（通信与信息系统专业论文）fiberhome综合宽带接入网网管的设计与实现.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 网管系统在网络的运维中占有越来越重要的地位。目前电信业的多厂商环境一 方面给电信运营商带来利益，同时也带来各厂商网管系统由于网络协议不兼容而造 成的管理信息不能互通、缺乏对整个网络的综合管理等缺点。下一代网络将是电路 交换网和分组网在各个层次上的融合，t m n 、s n m p 分别作为传统电信网和t c p i p 网网管体系结构的典型代表，也会走向融合、互相统一。 本文研究了t m n 和s n m p 网管体系结构，分析了这两种体系结构的基本技术 和实现方式，对两者进行了比较，探讨了网络管理的其它一些主流技术。在此基础 上着重进行了f i b e r h o m e 综合宽带接入网网管e f i m 。a n m 2 0 0 0 的体系设计，采 用s n m p 标准网管体系结构来实现t m n 的五大管理功能，详细阐述了管理者和代理 的任务和模块划分以及网管外部接口；此设计方案使得e f i m 回a n m 2 0 0 0 除从网管提 供c o r b a 接口和统一网管进行互联之外，也为f i b e r i - i o m e 宽带接入网设备纳入 到其它网管系统的管理提供了又一标准的综会网管解决方案。接着阐述了e f i m a n m 2 0 0 0 的功能实现，讨论了网管开发环境和调试工具的选择，着重分析了管 理者和代理的详细实现过程，以及s n m p v l 向s n m p v 2 的过渡方案和s n m p v 3 的 应用前景。最后，对作者的主要工作进行总结，指明了f i b e r h o m e 综合宽带接入 网网管e - f i r e a n m 2 0 0 0 的优势和不足，在后续工作中会不断改进。 关键词：网络管理电信管理网简单网络管理协议管理者 代理 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mi s b e c o m i n gv e r yi m p o r t a n t f o r o p e r a t i o n a n d m a i n t e n a n c eo fn e t w o r k s c u r r e n t l y ，t h em u l t i m a n u f a c t u r e re n v i r o n m e n th a sb r o u g h t b e n e f i t st ot e l e c o m m u n i c a t i o no p e r a t o r s ，w h i l e ，d u et ot h ei n c o m p a t i b i l i t yo fn e t w o r k p r o t o c o l s ，i ta l s ol e a d st os o m es h o r t c o m i n g s ，s u c h a s u n e x c h a n g e a b l em a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n 1 a c k i n go fi n t e g r a t e dm a n a g e m e n to ft h eo v e r a l in e t w o r ka n de t c n e x t g e n e r a t i o nn e t w o r kw i l lb es y n c r e t i z a t i o no fc i r c u i t s w i t c h i n gn e t w o r ka n dp a c k e t s w i t c h i n gn e t w o r ka td i f f e r e n tl a y e r s 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 tn e t w o r kf t m n ) a n ds 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 l ( s n m p ) ，a st h et y p i c a ln e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e m f l a m e sf o rc o n v e n t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r ka n dt c p i pn e t w o r k ， r e s p e c t i v e l y w i l lt e n dt os y n c r e t i z ea n du n i f yw i t he a c ho t h e r i nt h i s 血e s i s w 删a n ds n m pn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mf