（计算机应用技术专业论文）基于tmn的电信网性能管理的设计与实现.pdf

哈尔滨二 程大学硕士学位论文 摘要 随着电信技术迅猛发展、网络规模的不断扩大，网络设备的数量和种 类也不断增加，这些对电信网络管理就提出了更高的要求。 通过对网络设备中性能参数的定时收集和分析，管理员不但可以得到 网络性能实时的告警信息、存储及时解而且通过对不同时期，不同时间网 络流量等参数的分析，管理者可以预测网络的发展趋势，弗根据这些信息 对网络设备的配置进行调整，使网络整体性能趋于合理。 传统的网管系统由于没有标准的互联接口，已经不能适应当前电信网 络运营管理的需要。有鉴于此，国际电信联盟公布了电信管理网 ( t e l e c o m m u n i c a t i o n sm a n a g e m e n tn e t w o r k ，t m n ) 标准，用标准的协议和 接口使各个维护系统及电信设备互连成网。 本文在介绍t m n 的定义、特点、体系结构、功能划分以及其他相关 背景，并在认真分析t m n 性能管理的基础上，对电信网管理系统的子 系统性能管理系统进行研究与设计。 运用面向对象、组件等计算机技术来构建性能管理系统的系统框架。 该系统采用j a v a 语言进行编写，主要工作如下： 描述了本系统所需要的几个关键技术； 对性能管理系统进行了总体的介绍； 设计和实现了o a d a p t e r 模块； 设计和实现了性能管理系统的各个功能模块： 并以qa d a p t e r 和性能管理系统服务器端为例，给出详细功能模块设 计以及接口定义。在分析与设计的过程中，充分考虑了系统的可靠性和可 扩展性，软件开发人员应用本框架可以很快开发出性能管理系统。 关键词：电信管理网；性能管理；s p r i n g 框架ih i b e r n a t e ：j a v a 消息服务 a b s t r a c t a st h es o r t so ft e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w c l r k sa n dt h e i rs e r v i c e se x p a n d r a s h l y , t h e n e t w o r ks c a l ei s b e c o m i n gl a r g e r a n dl a r g e r v a r i o u sk i n d so f e q u i p m e n to fn e t w o r ki n c r e a s ec o n s t a n t l y , c o m p l e x i t y i si n c r e a s i n gc o n s t a n t l y t o o h i g h e ra n dh i g h e rd e m a n dt on e t w o r km a n a g e m e n t a st h ep e r f o r m a n c ed a t ac o l l e c t e df r o mt h en e t w o r ke q u i p m e n t ，b e i n g s t o r e da n d a n a l y z e d ，n e t w o r ka d m i n i s t r a t o r s c a ng e tw a m i n gm a s s a g e s s i m u l t a n e o u s l y , s o l v ep r o b l e m sp r o m p t l y , m a k ea r e a s o n a b l ef o r e c a s to ff u t u r e n e t w o r ku t i l i z a t i o n ， a n dt h u sm o d i f yt h e c o n f i g u r a t i o np a r a m e t e rs ot h a t t h en e t w o r kc a nr u ni na no p t i m u ms t a t e w i t h o u tt h es t a n d a r di n t e r c o n n e c ti n t e r f a e e t r a d i t i o n a in e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e m s c a r ln o tm e e tt h en e e d so f n o w a d a y s t e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r km a n a g e m e n t t e l e c o m m u n i c a t i o nm a n a g e m e n t n e t w o r k ( t m n ) i sp r o p o s e db yi t u tt oc o n n e c tt h em a i l i t e n a n e es y s t e m s w i t ht e l e c o m m u