【毕业学位论文】（Word原稿）基于BOSS平台的联通传输网综合网管系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 姓 名：邹学刚 学 号： 1021170291 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师： 张惠娟 王介之 校外 指导教师 ： 孔文军 二一二年九月 基于 台的联通传输网综合网管系统的设计与实现 A in 2012 1021170291 基于B O S 邹学刚 同济大学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论 文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 2012 年 9 月 10 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 2012 年 9 月 10 日 同济大学 硕士学 位论文 摘要 I 摘要 移动、电信和联通三家公司不断改进自身 传输网络和网络管理系统在推动电信服务质量和服务水平上取得了较大的成就。近年来，伴随着 3G 网络的推广，电信企业 紧跟业务发展需求，推出了 电信业务运营支持系统 ）。 电信传输网络通过计算资源和存储利用情况，最大化地利用基础设施资源。因此，通过分析当前电信网络的实际发展需求， 如何提高系统投资有效率，降低维护成本，简化日 常维护等问题成为各大运营商亟待解决的问题。 宁夏 联通针对以上问题，在 统基础设施的集约化建设中 首次提出了建立统一网络综合网管系统项目建设， 实现了多应用系统基础设施的统一承载与资源动态调配 与管理 ，为逐步打造 信息化办公具有重要的社会意义和经济意义。 基于 功能上，联通综合网传输管理系统分为业务管理、接口管理、报表管理和日常管理四个子功能模块。业务管理是从 业务流程出发完成了系统事件管理、运维管理、变更管理和参数管理。接口管理完成了 统与其他第三方系统的接口处理和管理。在接口管理方面，本文详细阐述了平台与 诉平台接口和短信中心处理接口等基本功能。 报表管理是为联通管理层提供了一个告警统计、网元数据统计和基本网络负载等情况的统计。日常管理完成了传输网办公管理等基本工作。 本文 研究了以下几个方面的内容： 1）传输网告警机制的研究和管理； 2） 3） 4)网络性能数据的采集和数据获取； 5）软件工程基本思想在系统设计和实现过程中的指导作用。 本文基于软件工程基本思想，通过设计和实现台传输网监控系统的设计与实现，为宁夏联通规范网络服务和运行维护工作的流程提供了可靠的工具。传输网监控系统 通过搭建 间件服务平台，对电信网际网元进行标准化建模 ，实现了网络监控的全自动化管理，提高了同济大学 硕士学位论文 基于 台的联通传输网综合网管系统的设计与实现 联通网络服务质量，提升了联通公司的总体服务水平。 关键词 ： 输、 维、接口 in to In G up of . of of to of to be to in of a to on of to of in On is of of is by In in of an of of In on a by of of of on on 1 ) 2) as in 3) of 4) 5 in of 济大学 硕士学位论文 目录 I 目录 摘要 . I . 录 . I 第 1 章 引言 . 1 题研究背景及意义 . 1 题来源 . 1 题研究的意义 . 2 内外研究现状 . 2 文主要工作 . 4 文组织结构 . 4 第 2 章 系统开发相关技术介绍 . 6 件工程基本理论 . 6 件工程概述 . 6 件工程框架 . 6 台概述 . 8 通传输网监测分析 . 10 . 10 同济大学 硕士学位论文 基于 台的联通传输网综合网管系统的设计与实现 . 12 . 13 于 资源发现技术研究 . 15 章总结 . 16 第 3 章 需求分析 . 17 前现状分析 . 17 统架构分析 . 18 统功能结构分析 . 18 务管理 . 19 口管理 . 20 表管理 . 21 常管理 . 21 功能性需求 . 22 章总结 . 22 第 4 章 系统设计 . 24 统架构设计 . 24 络架构设计 . 25 据采集子系统设计 . 26 集设备选择 . 