r a m e sa r es t u d i e d b a s i ct e c h n o l o g ya n di m p l e m e n t a t i o nm e t h o d so ft h et w of r a m e sa r ea n a l y z e da n d c o m p a r e dw i t he a c ho t h e r m a i n s t r e a mn e t w o r kt e c h n o l o g i e sa r ed i s c u s s e d t h es t u d yt h e n f o c u s e so nt h es y s t e md e s i g no ff i b e r h o m ei n t e g r a t e db r o a d b a n da c c e s sn e t w o r k - e f i m 9 a n m 2 0 0 0 t h ef i v em a j o rm a n a g e m e n tf u n c t i o n so ft m na r er e a l i z e db ys n m p s t a n d a r dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mf r a m e t a s k sa n dm o d u l e so fm a n a g e ra n da g e n t a r ec o m p a r t m e n t a l i z e d a n de x t e r i o ri n t e r f a c eo fn e t w o r km a n a g e m e n ta r ee x p l a i n e di n d e t a i l s t h i sd e s i g nn o to n l yf a c i l i t a t e se - f i m 9 a n m 2 0 0 0t oc o m m u n i c a t ew i t hu n i f i e d n e t w o r km a n a g e m e n tb yc o r b ai n t e r f a c e b u ta l s op r o v i d e sas o l u t i o nf o ri n t e g r a t i o no f f i b e r h o m eb r o a d b a n da c c e s sn e t w o r ki n t oo t h e rn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m f u n c t i o ni m p l e m e n t a t i o n d e v e l o p i n ge n v i r o n m e n ta n dd e b u gt o o l so fe - f i m 9 a n m 2 0 0 0 a r ed i s c u s s e d t h ei m p l e m e n t a t i o np r o c e s so fm a n a g e ra n da g e n ti se l a b o r a t e d n l e t r a n s i t i o no fs n m p v lt os n m p v 2a n da p p l i c a t i o nf o r e g r o u n do fs n m p v 3a r ea n a l y z e d a tl a s t ，a sas u m m a r y ，b o t ha d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ff i b e r h o m ei n t e g r a t e d b r o a d b a n da c c e s sn e t w o r k ，e - f i m 9 a n m 2 0 0 0 ，a r ep r e s e n t e d k e y w o r d s ：n e t w o r km a n a g e m e n t 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 tn e t w o r k 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 o lm a n a g e ra g e n t 儿 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 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。 学位论文作者签名：锱i 辛磅 日期：二一s 年q 月乃日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向圜家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段傈存和汇编本学位论文。 