（计算机应用技术专业论文）基于tmn的f口管理系统的设计与实现.pdf

哈尔滨 l 程大学硕士学位论文 摘要 电 信管理网( t m n ) 系统需要管理来自 许多厂家的各式各样的设备， 不同 的电 信管理网系统的主要功能是相似的，但不同电信网管理系统中的在实现 上方式又是不同的， 特别是对于f口 管理，这不但大大浪费了资源，而且不 利于今后的系统扩展。 本文设计了为操作维护人员提供的一种与各种存储控制系统通讯的一种 人机命令语言。它针对系统的人机命令接口 来设计， 也就是按t m n 中的g 接 口的功能来设计的。它撰写的依据是工 t u - t 的z 系列文档，该人机命令语言 是系统中通过f 口交互的标准信息格式，方便了系统内部的信息交互。在此 人机命令的基础上， 本文提出一种基于j 2 e e 构架上的电 信管理网的f 口 会话 设计， 采取了 会话门 面模式不仅实现了f 口 会话交互的集中控制，而且也实 现了 各种可插入的服务， 例如鉴权，访问 控制，日 志，事务等等。该设计解 决了以 往客户端与服务端业务方法祸合性高的问 题，同时也保持了 传统f 口 调用方式的灵活性。 综合起来本文的主要工作如下: . 描述了本系统所需要的几个关键技术; . 对f口 管理系统进行了 总体的介绍; . 设计和实现了该系统的人机命令语言 ; . 设计和实现了f口 管理系统的各个功能模块; . 讲述了应用系统如何接入f口管理系统。 关键词: 电信管理网;f 口; j 2 e e ; x m l ;会话门面模式 哈尔滨工程大学硕士学位论文 ab s t r a c t 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 ( t m n ) s y s t e m n e e d s t o m a n a g e v a r i o u s e q u i p m e n t s w h i c h c o m e fr o m d i ff e r e n t m a n u f a c t u r e r . t h o u g h v a r i o u s t m n s y s t e m s f u n c t i o n s a re s i m i l a r t o e a c h o t h e r , b u t e a c h s y s t e m s m o d u l e h a s o w n r e a l i z a t i o n , e s p e c i a l l y t o f i n t e r f a c e m a n a g e m e n t m o d u l e , w h i c h n o t o n l y w a s t e r e s o u r c e s , b u t a l s o g o a g a i n s t s y s t e m e x t e n s i o n . t h i s t h e s i s d e s i g n s a k i n d o f u n i v e r s a l m a n - m a c h i n e l a n g u a g e ( m m l ) w h i c h i s p r o p i t i o u s t o c o m m u n i c a t e w it h v a r i o u s s t o r a g e . a n a l y s i s i n g a n d i n t r o d u c i n g f i n t e r f a c e m a n a g e m e n t s y s t e m i n t h e m a s s b a s e d o n t mn s s p e c i f a t i o n ; . c o n t r i v i n g a n d p r e s e n t i n g a k i n d o f mml f o r i n t e r - s y s t e m c o m m u n i c a t i o n ; . d e v i s i n g a n d r e s e a r c h i n g r e a l i z a t i o n o f f i n t e r f a c e m a n a g e m e n t s y s t e m k e y w o r d s : t 朋;f i n t e r f a c e ; j 2 e e ; x m l ; s e s s i o n f a g a d 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。 