n i c a t i o ne q u i p m e n t s ，u s i n gt h es t a n d a r di n t e r f a c ea n d p r o t o c o l s a c c o r d i n gt ot h em e t h o d o l o g ya n ds p e c i f i c a t i o n so ft m n t l i i st h e s i s g i v e st h ed e s i g no ft h ep e r f o r m a n c em a n a g e m e n fs u b s y s t e mo ft h e t e l e c o m m u n i c a t i o n sn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m a c c o r d i n gt o t h ea r c h i t e c t u r ec o n s t r u c t i o nt h e o r y t h ep e r f o r l n a n c e m a n a g e m e n ts y s t e mi sd e s i g n e dw i t l lt h eo b j e c t o r i e n t e dt e c h n o l o g y t h i s t h e s is sc o n t r i b u t i o n sf o c u so n ： p r e s e n t i n gk e yt e c h n o l o g ys u c ha ss p r i n g ，h i b e r n a t ea n dj m s ； g e n a r a li n t r o d u c i n gp e r f o r m a n c em a n a g e m e n ts y s t e m ； d e s i g n i n ga n di m p l e m e n t i n gqa d a p t e rm o d u l e ； d e s i g n i n g a n d i m p l e m e t i n g a l is o r t so ff u e t i o n sm o d u l ei n p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t d e t a i l e d d e s i g n s o fq a d a p t e r a n df u n c t i o n a lm o d u l e so ft h e p e r l o r m a n c em a m a g e m e n ta r eg w e na sa ne x a m p l eo fs y s t e mi m p l e m e n t a t i o n i nj a v a r e l i a b i l i t ya n de x p a n d a b i l i t ya r ea l s oc o n s i d e r e d k e y w o r d s ：t e l e c o m m u n i c a t i o n m a n a g e m e n t n e t w o r k ；p e r f o r m a n c e m a n a g e m e n t ；s p r i n gf r a m e w o r k ；h i b e r n a t e ；j a v am e s s a g es e r v i c e 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师 的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方 法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文 献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成 果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明 的法律结果由本人承担。 作者( 签字) ：毯旦趱 日期：，2 d 噼，2 月2 罗日 第1 章绪论 1 1 本课题研究意义及目标 近年来。电信事业发展迅速，业务层出不穷，网络规模日益增大，这 对电信网络的管理就提出了更高的要求。为了使不同的电信网络之问能够 互连、互操作，并保证网络正常、经济和安全运行，必须建立统一的综合 电信网络管理系统。 国际电信联盟电信委员会i t u t 于8 0 年代末提出了t m n 的概念， 并于1 9 9 2 年提出了关于t m n 的m 3 x x x 系列建议，为电信网管系统的 开发提供了技术标准。根据i t u - t 的建议，t m n 是具有标准协议、接口 和结构的管理网，实施对各个电信网的操作、管理和维护。由于t m n 的 建立，使整个电信网始终能够处于统一的操作和管理下提高了网络的运 行效率，降低了网络的运行、管理和维护的成本，促进了网络技术和业务 的发展。 