（通信与信息系统专业论文）面向sla的网络运行监测系统设计与实现.pdf

摘要 摘要 服务等级协定( s e r v i c el e v e la g r e e m e n t ，s l a ) 是服务提供商( s e r v i c e p r o v i d e r ，s p ) 和客户( c u s t o m e r ) 双方经协商而确定的关于服务质量等级的协议。 本文是以成都高新区项目“面向s l a 的网络运行监测系统 为背景，结 合自己在项目中所承担的任务，并参考国内外相关领域最新研究成果，深入研究 在传统网络监测系统中如何实现s l a 的相关问题的基础上完成的。我们在吸收国 外相关产品优点的基础上，充分结合传统网络管理系统和s l a 的优势，开发了这 套综合性的网络运行监测系统，不但使各专用网的网络管理员能够全面的了解底 层网络运行状况，及时发现和解决网络中存在的问题；同时也提供了s l a 相关功 能，为s l a 服务提供商和客户监测s l a 服务质量提供了有力的支持。 本文第一章主要对网络管理系统和s l a 进行了简要的介绍。在第二章系统功 能分析中，首先对传统网络管理系统功能进行了分析，然后从s l a 的参数和服务 模型、生命周期、管理框架这些方面对实现s l a 所需功能进行了详细的阐述和分 析，其中着重分析了与s l a 监测相关的功能。最后对传统网络管理系统和s l a 系 统的功能进行了对比。在第三章的系统设计中，制定了系统的设计目标，划分了 系统功能模块，选择了b s + c s 混合模式作为系统的主体架构，同时确定了开发 工具和开发环境。在第四章系统实现中，不仅详细介绍了自己完全负责的w e b 服 务器模块和监测服务器中的主控模块和u d p 服务器模块的实现，而且还站在系统 的整体角度，对其他模块的实现进行了自己的阐述，着重介绍了这些模块与系统 的关联部分，突出了它们与系统之间的联系。在第五章系统实例中，主要介绍了 系统的运行实例，阐明了系统的处理流程，并对系统运行结果进行了分析。 关键词：s l a ( j 艮务等级协定) ，网络运行监测，j 2 e e ，c s 模式，b s 模式 a b s t r a c t a bs t r a c t s e r v i c el e v e la g r e e m e n t ( s l a ) i saf o r m a ln e g o t i a t e da g r e e m e n ta b o u tt h el e v e l o ft h es e r v i c eq u a l i t yb e t w e e nt w op a r t i e s _ - s e i c ep r o v i d e ra n dc u s t o m e r t h i st h e s i si sb a s e do nt h ea u t h o r s c h e n g d uh i - t e c hz o n ep r o j e c t s l a o r i e n t e dn e t w o r km o n i t o rs y s t e m ”d u r i n gt h e p r o j e c t , t h ea u t h o rg i v e sd e e p l y r e s e a r c ho nt h er e l e v a n ti s s u e so fs l a m o n i t o r i n gs y s t e m sw i t hr e f e r e n c i n gt h el a t e s t r e s e a r c hr e s u l t sa r o u n dt h ew o r l d w ed e v e l o pt h en e t w o r k m o n i t o r i n gs y s t e m i n t e g r a t e d t h e a d v a n t a g e s o ft r a d i t i o n a ln e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e ma n ds l a s y s t e m o u rs y s t e mw i l ln o to n l ym a k et h en e t w o r ka d m i n i s t r a t o r so ft h ep r i v a t e n e t w o r ke a s i l ym a s t e rt h ec o n d i t i o n so ft h en e t w o r k ，d e t e c ta n dr e s o l u t et h ep r o b l e m s t h a te x i s ti nn e t w o r kb u ta l s om a k