（电路与系统专业论文）iptv系统中基于corba技术的网络管理平台的研究.pdf

硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 摘要 伴随着当今网络规模的逐渐扩大，网络所能提供的服务的日益多样化。传统的网 络管理模式和资源分配、访问和协调策略已不能满足用户对网络发展的新需求。同时 随着i p t v 业务的飞速发展，网络规模不断扩大，为了提高网络管理水平，传统的集 中式网络管理模式已经不能适应目前网络的发展需求，网络急需一功能强大、具有良 好的分布式特性、可互操作、自适应管理的d t v 网络管理系统。c o i 出a 技术是一 项比较成熟的分布式面向对象技术，可以解决i p t v 网络管理技术所遇到的不足。 本文首先分析了i p t v 网络管理的优点和不足，结合c o i m a 技术理论，提出 了将c o r b a 技术引入到口t v 系统中，并根据当前网络管理发展的新技术和新需 求，设计构建了基于c o r b a 技术的统一网络管理系统。 其次，针对该系统网管性能管理的不足，提出了一种针对多管理对象信息收集与 访问的新算法一组预备算法g p a ( ( 衲u p p r e j ) 痂g 砧o g o r i m m ) ，采用该算法可以 在不改变管理协议的基础上，减少对网络管理对象的访问频度，从而减少网管系统对 网络带宽的占用，提高整个网管系统的性能。 再次，论文侧重于统一网管平台的总体设计和提高系统性能管理的算法的分析和 研究，尽可能地把现有的各独立的网络系统综合成一个功能齐全、易于操作和管理的 综合网管；同时通过对相关算法的研究，提出了一种从被管理对象中提取相关m i b 信 息的新算法，我们可以通过该算法，减少整个网络的开销，较少地消耗系统资源。该 算法在c o 对a 管理环境下通过了测试验证，较好地解决了对被管理对象的管理信 息的访问。 关键词：t v ；c o i 出a ；统一网管系统；性能管理；组预备 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s a b s t r a c t w i t l lt 1 1 ed e v e l o p m e n to fc o r n p u t e rt e c h n o l o g ya 1 1 dt e l e c o 眦砌i c a t i o n ，t l l e1 a r g e rt l l e s c a l eo ft l l e n e t v r k ，t ：【1 em o r es o p l l i s t i c t a t e dt h es 旬r l l c t u r e ，t h e 订a d i t i o r i a ln i 舢o r k n 瑚a g e m e n ta n ds o u r c e sd i g t r i b 砸o i l ，a c c e s sa 1 1 da d a p t i o ns 唿g ) rc a l ln o ts u p p l ym e c u s t o m e r s 研mn e wr e q u n m e m so fn e t w o r kd e v e l o p m e n t a tm es 锄et i r n e ，谢t l l 也e d e v e l o p m e n t0 fi p t vn e t w o 咄f a c 吨位h u g en e t w o r k 趾dm es 0 出s t i c a t e dn 嘲r k e q i l i p 吼e n t s ，也e1 e v e lo f 廿l en e t w o r km a l l a g e m e n tm l l s tb ee 1 1 1 1 a 1 1 c e d t h e 仃a d i t i o i l a l c e m r a l i z e di 咖r km a n a g e m e n tc a nn o ta d a p t 也er e q u i r e i n e n to f 玳；阳，o r kd e v e l o p m e i 如 n l en 神w o r kn e e dad i s t r i b u t e di 1 1 t e g r a li p t vn 咖o r km a n a g e m e ms y g c e m 谢t 1 1c o r b a r h em e s i si sf i r s t l yd o i n g 恤r e s e a r c ho nm ei p t vn e t w o r km 趾a g 唧e n ts y s t e ma i l d 吐l eo d r b at e c h n o l o g y ，a c c o r d m gt om en e wr e q u i r e m e n t so fn e 似，o r km a l 】旧g e m e n t s y s t e md e v e l o p m e 屿、e 缸yt 0d e s i 口t 1 1 eu 1 1 i f o 肌n 咖o r km a n a g e m e n tb a s e d0 n c o r b a 。 