（通信与信息系统专业论文）基于snmp的epon网管代理开发(1).pdf

浙江工业大学硕士学位论文 基于s n m p 的e p o n 肉管代理开发 摘要 随着国家信息基础建设的推进，宽带接入已经成为必然的趋势。 以太网由本地向广域网络的迅猛发展促使e f m a ( 第一英里以太网联盟) 与i e e e 联合推出以太网无源光网络( e p o n ，e t h e r n e tp a s s i v eo p t i c a l n e t w o r k ) 。e p o n 以其高带宽，低成本，业务全面等特点，在接入网领 域备受关注，市场应用也逐渐成熟。目前与e p o n 技术竞争的主要是吉 比特无源光纤网络( g p o n ，g i g a b i tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ) 。g p o n 标准由国际电信联盟( i t u ) 制定，在效率，安全性和服务质量上有一 定的优势，但成本较高，产业链相对e p o n 显得不够成熟。相信e p o n 在接入网领域将会有更大的作为。在传统的以太网中没有相应的网管 单元，随着以太网技术进入接入网领域，其网管变得日益重要。e p o n 技术标准i e e e8 0 2 3 a h 中指定的o a m ( 操作管理维护层) 子层，定义 了数据链路层的网管功能，可以结合上层的s n m p ( 简单网络管理协议) 来实现对e p o n 网络的管理。本文的主要工作就是开发e p o n 的网管代 理。 文中首先介绍了在开发e p o n 系统的网管代理的研究背景和国内外 现状，接着阐述了e p o n 基本概念和s n m p 的相关知识。然后给出了运 行网管代理的平台一一嵌入式系统板的详细设计。之后就是针对e p o n 系统，在l i n u x 操作系统下开发s n m p 网管代理。由于还没有e p o n 系 浙江工业大学硕士学位论文 统的标准m i b ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ) ，在设计中根据网管的 需求自己设计了e p o n 的m i b 。在s n m p 网管代理的开发上，选择了 n e t s n m p 开发包。一方面是由于n e t - s n m p 是开源软件，便于代理的扩 展；另一方面是嵌入式l i n u x 上也有n e t - s n m p 的软件包，移植工作就 会相对简单。在第五章中，描述了将代理移植到嵌入式系统的过程， 并在管理站上用h po p e n v i e w 网络节点管理器对代理进行了验证。 关键词：以太网无源光网络；简单网络管理协议：代理；嵌入式； n e t s n m p ；l i n u x l l s n m p b a s e de p o nn e t w o r k m a n a g e m e n t a g n e t d e v e l o p m e n t a b s t r a c t a st h ei n f o r m a t i o ni n f r u s t r a t i o nb u i l d i n gm o v e so n ，b r o a d b a n da c c e s s b e c o m e sn e c e s s a r yi nt h i si n f o r m a t i o ns o c i e t y t h eq u i c ke x p a n s i o no f e t h e m e ti n t oa c c e s sn e t w o r km a d et h ee t h e m e ti nf i r s tm i l e a 1 1 i a n c ea n d i e e ec o r p e r a t ea n d b r i n go u tt h ec o n c e p ta n dt e c h n o l o g y ：e t h e r n e tp a s s i v e o p t i c a ln e t w o r k ( e p o n ) e p o nw o nm u c ha t t e n t i o ni na c c e s sn e c w o r k a r e aw i t hi t sg r e a tb a n d w i d t h ，l o wc o s ta n d t h ea b i l i t yt op r o v i d em u l t i p l y s e r v i c e s n o w ，t h et e c h n o l o g yb e c o m e sm o r em a t u r ea st h e p r o d u c t sg ot o m a r k e t g p o ni sa n o t h e r t e c h n o l o g yp r o p o s e db yi t ua