（计算机应用技术专业论文）iptv系统网管中性能管理的研究与实现.pdf

东北大学硕士学位论文 i p t v 系统网管中性能管理的硒究与实现 摘要 糍饕变豢憋不蕻发鼹，邋造蔫遴要联爨提供豹多媒体铸怠虢务邑经戒为观实。 俸为毅兴产鱼懿交互式嬲络电褫( i p t v ) ，是互联网与电视融合的产物，是宽带真芷 走向家庭驰媒分。l p t v 以滚媒体文牛鸯传输蠹容，露怼广大宽带翳络蠲户，它可戳 谈溪户控铡节瑟瓣选择帮播敖，通道各耱宽带溺络连接使篇户藉焉视领盒和魄视终 端实现各秘视频点援业务，提供实时、交互、按需纛撵摄务。弼鼓疆冤，i p t v 将楚 逡裴赛敲舞宽豢繁荣大门熬鬓一把锈越。i p t v 褫频点播系统采稻黢务器集群分层絮 构，当网终视频业务嫂模增大、耀户数鬣蠼勰粒情嚣下，i p t v 睾冕频点播鼹务嚣可以 成幂级数扩展。多题户，太并发流耪窝艨量楚援频感攒发震憝趋势。滋茂，在系统 规模和用户数爨缀大的情况下，必须遽过有效熟啜终管理，特剥是牲糍管理，才熊 绘用户提供具奄q o s 保邋豹浚攥睡殿努。 本文蓠先对网络管理的基础理论及i p t v 慧统中摄关技零俘了分缨，羹点分缀 了鼹终管燃方式酶秘类、特点霹发展，以及s n m p 协议援甍，毽捂管溪信息络褐、 管理信息岸、协议操作过程等。然后针对i p t v 视频点援系统的服务爨集群絮掳， 缭鑫当藏掰络簿瑗方式的发展，零文提爨了蒸予s n m p 救t p t v 视频患播蓉缓层次 式网络管理系统架构，并对i p t v 系统层次式网簿中的性能管理进行了设计鄹模块 划分，阎时，采用c + + 取c 撑谣富，结合电信圈络及实验室环境在i p 强，系统孛实瑷 了性能管理的功能。 荚键词：i p t v ；嘲络管理；层次式；性熊管理 - h 东北大学硕士学位论吏a b s t r a g t t h er e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no fp e r f o r m a n t e m a n a g e m e n t o fn e t w o r k m a n a g e m e n to fi p t vs y s t e m a b s t r a c t w i t ht h ec o n t i n u a ld e v e l o p m e n to fb r o a d b a n dn e o n o r k t h es e r v i c e so fm u l t i m e d i a t h r o u g hh i g hs p e e di n t e r a c th a v ea l r e a d yc o n l et r u e a san e wi n d u s t r y ，i p t vi s o u t c o m eo fi n t e r n e ta n dt e l e v i s i o n ，a n di sm e d i u mt h a tm a k e sb r o a d b a n dn e t w o r ki n t o c o l t u n o nf a m i l y i p ivt a k e ss t r e a m i n gm e d i af i l ea s t r a n s p o r tc o n t e n t s f a c i n gl a r g e n u m b e r so fu s e r so fb r o a d b a n dn e t w o r k i p t vc a np r o v i d eu s e r sw i t ha l lk i n d so f r e a l t i m e 、a l t e r n a n ta n do n d e m a n dv i d e n s e r v i c e s t h r o u g hd i v e r s i f i e dc o n n e c to f b r o a d b a n dn e t w o r ku s i n gb o xa n dt e r m i n a l s u s e r sc a nc o n t r o lt h ec h o i c ea n dp l a yo f p r o g r a m sf r e e l y i t i sp r e d i c t e dt h a ti p t vw i l lb ea n o t h e rk e yw h i c hk n o c k st h e p r o s p e r o u sd o o ro fb r o a d b a n dn e t w o r kf o rs e r v i c ep r o v i d e r i p t vv o d s y s t e ma d o p t sm u l t i l a y e rs e r v e rc l u s t e r i n ga r c h i t e c t u r e t h i sa l l o w st h e r v e rt ob ee x p a n d e de x p o n e n t i a l l yw h e