除文中己 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) : 4 t j 日期: 7 y 年 月 .11 日 哈 尔滨一 i 一程大学硕十 学位论文 第1 章 绪 论 1 . 1 t n n 发展概况 电 信管理网( t m n ) 是现代化电 信网的一个支撑网， 目 前电 信装备数字化比 例不断提高， 新技术、 新业务的比 重不断增加， 网络规模和技术装备水平已 初 具现代化电 信网的基础， 建设一个现代化电 信网已是一个可以 实现的目 标。 而 现代化电信网需要先进技术的支撑和采用现代化的管理手段， 它是电 信网提 供高质量、高可靠性、高效益的电 信服务的重要保证。 电 信设备的管理最初是本地物理手工操作， 随着电 子技术的发展6 0 年代 起改为电 子化集中管理， 从8 0 年代后期演变成计算机管理， 进而发展成为开 放的、标准化的电信管理网。其操作接口也由最初的无任何标准到逐步提出 若干接口 标准进行故障监视和性能管理， 至今已 形成一套网管系统内 部及网 管系统之间通信的接口 标准， 从这个发展过程可以 看出:电子计算机技术的 发展推动了电信管理水平的提高。1111, 113 , 基于对传统t m n的分析， 目 前提出一些措施对t m n加以 改进。 首先对 电信网的管理角度从原来的着眼于网元层提升到全网， 应用开放分布处理 o d p 的思想， 采用面向对象方法， 对对象的行为作一个正式而精确的描述并 且管理行为单一化处理，这样保证了在不同厂商开发过程中相互可以统一。 其次，允许采用多种通信协议而不局限于公共管理信息服务元素 ( c m i s e ) , 如引入通用对象请求代理体系结构 ( c o r b a ) 协议等等。 , 在对象行为描述 过程中采用单一化模型语言 ( u m l ) 。 对t m n改进最主要的 特点是c o r b a 技术的引进， c o r b a是计算机产业界的一种计算机之间通信的协议标准， 它能够将新旧系统集成在一起，并与现有的系统通信，具有可移植性和多厂 商的互相可操作性。 这样改进后的t m n结构中，不同t m n之间使用基于 c o r b a的 通信协议以 实现网管互联， 在t m n内 部， 考虑到网元层到网元管 理层的 特殊性， 仍可由 不同厂商自 己 采用基于c m i s e的q 3 接口， 然而， 网 元管理层以上，则使用c o r b a以便t mn克服目 前的不足和面临的挑战。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 1 .2 t m n中的f口管理及应用现状 在i t u - t m.3 0 1 0 建议中定义f 接口 为应用于f 参考点上的 接口， 它存在 于工作站( ws ) 和其它t m n物理块之间， 这些物理块可以是操作系统( o s ) , 协调设备 ( m d ) 和网元 ( n e ) . 在m 3 0 1 0 中， ws 定义为有足够数据存贮， 数 据处理和支持9 参考点 和f 参 考点 接口 的 终 端。 用户通过 这个终端能 够管 理在t m n管理信息库中的对象。 f 参考点定义了ws f 和o s f 的功能服务边 界。 f 接口是具有ws f 功能物理块和具有o s f 功能物理块之间的物理接口。 通过f 接口交换的管理信息是系统的内部表示( 不是用户使用的形式) ， 因此 t m n还没有对这种内部表示进行标准化.川 基于t m 的网 络管理的系统有很多， 而且各个电 信设备提供商也都有自 己比较全面的电信设备，但是这些众多的电信管理系统之间的互联互通问题 一直存在着较多问题，一种厂家的电信设备很难应用于另外一家的电信管理 系统。 为了 解决不同厂商生产的网络设备之间的通信问 题，工 t u - t使用互操作 接口的 概念来规范协议栈和协议上携带的消息。 面向事务处理的互操作接口 是基于 面向 对象的 通 信观点的， 因 而 所有 携带的 消息 都涉及 对象操作和处理。 互操作接口涉及一套正式规定的协议、规程、消息格式和语义。 在t m n 规定的一系列标准的 互操作接口 中， f 接口 没有定义信息模型， 各个厂商可任意发挥。实际上f 接口是易于标准化的，为了实现系统的开放 互连，也有必要将f 接口的信息进行标准化。 传统的基于t m n 的网管系统在f口 是采用自定义数据报文的方式来交换 信息， 目 前一些网管系 统更多的开始采用一些标准的数据交换格式完成交互， 使用比 较多的是一种标准的结构化描述语言a s n . 1 . 