（通信与信息系统专业论文）电力通信资源管理系统配置信息动态获取的研究与实现.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 本文主要对电力通信资源管理系统、c o r b a 技术以及t m f 8 1 4 协议进行了分 析与研究。采用基于a c e + t a o 平台上的接口适配器( a d a p t e r ) ，从功能模型、层次 模型、处理流程等方面给出了系统的设计方案，实现了电力通信网资源管理系统与 不同设备厂商网络管理系统之间信息资源的动态交互。在基于获取配置数据的基 础上，对电力通信资源管理系统中的设备管理进行研究，建立了设备级管理模型。 通过分析动态绘制机架图所需的关键数据属性，实现了向适配器发送获取命令从设 备厂商网管系统中得到绘制机架图所需数据，并编程实现了机架图的动态绘制以及 模板库的动态更新。通过与实际网管系统建立连接并测试，所得测试结果符合设计 要求。 关键词：电力通信资源管理，动态获取，配置信息 a b s t r a c t i nt h i s p a p e r , t h er e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e mo fe l e c t r i cp o w e rc o m m u n i c a t i o n ， c o r b a t e c h n o l o g i e s ，a n dt h ep r o t o c o l so ft m f81 4a r es t u d i e d t h ei n t e r f a c ea d a p t e rb a s e d o nt h ea c e + t a oi sa d o p t e da n dt h es y s t e mi sd e s i g n e dc o n s i d e r i n gt h ea s p e c t so ft h e f u n c t i o n a lm o d e l ，h i e r a r c h i c a lm o d e la n dt h ep r o c e s s ，w h i c ha c h i e v e st h ed y n a m i ci n t e r a c t i o n b e t w e e nt h er e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e mo fe l e c t r i cp o w e rc o m m u n i c a t i o na n dt h en m so f d i f f e r e n te q u i p m e n tm a n u f a c t u r e r s b a s e do nc o n f i g u r a t i o nd a t aa c q u i s i t i o n ，t h ee q u i p m e n t m a n a g e m e n ti nt h ep o w e rc o m m u n i c a t i o nr e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e mi ss t u d i e d ，a n da d e v i c e l e v e lm a n a g e m e n tm o d e li se s t a b l i s h e d b ya n a l y z i n gt h ek e yd a t ar e q u i r e db yt h e r a c kd y n a m i cm a p p i n g ，t h ef u n c t i o no fc o m m a n d i n gt h ea d a p t e rt og e tt h ed a t ar e q u i r e dt o d r a wr a c km a pf r o mt h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mm a n u f a c t u r e r si sa c h i e v e d ，t h e nt h e d y n a m i cm a p p m ga n dd y n a m i cu p d a t eo ft e m p l a t el i b r a r ya r ca c h i e v e db yp r o g r a m m i n g f i n a l l y , t h et e s tr e s u l t sa r ei nl i n ew i t ht h ed e s i g nr e q u i r e m e n t st h r o u g ht h ec o n n e c t i o na n d t e s t i n gw i t ht h ea c t u a ln e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m n a nh u i ( c o m m u n i c a t i o na n di n f o r m a t i o ns y s t e m ) d i r e c t e db yp r o f h o us i z u k e yw o r d s ：c o r b a ，d y n a m i c a c q u i s i t i o n ，c o n f i g u r a t i o ni n f o r m a t i o n 华北电力大学硕士学位论文 摘要 本文主要对电力通信资源管理系统、c o r b a 技术以及t m f 8 1 4 协议进行了分 析与研究。