（信号与信息处理专业论文）基于corba的dpn网管系统——告警管理及网络自愈的实现.pdf

y5 8 9 5 4 9 北京邮f u 人学硕十学化论文 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：盘么丛 日期：趔里! ，! ：! ： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电人学有关保留和使f j 学位论文的规定，即：研究生在校攻读学 位期间论文t 作的知识产权单位属北京邮电人学。学校有权保留并向国家有关部j 或机构送交 论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容， 可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位沦文在解密屙遵 守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注 释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 扩。牛3 ， 6 北京邮电人学硕十学位论文 摘要 随着电信网络的容量和光纤资源的日益丰富，社会各界对电信业务提 出了多层次、多样化的需求。d p n 网就是在这种情况下建设的。d p n 网 络利用现有先进的国产设备，自行开发网管软件，我们采用对象管理组织 o m g 的c o r b a 作为实现系统集成标准，保证网管系统的可持续性建设， 使网络资源可发挥最大效益。 本文论述了d p n 网管的整体结构和管理框架，并着重阐述了告警管理 以及网络自愈的实现流程。告警管理的有效与否和功能强弱直接关系到被 管理网络的可用性和可靠性。告警检测阶段的目的是在设备故障发生以 后，尽可能地将其识别出来，检测出的异常事件经过过滤，确定出故障位 置，告警类型以及告警等级，并进行后续处理。一旦该告警引起客户电路 工作异常，就要进入网络自愈流程，这是一个重要的后续处理过程。 本文第一部分介绍了本项目的开发背景和现代网络管理的基本知识， 尤其是告警管理和网络自愈的相关原理。并着重阐述了c o r b a 的基本原 理和本项目所用到的基本c o r b a 服务，以及c o r b a 与电信网管结合带 来的好处。 本文第二部分前两章简要介绍了所开发网管系统的特点，系统整体架 构，前后台格局和所需c o r b a 接口。接下来着重介绍了本人的研究重 点一一告警管理和网络自愈管理。 告警管理从整个告警的处理过程进行描述，主要包括告警的接收、告 警过滤、告警分类、告警的前后台交互及告警到电路的关联。 网络的自愈管理主要是电路的自愈过程，因此从电路的管理中体现。 电路管理包括了电路的创建、连接、断开、删除等主要操作，而电路的自 愈过程也是这些操作的组合。电路的白愈主要包括自动切换和手动切换， 本文详细介绍了这两种切换的流程。 本文在最后还介绍了此次开发中的日志管理，这也是系统可靠性管理 的一个有力补充。 关键词：网络管理，c o r b a ，告警管理，刚络自愈，s n m p 北京邮电人学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ee x p a n s i o no ft e l e c o m m u n i c a t i o n sn e t w o r kc a p a c i t ya n dt h ei n c r e a s i n ga b u n d a n c eo ff i b e r r e s o u r c e ，t h e r ea r ee v e nm o r ed e m a n d sf o rt h eq u a l i t ya n dv a r i e t yo ft e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c e sd p n n e t w o r k sw e r ee s t a b l i s h e du n d e rs u c hb a c k g r o u n d d o m e s t i ce q u i p m e n t sa n ds e l f - d e v e l o p e dn e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e mw e r ea d o p t e do nd p nn e t w o r k u s i n gc o r b a o fo b j e c tm a n a g e m e n tg r o u pa s t h es y s t e mi n t e g r a t i o ns t a n d a r d ，t h ec o n t i n u o u sc o n s t r u c t i o no fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mc a nb e a s s u r e da n dt h en e t w o r kr