（系统工程专业论文）SDH综合网管的研究.pdf

北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 摘要 窖3 9 6 2 目前的s d h 传输网处于多厂商设备环境下，各厂商针对各自的设 备具备相应的网元子网管理系统。由于各厂商的网管系统在体系结 构、管理信息模型、网管协议等方面存在着一定的差别，造成了不同 厂商网管系统之间不能共享数据和管理信息，在很大程度上影响了整 个s d h 网络管理水平的提高。因此，建立s d h 综合网管具有现实的 重大意义。本文正是立足于此，从t m n 和c o r b a 两种技术入手，对 s d h 综合网管进行了深入的分析和研究。 论文第一章概述了s d h 的发展现状。第二章依据t m n 思想，从 管理层次、管理功能、信息模型、接口协议和管理网的实现等方面对 s d h 管理网( s m n ) 进行了介绍。针对s d h 传输网的现状，指出了 s d h 综合网管的必要性。由于信息模型是整个网管的核心，因而对 s d h 不同层次的信息模型进行了分析研究，为综合网管信息模型的建 立提供了理论依据。同时对s d h 综合网管的解决方案进行了探讨，提 出了在网络层之上实现s d h 综合网管的构想。第三章介绍了基于 c o r b a 的s d h 综合网管。通过对c o r b a 和t m n 的比较，提出了在 网络层上运用c o r b a 思想构建s d h 综合网管的可行性和现实性。第 四章从设计原则、组织结构和功能模块等几方面提出了s d h 综合网管 的设计方案。第五章结合实际的工程项目，给出了一个基于现状的综 合网管的解决方案。戈。 关键词 信息模型综合网管协议栈耵燃必s d hs 阕c o 雌a 北方交通大学硕d 二学位论文 s d h 综合网管的研究 a b s t r a c t s d ht r a n s f e rn e t w o r ki sat y p i c a lm u l t i v e n d o re n v i r o n m e n t b e c a u s e v e n d o r s n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m sh a v ed i f f e r e n c ei na r c h i t e c t u r e 、 i n f o r m a t i o nm o ( 1 c 1a n dn e t w o r km a n a g e m e n t p r o t o c 0 1 t h e yc a n n o ts h a r ed a t a a n dm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n i nt h es a m et i m e ，t h i ss t a t u si n f e c t st h e i m p r o v e m e n t o f s d hn e t w o r ki na l a r g ee x t e n t t h e r e f o r e ，i tw i l lb eo f g r e a t l y p r a c t i c a li m p o r t a n c e t oe s t a b l i s hs d h i n t e g r a t e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m t h i sp a p e ri sj u s tb a s e do nt h e s er e a s o n s ，g i v i n gd e t a i l e dr e s e a r c ht or e s o l u t i o n o f s d h i n t e g r a t e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m t h i sd i s s e r t a t i o ni s c o m p o s e do ff i v ep a r t s i nt h ef i r s tc h a p t e ri s u m m a r i z e dt h ed e v e l o p m e n to fs d ha tt h e p r e s e n tt i m e t h es e c o n dc h a p t e r d i s c u s s e dd e e p l yo ns d h m a n a g e m e n tn e t w o r k ( s m n ) i nm a n a g e m e n t l a y e r 、m a n a g e m e n tf u n c t i o n 、i n f o r m a t i o nm o d e l 、i n t e r f a c ep r o t o c o la n d s m n si m p l e m e n ta c c o r d i n gt ot m n i nt h i s s e c t i o n ，ip o i n t e do u tt h e i m p o r t