（信号与信息处理专业论文）wcdmarnc告警相关性研究.pdf

_ u 0 ， ， k 膏 c ：l a s s i f i e di n d e x ： u d c ： ad i s s e r t a t i o nf o r t h ed e g r e eo f m e n g r e s e a r c ho na l a r mc o r r e l a t i o no f w c d m a r n c c a n d i d a t e ：z h a n gy u l i n g s u p e r v i s o r ：p r o f l u ot i a n f a n g a c a d e m i cd e g r e ea p p l i e df o r ：m a s t e ro fe n g i n e e r i n g s p e c i a l t y ：s i g n a la n di n f o r m a t i o np r o c e s s i n g d a t eo fs u b m i s s i o n ：m a r c h ，2 010 d a t eo fo r a le x a m i n a t i o n ：m a r c h ，2 010 u n i v e r s i t y ：h a r b i ne n g i n e e r i n gu n i v e r s i t y 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作 者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文 中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标 明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 ， 作者( 签字) ：多祆凇 日期：如f 口年孑月，胡 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校 攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨 工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。 本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数 据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编 本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结 合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位 为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。 本论文( 啦授予学位后即可口在授予学位1 2 个月后d 解密后) 由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。 _” 作者( 签字) ：芗伊力钾&导师( 签字) ：天参丈 日期：2 o l o 年月日 如l0 年3 月i5 日 ，l 弋 - ， 一 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 摘要 大规模结构复杂的通信网络系统的管理对于电信运营商来说越来越困 难，尤其是告警的处理。技术人员在面对一堆杂乱无章的告警时，需要快速、 准确地判明引起这些告警的根本原因并相应采取措施，保障网络的畅通，对 技术人员素质要求较高，另外人工分析的处理效率也不能满足目前通信网络 的高可靠性的要求。为保证快速、准确的发现、定位并处理故障，研究和开 发告警相关性分析工具，通过告警相关性分析生成告警树，快速、准确地定 位出根告警和辅助告警，是提高网络管理系统的重要任务。 本文首先阐述了通信网告警的基本概念，并详细介绍了w c d m a 网络管 理系统的体系结构及基于的开发平台的构架及功能。其次，从告警上报的流 程入手，介绍了告警上报相关的前台网元r n c 处理模块及后台网络管理系统 的告警模块的软件设计。论文在此基础上设计了的告警分析工具呲 ( w c d m a a l a r m a n a l y s i s ) ，改变了原有先平台化，再实现用户需求的思路， 实现了先进行用户需求原型化、规范化后再标准化抽取实现平台化的目的。 该工具独立于现有网络管理系统( o m c ) 运行，可单独发布和使用，经过现 场测试，可以很方便的辅助用户定位故障，大幅度的降低告警数量，告警信 息清晰，用户可以快速定位故障，但是也存在其不足之处，即对于不同设备 商的不同设备，告警相关性规则可能有很大差别，导致定位的相关告警的误 差较大。此外，所要面对的海量原始告警数据也导致其分析成本较高。