e s o u r c e sc a nb em a d eb e s tn s e t h es y s t e ms t r u c t u r ea n dm a n a g e m e n tf r a m e w o r ka r ed e s c r i b e da n dt h e s y s t e mf l o wo ff a u l t m a n a g e m e n ta n dn e t w o r ks e l fh e a l i n ga r em a i n l yd i s c u s s e d t h ee f f e c t i v e n e s sa n dt h ef u n c t i o n a l i t yo f f a u l tm a n a g e m e n ts y s t e mc o r r e l a t ew i t ht h ea v a i l a b i l i t ya n dr e l i a b i l i t yo ft h em a n a g e dn e t w o r kt h e p u r p o s eo fa l a r md e t e c t i o ni s t od e t e c ta n di d e n t i f ya na l a r mw h e ni to c c u r sa s q u i c k l ya sp o s s i b l e d e t e c t e da b n o r m i t i e sa r ef i l t e r e da n dt h e ni st od e t e r m i n et h el o c a t i o na sw e l la st h e t y p ea n dt h el e v e lo f t h ea l a r m o n c et h ea l a r mc a u s e dc u s t o m e rc i r c u i ta b n o r m i t y , t h en e t w o r ks e l f - h e a l i n gf l o w , av e r y i m p o r t a n ts u b s e q u e n tp r o c e d u r e ，i sa c t i v a t e d t h ef i r s tp a r to ft h et h e s i si n t r o d u c e st h eb a c k g r o u n do ft h ep r o j e c ta n dt h ef u n d a m e n t a l k n o w l e d g e o fm o d e mn e t w o r km a n a g e m e n t ，e s p e c i a l l yt h er e l a t e dt h e o r i e so ff a u l tm a n a g e m e n ta n dn e t w o r ks e l f h e a l i n g t h eb a s i ct h e o r yo fc o r b a a n dt h ec o r b as e r v i c eu s e di nt h i sp r o j e c ta r em a i n l yd i s c u s s e d t h eb e n e f i t so f c o m b i n i n gc o r b a a n d t e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k m a n a g e m e n t a r ea l s od i s c u s s e d t h ef i r s tt w o c h a p t e r s o ft h es e c o n dp a r ti n t r o d u c e s y s t e mc h a r a c t e r i s t i c s ，s y s t e ms t r u c t u r e ， i n t e r a c t i o nb e t w e e nt h ef r o n ta n db a c ke n d ，c o r b ai d li n t e r f a c eo fn e t w o r km a n a g e m e n t t h e s u b s e q u e n tc h a p t e r sd i s c u s st h em a i nr e s e a r c hw o r k 一- f a u l tm a n a g e m e n ta n dn e t w o r k s e l f h e a l i n g f a u l tm a n a g e m e n td e s c r i b e st h ew h o l e p r o c e s so ff a u l t s i tm a i n l yi n c l u d e sa l a r mr e