et h es e r v i c ep r o v i d e r sa n dc u s t o m e r s m o n i t o rt h e q u a l i t yo fs e r v i c e so fs l a t h ef i r s tc h a p t e ro ft h et h e s i sh a sab r i e fi n t r o d u c t i o nt ot h en e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e ma n ds l a t h es e c o n dc h a p t e r - s y s t e mf u n c t i o n sa n a l y s i s ，f i r s ta n a l y s e st h em a i n f u n c t i o no ft r a d i t i o n a ln e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ma n dt h e na n a l y s e st h ef u n c t i o nf r o m t h ep a r a m e t e r sm o d e l ，s e r v i c em o d e l ，l i f ec y c l ea n d m a n a g e m e n tf r a m e w o r ko fs l a 。a t l a s tt h es e c o n dc h a p t e rc o m p a r e st h ef u n c t i o n sb e t w e e nt r a d i t i o n a ln e t w o r k m a n a g e m e n t s y s t e ma n ds l as y s t e m t h et h i r dc h a p t e r - - s y s t e md e s i g n ，m a k e sac l e a rs y s t e mg o a la n d d i v i d e st h e t h es y s t e mf u n c t i o ni n t os e v e r a lm o d u l e sa n ds e l e c t s t h e b s + c s m i x e d m o d es y s t e ma st h em a i nf r a m e w o r ka n dc h o o s e st h ed e v e l o p m e n tt o o l sa n d d e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n tf o rt h e s y s t e m t h e f o u r t h c h a p t e r - s y s t e m i m p l e m e n t a t i o n ，n o to n l yi n t r o d u c e st h ei m p l e m e n t a t i o no fw e bs e r v e ra n dm a i nc o n t r o l m o d u l eu d ps e r v e rm o d u l ea l lf i n i s h e db ym y s e l f , b u ta l s of r o mt h eo v e r a l lp e r s p e c t i v e i n t r o d u c e st h ei m p l e m e n t a t i o no fo t h e rm o d u l e sf o c u s e do n t h er e l e v a n c eb e t w e e n t h e ma n dt h es y s t e m t h ef i f t hc h a p t e r - - s y s t e ma c t u a lr u n n i n ge x a m p l e s ，c l a r i f i e st h e s y s t e mp r o c e s s e s ，a n a l y z e st h et h er e s u l t so ft h es y s t e m k e yw o r d s ：s l a ( s e r v i c el e v e la g r e e m e n t ) ，n e t w o r km o n i t o r i n g ，j 2 e e ，c sm o d e l ，b s m o d e l i i 图目录 图1 1 图1 2 图2 1 图2 2 图2 3 图2 4 图2 5 图2 6 图2 7 图2 8 图2 9 