采用基于a c e + t a o 平台上的接口适配器( a d a p t e r ) ，从功能模型、层次 模型、处理流程等方面给出了系统的设计方案，实现了电力通信网资源管理系统与 不同设备厂商网络管理系统之间信息资源的动态交互。在基于获取配置数据的基 础上，对电力通信资源管理系统中的设备管理进行研究，建立了设备级管理模型。 通过分析动态绘制机架图所需的关键数据属性，实现了向适配器发送获取命令从设 备厂商网管系统中得到绘制机架图所需数据，并编程实现了机架图的动态绘制以及 模板库的动态更新。通过与实际网管系统建立连接并测试，所得测试结果符合设计 要求。 关键词：电力通信资源管理，动态获取，配置信息 a b s t r a c t i nt h i s p a p e r , t h er e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e mo fe l e c t r i cp o w e rc o m m u n i c a t i o n ， c o r b a t e c h n o l o g i e s ，a n dt h ep r o t o c o l so ft m f 81 4a r es t u d i e d t h ei n t e r f a c ea d a p t e rb a s e d o nt h ea c e + t a oi sa d o p t e da n dt h es y s t e mi sd e s i g n e dc o n s i d e r i n gt h ea s p e c t so ft h e f u n c t i o n a lm o d e l ，h i e r a r c h i c a lm o d e la n dt h ep r o c e s s ，w h i c ha c h i e v e st h ed y n a m i ci n t e r a c t i o n b e t w e e nt h er e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e mo fe l e c t r i cp o w e rc o m m u n i c a t i o na n dt h en m so f d i f f e r e n te q u i p m e n tm a n u f a c t u r e r s b a s e do nc o n f i g u r a t i o nd a t aa c q u i s i t i o n ，t h ee q u i p m e n t m a n a g e m e n ti nt h ep o w e rc o m m u n i c a t i o nr e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e mi ss t u d i e d ，a n da d e v i c e l e v e lm a n a g e m e n tm o d e li se s t a b l i s h e d b ya n a l y z i n gt h ek e yd a t ar e q u i r e db yt h e r a c kd y n a m i cm a p p i n g ，t h ef u n c t i o no fc o m m a n d i n gt h ea d a p t e rt og e tt h ed a t ar e q u i r e dt o d r a wr a c km a pf r o mt h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mm a n u f a c t u r e r si sa c h i e v e d ，t h e nt h e d y n a m i cm a p p m ga n dd y n a m i cu p d a t eo ft e m p l a t el i b r a r ya r ca c h i e v e db yp r o g r a m m i n g f i n a l l y , t h et e s tr e s u l t sa r ei nl i n ew i t ht h ed e s i g nr e q u i r