c e i v i n g ，a l a r m f i l t e r , a l a r mc l a s s i f i c a t i o n ，a l a r mt r a n s f e rp r o c e d u r ea n dt h ea s s o c i a t i o nb e t w e e na l a r ma n dc i r c u i t n e t w o r k s e l f - h e a l i n gi sa l s ot h ep r o c e d u r eo fc i r c u i ts e l fh e a l i n gw h i c hc a nb ei n c l u d e di nc i r c u i t m a n a g e m e n t c i r c u i tm a n a g e m e n ti n c l u d e sc i r c u i te s t a b l i s h m e n t ，c o n n e c t i o n ，d i s c o n n e c t i o na n dd e l e t i o n t h ec i r c u i t s e l f - h e a l i n g i sa l s ot h ec o m b i n a t i o no ft h e s e p r o c e d u r e s c i r c u i ts e l fh e a l i n gi n c l u d e s a u t o m a t i cs w i t c ha n dm a n u a ls w i t c ht h e s et w os w i t c hf l o w sa r ed e s c r i b e d i nd e t a i li nt h et h e s i s t h el a s t c h a p t e ri n t r o d u c e st h el o gm a n a g e m e n to ft h i sp r o j e c tw h i c hh e l p st or e i n f o r c es y s t e m r e l i a b i l i t y k e yw o r d s ：n e t w o r k m a n a g e m e n t c o r b af a u l tm a n a g e m e n t n e t w o r ks e l f h e a l i n g s n m p 北京邮电人学硕十学位论文 第一部分项目开发背景及网管基本理论 第一章项目背景 1 1d p n 网络建立的必要性 随着电信网络的容量和光纤资源的日益丰富，社会各界对电信业务提出了多层 次、多样化的需求。在各种新业务不断推出的同时，电信企业的出租业务发展迅猛， 特别是出租专线的需求迅速增长，同时对电信部门的网络运行质量和服务水平提出了 更高的要求。 原来北京有两个d d n 网。其中，d d n l 网于1 9 9 3 年开始建设，选用美国a s c o m t i m e p l e x 公司的产品，并根据业务需要分别在9 5 年、9 6 年和9 7 年进行了三次扩 容和网络优化，共计安装节点机1 6 2 个，用户端口容量8 7 6 0 个。由于该设备的中继 容量有限，虽然用户端口还有余量，但吞吐能力已达极限。d d n 2 网于1 9 9 7 年开始 建设，选用美国n e w b r i d g e 公司的产品，设计安装节点共1 8 1 个，端口容量8 1 4 0 个。因该网部分m o d e m 采用以色列r a d 公司产品，节点机和m o d e m 存在两个网 管；而n e wb r i d g e 设备的误码测试功能欠缺，维护有所不便。 由于用户对数据业务有不同层次的需求，并且d d n 专线与模拟专线在资费方面 的巨大差异( 以6 4 k b s 以下专线为例：d d n 专线月租费为1 2 0 0 一1 6 8 0 元条，模拟专 线月租费为2 0 0 元，条) 等因素，导致北京网内仍有一万多条模拟实线的专线在运行。 模拟专线全程以实线连接，需跨接多个测量室，电路质量差，故障发生率高，无任何 监测手段，故障处理环节多，历时长，维护难度大，难以满足用户对质量和服务的要 求。近年来局间中继管孔造价不断上扬，模拟专线浪费管孔资源，继续维护升级模拟 专线业务将在经济上越来越不划算。并且大部分新建局所无实线中继电缆，新增模拟 专线用户比较困难。 综上所述，以往各个时期分别建设的各个专线网络，投资数亿元人民币，但在容 量、质量、管理以及技术等方面仍存在不少问题，不能满足业务和质量的需求。而目 前网上使用的大量模拟专线存在电路质量、故障监测及维护管理等方面的严重不足。 因此，充分利用现有的光纤资源，以较少的投资建设一个完整、先进、大容量，并具 有完善的网管功能的数字专线网络系统，来取代北京目前的模拟专线网络，并通过降 低投资成本，力争以相对低的资费标准为用户提供高质量的速率可选的数字专线，同 时也可满足用户升速或更高层次的需求。 