ns e r v i c ee x p a n da n dn u m b e ro fu s e ri n c r e a s e i nal a r g es c a l es y s t e mw i t hal a r g ea m o u n to fl l s e r s ，e f f e c t i v en e t w o r km a n a g e m e n t ， e s p e c i a l l yp e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ，i se s s e n t i a lt oe n s h r et h eq o so fs t r e a mm e d i a b a s i ct h e o r yo f n e t w o r km a n a g e m e n ta n d k e yt e c h n o l o g i e su s e di n1 p t vs y s t e mi s f i r s ti n t r o d u c e d ，w i t he m p h a s i so n c a t e g o r y ，f e a t u r ea n dd e v e l o p m e n to f d i f f e r e n tk i n do f n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ma n ds n m pp r o t o c o l s t a n d a r d ，i n c l u d i n gs 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 ，m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nd a t a b a s ea n dp r o t o c o lo p e r a t i o n p r o c e d u r e m u l t i l a y e rn e t w o r km a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r eo fi p t vv o ds y s t e mb a s e do n s n m pi st h e nb r o u g h tf o r w a r db a s e do nt e m p o r a r yd e v e l o p m e n to fn e t w o r k m a n a g e m e n t t h e o r i e s d e s i g no fp e r f o r m a n c em a n a g e m e n ts u b s y s t e mo ft h ei p t vm u l t i 1 a y e r n e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e m i s g i v e na n db r o k ed o w nt od e t a i lm o d u l e s a i m p l e m e n t a t i o nb a s e do nt e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r ka n dl a b o r a t o r ye n v i r o n m e n ti s r e a l i z e di nc + + a n dc # p r o g r a m l a n g u a g e 。 k e yw o r d s ：i p t v ；n e t w o r km a n a g e m e n t ；m u l t i l a y e r ；p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t 。i 一 独创性声明 本人声明，所望交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包括本人为获 ! 譬其他学位两馊用过的专毒料。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 劳表示谢意。 学位论文作者签名：鸯名 e t 期： 。，i o 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者秘据雾教薅宠全了勰东j 乏大学有关保留、使照学位 论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件窝磁盘，竞许论文搜查阕鞫整阕。本人嗣意东j 芝大学可戮将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 热作者和导舞不冠意瓣上交流，清在下方签名；否爨| 视为鬻意。) 学位论文作者签名： 签字霉麓： 导师签名： 签字嚣期： 东北太学硕士学位论竞 第一章绪言 l 。