n di sf e a t u r e di ni t s h i g h e rp e r f o r m a n c e ，b e t t e rs e c u r i t ya n d q o s c o m p a r e dt oe p o n ，g p o ni s e x p e n s i v ea n di t si n d u s t r yc h a i ni sn o ta sm a t u r ea se p o n ，s w eh a v e r e a s o n st ob e l i e v et h a te p o nw i l ls t i l lp o p u l a ri na c c e s sn e t w o r k a sw e k n o w , t h e r ei sn on e t w o r km a n a g e m e n tu n i ti nt r a d i t i o n a le t h e m e t t oe n t e r t h ea c c e s s n e t w o r k ，i ti s i m p o r t a n tf o re p o nt ot a k et h en e t w o r k m a n a g e m e n ti n t oc o n s i d e r a t i o n i ne p o nt e c h n o l o g ys t a n d a r di e e e 8 0 2 3 a h ，t h e r e i sac l a u s e a b o u t o p e r a t i o n ， a d m i n i s t r a t i o na n d m a i n t e n a n c e ，o a mf o rs h o r t t h i sc l a u s ed i f i n et h en e t w o r k m a n a g e m e n t f u n c t i o ni nd a t al i n kl a y e r t h e nw ec a r li m p l e m e n t m a n a g e m e n tc o m b i n e d i i l w i t hs i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o li na b o v e l a y e r t h em a i nt a s k o ft h ep a p e ri st h ei m p l e n m e n ts n m p a g e n tf o rt h ee p o n s y s t e m i nt h i sp a p e r , t h eb a c k g r o u n da n dt h es i t u a t i o n b o t hd o m e s t i ca n d a b o a r do ft h er e s e a r c ha r ea n a l y s e df i r s t ，f o l l o w e db yt h ek e y c o n c e p t so f e p o na n dr e l e v a n ti n f o r m a t i o na b o u ts n m p t h e nt h e i l l u s t i a t i o no f d e s i g no ft h ee m b e d d e ds y s t e mb o a r d ，o nw h i c ht h es n m p a g e n tr u n s ，i s g i v e ni nd e t a i l s a f t e rt h a t ，c o m e st h ee n t i r e p r o c e s so fd e v e l o p i n gt h e s n m p a g e n to nl i n u xo p e r a t i n gs y s t e m a st h ee p o nm i bh a sn o tb e e n s t a n d a r d i z e d ，t h ed e s i g n a t i o no ft h em i ba c c o r d i n gt ot h ef u n c t i o n o f n e t w o r km a n a g e m e n ti sp r e s e n t e dh e r ei nt h ep a p e r t h e n e t s n m pp a c k a g e i sa d o p t e dt od e v e l o pt h es n m p a g e n t f o ro n er e a s o n ，n e t s n m pi sa n o p e n 。