为了 提高实用性，在网元r n c 增加告警代理模块，实现告警相关性规则算法。课 题后续在前台实现了相关性算法的具体方案及实现流程，并在实践中结合 眦同时应用于通信网络管理系统，证明了设计的可行性与实用性。 关键词：告警相关性；告警过滤；告警显示；w 似 哈尔滨1 ：稃大学硕+ 学位论文 a b s t r a c t t h el a r g e - s c a l ec o m p l e xc o m m u n i c a t i o nn e t w o r ks y s t e mi s i n c r e a s i n g l y d i f f i c u l tf o rt e l e c o mo p e r a t o r s ，p a r t i c u l a r l yi na l a r mp r o c e s s i n g i nt h ef a c eo fa p i l eo fc h a o t i ca l a r m ，t e c h n i c a ls t a f f sn e e dt oi d e n t i f yt h ec a u s eo ft h e s ea l a r m s a n dt a k ec o r r e s p o n d i n gm e a s u r e st ok e e pt h en e t w o r ku n i m p e d e dq u i c k l ya n d a c c u r a t e l y , w h i c hr e q u i r es t a f f sah i g hq u a l i t ys k i l l ，m o r e o v e rt h ep r o c e s s i n g e f f i c i e n c yo fa r t i f i c i a la n a l y s i sm e t h o d c a l ln o tm e e tt h e h i l g hr e l i a b i l i t y r e q u i r e m e n to fc u r r e n tc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k i no r d e rt od i s c o v e r y , l o c a t ea n d d e a lw i t hf a u l ta c c u r a t e l ya n dp r o m p t l y , d e v e l o p i n ga l a r mc o r r e l a t i o na n a l y s i st o o l t h a tg e n e r a t e sa l a r mc o r r e l a t i o na n a l y s i st r e e ，q u i c k l ya n da c c u r a t e l yl o c a t er o o t a l a r ma n da u x i l i a r ya l a r mi sa ni m p o r t a n tm i s s i o nt oi m p r o v et h en e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e m i nt h i sp a p e r , t h eb a s i cc o n c e p to fc o m m u n i c a t i o na l a r ma n dt h ec o n s t r u c t i o n o fw c d m an e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ma r ei n t r o d u c e df i r s t l y , a n dt h e n ，t h r o u g h t h ep r o c e s so fa l a r mr e p o r t ，t h ea l a r mm o d u l es o f t w a r ed e s i g no fn ea n dn e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e ma r eb o t l li n t r o d u c e ds e p a r a t e l y t h ea l a r ma n a l y s i st o o lw a a i st h ef i r s t k e yp o i n to ft h i sp a p e r , w h i c hi sd e s i g n e da so m cn e t w o r k m a n a g e m e n ta u x i l i a r yt o o l s ，a n dm a i n l yc o l l e c t sa n da n a l y z e sa l a r m sa n do t h e