7 北京邮l b 人学硕+ 学位论文 1 2d p n 网络的技术方案 d p n 网络利用现有先进的国产设备，自行开发软件，以一个技术先进、成本低廉 的数据网络系统来替代现有的模拟实线专线网。新网络系统的网络结构如图1 1 、图 1 2 所示，出核心层节点、汇接层节点和接八层节点组成。其中，核心层节点连接成 双向环形结构，使用单模光纤，速率为6 2 2 m b s ，具有自愈功能；每个汇接层节点通 过单模光纤连接到两个核心层节点，速率为1 5 5 m b s ，并可实现双纤保护；用户线路 通过接入层节点汇接成为2 m b s 速率后接入到汇接层节点，2 m b s 信号的传输可使用 现有的传输系统。核心层和汇接层设备选用北京宽广电信生产的9 4 0 2 系列节点机， 接入层节点机和m o d e m 选用北京科广联通信设备有限责任公司的产品。网管软件由 中国网通集团研究院网络技术研究室开发。新网络系统投产后至少可以提供7 9 8 8 条 6 4 k b s 速率的专线。 图1 - 1d p n 网络系统总体框图 北京邮电人学颂十学位论文 1 3 网络设备 m o d i ! im ( i l i i ! mm o d e mo d i ! m 图1 2d p n 网络系统局部框图 1 b l c 一9 4 0 2 数字交叉联接设备( 简称d x c ) 是现代电信网络中必备的设备。由d x c 、复用 设备和电信传输设备构成的电信传输网络正在得到广泛的应用。b t c 一9 4 0 2 是北京宽 广电信高技术发展有限公司和北京邮电大学a t m 技术研究中心研制的数字交叉联接 设备产品。该产品是国家8 6 3 计划成果，它曾先后获国家8 6 3 计划和原邮电部科技进 步奖，并列入国家重点新产品计划。 b t c - 9 4 0 2 是一种以时隙为基本交叉连接单位的数字交叉连接设备。但是，它的外 部不仅能够提供e 1 接口，而且能够提供s t m 1 、s t m 4 端口。它的交叉连接能力最 小为2 5 6 个双向时隙( 即8 个双向e 1 端口) ，最大为4 9 1 5 2 个双向时隙( 即1 5 3 6 个 双向e 1 端口) 。b t c 一9 4 0 2 于1 9 9 4 年研制成功，目前已经在国内十余个省市的公众电 信网络上使用，取得良好的经济和社会效果。 2 m f l 2 8 m f l 2 8 北京科广联通信设备有限责任公司设计生产的。它的主要功能是用户接入， 交叉连接，带宽控制。基本单元配置： 控制盘( n m p ) 2 块 中继盘( e 1 ) 2 块24 = 8e l 接口 用户盘( u i ) 8 块81 6 = 1 2 8 专线接口 0 北京邮电人学硕十学位论文 测试盘( t e s t m ) l 块 第二章网络管理概论 2 1 网络管理系统 网络管理是指对网络的运行状态进行监测和控制，使其能够有效、可靠、安全、 经济地提供服务。良好的网络管理是网络正常运行并充分发挥网络效益的必要条件。 网络规模越大，用户越多，业务越多，网络管理的重要性越明显。一个重要的大型网 络哪怕瘫痪一分钟，其损失也难以统计。网络管理包含两个任务，一是对网络地运行 状态进行检测，二是对网络的运行状态进行控制。通过检测了解当前状念是否f 常， 是否存在瓶颈问题和潜在的危机；通过控制对网络状态进行合理调节，提高性能，保 证服务质量。检测是控制的前提，控制是检测的结果。 2 1 1 网络管理的目标 网络管理的目标就是网络经营者以及用户对网络的基本要求，主要包括以下几点： 网络应是有效的，即网络要能准确及时地传递信息。 网络应是可靠的，网络必须保证能够稳定地运转，不能时断时续，要对各种 故障以及自然灾害有较强的抵御能力和有一定的自愈能力。 现代网络要有开放性，即网络要能够接受多厂商生产的异种设各。 现代网络要有综合性，即网络业务不能单一化。 现代网络耍有很高的安全性，因为现在人们对网络依赖性愈来愈强，对网络 的安全性的要求也越来越高。 网络的经济性，网络的经济性有两方面含义：一是对经营者而言，网络的建 设、运营、维护等开支要小于业务收入，否则经济性就无从谈起；二是对用 户而言，网络业务要有合理的价格，如果价格太高用户承受不起，拒绝应用 这些业务，网络的经济性也无从谈起。 2 1 2 网络管理体系结构 网络管理体系结构是建立网络管理系统的基础。不同的管理体系结构会带柬不同 的管理能力、管理效率和经济效益，进而决定网络管理系统的不同的复杂度、灵活性 和兼容性。国际标准化组织( i s o ) 提出的基于远程监控的管理框架是现代网络管理 体系结构的核心。这一管理框架的目标是打破不同业务和不同厂商设备之间的界限， 建立统一的综合网络管理系统，变现场的物理操作为远程的逻辑操作。基丁远程箍控 的管理框架，i s o 丌发了远程崎控模型一一系统管理模型，它的核心是刈相互通信 】o 北京邮电人学硕十学位论文 的系统管理实体( 进程) 。在这种体系结构中， 一个系统中的管理实体担当管理者角 色，而另一个系统的对等实体担当代理者角色，代理者负责访问被管资源的数据( 被 管对象) 。 这些建议已被普遍接受，并形成了两种主要的网络管理体系结构，即基于o s i 模 型的公共管理信息协议( c m i p ) 体系结构和基于t c p i p 模型的简单网络管理胁议 ( s n m p ) 体系结构。