图3 1 图3 2 图3 3 图3 4 图3 5 图3 6 图3 7 图3 8 图3 - 9 图3 1 0 图3 1 1 图4 1 图4 2 图4 3 图4 - 4 图4 5 图4 6 图目录 s p r i n t 公司提供的s l a 指标5 s p r i n t 公司部分s l a 监测结果6 s l a 的分层结构1 0 端到端的s l a 层次结构1 1 s l a 当中的服务模型13 s l a 分层服务与参数模型的对应关系1 5 六类参数模型与服务功能的关系1 5 服务和相关的s l a 生命周期( f i g u r e5 1 g b9 1 7 ) 1 7 s l a 性能数据采集( f i g u i 冱6 2 g b9 1 7 ) 1 9 s l a 功能划分2 0 s l a 模板示例图2 l 面向s l a 的网络运行监测系统功能模块划分2 6 系统的b s + c s 混合模式结构图2 9 j d b c o d b c 桥3 4 本地a p i 驱动3 5 j d b c 中间件3 5 j d b c 纯j a v a 驱动示意图3 6 m i b 库树型结构4 1 w e b 服务器功能模块图4 2 监测服务器功能模块划分4 4 监测服务器各模块关系示意图4 5 链路示意图4 6 m v c 架构图5 2 模型1 结构图5 2 模型2 结构图5 3 s t r u t s 框架5 4 u d p 交互协议格式5 7 网络拓扑发现流程图5 9 v i 图目录 图4 7 图4 8 图4 9 图4 1 0 图4 1 1 图5 1 图5 2 图5 3 图5 4 图5 5 图5 6 图5 7 图5 8 图5 - 9 图5 1 0 图5 1 1 图5 1 2 可行的t r a c e r o u t e + p i n g 链路示意图6 0 数据采集模块对外接口示意图6 1 数据分析模块处理流程6 5 l i b e v e n t 的事件处理流程6 6 主控模块的功能流程图6 7 系统用户登录界面7 1 系统主菜单7 1 监测服务器配置页面7 2 设备配置页面7 3 设备配置信息显示页面7 3 设备信息统计图7 4 s l a 网络服务模板创建页面7 5 s l a 业务服务模板创建页面7 6 s l a 网络服务合同创建页面7 6 s l a 业务服务合同创建页面7 7 s l a 网络服务q o s 报告示例7 8 s l a 业务服务q o s 报告示例7 9 表目录 表目录 表2 1六类参数模型13 表4 1u d p 服务器对应命令5 7 表4 2网络设备管理模块选取的常用静态m i b 对象6 2 表4 。3网络设备管理模块选取的常用动态m i b 对象6 2 表4 4事件与调度模块的映射关系6 9 缩略语 s l a s n m p s p j 2 e e q o s m i b c m i p i c m p i e t f i t u b s c s j d b c 缩略语 s e r v i c el e v e la g r e e m e n t服务等级协定 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 l 简单网络管理协议 s e r v i c ep r o v i d e r服务提供商 j a v a2p l a t f o r n le n t e r p r i s ee d i t i o nj a v a2 企业版 q u a l i t yo fs e r v i c e服务质量 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 c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o np r o t o c o l通用管理信息协议 i n t e m e tc o n t r o lm e s s a g ep r o t o c o l i n t e m e t 控制报文协议 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 n t e m e t 工程专门小组 i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n国际电信联盟 b r o w s e r s e r v e r 浏览器朋艮务器模式 c l i e n t s e r v e r 客户端j j 艮, 务器模式 j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t yj a v a 数据库连接 d ( 独创性声明 本人声明所呈交的学位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。