a n c eo fs d hi n t e g r a t e dn e t w o r km a n a g e m e n lb e c a u s ei n f o r m a t i o n m o d e li st h ek e m e lo fn e t w o r km a n a g e m e n t ，ia n a l y z e ds d hi n f o r m a t i o n m o d e l b yl a y e r a n d p r o v i d e d b a s i sf o r b u i l d i n gi n t e g r a t e d n e t w o r k m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nm o d e l a tt h es a m et i m eip u tf o r w a r dt h ei d e ao f b u i l d i n gi n t e g r a t e d n e t w o r km a n a g e m e n to nn m l i nt h et l l i r d p a r t b y c o m p a r i n gc o r b a a n dt m n ，i a r g u e dt h ef e a s i b i l i t yo fb u i l d i n gc o r b a b a s e ds d h i n t e g r a t e dn e t w o r km a n a g e m e n t i nt h ef o u r t hc h a p t e r , b a s e do n t h ef o r m e r c h a p t e r s ，id e s i g n e ds d hi n t e g r a t e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m i nt h ef i f t hc h a p t e r , id i s c u s s e da p r a c t i c a lr e s o l u t i o na c c o r d i n g t oe n g i n e e r i n g i t e m k e y w o r d s ：i n f o r m a t i o nm o d e l i n t e g r a t e d n e t w o r k p m t o c o ls t a c kt m n q 3 s d hs m n m a n a g e m e n t c o r b a 2 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 第一章绪论 8 0 年代中期以来，光纤通信在电信网中获得了大规模的应用，其 应用场合已经逐步从长途通信、市话局间中继通信转向用户接入网， 光纤通信的廉价、优良的带宽特征使之成为电信网的主要传输手段。 一种有机结合了高速大容量光纤传输技术和智能网元技术的新体制一 光同步传输网应运而生，即s d h 。所谓s d h ，是指由一些s d h 网元 组成的，在光纤( 或无线) 上进行同步信息传输、复用、分插和交叉 连接的网络。在s d h 出现之前，数字信号的传输是建立在一种称为准 同步数字体系( p d h ) 之上的。随之技术的不断发展，原有的这种技 术体制已经越来越不能适应电信网技术迅猛发展的需要，主要表现在 它缺乏标准接口、复用结构僵硬和有限的网络管理能力等等。原有体 制和日益出现的电信新业务、新技术的的需求之间的矛盾愈来愈尖锐 的暴露出来。在这种情况下产生的s d h ，显然是对电信网传输体制的 一次根本性的变革。 s d h 是一个将复接、线路传输和交换功能融为一体的、由统一网 管系统进行自动化管理的综合信息网，是一种全新的传输体制。随着 它的问世，通信技术告别了传统的以点到点传输为主的p d h 概念，进 入了智能化应用的传送网阶段，开创了电信传输领域的新纪元。 s d h 自诞生至今不过短短1 0 年的时间，但它的发展和应用速度是 其他任何技术所忘尘莫及的，这充分显示出了它的强大生命力和竞争 能力。目前，s d h 已经被公认为是未来信息高速公路的主要物理传送 平台。 s d h 的核心在于组网，只有在网络环境下，s d h 的各项优越性才 能充分体现出来。组成网络以后，必然要涉及到网络的管理，一个技 术先进、功能强大而且考虑周全的网络管理系统是s d h 传送网技术成 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 败的关键。如果不能有效的管理s d h 网络以便充分利用s d h 网络的 固有灵活性，就不能发挥s d h 的优势。事实已经证明，s d h 传输网只 有和先进的网络管理系统结合起来，才能显示出其各项强大的功能和 优越的性能，才能提高网络资源的利用率，满足现代电信网的要求， 降低运行管理和维护的费用，给网络操作运营者和使用者带来极大的 好处。 s d h 与网络管理是密不可分的，这也是现代电信网的一个主要特 征。功能完善、符合统一标准的s d h 管理系统对整个s d h 网络的服 务质量和维护成本都有深刻的意义，是网络能够高效灵活运行的重要 保证。