a n dm e i l ，t 0d e c r e a s e 也eu s a g eo fn 邮0 r kr e s o u r c e sb yn 鲍o r km a n a g e m e n t s y s t e m se v e nm o r e an c l wa 1 9 0 r i 吐l m g 王 a ( g r o u pp r 印a 血l ga 1 9 0 r i 也m ) h a sb e e np u t f o r w a r d 内rr e t r i e v i l l gm a i l a g e m e n tm f o m a t i o n g p ac a l ld e c r e a s et 1 1 e 蜀q u e n c yo f r 嘶e v a l ，u s ef e w e rn e t w o r kr e s o u 】汜e s 锄1 dd e c r e a s eo v e r h e a d 、柝t ：h o u ta l t e 船：t i o no f m a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 s ， f i i l a l l y ，p a p e rp u ：t sm ee m p h a s i so nt l l ed e s i g no fu 1 1 i f 0 曲n e t w o r km a n a g e m e m p l a 响ma 1 1 dd o e sn l er e s e 锄c ho nt l l en e wa l g o r i m 1 1 t h en e wa l g o r i m i lh a sb e e np u t f 0 刑羽f o rr e 慨e 咖gm i b 鼬nt h em a i l 剥0 b j e i 如，褫di th a sb e e nt e s t e ds u c c e s s 烈l y t h ea l g o 水h mc 锄d e c r e a s et l l eu s a g eo fn e 俩o r kr e s o u r c e sa n d 吐l e 五嗍u e n c yo fr e t r i e v a l k e y w o r d s ： p 1 v -c o i m a ；f o i m m a i l a g e m e n t ；u pp r e p a r i n g 甜g o r i l i i l i l 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 华中师范大学学位文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工 作所取得的研究成果。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。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名： 日期：易移年石月j 名 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 权保留并向国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。本人授权华中师范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保存和汇编本学位论文。同 时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据 库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 苫翥潞日日期：弦待否月歹日 导师 日期 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程 ，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库 中全文发布，并可按“章程 中的 规定享受相关权益。圆童途塞握童蜃澄卮! 旦圭生；畦生；旦三生筮查! 苫翥耘院日期：胁6 月如 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 1 课题研究的目的 随着网络技术的迅速发展，网络规模不断扩大，网络的异构问题也逐渐突出， 传统的高度集中的网络管理模式已不能适应复杂网络管理的各种需要。面对分立的网 络管理所处的困境，把现有的独立存在的功能性管理系统综合成一个功能齐全、面向 未来的综合网络管理系统，可以很好地解决分别建立的多个网络管理系统之间互相割 裂所遗留下的问题，从而实现资源共享、信息互换、简化管理操作等。 m t v 系统是以i p 网络作为传输媒介、以l i v e t v 和v o d 为基本业务并以机顶 盒+ 电视为接收终端的电视系统【l 】。与传统的通过无线或同轴电缆播出电视节目不同， m t v 系统通过宽带p 网络直接向顾客提供高质量的电视节目和视频内容。运营商可 以在传统电视节目播出的基础上进行业务扩展，提供多种新型增值服务，比如时移电 视，使用户收看现场直播体育节目的同时，随时可以回溯过去的精彩瞬间，也可以随 时暂停一段时间后，继续收看。