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，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 为获得电子科技大学或其它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 确的说明并表示谢意。 签名： 垫d 叠日期：劲留年占月日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 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 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名：鱼墨箜导师签名： 日期： 劢 第一章绪论 第一章绪论 网络监测系统与网络管理系统非常类似，很多时候都被混用。他们都是通过 采集网络数据，实时的反映网络运行状况，从而对网络进行管理。唯一的不同就 在于一般情况下监测系统不会对网络设备进行任何一些配置操作( 写操作) ，只是 读取网络设备数据，对网络出现的故障也只会告警，把故障情况报告给管理员处 理。而有的网络管理系统则拥有对网络设备进行写操作的权限，在故障发生时会 自动对故障进行修复。所以，我们可以认为网络监测系统是只进行读操作的网络 管理系统，对网络管理系统的介绍也基本适用于网络监测系统。 1 1 网络管理系统概述 1 1 1 网络管理定义 随着计算机与通信技术的飞速发展，极大推动了计算机网络的繁荣。网络系 统规模日益扩大，网络业务和应用的不断丰富，给人类带来了极大的便利。但是 同时也带来了一系列的问题，例如，对网络管理工作而言，一方面使网络的维护 更加困难，而另一方面，如何提高网络性能成为网络系统应用的主要研究课题。 为了保证网络安全、可靠、经济、有效的运行，网络管理员必须对网络本身进行 有效的管理和维护。根据g a r t n e rg r o u p l 9 9 3 统计，一个网络的维护费用占整个投 资的8 5 左右。因此，网络的维护和管理就显得非常重要【l 】。 1 1 2 网络管理的五大功能 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。 这五大功能是： ( 1 ) 故障管理( f a u l tm a n a g e m e n t ) 故障管理是网络管理最基本的功能，其定义为：网络故障发现，隔离并更正 由于网络环境中的不正常操作引起的故障。即首先需要定位故障，然后修复网络 故障。故障管理的目的是迅速发现和纠正网络故障，动态维护网络的有效性。网 络故障管理主要包括故障检测、测试、隔离和修复等，另外它必须实现以下典型 电子科技大学硕士学位论文 功能：维护并检查错误日志、跟踪识别故障、执行一系列诊断测试并解决故障。 ( 2 ) 记帐管理( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ) 记帐管理记录网络资源的使用情况和使用这些资源相应的代价。统计已用资 源和用户应付费用；设置网络资源使用计费限制，控制用户占用和使用过多的网 络资源。记帐管理的目的是要衡量网络资源的利用率，使用户按规则合理的利用 网络资源，将故障降到最低，也使用户对网络的使用更加公平。为了合理记帐， 记帐管理应该与性能管理结合。 ( 3 ) 配置管理( c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e m ) 配置管理定义、收集、监视和管理系统的配置参数，使网络性能达到最优。 设备资源的容量和属性以及它们之间的关系都属于配置参数。配置管理的功能是 设置设备参数、初始化和关闭网络资源、根据请求向网管中心反馈特定数据。配 置管理是为了网管中心可以随时了解系统网络拓扑和所交换的信息，包括连接前 静态设定的和连接后动态更新的相关信息。配置管理调用三种管理功能：客户管 理功能、状态管理功能和关系管理功能。 ( 4 ) 性能管理( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) 性能管理收集和统计相关数据，以便评价网络资源的运行状态和通信效率等 系统性能，分析各系统之间的通信操作趋势，或平衡系统负载。性能管理的一般 步骤为：收集参量的性能参数；分析收集到的数据，判断是否处于正常水平；为 参量设定适合的门限值。性能分析结果会触发某个诊断测试过程，或引起网络资 源的重新分配以维持预期的网络性能。 ( 5 ) 安全管理( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) 安全管理按照本地的指导来控制对网络资源的访问，以保证网络不被侵害， 并保证重要信息不被未经授权的用户访问。其管理功能主要包括：授权管理；访 问控制管理；安全检查跟踪和事件处理；密钥管理。安全管理的操作包括标示重 要的网络资源，确定网络资源和用户集的映射关系，监视对重要网络资源的访问。 