1 课题的提出 第一章绪言帚一早殖龋 随着宽带在中国的普及，目前我国上网人数已超过一亿。宽带用户超过三千万。 斧睫瑟来錾爨聂联嘲柱会纯露彳弋戆到来。a 织对蔓联网的震求甭褥是单一遮嬲上游 浪、查看新闻，而是提出了多样化的应用需求。网络电视的概念提出及威用正是在 人们多样纯懿霪求下应运瑟生粒。 i p t v 即交互式网络电视，是揩菇于i p 协议的电视广播服务。通过i p t v 业务， 鼹户霹以褥裂凑震量数字媒钵簸务，可鞋是建选择蹙豢i p 网敷撬频节嚣，实理媒体 提供卷和媒体消费者的实质性互动。用户终端可以是i p 机顶盒与电视机，也可以是 p c 。i p t v 弱燃璎在爨繁视频应用方露填李 了空皂，支起了宽带赘场懿另一片蓝天。 i p t v 作为一种革命惶的宽带使用方式，其对宽带市场强烈的拉动作用，已经得到业 暴鸵公认f 1 】。 i p t v 的主要特点是交纛性和实时性。它主要存储及传送的内容是以m p e g 一4 为编礤核心的流媒体文 牛，这撵就绘传输嘲络的带宽、稳定性、迄续性等提出了嚣 加高端的要求 l 。2 项目背景 为了在辽宁省全蕊推广溅媒体服务，丰富辽宁人民的她余文化生活，提高辽宁 偏远遗区教育水平，沈阳都市互动肖限公司与东j e 大学网络与通傣中心合作开发了 “i p t v 视频点播系统”。该系统将为众省家廒用户提供视频点播，在线教育等服务e 该系统将浚沈阳为中心建立慧菇，在辽宁省备市建立分站，在分站下级继续设站赢， 以保证覆盖范围的全颇以及服务的质量。 在系统遥营孛，沈阳惑辩负责爨产管毽、内容分发文及总静簸控帮调度，务市 区分站负责具体的音视频服务和请求路由。i p t v 视频点播系统的一期工程的圆满完 成，基本实璃了全部渤能，系统髭够正常运转，给宽蒂焉户撵供裰频骚务。然覆， 随着用户数量以及用户请求服务数量和密度的增加，该视频点播系统也在幂级数的 扩震。这样，为傈 歪服务矮鬃，对该视频煮撵系统靛薅络警理，笼葵是辩该视频患 播系统性能的管理迫在眉睫。 1 3 研究意义 i p t v 视频熹撵系统帮褥疲曩在辽宁省会密莛罄蠹，为网逶、鼗逶、铁逶等多家 宽带提供商的用户提供以下服务： ，1 东北大学硕士学位论文 第一章绪言 ( 1 ) 视频点播瑕务。通过资产管理，将丰富豹电影、电视删、动画片、m v 等 视频合理的组织起来，供用户方便的选择，从丽丰富人民群众的业余文化生活。 ( 2 ) 远程教育服务。对于偏远山区缺教师的情况，可以事先做好优秀教师讲课 的采集工作，并进行远程教育，丽不必聘请教师专门前来教学，并节省了大量的开 支【2 1 。 ( 3 ) 转播服务。通过该系统采集的世界各地大量频道的实时信号，原则上就可 以看到世界备地所有的频道了。 视频数据非常占翔网络资源，在大规模视频点播系统中单个褫频服务器可同时 服务的客户数十分有限而且缀难承担系统负担。在大规模的视频点播系统中，为了 提高服务质量，i p t v 系统采用多台服务器组成服务器机群( 集群技术) 【3 】对外提供服 务，这样简单的增加新的低档服务器就可阻升级系统以遥应更大的弛务量，并不会 带来高额成本投入和资源浪费；突发搴件分握到多台服务器上不易造成单一设冬失 效，还可以临时增加服务器来处理突发事件：把节目文件复制到各个视频服务器中 来提高系统总的j o 带宽。 综上所述，多媒体瘟用是网络发展的方向。多用户，大并发流和高质量是视频 点播发展的趋势”】，在i p t v 系统中，多个服务器协同工作，给用户提供实时动态 交甄式的信息服务，对网络的性能、媒体传输的实时性有更高的要求。为保证系统 服务器集群离可靠、高性能的运转，给用户提供具有q o s 保证的服务质量，需要对 系统进行网络管理，尤其是性能管理。 1 4 本文结构 本文介缁了两络管理技术，讨论了网络管理方式的现状和发展，研究了简单潮 络篱理协议，共结合i p t v 系统的架构和工l 乍流程，撮出了符合该i p t v 系统的分层 式网络赞理架构，并重点阐述了i p t v 系统层次式网管中性能管理的设计和实现。 本文结构如下： 第一章绪论。对课题的提密、背景帮项目游意义 乍了介缮。 第二章i p t v 系统中相关的概念。介绍了i p t v 的概念与特点，漉媒体的基本 概念，及m i c r o s o f t n e t 开发环境等。 第三章网络管理技术研究。介绍了网络管理的基本概念，讨论帮分祈了三种 鼹络管理方式的网络结构和优缺点，为i p t v 系统睡管的总体絮构选择提供依据。 本章还研究了s n m p 协议。 第四章i p t v 系统网管的总体设计。搬据i p t v 系统的总体架构、系统功能模 块弱工作流稷，以及层次式雕络管理方式豹现状和发鼹，设计了i p t v 系统豹淫次 式网络管理系统架构。 第五章f p t v 系统网管中性能管理的设计。以i p t v 系统网管的总体设计为依 2 东北太学硕士学位论文第一章绪言 ( 1 ) 视频点播服务。通过资产管理，将丰富的电影、电视剧、动画片、m v 等 视频合理的组织起来，供用户方便的选择，从而丰富人民群众的业余文化生活。 ( 2 ) 远程教育服务。对于偏远山区缺教师的情况，可以事先做好优秀教师讲课 的采集工作，并进行远程教育，丽不必聘请教师专门前来教学，并节省了大量的丹 支 2 1 。 ( 3 ) 转播服务。