正因为如此，i t u t 从整个电信网统一管理的角度出发，制定 和公布了电信管理网删的一系列相关建议，目的就是为不同类型的 管理系统之间以及管理系统和电信设备之间提供一种统一的管理框架 和标准接口，使他们能够按照规范的方法来对整个电信网进行综合维 护和管理。t m n 的出现，代表着电信网络管理发展的方向，而s d h 是在t m n 概念问世之后才出现的新型传输体制，t m n 的思想在s d h 技术体制中得到了充分的体现，是可以率先实现t m n 的一个较为理想 的典范。 2 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合嘲管的研究 第二章基于t m n 的s d h 综合网管系统 s d h 是作为一个被管理的传输网络设计的，并且在设计结合了 t m n 的基本原理。用于表示电信网络的物理和逻辑资源的对象建模技 术，在s d h 网管领域中得到应用和推广。因此，采用t m n 的原理和 方法来管理s d h 传输网是必须的。 2 1 电信管理网t m n 2 1 1t m n 基本概念 t m n 是电信网的一个支撑网，是一个在概念上与被管理的电信网 分离的网络。但同时它又在若干不同的点上与电信网有接口，用来向 电信网发送或从电信网接收信息，达到管理和控制电信网运行的目 的。t m 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 的操作系统之问、操作系统与电信设备之间的互连。t m n 利用一个具 备一系列标准接口( 包括协议和消息规定) 的统一体系结构来提供电 信网管理的框架，从而使各种不同类型的操作系统( 网管系统) 与电 信设备互连，实现电信网的自动化和标准化管理。它提供了大量的各 种管理功能，提高了电信全网的运行效率，充分发挥了电信网的潜在 能力，降低了网络o a m 成本，促进了网络和业务的发展和演变。 t m n 的基本目标是为了电信管理提供种框架，引入通用网管模 型后，利用通用信息模型和标准接口可以实现多种不同设备的统一管 理。t m n 与电信网的关系如图下。t m n 通过标准的接口协议实现不 同的运营系统之间，运营系统与电信网的各部分之间以及不用的t m n 之问的通信，交换管理信息，提供各种管理应用功能。 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 图2 1t m n 与电信网 为了构造整个电信管理网，i t u t 从管理功能模块的划分、信息 交换方式和物理实现三个不同的侧面定义了t m n 的体系结构，即功能 体系结构、物理体系结构和信息体系结构，通过对管理需求的分析， 提出了分层管理的概念，即t m n 的逻辑分层体系结构。t m n 的管理 应用功能支持o s i 系统管理的五大管理功能域，即性能管理、故障管 理、配置管理、计费管理和安全管理。 2 1 2t m n 的功能体系结构 t m n 的功能是对电信网的管理信息进行采集、传送和处理，为电 信网的运行、组织和维护提供一系列的管理应用功能。t m n 的功能体 系结构从逻辑上描述t m n 内部的功能分布，引入了一组标准的功能模 块和有可能发生信息交换的参考点。各个功能块之间通过数据通信网 功能来传递信息，并由参考点隔开。 ( 1 ) t m n 功能块 4 北方交通大学硕士学位论文s d h 综合嗍管的研究 t m n 的基本功能块有操作系统功能( o s f ) 、协调功能 ( m f ) 、网络单元功能( n e f ) 、q 适配功能( q a f ) 和工作站功能 ( w s f ) 。 o s f 用来处理与电信网管理相关的信息，对电信网的通信功能和 管理功能进行监控和协调，支持电信网管理应用功能的实现。 m f 提供了一组网关和，或中继功能，用来对o s f 与n e f 以及o s f 与q a f 之间的信息进行传送处理，提供符合各功能模块接口信息要求 的信息通道，具有对传输信息进行存储、适配、过滤、压缩等功能。 q a f 用来实现t m n 与非t m n 的n e f 或o s f 的连接，完成t m n 参考点与非t m n 参考点之间的信息转换。 n e f 是电信网设备和设施中的附加部分，它为t m n 提供了管理 网元所需要的通信与支持功能，使网元能够被t m n 所监控。 w s f 提供了t m n 与网管操作人员之间的交互能力，包括网管信 息的显示和操作员控制命令的输入，完成t m n 内部信息格式与用户界 面信息格式之间的相互转换。 d c f 不属于功能块的范畴。它的主要作用使提供各功能块之间数 据通信的方法，包括路由选择、中继、互通等功能。d c f 提供o s i 参 考模型中的第一至第三层的通信功能。 ( 2 ) t m n 参考点 参考点是两个不重叠的管理功能块之间在概念上的信息交换点， 通过它可以识别在不同功能模块之间交换的信息类型。当互连的功能 块分别嵌入不同的设备时，这些参考点就成为具体的接口。t m n 参考 点分为三类：q 参考点、f 参考点和x 参考点。 q 参考点( 直接或通过d c f ) 位于o s f 与n e f 、m f 与m f 、n e f 与m f 、q a f 与m f 、m f 与o s f 、q a f 与o s f 、o s f 与o s f 之间。