t m n 是一个综合的、智能的、标准化的电信管理系统。所谓综合具 有两层含义，一方面t m n 对某一网络进行综合管理，包括数据的采集、 佳能的监视、分析、故障报告、定位以及对网络的控制和保护：另一方面 对各类电信网实施综合性的管理，即首先对各类型的网络建立专门的网络 管理，然后通过综合管理系统对各专门的网络管理系统进行管理。( 】 本课题的研究目的：基于t m n 的方法论、体系结构、管理功能、信息 模型、管理层定义等标准，采用当今先进的计算机技术，对电信管理网其 中一个管理功能领域性篚管理进行系统设计和实现。 1 2t m n 简介 网络管理就是指对网络的运行状态进行监测和控制，使其能够有效、 可靠、安全、经济地提供服务。网络管理主要有两个任务：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于亍控制。1 2 】 哈尔滨工程入学硕士学位论文 ；i i ；j ；i i # i u 一；i ；# 目 电信管理网( t e l e c o m m u n i c a t i o n sm a n a g e m e n tn e t w o r k ，t m n ) 是国际 电信联盟电信委员会( i t u t ) 为适应现代通信网的发展提出的一种新型的 管理电信网的网络。电信管理网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间、操作系统与电信设备之间的互连。 它是采用商定的具有标准协议和信息的接口进行管理信息交换的体系结 构。提出t m n 体系结构的目的是支撑电信网和电信业务的规划、配置、 安装、操作及组织。从理论和技术标准的角度看，t m n 就是组原则和 为实现原则中定义的目标而制定的一系列的技术标准和规范 从逻辑和实 施的角度来看，t m n 就是一个完整而独立的管理网络，是各种不同应用 的管理系统，按照t m n 的标准接口互连而成的网络，这个网络在有限的 点上与电信网接口，与电信网的关系是管与被管的关系，是管理掰和被管 理网的关系。 t m n 是一个高度强调标准化的网络，这种标准化体现在t m n 的体系 结构和接口标准上。在基于t m n 标准的电信管理网中，每个系统的设计都 遵从刀= 放体系标准，系统的内部功能实现是医肉对象的，因此，系统软件 具有良好的重用性。【3 1 1 3 国内外电信网管产品介绍 网管软件在国外的研发起步比较早，而且很多科研机构特别是一些比 较著名的公司，如h p 、i b m 、c a 的网管平台软件已经趋于成熟，他们代表 产品如下； 1 h p 的o p e n v i e w 集成了网络管理和系统管理的优点，形成了个 单一而完整的管理系统。产品包括了统一管理平台、全面的服务和资产管 理、网络安全、服务质量保障、故障自动监测和处理、设备搜索、网络存 储、智能代理及i n t e r n e t 环境的开放式服务等丰富的功能特性。h 1 2 i b m 的n e t v i e wt iv o l i 其中包含一种全薪的网络客户程序，这 种基于j a v a 的控制台比以前的控制台具有更大的灵活性、可扩展性和直 观性，可允许网管人员从网络中的任何位置访问t i v o l in e t v i e w 数据。 从这个新的网络客户程序可以获得有天、- 下h - 点状况、对象收集与事件方面的 信息，也可对t ( v o l in e t v i e w 服务器进行实时诊断。哪 哈尔滨工程大学硕士学位论文 3 c a 的u n i c e n t e rt n g 可以管理复杂的w e b 网络、桌面系统、应 用程序和数据库。并且，u n i c e n t e rt n 6 还能管理非信息技术设备，如销 售点、自动柜员机、制造设备、环境设备、医院设备和电源线等，从而能 够提供真丁e 的端到端的企业管理。1 6 1 国内的网管产品研发还处于发展状态，早期主要是在国外的网管平台 上进行二次开发。随著我国电信事业的蓬勃发展，一些院校和科研机构对 于网管系统的重视程度也逐渐由单一的网管系统转向电信综合网管系统 上来，一些大型的通信设备提供商也开始在综合网管系统上投入更大多的 人力物力。 目前国内网管产品研发走在前列的有：大唐电信产业集团i n o m s 系 列、华为技术有限公司的o p t i x i m a n a g e r 系列、中兴通讯股份有限公司的 t l i g h t 接入网络管理系统、z x n m 0 1e n e t 数据产品统一网管系统、 u n i t r a n s z x o n m 光传输网管系统、i b o s s 。综合网管系统等。 1 4 论文的主要工作及组织 为了使网管系统能够尽量独立于具体的设备，同时为了整合资源，提 高开发效率，提高系统的可维护性和可扩展性，本文充分利用软件复用的 思想a 把t d s c d m a 的0 m c r 系统的子系统性能管理系统的公共功能 抽取出来，设计并实现了基于t r n 的性能管理系统。它提供了性能管理系 统的一个公共框架，同时又实现了性能管理的公共功能：qa d a p t e r 接口、 任务管理、闺值监视器和性能实时监控等。 