e m e n t st h r o u g ht h ec o n n e c t i o na n d t e s t i n gw i t ht h ea c t u a ln e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m n a nh u i ( c o m m u n i c a t i o na n di n f o r m a t i o ns y s t e m ) d i r e c t e db yp r o f h o us i z u k e y w o r d s ：c o r b a ，d y n a m i ca c q u i s i t i o n ，c o n f i g u r a t i o ni n f o r m a t i o n 士= r i明明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文电力通信资源管理系统配置信息动态 获取的研究与实现，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的 研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教 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。 学位论文作者签名：堑塑 日期： 趟殓i s 目 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：型 导师签名： 日期：丑竭毒闻日期：幽：6 ，多 华北电力大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第一章引言 现有的电力通信网规模越来越大，网络结构越来越复杂，往往在同一个网络中 使用不同厂商的多种类型的设备。为了实现网络资源合理、有效、实时的管理和利 用，目前国内部分地区已投入使用通信网络资源管理系统【l 】。但现有的资源管理系 统基本上仍以人工管理为主、计算机管理为辅，电子化程度不高，不能及时反映设 备和系统的动态变化，无法实现网络资源的动态更新，用户对资源的查询、分析和 统计也很不方便，难以快速、有效地对网络资源进行规划和调度。 1 1 1 选题目的与意义 电力通信网是一个包含多种通信设备、多种网络结构，具有电力行业特色的通 信服务网络。在网络管理方面，各通信管理部门面临设备型号复杂，生产厂商众多 的问题，使管理工作复杂化。一般情况下，一个省级通信管理机构可能拥有5 1 0 种甚至更多种类的设备，而每一种设备都有独立的、设备制造商专有的网管系统， 给整个系统的网络管理带来了很大困难【2 】。因此，对通信网资源管理系统的需求日 益迫切，全面管理通信网中各种资源、能够进行方便快速地查询以及合理地进行资 源调配显得越来越重要。 电力通信网资源管理系统的主要任务是设备( 传输、交换、接入、电源、配线) 和线缆( 光缆、电缆及其支撑环境) 等基础资源管理，通道、电路、光路等逻辑资 源的管理，业务资源与业务网等的管理。通信资源管理由于涉及的环节多，要记录 和管理的信息量巨大而且繁杂，一直是电力企业的难点所在。目前，电力通信网的网 络管理系统主要存在的问题【3 】： ( 1 ) 我国的电力通信网是典型的多厂商环境。采用多厂商设备，虽然可促进 设备供应商之间的良性竞争，降低建网成本，但是这也给电力通信网的统一管理带 来了困难【4 j 。 ( 2 ) 由于电力通信网资源管理系统与厂商网管系统没有互连，所以网络管理 数据只能通过人工录入，而网管配置信息的变更也只能通过手动去更改资源管理系 统中相应的数据信息，这就导致了资源管理系统中的信息与网管信息的不同步。 ( 3 ) 管理效率不高、资源维护周期长、管理成本高。现有的电力通信网资源 管理系统主要是手动操作为主、计算机管理为辅，智能化程度不高，如何改变通信 资源管理的现状是当今通信管理部门的一个重要问题【5 1 。 华北电力大学硕士学位论文 ，随着电力通信资源管理系统及相关技术的发展，采用c o r b a ( c o m m o no b j e c t r e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ) 技术实现电力通信资源管理系统与各设备厂商专业网 管系统对接以及资源的动态获取，达到动态数据与静态数据的无缝连接【6 j 。将现在 静态管理系统转变成能够在同一平台上实现对机房物理资源、传输网资源、接入网 资源、管道网资源、光缆网资源、交换网资源等集中管理、优化配置和统一调度、 动态的智能化的管理系统【_ 7 1 ，从而方便工作人员的调度和监控。 1 1 2 国内外研究现状 在电力通信网资源管理方面，发达国家的网络管理技术研究较早，在最初建立 了各自的网络管理系统。随着网络规模的迅速扩大，网络设备的复杂性越来越明显， 因此网络管理的复杂度加大，国外的研究机构致力于综合性网络管理系统的研究， 取得了重大的成就。阿尔卡特、思科等是世界领先的通信设备供应商，致力于开发 建设下一代网络，为全球范围内各种运营商、企业和消费者提供集成的、端对端的 语音数据网络解决方案 8 】。 