q 参考点又可分为q x 参考点和q 3 参考点。q x 参考点位于m f 与m f ， m f 与n e f 、m f 与q a f 之间。q 3 参考点位于n e f 与o s f 、m f 与 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 o s f 、q a f 与o s f 、o s f 与o s f 之间。f 参考点位于o s f 和m f 、o s f 和w s f 之间。x 参考点位于o s f 与另一个t m n 的o s f 之间。 另外，t m n 与外界相关的参考点为g 参考点和m 参考点，这两个 参考点不属于7 f m n 范畴。g 参考点位于w s f 和操作人员之间，m 参 考点位于q a f 与非t m n 网络单元之间，其中操作人员和非t m n 网 络单元都不属于t m n 范畴。 2 1 3t m n 的物理体系结构 t m n 的物理体系结构描述了构成t m n 的物理实体以及其接口， 确定了为实现t m n 的功能所需要的各种物理配置的结构，突出强调了 可互操作的物理实体及其接口。 图2 - 2t m n 的物理体系结构 ( 1 ) t m n 的结构件 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 t m n 构件包括操作系统( o s ) 、网络单元( n e ) 、协调装置 ( m d ) 、o 适配器( o a ) 、工作站( w s ) 和数据通信网( d c n ) 。 t m n 构件是一些独立系统，完成相应t m n 功能模块的功能。o s 完成o s f ；m d 完成m f ；q a 用来将非t m n 标准接口转换成q x 或 0 3 接口：d c n 是t m n 内部用来支持d c f 的数据通信网，为各接口 提供o s i 参考模型中第1 至第3 层的通信功能：n e 由电信设备和相关 的支持设备组成，实现n e f ；w s 执行w s f ，为网管中心的操作员进 行各种业务操作提供进入t m n 的入口。 ( 2 ) t m n 标准接口 管理系统之间、管理系统与网元之间的交互方式受到接口的制 约，功能模块和参考点只是概念上的抽象，其内部不受标准化的约 束。只有通过标准化的接口和协议，才能使各节点的互连互通具有可 能性，管理应用才可以进行互操作。 t m n 标准接口是具有可互操作性的接口，它由协议族及其所传送 的消息来定义，接口的消息部分提供了管理信息模型中的被管对象的 一般方法。不同t m n 构件之间的相互连接是通过t m n 标准接口来实 现的。采用t m n 标准接口有助于解决多厂商电信设备的综合管理问 题。 各个物理块之间通过接口相连接，这些接口对应与功能体系中各 个功能块之间的参考点。标准接口需要对协议栈，以及协议所携带的 消息做出统一的规定。t m n 标准接口包括q 接口、f 接口和x 接口。 q 接口对应于q 参考点，分为q 3 接口和q x 接口，前者对应于q 3 参考点，后者对应于q x 参考点，q 3 接口用于o s 与m d 、n e 、o a 或 其他o s 的连接，q x 接口用于m d 与n e 或q a 的连接。f 接口对应于 f 参考点，用于w s 与o s 或m d 的连接。x 接口对应于x 参考点，用 于连接两个不同的t m n 或用于t m n 操作系统与非t m n 操作系统的 通信。 北方交通大学硕士学位论文s d h 综合刚管的研究 2 1 4t m n 的信息体系结构 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 代理的概念，强调在面向事务处理的信息交换中采用面向对象的技 术。主要包括管理信息模型和管理信息交换两方面。 管理信息模型是对网络资源中与管理有关的部分以及相关的支持 性管理活动的抽象表示，信息模型决定了以标准方式进行信息交换的 范围。支持信息模型的活动反映在表示层，涉及各种管理应用功能， 如信息的存贮、提取与处理。管理信息交换涉及t m n 的数据通信功能 ( d c f ) 和消息传递功能( m c f ，主要是接口规范以及协议栈，其中 m c f 用于t m n 功能模块与d c f 的连接，实现对等实体之间的管理信 息交换。 2 1 4 1 被管对象 被管对象( m a n a g e d o b j e c t ，m o ) 的概念用于对管理系统所交换 的信息进行建模，它是采用面向对象的方法建立管理系统接口信息模 型的基础。m o 是在概念上对被管理的网络资源或为支持某些管理对 象功能( 如事件发送、事件日志等) 而存在的资源的抽象描述。它代 表从管理的角度可见的那部分资源，它也可以用来表示不同资源或资 源组合之间的相互关系。 m o 可以表示电信网的物理资源，也可以表示电信网的逻辑资 源。m 0 可以嵌套，即一个m o 可以代表一个较复杂的资源，组成复 杂资源的各子实体可以抽象为该m o 类的子类。被管对象的集合称为 管理信息库( m m ) 。 2 1 4 2 管理者和代理 电信网管理是一种分布式的信息处理应用，为了监控各种物理和 逻辑的网络资源，需要在不同的管理进程之间交换管理信息。