通过该系统采集的世界各地太量频道的实时信号，原则上就可 咀看到世界各地所有的频道了。 视频数据非常占用网络资源，在大规模视频点播系统中单个视频服务器可同时 服务的客户数十分有限而且很难承担系统负担。在大规模的视频点播系统中，为了 提高服务质量，i p t v 系统采用多台服务器组成服务器机群( 集群技术) ”1 对外提供服 务，这样简单的增加新的低档服务器就可以升级系统以适应更大的业务量，并不会 带来高额成本投入和资源浪费；突发事件分担到多台服务器上不易造成单一设备失 效，还可以临时增加服务器来处理突发事件：把节目文件复制到各个视频服务器中 来提高系统总的i o 带宽。 综上所述，多媒体应用是网络发展的方向。多用户，大并发流和高质量是视频 点播发展的趋势【“，在i p t v 系统中，多个服务器协同工作，给用户提供实时动态 交互式的信，息服务，对网络的性能、媒体传输的实时性有更高的要求。为保证系统 服务器集群高可靠、高件熊的运转，给用户提供具有q o s 保证的服务质量，需要对 系统进行网络管理，尤其是性能管理。 1 4 本文结构 本文介绍- r 网络管理技术，讨论了网络管理方式的现状和发展，研究了简单网 络管理协议，并结合i p t v 系统的架构和工作流程，提出了符合该i p t v 系统的分层 式网络管理架构，并重点阐述了i p t v 系统层次式网管中性能管理的设计和实现。 本文结构如下： 第一章绪论。对课题的提出、背景和项目的意义作了介绍。 第_ 章i p t v 系统中相关的概念。介绍了i p t v 的概念与特点，流媒体的基本 概念，及m i c r o s o f t n e t 开发环境等。 第三章网络管理技术研究。介绍了网络管理的基本概念，讨论和分析了三种 网络管理方式的网络结构和优缺点，为i p t v 系统网管的总体架构选择提供依据。 本章还研究了s n m p 协议。 第四章i p t v 系统网管的总体设计。根据i p t v 系统的总体架构、系统功能模 块和工作流程，以及层次式网络管理方式的现状和发展，设计了i p t v 系统的层次 式网络管理系统架构。 第五章i p t v 系统网管中性能管理的设计。以1 p t v 系统网管的总体设计为依 第五章i p t v 系统网管中性能管理的设计。以1 p t v 系统网管的总体设计为依 2 东北太学硕士学位论文 第一章绪言 据，戳影确秘频点播服务霞麓静经麓参数为基准，对该两篱系统中往能管理迸彳予了 总体设计和功能划分。包括中心管理器( c n m s ) 的性能管理设计和域管理器( d n m s ) 豹蝗熬管理设计，述有扩最代理豹设计。 第六章i p t v 系统网管中性能管理的实现。介绍了系统的开发环境和用于实现 伐理静w i n d o wa p i 接蜀。麓述了该鼹管审往髓警瑾套麓簇凌豹矧分窝实现，敬爱 p r i v a t em i b 的定义和扩展a g e n t 的实现。 繁七章缡论。对全文送牙概括健总结，臻毫寒寒戆骥究工 乍。 ，3 * 东北走擎硕士学位论文 第二章i p t v 系统中趣关姥概念 第二章i p t v 系统中相关的概念 2 1i p t v 技术概述 2 1 。l p t v 的概念 i p t v 即交互式嗣络电视，它利翔互联网基础设施和m p e g 4 、h 2 6 4 等视频压 缩技术，通过互联网i p 海议互动的向用户提供数字电视广播、视频点播、互联网浏 览和i p 可视电话等交互式多媒体信息服务的技术。i p t v 系统主要以i p t v 机顶盒 或电脑为接受设备、以电视机或电脑为显示设备、以i p 宽带网为传输网络提供交互 式多媒体信患暇务f 5 l 。 2 1 2i p t v 的特点及应用 i p t v 是利丽宽带弼的蒸础设施，以家用电视机作为主要终端电器，通过机顶盒 连接网络来提供包括电视节寒在内的多砖数字媒体服务。可以实现多秘业务，如表 2 1 所示。 表2 1t p t v 提供的相关服务 t a b l e2 。lr e l e v a n ts e r v i c e st h a ti p t vo f 凳f s 内容 传递 文字图像音频视频数据 网页浏览视频点播 音乐点播 单向铸递为主在线购物视频矗援黢票 啬乐频道 电子邮件家庭监控 双向传递交流即时信息聊天 v o i p可视通信在线甄动游戏 特点表现在： ( 1 ) 用户可以得到高质遂数字媒体敝务。 f 2 ) 用户可存极为广泛的自由度选择宽带i p 网上各网站提供豹视频节屋。 ( 3 ) 实现媒体提供者和媒体消费者的实质性互动。i p t v 采用的播放平台将是新 一代家庭数字媒体终端的典型代表，它能根据用户的选择配置多种多媒体服务功能， 惫捂数字电税节目，瑶视i p 电话，d v d v c d 攒放，互联网游览，电子部件，以及 多神在线信息咨询、游戏、娱乐、教育及商务功能。 ( 4 ) 为网络发展商和节目提供商提供了广阔的新兴市场。 4 东北大学硕士学位论文第二章i p t v 系统中相关的概念 2 2 流媒体技术概述 2 2 1 流媒体的概念 当今互驳嚣主静媒俸瓷溪多释多样，交律格式滋千差万剃。传统豹番援频攒放 文件簧求文件的完整性，也就是说，文件不能有任何缺失才能保证顺利的播放，甭 瘸搔放器裁会攘镄，蠖褥这黧媒体文箨不霹缝在鞠络传赣懿爨跨送行援敖戆。 