1 1 3 网络管理系统的组成 网络管理系统通常由网络管理器( m a n a g e r ) 、网管代理( a g e n t ) 、网络管理 协议( n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) 、被管对象( m a n a g e do b j e c t ) 和管理信息库 ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ，m i b ) 等部分组成。管理器通过网络管理协议与 网管代理通信，完成监视、控制等功能。被管对象由驻留在被管对象中的网管代 2 第一章绪论 理接收管理器的命令并实际指引对被管对象的管理行为。网管代理收集到的各种 数据均存储在管理信息库中。 网络管理器 网络管理器驻留在工作站上，是实施网络管理的处理实体。网络管理器完 成各项复杂的网络管理工作，是整个网络管理系统的核心。 网管代理 代理驻留在被管对象上，监测所在网络部件的工作状况，收集相关网络信 息，完成网络管理器的各种操作请求。 网络管理协议 网络管理协议是网络管理器和管理代理之间的通信规程，是网络管理标准 定义的主要内容。它定义了通信的协议数据单元( p r o t o c o ld a t a u n i t ，p d u ) 的类型和格式以及管理信息库的数据格式。 被管对象 被管对象是网络中所有可被管理的网络设备，如主机、工作站、各种服务 器、路由器、交换机等。 管理信息库 在管理程序和被管系统中都存在管理信息库，用于存储管理中用到的管理 器和被管对象之间的数据。 1 1 4 网络管理协议 网络管理系统中网络管理协议是最重要的部分。它定义了网络管理器与代理 间的通信方法，规定了管理信息库的存储结构、信息库中关键字的含义以及各种 事件的处理方法。目前网络管理协议主要包括：简单网络管理协议( s i m p l e n e t w o r k m a n a g e m e n tp r o t o c o l ，s n m p ) 、基于s n m p 的r m o n 协议、c i s c o 的n e t f l o w 协议、 基于w e b 的网络管理技术。 1 2s l a 概述 1 2 1s l a 的提出 目前大型公司、政府机关、科研单位、私营企业和般消费者都在利用基于 i n t e m e t 的服务作为进行商业活动的基本手段。诸如e m a i l 等的应用服务也构成了 3 电子科技大学硕士学位论文 机构内部或机构之间通信的关键。随着对这些服务依赖性的不断加强，消费者对 服务的可用性、可靠性的要求也与日俱增。应该特别指出的是，此处的重点是“服 务。通常，服务的消费者( 客户) 关心的不是服务如何构成及如何实现，对于他 们来说，关心的只是服务质量。例如，w e b 访问包括桌面、网络、应用和数据库等 多个相互独立的服务。从服务的消费者来看，这几项服务仅仅代表一种服务。如 果其中的任一个关键环节( 如网络连接) 不可用，那么w e b 服务就被认为是不可用 的。服务消费者对q o s ( 服务质量) 的期望促使他们与服务提供商进行协商，商定 服务提供商对不同服务等级的质量提供支持和保证。当前有些服务提供商的部分 或全部的服务系统部件是从第三方厂商处购买的，所以，为了给服务的消费者提 供端到端的服务质量保证，就必须要求提供各个服务部件的所有供应商都能保证 相应部件的可用性和性能。这些可以通过s l a 来实现【2 l 。 s l a 是客户和服务提供商签署的正式合同，它明确规定了所期望的服务质量 的级别，包括所期望的服务的行为和服务质量的参数。s l a 合同中的参数反映了 客户和网络提供商本身对网络性能的“最低要求”，并将这种要求以种合法的书 面形式给出，它的制定与实施将有助于整个数据业务服务水平的提高和对数据业 务质量的规范化。s l a 合同包括了客户与服务提供商之间关系的多个方面，内容 包括服务的定义、提供服务的时间、服务质量目标、服务性能的测量方法和时间、 向客户报告的形式、费用、客户和服务提供商各自的责任、处理违约事件的流程 以及解决争端的方法等。 采用s l a ，明确服务保证，给服务提供商和客户都带来了好处。对于服务提 供商来说，其好处在于： ( 1 ) 提高市场竞争力。 ( 2 ) 确保客户明确服务质量期望与相应质量的服务所需费用之间的关系。 ( 3 ) 明确规定了服务提供商对客户在负载和资源利用方面的要求。 ( 4 ) 是便于分析和诊断服务中出现的问题的通用语言。 s l a 给客户带来的好处包括： ( 1 ) 比较不同服务提供商提供的服务质量，从而作出费用和性能适当的正确选 择。 ( 2 ) 将管理和维护服务基础设施的任务移交给服务提供商。 ( 3 ) 核实服务提供商提供的服务性能等级的工具，也是客户在所接受的服务质 量没有达到相应规定时，进行调查取证的工具。 ( 4 ) 确切了解服务保证。在服务提供商制定的服务保证条款中一般都包括了端 4 第一章绪论 对端的保证。 