近年来，随着网络规模的不断扩大以及计算机软硬件技术水平的飞速提 高，传统的网管系统使用f 口 信息交换方式越来越显示出 在运行效率、系统 网络安全性和系统升级能力等方面的局限性.为解决传统分布式计算模式中 的不足， 基于新的分布式j 2 e e 构架来开发f 口 管理最具代表性。 由于它具备 3 2 e e 架构的诸多 优点， 因而这类系统在可移植性、 扩展性以及开发效率上做 哈尔滨工程大学硕士学位论文 得比较好。 1 . 3 本文的工作及结构安排 本文就f口 管理系统的开发与应用作了 较为深入、系统的论述，设计与 实现电信管理网规定的 f口管理系统。该系统主要是综合了中兴通讯 c d m a 9 5 , c d m a i x , c d m a 2 0 0 0等产品的无线侧设备， 交换侧设备对 f 口 管理系统的公共需求， 并且借鉴了中兴通讯o m c 2 .0 中f 口 管理系统设计。 基于j 2 e e构架上的开发出的p口管理系统， 包括了t mn规范中对f口 规定的主要功能，如人机命令语言、会话管理、 会话交互等等。本文的工作 就是设计与实现f口的以上几个主要功能。 本文第 2 章介绍了t m n的基本知识、 特点和技术基础等等，最后介绍 了t mn的f口管理。 本文第3 章分别介绍了 系统的体系结构和系统的实现方案以 及本系统所 需要的关键技术，包括j 2 e e 应用服务器技术、x ml 技术和设计模式， 其中 j 2 e e 应用服务器技术是介绍的重点。 本文第4 章介绍了系统所使用的人机命令语言的设计与实现. 本文第5 章讲述了f口 调用的设计和实现，这是系统设计的最大特点。 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 丁 m n 及其f 口管理 随着电 信事业的发展， 对电 信网 络的管理提出了 更高的要求，即网络的 互连、互操作，表现为电 信设备物理上的 连通和业务管理上的 连通。 但目 前 的电 信设备的管理基本上仍是以 设备制造商所提供的封闭的管理系统为主， 这在很大程度上限制了网 络设备的管理能力，增加的整个电 信网络管理的复 杂性， 影响了电信网的服务质量。 因此， 电 信设备应该具有开放的系统结构， 使不同电 信设备厂商的设备可以进入开放的电信网络管理系统，最大限度地 提高系统的性能， 这就是i t u - t 所提出的电 信管理网t m n o t m n的模型是建立在i s o的开放系统互连 ( o s i 基础之上的，而o r 所提出的一系列概念和规则相当复杂， 因此要实现t m n , 需要对o r和t m n 有一个清楚的理解。 (1 5, 11 11, 2 . 1 t m n的基本知识 2 . 1 . 1电 信管理网定义 电 信网络管理的目 的是最大限 度地利用电 信网络资源，提高电 信网络的 运行质量和效率，为用户提供良 好的通信服务。 电 信管理网t m n为电信网 络管理目 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。 在i t u - t的m 3 0 1 0 中指出。 电 信管理网的基本概念是提供一个有组织的 网络结构，以取得各种类型操作系统 o s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。 从理论和技术标准的角度看， t 卜 an 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 mn的功能模型和信息 哈尔滨工程大学硕士学位论文 .曰曰.甲.曰.口.口. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 口. . . . . . 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， 如图2 . 1 所示: 一 一 一 一l t mn !操作 系 踌 劫作系 统 数据通信网 扁 石 奋 i6t i 口 一一 下 一 一一 交 挽机。 。二 一 3m a二二 传 粉 系 统 f-盯 硫一 尸 j 亘 l 一一 一习后 目 活 翻 翻 回谬一 图2 . 1 t m n与电 信网的关系 2 . 1 . 2电信管理网的特点 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。基于 t m n标准的电信管理网中，每个系统的设计都遵从 开放体系标准，系统的内 部功能实 现是面向 对象的。因此，系统软件具有良 好的重用性。 t m n是一个演进的网络。 