保密口， 在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密口。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：徐施夺指导教师签名 日期：珂年y 月谚日 ，硼墨 日期：二旷年尹月硝日 华中科技大学硕士学位论文 1 综述 1 1 网管的发展 随着通信技术的发展和网络规模的不断扩大，网管因其对网络和设备的监视控 制功能，已成为网络不可或缺的维护管理工具。在一个大规模的复杂网络中，如果 没有网管系统，故障查找和诊断往往从用户投诉开始。为了进行故障定位，做出诊 断并进行处理，直到恢复正常，可能要花费很长时间。相反，如果有了网管系统， 网络管理员在用户提出要求之前就能够知道发生了故障，根据网管系统所确定的故 障产生地点，尽早地解决排除故障，从而把损失减少到最小。另外，如果没有网管 系统，网络作业能力的局限性首先是由用户感觉到的，他们会抱怨网络的性能低， 或者认为提供的服务太少。而如果有了网管系统，管理系统就能把信息都显示给网 络管理员，标明网络性能瓶颈所在，还能产生统计信息并形成报告。利用这些资 料，就能合理地修改或扩展这个网络从而保证它具有更强的可用性和适应性。 由此可见，网管系统通过对故障的分析和快速定位，通过实时反映网络运行的 性能和状态，从而具有保证网络的可用性、最佳的性能和可靠性的能力。网管的功 能还不止如此。随着网管系统的建设加强，网管承载了越来越多的网络业务配置功 能，从而极大地加强了网络业务的快速实施能力。此外，网管系统的计费功能可以 测量网络中各种业务的使用量并确定其使用成本，包括帐单功能、资源功能等，主 要控制有关资源的使用及面向成本和面向信息的收集、解释、处理和报告的过程， 提供物理线路出租计费、传输带宽和时间计费、收视时间计费、节目内容计费、信 息服务计费等计费模式，从而扩大了运营商的业务范围i i 】。因此，网管在网络的运营 维护中占有越来越重要的地位，是否具有强大友好的网管系统成为运营商决定是否 购买网络产品的又一关键衡量因素。 网管系统从无到有，从简单到复杂，经历了个长时间的发展过程。首先，网 管系统作为一个管理系统，不可避免地受到被管对象的影响，电信网在发展过程中 网络的规模和容量不断扩大，使用的设备种类也不断增加，网络结构甚至组网原理 都在发展和变化，这就要求网管系统必须适应这样的发展要求；另外，计算机技术 的不断发展、不断运用，尤其是国际、国内对于网管技术的规范、模型、体系的不 华中科技大学硕士学位论文 断探讨和反复实践，使得网管系统凭借技术的进步可以解决以前所无法解决或者很 难解决的很多问题，这就从技术的角度推动网管系统向前发展【2 】。 到目前为止，网管系统的建设大体经历了三个阶段： 第一阶段是面向维护的阶段。这一阶段主要是解决网管系统从无到有的矛盾。 主要是把原来分散的维护人员集中起来、把原来分散的技术经验集中起来、把原来 的分散维护集中起来。这一阶段主要是实现从分散到集中的过渡，实现集中操作和 维护的目的。 第二阶段是面向管理的阶段。这一阶段在前面工作经验的基础上，开始将管理 思路融入网管系统中，开始在功能上注重管理的功能，开始将原来分散的功能结合 在一起，开始将维护和管理体系与网管系统有机地结合在一起，使得网管系统成为 一个维护和管理的平台。 第三阶段是面向经营的阶段。这一阶段对网管系统在管理上，功能要求更加完 善和成熟。工作流程管理和计算机化的考核成为主要的实现目标；更为重要的是在 网管功能上，对系统智能化程度要求越来越高；各个管理部分结合得更为紧密，对 综合分析、自动处理的能力要求也越来越来高；网管系统与业务系统的关系更加紧 密，各种业务的实施都要通过网管系统来实现。网管系统逐渐发展成一个对网络的 智能管理工具和对业务的端到端实施工具。 网管系统的平台化、管理集中化、处理更分布、与资源结合紧密、更多面向业 务是目前及以后网管发展的一种趋势p j 。 1 ) 系统平台化 网管综合化一直是用户追求的目标。系统平台化因其适配灵活、构筑方便且扩 展性好，慢慢成为系统的发展方向。 2 ) 管理更集中 网管系统体现了集中的思想。首先是集中维护，然后有了集中监控、集中管 理。 3 ) 处理更分布 与建设规模更集中相反，系统的处理方式将更分布。一方面由于更大规模的集 中导致系统处理负荷急剧增加，从负载平衡和健壮性的角度考虑，分布式的处理都 是最佳的解决办法。另一方面合理的分布方式，有效地提供了系统的扩展能力，也 为大规模集中提供解决途径。 2 华中科技大学硕士学位论文 4 ) 与资源结合紧密 网管系统和资源管理系统是运营支撑系统( o p e r a t i n gs u p p o r ts y s t e m ，o s s ) 的 重要组成部分。资源管理系统偏重于资源数据的静态管理和调度，而网管系统从某 种程度上也可以认为是资源管理的一种监测、控制和实施工具。网管系统只有与被 管网络的资源数据有机结合在一起，才能够真正做到动态、智能化的管理和维护。 5 ) 更多面向业务 电信行业的市场化直接影响到了网管的发展变化，这种影响是方向性的。