通过深入了解国外知名网络资源管理系统的特点和分析国外资源管理产品的 系统架构和功能，总结出了国外先进的资源管理系统产品的主要特点如下： 1 、元数据( m e t a d a t a ) 驱动的资源建模，不仅可以有效支持当前的多厂商、多技 术的网络资源的建模，还可以快速支持对下一代网络的建模。 2 、与网管数据同步，保证资源管理系统数据与现网数据的一致性。 3 、成熟的多种接口适配器，支持与相关系统的松耦合集成，降低系统集成复 杂性。面向服务的接口，灵活的x m l 消息体，预集成了与主要商业软件的标准接 口。 经过几十年的发展，国内电力通信网络已经成为了通信方式多样、结构完善、 功能齐备的现代化通信网络，广泛地应用于电力系统调度电话、保护及远动等方面， 成为了电力系统三大支柱之一【9 1 。许多新的通信设备、通信系统，例如s d h 、光纤 环路、数字程控、a t m 等，都纷纷涌入电力通信网，使网络的面貌日新月异。新设 备的大量涌入表现出通信网的智能化水平不断提高，功能日益强大，配置、应用也 十分复杂。层出不穷的新产品、新功能、新技术及技术经济效益等诸多因素的影响， 使可选择的设备越来越多，造成电力通信网中设备种类的复杂化。 华为公司在传输网管上先后推出了o p t i xi m a n a g e r 系列产品，包括i m a n a g e r n e t n a t ( 综合网管) 、i m a n a g e rt 2 1 0 0 ( 网络级网管n m s ) 、i m a n a g e rt 2 0 0 0 ( 子网 级网管s n m s ) 系列产品，提供完善的分层网管方案【l 0 1 。 当前各类通信资源管理及相关系统的功能，主要有以下几类：地理信息相关 类传输、交换设备网管类通信监控类非通信专用管理信息系统。 2 华北电力大学硕士学位论文 电力专网通信资源管理系统的实际需求分析有1 1 1 】：统一标识的一体化、图形化 人机界面；丰富的协议库及通信接口；完善的通信系统对象库；综合分析能力；与 其他系统进行信息交换的功能。 针对国内一些地区组建资源管理相对滞后的现状，积极组建电力通信信息通信 资源管理系统，完成了对电力通信网络中的运行设备、电路资源和通信站的基础管 理，取得可嘉成果【1 2 】。但系统还存在一些问题：统一设备标识问题；数据录入问题； 网络资源管理系统动态采集问题。 通过对电力专网通信资源管理系统的实际需求分析以及部分地区存在的问题 可以看出，虽然我国资源管理系统建设发展迅速，但是还是存在巨大的市场潜力来 进一步完善。 1 2 需求分析 随着我国电力通信事业的迅猛发展，各地加强了对通信网络资源的管理。对于 电力通信网络资源的整体管理而言，基本上还停留在手工管理为主、计算机管理为 辅的水平上，而且有关通信资源管理互为孤岛，没有有机结合、统一管理。因此， 如何加强电力通信网络资源和设备的管理，提高服务管理水平，更好地为电力系统 提供有效的支撑，成为电力企业面临的迫切课题。 针对当前电力通信网络资源管理的实际需求，要求建立统一的、图形化和智能 化的电力通信网络资源管理系统1 1 引。 它是以g i s 地理信息系统为基础，综合管理通信企业的传输资源、交换资源、 动力资源、管线资源、号线资源的综合通信资源信息管理系统，涵盖接入网、交换 网、传输网的资源管理，为电力通信提供一个综合资源管理平台。 对通信网物理和逻辑资源应进行科学合理的管理，实现对传输网的网络组织和 优化。要实现对局内机房设备，光缆、电缆线路设备和光接入网的资源，以及对网 络光缆环路图，主干配线光缆、电缆图的动态管理。 要为有关部门提供准确的全局光纤设备的动态信息，可以为线路规划提供辅助 决策、为设计施工提供依据，同时可以为线路维护部门提供帮助。 应将资源管理系统与综合网管系统( i n m s ) 、光缆监测系统( f o m s ) 等系统互联， 将静态资源管理系统逐步升级为实时的动态的网络资源综合管理系统，数据进入系 统的时间周期缩短，实现对通信网资源的运行维护和资源调度等过程的控制，完善 和改进生产调度流程。 3 华北电力大学硕士学位论文 1 3 本文研究内容 以电力通信网资源管理系统为基础研究设计基于c o r b a 的电力通信网资源管 理系统接口适配器。通过对t m f 8 1 4 协议的分析以及电力通信网资源管理系统功能 需求的研究，利用基于t a o ( t h e a c eo r b ) 平台的c o r b a 技术的优势初步实现 适配器能够从多个厂商网管系统动态获取所需配置信息的功能，使不同厂商的网管 系统能与电力通信网资源管理系统之间达到信息的互通，确保信息同步。在基于获 取配置数据的基础上，进一步实现电力通信资源管理系统中机架模板库的动态 更新，以及机架图的动态绘制。 本文主要研究内容如下： 了解课题研究背景、选题的目的与意义、目前国内外研究现状以及本文研究目 标和所做工作。 分析电力通信资源管理系统的优势以及系统构架和功能。分析适配器从厂商网 管动态获取数据涉及到的c o r b a 技术的特点、相关服务以及适配器的实现平台： 。 a c e + t a o 框架，包括该框架的结构及其在分布式通信软件领域中的地位。描述适 配器与电力通信资源管理系统建立连接使用的s o c k e t 套接字的原理。