s o u r c ep r o je c ta n di se a s yt ob ee x t e n d e d f o ra n o t h e r , n e t s n m ph a s b e e ni n t e g r a t e di n t oe m b e d d e d l i n u x ，s ot h et r a n s p l a n t a t i o no ft h ep r o g r a m s w o u l db eq u i c k c h a p t e rf i v ef o c u s e so nt h et r a n s p l a n t a t i o no f t h es n m p a g e n tt ot h ee m b e d d e ds y s t e mb o a r da n dv e r i f yt h e a g e n tt h r o u g hh p o p e n v i e wn n m o nm a n a g e rs t a t i o n k e y w o r d s ：e p o n ，s n m p ，a g e n t ，e m b e d d e d ，n e t s n m p ，l i n u x i v 浙江工业大学硕士学位论文 图列 图2 1e p o n 在接入网中的典型应用5 图2 - - 2s n m p 管理模型k 9 图2 3s n m p 的协议环境1 1 图2 4m i b 树的上层结构1 4 图2 5t l v 编码1 6 图2 - - 6 类型字段的编码1 6 图2 7b e r 编码示例1 8 图2 8s n m p 协议数据单元1 9 图3 1 结合网管的e p o n 系统框图2 1 图3 2p o n s o f t 的结构o 2 2 图3 3h o s t 软件架构2 2 图3 4 嵌入式系统框图2 3 图3 5i x p 4 2 5 扩展总线连接f l a s h 示意图2 6 图3 6i x p 4 2 5 连接r t c 和e 2 p r o m 电路图2 7 图3 7i x p 4 2 5 在r e s e t 后的时序图2 7 图4 1s n m p g e t 演示4 l 图4 2s n m p w a l k 演示4 l 图4 3s n m g s e t 演示4 3 图5 1 在n e t w o r ka p p l i c a t i o n 中配置n e t s n m p 5 3 图5 2e p o nd e v i c ev e r s i o n 被交叉编译5 5 图5 3 加载s n m pm i b 5 6 图5 4 添加e p o n m i b 后浏览m i b 5 7 图5 5 用o p e n v i e wn n m 查看e p o nm i b 连接示意图5 7 图5 6 查询e p o n 8 0 2 - 1 x c o n f i g u i m t i o n 得到的结果。5 8 图5 7 设置e p o n s h a r 即s e c r e t 显示成功5 8 v i l l 浙江工业大学硕士学位论文 表列 表2 1a s n 1 语法中常见符号特定含义1 6 表2 2u n i v e r s a lc l a s s 中的类型及编码1 7 表2 - - 3a p p l i c a t i o nc l a s s 中的类型及编码1 7 表2 4c o n t e x t s p e c i f i c 中的类型及编码。1 7 表2 - 5s n m pp d u 中的元素说明1 9 表3 一l 嵌入式系统板的主要元件2 3 表3 - - 2i x p 4 2 5 的存储映射表2 4 表3 3s d r a m 管脚说明2 4 表4 1e p o n 系统m i b 对象一3 2 表4 2 性能相关的m i b 对象3 2 表4 3 安全相关的m i b 对象3 3 i x 浙江工业大学硕士学位论文 符号说明 a n s i ( a m e r i c a nn a t i o n a ls t a n d a r d si n s t i t u t e )美国国家标准学会 a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a mi n t e r f a c e )应用程序接口 a p o n ( a t m - p o n )a t m 无源光网络 a s n 1 ( a b s t r a c ts y n t a xn o t a t i o no n e )抽象语法定义 a t m ( a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e )异步传送模式 b e r ( b a s i ce n c o d er u l e )基本编码规 c p u ( c e n t m lp r o c e s s i n gu n i t ) 中央处理机 c r c ( c y c l i cr e d u