随着 业务类型的不断翻新，对于工单的处理能力要求必然目益提高，网管系统必然在体 系上要保证对工单的控制、管理和实施。同时，对于设备和网络的控制将越来越多 地与工作流和预案管理相结台，网管的智能化程度将得到更大的提升，网管的业务 快速实旌能力必然得到极大的加强。 总的来说，网管系统的平台化、管理集中化、处理更分布、与资源结合紧密、 更多面向业务是目前及以后网管技术的一种趋势，备网络管理软件提供商开发和应 用的重点也正随之做出调整。对于网络系统，网管开始扮演越来越重要的角色。 1 2 国内外网管的现状 1 2 1 传统电信网管现状 目前各电信运营商大都拥有一个规模宏大的电信网络，如本地程控交换网、长 途和国际交换网、同步数字系列( s y n c h r o n o u sd i g i t a lh i e r a r c h y ，s d h ) 和准同步数 字系列( p l e s i o c h r o n o u sd i g r a lh i e r a r c h y ，p d h ) 传输网、接入网、异步传输模式 ( a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e ，a t m ) 宽带业务网、多媒体通信网以及互联网等多 种电信网络1 1 1 。电信网络的发展方向是；数字化、宽带化、综合化和智能化【3 】。随着 网络规模的不断扩大，网上设备的种类和数量也不断地增加，整个网络的复杂性日 益提高，多厂商问题非常突出。目前的电信网络管理是将整个电信网络分成不周的 专用网进行管理的，即按接入网、信令网、交换网和传输网分别进行管理1 4 | 。 最近几年来，各电信运营商都陆续引进和自主开发了众多的网络管理系统，由 于不同的开发商采用各自不同的技术自行研制且大多采用各自的管理协议，不可避 免地带来网络协议互不兼容、管理信息不能互通、缺乏对整个网络的综合管理、管 理内容庞杂、操作界面多样等问题。由于各种网络和设备缺乏统一的接口标准和规 范，给网管系统的建设带来了很大的困难1 3 1 。 华中科技大学硕士学位论文 针对上述电信网络管理的现状，各电信运营商都希望能够在目前网络管理的基 础上建立综合网管系统，以实现全网的综合管理。这就产生了综合网络管理系统的 需求，即把现有的独立存在的各专业网络系统综合成一个功能齐全、面向未来的综 台网络管理系统。综合网管系统通过一个网管工作站就能够对互连的不同网络实施 各种管理和控制，从而实现对全网的综合管理，包括全网故障分析和故障定位、全 网性能综合分析等功能。这样既便于维护、使用，也可以提高该系统的利用率。而 且更重要的是，以后新的网管需求将可以直接纳入该综合网络管理系统之中。 然而，各电信运营商并没有因为综合网络管理的需求而放弃多厂商环境。相 反，越来越多的国家已经认识到多厂商环境的益处。要想在购买电信设备时做到经 济有效，就需要网络设备和操作系统供货商之间在设备管理方面进行竞争。同时， 取消电信垄断也形成了业务的竞争并加剧了厂商之间的竞争。在变化迅速且充满竞 争的电信环境中，电信管理网( 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 tn e t w o r k ，t m n ) 成 为全球普遍接受的电信网络管理框架，使得迅速引进的通信新设备和新技术可以由 集中操作中心进行最佳的管理，并且为数不多的专家可以在中心得到集中利用，技 术人员也可得到计算机化的操作系统( o p e r a t i n gs y s t e m ，o s ) 的支持1 5 i 。 n 烈与信令网、同步网一样，是保证电信网正常运行的支撑网。随着电信网 技术的不断发展，电信网对t m n 的依赖性越来越强。洲的最大优势在于其信息 模型的标准化：统一多厂商设备的规范管理代理信息存取的标准，统一多厂商 系统被管理信息的标准，统一多厂商平台处理环境的标准。t m n 自上而下分为事务 管理层( b u s i n e s sm a n a g e m e n tl e v e l ，b m l ) 、业务管理层( s e r v i c em a n a g e m e n t l e v e l ，s m l ) 、网络管理层( n e t w o r km a n a g e m e n tl e v e l ，n m l ) 、网元管理层 ( e l e m e n tm a n a g e m e n tl e v e l ，e m l ) 、和网元层( e l e m e n tl e v e l ，e l ) 。每个管理 层均有性能管理、配置管理、安全管理、故障管理和计费管理五大管理功能1 6 1 。由于 各层所处的地位不同，管理功能的要求也有差异。 t m n 的原则被大家广泛接受，在制订具体网管项目的技术规范时都无一例外地 采用了t m n 的五层结构和五大功能的概念。但是在实际应用中，多数厂商都没有提 供0 3 接口，而实际投入应用的网管系统也大多没有完全采用t m n 的平台和信息模 型。但并不能说t m n 已经过时，它在网元层信息模型、故障管理、性能管理方面都 有了规范的方式和信息模型，对实际应用有很好的指导作用。