对于一 种特定的管理应用，管理进程或者起管理者的作用，或者起代理的作 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 用。管理者通过代理向管理对象发送管理操作消息，管理对象响应消 息，产生相应的行为作用于实际资源以完成该操作。同时，管理对象 也能产生相应报告通过代理向管理者发送。 t m n 的结构源于o s i 。o s i 将资源分为管理系统和被管理系统两 个部分。管理功能分布于管理系统的管理进程和被管理系统的管理代 理进程中，由它们协调工作共同完成管理任务。管理系统和被管理系 统之间采用标准的0 3 接口完成管理信息的交换，t m n 采用i s o 提出 的公共管理信息协议c m i p 作为应用层的协议标准，并在共享管理知 识s m k 背景下协作完成管理功能。管理系统和被管理系统之间的关系 如图所示。 管理系统被管理系统 管雠。 r 理崩1 发出通知lj c 蟓 管理者 通知 _ j 1 一 图2 - 3 管理系统与被管理系统的关系图 2 1 4 3 管理者与代理的互通 t m n 利用上述的管理者和代理之间的关系来实施各种管理活动。 信息处理管理者与代理的任务，因而就存在着管理者和代理之间的互 通问题。管理者和代理之间的关系可以是级联的，如下图所示。a 系 统通过b 系统在其与a 系统的接口处所支持的信息模型与b 系统相互 作用，b 系统通过c 系统在其与b 系统的接口处所支持的信息模型与 c 系统相互作用。在这种级联的环境下，每一个接口处的信息模型可 以互不相同。在每个具体的系统内部，管理者、代理和被管对象之间 的关系不是标准化的内容，只是一个具体实现问题。 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 m ：m a n a g e r 图2 - 4t m n 系统之间通信的例子 2 1 5t m n 的互操作性 a ：a g e n t t m n 的基本目标是为电信网提供一种统一的管理框架，通过标准 接口来实现管理软件的互操作性。所谓互操作性，是指一种类型的系 统可以操作另一种类型的系统的程度。互操作性是建立在共享管理知 识的基础上，并与对标准的一致性紧密相联系的。 t m n 为了保证在不同实体的管理进程中交互管理信息定义了各种 接口，其中，q 3 接口构成了t m n 的核心。从网络管理接口的角度来 看，q 3 接口是一种支持网管系统互连、互通、互操作的标准接口。 t m n 中的0 3 接1 3 是目前应用最为广泛的，也是t m n 中最为关 键的技术，它位于n e f o s f ，q a f o s f ，m f o s f 和同一t m n 中 o s f o s f 之间。0 3 应用独立于设备的语义描述、面向对象的方法等先 进的接口技术，使得语义和语法分开、操作和通信分开，很好的解决 了网管系统的互操作问题。q 3 接口的内容包括语法和语义两部分，语 法部分是指用于传送信息的通信协议和网络管理协议；语义部分则是 1 0 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 指所传信息的内容，即管理信息模型。只有众多厂商的设备都遵从这 些协议，并通过标准的接口交换一致性的管理信息，整个网络管理系 统的协调运行才能得以实现。 2 1 5 1 通信协议栈 通信协议栈定义了q 3 接口中使用的通信协议。其中应用层、表 示层和会话层协议有统一的标准；而底层的通信协议没有统一的标 准，在实际应用中可以选择o s l 的q g l l 或q 8 2 1 ，也可以选择t c p i p 或者a t m a a i ，5 协议。 在应用层规定了三种面向对象的服务和协议，分别是公共管理信 息服务单元( c m i s e ) 、远端操作服务单元( r o s e ) 和联系控制服务 单元( a c s e ) 。其中，c m i s e 定义了面向对象的消息结构，提供了 一组通用的信息服务，用于在管理系统之间进行管理信息的交换。 r o s e 提供了一组交互式应用服务，用来在分布式或交互系统环境下 支持交互式的应用。a c s e 提供了建立或中断管理者与代理之间在应 用层通信联系的服务。 2 1 5 2 网络管理协议 公共管理信息协议( c m p ) 是o s i 网络管理的标准，在t m n 以 及s d h 的网络管理标准中都采用了c m i p 作为应用层交换管理信息的 协议。c m i p 提供给应用层的服务就是c m i s e 。 在跨越q 3 接口的通信中，管理者和代理是一对对等的应用软 件，它们之间是依靠c m i s e 提供的服务来进行管理信息的交换。 c m i s e 为管理系统提供了7 种面向对象的服务： m e v e n t r e p o r t ：c m i s e 服务用户向对等实体报告有关被管 理对象的事件； m - g e t ：c m i s e 服务用户请求向对等实体获取一个或多个被管理 对象的属性值； m c a n c e l g e t ：c m i s e 服务用户请求取消以前请求过的但当 前尚未完成的m g e t 的服务元素； 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合嘲管的研究 m s e t ：c m i s e 服务用户请求对等实体修改一个或多个被管理对 象的属性值； m a c t i o n ：c m i s e 服务用户请求对等实体在一个或多个被管理 对象上执行动作： m 。