i p t v 扩展了“看电视 的概念，“看电视 已不再是 原来意义上被动地观看，观众可以互动地选择和控制收视内容，享受新的体验，得到 个性化的节目内容服务。此外，服务提供商还可以提供电视播放范围以外的服务，例 如信息浏览、视频电话、网络游戏和远程教学等。 在当今这个信息化社会中，一方面，硬件平台、操作系统平台、应用软件等i t 系统已变得越来越复杂和难以统一管理；另一方面，现代社会生活对网络的高度依赖， 使保障网络的通畅、可靠就显得尤其重要。这些都使得网络管理技术成为网络技术中 人们公认的关键技术。尽管这几年我国的网络事业得到了飞速发展和广泛应用，但网 络管理在我国还只是刚刚起步。网络管理对提高网络系统的运行效率、管理水平和维 护水平非常重要，因此，积极开展对网络管理技术的研究和应用非常迫切和必要。 本论文主要的研究目标是结合分布式对象c o 融；a ( c o i 呦0 no b j e c tr 明u e s t b r o k e r 觚l l i t e c t u r e ) 技术和网络管理【2 j 理论，将c o i m a 技术引入到p t v 系统中并 根据当前网络管理发展的新技术和新需求，设计构建了基于c o i 出a 技术的统一网络 管理系统架构和其主要功能模块，并针对p t 、，系统网管性能的不足，提出了一种针 对多管理对象信息收集与访问的新算法，该算法在c o r b a 管理环境下通过了测试 验证，可以较好地解决对被管理对象的管理信息的访问，从而提高网络管理系统 的性能。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 2 课题研究的意义 分布式对象技术【3 】一直是推动网络管理技术发展的核心技术，而作为分布式对象 领域事实上的标准c o i m a ，由于它的多平台支持、程序设计语言独立性和其它诸多 优势，使得它在新一代综合网络管理系统【4 】中构建分布式网络管理平台的作用越来越 受到业界的重视。目前已经有了以电信管理网络( t e l e c o mm a l l a g e m e n tn e 咖r k ， 1 m n ) 结构为其信息模型、以c o r b a 作为其分布式对象平台的综合网络管理系统。 将c o r b a 技术应用到网络管理领域，除了能够解决由于多个系统层次上的异构 带来的“孤岛”问题，还扩展了客户r 服务器模式，使得系统具有良好的可扩展性。但 在目前，统一网管的发展还不规范，没有标准规范和体系可借鉴，应该说尚处在起步 阶段，相信随着研究的深入，这些问题会得到更好的解决。 本文将c o r b a 技术引入到统一网管平台的构建中，在分析p t v 网管平台 ( o m c 娴的基础上，提出并设计了一种基于c o 砌a 的网络管理框架【5 1 ，同时还对 其各功能模块进行分析和设计。该网管架构结合了c o r b a 技术，能够较好地解决综 合网掣6 】所面临的问题。随着分布式技术和因特网技术的发展，相信这种网络管理体 系框架会在未来的网络管理领域得到越来越广泛的应用。与此同时，结合在 u t 乩我o m 做口t v 网管测试的经验，针对该系统网管性能管理的不足，提出了一种 针对多管理对象信息收集与访问的新算法一组预备算法g p a ( u p p r 印a 血l g 砧o g o r i 吐n ) 。采用该策略可以在不改变管理协议的基础上，减少对网络管理对象的 访问频度，从而减少网管系统对网络带宽的占用，提高整个网管系统的性能。 因此，对将c o r b a 技术引入到i p l v 系统中统一网管平台的构建和对其相关 功能模块的优化的研究是十分重要，具有实际意义的。同时对相关算法的研究和改进 也是具有较强的理论和实践价值的，对今后综合网络管理平台的建设也具有很强的实 际指导意义。 1 3 国内外研究现状和进展 目前主要存在两种网络管理国际标准：一种是i s o7 4 9 8 4 标准文本制定的o s i 系统管理框架，另一种是i n t e n l e t 体系结构委员会下的m t f 发布的一系列r f c 文档 定义了管理t c m p 网络的s n i 旧标准网络管理框架。而目前基于c o i 通a 的综合网 络管理方案可以把现有的基于不同网络管理标准的被管设备集成在一个统一的综合 网管平台之上。在密切跟踪国际进展的同时，国内对在n 心【j 7 】中引入c o r b a 技术 的准备工作已经开展了多年，并积累了丰富的实际经验，而且有些成果已经达到世界 先进水平，为国内网管建设过程中采用c o r b a 技术铺平了道路。 2 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 成百上千万的站点依赖于c o r b a 搭建企业应用、h 1 _ t e n l e t 应用【8 】及其他应用， 有许多成功使用c o r b a 的案例。美国有线电视新闻网正在使用一个基于c o r b a 事 件服务的应用系统。系统用于把那些不同来源的、不同格式的、不同类型的机器上的 大量新闻资料分发给所有的新闻编辑。新闻编辑再利用一个自动过滤程序来审核这些 发来的消息，并把那些与自己工作方向相符合的重要稿件做上标志，过滤出来。