1 2 2s l a 国内外发展现状 s l a 最早出现在1 9 9 8 年帧中继论坛推出的服务水平定义实施协议中，该文件 为帧中继业务的几个关键特性定义了可接受的参数，如帧传输延时、帧传送率、 数据传送率和业务可用性( 或者为正常运转时间) 。它除了向帧中继用户描述了具体 的性能和可获得的参数外，还有一个更加重要的目的，即使帧中继提供商自信能 够满足自身制定的标准，从而向其客户保证有能力提供可信赖的服务。各种各样 的业务提供商紧随其后，s l a 产业开始萌芽。最近几年来，s l a 在国外用得十分 普遍，从i p 骨干网、v p n 到互联网数据中心，网络服务提供商都推出了相应的 s l a 。据不完全统计网，在美国仅1 9 9 7 年一年内就有3 3 的网络服务提供商与其 商业用户签署了s l a ，所有i n t e m e t 用户有9 4 认为网络服务提供商提供的s l a 是必不可少的，8 4 的用户表示愿意为得到网络服务提供商更良好的服务而额外付 费【3 】【4 】。 以美国移动s p r i n t 公司【5 1 为例，s p r i n t 公司拥有自己建设的主干网，提供分等 级的s l a 。s p r i n t 公司在服务提供商中开创了自愿为所提供的服务未达到一定规定 而承担责任的先例。并且对不同地区的客户根据不同的链路质量提供不同的服务 等。如图1 1 所示，s p r i n t 公司对不同需求的用户提供不同等级的s l a 指标，这 就反映了s l a 服务等级的差别： 图1 - 1s p r i m 公司提供的s l a 指标 s p r i n t 公司提供了以下具体的s l a 指标： 专用接入网和主干网的可用。1 生( d e d i c a t e da c c e s sa n d b a c k b o n ea v a i l a b i l i t y ) ： 对于增强的宽带城域同步光纤网络接入保证1 0 0 的可用性，对于非此类 5 电子科技大学硕士学位论文 接入保证9 9 9 的可用性。如果服务不可用，s p r i n t 向用户提供1 0 0 的端 口费用赔偿：根据接入类型和服务中断时间长短客户可得到不同限额的赔 偿。 主干网时延( b a e k b o n ed e l a y ) ： s p r i n t 公司保证每月的主干网时延满足所指定的s l a 性能指标，否则进行 相应赔偿。 主干网分组丢失率( b a c k b o n ep a c k e tl o s s ) ： s p r i n t 公司保证主干网月平均分组丢失率小余o 3 ，否则进行相应赔偿。 安装( i n s t a l l a t i o n ) ： s p r i n t 公司考虑到了客户对于及时安装的需求。因此s p r i n t 公司已经为专 用i p 接口装置了s l a 。如果没有达到安装时间要求则依据端口速率赔偿 1 5 0 的实际安装费用。 图1 2 展示了s p r i n t 公司网站上提供的实时s l a 监测结果中分组时延的部分 统计数据。实时的s l a 监测和报表可供客户实时查询当前的服务质量数据是否满 足签订的s l a 协定中所保证的服务等级，是一种有效的s l a 管理手段。 戮瑟黧：翟互乏翟瑟嚣纛器黧 j a n0 6f e b0 5m a r 0 5 i i n t r a r e g i o n ln o r t h m e r l c a4 5 1 64 5 。9 04 6 9 0 l e u r o p e 3 6 7 4 4 3 9 4 4 = 1 2 4 l s 诗 卫27 7 纠7 6 0 0 = ，。鲥：。二：妒e e ：篓：篓 | i n t e r - r e g i o n 妇euproanpe。tono，伽rthmamee，rica ，：= ：，：；：笔，嚣：虿 图1 - 2s p r i n t 公司部分s l a 监测结果 在国内，2 0 0 0 年初，世纪互联网成功地建立了国内首家互联网数据中心( i d c ) ， 并率先为国内i s p 产业引入了s l a ，承诺网络连通率不低于9 9 9 ；电源持续供 电率不低于9 9 9 9 ；2 4 小时技术支持；机房2 4 小时开放。所有的条款都以服务 品质协议的方式进行签署。若达不到上述承诺，世纪互联网将给予用户经济赔偿。 另外，华为公司选择深圳电信来维护和保障企业的通信网络，也是看中了深 6 第一章绪论 圳电信优异的网络质量，因为它可以承诺“五星级 和“四星级 电路可用率分 别达到9 9 9 9 和9 9 9 0 ，电路误码率达1 0 9 和1 0 一，运行分析报告分别每月和每 季度提供。当然，华为公司为了签订这样的s l a 协议，也要多付一定的费用。对 于深圳电信来说，自华为首家推出s l a 后，深圳许多银行、证券商和大型商贸企 业，也开始纷纷签订定类似协议，取得了良好的声誉和经济效益。