本系统严格遵守t m n 体系结构并参考3 g p p 规范，系统的设计遵从 开放系统标准，系统的内部功能实现是面向对象的，并用j a v a 语言实现。 因此，本系统的管理功能和管理对象的接入类型是水平可扩展的，具有良 好的重用性，可以克服传统管理网络的弊端。 第1 章主要介绍本课题的研究意义、主要工作，最后阐述论文的组织。 第2 章介绍了t m n 的基本知识和体系结构，以及t m n 中性能管理 的主要功能等。 第3 章分别介绍了系统的总体架构、技术架构、层次结构及所需要的 关键技术，包括s p r i n g 和h i b e r n a t e 框架及j m s 技术。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第4 章讲述了q 适配器模块的具体设计与实现，其中包括命令处理、 命令解析、网元接入和报告分析子模块的设计。 第5 章讲述了系统各功能模块的具体设计与实现，其中包括任务管理、 闽值监视器和性能实时监控等功能。 在结论部分对本文的工作做了一个总结，并展望了未来的工作。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第2 章t m n 及性能管理概述 2 1t t a n 的定义 t m n 的基本概念是提供一个有组织的网络结构，以取得各种类型操 作系统之间、操作系统与电信设备之间的信息交互，它采用具有标准接口 的体系结构，接口的标准包括协议和消息。 t m n 为电信网管目标的实现提供了一套整体解决方案，它能简化多 厂商混合网络环境下电信运营企业的管理模式，降低电信运营的管理成 本。 从理论和技术标准的角度看，t m n 就是一组原则和为实现原则中定 义的目标而制定的一系列技术标准和规范，主要反映在t m n 的功能模 型和信息模型；从逻辑和实施的角度看，t m n 就是一个完整的、独立的 管理网络，是各种不同应用的管理系统，按照t m n 的标准接口互连而成 的网络。这个网络在有限的点上与电信网连接，与电信网的关系是管理网 与被管理网的关系。 7 1 2 2t m h 的特点 1 ) t m n 强调把物理网络与电信业务分开 传统的网络建设1 3 4 】的思路是由电信网直接提供各种业务，这种结构 虽然比较简单，但是，网络设备稍有变化( 如有故障) ，必然会直接影响到 上层业务。采用t m n 的思想，即可避免这一弊病，只有t m n 系统直接 建在网络之上，t m n 提供各种管理业务，t m n 业务层之上才是电信业务 层，当网络改交时，例如设备有故障时，经过t m n 的过滤、分析即可进 行自动保护切换或人工恢复，故不会赢接影响电信业务的提供。另外， t m n 还可对网络资源进行规划与优化，以有效利用网络资源，为用户提 供高质量的电信业务。 2 ) t m n 标准化程度较高 哈尔滨工程人学硕士学位论文 一般的通信组件，要在功能、接口与性能三个方面做到标准化。而 t m n 在这三个方面都做得比较好。在功能方面，t m n 规定了性能、故障、 配置、计费和安全五大类管理功能，各类管理功能又分出一系列的子功能； 在接i s i 方面，t m n 规定了q ，f ，x ，m 各类接口及其协议等；在性能方面， t m n 引入了科学的评估策略。 3 ) t m n 与电信网具有松耦合性 t m n 包括一部分网元功能，但又不包括整个的电信网。也就是说， t m n 与电信网不过分亲密，又不距离过远，即保持适当距离，或者说t m n 与网络具有松藕合性。1 5 1 2 3t m n 的逻辑分层体系结构 t m n 的管理业务、管理功能和逻辑分层的关系如图2 1 所示： t m n 镑理城务 t m n 管理 她舞 逻辚 体系 结构 图2 1t m n 的管理业务、管理功能、逻辑分层 t m n 的管理功能分布在管理业务的逻辑分层当中。t m n 的管理层次 由事务管理层、业务管理层、网络管理层、网元管理层和网元层组成。 1 ) 事务管理：由支持整个企业决策的管理功能组成，如产生经济析 报告、质量分析报告、任务和目标的设定等。其用户为企业的最高管理者。 2 ) 业务管理：包括业务提供、业务控制与监测、与业务相关的计费 6 哈尔滨i ：程大学硕士学位论文 处理，这类业务包括电话交换业务、智能网业务、移动通信业务等。其用 户为业务的运营管理者。 3 ) 网络管理：提供网上的管理功能，如网络话务监视与控制、网络 保护路由的调度、中继路由质量的监视与测量，对多个网元故障的综合 分析与协调。 4 ) 网元管理：实现对一个或多个网元的操作与管理，如交换机、基 站控制器的操作维护，设备软件、硬件的管理等。网元管理层的功能对应 着我们的网管系统中的系统功能。1 9 1 t m n 的管理功能包括： 1 ) 性能管理：提供测功能可以对电信设备的行为及网络和网络单元 的有效性进行评估和报告，它的作用是收集统计数据，以便对网络、网络 单元或设备的行为和有效性进行监视和校正，并能帮助规划和分析。 2 ) 故障管理：对电信网络及其环境的异常运行进行检测，隔离和校 正的功能集，它为m 2 0 中维护阶段的性能提供手段。 3 ) 配置管理：提供完成联系控制、鉴别、收集来自网元的数据和提 供给网元数据的功能。 4 ) 帐务管理：提供一组功能，它能对网络业务的使用进行度量，并可 确定这种使用的费用。 