27 同济大学 硕士学位论文 目录 网络数据采集流程设计 . 28 据采集接口设计 . 30 务管理模块设计 . 32 件管理模块流程图设计 . 32 件管理模块状态转移图设计 . 33 维管理模块流程图设计 . 34 维管理业务状态转移图设计 . 35 更管理流程图设计 . 36 口管理模块设计 . 37 表管理模块设计 . 38 章总结 . 38 第 5 章 系统实现 . 40 络部署实现 . 40 . 40 据流程化 . 41 据持久化 . 42 件逻辑处理流程管理 . 43 台通信流程实现 . 44 . 45 同济大学 硕士学位论文 基于 台的联通传输网综合网管系统的设计与实现 据采集模块实现 . 45 据采集硬件实现 . 45 据采集软件实现 . 47 集数据上层分析实现 . 49 件管理模块实现 . 52 现效果展示 . 55 章小结 . 58 第 6 章 总结与展望 . 59 结 . 59 望 . 59 参考文献 . 61 致 谢 . 64 个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成 果 . 65 第 1章 引言 1 第 1 章 引言 题研究背景及意义 题来源 移动、电信和联通三家公司不断改进自身传输网络和网络管理系统在推动电信服务质量和服务水平上取得了较大的成就 1。近年来，伴随着 3G 网络的推广，电信企业紧跟业务发展需求，推出了 电信业务运营支持系统 ）。 电信传输网络通过计算资源和存储利用情况，最大化地利用基础设施资源。因此，通过分析当前电信网络的实际发展需求， 如何提高系统投资有效率，降低维护成本，简化日常维护等问题成为各大运营商亟待解决的问题。 宁夏 联通针对以上问题，在 统基础设施的集约化建设中 首次提出了建立统一网络综合网管系统项目建设， 实现了多应用系统基础设施的统一承载与资源动态调配 与管理 ，为逐步打造 信息化办公具有重要的社会意义和经济意义。 本人长期在宁夏联通工作，在传输 网络建设和系统搭建方面积累了大量的经验。通过分析，可以看出，现代网络传输和 网络监控不仅是硬件层面需要解决的问题，在软件层面还需要不断更新和完善，为提高网络监控水平和服务质量提供可靠的工具 2。通过分析以往联通公司 台和实际业务发展需要，我们可以看出，当前宁夏联通在传输网络建设和监控系统建设方面都存在一定的问题。 第一，宁夏传输网络监控系统没有建立真正的统一管理平台。 宁夏联通在 2007 年建立了统一的 台作为全网管理和监控的平台，但是分析 5 年来的运行情况可以发现，宁夏联通 台虽然能够 满足自身网络的实际 监控需要，但是在传输网的跨平台操作方面并不能提供一款真正的管理系统 3。现在电信网络在硬件建设上投入了大量的工作，越来越多的硬件厂商加入到传输网的建设上来，如何实现不同硬件的协议适配是当前宁夏传输网监控系统建设的重要方面。 第二， 同济大学 硕士学位论文 基于 台的联通传输网综合网管系统的设计与实现 2 当前虽然宁夏联通设计和实现了 台，但是 法从根本上提高联通服务水平。 第三，现在网络传输监测系统无法实现网络资源共享 宁夏 联通现在 台虽然能够实现全网传输监控，但是现在的全网监测并不能 实现网络资源共享。现在的网络监控和告警系统等相互独立，相互之间没有直接的共享机制。 现代化的告警系统 不能实现资源共享是不能满足业务需要和发展需要的 4。 因此，如何从资源整合和多维度办公出发，设计和实现一款传输网网管监控系统具有重要的经济意义和社会意义。 宁夏联通分公司从自身业务需求出发，设计和开发了传输网网管监控系统能够为网络监控提供有力的工具 5。 题研究的意义 网络传输检测管理系统从宁夏联通分公司的实际业务出发，为宁夏联 通公司提供了一款网络监测和网络管理于一体的网络管理系统，是公司信息化建设的重要工具 6。随着我国 3G 网络的不断推广，电信、移动和联通三家公司的竞争越来越激烈，因此，如何从自身的实际情况出发，设计和实现传输网络监控系统为提升公司服务水平和管理水平提供有效途径，实现真正的信息化办公 7。 传输网络监控平台是联通公司 台的网络管理支撑平台。系统通过实现业务管理、接口管理、报表管理和日常管理四个功能，实现了对通信网元和网络管理数据的共享和全网管理 。本文通过研究传输网监控和管理系统的设计与实现，对联通网络 监控和 台的接口设计等提供了一个有效的工具，通过系统扩展实现了对第三方网络元素和第三方数据的监控和管理，为提高宁夏联通服务水平和数据共享能力具有重要的社会意义和经济意义。 