分析t m f ( t e l e m a n a g e m e n tf o r u m ) 8 1 4 接口模型及相关接口功能。 对动态与静态获取配置信息进行分析研究，得出动态获取的优势以及实现动态 获取资源配置信息的主要处理过程。介绍适配器在整个网管系统中的位置和所实现 的主要功能。对于适配器内部的系统结构按照从功能模型，层次模型，处理流程等 给出系统的设计方案，实现电力通信资源管理系统、接口适配器与厂商网管系统之 间的信息交互过程。 对电力通信资源管理系统中的设备管理进行研究，实现向适配器发送命令从而 获得动态绘制机架图所需数据。建立设备级管理模型，描述动态绘制的基本流程。 对实现动态绘制的功能模块以及其核心函数的作用进行了分析，通过编程实现动态绘 制机架图。 以获取华为网管系统配置信息为例，给出实验的测试结果。 4 华北电力大学硕士学位论文 第二章电力通信资源管理系统及实现动态获取的相关技术 2 1 电力通信资源管理系统 电力通信资源管理系统以电力通信调度部门为主要应用对象，管理对象覆盖通 信调度范围内的所有通信设备和线路，通过网络实现通信资源管理的数据共享。实 现通信线路和设备图库一体化的图形和属性数据库，实现通信业务智能化的逻辑管 理。以图形方式直观显示所有业务逻辑关系和网络结构，结合实现网络结构可视化 管理，既能够体现缆线的实际路由走向，又能体现网络的逻辑拓扑。 2 1 1 电力通信资源管理系统优势 建立通信资源管理系统要实现的目的，就是要提高信息通信系统自动化管理水 平，使其步入流程化、标准化、定量化、科学化的运行轨道，完成运用地理信息技术、 计算机技术、数据库技术、网络技术的各项成果，对电力的通信资源进行集中、统 一、完善、可靠的管理和应用，使通信资源的维护处于严格、有效、规范、标准化 的管理之下【1 4 】。 通过研究，实现一个功能完善、技术先进、实用高效的电力通信网资源管理系 统，其优势如下： ( 1 ) 将电力通信网中各种通信资源通过规范化的建模和构建统一的资源数据库 平台，实现各种通信资源的一致管理和充分共享。综合管理通信网的传输、交换、接 入，光缆、电缆、电源、配线架等资源数据和通道、方式等业务信息。 ( 2 ) 以g i s 电子地图和矢量图形为支撑技术，实现通信资源的图形化展现，提供 全面的图形化管理。采用先进的g i s 技术、矢量图形技术、面向对象技术、大型数 据库技术等实现可视化管理，查询、统计、输出等功能处理正确、操作方便。 ( 3 ) 为各类用户提供快速方便的资源查询、分析、统计等功能【”】。 ( 4 ) 实现系统功能可以根据用户的使用习惯和特殊要求进行灵活的定制功能，主 要体现在设备图例、图形属性等可以进行灵活定制，设备模板可以定制各种类型的 。机架、机框、插板等。 ( 5 ) 按照电力管理方式和需求，建立各专业的业务管理功能，以便按照不同专业 的要求提供其服务质量的保障。可向o a 、m i s 等办公或信息管理系统有选择地开 放数据或提供服务。 2 1 2 系统功能结构 建立有效的网络资源管理系统，有助于提高网络资源的利用率、降低通信网络 5 华北电力大学硕士学位论文 的运维成本，并从整体上提高电力系统对通信网络的维护、调度等方面的管理水平。 电力通信资源管理系统功能结构如图2 - 1 所示。 图2 1 电力通信资源管理系统功能结构 ( 1 ) 空间资源管理 完成对地图信息以及图层管理，包括背景图层、辅助图层( 例如电力线图层) 、 功能图层( 站点图层、杆塔图层、光缆图层、管道图层、接头盒图层) 等放大、缩 小、漫游、选取等操作功能。 ( 2 ) 线缆资源管理 完成光缆、光缆段、光缆芯、纤芯配色等基本属性数据的处理，并在地图上绘 制出来，依据对应的类型显示。 ( 3 ) 网元模板编辑 网元模板是由设备型号所确定，由机架、机框、插槽、卡板、接口、端子等各 构件组成，为机房中设备管理提供方便。基本组织方式：图元一单元模板一组合模 板一设备模板。也可依据指定规则，按规则组织成特殊模板。该模块采用矢量图形 技术和属性数据相结合，以模板库的方式来管理。包括基础类型数据( 厂家、型号 等) 的管理、数据间匹配关系( 设备型号可选机框、可选板卡等) 的设置，接口分类 ( 光口、电口、速率等) 。 ( 4 ) 设备资源管理 完成站点内机房、机房设备布置图、机架正视图、机框配置图、母盘配置图等 维护，设备台帐、设备属性、板卡属性、接口属性、接口连接等的处理；设备、板 卡、接口所承载的通道电路或业务信息的查看等功能。通过调用网元模板库，实现 6 华北电力大学硕士学位论文 机房设备的添加、机框板卡的添加，自动生成接口数据并存入数据库。本课题实现 通过动态获取不同厂商网管系统资源数据，来校对更新机房设备的配置数据。 ( 5 ) 通道电路管理 完成通道或电路的定义以及路由创建，查看路由图的显示、输出等。为方式拟 制提供基础。通道定义为传输系统线路侧各级别的信道；电路定义为传输系统支路 侧所下的各级别业务，包括p c m2 m 、交换机中继线、保护、远动、安稳、调度、 行政电话、监测通道等业务。 ( 6 ) 业务流程管理 业务流程管理是指在上述几个功能完备的前提下，依靠上述功能提供的准确数 据，开展通信调度的各项业务。