波音 公司把接收订单、制造、交货和维修4 个最重要的制造系统方面的应用集成在一个综 合的c o r b a 底层结构上，这些系统担负着飞机生产的整个过程。c h 砌e ss c h w a b 公 司构建了一个基于c o r b a 的商业应用，利用该系统来与5 0 0 0 个客户保持联系，处 理的业务额高达数亿美元。 1 )国内自主知识产权的c o r b a 产品的推出 c o i m a 技术在网络管理领域大面积推广会为c o r b a 产品提供商带来极大的 商业机会，目前市场占有率较高的c o r b a 产品都由国外公司提供，而且它们与n 斛 的要求尚存在一定的距离。为解决网管领域对c o i 强a 产品的需求，中和威公司于 2 0 0 0 年9 月推出了拥有自主知识产权的电信领域c o r b a 产品，从技术和价格方面 为c o i 迅a 技术在网管领域的应用创造了良好的条件。 2 ) 基于c o r b a 技术的网管标准的制定 从1 9 9 8 年开始，国内相关单位就已经开始采用c o r b a 技术进行网管标准的制 定工作，其中最有代表性的是由中国移动、北京邮电大学网络管理研究中心、爱立信、 诺基亚等单位联合制订的g s m 网网络管理接口技术规范。目前，该规范正在升级为 行业标准，同时，其中的部分内容已经被3 g p p 采纳，作为第三代移动通信网网络管 理标准的组成部分。 通过一系列标准的制定，相关单位就基于c o r b a 技术的网络管理标准制订过程 中如何进行产品成本控制、如何确保实现一致性、如何确保采用不同技术定义的接口 语义一致性等方面积累了广泛的经验。 与此同时，对象中间件技术发展迅速，各大软硬件厂商都在积极参与有关标准 的制定和产品开发工作，像i b m 、h p 、d e c 、a r & t 、i c l 、m i c r o s 0 r 等都制定了相 应的战略。许多对象中间件的专门厂商也相继诞生，未来的对象中间件市场将会出现 群雄逐鹿的局面。 1 3 1i p t v 概述 i p t v ( i n t e m e tp r o t o c o lt vo ri n t e r a c t i v ep e r s o n a lt v ) ，目前人们普遍称之为交互 式网络电视。它是利用宽带网络作为基础设施，以家用电视机或个人电脑作为主要显 示终端，利用一系列互联网协议承载和传输经过编码压缩的多媒体数字信号，为家庭 3 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 用户提供包括电视节目在内的多种交互式数字多媒体服务以及增值业务服务的崭新 技术。人们可以通过p c 终端、机顶盒+ 电视机、多媒体手机( 用于移动i p t v ) 等多 种方式享受i p t v 服务。 i p t v 系统能够实现将多媒体信息从d t v 多媒体1 9 悃艮务中心播出，通过骨干网、 城域网和宽带接入网传输，直到用户接收的端到端完整的多媒体业务解决方案。一个 端到端的m t v 系统包含： ( 1 ) 前端。它包括节目采集、编码、转码、流化、存储与管理、用户管理、认 证计费、流媒体服务与播放等。 ( 2 ) 节目内容分发与分发服务器。 ( 3 ) 口宽带传输网络。 ( 4 ) 用户终端接收系统。口t v 用户终端接收系统可分为p c 电脑、d t v 机项 盒和电视机、手机三种平台。 i p t v 涉及的关键技术有： ( 1 ) 数字视频编解码技术； ( 2 ) 媒体资产管理技术； ( 3 ) 流媒体技术； ( 4 ) 内容分发网( c d n ) 技术； ( 5 ) i p 组播技术、i pq o s 技术； ( 6 ) 数字版权管理与用户授权认证、管理和计费系统技术； ( 7 ) i p t v 机项盒与中间件技术； ( 8 ) l 触姒a d s l c a b l em o d e m 等p 宽带接入网技术以及各种应用业务相关软 件技术等。 口t v 技术是顺应家电信息化、p c 娱乐化的要求而逐步发展起来的，它将宽带网 络从对p c 终端的关注转向对电视机终端的关注，使宽带网络逐步进入用户的家庭娱 乐领域，成为娱乐生活的一部分。 1 3 2i p t v 业务简介 现有的各种网络，如数据网、电信网、移动网以及广播电视网都将融入下一代 网络，即一个以i p 为基础的覆盖各种资源的网络。随着下一代网络的不断发展，网 络上的应用将更加丰富，i p t v 业务就是是下一代网络发展的结果。 口t v 业务【lo 】是互联网和传统电视相融合的结果，它为三网融合提供了契机，她 将拉动新的宽带业务价值链生成。它一方面成为撬动宽带运营商赢利的新支点和拉动 宽带网络发展的关键应用，另一方面也满足了宽带用户对宽带视频应用和业务的新需 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 求。正如移动电话改变了人们语音通信的习惯一样，p t v 将改变人们的收视习惯。 i p t v 业务体验不逊于传统有线电视，支持l i v e t v 直播电视，操作简单，界面 友好，反应速度较快，视频质量高，频道化操作；与传统有线电视相比，i p t v 业务 中的时移电视：“不会错过任何精彩直播节目，真正的点播电视”，i p t v 业务中的 v o d ：“在任何时间看任何内容”。 