c m i p 体系结构是一个通用的模型，它采用连接型协议传送管 理信息，管理者和代理者是一对应用层的对等实体，通过调用公共管理信息服务元素 来交换管理信息。c m i p 的优点是通用和完备，在实际中c m i p 在电信网管理标准t m n 中得到应用。s n m p 的优点是简单和实用，它可以在无连接的用户数据报协议( u d p ) 的支持下传递管理信息。s n m p 只提供获取( g e t ) 、设置( s e t ) 、陷阱( t r a p ) 等简单 的通信功能，以变量为单位进行操作。管理者主要采用轮询的方式对代理者处的管理 信息进行访问。这些特点是s n m p 在资源、技术、成本等方面的丌销大大小于c m i p ， 在实用性方面具有明显的优势。 在d p n 网络管理系统中，我们采用的是s n m p 协议，在网管系统组成框图中， 主要是应用服务器与a g e n t 之间依靠s n m p 协议传递消息，其基本结构如图2 1 ： m a 孕孕g e n 拿n t a p p l l c a t l o n 管理i 消息 s n m p 管理实体 s n m p 管理者 u d p i p l i n k s n m p m e s s a g e 通信网 幽2 - 1 ：s n m p 协议框架结构 m a n a g e n e n t a p p l i c a ti o n 管理i 消息 s n b l p 代理 u d p i p 北京邮i u 人学硕十学位论文 22 网络管理的5 大功能 国际标准化组织( i s o ) 定义了网络管理的5 个功能域： 故障管理 配置管理 性能管理 计费管理 安全管理 下面分别进行简要介绍。 2 2 1 故障管理 故障管理( f a u l tm a n a g e m e n t ) 是基本的网络管理功能。故障管理是网络管理功能 中与故障检测、故障诊断和故障恢复等工作有关的部分，其目的是保证网络能够提供 连续可靠的服务。网络服务的意外中断往往对社会或生产造成很大的影响。另一方面， 在大型计算机网络中，发现故障时，往往不能具体确定故障所在的具体位置，这就需 要故障管理提供逐步隔离和最后定位故障的一整套方法和工具。有时候，所发现的故 障是随机性的，需要经过很长时间的跟踪和分析，才能找到其产生的原因。这就需要 有一个故障管理系统，科学地管理网络所发现的所有故障，具体记录每个故障的产生， 跟踪分析以至最后确定并修复故障。 所以，故障管理应包含以下5 项典型功能： 维护并检查错误日志 接受错误检测报告并作出响应 跟踪、辨认错误 执行诊断测试 纠正错误 2 2 2 配置管理 配置管理( c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ) 是维护网络正常有序运行的重要手段。它 初始化网络、配置网络，以使其提供网络服务。目的是为了实现某个特定功能或使网 络性能达到最优。配置管理的内容包括： 设置开放系统中有关路由操作的参数 对被管对象或被管对象组名字的管理 初始化或关闭被管对象 根据要求收集系统当前状态的有关信息 获取系统重要变化的信息 北京邮电火学硕十学忙论文 更改系统的配置 配置管理的任务是识别网上设备和用户，收集必要的数据，为通信系统的初始化 提供数据，而且要提供连续可靠的连接。配置管理主要关心的是维护网上软件、硬件 和电路的精确清单，修改清单的能力以及响应改变业务需求的可靠方法。 2 2 3 性能管理 性能管理( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) 是对网络性能的管理，要求做到对网络的特 性、资源利用率以及有关通信活动进行分析，以帮助网络管理人员评价网络资源及相 关的通信活动的情况和效率。有效的性能管理能优化网络的性能，最大限度地满足不 同层次用户对网络的需求。 性能管理可从3 个方面着手： 建立对当前网络性能测量的基准 寻找识别网络与应用软件不匹配的方法 进行分析测量，寻找可能改进网络性能的对策 性能管理包括系统资源的运行状况及通信效率等系统性能，其能力包括监视和分 析被管网络及其所提供服务的性能机制。性能分析的结果可能会启动某个诊断测试过 程或重新配胃网络，以便维持网络的性能。性能管理收集、分析有关被管网络当前状 况的数据信息，并维护和分析性能日志，其典型的功能包括： 收集统计信息 维护并检查系统状态日志 确定自然和人工状态下系统的性能 改变系统操作模式以进行系统性能管理的操作 2 2 4 计费管理 计费管理( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ) 负责记录网络资源的使用，目的是控制和监 测网络操作的费用和代价，它对一些公共商业网络尤为重要。它可以估算出用户使用 网络资源可能需要的费用和代价，以及已经使用的资源。网络管理员还可以通过向户 收取费用来控制用户过多地使用和占用网络资源。这也从另一方面提高了网络的效 率。另外，当用户需要使用多个网络资源时，计费管理应能计算总费用。 计费管理在局域网上不那么重要，因为局域网主要在一个单位内部使用，计费也 不那么严格，所以计费系统比较简单，多数都包括在网络操作系统内。 