包括对通信网络的分析，通信调度部门的生产指挥 调度安排根据用户提供的起点和终点，系统应能为通信调度提供一定分析功能并提 取线路和设备数据形成一条或多条路由信息方式数据用户经过筛选、比较、确认， 可以自主选择一条路由，并生成调度方案。 ( 7 ) 综合查询统计 完成对设备资源、电路资源、线缆资源等的表格化查询、统计、显示、输出， 支持自定义查询条件的通用查询和给定条件的多选复合查询。 ( 8 ) 用户、权限、日志管理 实现用户信息的添加、设置，权限的定义、维护，操作日志的记录、跟踪。 2 2c o r b a 技术 2 2 1c o r b a 介绍 c o r b a 技术是为了实现分布式计算而引入的。它是由o m g ( o b j e c t m a n a g e m e n to r o u p ) 仓j 建，提供了面向对象应用的互操作标准，是一种标准的面向 对象应用程序体系规范，是一种被广泛承认的、具有良好应用前景的系统集成标准。 不仅能够支持应用集成框架的建立，满足协同工作的需求，而且建立了多层次的软 构件技术，更加便于应用领域框架及领域构件的开发1 1 6 】。 c o r b a 技术在系统中应用所带来的优点：c o r b a 调用不区分物理位置，自动 实现分布特征。通信透明，请求与响应自动对应。大部分情况下都是同步操作，函 数内部流程简化为过程式处理。事件发送与接收分离，不存在目标定位问题。提供 多种公用服务，简化具体应用。采用伺服器，通过配置实现多线程特征。方便进行 负荷平衡调整。接口与实现分离，接口采用i d l 描述，与实现无关。支持c + + j a ：讼 等实现语言和多种平台。 7 华北电力大学硕士学位论文 因为具有良好的分布式处理性能，c o r b a 技术在网管领域得到积极的应用。 该技术本身具有跨平台和多语言支持的优点，为多厂家、多版本网管系统的协同管 理提供了可能【1 7 1 。 2 2 2c o r b a 体系结构 c o r b a 规范的主要内容包括：o r b ( o b j e c tr e q u e s tb r o k e r ) 核心、对象适配 器、o m g 接口描述语言i d l ( 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 ) 、i d l 语言到具体编程 语言的映射、桩和架构、动态调用接口和动态架构接口、接口仓库以及o r b 间的 互操作。c o r b a 体系结构【1 8 j 如图2 2 所示： 图2 - 2c o r b a 体系结构 1 ) o r b 对象请求代理：它作为一个“软件总线”来连接网络上的不同对象， 提供对象的定位和方法调用，是c o r b a 实现的关键。 2 ) i d l 接口定义语言：定义客户和服务器之间的静态接口，通过编译器生成 客户存根、服务器框架，以及根据支持的语言映射，自动生成来自一个c o r b a i d l 的代码。 3 ) s i i ( s t a t i ci n v o c a t i o ni n t e r f a c e ) 静态调用接口：位于客户端，客户与o r b 之间的静态接口。 4 ) s s i ( s t a t i cs k e l e t o ni n t e r f a c e ) 静态框架接口：位于服务器端，o r b 与服务 器之间的静态接口。 5 ) s t u b 存根：位于客户端，由i d l 编译器编译i d l 文件生成，其功能类似一 个客户代理。 6 ) s k e l e t o n 框架：位于服务器端，由i d l 编译器编译i d l 文件生成，其功能 是负责发送一个操作调用给能实现此操作的服务。 华北电力大学硕士学位论文 2 2 3 命名服务和通知服务 2 2 3 1 命名服务 c o r b a 命名服务是c o r b a 标准提供的一种名字查找服务，主要是进行服务 端的对象的定位和存储。通过c o r b a 命名服务对系统拥有的对象注册，给对象一 个名字以便通过该名字去寻找对应的对象引用【l 9 1 。 利用命名服务可以创建命名分层结构，客户可以搜寻不同的命名语言环境树查 找所要的对象。来自不同域的名字语言环境可以一起使用，为对象创建联合命名服 务。c o r b a 命名分层结构不需要一个统一的根目录，客户端可以通过命名服务来 找到存活在服务端的对象，从而调用该对象上的方法。 命名规则相当于一个文件目录系统，一个命名上下文犹如文件系统中的一个目 录，它可以包括另一个目录或文件，即命名上下文对象实现一个从名称到对象引用 的映射表，表中的名称既可以是一个对象引用，又可以是命名服务中的另一个命名 上下文对象【2 0 1 。对于命名服务中的任意一个名字，由两个字符串域定义：第一个域 是i d ，记录了在同一个命名上下文中的对象标识。而第二个域k i n d 则一般用于说明 该对象的类型，二者一起作为该对象在当前的n a m i n gc o n t e x t 中的唯一标识【2 1 1 。 在网管系统中，m o ( 管理对象) 由对象工厂创建。一旦对象被创建成功，一 个对象引用产生，并作为操作结果的返回值。之后该引用可以作为参数传递，被其 它应用执行相应的操作【2 2 1 。