演进过程包括两个方面， 一是t mn解决接口 标准化的问 题，实现管理不同厂商的设备， 减少由于新技术的引进对管理系 统带来的根本性改变，以达到逐渐演进的目的;一是t m n的许多目 标还没 有实现， 许多标准还有待于完善，实施的手段也会随着技术的发展而演变， 但 这不能 成为 停止实 施t m n战 略 的 原因 ， 等 待 标准的“ 完 全 成熟” ， 而 是 要 理解t m n的定义和原则， 理解t m n接口规范的开发方法， 指导各种应用的 开发过程。 哈尔滨上程大学硕士学位论文 2 . 1 . 3 t m n 实现的技术基础 支持t m n的主要技术有: . o s i 开放系统互 联技术: 做为管理网，t m n首先是一个符合 o s i 的开放系统，o s i 互联技术为 t m n内的系统互联提供基础， 在i t u - t的x 7 0 0 系列规范中对o s i 进行了描 述:u . p m 1 . o s i 系统管理技术: t m n的系统管理技术借鉴了o s i 中的系统管理技术，这一部分主要在 i t u 一的m系列规范。 . 计算机网络技术及分布式处理环境: 计算机网络及分布计算环境是t m n的实现基础， 特别是目 前的分布对 象计算技术c o r b a ， 不但可以 在目 前的t m n体系中 得到应用， 而且大有改 变 t mn体系结构的趋势。利用c o r b a的平台 ( 软、硬件)无关性、对象 特性等来实现网络管理，每个电信设备仍被抽象为一个对象来处理，仍可以 采用t mn所制定的信息模型， 但是系统的实现结构发生了变化。 . 面向对象的软件工程方法: 这是t m n系统设计、实施的基础; . 高速数据通信技术: 沟通t m n各组成部分的是数据通信网; . 电 信设备的高度智能化: 电信设备的智能化是t m n的前提， 即被管理电信设备要支持t m n标准， 否则t m n就没有了被管理对象。 在t m n模型中，为了实现设备的智能化， 可以通过中介设备来实现。 2 . 2 t m n中的f口管理 面对日 益复杂的电 信管理网络及多种电信业务，国际电信联盟工 t u - t 于 8 0年代提出了t o( 电 信管理网) 的概念。 t o 的基本目 标是为电信管理提供 6 - 一 一 一 一 一 一 二 竺 芝 壁 达 壑 吐 创 一种框架性结构，引入通用网 管模型，利用通用信息模型和标准接口 实现多 种不同设备的统一管理。 为了 解决不同厂商生产的网络设备之间的通信问 题，工 t u - t使用互操作 接口的 概念来规范协议栈和协议上携带的消息。面向 事务处理的互操作接口 是基于面向 对象的通信观点的， 因而所有携带的消息都涉及对象操作和处理。 互操作接口 涉及一套正式规定的协议、规程、消息格式和语义。 在t m n 规定的一系列标准的互操作接口中， f 接口 没有定义信息模型， 各个厂商可任意发挥.实际上f 接口是易于标准化的，为了实现系统的开放 互连，也有必要将f 接口的信息进行标准化。 在i t u - t m . 3 0 1 0 ( p r i n c i p l e s f o r a t e l e c o m m u n i c a t i o n s m a n a g e m e n t n e t w o r k ) 建议中定义f 接口 为 应用于f 参考点上的 接口， 它存在于工作站和 其他t m n 物理块之间， 这些物理块可以是o s操作系统) 、 m d ( 协调设备) 或者 n e ( 网元) 。在f 参考点上定义f 接口 有如下几个原因: 1 ) 用户和操作系统间需要进行交互; 2 ) t m n中不同系统间需要互操作， 特别是不同厂家开发的系统间互操 作; 3 ) 电信业需要构建控制中心; 4 ) t m n 需要棋块化，做到一个机构可以改变和升级某个模块: 5 ) 要能够支持高效的t o系统集成; 6 )要允许u 1 ( 用户界面) 和操作系统独立改变而不影响另一方; 7 )用户界面需要客户化。 图2 . 2 在物理和功能上说明了工作站和操作系统间的关系以及f 接口的 位置。 f 接口可从t m n 框架的3 个方面进行描述:功能结构、物理结构和信息 结构。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 图2 . 2 t mn f 接口 配置图 2 . 2 . 1 t m n 功能结构和f 接口 t m n 功能块将t m n 的功能 进行了 分组， 每个组完成特定的t o管理功能. 信息在成对的功能块之间进行交换，功能块之间由 参考点连接。 如果参考点 位于功能块外部， t m n 功能块由 分离的物理块实现， 参考点由t m n 接口 实现。 