口t v 发展起点可以认为是英国d e o n 咖o r k s 公司在1 9 9 9 年推出的p t v 业务， 在此之后，国外的许多电信运营商相继进入了i p t v 市场，如意大利的f a s t w ，e b 、日 本的y 址o o ! b b 、法国电信等等。近两三年里，i p t v 逐渐成为国外运营商发展的重要 业务，并且这一趋势仍在继续发展。 目前，p t v 业务主要集中在欧美和亚太部分国家和地区。北美电信运营商i p t v 的发展走在前列，其中加拿大传统电信公司发展较快，相比之下，+ 美国的i p l v 市场 的发展进程则较为稳定。欧洲的许多电信运营商对i p t v 业务的态度很积极，特别是 意大利f a s c w r e b 公司在i p t v 方面取得的骄人业绩改变了许多运营商原先持有的观望 态度，几乎所有的欧洲传统电信运营商都开展了口t v 的试验。其中法国电信的态度 最为积极，已经在里昂开通了业务。比利时电信、荷兰电信、奥地利电信和挪威电信 都在进行d t v 的商用实验。 i p t v 服务在中国及东南亚地区最具发展潜力，等同于世界其他地区的发展潜力 之和。自从日本软银集团和雅虎日本公司合作推出了名为“b b c a b l e t v 的p t v 业 务，用户数量一直保持着快速增长。另外新加坡、韩国等地区也在逐步开展i p t v 业 务。 i p t v 可以提供的业务种类主要包括电视类服务、通信类服务以及各种增值业务。 具体来说，电视类服务指与电视业务相关的服务，如广播电视( b t v ) 、时移电视、视 频点播( v o d ) 、个人视频录制( p 等；通信类服务主要指基于口的语音业务、即 时通信服务、视频会议等；增值业务则指信息资讯、电视购物、互动广告、在线游戏 世 号宇4 由此，纵观全球，i p t v 在各国电信运营商积极稳步的培育下已取得可喜的成绩， 它预示着一场由技术演变而来的产业革命的到来，昭示着一个无限广阔的电子互动娱 乐市场的启动。随着时间的推移，随着用户对目前传统电视业务的质量要求以及消费 水平的提高，i p t v 业务的消费市场必将持续快速发展。i p t v 这个巨大的宝窟必将向 全世界展示其无与伦比的神奇魅力。 1 3 3 网络管理技术 1 ) 网络管理的定义 5 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 网络管理【l l j 是指对网络的运行状态进行检测和控制，使其能够有效、可靠、安 全、经济的提供服务。从这个定义可以看出，网络管理包含两个任务：一是对网络的 运行状态进行监测，二是对网络的运行状态进行控制。通过监测可以了解当前状态是 否正常，是否存在瓶颈和潜在的危机；通过控制可以对网络状态进行合理调节，提高 性能，保证服务。监测是控制的前提，控制是监测的结果。由此可见，网络管理具体 地说就是网络的监测和控制。 2 ) 网络管理的基本概念 网络管理是一个复杂的体系，涉及众多的领域，造成了网络管理中涉及概念繁 多且不一致的情况。为了简化问题描述，下文仅对与网络管理组织结构相关的几个基 本的概念进行介绍。 网络管理应用【1 2 j ( n 咖o r km a i l a g e m e n ta p p l i c 撕o n ) ：包含两部分，分别是运行 在网络管理工作站中的管理者( m a i l a g e r ) 和运行于网络设备中的管理代理( a g e n t ) 。 管理者和管理代理都是执行特定任务的应用层进程，它们相互通信、共同完成网络管 理任务。在不引起混淆的情况下，管理应用可以专门指管理者。一个网络管理系统中 管理者的数目往往比较有限，而管理代理的数目则一般比较多。管理者和管理代理之 间通过特定的管理协议来通信，得到广泛应用的管理协议有电信网络管理中的c h 口 协议以及计算机网络管理中的s 皿协议。 管理者( m a i l a g e r ) ：运行于管理工作站中的管理进程。管理者通过管理协议服 务原语将网络管理操作命令发送给管理代理，并接收来自管理代理的信息，对管理代 理构成控制关系。 管理代理( a g e n t ) ：是运行于网络设备中的进程，负责接收来自管理者的管理服 务原语，并执行相应的网络管理操作。传统管理方式下，由于管理代理一般只是被动 地执行管理者发来的管理操作，而不具有主动进行网络管理的能力，所以也称其为 “哑 a g e n t ( d u i i l b a g e n t ) 。 被管对象( m a m g e do b j e c t ) ：是对网络设备或网络资源的简化和抽象表示，它 代表了资源的可管理属性。基于阶n 仰的网络管理中都使用面向对象方法来对被管 网络元素进行抽象，得到的对象称为被管对象。被管对象包含在管理信息库 ( m a n a g e m e n ti n f o n i l a t i o nb a s e ，m i b ) 中，管理代理可以直接操作被管对象，从而 完成网络管理任务。 管理平台( m a n a g e m e n tp l a t f o m l ) ：是针对管理者而言的。它包括特定版本的 m a l l a g e r 软件( 如h po p e n v i e w ，s u n n e tm a l l a g e r 和i b mn “e w 等) ，操作系统 ( 砌n d o w s 或l i n u x 等) 以及管理工作站物理硬件等组成部分。