5 ) 安全管理：采用信息安全措施保护网络中的系统、数据、以及业务。 2 4t m n 的功能体系结构 t m n 的功能体系结构不包括物理细节，而是从逻辑上描述t m 2 q 内部 的功能分布，使任意复杂的t m n 通过各种功能模块的组合实现其管理目 标。 在t m n 的功能体系结构中引入一组标准功能模块和有n - q f 疆发生信息 交换的参考点，如下图2 2 所示： 哈尔滨工程人学硕士学位论文 图2 2 t m n 的功能体系结构 操作系统功能o s f 是处理与电信相关的信息，支持和控制电信设备 管理功能的实现。 网元功能n e f ，网元为了被管理，而向t m n 描述其通信功能和支 持功能支持网元被管理，这一部分是属于t m n 范畴的。 q 适配功能q a f 实现t m n 与非t m n 网元和o s f 之闻的连 接。 中介功能m f ，在o s f 与n e f 、q a f 之问进行信息的传送，以保 证各功能块对信息模式的需求，并使网元到o s f 的结构更加灵活。 工作站功能w s f 提供t m n 与用户之间的交互能力，w s f 提供 t m n 信息翻译功能，使管理用户可以识别，w s f 包括人机界面，但这 部分不属于t m n 范畴。1 1 0 1 2 5t m n 中的性能管理 性能管理主要负责网络性能监视和分析。通过从网元采集各种性能 数掘，经处理后产生各种性能报告，为维护部门和管理部门提供信息，指 导网络上层规划和网络调整，改善网络运行质量。 性能管理功能包括采集和网络对象的性能数据分析，监测网络对象 的性能，对网络线路质量进行分析，同时，统计网络运行状态信息，对网 络的使用发展作出评测、估计，为网络进一步规划与调整提供依据等。 网元根据请求遵循一定规律自动的上报服务质量数据，电信管理网 收集这些来自网元的性能数据并且根掘这些性能数据不断提高其服务质 量。来自前台的电信设备网元的服务质量数据是原始数据，t m n 需要对 这些数据进行整理、检索并生成二次和三次数据，以供分析使用。性能管 理一般包括以下功能：网络性能质量保证、网络性能监视、网络性能控制 和网络性能分析。【“1 2 5 1 网络性能质量保证 为了适应新技术的发展和客户需求的变化，支持网络管理者对网络作 出正确评价的管理功能，需要建立适合性能管理领域的一套性能评价的标 准和质量测量的方法，主要涉及网兀性能评估的策略管理、网络性能评估、 服务质量( q o s ) 性能评估。f 让1 2 5 2 网络性能监视 网络性能监视最基本的功能是对负荷的流量流向进行监视。对突发性 大负荷和某些负荷拥塞引起的整体通信质量变差( 如接通率下降) 或当设 备单兀出现不太频繁或闻断的差错以及局数据原因导致的业务质量变差， 而又不能被故障管理监测系统所发现时，就要利用网络性能监视。它包括 负荷状态监视和性能监视。l i 2 5 3 网络性熊管理控制 网络性能管理控制的口的是支持根据性能监视和故障管理平台提供 的依据，由网络管理人员实施人上发出或山管理系统自动发出的控制命 令，充分利用一切网络资源，疏通网络拥塞，改善网络性能。网络性能管 理控制包括网络负荷控制、负荷组织策略、对负荷调查和促进负荷疏通进 行特征定义、网络负荷管理的策略功能。 1 4 1 2 5 。4 网络综合性能分析 随着网络规模的不断扩大，传统的依赖人上经验式的管理方式己经 是力不从心了。因此，必须加大创新科技的含量，利用理论与实际相结合 的原则进行网络负荷的预测、网络的规划、网络的调整、网络的扩容改造。 捌门在进行网络的规划和网络的扩容改造时可利用计算机辅助设计分析， 通过各种测算分析筛选出最佳的方案。因此网络综合性能分析应包括：网 络负荷异常分析、网络负荷容量分析、性能改进建议功能、异常门限设置 策略和负荷量及负荷流向的预测。 1 5 l 2 6 本章小结 本章主要描述了t m n 的基本知识和体系结构。基本概念部分包括了 t m n 的定义、特点、管理业务；体系结构部分介绍了功能体系结构等。本 章介绍的另一个方面是t m n 中的性能管理，包括网络性能质量保证、网络 性能监视、网络性能控制和网络性能分析。本系统的研发过程严格遵从 t m n 体系结构。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 3 1 总体架构 第3 章网管系统总体设计 图3 1 总体架构 - t o p o ( 拓补模块) ：呈现系统管理网络的拓扑结构、实时显示各被 管网元的告警、连接状态； _ c m ( 配置管理模块) ：创建、修改、查询各物理网元，进行网元同步， 浏览系统m t t 结构等； p m ( 性能管理模块) ；测量任务管理，阈值监视器管理，任务结果查询， 网元文件上载等； - f m ( 故障管理模块) ：接受、呈现o m c 收到的实时告警信息，进行告警 确认，反确认，清除，查询等业务操作： s w m ( 软件管理模块) ：创建、管理网元版本信息和文件，进行o m p 与 o m t 之间的文件传输管理： 1 1 哈尔滨工程大学硕士学僚论文 s m ( 安全管理模块) ：提供用户添加、删除、修改，权限分配，资 源分配，在线用户察看等操作： t e m ( 测试管理模块) ：提供系统测试项目选择、测试任务定义与 管理，测试结果察看等操作； - l o g ( f 1 