r o m cd a t a t h et o o l sd oa l a r m p r o c e s s i n gf i r e f i n g a n dd i s p l a yt h r o u g h a s s o c i a t i n gb u s i n e s sd a t aa n dc o n f i g u r a t i o nd a t a , w h i c hc a na s s i s to p e r a t o r st o f o c u so nk e ya l a r m sa n dq u i c k l yl o c a t ef a u l ts ot h a tt os o l v ei t t h et o o lc a n r e l e a s ea n dr u ni n d e p e n d e n t l yw i t h o u tt h ee x i s t i n gn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m o n - s i t ed a t at e s tp r o v e dt h a tt h et o o lc o u l df i l t e rt h o s ea l a r m st h a to p e r a t o r sd o n t n e e dt oc o n c e n t r a t eo na n da s s i s to p e r a t o r st ol o c a t ef a u l t se f f e c t i v e l y t h et o o l r e d u c e dt h en u m b e ro fa l a r m ss i g n i f i c a n t l ya n ds h o w e da l a r mi n f o r m a t i o nc l e a r l y t h eg r a p h i c a lu s e ri n t e r f a c e ( g u i ) o ft h et 0 0 1i ss i m p l ec l e a ra n de a s i l yt o 弋 哈尔滨t 稃大学硕十学位论文 o p e r a t e ，b u tf o rd i f f e r e n te q u i p m e n t so fd i f f e r e n ts u p p o r t e r s ，t h ea l a r mr e l a t i v i t y r u l e sm i g h th a v eab i gd i f f e r e n c e ，w h i c hw i l lc a u s eb i ge r r o ro fa l a r ml o c a t i o n , a n dc o s tal o t i no r d e rt or a i s ep r a c t i c a b i l i t y , t h ea l a r mc o r r e l a t i o na l g o r i t h mi n n em o d u l ei sp r o p o s e da n dr e a l i z e di n t h i s p a p e ra n dw o r k i n gw i t hw a ai n p r a c t i c eo fc o m m u n i c a t i o nn e t w o r ks y s t e m ，w h i c hp r o v e dt h ef e a s i b i l i t ya n d p r a c t i c a b i l i t yo fd e s i g n a t i o n k e yw o r d s ：a l a r mc o r r e l a t i o n ；a l a r mf i l t e r i n g ；a l a r md i s p l a y ；w a a 哈尔滨下程大学硕十学位论文 目 第1 章绪论l 1 1 告警管理概述1 1 1 1告警管理的概念1 1 1 2 告警的上报流程2 1 2 课题研究背景及国内研究动态3 1 2 1 课题研究背景3 1 2 2国内研究动态5 1 3 课题的研究意义及主要研究内容6 第2 章w c d m a 网络管理系统的基础构架8 2 1引言8 2 2w c d m a 系统网络结构9 2 2 1t m n 网络管理体系结构9 2 2 2 网络管理系统的功能1 0 2 3 统一网络管理平台介绍1 1 2 3 1统一网络管理平台的标准化模块11 2 3 2 统一网络管理平台的功能模型1 4 2 4 本章小结1 5 第3 章告警管理模块的软件框架l7 3 1告警模块前台r n c 软件设计1 7 3 1 1 模块软件框架1 7 3 1 2 告警消息上行透传1 8 3 2 告警管理模块后台o m c 模块的设计1 8 3 2 1o m c 中告警模块的位置1 9 3 2 2 告警消息的采集及上报流程一2 0 哈尔滨。