对象工厂创建对象后，触发命名服务的绑定操作，登记 名称到对象引用的匹配关系。其它对象根据名字向命名服务查询以获得对象引用。 2 2 3 2 通知服务 通知服务，在本系统中主要是使用其进行大量数据的传输，比如性能数据和配 置数据以及告警信息上报等等，主要是利用在服务方和客户方开辟的一个通道来进 行传输。对于通知服务来说，它与事件服务相比最大的优点在于它能够进行结构型 数据的传递，而不仅仅局限于a n y 类型数据的传输【2 3 1 。 c o r b a 通知服务允许多个对象之间建立松耦合的关系进行异步通信，将数据 在客户和服务器之间传递。在北向接口的开发过程中，大量用到了c o r b a 的通知 服务，其中主要包括以下事件： n to b j e c tc r e a t i o n 对象创建； n to b j e c td e l e t i o n 对象删除； n ta t t r i b u t ev a l u ec h a n g e 属性值变化； n ts t a t ec h a n g e 状态变化； n tr o u t ec h a n g e 路由变化； o 华北电力大学硕士学位论文 n tr o u t ec h a n g e 路由变化； n tp r o t e c t i o ns w i t c h 保护倒换； n tt c a 性能门限突破； n ta l a r m 告警上报； t 堕) n tf i l et r a n s f e rs t a t u s 文件传送状态变化。 当发生以上事件时，被管理者主动地调用c o r b a 通知服务上报事件，而管理 者则可以根据自己的需要对这些事件进行过滤，获取自己需要的事件【2 4 1 。 由于c o r b a 通知服务增加了对q o s 的支持和管理，因此能保证通知及时、可 靠地传递到客户端。c o r b a 通知服务相对于事件服务新增的另一个重要功能是允 许对通知进行预订和屏蔽。因此客户可以精确指定用户感兴趣的通知，避免无用通 知的接收和处理。通知服务事件通道的创建要进行通知的传送首先必须创建管理者 和被管理者之间去耦通信的桥梁：通知服务事件通道。事件通道由被管理者创建， 一般包括以下几个步骤【2 5 】： 1 ) 获得通知服务n o t i f i c a t i o ns e r v i c e 。 2 ) 获得事件通道工厂e v e n tc h a n n e lf a c t o r y 。 3 ) 设置通道的q o s 和其它管理特性，包括通道缓存的最大事件数、可连接的最 大消费者数和提供者数。 4 ) 创建事件通道。 5 ) 被管理者获得事件通道缺省的提供者管理对象。 2 2 4c o r b a - t a o 的体系结构 当前，电力通信网网络管理正在向综合性网管演变，采用c o r b a 分布式技术能 够解决复杂的异构问题和q 3 接口难以定义的网络层及以上各层的业务问题，可以实 现动态数据和静态数据的无缝连接，并向完全的分布式过渡。采用t a o 作为c o r b a 平台，既可以实现分布式功能，同时又能发挥t a o 强大的实时性功能。并且t a o 是 开源的c o r b a 平台，可以大大降低开发项目的成本，而且无须担心被锁定在某一平 台上。 t a o 是t h ea c eo r b 的缩写，a c e 自适配通信环境( a d a p t i v ec o m m u n i c a t i o n e n v i r o n m e n t ) 是目前广泛应用于开发并发通信软件的核心模式，t a o 使用a c e 提 供的框架组件和模式来实现高效和实时系统的中间件架构，包含网络接口、操作系 统、通信协议和c o r b a 中间件对象与相关特性。使用t a o 可以提供分布式对象 调用，客户可以不用知道对象所在位置、编程语言、操作系统平台、通信协议和硬 件等情况即可对远程对象进行访问。在目前实时c o r b a 中的地位是巨大的，它补 1 0 华北电力大学硕士学位论文 充扩展了c o r b a 规范，以支持对高性能、实时、具备优先级的端到端传输等有特 殊要求的应用【2 6 1 。a c e 、t a o 两者能够良好地协同工作，为实现本课题接口适配器 提供了全面的中间件解决方案。 t a o 体系结构如图2 3 所示。由图2 3 可知t a o 的o r b 终端系统组件间的关 i n + a r g s - - - - - - - - - - - - - - - - 土o u t a r g s + 返回值丁 jl 实时m l 存根 实时严框架 一 、 o r b 实时调度 实时适配器 ： 实时o l m 核心 砌o p 纽绎，件? ，r 、 ，、 o s 核心 o s 核心 实时i o 子系统 实时i o 子系统 接口 接口 网络 图2 3t a o 体系结构 系。一个o r b 终端系统包含一个或更多网络接口、一个f o 子系统( 例如，包含 操作系统的协议栈像t c p i p ) 、一个o r b 、不同的标准服务( 如命名服务，通知服 务) 。 ( 1 ) i d l 编译器：i d l 编译器可以生成客户端和服务器端异步调用代码，并能 生成高效的s t u b s s k e l e t o n s 。