n d a n c yc h e c k )循环冗余校验 d d r ( d u a ld a t er a t e )双倍速率 d r a m ( d y n a m i cr a n d o ma c c e s sm e m o r y )动态随机存储器 d s l ( d i g i t a ls u b s c r i b e rl i n e )数字用户线 d s p ( d i g i t a ls i g n a lp r o c e s s o r s )数字信号处理 e f m ( e t h e m e tf i r s tm i l e )以太网第一英里 e g p ( e x t e r i o rg a t e w a yp r o t o c 0 1 )外部网关协议 e m s ( e l e m e n tm a n a g es y s t e m )网元管理系统 e o s ( e m b e d d e do p e r a t i n gs y s t e m )嵌入式操作系统 e p o n ( e t h e m e tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k )以太网无源光网络 f a q ( f r e q u e m l y a s k e dq u e s t i o n )常见问题解答 f a c p s ( f a u l t ，a c c o u n t i n g ，c o n f i g u r a t i o n ，p e r f o r m a n c e ，s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) 故障管 理，计费管理，配置管理，性能管理，安全管理 f d d i ( f i b e rd i s t r i b u t e dd a t ai n t e r f a c e )光纤分布式数据接口 地u ( h a r d w a r ea b s t r a c tl a y e r )物理抽象层 l a b ( i n t e m e t a r c h i t e c t u r eb o a r d ) 因特网结构委员会 i a n a ( i n t e r a c ta s s i g n e dn u m b e r sa u t h o r i t y )互联网地址指派机构 i c m p ( i n t e m e tc o n t r o lm e s s a g ep r o t o c 0 1 )因特网控制报文协议 i e e e ( i n s t i t u t eo f e l e c t r i c a la n de l e c t r o n i ce n g i n e e r s )电气和电子工程师协会 i e t f ( i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c ei n t e m e t )i n t e m e t 工程任务组 i p ( i n t e m e tp r o t o c 0 1 ) 互联网协议 i s o ( i n t e m a t i o n a lo r g a n i z a t i o nf o rs t a n d a r d i z a t i o n )国际标准化组织 i t u t ( i n t e m a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o n su n i o n t e l e c o m m u n i c a t i o n s s t a n d a r d i z a t i o ns e c t o r )国际电信联盟一电信标 准部 m a c ( m e d i aa c c e s sc o n t r 0 1 )介质访问控制 x 浙江1 ：业大学硕士学位论文 m a n ( m e t r o p o l i t a na r e an e t w o r k s )城域网 m i b ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e )管理信息库 m i i ( m e d i ai n d e p e n d e n ti n t e r f a c e )媒体独立接口 m 肌y ( m e m o r ym a n a g eu n i 0存储管理单元 m p c p ( m u t i - p o i n tc o n t r o lp r o t o c 0 1 )多点控制协议 n n m ( n e t w o r kn o d em a n a g e r )网络节点管理器 o a m ( o p e r a t i o n ，a d m i n i s t r a t i o na n dm a i n t e n a n c e )操作管理与维护 0 