c r e a t e ：c m i s e 服务用户请求对等实体创建一个被管理对象 的实例； m d e l e t e ：c m i s e 服务用户请求对等实体删除一个或多个被管 理对象的实例。 不同系统中的c m i s e 之间是通过c m i p 进行管理信息的交换。 c m i p 用于传递从管理者到代理的管理操作命令以及从代理到管理者的 通知信息，完成管理者和代理之间的通信。c m i p 支持的服务就是 c m i s e 提供的各种服务，每个c m i s e 服务是通过c m i p 操作实现的。 在s d h 管理网中运用基于c m i p 的q 3 时，过渡时期可以允许采用简 化的q 3 接口，但最终还必须统- n 标准的c m i p 协议基础上，只有这 样，各个管理系统之间的互通才能得以实现。 在t m n 的信息体系结构中，建议采用c m i s 和c m i p 作为管理 通信协议，目前所有的网管开发平台都基本支持c m i s 和c i m p ，实现 管理通信协议的统一相对来讲比较容易做到，因此，影响实现综合网 管的主要因素是网管信息模型。正是由于不同设备厂商的网管系统很 难遵循统一的信息模型，才使真正的综合网管系统很难实现。由此不 难看出，信息模型是网络管理的核心。 2 1 5 3 管理信息模型 管理信息模型是0 3 接口的语义部分。管理信息模型是基于i s o 系 统管理模型，采用面向对象的方法，使用抽象的方法使语义描述独立 于设备。按照t m n 的信息体系结构，网络管理系统采用事件触发和管 理者代理机制，依照管理信息模型实施管理行为。管理信息模型运用 抽象句法a s n 1 和管理对象定义指南g d m o 来对被管理对象进行描 述。g d m o 包含如下九个模板：被管对象类模板；包模板；属性模 北方交通大学硕士学位论文s d h 综合网管的研究 板；属性组模板；动作模板；通知模板；行为模板；参数模板；命名 约束模板。 2 2 基于t m n 的s d h 管理网 s d h 管理网( 简称s m n ) 是s d h 传输网的支撑网，专门负责管 理s d h 。s d h 的网管遵守了t m n 原则，即s m n 是一个在概念上与 s d h 独立的网，它与s d h 接口以便从中接收信息和控制其操作。这种 增强的操作、管理、维护和提供能力使s d h 朝着真正由软件控制的方 向发展。 2 2 1s m n 的管理层次 为了对s d h 网络进行有效的管理，s m n 参照了t m n 的逻辑分层 结构。一个典型的s m n 分为3 层，即网络管理层( n m l ) 、网元管 理层( e m l ) 和网元层( n e l ) 。如果从服务和商务角度看，则上面 还应有业务管理层( s m l ) 和事务管理层( b m l ) 。每一层完成特定 的管理功能，如下图所示。 北方交通大学硕士：学位论文 s d h 综合网管的研究 图2 5s m n 的管理层次图 ( 1 ) 事务管理层 事务管理层是网管系统的高级管理层，对整个网络的经济问题、 目标、协议执行以及总体事务进行管理。 ( 2 ) 业务管理层 业务管理层负责管理向客户提供的业务的合同方面的它的一些主 要功能包括业务订单处理、服务处理等，与服务提供者交互。 ( 3 ) 网络管理层 网络管理层负责对所辖网络进行集中式或分布式的协调、控制及 配置，同时负责与业务管理层进行信息交换。网络管理层提供对整个 网络的完整可见性，完成对若干个网元管理系统或子网级管理系统的 管理和集中监控。它应该能同来自一定范围的不同厂商的网元管理系 统进行通信。 ( 4 ) 网元管理层 网元管理层负责管理每个网元，支持对网元层所提供的功能进行 抽象，并向网络管理层提供不依赖于厂商的管理信息。它直接控制设 1 4 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 备，其管理控制功能由网络管理层分配，诸如保护规划、告警过滤、 协议转换等，主要目标是减少直接流进网络管理系统的信息流量，防 止过载，减少响应时间。 ( 5 ) 网元层 网元层由代表物理资源或逻辑资源的单元对象组成，其基本功能 应包括单个网元的配置、故障、性能等管理功能。网元层是物理设备 的代理，一方面负责与上层管理者交互，接收上层管理者发来的管理 命令；另一方面同网络资源交互，传送管理命令。 2 2 2s m n 的管理功能 s m n 的管理功能可依据i t u tm 3 4 0 0 建议的五大功能进行描 述，即故障管理、性能管理、配置管理、安全管理、计费管理( 该功 能因体制及技术尚未成熟，暂不考虑) 。 ( 1 ) 故障管理 故障管理是对s d h 传送设备以及传送通道的异常运行情况进行实 时监视、完成对告警信号的监视、报告、存储以及故障的诊断、定位 和处理等任务，并给出告警显示，使用户能在尽可能短的时间内做出 反应和决定，并采取相应的措施，对故障进行隔离和校正，恢复由故 障而影响的业务。 ( 2 ) 性能管理 性能管理负责对网络设备的状态以及网络单元的有效性进行评估 和报考，提供性能数据的收集、性能数据的历史察看、性能数据的门 限设置等功能，为管理人员提供评价、分析、预测传输性能的手段。 ( 3 ) 配置管理 配置管理负责监控网络以及网远设备的配置信息。 网络配置涉及网络的物理安排，负责建立、修改或删除通道，当 网络出现故障时，进行通道和设备的重新配置和路由恢复。网元配置 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合刚管的研究 指对组成s d h 传送网的网元设备进行诸如产生、删除、修改动作的管 理，包括网元的初始化和各种功能的配置。 ( 4 ) 安全管理 安全管理由三个方面的含义，首先是保证管理事件处理的安全， 这些功能涉及到网络管理的各个层次，包括系统之间、系统与客户之 间、系统与内部客户之间的认证、访问控制、数据保密、数据一致性 等。其次，要保证整个传输网络和管理网络的安全，对非法使用网络 资源的事件进行管理。第三，组织上的安全管理。 2 2 3s m n 的信息模型和接口协议 s m n 采用t m n 的关键技术有信息模型和接口协议。 ( 1 ) 信息模型 t m n 的核心是信息模型，它描述通信系统有关网管内的所有内部 状态和拓扑关系，实现通信系统与管理系统的连接。管理系统的每一 项观测、所有反应都作为管理行为通过信息模型反馈回网络，各厂商 生产的设备之间的接口和设计只能由信息模型实现。s d h 信息模型是 针对s d h 特有的物理和逻辑资源制定的，它是电信网信息模型的一个 子集。 为了实现有效的网管，有必要将s d h 的信息模型进行分层处理。 i t u - t 目前将s d h 网管信息模型划分为网元层信息模型和网络层信息 模型，前者与网元密切相关，而后者则脱离网元技术细节，着重处理 网络层面的问题。建议g 7 7 4 ，即s d h 网元层管理信息模型，提出了 初级的信息模型，以支持对s d h 的管理。从网元角度出发的s d h 网 元信息模型代表了s d h 网络管理的第一阶段。网络信息模型是在网元 信息模型基础上建立的。网络信息模型把网元信息模型作为公共信息 库加以逻辑说明，使平面式的网元信息模型结构化，从而更加有效的 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 运用到网络管理中去。网元与网管之间的通信接口依据i t u t 建议 g 7 7 3 实现。 ( 2 ) 接口协议 s m n 由不同的功能块组成并由参考点将功能块划分开。功能块之 间通过参考点交换管理信息时，需要有相应的通信协议。g 7 3 3 建议中 定义了q 接 】协议族，7 层协议即可用于l c n ，也可用于d c n 。 g 7 8 4 规范了e c c 协议栈。应用层协议包括公共管理信息服务元素 ( c m i s e ) 和支持c m i s e 的远程操作服务元素( r o s e ) 及联系控制 服务元素( a c s e ) 。传输层、会话层、表示层提供支持r o s e 和 a c s e 所需的面向连接的服务。数据链路层由l a p d 提供，物理层为 s d h 的d c c 。 2 2 4s m n 的实现 s m n 的实现要从网元级的管理开始。一个典型的网元级管理系统 的物理结构如下图所示。n e m 是n e 内部嵌入式管理部分，管理支持 m o 的操作和控制，对m o 的属性变化产生相应的事件报告以通知管 理者并存入管理信息库( m i b ) 中；l c t 为本地控制终端，完成对 s d h 设备的现场调试和诊断。 图2 - 6s m n 的实现 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合刚管的研究 2 3 多厂商环境下的s d h 综合网管 在通信设备市场日益开放的情况下，传输网的运营商可以在全球 范围内选择性能价格比最好的设备；同时，考虑到价格、安全等方面 的因素，为了避免受制于某一特定的厂商，通常也不会采用单一厂商 的设备。因此，目前的s d h 传输网是一个典型的多厂商设备环境。由 于各厂商的网管系统目前在体系结构、管理信息模型、网管协议等方 面存在着一定的差别，各系统之间相互封闭独立，造成了彼此之间不 能共享数据和管理信息，在很大程度上影响了整个s d h 网络管理水平 的提高。不建立统一的s d h 网管系统，就无法实现强大的网管功能。 随着网管中心的建立和网管系统的增多，即使有先进的单个网管系统 也容易造成全网维护时顾此失彼。因此，为了解决不同厂商的网管系 统之间的互连、互通、互操作问题，建立一个综合网管系统势在必 行。综合网管的主要目的是： ( 1 ) 对整个s d h 网络进行统一有效集中的管理和维护，对全网的运 营状态做出正确的评价。 ( 2 ) 共享管理信息和通用的管理功能，自动处理多网元的不同系统 信息，降低各厂商网元管理层子网管理层功能设置的冗余程度，减少 网管成本。 ( 3 ) 减少服务供给时间和平均故障维修时间，改进网络能力的利用 率，加速用户询问的响应时间，提高服务质量。 ( 4 ) 简化管理操作，通过一个操作台实现对互连的多个子网的管 理。网络的管理操作维护人员希望能够通过一个操作台实现对各个子 网的透视、对所管理业务的了解以及故障定位和故障排除等各项功 能。 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 2 3 1s d h 网管的互操作性 要实现s d h 的综合网管，关键要解决各厂商s d h 网元予网网管 系统的互操作问题。 