流媒体使用一种特殊的文件格式，它的特点是播放机只要获得文件的头部，就 可默翔遵援赦文传熬必要倍惑，之嚣藏霹默实瑗穗健随撵蒋1 。撵敖筑内部设寿一个 缓存，当下载到文件的任意个部分的时候就可以提前缓存和即时播放，而不必簿 裂将究整蛇文传下载捌本蟪。这撵糕节省了震户奁夏联鄹上下载文释蛉辩闺，也蕊 省了用户的磁盘空间，对用户的本地硬盘的大小降低了要求【，1 2 2 2 流媒体的文件格式 撼普通的视频文传摄式转化成淀媒体文 孛搀式瀑要经过特殊缡码，编码过攫如 图2 2 所示。视频文件首先进行编码处理，并分割成一个个适于畿网络上传播的数 据包。另船在编码时，还需爱在数擐包中加入一些附加信爨，如计时、压缩和版权 信息，最终形成流媒体文件。 黑目熏产量， 5 一 东北大学硕士学位论文 g _ - 章i p t v 系统中相关的概念 表2 2 媒体文件格式 t a b l e2 2f i l ef o r m a to fs t r e a m i n gm e d i a 公司 文件格式扩展名媒体类型与名称 微软 a s fa d v a n c e ds t r e a mf o r m a t w i n d o w sm e d i av i d e o w m aw i n d o w sm e d i aa u d i o r e a l n e t w c l r k s r mr e a lv i d e o r ar e a la u d i o 苹果电脑公司 m 0 v q u i c k t i m em o v i e 2 2 3 流媒体的传输方式 不同的流媒体应用需要不同的传输方式，而不同的传输方式带给网络不同的影 响。流媒体在网络中的传输方式有三种。 ( 1 1 单播 单播即点对点的连接，客户端和服务器之间建立一个单独的数据通道。从一台 服务器传送出的数据包只能由一个客户端接收。这种传输方式增加了服务器的负担， 响应时间长，只适用于客户端数量较少的情况，如视频点播。 f 2 ) 多播 多播也称组播，是一种多地址广播。发送源和接收端是点对多点的关系。对于 内容相同的数据包，服务器向一组特定的用户只发送一次，组中的各个用户可以共 享，而组外的用户接收不到。使用多播的优势在于原来由服务器承担的数据重复分 发工作转到路由器中完成，由路由器负责将数据包向所连接的子网转发，每个子网 只有一个多播流。这样就减少了网络上所传输信息包的总量，使网络利用率大大提 高，成本大为降低。多播更适用于现场直播。 ( 3 ) 广播 在广播的传输方式中，一个单独的数据包拷贝发送给网络上所有用户。客户端 对媒体流不具有任何的控制，不论是否需要，只能被动接收媒体流，造成了网络带 宽的浪费。 2 3m i c r o s o f t n e t 概述 n e t 是一个开发和运行软件的全新平台，便于开发基于w e b 的应用，拥有大 量的运行库服务以支持用多种编程语言编写的组件，具有跨语言和跨平台的互操作 能力。n e t 使高度分布式i n t e r n e t 环境下的应用程序开发得到了简化，为x m lw e b 服务和其他应用程序提供了一个高效的、安全的开发环境，并全面支持x m l 1 0 1 。 v i s u a ls t u d i o n e t 是一套完整的开发工具，n e t 的核心就是x m l 、w e b 6 东北大学硕士学位论文 第二章i p t v 系统中相关的概念 s e r v i c e s ( w e b 服务) 、n e t 框架结构，用于生藏a s pw e b 应闵程窿、x m lw e b s e r v i c e s 、桌面应用程序祁移动应用程序。 2 1 3 1 n e tf r a m e w o r k 用于生成、部署和运行x m lw e bs e r v i c e s 和应周程序蛉多语言环境。它由三 个主要部分组成： ( 1 ) 公共语言运行库。 公共语言运行库也称为“托管环境”【l ，在这个托管环境中将自动提供诺如绞圾 回收帮安念性等通用服务。在组件运行时，运行库除了负责满足此组件在其他组件 上可能具有的依赖项外，还负责管理内存分配、启动和停止线程和进程，以及强制 执行安全策略。在开发对，运行库的作用稍有交亿；由于做了大量的离动处理工作 ( 如内存篱理) ，运行库使开发人员的操俘 鬻简单，尤其是与今天的c o m 相比。 特别是反射等功能显著减少了开发人员为将业务逻辑转变为可重用组件而必须编写 的代码量。 ( 2 ) 统一编程类。 该框架为开发人员提供了统一的、强向对象的、分屡的和可扩展的类库集 ( a p i ) 。目前，c + + 开发人员使用m i c r o s o f t 基础类，而j a v a 开发人员使用 w i n d o w s 基础类。框架统一了这些完全不同的模型并最为v i s u a lb a s i c 和j s c f i p t 程序员箍样提供了对类露的访闽。通过锲建跨所有编褪语害的公共a p i 集，公共 语言运行席使褥跨语言继承、错误处理和调试成为可能。从j s e r i p t 到c + + 的所 有编程语裔具有对框架的相似访问，开发人员可以自由选择它们耍使用的语言。 ( 3 ) a s p n e t 。 