大部分管理平台具有 6 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 扩充的能力，可以在其基础下构造新的管理功能。 3 ) 网络管理的功能 国际标准化组织在0 s i 的网络管理【1 3 】框架中，将网络管理的功能划分为五个功 能域，每个功能域分别完成不同的网络管理功能，虽然该管理框架及其协议目前没能 得到完全商品化的支持，但它确实为网络管理定义了一个完美的模型。这五个功能域 是： 故障管理( f a u nm a m g e m e n t ) ：是网络管理中最基本的功能之一，它包括故 障检测、隔离和纠正三方面的功能。 配置管理( c o 血g u r a t i o nm a l l a g e m e n t ) ：配置管理初始化网络、并配置网络， 以使其提供网络服务。它是一组辨别、定义、控制和监视网络对象所必要的 相关功能，目的是为了实现某个特定功能或使网络性能达到最优。 性能管理( p e r f 0 彻舳c em a l l a g e m e n t ) ：性能管理估计系统资源的运行状况及 通信效率等系统性能。其功能包括监视和分析被管网络及其所提供服务的性 能机制。性能分析的结果可能会触发某个诊断测试过程或重新配置网络以维 持网络的性能。同时，性能管理也收集、分析有关被管网络当前状况的数据 信息，并维持和分析性能日志。 安全管理( s e c 丽够m a l l a g e m e n t ) ： 安全管理包括对授权机制、访问控制、 加密和加密关键字的管理，另外还要维护和检查安全日志。 计费管理( a c c 0 姐_ t i i l gm a n a g e m e m ) ：记录网络资源的使用，目的是控制和监 测网络操作的费用和代价。 这五大功能模块相互之间有一定的独立性，他们可以组成独立的服务器，只是必 要时相互进行通信。采用分布式的体系结构，整个系统的多个管理方可以相互通信， 将管理方分布在网络的几个工作站上，增加了管理的可靠性和健壮性。 1 4 论文各章节的主要内容 第一章，绪论部分，介绍了口t v 的概念和特点、网管技术在i p t v 系统中应用 的意义； 第二章，以u t s t a 啪m 公司的网管平台为例，详细阐述了网管技术理论，包括 它的工作原理、网络结构、技术难点等； 第三章，描述了c o r b a 技术及其在网管中的应用； 第四章，系统及各主要模块的分析与设计； 第五章，提出并分析g p a 算法并与其他算法比较，展现其优越性； 第六章，总结与展望。 7 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第二章 lp t v 网络管理平台分析 2 1 网络管理平台系统介绍 2 1 1 系统概述 n e t i l l a n4 0 0 0o m c m 是u t 斯达康i p t v 系统的网络管理平台系统【1 4 】，负责 安装，配置，控制和维护i p t v 系统。o m c m 对该系统的管理分为网元管理和网络 管理。 a ) 在网元管理层，负责对媒体服务器，数据库，a g e m t ( 用于管理s t b ) 以及 第三方设备提供管理。 b ) 在网络管理层，可对频道，网络拓扑，频道存储提供全局管理。 c ) 无论在网元层，还是在网络层，均提供性能管理和告警管理功能。 该平台采用客户端朋艮务器端结构，服务器端由管理d t v 系统的服务器设备的 网络管理服务器，管理i p t v 系统终端的网络管理系统机顶盒服务器和存储数据的网 络管理平台数据库服务器组成。网络管理平台服务器，网络管理系统机顶盒服务器和 o m c m 数据库服务器分别运行在不同的s u ns e e r 上。o m c - ms e r v e r 通过j a v a d b 连接接口( m b c ) 访问o m c m 的数据库。在系统容量不是很大的情况下，可以 将o m c ms e r v e r 和o m c ms t bs e e r 安装在同一台s u ns e r v c r 上。 2 1 1 2 系统结构分析 i p t v 网络管理平台的系统结构1 1 5 】如图2 1 所示，网络管理平台的服务器对媒体 服务器，内容引擎等，实施主从代理分层管理。可以实时地对m d ( m e d i a d i r e c t o r ， 媒体导引) ，m e ( m e d i a e n g i l l e ，媒体引擎) 等进行调度管理。 o m c m 服务器，o m c ms t b 服务器功能包括： ( 1 ) 发送s v 命令( 包括配置命令和查询命令) 至代理； ( 2 ) 接受网元代理主动发送的信息。包括告警和事件，网管人员可以根据这些接 受的信息采取适当的处理措施； ( 3 ) 主动以s f t p 的方式从网元侧采集性能信息和流信息： ( 4 ) 提供操作界面。o m c m 服务器还提供人机界面，以便用户访问管理系统； 代理的功能包括： a ) 管理网元内的所有硬件资源和软件资源。功能包括：故障管理，配置管理， 性能管理，安全管理以及运行，管理和维护： b ) 对服务器命令作出回应。