面向对象的信息模型是t m n 的核心，也是s d h 管理的精华所 在。s d h 网络管理的信息模型在国际标准的框架内开发的相对比较成 熟，是充分体现t m n 管理原则的一个典范。根据t m n 的管理原则， s d h 网络管理的重要目标之一就是实现不同类型的s d h 管理系统之间 的互操作，而互操作的前提就必须对管理信息的一致性加以规范，使 得彼此对被管理的s d h 网络资源都有一个共同的描述，即管理资源的 模型化。因此，建立统一的信息模型是s d h 设备和系统在网络管理方 面横向兼容的基本条件。 目前虽然各个厂商都承诺提供q 3 接口，并提供接口规程一致性 声明和信息模型，但不同厂商的信息模型还是差别很大，存在着各厂 商网管系统之间的互操作问题。这是因为实现标准的0 3 接口并不能保 证真正的互操作。首先标准的q 3 接1 3 协议栈至少有8 种，因而具有的 协议栈不一致仍然无法实现互操作。其次，在目前的g 7 7 4 系列建议 中，为了应付现实世界的多样性，管理对象的属性中几乎有一半是可 选项，显然可选项不同也无法实现互操作。再者，g 7 7 4 规范过于一般 化，特别是行为描述太简单，厂商往往必须加以补充完善，这又会造 成信息模型的不一致。而且，标准是用自然语言来规范的，很容易引 起不同厂商的不同解释和实施。最后，目前的信息模型标准化工作只 完成了网元管理层和部分网络层，还未涉及到服务层和事物层。另一 方面，当前国际标准尚未完善，我国在这方面的力量还比较薄弱，还 没有自己的标准让厂商去执行，加上维护体制、软件开发水平等的限 制，给建立统一的s d h 综合管理网带来很多困难。 1 9 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 2 3 2s d i - i 综合网管信息模型 s d h 的管理是按照逻辑分层来进行的，为了实现有效的网管，每 一层都应该具有相应的信息模型。上层的信息模型是以下层的信息模 型为基础而制定的，每一层的侧重点都不同。网元层信息模型关心的 是管理一个网元所需要的信息，也就是指对网络单元功能部分和网络 单元物理部分进行管理所需的信息：网络层信息模型则从网络的角度 出发，关心的是在物理和逻辑上表示网络的信息；业务层信息模型则 从服务的角度出发，关系如何利用网络层来提供网络业务，主要考虑 网络业务的需求，以及如何利用网络和所有相关的用户信息去满足这 些要求。 网元层信息模型是s d h 管理网信息结构的基础，它提供了有关 s d h 网元设备的管理信息，是沟通管理系统与s d h 网元的重要桥梁， 同时也是网络层管理信息模型建立的依据。 2 3 2 1 通用网络信息模型 管理信息模型分为两部分：通用管理信息模型( 各个专业网都要 使用用的部分) 和各个专业网使用的管理信息模型( 各个专业网自己 使用的部分，如s d h 的管理信息模型、接入网的管理信息模型) 。 在网络管理中，管理系统和被管理网络的形态是多种多样的，为 了实现各个管理系统之间的互操作，需要对不同的网络以及它们之间 的管理操作做出一个统一的规范。通用网络信息模型就是为了实现这 一目的而提出的，它建立在“与具体技术无关的管理”这一概念的基 础之上，通过对一系列网络单元进行抽象，提供了一条采用公共通信 接口完成对不同设备管理的途径。 通用网络信息模型作为一种公用的网络模型，描述了网络内部的 一般资源以及与这些资源相关的属性、事件、动作和行为，是进行统 一的故障、配置、性能、安全和计费管理所必须的，它为理解这些资 北方交通大学硕士学位论文 s d h 综合网管的研究 源和属性之间的内在联系提供了有利的工具，同时还可以提高对这些 资源和属性管理的一致性。 通用网络信息模型中定义了公用管理对象类以及其属性类型，特 定技术环境( 如s d h 管理) 中的模型就可以由此派生而出，采用的手 段一般是通过继承关系来引用。因此，通用网络信息模型是其他特定 信息模型的基础。 2 3 2 2s d h 网元层信息模型 网元信息模型是s d h 管理活动赖于进行的基础。网元信息模型主 要提供有关网元的信息，并完成接收管理命令的任务。s d h 网元层信 息模型在整个s d h 管理网中占有举足轻重的地位，是建立其他管理各 层信息模型的基础。只有首先得到最低管理层即网元管理层的支持， 才可能进入较高层，如网络层的管理。 i t u - t 在g 7 7 4 系列建议中对s d h 网元层信息模型做了详细完整 的规范，其信息模型以m 3 1 0 0 通用网络信息模型为基础。网元层信息 模型主要适用于s d h 网元和管理网元的操作系统，是s d h 网管的基 础，采用g d m o 定义意义，a s n 1 定义结构。 网元层信息模型提供了网元管理所需要的目标类以及其特征，主 要涉及管理网元功能和网元物理方面的信息、性能监视功能、净负荷 结构配置功能、复用段保护倒换功能、子网连接保护倒换功能、连接 监视功能、单向性能监视功能、s d h 中继系统管理、复用段保护配置 以及信息模型的实施指南等内容。 提出信息模型的概念主要是为了对网络资源进行统一的开放式管 理，实现网管系统间的互操作。标准化组织希望通过信息模型来屏蔽 不同厂商同类设备之间的差异，从而达到开放的统一管理。标准化的信 息模型是网络开放互连的基础，只有通过标准化的方法统一网络管理 体系结构，