i ：稃大学硕十学位论文 3 3 本章小结2 4 第4 章o m c 告警关联工具的设计与实现2 5 4 1 系统框架设计2 5 4 1 1 模块软件框架。2 5 4 1 2 应用的数据库2 6 4 2 功能的实现流程2 7 4 2 1 告警采集2 7 4 2 2 告警加工2 7 4 2 3告警关联过滤2 8 4 2 4 告警分发3 1 4 2 5 告警关联显示3l 4 3 性能测试与评价3 5 4 3 1 告警工具界面测试3 5 4 3 2 局方告警分析工具性能分析3 6 4 5 本章小结3 8 第5 章网元i 矾c 告警关联的设计3 9 5 1 告警关联的需求描述3 9 5 2 告警关联的规则设计4 0 5 3 告警关联设计的性能仿真测试4 5 5 4 本章小结4 7 结论一4 8 参考文献5 0 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果5 4 致谢”5 5 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 第1 章绪论 1 1 告警管理概述 1 1 1 告警管理的概念 告警管理是现代电信网管理的五大功能之一，告警管理是网络管理的一 个重要组成部分，告警管理的智能化是故障管理追求的目标，也是复杂、高 速网络高可靠性、高生存性的必然要求。 告警是系统运行中持续出现的、影响系统正常业务的、影响系统运行可 靠性的一类故障。如软件版本不存在、c p u 过载、光模块无光等。由于此类 故障影响系统正常运行，因此一旦出现，需要用户及时查明原因并定位解决。 告警管理是通信网络故障管理的重要组成部分，针对被管理设备和环境进行 监视、隔离和矫正，提供告警监视、故障定位、诊断测试和故障查询管理等 功能。 按告警对象可将告警分类为通信告警、环境告警、设备告警、处理告警、 服务质量告警等。通信告警反映系统运行中通信方面的告警信息，如链路状 态异常、信令点不可达、信令链路断链、前后台断链等；环境告警反映系统 运行中环境方面的告警信息，如机架温度告警、机房温度告警、电压告警、 环境湿度告警、门禁告警、烟雾告警、防雷告警、红外告警等；设备告警反 映系统运行中设备方面的具体告警信息，如风扇告警、光模块无光、c p u 过 载、接入时钟异常等；处理告警反映系统在处理过程中产生的告警信息，如 a t m 信元处理告警、s d h 信号丢失、启动文件不存在等；服务质量告警直 接影响系统业务运行质量的告警信息，如c s 域q o s 告警r n c 掉话率、p s 域q o s 告警r n c 掉话率、小区r r c 接入成功率、c s 域r a b 指派成功率、 p s 域r a b 指派成功率、小区更软切换成功率、小区软切换成功率、r n c 更 软切换成功率、r n c 软切换成功率、小区硬切换成功率、r n c 硬切换成功 率、c s 域系统间切换成功率、p s 域系统问切换成功率、c p u 占用率、c p u 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 占用率峰值等。 1 1 2 告警的上报流程 业务告警源产生的告警，对于无告警关联等特殊需求制式的网元，业务 告警可直接发送给平台，直接走平台告警上报的通道；对于有告警关联等特 殊需求的各制式网元，业务告警先通过消息发送给告警代理。告警代理对上 报的告警进行告警关联处理后，通过上报告警信息到平台o a m 。平台o a m 向a l a r m c o m m n 发送告警消息。a l a r m c o m n m 将告警透传到后台r n c 操作 控制中心o m c r n c 。如图1 1 所示。 网元向o m c 上报告警主要是通过消息模式，所以，需要o m c r n c 告 警管理模块向平台e m f 模块注册回调钩子，监听网元发送的上行消息。平台 e m f 模块对每个网元消息都会循环调用所有注册的回调钩子，所以就需要告 警管理模块自身进行消息过滤，包括链路告警消息、网元删除消息、主备倒 换消息及业务告警及通知的上报等。e m f 模块的主要功能是接收平台告警 e m f 模块的告警上报，对其进行解析之后发送到平台o s f 模块。e m f 模块 实现的主要功能有告警上报、解析和同步，关于e m f 模块的告警自动解析， 在后续的第三章中有详细的介绍。 图1 1 告警的上报流程图 2 宝主 哈尔滨t 程大学硕+ 学何论文 1 2 课题研究背景及国内研究动态 1 2 1 课题研究背景 随着3 g 时代的到来，电信行业得到显著的发展，网络规模不断扩大， 用户数量急速上升，一方面使得网络的维护成为网络管理的重要问题，例如 使网络故障排除更加困难、维护成本上升等l l 】。 通信网络系统特点是规模大，结构复杂。管理这样的网络对于电信运营 商来说越来越困难，尤其在告警处理方面。由于某一故障的产生而引发的大 量告警成为故障定位的一大阻碍，重要的核心的告警被隐蔽，成为通信网故 障定位的一大障碍。技术人员在面对一堆杂乱无章的告警时，很难做到快速、 准确地判明引起这些告警的根本原因并相应采取措施，保障网络的畅通。