代理接收来自管理器的命令，并作出响应： 2 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s c ) 向服务器发送告警，事件，性能和运行状态信息。 图2 - l 网络管理平台的a g e n t 架构 p t v 网络管理平台体系架构如图2 2 所示，其中北向接口是驻留在底层网管上 的一个进程，与a g e n t 的功能相同。负责处理来自上层网络管理平台的请求报文， 发送仃a p 信息。该i p t v 网络管理平台提供三种北向接口，分别为c o i m a ， s 套m 伊，s y s l o g 北向接口。它们负责向上级网管系统提供基于c o r b a ，s m v m ，s y s l o g 协议的北向接口【1 6 】，支持上级网管系统通过对应的协议接入到该口t v 网络管理系 统。 s y s l o g 接口主要负责将s m v 皿a g e m 产生的告警转换为s y s l o g 协议的格式转发给 上级网管系统，功能比较单一。而北向c o r b a 和s v 妒接口则能提供故障、拓扑、 资源等多类接口，完成故障查询，资源查询等多类网管功能。 疋t v 网络管理平台服务器的内部包括：性能管理，故障管理，配置管理，安全 管理等。通过协议适配器与p t v 网络进行通信。具有北向接口，支持w r e b 功能。 可以实时地与上级网管系统对接。 9 广一 i i i i 一 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 图2 2o m c m 体系架构 2 2i p t v 网络管理平台管理功能分析 从逻辑上，网络管理系统功能可分为以下层次：网络管理，网元组管理，网元设 备管理，第三方设备管理，终端管理，系统管理。 1 ) 网络管理是对整个p t v 网络资源的管理，包括：性能管理，配置管理，故 障管理，安全管理，审计管理。 性能管理：包括实时性能监测管理，性能分析管理，性能与状态管理，低层资源 管理，第三方网元性能管理。该模块负责监测流比特率磁盘利用率c p u 利用率内 存利用率，使用户掌握网络的运行状态，及时发现并纠正网络或网元的性能偏差， 从而确保网络服务质量，提高网络运营效率。 配置管理：包括网元组配置，网元配置，应用组件配置，服务器配置，拓扑配置。 该模块负责生成或删除网元和网元组，设置根或网元组背景图案，配置文件的导入和 导出，配置数据下载。 1 0 亘 协议适配器2 彳了一 之岁 刚网络 广j 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 故障管理：包括当前告警管理，历史告警管理，事件管理，告警转发。该模块负 责告警管理事件管理告警的压缩与过滤瓜a u 报警管理。 安全管理：包括i o g 日志，安全管理；该模块负责帐户管理，帐户操作l o g 的管 理，登录时间和i p 管理等。 审计管理：包括资产管理，告警面板，1 0 9 日志等；该模块负责b l a d e s l o t 管理， 负责m d 瓜伍和c e c 关系管理。 2 ) 网元组管理：对各类网元组的配置管理，包括创建、删除、修改等；此外， 网管还为共享机架网元组提供物理视图管理，用户可以在共享机架网元组的物理视图 中配置机框，单板和应用组件，并对网元组内的单板执行统一的故障管理。 3 ) 网元设备管理：网管为每个网元提供独立的设备管理窗口，使用户能够灵 活管理系统中的每个网元。 4 )第三方设备管理：支持的设备类型有o r a c l e 数据库、c i s c o 交换机、c i s c o 路由器、s u i l 服务器。用户可以通过设备管理系统集中管理p t v 系统中的所有第 三方设备。 5 ) s t b 终端管理：p t v 机项盒是位于客户住处的终端设备，也称媒体控制 台。网管系统以a g e n t - t 作为代理管理s t b 。支持的s t b 终端管理包括s t b 配置 管理，s t b 过滤器管理、s t b 故障管理、s t b 性能管理、s t b 日志管理、s t b 软 件升级管理、s t b 认证管理。 6 ) 系统管理：对网管系统本身的管理，包括安全管理、用户密码管理、日志 管理、数据备份与恢复等。 2 3 d t v 网络管理平台性能管理分析 i p t v 网络管理平台的性能管理主要用于监控和调整网络的运行性能，目的是为 了维护网络服务质量( q o s ) 和网络运营效率，使其达到最佳状态。为此，性能管理 要提供性能检测，性能分析以及性能管理控制等功能。同时，还要具备性能数据库的 维护和在发现和分析功能严重下降时实时启动故障管理的功能。它包括网络通信信息 的收集，加工和处理等一系列活动，并分析被管网络在当时的状况的数据信息。 实时性能监测管理，性能分析管理，性能与状态管理，低层资源管理，第三方网 元性能管理。该模块负责监测流比特率磁盘利用率纪p u 利用率内存利用率，网络 性能统计，话务量统计，设备利用率统计，可以使用户掌握网络的运行状态，及时发 现并纠正网络或网元的性能偏差，从而确保网络服务质量，提高网络运营效率。 