因此，深圳电 信将进一步扩大业务范围，陆续为i p 城域网线路、部分跨市和跨省长途专线线路 提供s l a 服务【6 j 。 但是，中国几大运营商目前都没有面对所有公众客户开展s l a 服务，只在少 数业务对少数大客户提供s l a 服务。主要因为以下几个方面的原因： 各大运营商从过去垄断经营的大环境中转到今天激烈竞争的环境中，服务 观念的转换需要管理和技术手段的支持，不可能在一朝一夕完成。 缺乏s l a 管理经验，运营向在s l a 管理服务方面没有可依据的规范，开 发商也没有规范可参考。 s l a 参数内容定义不清，各运营商与客户之间对s l a 参数指标的具体定 义有一定差别，而且取值范围也没有准确的界限，缺乏统一的标准。 出于网络自身的局限、软硬件条件以及一些无法预测的因素的限制，s l a 品质难以得到有效保障，服务提供商不愿冒风险。 s l a 监测方法杂乱不一，而且测量可能会对网络有一定的影响。 s l a 监测主体权威不足，测量结果难以让用户信服。 1 3 课题研究背景 目前国内在s l a 应用方面还没有成熟的工具问世，国外有些工具虽然号称是 基于s l a 的。但是这些产品本身也还存在着一些不足，还是没有逃离设备管理这 一传统网络管理模式。而本文的目的就在于实际开发出适应中国国情的一套面向 s l a 的网络运行监测系统，在传统的网络管理系统基础上，增加s l a 的功能，通 过对s l a 参数进行监测，生成反映整个网络服务质量的q o s 报告。有幸的是作者 在研究生期间，参与了成都市高新区项目“面向s l a 的网络运行监测系统”，在整 个项目里面负责系统整体的设计和部分功能的实现，同时依靠电子科技大学强大 的网络设备资源，最终设计并初步实现了一个能够监测s l a 参数并反映网络服务 性能的网络运行监测系统。 本课题研究的系统可供专用网络使用，也可供运营商网络的大客户和服务提 7 电子科技大学硕士学位论文 供商使用。 各种专用网( 包括园区网、城域网、广域网) 的网络管理部门可以以网络服 务水平为中心，对网络运行实施全面的管理与监测。本系统的使用有助于服务质 量的提高、网络服务故障的快速发现、网络运行参数的优化，可以为网络性能诊 断和网络升级提供更为准确的全面支持。 使用本系统，运营商网络的大客户，例如v p n 客户，可以监测运营商网络为 客户提供的网络服务质量；网络服务提供商可以监测网络对各个客户、对各种承 载业务所提供的网络服务质量。 8 第二章系统功能分析 第二章系统功能分析 在系统设计之前，要对系统进行一系列功能分析，要了解系统与其他类似系 统的区别是什么，哪些是我们系统必须提供的功能，哪些是可选的功能。在这些 分析中，对s l a 的分析是本章的重点，因为s l a 的引入是我们系统与传统网络监 测系统的最大的不同，是我们系统能够在多如牛毛的网络监测系统中脱颖而出的 关键。 2 1 传统网络管理系统的功能需求分析 传统的网络管理系统一般都是基于网络设备的，它们把网络的设备作为直接 管理对象，认为把所有设备管理好，就等于管理好了整个网络。在具体实施时它 们往往把网络设备作为一个独立的个体与网络分离开来，忽略了设备之间的联系。 这些系统主要功能很简单，就是读取设备数据后然后几乎不加任何后期处理把它 们显示出来，它们之间最大的区别就在于一些系统的界面更丰富，更合网络管理 员口味。由于不了解各台设备的连接关系，这些系统很难对网络的整体情况有所 把握，从而限制了对网络进行针对性的优化，网络也无法提供更好的服务质量。 传统的网络管理系统一般都向系统管理员提供以下功能：设备配置、设备信 息查看、数据采集以及故障告警功能。在设备配置方面，管理员通过友好的系统 界面对网络设备进行配置，比如添加需要管理的设备，输入设备的像i p 、口令、 设备名称等信息。设备信息查看功能主要是提供给管理员，管理员可以选择前面 添加的设备，对每台设备的信息进行查看，比如流量和分组差错率等，当然不同 的系统显示的形式可能不一样，最常用的形式就是使用图表显示了。数据采集功 能非常重要，因为要对设备进行监测，必须即时的获得设备数据。理论上数据采 集的周期越短就越精确，但在实际中周期如果太短会对网络带来不必要的流量影 响，而且在网络不繁忙的情况下，很多时候设备的信息变化不大，频繁的采集的 只会做无用功。故障告警功能就是当设备出现故障时，即时告警，告警的方式有 声音，以及图像等。 9 电子科技大学硕士学位论文 2 2s l a 服务及参数分析 2 2 1s l a 的服务类型及分层结构 s l a 的服务分层结构非常重要，不仅明确了s l a 提供的服务之间的关系，也 为s l a 参数的制定提供了基础。 在t m fs l a 管理手册第四版【7 j 中明确区分出了s l a 的两种服务：网络服务 ( n e t w o r ks e r v i c e ) s 1 业务服务( b u s i n e s ss e r v i c e ) 。 网络服务也称为承载服务( b e a r e rs e r v i c e ) ，按照网络所处的层次划分为内部 网络服务和外部网络服务。