但由于q 3 接口的层次 较多，实现复杂，导致了厂商在开发实现中的难度：同时，为了提供q 3 接1 2 1 ，厂商 华中科技大学硕士学位论文 需购置价格昂贵的配置，例如：q 3 接口协议栈等，导致开发费用的提高。电信运营 商要以实用的态度对待t m n 及相关的标准和技术，充分利用已有的成果。 1 2 2 新一代网管需求 随着电子与计算机技术的快速进步与发展，电信网、计算机网和有线电视网的 不断融合，新一代网络已成为人们目前研究的热点和重点【7j 。虽然目前对新一代网络 的体系结构、业务质量模型、采用的协议和技术等尚不清楚，但一个公认的观点是 新一代网络应拥有先进的强大的网络管理能力。为了保证新一代网络的正常运行， 发挥新一代网络的作用，需要对新一代网络进行有效的管理，功能强大的网络管理 系统应成为新一代网络的重要组成部分。网络管理系统不仅仅是保证新代网络正 常运行的基本条件，也是保证网络高效、可靠、经济和安全运行的条件，而且新一 代网络的一些特性如网络智能、网络业务质量保证和网络安全保证等的使用，在很 大程度上也取决于相应网络管理系统的能力和质量。 目前的网络是混合结构，既有传统的电信网，也有分组网，主要是t c p i p ( t r a n s f e rc o n t r o lp r o t o c o l i n t e r n e tp r o t o c 0 1 ) 网i l j 。目前业务还没有充分的融合，因 此管理上也基本是各自独立的。电信嘲使用国际电信联盟( i n t e r n a t i o n a l t e l e c o m m u n i c a t i o n su n i o n ，i t u ) 的删标准，而t c p 佃网采用i n t e r a c t 工程任务 组织( i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ，i e t f ) 的s n m p ( s i m p l en e t w o r k m a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) 体系曙】。两者的区别主要在于被管理对象本身和通信协议。这 主要是因为两种网络采用完全不用的通信协议，因此导致网元的不同以及通信方式 的不同。t m n 体系的重要性在于它提出了网管的最般的原则和内容。例如它概括 的性能管理、配霞管理、故障管理、计费管理和安全管理五大功能，以及它的分层 管理思想，即网元管理、网络管理、业务管理和事务管理诸层次。t c p f i p 的s n m p 则是对t m n 大大的简化。主要原因是i n t o m c t 发展之初对于网管要求的简单性吼 随着网络能力和复杂度的提升，s n m p 现在也要日益向t m n 靠拢。， 下一代的网络是电路交换网络和分组网络在各个层次上的融合，网络设备在技 术上可以是融合的，也可以是分立的。前者如核心级路由器，它集成了光波交换、 时分复用( t i m ed i v i s i o nm u l t i p l e x i n g ，t d m ) 交换、a t m 和i p 路由的功能；后者 如以太网交换机，仅支持以太网分组数据交换l l “。融合后的网络必然引发网管方式 的变化，新代的网管也将是t m n 和s n m p 的结合，并在网管的统一化、智能化、 主动化等方面有所突破。主要的新动向包括：由于分组网支持业务和用户需求的多 华中科技大学硕士学位论文 样性，网络管理操作的对象和目的与传统电信网相比要复杂得多。在新的融合网 中，网管不仅包括传统t m n 和s n m p 的功能和内容，而且还包括对各种各样业务的 管理，包括业务提供、资源调配、个别参数设置、软件升级等等。 目前，急需给出解决方案的是对传统的电信网和i p 网的综合管理问题，i t u t 和i e t f 已经充分认识到该问题的严重性，二者已经在技术上达成如下共识：i t u t 已经同意在q 接口中引进已经被普遍采用的s n m p 网络管理协议，并根据电信领域 的实际需求对原有的s n m p 协议进行增强；i e t f 已经认识到s n m p 体系结构的不 足，并同意吸收t m n 的思想，以支持对电信级网络的管理。同时，1 t u t 同意t m f 提出的新一代o s s 的概念是对t m n 的补充，特别是在网元管理层和网络管理层标 准无法迅速得到贯彻的情况下，按照t m f 新一代o s s 的框架进行业务管理层和事务 管理层的建设具有十分重要的现实意义。 1 3 本文的研究背景和主要研究工作 接入网是中国电信市场的主流产品之一，接入网网管系统则是接入网能够正常 运维的必要保证。目前，国内市场接入网网产品层次还处于网元管理层，即维护单 一的接入网产品设备嘲。接入网的网管有多种形式，其中基于t m n 的接入网网管 为主要发展趋势i l “。 武汉邮电科学研究院长期以来一直从事传输网设备及网管的开发，f i b e r h o m e 作为武汉邮电科学研究院的全资予公司，近年来由于业务发展，研制开发了各种不 同类型的宽带接入产品，同步需要研制开发相应的网管软件，从而实现对这些不同 类型的接入设备的统一管理。