但在实际应用中，网管功能的实现需要消耗大量的网络资源，从而增加了网络开 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 销，自然降低了整个系统的性能，第五章针对该难点提出的组预备算法，该算法采用 容错策略，有效的组对象自适应扩充和动态识别对象策略，将时间特性一致的多个被 管理的对象的离散访问放到一个预备组中。这样，不但可以保证管理信息传输的准确 性，而且降低了对被管理对象的访问频度，对实现综合网管功能有着重要的作用。 该网络管理平台话务统计窗口如图2 3 所示，通过该窗口可以实时地做统计任务 操作，使用户掌握实时上报结果，及执行结果。 莱鞑 在务( d 捡紊 窗口( 如帮助( 出 园e 豳捷i 昌引s 目 国ql 毯目 翠 ? ? 任务单元功f 单元名称在务扶杏记录捷态本体对象部件号并始日期有效日期输出蔺k o3巧p s 了n 消息统计耒激活慢存1 0 9 5 一o512 0 0 2 一0 8 2 3 3 呋1 分钟 l3v 5p s t n 电息线计 未l 撒活谋存 4 0 9 5 0412 d 0 2 一o a 一2 3 1 1 l 天1 分钟 23y 5p s 喇肖息兢计 来激活俣存 1 0 9 s 一051 2 。0 2 0 8 2 33 0 天1 分钟 3i c p v 过载沮喊来檄活俣存 1 5 一o1 512 0 0 2 0 8 2 3 1 1 i 天1 分钟 、 。 j；i 、 盈皇驻夏二i 稿罩：# 爱谨疆墟西缀隧露聪凝震理臻嚣麓臻掇黧臻缓弱魏鬻霎髫嚣强甏蹙攀戳委黧燧糍懋蜓缚6 t 貔i 鬻冀秘。麓嚣+ 二岛“”0 “叠一蹲| 一1 口lx l l ；单元信曩i 列象名称1 日期i 孵涠i 固0c p u 性能统计子集 霉0 捎息坑计子集 匿0 接口统计子集 曼0h 5 c p 协议统计子集 罩向孺跛信自“+ ；毫 l i i 鼠；宰| 謦疆粉翔蕊凝溺溅勰瓣嬲蹴嬲瓣溺黝戮绷燃警瓣獭黝潲黼毵镌掰；，鬻谚黪，：置量鳓j + 。j 1 口l l 一任务l d 信息i 对象名称1 日期i 时问l 翌0c p u 性能孟汁子集l 翌0 消息统计子集l 雹0 接口壳汁子集 置0m g c p 协议妻毛计子集 罩白酒救售自甜+ ；噩，= j i _ i2 0 睁t 3 0l l2 4 3 3 任务检葬流毕- 共检索到个任薅 一| 缮罔 墨抗况 该网络管理平台对各网络设备实施图形化监测，如图2 4 所示。 用户可以通过该窗口设置告警阈值，对网络设备进行实时全面的图形化监测。 图形化操作可以使管理员和用户很直观，很方便地对网络设备进行管理和监测。 但在今后为了提高整个网络管理平台的性能，可以提供更多的全局视图，在对各网络 设备进行图形化操作时，动作环节比较多，每次只能获得局部信息，无法并行修改多 个对象。任务的下载和激活虽支持全局视图，但不支持并行操作。 因此，在今后的网络管理平台的建设中，可以考虑提供更多的全局视图，这样一 来不仅简化了切换的环节，而且可以同时察看和操作多个对象，速度又将提升数倍。 通过这个全局视图我们可以多选多个媒体基站等的同类对象进行编辑、修改、重起等 操作。 1 2 用户在网络管理平台上通过图形化监测窗口可以很方便地对网络中被管理的设 备进行管理和监测。 图2 - 4 图形化监测窗口 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第三章c o r b a 技术理论分析 3 1c o r b a 技术介绍 3 1 1c o i 冯a 的基本概念 c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ，公共对象请求代理体系 结构) 是由o m g 【1 7 】( 对象管理组织，o b j e c tm a n a g e m e n tg u p ) 提出的应用软件 体系结构和对象技术规范，其核心是一套标准的语言、接口和协议，以支持异构分 布应用程序间的互操作性及独立于平台和编程语言的对象重用。 c o 砌狐分布计算技术1 1 8 1 ，是由绝大多数分布计算平台厂商所支持和遵循的系 统规范技术，具有模型完整、先进，独立于系统平台和开发语言，被支持程度广泛 的特点，已逐渐成为分布计算技术的标准。 3 1 2c o i m a 的发展历程 c o r b a 作为分布式对象计算技术【1 9 】的一个重要技术，由于其分布式和面向对象 的特点和集成异构网络的优点，为网络管理提供了一个良好的思路。c o r b a 是一个 分布式的面向对象应用架构规范，它是由o m g 研究组在8 0 年代末提出，在9 0 年代 逐步完善，形成现在被软件行业普遍认可的标准c o i 出a i i o p 规范2 3 。 c o r b a 的开发者o m g 最初由3 c o m 、a m 耐c a i l 越d i r l e s 、c a i l o n 、da t ag e n e m l 、 h e w l e 钍p a c k a r d 、p m l i p s 、s u n 和u i l i s y s 等八家公司在1 9 8 9 年组建，专门从事公共软 件平台的研究和行业标准的制订，目前已经有8 0 0 多个成员单位加入o m g 。c o r b a 是在当今快速发展的软件与硬件资源的情况下发展出的一种新技术。它可以让分布的 应用程序相互通信，无论这种应用程序是什么厂商生产的，只要符合c o 砌狐标准【2 0 】 就可以相互通信。c o i 出