网络服务主要是提供网络的基本传送能力，比如像i p 和a t m 。传统的i s p 就是提供这一服务。 业务服务。业务服务是一些业务的抽象集合，用于为具体的业务应用提供服 务。比如语音聊天室和呼叫中心( c a l lc e n t e r ) 这些具体的业务应用都必须依靠语 音服务才能完成。而语音服务正是业务服务。业务服务由网络服务支撑，网络服 务的好坏可能会影响业务服务。 业务应用。业务应用就是建立在一个或多个业务服务基础上的具体业务实现。 比如我们最常见的f t p 服务器。 业务应用 ( 如：呼叫中心、贸易中心) 彳1sla 之7 业务服务 ( 如：话音、交易) 彳1、sla 、之7 内部网络服务 i( 如：i p 、以太网、s n a ) 彳sla 、之；7 外部网络服务 ( 如：s d h 、a t m ) 图2 1 s l a 的分层结构 业务应用、业务服务、网络服务之间的s l a 分层结构如图2 1 所示，我们可 1 0 第二章系统功能分析 以从图中看到三种信息： 下层为上层服务。无论是网络服务还是业务服务都是为上层服务的。但这 不是绝对的，在图2 - 2 中我们将会看到另一种情况，服务也可以是同层次 的。 s l a 的双方都是上下层的关系。下层的就是服务提供商( p r o v i d e r ) ，上层 的就是端用户( e n d u s e r ) ，端用户也可称之为客户( c u s t o m e r ) ( 虽然在 g b 9 1 7vi 5 里面端用户是作为客户的个体而提出的，但在g b 9 1 72 0 0 4 里面二者之间的区别已经非常模糊，可以认为二者相等) 。这种看法也不 是绝对的，在图2 - 2 中我们将会看到另一种情况同层次的服务提供商也 可以成为s l a 双方。 服务提供商可能既是服务提供商也是端用户，这种看法非常正确。我们看 到业务服务提供商就是扮演了这一角色，在与业务应用的端用户签订的 s l a 中，他是服务提供商。但在与内部网络服务提供商签订的s l a 中它 确是端用户。 图2 - 2 端到端的s l a 层次结构 在图2 2 中，我们看n t 另外一种情况。一个用户与一个业务服务商签订了一 个合同，但实际上为了完成这个业务应用，中间还涉及到了更多的s l a 服务。不 仅有不同层次的s l a ，而且在相同层次上也有s l a 。网络服务提供商不仅能向上 层的业务提供商提供s l a 服务，而且也能向其它同层的网络服务商提供s l a 。 电子科技大学硕士学位论文 2 2 2s l a 服务模型 s l a 服务提供商要把s l a 服务做成一个完整的产品，就必须使其提供的服务 包含下面三个方面的功能：主服务功能( p r i m a r yf u n c t i o n s ) 、使能性服务功能 ( e n a b l i n gf u n c t i o n s ) 、支持性服务功能( s u p p o r tf u n c t i o n s ) 。服务功能使服务得 以成为一种现实当中提供给用户使用的服务产品，而不只是逻辑意义上的服务概 念。这三方面的服务功能所指的内容分别为： 主服务功能：就是该服务的主服务，是其核心服务，例如网络服务的a t m 服务、业务服务的e m a i l 服务 使能性服务功能：使主服务功能得以实现，例如操作系统，以及为业务服 务实现而需要的网络服务 支持性服务功能：对主服务功能和使能服务功能起支持作用，例如账户、 求助系统、操作、管理、维护等 为了能够实现各服务功能需要分配相应的服务资源( s e r v i c er e s o u r c e ) 。服务 资源可以是直接提供该服务的资源，可以是支撑该服务所需要的资源，也可以是 监测和维修该服务的资源。因此，服务资源包括了硬件资源、软件资源、人员、 知识产权的授权许可等。 服务包括了网络服务和业务服务。传统看法中并没有把网络作为一种独立的 服务来看待，而是看成的一种承载技术。随着以服务为中心的管理趋势的出现， 开始把网络承载也作为一种服务来看待。 任何一种服务的实现，需要其服务功能和服务资源具有如图2 3 所示的关系。 从功能上看，服务产品包含了三个方面的功能；从实现上看，服务产品需要多种 服务资源的支撑。 1 2 第二章系统功能分析 223s l a 的参数模型 图2 3s l a 当中的服务模型 根据t m fg b9 1 7 i 础标准，s l a 参数包含二个方面的内容：技术特定 r t e c h n o l o g y s p e c i f i c ) 参数、服务特定( s e r v i c e - s p e c i f i c ) 参数和技术服务独立 r t e c h n o l o g y s e r v i c e i n d e p e n d e n t ) n 数三大类。每类参数都从单个用户和平均需求这 两个方面进行了区分。s l a 参数模型框图如袁2 - 1 示。 表2 1穴类参数