针对目前整个电信网管的现状分析，考虑到要管理的 宽带接入网产品种类繁多，其中包括：非对称数字用户环线( a s y m m e t r i c a ld i g i t a l s u b s c r i b e rl o o p ，a d s l ) 产品系列、甚高比特率数字用户线( v e r yh i g hd a t ar a t e d i g i t a ls u b s c r i b e rl i n e ，v d s l ) 产品系列、基于以太网的无源光网络( e t h e m e t p a s s w eo p t i c a l n e t w o r k ，e p o n ) 产品系列等 z 3 j ，经过总体研究决定，接入网网管系 统应能实现对所有这些宽带设备的综合管理，同时也应纳入t m n 范畴，实现对接入 网的集中监控、维护和管理，并使接入网网管系统通过标准接1 ：1 与其它专用网管系 统交换管理信息，共同纳入t m n 中。 本文研究了网络管理的体系结构和目前用于网络管理的主流技术，借鉴 f i b e r h o m e 多年来积累的网管开发经验，在此基础上进行了f i b e r h o m e 综合宽 6 华中科技大学硕士学位论文 带接入网网管的体系结构设计。随后在f i b e r h o m e 综合宽带接入网网管系统中， 用s n m p 技术实现了t m n 的五大管理功能。 1 4 本章小结 本章简要叙述了网管的发展和目前国内外网管的现状，讨论了下一代网络对传统 电信网和i p 网进行综合管理的需求以及新一代综合网管需求中t m n 和s n m p 的冲 突和一致性。在此基础上简要叙述了本文的工作背景和主要工作。 7 华中科技大学硕士学位论文 2 网络管理体系结构 个网络管理体系包括四个部分：被管理对象本身、被管理对象的表示方法、 管理协议和上层管理操作。其中，被管理信息的表示方法和网络管理通信协议是最 容易做到标准化的，发展变化余量较小；被管理对象和管理操作虽然也可以部分做 到标准化，但受具体网络技术和业务、政策的影响比较大，总是处于变化之中。总 体而言，网络管理变化的四个确定性特征是：统一化、智能化、安全化和主动化 t 4 1 。 当前最典型的网络管理体系结构主要包括i n t e m e r y s n m p 管理体系结构、t m n 管理体系结构等。两者的区别主要在于被管理对象本身和通信协议。这主要是因为 两种网络采用完全不同的通信协议，因此导致网元的不同以及通信方式的不同。随 着理论研究和实际应用的不断深入，t m n 通过吸收其它结构的某些思想而不断完 善，在电信网络管理领域逐渐占据了主导地位。电信网般使用i t u t 的t m n 标 准，而t c p i p 网采用s n m p 体系i ”】。t m n 体系的重要性在于它提出了网管的最一 般的原则和内容。例如它概括的性能管理、配置管理、故障管理、计费管理和安全 管理五大功能，以及它的分层管理思想，即网元管理、网络管理、业务管理和经营 管理诸层次。t c p i p 的s n m p 则是对t m n 大大的简化。主要原因是i n t e r n e t 发展之 初对于网管要求的简单性。随着网络能力和复杂度的提升，s n m p 现在也要目盏向 t m n 靠拢。 2 1t m n 体系结构 t m n 是由i t u 提出的概念，人们对它的了解主要是通过r r u 公布的i t u t t m n 接口标准。i t u 在m 3 0 1 0 建议中指出，t i v l n 的基本概念是提供一个有组织的 网络结构，以取得各种类型的操作系统之间，操作系统与电信设备之间的互连。它 是采用商定的具有标准协议和信息的接口进行管理信息交换的体系结构提出t m n 体系结构的目的是支撑电信网和电信业务的规划、配置、安装、操作及组织。 t m n 的最主要的标准之一是i t u tm 3 0 1 0 ，它是关于t m n 的总体要求，涉及 总体原则，体系结构，逻辑分层结构及基本功能要求。m 3 4 0 0 是关于t m n 的管理 功能的标准。m 3 2 0 0 系列是关于t m n 的管理业务及各种电信网上的t m n 管理业务 华中科技大学硕士学位论文 标准。m 3 0 2 0 是t m n 的接口规范定义方法。m 6 0 2 是t m n 的基本术语定义。 m - 3 1 0 0 系列是t m n 的通用管理信息模型。 2 1 it m n 管理功能 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： 1 ) 性能管理( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) 性能管理是对电信设备的性能和网络单元的有效性进行评估，并提出评价报告 的一组功能。包括性能测试、性能分析以及性能控制。 2 ) 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 ) 配置管理功能包括提供状态和控制及安装功能。对网络单元的配置，业务的投 入，开停业务等进行管理，对网络的状态进行管理。 3 ) 故障管理( f a u l tm a n a g e m e n t ) 故障管理功能是对电信网的运行情况异常和设备安装环境异常进行管理，对网 络的状态进行管理。 