计费管理是对网络资源和通信资源的使用进行计费，包括对用户使用的各种资源 进行跟踪，统计用户对资源的使用数量和占用时间，计算费用及对收费用户进行确认。 浚系统能对用户的访问活动建立详细记录，这既是对用户收费的依据，又是对网络极 有用的信息，因为发生问题后可根据记录查找原因。 北京邮电人学硕f ? 学位论文 计费系统还具有安全管理功能。它能告诉网络管理员谁在网上的什么地方、什么 时候，做了什么工作，哪个用户在什么时间用了哪些资源等。管理员可以用它检查某 个用户对某服务器、目录或文件的操作。该系统还提供错误报告清单，利于防止故障 发生。 2 2 5 安全管理 安全管理( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) 是网络管理中非常重要的内容。安全性一直是 网络的重要环节之一，而用户对网络安全的要求也相当高。 安全管理有两层含义。一方面，网络安全管理要保证网络用户和网络资源不被非 法使用；另一方面，网络安全管理也要确保网络管理系统本身不被未经授权地访问。 网络安全管理的主要内容包括： 与安全措施有关的信息发布( 如密钥的分发和访问权设置等) 与安全措施有关的事件通知( 如网络有非法侵入、无权用户对特定信息的访问企 图等) 安全服务设施的创建、控制和删除 与安全措施有关的网络操作事件的记录、维护和查阅等日志管理工作等等。 网络管理功能虽然分为5 个方面，但这5 个方面是互相影响的，主要表现在 性能管理与配置管理有关 性能管理与故障管理有关 故障管理与安全管理有关 安全管理与计费管理有关 第三章故障管理及网络自愈技术 3 1 故障管理 故障管理的目的是迅速发现和纠正网络故障，动念维护网络的有效性。故障管理 的主要功能有告警监测、故障定位、测试、业务恢复、故障修复以及故障同志维护等。 网络对于设备和传输媒体的故障是脆弱的。同时网络的故障类型也多种多样，硬 件、软件和数据的问题都可能引发网络故障。因此为了保证网络的诈常运转，故障管 理是很重要的。 网络发生故障后要迅速进行故障渗断和故障定位，以便尽快恢复业务、修复故障。 进行故障管理可以采用两种策略，即事后策略和预防策略。事后策略是一旦发现故障 1 4 北京邮电人学硕十学位论文 迅速进行修复的策略，而预防策略是通过随时进行性能分析，一旦发现故障苗头便采 取修复措施，把故障消灭在萌芽状态。另一种预防策略是事先配备备用资源，用备用 资源迅速替换故障资源的方法，这也是重要的核心设备都要进行冗余设计的原因。 随着网络容量的迅猛扩大，网络故障所带来的损失越来越大，因此，现在进行故 障管理越来越多的采用预防策略。这也是今后网络管理技术发展的趋势。 3 1 1 告警监测功能 告警监测功能要完成网络状态监督和故障检测两个任务。网络状态监督可以通过 配置管理中的网络拓扑服务功能进行网络状态显示，监督网络中的业务量状态，以发 现问题。故障检测的关键是确定有效的故障检测手段，以产生正确、及时、清楚的告 警信息。发现告警信息后，要进一步收集有关信息，如功能单元或硬件单元的类型和 标识符、发现故障的检测方法、发现故障的时间以及告警等级等。要将收集到的信息 按时间顺序记录到告警同志中，以便为故障定位提供数据。 为了确认是否发生了故障，要对产生的告警信息进行过滤分析，过滤告警信息有 多种方法，如阈值过滤、分组过滤、优先级过滤等。通过过滤会去掉大量冗余的告警 信息，有利于针对主要问题进行分析和判断。 3 1 2 故障定位功能 故障定位功能的作用是确定设备中的故障的位置。为了确定故障原因，常常需要 将诊断、测试以及性能检测获得的数据结合起来进行分析。 3 1 3 电路测试功能 传输设备的测试功能与诊断功能不同。诊断可以在一个系统内进行，而测试常常 涉及到位于不同物理位置的多个系统。测试在业务丌通和维护时进行。开通测试是检 测功能或设各是否正常，其最有效的方式是端到端测试。维护测试是检测障碍和检验 恢复。提供测试入口的装置可以在电路、通道或传输媒体中设计。一般在不同的维护 区间的接口处需要设置测试入口，另外为测试特定的线路特性也需要测试入口。测试 可以在电路、通道、传输线等各种层次上进行，可以是打扰性的，也可以是非打扰性 的。 发生故障后。一般采用端到端测试检测故障。在端到端测试中，二分查找策略可 以获得较高的效率，即选取靠近线路中心的测试入口，分别测试与两个端点所构成的 两个区间段，然后将测试范围缩小到包含故障的区涮段，继续二分查找策略。这里的 中心，不是距离概念下的中心，而是基于区间段内可利用的测试入口数的中心。 3 1 4 业务恢复功能 业务恢复功能是指在网络发生故障后，利用迂回路由或备用资源等手段继续提供 业务的功能。这罩的恢复有两个含义， 。个含义是恢复对新建立的连接业务的传递， 5 北京邮电人学硕十学位论文 另一个含义是恢复对已建立连接业务的传递。相对前者，后者对恢复技术的响应速度 要求更高。 恢复策略主要有以下几种： 隔离包含故障的设备，利用其余资源继续维持业务，这种策略通常会引起业 务能力下降。 将业务从故障设备切换到预备设备。 使用环或网状网络本身具有的异径功能。 3 2 故障管理过程的驱动 在管理过程中，用来使管理信息库与实际设备的状态和参数保持一致的方法主要 有两个： 事件驱动方法 轮询驱动方法 事件驱动方法是由网络中的各个设备监测设施在发现被监测设备的状态和参数发 生变化以后，及时向管理进程报告，这种报告称为事件报告。