如 果简单地靠人工对每一条的告警信息进行分析，需要技术人员有深厚的通信 网络知识，有长期的通信网络维护经验，对现有电信网络的结构及设备都要 有非常清晰的认识，在目前集中维护及庞大的网络规模的情况下，现有人员 素质很难达到这种要求；另一方面，采用人工分析的方法，处理效率也不能 满足目前通信网络的高可靠性的要求。从而使告警相关性研究成为定位通信 网络故障的一项重要的辅助手段，即首先对故障引发的大量告警进行相关性 分析，滤除冗余的不相干的告警，找出引发故障的根源告警，然后进一步定 位故障。事实上，告警相关性分析不仅可以辅助故障定位，而且能预测故障 的发生。由于网络设备之间以及组成设备的各个模块之间普遍存在着关联性， 很多网络故障都具有一定的传播特性，反映到告警中就使得相关设备的某些 代表故障的告警之间也存在着很强的相关性。如果应用告警相关性分析能够 找出这类相关关系，一旦发现相关条件被满足就发出故障预警，及时做出保 护措施，则可以避免故障的进一步扩散和重大故障的发生。 本课题来源于与某通信公司合作的开发项目“故障管理模块开发与优 化”，公司的网络故障管理基本能够满足用户的基本需求，但在故障分析和快 速定位相对比较薄弱，友好性和易用性上急需改进，各产品外场反映比较强， 哈尔滨t 稃人学硕十学位论文 用户经常抱怨无用告警太多、告警信息不明确、灾难告警不明显等问题。用 服人员在网络维护过程中，反映告警分析是不可或缺的，现场遇到的问题较 多，总结起来有如下三类： 问题一：无用告警比较多。a p b e 光口和d t b 的很多e 1 口是没有用到 的，但是在实时告警中总在报，无法通过设定规则来屏蔽，这样同有用的传 输类告警混在一起，一个r n c 成百上千条实时告警，看起来很困难。 问题二：有用告警不明确。工程现场遇到最多的是传输类告警( 以及由 于传输引起的告警) ，对于维护人员来说，最想知道的是哪个局向的哪个地 方第几个配置出了问题，而网管在屏幕上显示的是哪个复合单元，哪块板子、 哪个子单元，哪个模块，哪个端口，于是告警的内容与现实需求存在较大的 差异，利用告警定位问题颇费周折，这也开发告警分析工具的原因。在把告 警信息丢到客户端的屏幕之前，网管有必要将告警信息进行聚类分析，方便 维护人员阅读。 问题三：灾难告警不明显。这里的灾难级别的告警，是指严重危害系统 正常运行，发生后如果不及时处理，会严重影响网络的k p i 指标及用户使用 的告警。举个例子来说，单板异常复位、重要处理器僵死( 如r u b 、i m a b ) ， 基站大面积断链等等都属于这类范畴。网管对这类告警的上报，往往被淹没 在其他告警当中，异或告警消失后，立刻转为历史告警，而被忽略掉。利比 亚现场就出现过某单板“偷偷”复位了n 次后，才在查询历史告警( 通知) 时 偶然发现的事情。就算每天把3 个r n c 的历史告警和通知都导出来用e x c e l 筛选排序、比对分析，那重要的故障很可能早就发生了。对于这类的告警， 目前采取必要的告警分析处理成为当务之急，才能给故障排查赢得宝贵的时 间，也为网络性能的稳定提供了一定的保障。 基于上述的三个明显的问题可以看出，现场更关注的是哪个局向具体哪 条链路出现问题，以尽快排查解决。根据用服反馈的情况和现场的实际情况， 如何减少无用告警数量、完善告警详细信息和突出重点告警等问题是目前告 警系统面临的重点问题，本课题属于理论和应用相结合的课题，主要偏重于 4 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 应用实践类，实现现场用户提出的告警相关性处理的需求，在网元r n c 侧完 成用户需求的告警关联规则算法的实现，另外在后台网络管理中心o m c 侧 设计完成独立的告警相关性分析工具。改变了原有先平台化，再实现用户需 求的思路，实现了先进行用户需求原型化、规范化后再标准化抽取实现平台 化的目的。该工具独立于现有网络管理系统( o m c ) 运行，可单独发布和使 用。经过现场测试，可以很方便的辅助用户定位故障，对一些用户不需要关 注告警系统进行过滤，大幅度的降低告警数量，具有很强的实用性。告警信 息清晰，用户可以快速定位故障，界面简洁明晰，使用方便。 该工具还适用于t d g s m 等其他项目，在各项目中进行推广，可提高处 理效率，节约成本。由于工具中相关性设置比较简单，可以实现界面化设置， 有很好的参考意义。 1 2 2 国内研究动态 告警相关性分析的作用在于消除告警冗余，进一步找到故障根源以便进 行故障的快速定位和排除。国内外许多电信行业公司在自己的电信商业智能 解决方案中，都提到了把相关性分析应用于其中，并把其用于网络故障管理。 目前，国内总体尚处于理论探讨、应用试验阶段，还没有完全成熟商用的产 品大规模地投入使用。 目前移动网络运营维护中，对相关告警的定位分析主要在网络管理系统 中，使用第三方提供的专用分析工具，依据设备商提供的某些相关性规则、 自身维护经验，或者基于某些相关性模型分析工具的基础上，对海量原始告 警数据进行筛选、分析，最终得出有利于迅速定位告警根源的数据。