i i ) ( o b j e c ti d e n t i f i e r )对象标识符 0 d n ( o p t i c a ld i s t r i b u t i o nn e t w o r k )光分配网络 0 l t ( o p t i c a ll i n et e r m i n a l )光链路终端 o n u ( o p t i c a ln e t w o r ku n i t )光网络单元 o s i ( o p e ns y s t e mi n t e r c o n n e c t )开放式系统互联 p c b ( p r i n t e dc i r c u i tb o a r d )印刷电路板 p d u ( p r o t o c o ld a t au n i t )协议数据单元 p i c ( p o s i t i o n i n d e p e n d e n tc o d e )位置无关代码 p o n ( p a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k )无源光网络 q o s ( q u a l i t yo fs e r v i c e )服务质量 r a d i u s ( r e m o t ea u t h e n t i c a t i o nd i a li nu s e rs e r v i c e ) 远程用户拨号认证系统 r f c ( r e q u e s t f o rc o m m e n t ) 请求注解 r t t ( r o u n d - t r i pt i m e )往返时间 s g m p ( s i m p l eg a t e w a ym o n i t o r i n gp r o t o c 0 1 )简单网关监控协议 s m i ( s t r u c t u r eo f m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n )管理信息结构 s n ( s e r v i c en o d e )业务节点 s n i ( s e r v i c en o d ei n t e r f a c e )业务节点接口 s n m p ( s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 )简单网络管理协议 t c p ( t r a n s m i s s i o nc o n t r o lp r o t o c 0 1 )传输控制协议 1 凡( t i m e t ol i v e ) 生存期 u a r t ( u n i v e r s a la s y n c h r o n o u sr e c e i v e r t r a n s m i t t e r ) 通用异步接收发送装置 u d p ( u s e rd a t a g r a m p r o t o c 0 1 )用户数据报协议 浙江工业大学硕士学位论文 1 1 国内外现状 第一章绪论 s n m p ( s i m p l e n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) ，就是简单网络管理协议。其最 大的优点是设计简单，简单化的直接好处是网管容易实施，并且不会对现有的网 络增加太大的负荷。用户可以很容易地根据网管需要对网管变量进行编程。 c m i p c m i s 是国际标准化组织制定的网络管理标准。定义了网络管理的基本概念 和总体框架。但是由于实现起来非常复杂，实际被广泛接受的是简单网络管理协 议( s n m p ) 。s n m p 管理的对象可以是主机、路由器、网关以及任何可以与外界 交流状态信息的硬件设备。随着s n m p 协议的发展，目前很多网络产品都是支持 标准s n m p 网络管理，不直接支持s n m p 的设备被称为外来设备。我们使用代理 ( p r o x y ) 来进行管理者与节点的通信，代理其实就是在节点上运行的s n m p 进程。 e p o n ( e t h e m e tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ，以太网无源光网络) 技术是一种新 型的多业务宽带光纤接入网技术，它是光通信技术和i p 技术的结合与现有的计 算机网无缝连接，网络结构简单，建设运营成本低，能支持互联网所有带宽应用， 支持数据语言、视频点播多种业务能力。这种网络是当前最典型、最适用、最合 理、最廉价的“三网融合”最好的途径之一。在2 0 0 5 年制定的国家十一五规划中， 提出“加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设，推进 三网融合。首次将“三网融合”这一重大技术动向写入其中。