该s t u b s s k e l e t o n s 允许运行本地c + + 异常机制和其它 c o r b a 可移植特性。 ( 2 ) o r b 核心：o r b 核心是基于a e c 模式和组件的，向上层提供高性能实 时应用的基础功能。此外，t a o 还支持很多c o r b a 标准服务，例如：音频视频 流服务、并发服务、事件服务、生命周期服务、命名服务、通知服务、安全服务、 时间服务、对象交易服务等。 ( 3 ) t a o 可以无缝的与其它使用标准i i o p 的o r b 交互。t a o 协议引擎还支 持动态c o r a b 编程模型。 运用t a o 开发c o r b a 程序主要有以下几个步骤1 2 7 l ： 华北电力大学硕士学位论文 ( 1 ) 安装a c e 和t a o ，配置环境变量。 ( 2 ) 设计和编译i d l 接口，编译生成客户端s t u b 和服务器端s k e l e t o n 。 ( 3 ) 编写对象实现和服务程序。 ( 4 ) 编写客户程序。 ( 5 ) 创建并部署应用程序。 2 3 北向接口与t m f 协议 2 3 1 北向接口现状 c o r b a 北向接口是一种网管上联接口。它是设备专业网管与第三方综合网管的标准 接口，可支持性能事件及告警的上传，便于全网资源的统一调度。 本课题中电力通信资源管理系统立足于厂商的网管系统之上。开发网元级网管 和子网级网管是厂商的专长，而在网络层综合则可以克服厂商设备的特殊性，实现 与厂商物理设备无关的抽象网络层的管理。同时这一层的接口信息模型也比下层接 口要简单得多，因此一般厂商都会开放上层的网管接口【2 8 】。 t m fc o r b a 接口体系结构如图2 4 所示。由图2 - 4 可知厂商n m s ( 网络管理 系统) 与e m s ( 网元管理系统) 的接口位置，设备厂商不仅配置了网元级网管，同 时配置了子网级网管，它会在子网级网管之上配置北向接口。当设备厂商仅配置了 网元级网管时，它会对应每一个网元级网管配置北向接口。 图2 4 t m fc o r b a 接口体系结构 接口 电力通信资源管理系统不是厂商网管系统功能的简单重复，而是通过厂商网管 华北电力大学硕士学位论文 系统的北向接口，对管理信息进行过滤、抽象与整理，掌握整个通信网的全局信息， 从而实现对全网资源的管理。所以厂商网管系统的北向接口是实现电力通信资源管 理系统动态获取信息的基础和保证【2 9 1 。为了保证资源管理系统资源数据的动态录入 功能，本课题研究的北向接口应具备以下几点： 接口应采用开放的标准化协议，以便于接口的互联互通，并降低网管系统的开 发成本。 接口信息模型应基于国际上通用的信息模型，以便于既能兼容厂商网管系统， 又能利于统一网管系统的设计和开发。 接口向上提供的管理信息应该是完备的，足以提供给电力通信资源管理系统所 需的各种网络信息。 接口应该是相对稳定的，不应随着网管系统版本的升级频繁更改原有的协议和 模型，同时该接口应具有一定的可扩展性。 2 3 2t m f 8 1 4 接口模型及相关接口功能 t m f 8 1 4 系列标准是t m f 针对多厂商环境问题对外提供接口的通用标准和解 决方案，适用于各种专业的网管环境，如s o n e t 、s d h 、d w d m 和a t m 等。该 标准采用了c o r b a 技术作为业务层对外互连的桥梁，同时给出了详细的业务分析、 概要设计和i d l 定义，因此得到了众多设备厂商和运营商的支持和采用。 c o r b a 北向接口通过对s e s s i o n 模块中的e m s s e s s i o n f a c t o r y 对象进行命名服 务的注册，并取得各管理器对象。客户端则通过解析名称来获得e m s s e s s i n n f a c t o r y 对象的对象引用。通过e m s s e s s i o n f a c t o r yi 可以获取i ，然后通过_ e m s s e s s i o n e m s s e s s i o ni 即可获得各管理器。t m f8 1 4 标准的c o r b a 对象模型如图2 5 所示。 图2 - 5t m f 8 1 4 标准的c o r b a 对象模型 华北电力大学硕士学位论文 c o r b a 接口对外采用i d l 进行描述。在北向c o r b a 接口中，根据模块将接 口分类：公共管理功能接口、通用管理功能接口、子网级网元级e m s 与n m s 管 理功能接口。下面是与配置管理相关的部分接口功能【3 0 】： 1 ) e m s m g r i 接口：e m s s n m s 管理通过一个e m s t 表示个e m s s n m s 信息，并通过一系列操作获取e m s s n m s 下管理的网元、拓扑连接、设备等信息。 g e t e m s - - 一此操作用于查询e m s s n m s 信息。 一 g e t a l l t o p l e v e l s u b n e t w o r k s - - 一此操作用于查询所有e m s s n m s 管理的首层子 网。 g e t a l l t o p