志管理模块) ：提供日志级别设置、日志实例管理、同志 查询等操作功能； c l i ( 命令行接口) ：提供命令行输入及辅助功能，向用户显示命 令执行结果； 一w i d g e t ( 客户端公共控件) ：包括业务无关的公共控件以及业务相 关的公共控件： - 业务模块：与o m t 各业务模块对应的服务端处理模块：t o p o ，c m ， 雕，p m ，s w m ，t e m ，m m l s ，l o g ，s m ，它们根据o m t 请求完成具体 的业务功能，包括：用户操作权限校验，基于语义和业务逻辑的 操作参数校验，调用m e d i a t i o n 完成对网元的操作，调用数据库访 闯模块完成数据的持久化，更新m i t 信息，记录用户操作日志； 一m i t ( 管理信息树) ：缓存信息m 0 的信息，维护系统内m o 的属性与 状态，监听并处理针对m o 的事件，提供系统m o 信息的快速查找与 定位； e v e n tc e n t e r ( 消息中心) ：主要完成三个功能：消息接收中心： 接收m e d i a t i o n 上报的事件和告警；消息分发、处理中心：分发相 应的事件和告警( 通过提供对应消息注册、注销和通知接口来实 现) ；消息发送中心：提供服务端消息发送接口，将服务端的消息 发送到客户端和上层网管； 一m e d i a t i o n ( q 适配器) ：完成网管系统的数据格式与网元数据格式 之间的转换，屏蔽网元层功能的接口差异，结束服务模块的调用 完成针对网元的业务请求，接收网元上报的事件，并转换、传递 给上层业务模块； d a o ：完成信息的持久化功能，并提供信息访问的各种服务接口； _ i t f n ( 北向接口代理模块) ：提供上层网管的接入管理、接收业 务请求，上报各种事件和告警； 哈尔滨： 程大学硕士学位论文 s c h e d u l e ( 调度模块) ：在测量任务处于a c t i v e 状态时指定时问帧。 如果在s c h e d u l e o d 的时间一到达开始时间测量任务就变成 a c t i v e 。 3 2 技术架构 图3 2 技术架构 模块使用j a v a 语言，系统大量使用框架技术。由于采用j a v a 技术 设计思想，充分利用了j a v a 的平台无关性，实现了网管系统前端和后端 的跨平台性；而框架技术则保证了整个系统功能的简洁和对功能进行方便 的扩充。 系统支持3 种客户端，胖客户端的j a v a a p p l i c a t i o n 、字符终端和浏览 器。这三种客户端完成的功能分别有所侧重，j a v aa p p l i c a t i o n 采用g u i 界面，操作简单直观，能完成系统的大部分功能；终端主要是在计算机或 网络条件受限的情况下完成各种系统功能；浏览器主要是进行报表和查 询。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 后台服务针对3 种客户端分别提供了对应的接口，j a v a 客户端通过 r m i 来调用服务器端的j a 、，ab e a n 。浏览器通过h t t p 协议来访问后台 的j a v ab e a n 。c l i 程序访问t e l n e t 服务。 系统使用s p r i n g f r a m e w o r k 来组织后台的b e a n 。这些b e a n 按照m v c 等模式来组织，分别完成各个功能层次。系统中数据的存取都通过 h i b e r n a t e 来实现，这样可以达到业务处理和持久层的透明隔离，同时可 以屏蔽不同数据库的差异。 e m a d a p t e r 使用a d a p t e r 模式来连接不同的设备，可以进行灵活的扩 充。向上层网管提供的北向接口使用c o r b a 技术，这样在异构系统中也 可以使用。 3 3 层次结构 图3 3 层次结构 数据采集分发层主要完成信息的采集和分发，例如：告警的采集，配 置的分发；数据适配层负责对数据的归一化处理，统数据格式。例如： 翻译发送到设备的指令：数据处理层负责对数据进行分析处理，例如告警、 性能数据的分析，计算；数据过滤层要对数据进行匹配和过滤，屏蔽掉部 分信息。例如：权限数据；数据表现层负责展示数据。例如：拓扑的展现。 1 4 哈尔滨工程火学硕士学位论文 3 4 关键技术介绍 j a v a 由于优秀的跨平台性和大量的新技术应用，目前已经在电信领域 大量应用。同时j a v a 在开发方面有大量的现成的开发包可供使用，所以 我们以j a v a 来开发网管系统。 3 4 1s p r i n gf r a m e w o r k s p r i n g 是一个开源框架，是为了解决企业应用程序开发复杂性而创建 的。框架的主要优势之一就是其分层架构。允许开发人员选择使用哪一个 组件，同时为j 2 e e 应用程序开发提供集成的框架。 圈 圈 “p御1目l o a 目d 0 5 i 啊 j je j 8 # p 州卧f m 啷圉目 ”嚆目 飞翟蟹匿墨疆疆霹蹈曩嘲 图3 4s p r i n g 框架 c o r e 包是框架的最基础部分，并提供依赖注入( d e p e n d e n c y i n j e c t i o n ) 特性来使你可管理b e a n 容器功能。