这种根 据移动设备上报的原始告警数据进行后期的相关性分析，缺点是，对于不同 设备商的不同设备，告警相关性规则可能有很大差别，仅依靠经验的积累具 有不全面性以及相关性模型分析的不准确性，导致被动定位的相关告警的误 差较大。此外，被动方式所要面对的海量原始告警数据也导致其分析成本较 高。 哈尔滨下稃大学硕十学何论文 1 3 课题的研究意义及主要研究内容 电信网络由多个设备、部件相互连接而成，某个部件的故障可能影响多 个部件、设备或者相关业务，从而引发多个设备告警或服务告警。技术人员 在面对一堆杂乱无章的告警时，需要快速、准确地判明引起这些告警的根本 原因并相应采取措施，保障网络的畅通。根据告警相关性规则将最能说明故 障根源的告警设为“主告警”或者“根告警”，其他的与故障相关的告警设为“相 关告警”或“从告警”，将由主告警引发的有关联的告警设置为辅告警。 本课题的选定来源于与某通讯公司合作的开发项目w c d m a r n c 网络 管理系统的告警模块的开发与维护，大规模结构复杂的通信网络，对于运营 商的来说，管理起来越来越困难，尤其是告警管理，海量的告警导致现场用 服及用户不便于及时的定位故障，从而易导致严重告警不能及时解决，导致 用户对产品不满意。基于现场用服人员对此问题所提出的需求，在后台的网 络管理系统中，首先开发了本文中的告警相关性分析工具w a a 。该工具独 立于现有网络管理系统( o m c ) 运行，可单独发布和使用。经过现场测试， 可以很方便的辅助用户定位故障，对一些用户不需要关注告警系统进行过滤， 大幅度的降低告警数量，具有很强的实用性。告警信息清晰，用户可以快速 定位故障，界面简洁明晰，使用方便。但是此工具存在的不足：需要依据设 备商提供的某些相关性规则，对海量原始告警数据进行筛选、分析，最终得 出有利于迅速定位告警根源的数据，这种根据移动设备上报的原始告警数据 进行后期的相关性分析，缺点是，对于不同设备商的不同设备，告警相关性 规则可能有很大差别，仅依靠经验的积累具有不全面性以及相关性模型分析 的不准确性，导致被动定位的相关告警的误差较大。此外，被动方式所要面 对的海量原始告警数据也导致其分析成本较高。后期在网元r n c 侧进行告警 相关性算法的研究与实现，也是本文中的重要工作之一，在后续的第四章第 一节中详细介绍。 在本人参与项目的过程中，主要负责w r n c 网络管理系统的告警模块的 开发维护与测试工作，参与了多个项目的告警管理应用模块的开发，包括从 6 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 需求分析、概要设计、代码编写、系统测试用例设计、详细设计、单元测试 用例设计以及外场故障的及时定位及解决等。通过平时工作中实际经验的总 结，对电信网中的网络管理系统中告警的上报流程、同步、解析及相关的告 警规则等有一定的认识。本论文中的主要工作主要包括以下几个内容： l 、详细介绍了基于t m n 网络管理体系的结构、功能及性能； 2 、分析告警上报的流程，包括从业务告警源产生告警至告警的详细信息 在网络管理系统的界面上的显示，另外，对告警在后台o m c 中告警消息的 采集及告警详细信息的自动解析进行了详细的介绍； 3 、利用e c l i p s e 开发软件，用j a v a 语言开发了基于j 2 e e 平台的告警关 联分析工具的w 从，完成了工具的系统框架设计、采用的内嵌的关系型数据 库的开发、采集告警信息、告警采集后的预处理过程、分发告警到工具界面 生成告警树以及工具界面的g u i 设计整个流程，本文所开发的工具已经在本 人实习公司的通信网络应用开局现场试用，其优缺点在本文的第四章中进行 了详细的分析。 4 、基于本文开发的告警关联工具存在的不足之处，本文的另外一个重要 的工作是在网元r n c 增加了a l a r m a g e n t 模块去实现了告警相关性规则算法， 包括规则的设计及a l a r m a g e n t 模块的相关性算法的j a v a 代码实现及在o m c 侧的g u i 操作界面，改善了w 从的不足之处，在本文第五章中有详细的分 析。 5 、本人在告警模块开发期间负责的主要工作是o m c 侧的网络管理系统 的告警管理模块的开发，所以在文中第二章详细介绍了告警消息从前台r n c 网元上报到o m c 的整个流程、o m c 侧告警的消息采集及告警的自动解析过 程，为后绪的告警关联工具的实现做好前期工作。 7 哈尔滨t 稗人学硕十学位论文 第2 章w c d m a 网络管理系统的基础构架 2 1引言 网络管理系统提供对核心网( c n ) 和接入网( r n s ) 管理集成于一体的 统一o m c 系统，以便于运营商对w c d m a 设备的统一管理，且在体系结构 上提供可分可合的灵活部署方式，便于满足运营商进行管理的特定要求。 w c d m a 是一种由3 g p p 具体制定的，基于g s mm a p 核心网，u t r a n ( u m t s 陆地无线接入网) 为无线接口的第三代移动通信系统。目前w c d m a 有r e l e a s e9 9 、r e l e a s e4 、r e l e a s e5 、r e l e a s e6 等版本。