内外研究现状 伴随着全球电信数据通信模式和通信方式的不断变化，如何适应 3G 网络带来的冲击是每个电信服务商需要解决的重要问题。在我国，联通、电信和移动公第 1章 引言 3 司在数据通信领域长期占据重要的地位。通过分析联通公司业务量和利润水平，我们可以看出，我国电信类的企业的服务水平是直接决定公司效益的重要因素。同时，增值服务能够在很大程度上 增加企业的服务水平。因此，如何通过增加电信网络服务水平 ， 建立基础架构服务成为电信等企业的重要发展方向。 纵观我国网络通信服务和通信技术的发展较国外发达国家的通信技术迟缓很多。网络通信技术最早是 从国际军事应用发展过来的。我国通信模式是我国自身摸索出来的具有我国特点的应用模式。总结我国通信模式我们可以看出，我国通信模式主要经历了 人工对接物理连接线路模式和信息化路由模式两个阶段。这两个阶段是伴随着信息技术的进步发展而来的。 第一阶段 ，人工对接物理连线发展模式 这一阶段主要是将网络看做是一条条物理存在的线路，通过物 理线路的人工对接实现了线路连接。在实际应用生产的过程中，网络管理员是负责有限区域的主体，网络管理员通过层级关系实现了通信网络的畅通。我们不难看出，这个阶段的网络管理只是简单的网络连接和最基础数据的登记工作，并没有真正的数据分析和记录功能。 第二阶段，信息化路由阶段。 信息化路由阶段是信息技术不断发展的产物，这个阶段的通信网络这种出现了数据通信阶段、网络路由和网络数据分析的概念。数据采集和分析模型的建立是系统 进行数据分析的重要依据。信息化路由阶段网络已经不仅仅是数据处理的工具还出现了数据分析报表、数据分发和数 据跨网段权限管理的概念。信息化路由阶段的网络管理与第一阶段出现了较大的差别，这个阶段的数据网络主要是机遇角色管理和用户权限管理实现的。这种模式的出现让系统网络更加可靠，系统管理更加科学化。 网络管理技术是网络通信技术不断发展的重要工具，是通信公司占据市场依靠，更是衡量一个网络管理公司实力的重要工具。网络管理师通过分析网络实时参数为网络正常运行和网络系统功能拓展的工具。网络管理的对象不仅包括网络设备的监控还包括网络实时数据的监控。网络设备监控主要是监控各个设备的运行状态和运行数据。网络实时数据监控包括数据的分 发路由管理和数据处理等功能。 同济大学 硕士学位论文 基于 台的联通传输网综合网管系统的设计与实现 4 通过分析我国网络监控的发展历程和管理技术，我们不难看出，我国网络监控技术的发展主要依托于电信、联通和移动三家运营商的技术进步实现的。通过分析我国网络监控和数据处理过程，我们不难看出，我国网络监控和管理过程中，网络分析还存在一系列的问题。与国外发达国家相比，我国网络管理分析无论在硬件设备上还是在管理软件商都存在一些差距。 虽然国外管理在技术水平上都取得了一些成就，但是一味地引进国外软件业存在一些现实问题，比如国外软件在价格上和实用性上都不能满足我国运营商的需求。因此，基于本地运营商 需求，设计和开发一款面向我国通信网络 监控的网络系统具有重要的社会意义和经济价值。 文主要工作 本文基于软件工程基本思想，通过设计和实现 台传输网监控系统的设计与实现，为宁夏联通规范网络服务和运行维护工作的流程提供了可靠的工具。传输网监控系统 通过搭建 电信网际网元进行标准化建模，实现了网络监控的全自动化管理，提高了联通网络服务质量，提升了联通公司的总体服务水平。并在此基础上，研究了以下几个方面的内容。 第一，传输网告警机制的研究和管理。 第二， 总线在保证通信安全方面的方案设计。 第三， 第四，网络性能数据的采集和数据获取 10。 第五，软件工程基本思想在系统设计和实现过程中的指导作用。 文组织结构 电信、联通和移动三家公司的竞争逐渐冲击着各个业务市场方面，基于 台业务需求 ,根据宁夏联通公司传输网络业务发展需求设计和开发的应用 平台，本平台应用 于通信网络管理的综合系统平台。在功能上，联通综合网传输管理系统分为业务管理、接口管理、报表管理和日常管 理四个子功能模块。业务管理是从业务流程出发完成第 1章 引言 5 了系统事件管理、运维管理、变更管理和参数管理。接口管理完成了 统与其他第三方系统的接口处理和管理。在接口管理方面，本文详细阐述了平台与管监控平台接口、投诉平台接口和短信中心处理接口等基本功能。