这里的基础概念是 b e a n f a c t o r y ，它提供f a c t o r y 模式来消除对程序性单例的需要，并允许 你从程序逻辑中分离出依赖关系的配置和描述。 构建于b e a n s 包上c o n t e x t 包，提供了种框架式的b e a n 访问方式， 有些象j n d i 注册。c o n t e x t 包的特性得自b e a n s 包，并添加了文本消息 的发送，通过比如资源串， 事件传播，资源装载的方式和c o n t e x t 的透 明创建，如通过s e r v l e t 容器。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 m l i i i i d a o 包提供了j d b c 的抽象层，它可消除冗长的j d b c 编码和解析数据 库厂商特有的错误代码。该包也提供了一种方法实现编程性和声明性事 务管理，不仅仅是针对实现特定接口的类，而且对所有的p o j o 。 o r m 包为流行的关系一对象映射a p l s 提供了集成层，包括j d o ， t l i b e r n a t e 和i b a t i s 。通过o r m 包，可与所有s p r i n g 提供的其他特性相 结合来使用这些对象关系映射，如前边提到的简单声明性事务管理。 s p r i n g 的a o p 包提供与a o p 联盟兼容的面向方面编程实现，允许你 定义， 如方法拦截器和切点，来干净地给从逻辑上说应该被分离的功能 实现代码解耦。使用源码级的元数据功能，你可将各种行为信怠合并到 你的代码中，有点象n e t 的a t t r i b u t e 。 s p r i n g 的w e b 包提供了基本的面向w e b 的综合特性，如m u l t i p a r t 功能， 使用s e r v l e t 监听器的c o n t e x t 的初始化和面向w e b 的 a p p l i e a t i o nc o n t e x t 。当与w e b w o r k 或s t r u t s 起使用s p r i n g 时，这 个包使s p r i n g 可与其他框架结合。 s p r i n g 的w e bm v c 包提供了面向w e b 应用的m o d e l - v i e w c o n t r o l l e r 实现。s p r i n g 的m v c 实现不仅仅是一种实现，它提供了一种d o m a i nm o d e l 代码和w e bf o r m 的清晰分离， 这使你可使用s p r i n g 框架的所有其他特 性，如校验 s p r i n g 框架的功能可以用在任何j 2 e e 服务器中，大多数功能也适 用于不受管理的环境。s p r i n g 的核心要点是：支持不绑定到特定j 2 e e 服 务的可熏用业务和数据访问对象。毫无疑问，这样的对象可以在不同j 2 e e 环境( w e b 或e j b ) 、独立应用程序、测试环境之间重用。 2 2 1 3 4 2 h i b e r n a t e h i b e r n a t e 是j a v a 平台上一个功能全面的、歼源的o r m ( o b j e c t r e l a t i o nm a p p i n g ，对象关系映射) 框架。h i b e r n a t e 支持开发符合常规 j a v a 理念的持久性类一_ 包括关联、继承、多态、复合以及j a v a 集合框 架。h i b e r n a t e 查询语言( h q l ) 被设计成s q l 的一个微型面向对象扩展， 它是对象和关系世界之问的桥梁。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 h i b e r n a t e 也支持用原始s q l 或基于j a v a 的标准和示例查询表达查 询。h i b e r n a t e 使用x m l ( th b m x m l ) 文件把j a v a 类映射到表，把j a v a b e a n 属性映射到数据库表。 通过j d b c 技术，支持所有的s q l 数据库管理系统。h i b e r n a t e 与 所有流行的j 2 e e 应用程序服务器和w e b 容器都很好地集成。f 2 2 1 3 4 3j m s j a v a 消息服务j m s ( j a v am e s s a g es e r v i c e ) 是个j a v aa p i ，定义消 息客户机如何以标准方式与基础消息服务提供者接口。j m s 还提供了基础 消息服务提供者要实现得接1 ：3 ，向客户机提供j m s 服务。这样j m s 采用熟 悉得模型提供实现标准服务得应用程序接口和服务提供者接口，与j i ) b c 、 j n d i 和许多其他j a v a 企业组件接口模型相似。 j m s 提供点对点和发布订阅消息模型，这种消息模型在j m s 规范中 也称为消息域。点对点消息模型实现消息队列，生产者将消息写入队列， 让使用者接收。服务订阅消息模型实现层次式主题节点，生产者将消息 发布到这个层次，使用者可以订阅这些主题。 