美国i n f o n e t i c s r e s e a r c h 公司2 0 0 6 年6 月的一份报告预计：今后三年，无源光网络的应用与销 售将会出现四位数的显著增长一一从2 0 0 5 年到2 0 0 8 年止，订户将由1 5 0 万人激 增至2 0 5 0 多万人。相信在未来的几年，e p o n 将会有更大的空间。 e p o n 的国际标准在2 0 0 4 年6 月正式被i e e e 标准协会批准，即i e e e s t d 8 0 2 3 a h 一2 0 0 4 。这个新的标准为服务商提供了多种灵活而成本低廉的城域网和 接入网的以太网宽带服务解决方案。服务提供商可以集中精力向用户提供关键的 服务，而不用再担心互操作性的冲突。然而在最终的市场应用中，兼容性所要求 的是更全面的设备互操作性。主要体现在： 1 、在f t t h 市场，从成本、管理和方便扩容角度考虑，运营商希望不同厂商 产品能够相互兼容，这也是运营商大规模部署f ，i t h 的一个基本前提。目前，不 同厂商提供的e p o n 芯片和设备有诸多不同，标准中定义的o a m 只能够管理o n u ( 光网络单元) 设备的p o n 端口，而对o n u 的用户端1 2 1 的管理只能通过各个厂 商自行扩展的o a m 协议实现，这就使设备的互操作性受到限制。 2 、由于i e e e8 0 2 标准的整体结构，e p o n 网络中下行数据的安全性问题没法 1 。 浙江工业大学硕士学位论文 由i e e e8 0 2 a h 工作组来解决。目前各个厂商只能按照各自的方式实现数据的加密， 在密钥交互和加密算法等方面均自行加以定义。不同的方式都能够实现相应的加 密性能，可以确保某个用户的信息不会被其它用户破解。但回到删市场，由 于加密实现方案都是自行定义的，又给兼容性带来了一定的障碍。 国内通信行业标准接入网技术要求一一基于以太网方式的无源光网络 ( e p o n ) 于2 0 0 6 年6 月8 日发布，2 0 0 6 年1 0 月1 日开始实施，编号y d t1 4 7 5 - 2 0 0 6 。 “基于以太网方式的无源光网络( e p o n ) 网络管理接口技术要求 还没有正式成为 标准。在传统的以太网中没有相应的网管单元，以太网技术进入接入网领域，其 网管变得日益重要。8 0 2 3 a h 标准中制定的o a m ( 操作管理维护层) 子层，定义了 数据链路层的网管功能，是对上层网管的一个补充。e p o nm i b 的设计目前还处于 草案阶段。然而e p o n 一旦进入接入网领域，网管的需求就一直存在。目前e p o n 设备一般都支持一定的网管功能。各个厂商采用自己定义e p o n - m i b 库。本次设计 中依照网络管理的功能，设计了e p o n 的m i b ，并通过n e t - s n m p 开发了代理。 1 2 研究的意义 任何网络的正常运行，都离不开高效的网管系统。光接入网也不例外【2 】。e p o n 系统作为一种新的接入方式，在成本，性能等方面与别的接入方式相比体现出较 大的竞争力。为了增强e p o n 的管理功能，8 0 2 3 a h 标准中制定了o a m 层，结合上 层的s n m p 管理协议，可以使e p o n 网络达到电信级的要求。 网管系统的研究，对e p o n 技术进入实际运营有着重要的意义。s n m p 已经成为 网络管理事实上的标准。要使用s n m p 网管，就必须让被管设备成为一个s n m p 代 理。通过开发s n m p 代理，可以使e p o n 网络中的设备由简单网络管理协议统一管 理。本项目的研究有助于e p o n 网络管理的实现，使e p o n 真正成为实现三网合一 的接入方式。同时对其他设备融入s n m p 管理也有一定的参考意义。 1 3 主要工作和内容安排 e p o n 系统的主要网络资源是光线路终端o l t ( o p t i c a ll i n et e r m i n a l ) 和光网 络单元o n u ( o p t i c a ln e t w o r ku n i t ) 本次毕业设计的主要工作是在l i n u x 系统下 开发e p o n 的s n m p 网管代理，并把扩展后的代理移植到嵌入式系统。使e p o n 系统 中的资源可以通过标准的s n m p 协议访问控制。 论文的内容安排如下： 第一章绪论介绍该课题目前的研究背景，国内外现状和研究意义，以及本次毕 业设计所作的工作。 第二章介绍以太网无源光网络和简单网络管理协议的基本概念，并将两者结合 2 。 浙江工业大学硕士学位论文 考虑。 第三章描述了开发系统的整体状况和运行网管代理的嵌入式系统板的硬件设 计，包括各个接口设计和注意事项，最后给出了该板子的p c b 图。 第四章详细讲述如何在l i n u x 系统下利用n e t - s n m p 软件开发代理的过程，内 容涉及e p o nm i b 的设计，e p o n 软件的集成，e p o na p i 的调用和n e t - s n m p 中配置 文件的修改，并给出了实验结果图。 第五章是关于代理的移植，要把在l i n u x 下开发的代理移植到嵌入式系统上。 