o m c 网络管理系统 为w c d m a 系统的运行提供配置管理、性能管理、故障管理、安全管理、数 据管理、计费、网络跟踪和维护分析功能。w c d m a 系统基础网络分为核心 网( c n ) 和接入网( r n s ) 两部分，w c d m a 系统经历r 9 9 r 4 - r 5 的演 变过程。图2 1 显示了w c d m ar 4 系统的基础网络结构，接入网设备包括 r n c 和n o d e b ，核心网设备包括( g ) m s cs e r v e r v l r 、m g w 、h l r a u c 、 e i r 、s g s n 、g g s n 。在基础网络上，为了提供增值业务，核心网中提供s m s c 、 m m s c 系统，提供短信和媒体短信服务。w c d m a 核心网通过和智能网络的 交互，提供移动智能业务。 n m c 上 o m c 麟尚烈s b s cr n c b t sb t s ii n o d e b ll n o a 阳 图2 1w c d m a 系统网络结构 8 哈尔滨f t 程大学硕十学何论文 w c d m a 系统中，o m c 的系统位置和模式是相同的，o m c 分别提供 w c d m ar 9 9 、w c d m ar 4 、w c d m ar 5 的各个网元的维护和管理。而对 于计费来说，w c d m a r 9 9 r 4 和w c d m a r 5 系统是有差别的。 2 2w c d m a 系统网络结构 2 2 1t m n 网络管理体系结构 3 g 系统的网络管理主要基于t m n ( t e l e c o m m u n i c a t i o nm a n a g e m e n t n e t w o r k ，t m n ) 的框架。电信管理网络( t m n ) 是由i t u t 推荐m 3 0 1 0 于1 9 8 5 年提出作为一种应用于电信服务供应商所持有的运营支持系统 ( o s s ) 的参考模型。电信管理网是一个逻辑上与电信网分离的网络，它通 过标准的接口( 包括通信协议和信息模型) 与电信网进行传送、接收管理信息 从而达到对电信网控制和操作的目的。t m n 是一种相互连接不同类型o s s 组成部分和网络元素的结构体系，同时也包含标准化接口和协议，用于交换 o s s 组成部分和网络单元间的信息，以及网络管理所需的全部功能。 t m n 的各类管理功能支持t m n 的管理业务的实现，满足对被管理网络 的操作，维护和管理的需要。管理人员通过人机接口与管理应用交互，通过 t m n 提供的管理功能对被管理网络进行各项管理操作活动。t m n 为电信网 及电信业务提供一系列的管理功能，主要划分为以下五种管理功能域( 简称 为f c a p s ) ，包括故障管理( f a u l tm a n a g e m e n t ) ：故障识别、隔离、报告和 记录；计费管理( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ) ：收集、缓冲、付款传送和计费 信息；性能管理( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) ：收集、缓冲、有关网络最优化 的运行统计传送、以及容量编带l j ( c a p a c i t yp l a n n i n g ) ；配置管理：( c o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n t ) ：网络设备安装、状态和参数设置、网络容量配置；安全管理 ( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) ：认证功能管理：o s s 的同时使用处理，阻止非法 用户的入侵。 o m c 系统支持各个网元的操作和管理功能，也支持计费服务器、h l r 服务器、a s 服务器等服务器的操作和管理功能。参见图2 2 所示的网管体系 9 哈尔滨丁程大学硕十学位论文 结构。 - 一 i i i i i i i i i l 同管信息漉计费话单瀛h l r 数据漉 图2 2 网管体系结构 受理台提供用户数据管理功能，用于用户的业务开通，通常，h l r 用户 的业务开通，是通过营业中心的运营中心系统进行业务开通和停止的，h l r 服务器仅仅和h l r 网元进行消息交互处理。i c g 用于m s c 、m s cs e r v e r 、 s g s n 、g g s n 、s m s 、m m s 等网元的话单计费，计费中心从i c g 获得话单 数据，进行话单的分拣、算账、合账。安全、配置、告警、性能统计，基于 t m n 结构的m o 对象操作。信令跟踪、业务观察、探针、时钟管理、文件 管理、语音管理、用户跟踪、计费管理、版本管理、报表、安装、数据库管 理、安去变量，基于功能操作，不具有抽象m o 操作模式。计费话单管理程 序需要从计费服务器获取大量的话单文件，直接通过邱从服务器获取文件。 