4 ) 安全管理( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) 安全管理主要提供对网络及网络设备进行安全保护的能力。主要有接入及用户 权限的管理，安全审查及安全告警处理。 5 ) 计费管理( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ) 计费管理功能测试电信网中各种业务的使用情况，计算处理使用电信业务的应 收费用，并对电信业务的收费过程提供支持。 2 1 2t m n 层次结构 t m n 的功能可以划分为不同的层次，由高到底依次为： 1 ) 事务管理层 事务管理层是最高的管理功能层。该层负责设定目标任务，但不管具体目标的 实现，通常需要管理人员的介入。 2 ) 业务管理层 9 华中科技大学硕士学位论文 业务管理层主要处理网络提供的服务相关事项，诸如提供用户与网络运营者之 间的接口，与事务管理层及网络管理层的交互等。 3 ) 网络管理层 网络管理层对所辖区域内的所有网元进行管理，主要的功能包括：从全网的观 点协调与控制所有网元的活动；提供，修改或终止网络服务；就网络性能，可用性 等事项与上面的业务管理层进行交互。 4 ) 网元管理层 网元管理层直接行使对个别网元的管理职能，主要的功能包括：控制与协调一 系列网络单元；为网络层的管理与网络单元进行通信提供协调功能；维护与网络单 元有关的统计等数据。 s ) 网元层 在网元中，网元为了被管理而向t m n 描述其通信功能。 2 1 3t m n 功能体系结构 r 图2 - 1t m n 功能参考模型 1 ) 功能模块 把t m n 的功能划分为功能模块，可简化删的实现，功能模块间利用数据通 信功能( d a t ac o m m u n i c a t i o nf u n c t i o n ，d c f ) 来传递消息，并由功能参考点来分 割，各模块可以独立实现，降低了t m n 的复杂性，提高了软件的重用度。t m n 的 o 华中科技大学硕士学位论文 基本功能块有四种：运营系统功能( o p e r a t i n gs y s t e mf u n c t i o n ，o s f ) 、工作站助能 ( w o r k s t a t i o nf u n c t i o n ，w s f ) 、q 适配器功能( qa d a p t e rf u n c t i o n ，q a f ) 和网 元功能( n e t w o r ke l e m e n tf u n c t i o n ，n e f ) ，功能参考点分别为q ，f ，x ，g 和m 。 如图2 1 所示。 其中t m n 的基本功能模块功能如下： o s f o s f 功能块处理与电信管理相关的信息，支持和控制电信管理功能的实现。 t m n 的管理功能由o s f 完成，为了进行网络和通信业务的管理，按抽象程度将o s f 划分为行业管理o s f ，业务管理o s f ，网络管理o s f 和基本o s f 四类。 w s f w s f 为用户提供接入到t m n 的手段，其功能包括终端的安全接入和注册、识 别、确认输入输出、支持菜单、窗口和分页等。 q a f q a f 用来连接t m n 实体与非t m n 实体，提供t m n 参考点与非t m n 参考点 之间的转换。 n e f n e f 表示被管理的功能，同时也提供管理时所需要的通信和支撑功能。 t m n 各功能块之间利用d c f 交换信息。d c f 的主要作用是提供信息传输机 制，也可以提供路由选择、中继和巨通功能。d c f 配备o s i 参考模型的l 到3 层的 功能，主要进行o s f 与o s f 、o s f 与n e f 、n e f 与n e f 、w s f 与o s f 、w s f 与 n e f 的各模块间的信息传递。d c f 可以由不同类型子网的通信能力支持。这些子网 包括x 2 5 分组交换网络，m a n 、w a n 、l a n 、7 号信令网或s d h 的嵌入型通信信 道。对应不同的子网、需要的d c f 的传输能力不同。当不同的子网互适时，有时需 要将互通功能包含在d c f 之中。 当两个需要交换信息的功能块不能接受和理解对方的信息时，需要用中介功能 ( m e d i a t i o nf u n c t i o n ，m f ) 进行中介，m f 主要对o s f 和n e f ( 或q a f ) 之间传递 的信息进行处理。其典型功能有：协议变换、消息变换、信号变换、地址映射变 换、路由选择、集线、信息过滤、信息存储以及信息选择等。 2 ) 功能成分 t m n 的功能模块由一些作用和结构更加基本的功能成分构成。 管理应用功能( m a n a g e m e n ta p p l i c a t i o nf u n c t i o n ，m a f ) 华中科技大学硕士学位论文 m a f 是实现t m n 的管理服务的功能成分，既可以担当管理者角色也可以担当 代理者角色。m a f 可以用包含它们的功能块进行命名，例如：o s f m a f 、m f m a f 、n e f m a f 、q a f m a f 。 