这一章依次介绍了嵌入式系统的概念，嵌入式操作系统内核的编译，网管代理的 移植过程。最后在管理站采用h po p e n v i e wn n m 软件对开发结果进行验证。 最后一章是对整个毕业设计期间工作的总结和展望。 浙江工业大学硕士学位论文 2 1e p o n 概述 第二章e p o n 及s n m p 协议 e p o n 是以太网技术和无源光网络( p o n ) 技术的结合【蛐】。e p o n 技术首先是由 i e e e 8 0 2 3 a h 项目组，即e f m ( e t h e r n e ti nf i r s tm i l e ，第一英里以太网) 提出 并进行标准化。2 0 0 0 年1 1 月，在i e e e8 0 2 3 里成立以太网接入研究组 e f m ( e t h e r n e ti nt h ef i r s tm i l e ) ，该组织的目标是起草一个标准，试图将现在 广泛使用的以太网联网协议应用到接入网市场。随后有3 c o m 、a l l o p t i c 、a u r a n e t w o r k s ，c d t m o h a w k ，c i s c os y s t e m s ，d o m i n e ts y s t e m ，i n t e l - m c iw o r l d c o m 和w o r l dw i d ep a c k e t s 等6 9 个公司已经或将要参加这个组织。2 0 0 4 年6 月，e f m 历时3 年时间制订的i e e e8 0 2 3 a h 标准正式被i e e e 标准协会批准，从而宣告这 个i e e e8 0 2 标准历史上规模最为庞大的项目之一正式完成。该标准是对i e e e8 0 2 3 标准的增补，并尽可能的沿用i e e e8 0 2 3 原有的m a c 子层、m a c 控制子层以及相 关的各物理子层。另外，该标准还包括了o a m ( 操作管理维护层) 机制的内容，以 便于网络的运维和故障处理。 e p o n 采用点到多点的拓扑结构，利用光纤和光无源器件进行传输。是在以太 网上提供多种业务类型的一种新型的接入方式。它由局端的o l t ( 光线路终端) 、 用户侧的o n u ( 光网络单元) 以及o d n ( 光分配网络) 组成。其中o l t 位于局端， 实现以下功能：向o n u 以广播方式发送以太网数据；发起并控制测距过程，并记 录测距信息；发起并控制o n u 功率控制；为o n u 分配带宽，即控制o n u 发送数据 的起始时间和发送窗口大小。o n u 位于用户端，可以是路边、小区、住宅楼，或者 是家中、办公室中，其功能为：选择接收o l t 发送的广播数据；响应o l t 发出的 测距及功率控制命令，并作相应的调整；对用户的以太网数据进行缓存，并在o l t 分配的发送窗口中向上行方向发送。e p o n 网络中下行采用广播方式，上行采用t d m a ( 时分多址接入) 方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构( 典 型结构为树形结构) 。所谓“无源”，是指o d n 中不含有任何有源电子器件及电子 电源，全部由光分路器( s p l i t t e r ) 等无源器件组成，因此其管理维护的成本较 低。 e p o n 帧格式基本与i e e e8 0 2 3 的以太网数据帧格式兼容，只在以太帧中加入 时标及识别等信息。e p o n 数据是通过不定长的数据包传输，e p o n 数据包长度依照 i e e e8 0 2 3 以太网协议，最长可达1 5 1 8 字节。 e p o n 系统在接入网中的典型应用结构图如图2 一l 所示 浙江工业大学硕士学位论文 用 之 ? 辁 哆 1 7 广。 o n ul 八，一 鼍 j ? 憾 0 n u n 接入分布层 图2 1e p o n 在接入网中的典型应用 o l t 是整个e p o n 系统的核心部件，向上提供接入网与核心网城域网的高速接 口，向下提供一点对多点的p o n 接1 2 1 ；o n u 位于用户端，终结光纤链路，并提供对 用户业务的各种适配功能；o d n 是由无源光分支分配器组成的光纤分配网络，使得 一个p o n 接口的光纤传输带宽可以由多个o n u 共享，节省了大量的光纤铺设成本。 e p o n 技术利用这种点对多点的拓扑结构，以以太网为承载协议，因此而得名。 图2 1 中也示意了e p o n 在“三网融合 中的使用。“三网融合”是指电信网、 计算机网、广播电视网在技术上趋向一致；在网络层上互联互通；在业务层上互 相渗透和交叉；在应用层上趋向统一的通信协议，有利于网络资源实现最大程度 共享；在经营上互相竞争，互相合作。整个网络向下一代网络演进，这是网络发 展的必然趋势。e p o n 是一种真正能支持语音、数据和视频全业务的接入技术。它 是实现“三网融合 切实可行的方案。 与其他接入方式相比，e p o n 有非常突出的优点，主要表现在： 1 ) 与现有以太网的兼容性。