2 2 2 网络管理系统的功能 a 本地操作管理：o m c 提供本地的网元和服务器管理维护功能，保障 w c d m a 系统的正常服务。 b 远程操作台：提供网络的远程操作能力。 l o 哈尔滨t 程大学硕+ 学何论文 c 计费：提供w c d m a 系统( 电路域和分组域) 数据采集、数据分拣、话 单生成、话单保存、数据备份功能，和计费中心的话单数据传输管理。 d 网管接入：提供和n m c 的网管北向c o r b a 标准接口，以及网元北向 x m l 开放命令接口，处理上级网管中心的指令，实现网管的集中管理维 护。 e 网管多局集中管理：一个o m c 可以集中管理一个局中的若干个逻辑网元 ( s g s n 、g g s n 、m s cs e r v e r 、m g w 、h l r 等) ，也可以集中管理多个 局的逻辑网元。 网管级联：实现o m c 的级联控制，满足集中和分布式相结合的管理需求。 g 网管的多网元版本兼容管理：记忆管理的网元版本，兼容管理低版本网元。 h 主备数据切换管理：主数据用于无缝反映当前的网元数据的同步工作，备 数据用于当前网管数据的变动操作，实现数据变动时候的网元无中断操作 维护。 i 用户数据管理：提供用户数据信息的管理，控制用户业务的开通。 2 3 统一网络管理平台介绍 2 3 1统一网络管理平台的标准化模块 w o m c 系统构建在统一网络管理平台基础之上，因此统一网络管理平台 的所有标准化模块都将为w o m c 系统直接或间接使用( 间接使用是指需要 在其基础之上进行二次开发) 。统一网管平台分为三个层次：平台支撑层、 平台框架层和平台应用层。 1 ) 平台支撑层( p l a t f o r ms u p p o r tl a y e r ，简写为p s l ) ：提供一个大型 分布式系统所必需的各种底层支撑的功能。这些功能不仅可以应用于网管系 统，理论上也可以应用于各类的大型分布式的管理系统。平台支撑层的功能 主要包括4 个部分：j 2 e e 应用服务器，包括容器服务和e j b 管理、命名和目 录服务j n d i 、消息服务j m s 、事务服务j t s 、数据库访问j d b c 、安全服务 j a a s 、w e b 容器。这部分结构实现j 2 e e 规范的部分子集，且具备分阶段逐 哈尔滨r t 程大学硕十学f f ) = 论文 次扩充以实现全部j 2 e e 规范功能的能力；j 2 e e 应用服务器的扩展功能，属 于按照统一网管平台的需求在标准j 2 e e 应用服务器和j d k 基础上进行的功 能扩展和实用封装。包括：系统管理、级联服务、系统运行日志( 调试打印) 、 j 2 e e 接口封装、时钟同步、文件系统；标准网管协议栈，包括各种网管相关 的协议栈的软件，如：c o r b a 相关协议、s n m p 、t e l n e t 、f t p 、t f t p 、 n t p 、s y s l o g 等协议。在实现上包括：协议的服务器、协议的客户端编程 接口、相关的工具等；其他一些通用工具包，各类的用于支撑上层程序开发 的j a v a 类库，包括定时器调度工具、x m l 解析包等。平台支撑层从通用分 布式系统的层次来描述网管系统。一方面，它定义应用系统的架构，包括向 应用系统提供运行框架，和定义应用系统在本层次上的组件规范；另一方面 它提供各种基础服务，供应用组件调用。p s l 为部署在其中的组件提供运行 环境和基础服务，为组件与外部系统之间的互相访问提供支持。部署在p s l 中的对象包括普通j a v a 对象( 通常是普通j a v a 客户程序) 、e j b 组件( 通常 作为服务程序) 、m b e a n 组件( 可以作为客户程序、服务程序、管理程序、 或驱动程序) 等。p s l 为部署于其中的组件提供下列基础服务：命名服务、 消息和通知服务、事务服务、安全服务、日志服务、文件服务、时间服务、 连接及数据访问服务、o r b 及c o r b a 基础服务等。 2 ) 平台框架层( p l a t f o r mf r a m e w o r kl a y e r ，简写为p f l ) ：针对网管系 统这个特定的应用领域，特别是针对后续提到的功能模型和信息模型，平台 抽取出一些公共的软件框架，把这些程序框架统称为框架层。所有具体的管 理应用都应该基于这个框架层提供的全部或者部分框架来开发。 平台框架层是针对网管系统的公共功能，特别是针对后续提到的功能模 型和信息模型，平台抽取出一些公共的软件框架和公共服务。其中框架有 w s f 主框架、w e b 主框架、c o r b a 框架、e m f 框架、帮助框架，公共服 务有f 口管理、安全管理、日志管理、m i f 服务等。所有具体的管理应用都 应该基于这个框架层提供的全部或者部分框架和公共服务来开发。w s f 主框 架：主框架负责客户端的启动和导航到应用视图的功能，以及屏幕锁定、系 1 2 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 统设置( 系统显示风格、视图显示风格、消息窗口可显示条