管理信息库( m a n a g e m e n ti n f o r m m i o nb a s e ，m i b ) m i b 是管理信息概念上的存储库，表示被管系统中的被管对象的集合。 信息转换功能( i n f o r m a t i o n c o n v e r s i o n f u n c t i o n ，i c f ) i c f 用于中介系统中，负责将一个接口的信息模型转换为其它接口的信息模型。 表示功能( p r e s e n t a t i o nf u n c t i o n ，p f ) p f 完成将t m n 信息模型中的信息转换为可由人机接口显示的形式。p f 完成提 供用户友好的输入、显示、修改被管对象细节的设备所需要的功能。 人机适配( h u m a nm a c h i n ea d a p t i o n ，h m a ) h m a 完成m a f 信息模型向p f 信息模型的转换。另外，它支持对用户的证明和 认证。 消息通信功能( m e s s a g ec o m m u n i c a t i o nf u n c t i o n ，m c f ) 每个具有物理接口的功能块都与m c f 有联系，用于交换消息中的管理信息。 m c f 由一个允许功能块连接具有数据通信功能的协议栈构成。当一个功能块被两类 接口连接时，使用两类m c f 提供必要的协议转换。 3 ) 参考点 参考点是非覆盖的管理功能块之间概念上的信息交换点。参考点在两个管理功 能块之间定义服务边界，确定它们之间的关系，目的是规范功能块之间交换的信 息。t m n 定义了q 、f 、x 三类参考点。另外与t m n 关系密切的还有在其它标准中 定义的g 和m 两类参考点。 q 参考点 口参考点被直接或通过d c f 置于功能块n e f 与o s f 、n e f 与m f 、m f 与m f 、 q a r 与m f 、m f 与o s f 、q a f 与0 s f 、o s f 与o s f 之间。在q 类参考点中：q x 参 考点被簧于功能块n e f 与m f 、q a f 与m f 、m f 与m f 之间；q 3 参考点被置于功能 块n e f 与o s f 、q a f 与o s f 、m f 与o s f 、o s f 与o s f 之间 f 参考点 f 参考点被置于功能块w s f 与o s f 、w s f 和m f 之间。 x 参考点 华中科技大学项士学位论文 x 参考点被置于不同的t m n 中的o s f 功能块之间。x 参考点外侧的实体可以是 另一t m n ( o s f ) 的一部分，也可以是非删环境( 类o s f ) 。 g 参考点 g 参考点被置于t m n 之外的人与w s f 功能块之间。尽管g 参考点上传送t m n 信息，但它不被看作是t m n 的一部分。 m 参考点 m 参考点被置于t m n 之外的q a f 功能块和非t m n 被管实体之间。 2 1 4t m n 信息体系结构 t m n 的信息体系结构包括网络管理管理协议、管理信息模型( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o nm o d a l ，m i m ) 等概念，强调在面向事务( t r a n s a c t i o n o r i e n t e d ) 处理的 信息交换中采用面向对象( o b j e c t o r i e n t e d ) 的技术【l “。m i m 是对网络资源及其所 支持的管理活动的抽象表示，对于每个要管理的资源，都抽象成被管对象( m a n a g e d o b j e c t ，m o ) 。通过封装的手段，m o 屏蔽了与管理无关的资源信息，提供给管理 系统一个用来交换管理信息的标准接口。模型决定了以标准方式进行信息交换的范 围，模型中的活动实现了t m n 的各种管理操作，如信息的存储，提取与处理。管理 信息交换涉及t m n 的d c f 和m c f ，主要是接口规范及协议栈。m 3 1 0 0 建议定义了 一组被管对象，由此构成了一个一般网络信息模型。这个模型涵益整个t m n ，并可 在所有网络中通用。但是，要用t m n 传送网络设备的细节数据，还需要对这个模型 进行扩充。 t m n 的信息体系结构应用o s i 系统管理的原则，引入了管理者和代理 ( m a n a g e r a g e n t ) 的概念。在建立的管理联系中，一个管理进程或者担当管理者角 色，或者担当代理角色。管理者发出管理操作指令和接收代理发来的通报；代理管 理被管对象，应答管理者发出的指令，向管理者反映被管对象的视图，发出通报以 反映被管对象的行为。每一种特定的管理应用，按照i t u - tx 7 0 1 建议中系统管理模 型( s y s t e mm a n a g e m e mm o d e l ) 的定义，都具有管理者、代理两方面的作用。在管 理者代理面前，网络资源是一棵信息树，即被管理对象信息库。代理直接操作被管 资源，管理者通过公共管理信息服务单元( c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o