a s p n e t 建立在n e tf r a m e w o r k 的编程类之上，它提供了一个w e b 应用程 序模型，并且包含使生成a s pw e b 应用程序变得简单的控件集和结构。a s p n e t 包含封装公共h t m l 用户界面元索( 如文本框和下拉菜单) 的控件集。但这些羟 件在w e b 服务器上运行，并以h t m l 雏形式将它们豹震户界掰推送到测监器。 在服务器上，这些控件公开一个面向对象的编程模型，为w e b 开发人员提供了面 向对象的编程的丰富性。a s p n e t 还提供结构服务( 如会话状态管理和进程回收) ， 进一步减少了开发人员必须编写的代码量并提高了应掰程序的可靠性。 2 3 2c ； 语言特点 c # 是由m i c r o s o f t 开发的一种新型编程语言，由于它是从c 和c + 十中派生出来 的，因此具有c 十+ 的功能。掰懿，壶手是m i c r o s o f t 公司的产蒜，它又同v b 群 简单。对予w e b 开发面言，c 撑象j a v a ，同时具有d e l p h i 的一些优点。m i c r o s o f t 宣 称：c 群是开发n e t 框架应用程序的最好语言。 7 - 东北大学硕士学位论文 第二章i p t v 系统申相筵的概念 ( 1 ) 简单俄。c 硒黾供了丰寓的类麾，供开发入员使用。 ( 2 ) 完全的丽向对象。c 撑语言的设计完全是面向对象的，它不支持类似c 语言 鄢样韵麟向过稷的程序设计技术。c # 支持静态和动态风格豹代码继承及重用。 ( 3 ) 健壮性。c # 致力于检焱程序谯编译和运行时的错误，类型检查帮助检查出 许多开发翠颓爨现的错误。c 襻掰已操缎内存减少了内存出错的可能髋。c 桴掇供n u l i 指针检测、数组边界检测、异常出口字节代码校验等。这些功能大大缩短了开发c 撑 瘟曩；翟垮静蔫期，增鸯蟊了软俘瀚键猛校。 ( 4 ) 版本可控u 引。升级软件系统中的组件( 模块) 是一件容易产难错误的工作。 褒代码修改_ 蓬獠中可撬对现存的软彳李产生影滴，狠毒可髓导致程淳豹瘸溃。为了帮 助开发人员处理这些问题，c 拌在语言中内置了版本控制功能。例如：函数重缄必须 被嚣式静声羁，嚣不会像在c + 帮j a v a 中经嚣发生静不经意稳被进行，这样可敬茨 止代码级错误和保留版本化的特性。另一个相关的特性是接园和接口继承的支持， 遮些特镶哥戬缳涯复杂瀚较锌麓菇被方蠖这嚣发帮舞缀。 ( 5 ) 灵活性。在简化语法的同时，c # 并没有失去灵活性，尽管它不是一种没有 浆到弱谗言，魄磐：它不韪鼹采开发襞俘驱动疆痔，在默谈豹凝态下没奏攒针等。 假是，如果需要，c 群允许将某魑类或者类的某灶方法声明为非安全的。这样，将能 够馒露攒铮，缨零每帮静态数龌，著虽调用这些饕安全熬代码不会豢来董至舞其它毂淘 题。此外，c # 虽然不支持类的多蘑继承，但是可以通过对接口的继承获得这一功能。 ( 6 ) 藏容性。正是凌予其灵活性，e 霉允诲与c 风格的需要进行传递撞针炎型参 数的a p i 进行交互操作，d l l 的任何入口点都w 以在程序中进行访问。它允许使用 最先进懿运用语言规定( c o m m o nl a n g u a g es p e c i f i c a t i o n ，鼹写为c l s ) 访阔不同的 a p i 。c l s 规定了一个标准，用予符合遐种标凇的语言的内部之间的操作。 2 。3 3c + + 语言特点 c 是一种通用的程序设计语言，其设计就是为了使认冀的程序员工作褥更德 後。除了一些小细节外，c + + 燕c 程序设计语富的一个超集。c + + 提供了c 提供的 备种功能，还为定义新类型提供了灵活而有效的功能。c + + 里最关键的定义是类。 一个类就是一个溺户定义类型。类提供了对数据的隐藏，数据的初始纯保谣。e + + 保持了c 高效处理硬件然本对蒙( 位、字节、宰、地缴等) 的能力。遮就使用户定 义类型能够在稿警高的效率永警上实现。 在所有的编稷语言中，c + + 可以说足最为复杂的。c + + 是一种通用程序设计语 言，特襄楚蕾淘系统翟滓设计，它其骞激下特赢h l ： ( 1 ) 是一个鼹好的c 。 ( 2 ) 支持数攒籀蒙。 f 3 ) 支持面向对象的程序设计。 8 东北大学硕士学位论文第二章i p t v 系统中相关的概念 ( 4 ) 支持通用型程序设计。 2 4w i n d o w sm e d i a 微软公司推出的w i n d o w sm e d i a 技术以其方便性、先进性、集成性、低费用等 特点，逐渐被人们所认识。w i n d o w sm e d i a 产品的一大特点是其制作、发布和播放 软件与w i n d o w s n y 2 0 0 0 9 x 集成在一起，不需要额外购买。微软的流视频解决方案 在微软视窗平台上是免费的，制作端与播放器的视音频质量都上佳，还易于使用【l “。 可以使用w i n d o w sm e d i as e r v i c e s 软件开发工具包( s d k ) 生成用于 w i n d o w sm e d i as e r v i c e s 平台的自定义应用程序，进行以下操作： ( 1 ) 创建自定义用户界面以管理w i n d o w sm e d i as e r v i c 。 ( 2 ) 以编程方式控制运行w i n d o w sm e d i as e r v i c e s 的服务器。 ( 3 ) 创建自己的插件以自定义核心服务器功能。 ( 4 ) 动态地创建和管理服务器端播放列表。 使用w i n d o w sm e d i as e r v i c e s 软件开发工具包( s d k ) 可以创建自定义身份验 证、授权、缓存代理、数据源、事件通知、记录及播放列表分析器插件。这种灵活 性能够扩展和自定义w i n d o w sm e d i as e r v i c e s 的功能。 要创建自定义插件，必须实现i w m s b a s i c p l u g i n 接口和任何其他特定于所创 建的插件类型的接口。例如，在创建缓存代理插件时，必须实现i w m s c a c h e p r o x y 、 i w m s c a c h e p r o x y s e r v e r c a l l b a c k 和其他实用程序接口。 插件是组件对象模型( c o m ) 对象。插件中必须包含可以将其注册到运行 w i n d o w sm e d i as e r v i c e s 的服务器的代码。如果使用m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t 创建自定义插件，则必须包含创建n e t 程序集的代码以及注册c o m 组件的代 码。w i n d o w sm e d i as e r v i c e ss d k 中包含有关此任务的详细信息，以及有关创建自 定义插件的其他方面的信息。 9 隶北大学硕士学位论支 第三章网络管理技术研究 第三章网络管理技术研究 3 。l 网络管理体系结构的定义 网络管理体系结构皤认为是定义孵络管理系统的结构及系统成员间相互关系 的一套规则i l “。归纳起来说，网络管理体系结榴就是尽可能地满足各项剐络管理需 求的一个通用框架【l “。 网络管理的体系结构通常包括以下四个模块i ” 。 f 1 1 信息模型( i n f o r m a t i o nm o d e l ) 。 研究如何以一致的方式描述网络巾的被管资源。这是网络管理所面对的。个基 本阔题。目前公认的两个信息模型标准是o s is m i 和s n m ps m i ，所采取的方式是 i s o 所提出的被管对象m o ( m a n a g e do b j e c t ) 的概念。c c i t t 采用的是i s o 的s m i 方寨。在实际应用中犬都采用s n m p 的s m i 。在网络管理信息模型方面展开的研究， 包括s n m ps m 的应用研究( i e t f 制定的大量的m i b ) 、o s is m i 的应用研究以及一 些其它信息模型的提出。 f 2 ) 功能模型( f u n c t i o n a lm o d e l ) 。 研究实现网络管理任务所需的功能。研究方向是从i s o 所提出的五大网络管理 功能领域：故障管理、性能管理、配置管理、计费管理、安全管理，主要研究这些 网络管理动能的实现，这些研究通常与其体的网络应用领域或技术有密切的关系， 其中比较9 1 人注目的一个方向是a i p ( a d v a n c e di n f o r m a t i o np r o c e s s ) 技术，特剐是人 工智能技术在其中的应用研究n 9 。本文将在3 2 详缎介绍这一部分。 ( 3 ) 通信模f f g ( c o m m u n i c a t i o nm o d e l ) 研究网络管理实体之间的通信方式，包括所用的协议。目前两个主要的协议是 i s o 的c m i p 和i e t f 的s n m p ，其中s n m p 得到了更为广泛的应用。当前的研究 主要集中于对支持q o s 的协议及协议的安全性方面的研究。 ( 4 ) 组织模型( o r g a n i z a t i o nm o d e l ) 组织模型是研究网络管理系统的组织结构。目前s n m p 的维织模型是单管理者 结构，面i s o 提出了域的檄念，这一概念在不旗的完善和发展。 3 2 网络管理动能 在o s i 的网络管理标准框架中，将系统网络管理的功能划分为五个功能域，包 括网络监视和控制两方面的功能”j ： n 1 故障管理。 包括故障检测、敌障鞴离、故障诊断和恢复等工作。是植测和确定羼络环境中 1 0 。 东北大学硕士学位论文 第三章网络管理技术研究 异常操作历需要瓣一缰设旋。故障管理设戆通过检测舅常事 牛来发现故障，逶避目 志记录故障情况，根据故障现象采取相应的跟踪、诊断和测试措施，宪成故障查找 与定位。 ( 2 ) 配置管理。 网络管理的最基本功能。配曼一个网络需要正式媳、明确地描述艨有的网终缝 成部分及其体系结构、功能和相互关系。配晟管理就是对网络的各种配置参数进行 确定、设置、修改、保存和统计等操作所组成的集合。根据c c i t tx 7 0 0 中的阐述， 配置管理是为了准备对互连服务进行视始化与启动并提供互连服务的连续操作翻结 束互连服务。 f 3 ) 计费管理。 主要是跟踪和控制用户对网络资源的使用，并把有关信息存储在运行翔志数据 库中，为收费提供依据。 ( 4 1 性能管理。 根据x 7 0 0 的阐述，性能管理能使得对o s i e ( o s i 总环境) 中资源的行为和通 信活动豹有效慷遴行评嵇，是一组评价被管对象行为和通信活动有效性的设施。通 过收集统计数据来分折网络的运行趋势，得到网络的长期评价，并将网络性能控制 在一个可接受的水平。 ( 5 ) 安全管理。 负责提供一个安全政策，根据安全政策确保只有授权的耀户可以访问受陵的网 络资源，另外还包括维持网络通信环境安全的所有活动。 图3 1o s i 网络管理功能模型 f i g 。3 1 f u n c t i o n a lm o d e lo fo s in e t w o r km a n a g e m e n t 3 3 网络管理方式 集中式网络管理和非集中式网络管理( 包括磋次式和分布式管理模式) 是阚络 镣理系统的两秘管理方式。考虑到网络管理系统中被管对象固有的分布性，这里的 集中和分布主要指管理者的集中和分布，即做出管理决策的方式 2 。集中式管理的 管理决策主要由有限个地域上集中的管理者完成；非集中式管理的管理决策由分布 广泛的多个管理者共同协作完成，甚至由代琏傲出( 即智能代理) 。 东北大学硕士学位论文 第三章网络管理技术研究 r 翮 l _ 一 r 。“r 、“、 回回 ，支。是、 ，一”蹿h ；# “。“”“ 。 ojil 睦澎澍 。?j 囊 二 、氯， ；。嚷羹爨黔“鬻辫* i ：鬻辩一鉴囊攀 ( b ) 强3 2 三秘霹络餐理方式 ( a ) 集中式网络管理( b ) 分腰式网络静理( c ) 分布式网络管理 f i g ，3 。2 t h r e em o d e so fn e t w o r km a n a g e m e n t ( a ) c e n t r a ln e t w o r km a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r e ( b ) h i e r a r c h i c a ln e t w o r km a n a g e m e n t a r c h i t e c t u r e ( c ) d i s t r i b u t e dn e t w o r km a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r e 本文将管理方式分为三类寨中式、层次方式和分布式方式 2 2 1 。下文对这魃管理 方式进行较详缨的描述。 3 3 1 集中式管理方式 集中式网络鬻理由一个管瑷者负责对整个瓣络韵锗理，煎图3 2 ( a ) 所示。管理 者负责与被管理卷网络节点代理之间的通信，将全网所有需癸管理的数据都嶷中存 储在一个数据库中，并擒供集中的决策和控簏，以及对该数据库的统一酌管疆和维 护 2 3 1 。 这个管理者集中楚璐与被管设备代理之间酌通信、提供集中静决策支持以及集 中的控制和维护镣理知识库。其优点在于：脚络设计比较简单，被管设备上嚣理负 载较轻，阏络操作员易予掌疆金阏谤撬。 主要的问题如下： f 1 ) 管理者怒藏缮管理系绕靛孛心，荔藏为系统豹瓶颈，善管毽者发生救障蔫 失效，则极易导致网络管理系统的全面崩溃。 1 2 审 东北大学硕士学位论文 第三章网络管理技术研究 ( 2 ) 即使管理者运行正常，也很可能因发生网络故障而将管理者与部分被管网 络分隔开来，从而使得管理者失去对这部分网络的管理能力。 ( 3 ) 管理者采用轮询方式获取管理a g e n t 的信息，这种方式对管理信息的需求 量大，易导致网络拥塞，而且管理信息在网络中的传输延时不能忽略，从而影响到 整个网络管理的效率和准确性；轮询方式效率低，对网络管理的实时性有较大影响， 甚至成为制约管理系统扩充能力的关键因素。 ( 4 ) 集中式管理系统对网络设备和被管对象的标准化有很高的要求。这是保证 网管系统通用性和伸缩性的关键，然而随着网络规模的扩大和新技术的出现，网络 的复杂性不断增加，旧有的标准将很难对付出现的新情况，因此对管理系统进行平 滑地扩充和升级非常困难。 集中式有一种变体，叫做以平台为中& , ( p l a t f o r m c e n t e r e dn e t w o r km a n a g e m e n t a r c h i t e c t u r e ) 的管理方式。这种管理方式中，管理者被分为两个部分：管理平台和建 立在平台之上的上层管理应用，管理平台主要关心管理信息的收集，并进行简单的 计算；上层管理应用则利用管理平台提供的服务进行决策支持以及实现其他高层功 能，简称“上层应用”。这种方式的特点是：最上层的管理应用和最下层的管理a g e n t 数目相对比较多，而作为中间层的管理运行平台则数目较少，管理平台仍然以集中 的方式从各个管理a g e n t 收集管理数据，并向各个a g e n t 分发来自上层应用的管理 指令。然而，该机构仍然无法突破集中式结构有限得扩展性，另外，当管理应用的 数量增多时，管理平台将会是一个严重的瓶颈。 3 3 2 分层式管理方式 分层式网络管理也采用一个域一个管理者的策略，同时引入一个新的概念“域管 理者的管理者”，也就是中心管理者( c e n t e ro fm a n a g e r ) 。