报表管理是为联通管理层提供了一个告警统计、网元数据统计和基本网络负载等情况的统计。日常管理完成了传输网办公管理等基本工作。 通过分析，我们可以看出，本文的组织结构如下所示。 第一章 绪论。本章主要详细介绍了全文的研究背景、研究意义、国内外研究现状和本文的主要 工作等。 第二章 关键技术。 本章主要介绍了传输网络监控系统在设计和实现过程中的关键技术和相关理论。 第三章 需求分析。 本章主要介绍了传输网络监控系统的功能需求和非功能性需求。 第 四 章 总体设计。 本章详细介绍了传输网络监控系统的详细设计和业务流程分析。 第 五 章 系统实现。本 本章详细介绍了传输网络监控系统的软件实现和实现效果展示等基本内容。 第 六 章 总结与展望 同济大 学 硕士学位论文 基于 台的联通传输网综合网管系统的设计与实现 6 第 2 章 系统开发相关技术介绍 件工程基本理论 件工程概述 软件工程是一门基于工程的思想进行软件项目开发管理和实施的规范化方法。软件工程方法提倡通过系统分析、规范化管理和定量分析进行工程化的管理，从而将系统开发控制在一个可执行的过程中来。因此，软件工程的必须在软件开发周期的基础上，进行结构分析和相关过程定义活动。软件工程对每个项目过程都进行了严格的定义，从而真正实现了项目的可控和项目的跟踪管理。 因此软件工程 是 一门基于软件项目开发和项目跟踪的方法学 11。 软件工程的生存周期主要是从以下几个方面进行定义和分析的。 第一，从时间角度对项目进度进行管理。通过对项目实施的阶段进行划分，从而严格控制项目进度，保证项目高质量实施。 第二， 从管理学的角度，将软件项目的各个子项目划分为独立的过程，通过完成每个阶段，实现各个阶段的任务管理。 第三，从实践的角度对项目过程进行监控。项目实践往往涉及很多要素，因此如何从软件工程的角度对实践的角度进行定义和过程监控是软件工程的最终目的 12。 件工程框架 根据面向对象思想，采用 模进行系统分析和设计，因此在实际设计和实施过程中，严格按照软件工程的基本要求，依据需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、试运行、运行、维护等环节进行，具体的技术 生命阶段流程图 如下图 2示。实施过程主 要包括系统性能需求分析、概要设计、详细设计、实现、测试几个阶段。 第一，性能需求分析。根据目前 联通公司基本网络管理 客户服务系统调研，第 2章 系统开发相关技术介绍 7 了解系统性能方面的需求，完成需求规约说明书。 第二，概要设计。根据系统性能方面的需求，分析系统性能瓶颈，对系统整体架构以及模块进行优化设计与调整，完成系统概要设计说明书。 第三，详细设计。根据性能需求分析与概要设计，提出具体的优化方案，完成系统详细设计说明书。 第四，实现。根据详细设计说明书所描述的提高系统性能实施规约，对系统进行优化。 第五，测试。系统调优后，对系统进行测试 ，检验是否达到预期的性能目标，对测试结果进行分析形成系统测试报告 13。 图 2件工程生命阶段流程图 因此通过分析我们不难看出，软件工程就是通过工程思想的管理模式，进行软件产品的生成和相关产品的定义。软件工程的必须在软件开发周期的基础上，进行结构分析和相关过程定义活动。软件工程对每个项目过程都进行了严格的定义，从而真正实现了项目的可控和项目的跟踪管理。因此软件工程师一门基于软件项目开发和项目跟踪的方法学。 软件工程最重要的思想在于过程监控，过程监控主要是凸显生命周期的 概念。软件工程生命周期主要分为需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、同济大 学 硕士学位论文 基于 台的联通传输网综合网管系统的设计与实现 8 试运行、运行和后期维护几个阶段。 这些目标的实现不论在理论上还是在实践中均存在很多待解决的问题，它们形成了对过程、过程模型及工程方法选取的约束。 台概述 业务运营支撑平台的简称，是通信运营公司的综合数据管理平台。台通过电信数据管理和服务管理为用户提供了一个管理与被管理、数据提取与上传和服务与业务于一体的综合平台。 台是伴随着通信公司的增值服务出现的综合管理平台。 台的出现让电信运营商的 数据真正实现了可靠和共享。 台在实际功能上包括数据挖掘与分析，数据整理与加工、服务提供与处理等多重功能。 如下图 2示为 统在运营平台上的架构设计图 14。 台建设的最终目的是为用户提供一个服务平台，为通信公司提供一个综合管理平台。