事件报告并不意味着发 生了设备故障。例如，一个传输设备因为干扰过分严重而报告事件“线路故障”，则 说明发生了故障。但一旦干扰消失，则传输系统马上就会恢复正常，这时也要报告事 件，但已是“故障消失”这个恢复消息。管理进程一般都对事件进行分类，根据事件 发生时对网络服务影响的大小，来划分事件的严重等级，如“致命事件”、“严重事件”、 “一般告警”等等。 轮询驱动方法可以弥补事件驱动方法的不足。当设备发生类似“掉电”的故障， 或报告事件的渠道发生故障时，管理进程将无法得到此类事件报告。所以需要有另一 种措施来保证无论网络设备发生什么样的故障，都能够在一定的时间内检测到，以便 管理进程采取措施，使因为设备故障而引起的服务质量下降减少到最少的程度。 轮询是管理进程主动去轮流查询逐个网络设备的工作状态和参数，如果返回的结 果正常，则自不必说。如果返回的结果说明设备有错误，甚至没有任何结果返回，则 说明了设备存在难以克服的故障，需要管理进程采取措施力能恢复。 在现代网络管理系统中，这两套方法是缺一不可的。轮询虽然能够保证在设备发 生故障后的一定时间内网络管理进程能够检测到，但从发生故障到检测到的时延是比 较长的，更何况不能毫无停顿地轮询，甭则因为轮询而造成的管理信息传输本身就是 网络的很大负载。因此，当一个设备发生故障至被轮询到而发现故障的平均时延是数 十分钟的数量级。而报告事件则不同。什么时候枣件发生，网络管理进程很快就会收 北京邮电人学硕+ 学位论文 到事件报告( 如果能够收到的话) 。 可见，事件驱动管理方式的优点是及时性，而轮询驱动管理方式的优点则是完整 性。轮询和事件报告各具特色，相辅相成。 轮询所掌握的网络状态和参数虽然全面但时延较大，而事件反映的网络状态变化 又不尽完全，而且事件报告传输也多少有些时延，因此，在任一时刻，网络管理信息 库中记录的网络设备的状态和参数，与网络设备中的实际状态和参数不可能做到完全 相同，细微的、短时的差别总是存在的，但这并不影响管理系统的工作。 3 3 网络自愈技术 光纤传输网络具有很大的通信容量。这样的传输网络一旦发生光缆被切断等故障， 将会带来严重的损失。因此光纤传输网络必须具有较强的抵抗故障或灾害的能力。自 愈机制便是提供这种能力的最为重要的机制。网络的自愈机制是提高网络可靠性，尤 其是存活性的主要手段之一。 目前有三个自愈体系，它们是自动保护切换( a p s ) ，自愈环( s h r ) ，以及基于 数字交叉连接的自愈网( s h n ) 。 a p s 通过向备用系统切换来恢复业务。防止光缆被切断，需要1 ：l 的a p s ，并且 备用系统必须选取不同的路由，即异径保护( d r p ) 。在d r p 中，保护线路不与被保 护的服务线路在一起，因而能够光缆切断时的服务中断。d r p 是快速路由选择体系结 构，在这种体系结构中，每个d r p 系统只服务于两个中间没有终端的端局。因此， 当对某局间的恢复速度要求较高时，d r p 是比较适当的体系结构。 s h r 基本上可以看成是1 ：1 或1 ：n a p s 的扩充。例如单向s h r 使用两条互为反方 向的光缆，环上的节点对两个方向来的信号形成1 ：1 保护。 在d p n 网中，既存在自动保护切换，又有自愈环。由北邮设备b t c 一9 4 0 2 p 构成 的汇接层网络由s t m 一1 形成异径保护，每台b t c 一9 4 0 2 p 通过不同的路由上连到不同 的b t c 一9 4 0 2 s ，形成l ：1 的a p s 。由b t c 9 4 0 2 s 构成的核心网又形成一个双向自愈环， 有效的对整个网络进行自愈。 若干个b t c 一9 4 0 2 s 可以构成一个6 2 2 m 速率的双向自愈环。如图3 - 1 所示。正常 情况下，双向自愈环的主环处于工作状态，备环空闲，处于直通状态。在双向环路上 的一段线路或一个节点出现故障时，故障点两端的b t c 9 4 0 2 s 启动自动保护功能。环 路保持f 常的工作。 北京邮电人学颁+ 学位论文 ， t i 正常情况： 内耶主用，外环备用 故障情况：线路损坏故障情况：咀节点损坏 图3 - 1 ：b t c 9 4 0 2 s 的烈向环路白愈 除了b c 一9 4 0 2 s 的自愈能力外，b t c 一9 4 0 2 p 也具备故障的自愈能力。如图3 2 所 示。每个b t c 9 4 0 2 p 节点都使用两条s t m l 电路分别连接到两个b t c 一9 4 0 2 s 节点。 并可以设嚣其中的一个s t m l 为主用，另一个s t m 1 为备用。当主用电路出现故障 时，业务自动倒换到备用电路上，由于是采用异径保护，能够有效避免光缆切断时的 业务中断。另外，m f l 2 8 也f 在丌发类似b t c 一9 4 0 2 p 的保护机制，不久的将来也会 使用，本次开发已经为它的升级做了准备。 