.4/24 \\
\label{tab:3nf3}
\end{table}
\subsubsection*{Выбор формы}
\subsubsection*{Выбор представления}
В качестве основного пользовательского представления была выбрана первая нормальная форма. Она удобнее в сравнении с 3НФ для ручного заполнения, проще воспринимается при описании лабораторных стендов и не требует постоянного перехода между большим количеством связанных таблиц.
+40 -15
View File
@@ -8,43 +8,68 @@
%\label{fig:uml_model}
%\end{figure}
\begin{figure}[htbp]
\centering
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{files/schema.png}
\caption{Процесс работы}
\label{fig:schema}
\end{figure}
Табличное представление используется для ввода, но для дальнейшей обработки требуется программная структура, в которой связи между объектами выражены явно. Поэтому данные таблиц должны преобразовываться во внутреннее представление, например в набор объектов Python (рисуок \ref{fig:uml_model1}), соответствующих основным сущностям конфигурации. Такая модель служит центральным представлением, из которого данные могут быть преобразованы в другие форматы.
\begin{figure}[htbp]
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{files/UML.png}
\caption{UML диаграмма классов Python}
\includegraphics[width=1\textwidth]{files/UML.png}
\caption{UML-диаграмма классов Python}
\label{fig:uml_model1}
\end{figure}
Табличное представление используется для ввода, но для дальнейшей обработки требуется программная структура, в которой связи между объектами выражены явно. Поэтому данные таблиц должны преобразовываться во внутреннее представление, которое было реализовано в виде набора объектов Python (рис. \ref{fig:uml_model1}), соответствующих основным сущностям конфигурации. Такая модель служит центральным представлением, из которого данные могут быть преобразованы в другие форматы.
Также необходима разработка механизмов преобразования модели. Основными преобразованиями являются импорт данных из табличного описания во внутреннюю модель, экспорт во входные языки средства развертывания сетевых конфигураций и средства построения диаграмм. YAML-файл в этом случае используется как структурированное описание, пригодное для дальнейшей обработки программами, вроде Netloom \cite{netloom} для поднятия сети из виртуальных машин, а D2 может применяться для генерации визуального представления сети на основе уже построенной модели.
Программная реализация средства описания конфигурации сети виртуальных машин выполнена на языке Python. Объём написанного кода: 710 строк, 48 килобайт. Код выложен на веб-сервисе Github \cite{github}. На рисунке \ref{fig:schema} представлен основной процесс работы с утилитой. Построение диаграмм происходит с помощью модуля py-d2 (пример на рисунке \ref{fig:diagram}).
\begin{figure}[htbp]
Программная реализация выполнена на языке Python. Объём написанного кода: 710 строк, 48 килобайт. Код выложен на веб-сервисе Github \cite{github}. На рисунке \ref{fig:schema} представлен основной процесс работы с утилитой. Построение диаграмм происходит с помощью модуля py-d2 (пример на рис \ref{fig:diagram}).
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{files/diagram.png}
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{files/schema.png}
\caption{Схема работы программной реализации}
\label{fig:schema}
\end{figure}
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=1\textwidth]{files/diagram.png}
\caption{Пример диаграмммы, построенной утилитой}
\label{fig:diagram}
\end{figure}
Воспроизводимость описания конфигурации обеспечивается тем, что результат хранится в виде структурированных данных. Одна и та же таблица при повторной обработке приводит к построению той же внутренней модели и, соответственно, к одинаковому описанию конфигурации. А преобразование в формат, пригодный для использования в средстве развёртывания сети виртуальных машин, обеспечивает возможность дальнейшего применения описания при подготовке лабораторных стендов из виртуальных машин.
\todo[inline]{вынести в отдельное приложение?}
Пример экспортированного YAML-описания конфигурации сети приведён в листинге~\ref{lst:yaml-config}.
\lstinputlisting[
language=yaml,
caption={Фрагмент YAML-описания конфигурации сети виртуальных машин},
label={lst:yaml-config}
label={lst:yaml-config},
frame=single,
framerule=0.4pt,
numbers=left,
numberstyle=\tiny,
basicstyle=\ttfamily\footnotesize,
lineskip=-1pt,
breaklines=true,
columns=fullflexible,
keepspaces=true
]{files/topology.yaml}
% \lstinputlisting[
% language=yaml,
% caption={Фрагмент YAML-описания конфигурации сети виртуальных машин},
% label={lst:yaml-config}
% ]{files/topology.yaml}
% Таким образом, решение строится не вокруг построения диаграммы, а вокруг формальной модели сетевой конфигурации. Табличное представление используется как способ ввода и редактирования, внутренняя модель — как основа обработки данных, а YAML и диаграмма — как формы представления результата. Такой подход позволяет обеспечить редактируемость, воспроизводимость и возможность дальнейшего применения описания при подготовке лабораторных стендов из виртуальных машин.
Binary file not shown.

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 47 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 35 KiB

Binary file not shown.

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 50 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 45 KiB

Binary file not shown.

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 69 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 52 KiB

Binary file not shown.

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 78 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 64 KiB

+6 -5
View File
@@ -1,8 +1,9 @@
сетевая топология -- "табличное представление (.csv)": ручное задание
"табличное представление (.csv)" -- внутренняя модель (Python) : преобразование кодом
внутренняя модель (Python) -- "диаграмма (.svg)" : преобразование кодом (py-d2)
внутренняя модель (Python) -- "описание для Netloom (.yaml)" : преобразование кодом
"описание для Netloom (.yaml)" -- средство развёртывания сетевой топологии (Netloom) {
сетевая топология --> "табличное представление (.csv)": ручное задание
"табличное представление (.csv)" --> внутренняя модель (Python) : разбор
внутренняя модель (Python) --> "описание диаграммы (.d2)" : визуализация
"описание диаграммы (.d2)" --> "диаграмма (.svg)" : использование D2
внутренняя модель (Python) --> "описание для Netloom (.yaml)" : экспорт
"описание для Netloom (.yaml)" --> средство развёртывания сетевой топологии (Netloom) {
style.stroke-dash: 5
}
средство развёртывания сетевой топологии (Netloom).style.stroke-dash: 5
Binary file not shown.

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 60 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 62 KiB

+87 -86
View File
File diff suppressed because one or more lines are too long

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 22 KiB

After

Width:  |  Height:  |  Size: 24 KiB

+7 -59
View File
@@ -2,77 +2,25 @@ meta:
id: topology.yaml
name: topology.yaml
networks:
- name: NA
- name: NB
- name: NC
- name: A
nodes:
- role: host
name: H1
name: PC1
interfaces:
eth1:
ip: null
network: NA
gateway: null
index: 1
eth2:
ip: null
network: NB
gateway: null
index: 2
bridges: []
vlans: []
- role: host
name: H2
interfaces:
eth1:
ip: null
network: NA
ip: 10.0.0.1/24
network: A
gateway: null
index: 1
bridges: []
vlans: []
- role: host
name: H3
name: PC2
interfaces:
eth1:
ip: null
network: NA
ip: 10.0.0.2/24
network: A
gateway: null
index: 1
bridges: []
vlans: []
- role: host
name: H4
interfaces:
eth1:
ip: null
network: NB
gateway: null
index: 1
bridges: []
vlans: []
- role: host
name: H5
interfaces:
eth1:
ip: null
network: NC
gateway: null
index: 1
bridges: []
vlans: []
- role: host
name: H6
interfaces:
eth1:
ip: null
network: null
gateway: null
index: 1
eth2:
ip: null
network: NC
gateway: null
index: 2
bridges: []
vlans: []