可以说， 台通过数据共享真正实现了多维度管理。从图中我们可以看出， 台在功能上主要包括数据加工、系统监控、增值服务、管理配置和客户关系管理等基本功能。在逻辑架构上， 台主要包括数据对象分析。逻辑数据管理、数据映射、输入 /输出管理 和业务处理管理等基本层面上的管理。 第 2章 系统开发相关技术介绍 9 图 2台架构图 仅包括网络架构标准还包括 统标准。 统是根据计算机网络研究实验室专家共同认可的标准而设计的围绕计算机实验室相关设计和服务设计的操作系统 15。 台在实际的业务管理上，主要包括数据可靠性管理和网络监控等功能。业务数据管理主要是面向网络状态监控、设备状态监控、数据分析和网络参数管理等基本工作。分析当今使用的 台数据，我们可以看出， 台数据是基于 式进行传输和管理的。 够实现数 据报文的规整性和标准化管理 16。 三个平台相互联系又相互独立，通过实现数据共享和数据处理流程真正实现了数据独立与共享可靠性。通过分析业务管理平台， 台是运营商实现数据管理的综合性平台。 台的出现让运营商的增值管理更加灵活，数同济大 学 硕士学位论文 基于 台的联通传输网综合网管系统的设计与实现 10 据共享和数据挖掘让高质量的客户服务成为现实。 台是一个具有统一标准的综合业务运营和管理平台 。 统 功能主要包括三个领域：计费、服务保障与服务实施。 通过分析 台的功能， 台是实现数据管理和提高服务质量的重要工具。 随着新的 网络技术 的推出，每个领域都将受到其特有的一系列问题的影响。 台是一个综合管理平台。通过分析国内外运营商的通信管理平台，我们可以看出， 业务决策，服务提升和数据监控方面具有重要 的参考价值。 过主动数据采集、角色管理和数据挖掘实现了网络状态、设备属性、数据传输、数据处理和加工等功能，是真正的数据共享平台。 台的建立是运营商实现流程化管理的重要工具。 通传输网监测分析 网络监测的基础是网络数据 ，因此系统监测过程中需要通过数据平台对网络进行实时扫描。数据扫描是获取网络性能数据的重要方法。在实际数据扫描中主要涉及到 面将详细介绍这几 种技术在联通传输网综合网管系统中的应用。 (因特网控制信息协议，是 于 著名的 回显响应 (文进行工作的。 网络管理师基于网络层的分层管理。 数据将数据封装到报文中。前面已经 说明了数据是基于 过分析我们可以看出，数据基于 章 系统开发相关技术介绍 11 包后，将数据进行路由定义和路由查找，在完成了路由检索后，直接将数据发送向目的方。可以看出， 设备状态和监控数据作为一样的对象进行处理。这种处理模式使得 户在网络管理过程中，能够实现状态监测、路由检索、数据封装、数据分发和数据处理等基本功能。如下表 2可以看出， 数据分为首部、数据段 和尾部三个部分。数据部分主要包括数据部分和 表 2文基本结构表 帧首部 帧数据段 帧尾 数据进行分析，并向源数据发送处理码。源数据接收到报文后，根据返回码进行数据处理。 下表 2返回码 主要包括三个方面的内容，类型、代码和校验。 表 2代码 描 述 0 0 回声应答 3 0 目的网络不可达 3 1 目的主机不可达 3 2 目的协议不可达 3 3 目的端口不可达 4 0 源抑制 8 0 回声请求 9 0 路由器通告 10 0 路由器发现 11 0 同济大 学 硕士学位论文 基于 台的联通传输网综合网管系统的设计与实现 12 12 0 实际管理过程中， 以往的管理过程中，“ 进行数据管理的重要命令，但是只是一味的“ 会让黑客钻空子，产生一 定的漏洞。传统的网络管理过程中，比如基于 不可缺少的工具。在实际工作过程中，如果直接将“ 用了，我们将没办法再基于 这种状态下，网络管理员只能通过使用 基于端口的管理过程。这种管理模式是将网络端口进行数据传输，网络探测通过 端口管理进行数据管理。在平常管理过程中， 0开放， 1端口开放， 3端口开发。利用 实时扫描，然后将数据进行处理和分析的过程。 种模式让数据监测更加简单和快捷。 输控制协议）是基于连接的协议，也就是说，在正式收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个 对话 ”才能建立起来，其中的过程非常复杂，我们这里只做简单、形象的介绍。 在层次管理上， 数据传输层之下。在这两个层次之间 在实际的系统管理过程中， 下图 2监视服务器 向监视对象主机 发送一个连接请求，当 送来的响应报文后即认为