作为迄今为止最成功、最成熟、应用最广泛的以 太网技术，e p o n 只是对以太网有关协议的补充，基本上是兼容的，这样一来可以 节省大量的投资，可以说这是它作为接入网技术的最大优势。 5 。 浙江工业大学硕士学位论文 2 ) 相对成本低，维护简单。e p o n 结构在传输途中不需电源，没有电子部件， 因此容易铺设，可以适应恶劣的外界环境，基本不用维护，而且使用周期长，长 期运营成本和管理成本的节省很大；e p o n 采用单纤波分复用技术，用一根光纤和 一个o l t ，传输距离可达2 0 k m 。通过光分路器，至少分送3 2 个o n u 网络单元，可 以搞滚动式发展用户，因此，可以大大降低网络建设成本。 3 ) 提供非常高的带宽。e p o n 目前可以提供下行传输为1 2 5 g b s 带宽，单波 长上行1 2 5 m b s 的带宽。并且随着以太网技术的发展可以升级到l o g b s 。 4 ) 带宽分配灵活，服务质量有保证。对带宽的分配和保证都有一套完整的体 系，可以控制和设定每个o n u 的流量和优先级等。e p o n 可以通过d i f f s e r v 来 实现对每个用户进行动态带宽分配，并保证每个用户的q o s 。 5 ) 业务全面。e p o n 接入系统可以提供各种基于i p 的业务。e p o n 能将任何 类型和任何速率的业务( 包括视频点播、i p t v 、数字电视、互联网业务、电子政务) 适配后进行传输，并可灵活升级更高宽带的其它业务。 6 ) 容易扩展，易于升级，e p o n 系统对局端资源占用很少，模块化程度高，升 级很容易；系统初期投入低，在运营和发展用户上，可逐步扩容升级，不浪费任 何资源，投资回报率高。 2 2e p o n 的网络管理 国际标准化组织在i s o i e c7 4 9 8 4 中定义并描述了o s i 管理的术语和概 念，提出了一个o s i 管理的结构并描述了o s i 管理应有的行为。它认为，开放 系统互连管理( o s im a n a g e m e n t ) 是指这样一些功能，它们控制、协调、监视o s i 环 境下的一些资源，这些资源保证o s i 环境下的通信。通常对一个网络管理系统需 要定义以下内容【l 1 3 】： ( 1 ) 系统的功能。即一个网络管理系统应具有哪些功能。 ( 2 ) 网络资源的表示。网络管理很大一部分是对网络中资源的管理。网络中的 资源，就是指网络中的硬件、软件以及所提供的服务等。而一个网络管理系统必 须在系统中将它们表示出来，才能对其进行管理。 ( 3 ) 网络管理信息的表示。网络管理系统对网络的管理主要靠系统中网络管理 信息的传递来实现。网络管理信息应如何表示，怎样传递，传送的协议是什么? 这都是一个网络管理系统必须考虑的问题。 ( 4 ) 系统的结构。即网络管理系统的结构是怎样的。 i s o 在i s o i e c7 4 9 8 4 文档中定义了网络管理的五大功能，并被广泛接受。 这五大功能就是f a c p s ，也就是故障管理( f a u l tm a n a g e m e n t ) ，计费管理 ( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ) ，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 ) ，性能管理 ( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) ，安全管理( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) 。 - 6 浙江工业大学硕士学位论文 配置管理主要完成网络拓扑结构的自动发现、构造和维护网络系统的配置、监 测网络被管对象的状态、完成网络关键设备配置的语法检查、配置自动生成和自 动配置备份系统以及对于配置的一致性进行严格的检验等功能。配置管理的内容 主要包括： 1 ) 配置信息的自动获取，建立网络拓扑结构； 2 ) 修改网络设备的配置： 3 ) 维护设备信息数据以及保存用户的操作记录。 故障管理用于过滤、归并网络事件，有效地发现、定位网络故障，给出排错建 议与排错工具，形成整套的故障发现、告警与处理机制。主要包括以下几个方面： 1 ) 故障监测，主动探测或被动接收网络上的各种事件信息，并生成记录： 2 ) 查找、分析故障原因，如可以自动恢复，则通过一定的自动维护机制自动 修复； 3 ) 提供故障报警，接收报警信息，以报警窗口振铃向管理维护人员发出严 重故障警报。并能根据已有的排错经验和管理员对故障状态的描述给出对排错行 动的提示； 4 ) 进行故障信息分析管理，记录故障分析处理日志，将事件一故障一日志构成 逻辑上相互关联的整体； 5 ) 检索分析故障信息，提供查询故障管理系统中所有的数据库记录，定期 收集故障记录数据，在此基础上给出被管网络系统、被管线路设备的可靠性参数。 性能管理主要负责采集、分析网络对象的性能数据，监测网络对象的性能，对 网络线路质量进行分析。同时