2 3 1 3 5 本章小结 本章首先对系统的总体架构做了简单介绍，该平台屏蔽了底层网元的 通讯，构建了电信网络管理系统的公用平台，平台提供了诸如安全、日志、 策略和文件等管理功能。基于此平台可以很方便的构建t m n 的各种管理 功能，比如性能管理、故障管理和配置管理等等。 本章最后介绍了系统所用到的关键技术，如s p r i n g 框架、h i b e r n a t e 和j m s 技术。 ；一；一；一；一些圣鎏星垄鎏兰堂篁圣二一；。；一； 第4 章q 适配器的设计与实现 4 1 设计思想 充分考虑通用性和高效性，我们在系统前后台之间增加一个数据格式 适配( qa d a p t e r ) 模块，完成网管系统的数据格式与网元数据格式之间 的转换，屏蔽网元层功能的接口差异，结束服务模块的调用，完成针对网 元的业务请求，接收网元上报的事件。网元设备报上来的不同格式的数据 经过a d a p t e r 模块解析和处理后，并经过转换形成统一的上报格式发送给 性能管理服务器。由性能管理程序完成性能数据的存储和上报工作，攘个 处理流程采用上报方式和入库方式。 4 2 模块结构 图4 1a d a p t e r 模块结构 1 8 如图4 1 所示，整个系统分为命令接收、命令解析、报告分析和网元 接入等四个模块。整个工作流程是：命令接收子模块从上层业务模块中获 取命令；命令解析子模块对命令进行解析，如果是一般的人机命令则翻译 成网元可以接受的命令，如果是系统命令则由接口模块自己解析、校验并 完成相应的操作，并在操作之后将结果等信息自己组帧回执给业务模块； 网元接入子模块负责与网元的通讯，下发命令，获取返回报告及主动上送 报告：报告分析子模块对获取的报告进行初步解析，通过报告上送子模块 传送给上层业务模块。报告的上送有两种方式，操作命令的返回报告是通 过r m i ，主动上送报告是通过j m s 方式。接口框架予模块对系统中各对 象、流程进行控制，也完成业务模块对接口模块的命令处理。 q a d a p t e r 向上层业务模块提供两个主要接口：配置操作维护接1 3 和 事件上报接口。配置操作维护实现两种工作方式，通过s p r i n g 封装的远程 调用实现。各个业务模块通过各自不同的v i e w 完成对接口的调用，在命 令接收子模块将不同的函数调用映射为南向接口内部的统一形式发往命 令解析子模块。命令解析子模块对命令进行解析，将不同的函数调用翻译 成网元可以处理的命令。网元接入子模块负责与网元的通讯，下发命令， 获取返回报告及主动上送报告。报告分析子模块对获取的报告进行初步解 析，通过报告上送子模块传送给上层业务模块。 报告的上送有两种方式，配置操作维护接口的命令是通过远程调用 返回，返回值又包括对象和字符串两种格式：网元主动上报的事件是通过 j m s 方式以对象的形式发送到消息中心，如果是告警对象则在发送之前执 行告警屏蔽。接口框架子模块对系统中各对象、流程进行控制，也完成业 务模块对接口模块的命令处理。 为支持多网元适配，南向接口增加配置读入子模块。它的任务是从全 系统的配置读入模块读入qa d a p t e r 命令解析和报文分析所需要的支撑信 息，并将相应信息应用到命令解析和报文分析模块。a d a p t e r 对网元配置 支撑文件的管理以网元类型和网元版本的结合为单位来分类进行。 哈尔滨工程火学硕士学位论文 4 3 具体设计与实现 4 3 1 命令接收子模快 4 3 1 1 网元连接建立 上层业务模块对网元连接的建立进行控制。获取命令后，接口模块与 相关网元的接口建立s o c k e t 常连接。此功能需要命令处理子模块、网元接 入子模块等中的对象共同完成。以下时序图适用于单个网元和所有网元的 建立，如图4 2 所示： 上姚擞幽蚯噎址戤 h一i ；藉。 【 ! 耩接嘲元：、 障 1 o 得到篷辚鱼_ _ ! 1 4 耘连! 。打开 f _一絮苎警警謦j 7 运行i ， ：；兰。= 一j 图4 2 网元连接建立流程 1 网元命令处理线程一直轮询网元控制接口，看是否有命令。业务 模块调用a d a p t e r 的接口方法连接网元和断连网元实现发送命令的功能。 命令可以含有多个要连接的网元； 2 业务模块下发网元连接命令，命令接受子模块判断是网元连接命 令，置于连接网元的缓冲区中； 3 网元命令处理线程读取命令； 4 网元命令处理线程分析命令，决定需要建立连接的网元及s o c k e t 连接数，对于每个s o c k e t 连接，需要启动对应的线程。图中所示的是网元 。，、皿l 竺； 竺 竺 中命令端口的连接，启动人机命令线程，通过人机命令s o c k e t 对象建立连 接。其他连接过程类似； 5 创建人机命令s o c k e t 对象； 6 创建s o c k e t 常连接： 7 将操作结果以事件的方式异步上报给业务模块。对于网元的连接 和断开，业务模块都是异步调用，在业务模块发送命令后，通信结束，不 用确认等操作，a d a p t e r 执行后会将执行结果以事件方式上报。人机命令 线程一直运行，等待下发命令。 ， 4 ，3 1 2 礴元连接断开 上层业务模块对网元连接断开进行控制。可以看到，此功能也是需要 命令处理子模块、网元接入子模块中不同对象共同完成。如图4 3 所示， 图4 3 网元连接断开流程 1 网元控制接口线程一直轮询网元控制接口的共亭b u f ，看是