、 i 幽3 - 2 ： b t c - 9 4 0 2 p 的白愈 8 北京邮电人学硕十学位论文 第四章c o r b a 简介 4 1c o r b a 的历史 公共对象请求代理结构( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ：c o r b a ) 是对象管理组织( o m g ) 为解决分布异构处理环境( d c e ) 下软硬件系统的互联互操作 问题而提出的一种解决方案。 o m g 成立于1 9 8 9 年，其目标是开发一种技术先进、商业可用、独立于厂商的公 共软件工业规范。发展至今其成员包括了除m i c r o s o f t 之外的几乎所有计算机厂商。 随着分布式计算的发展，o m g 不断推出c o r b a 新版本。1 9 9 1 年o m g 提出c o r b a l 0 ， 该版本内容包括：c o r b a 对象模型、i d l 接口定义语言、对象请求代理( o r b ) 中问件、 动态请求管理和动态调用的a p i 集合和接口仓库。1 9 9 4 年o m g 完成了c o r b a 2 0 ，用 以规范不同厂商的c o r b a 平台之间的互通问题。o m g 即将推出c o r b a 3 0 ，实现c o r b a 与i n t e r n e t 的彻底集成。随着c o r b a 规范的昆臻完善，符合c o r b a 规范的中间件产 品不断推陈出新，c o r b a 规范和中间件已被n e t s c a p e 、o r a c l e 、s u n 、i b m 等上百家 公司作为基础设施而采用，越来越受到信息技术界和产业界的重视。 4 2c o r b a 结构概述 图4 1 所示的是c o r b a 结构示意图，它能够在具有不同的硬件结构、操作系统、 网络协议的系统之问提供应用层的互操作，实现用户之间的互操作性。 北京邮l u 大学硕十学位论文 幽4 一l ：公共对象请求代理结构 c o r b a 标准的主要特点是实现了软件总线结构，即起到类似于计算机系统硬件总 线的作用。只要将应用模块按总线规范制作成软插件，插入总线即可实现系统集成并 投入运行。 按照c o r b a 规范实现软件总线的核心机制称为对象请求代理( o r b ) 。o r b 不 仅支持标准的o m g 对象模型，还具有分布式进程管理和通信管理功能，取代了客户 服务器结构中相应的接口。o r b 将请求传递给对象，并将响应返回给发起请求的客户。 它隐藏了对象的位景、具体实现、当前执行状态和通信机制等。o r b 是一个在对象问 建立客户服务器联系的中间件。使用o r b ，客户可以调用服务器的对象或对象中的 应用，被调用的对象不要求在同一台机器上。由o i 国负责进行通信，同时o r b 也负 责寻找适于完成这一工作的对象，并在服务器对象完成后返回结果。客户对象完全可 以不关心服务器对象的位置，实现它所采用的具体技术和工作的硬件平台，甚至不必 关心服务器对象的与服务无关的接口信息，这就大大简化了客户程序的工作。既然能 够这么方便，那0 r b 就需要提供在不同机器间应用程序删的通信，数据转换，并提 供多对象系统的无缝连接。我们通常编制客户服务器程序时，常常需要自己定义通信 协议，而协议的制定往往与硬件和实现的方法有关，而o r b 能够简化这一过程。在 o r b 下，协议通过i d l 语言进行定义，保证了一致性，为了照顾到灵活性，o r b 允 许程序员选择相应的操作系统，执行环境和编程语言。更重要的是它可以使原来的代 码通过一定的方式重用。c o r b a 是面向对象标准的第一步，有了这个标准，软件的 实现与工作环境对用户和开发者不再重要，可以把精力更多地放在本地系统的实现与 优化上。 c o r b a 标准定义的i d l 语言( i n t e r f a c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e ) 用以描述软件 总线上的插头，即定义对象接口。i d l 将软件构件封装为一个对象，通过对其接口参 数进行定义和说明，就可以将对象连接到o r b 上，为其它系统提供服务或向其它系统 提出请求，达到即插即用效果。 i d l 编译器将对象的i d l 文件编译成客户方的存根和服务器方的框架。客户方根 据i d l 存根使用静态方式调用对象服务，或根据接口库中的i d l 描述信息采用动念方 式搜索可用的服务，找到这些服务的接口并构造使用这些服务的请求。 对象实现在执行客户请求时，通过对象适配器获取o r b 的服务。对象适配器是对 象访问o r b 服务的主要通道，它为实例化的对象服务提供运行环境，接收客户请求并 传递给服务对象。此外对象适配器还负责为服务对象分配对象i d ，以及将对象类和实 例化对象注册到对象实现库中。 对象实现库包括了允许o r b 查找和调用对象实现的相关信息，它是o r b 逃行剥。象 2 0 北京邮电人学硕十学位论文 匹配的场所。 o r b 接口独立于设计结构、编程语言、系统环境、网络技术甚至o r b 结构，使得 c o r b a 真正成为“软件总线”。 对象服务( o b j e c ts e r v i c e ) 是在开发应用程序时，为构造分布式计算环境所需 实现的基本功能。公共对象服务将系统公用的服务按i d l 规定的接口组成软件组件形 式，这样丁i ：发者在设计应