f 参考点由f 接口实现，定义了w s f ( 工作站功能) 块和o s f ( 操作系 统 功能 ) 块 的服务边界，在f 参考点交换信息的是操作系统功能和工作站功能。每一个 功能块包括几个功能组件， 每一个功能组件都是提供统一电信管理网功能集 的单位。 工作站功能中的功能组件有: . u i s f ( 用户界面支持功能 ) ; . s f ( 安全功能) ; . m c f ( 信息通信功能) ; 哈尔滨工程大学硕士学位论文 . . d a f ( 目 录访问功能) 。 操作系统功能中与工作站功能有关系的功能组件有: . w s s f ( 工作站支持功能) ; . s f ( 安全功能) : . m c f ( 信息通信功能) ; . d s f ( 目 录系统功能) ; . 代理和管理器( a g e n t / m a n a g e r ) 中 o s f - m a f ( 操作系统功能一 管理应用 功能) 。 f接口 特有的功能组件是w s s f ( 工作站支持功能) 和 u 工 s f ( 用户界面支持 功能) 。在操作系统功能中的工作站支持功能组件用于支持 w s ( 工作站) ， 在 工作站功能中的功能组件用户界面支持功能用于支持用户界面工作站支持功 能，在它们所处的t o功能块中交换管理信息。 操作系统功能中的w s s f 支持工作站功能中的以 下操作: . 允许访问数据、操作数据; . 发起和确认操作; . 发送通知; . 对与特定的操作系统功能或 m f通信的工作站功能用户隐藏其他的 n e f ( 网元功能) 、o s f . m f ; . 提供对工作站功能的管理和对操作系统功能管理的访问。 用户界面支持功能支持工作站功能中的以下操作: . 将信息模型中的信息翻译成 h m i人机界面) 或 u i ( 用户界面) 上的显 示形式; . 将用户输入翻译成信息模型的格式; . 将若干个任务和若干个操作系统的信息集成， 在用户界面上呈现出一 致的形式; . 提供类似 r a f 的功能; . 提供类似 i c f ( 信息转换功能) 的功能。 工作站支持功能和用户界面支持功能影响着f 接口的需求。例如，用户 哈尔滨工程大学硕士学位论文 . 工作站支持功能和用户界面支持功能影响着f 接口 的需求。 例如，用户 界 面 支持 功能 支持 工 作 站 功能 中 的 前3 项 操作， 说明 了 在 工 作 站 功能 中 需要 有 信息 结 构， 它允 许 合 适的 信息 流向 用户， 流向 管理 系 统， 这 就 决 定了f 接 口的需求. 对于管理信息，以 用户输入这种方式得到， 源头是透明的。 2 . 2 . 2 t o物理结构和f 接口 在有工作站功能的工作站物理块和具有操作系统功能的物理块之间采用 f 接口。 在m . 3 0 1 0 建议中， 工作站定义为有足够数据存贮、 数据处理以 及支 持g 参考点和f 参考点( f 参考点是位于工作站功能块和操作系统功能 块或功 能 块之间的参考点: 9 参考点是位于用户和工作站功能 块之间， t m n 之外的参 考点) 接口的终端。 用户通过这个终端能够管理在t m n 管理信息库中的 对象. 一个工作站和t m n 中的另外一个具有操作系统功能的物理块通信时，工 作站可以通过面向事务或文件传输的方式通信。大多数工作站和其他物理块 间的通信均是面向事务的。 2 . 2 . 3 t m n 信息结构和 接口 操作系统将管理信息暴露在f 接口，有时工作站也将管理信息暴露在f 接口。从a g e n t / m a n a g e r 需求关系的观点来看f 接口 的工作站和操作系统， 操作系统起a g e n t 作用，工作站起m a n a g e r 作用。为更好地说明f 接口的信 息结构，可将f 参考点与9 参考进行对比。 9 参考点表示工作站和t m n 外的用户在用户界面上的 信息交换. 它将转 化了的 信息以 可视的形式传给用户，并将用户输入的信息传入系统.数据布 局、颜色、字体、图形、图 像、列表等作为用户界面对象是重要的，并且， 对相同的数据，根据用户需求提供不同表示也是很重要的。 标准化和优化面向 用户的 数据表示依赖于许多参数( 有用户界面软件包、 工作站硬件、 用户任务需求、 用户习惯、 用户的专业能力、 用户工作任务量、 软硬件成本等) ， 每个参数根据情况又可得到不同的值。 因 此， 难以 完全标准 化通过9 参考点交换的信息，实际中，只有s d h 网管e m s 是标准化做得比 较 好的例子。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 相反，在操作系统和工作站间的f 接口 交换的管理信息仍然是内部表示 ( 不是用户使用的形式) ，对于这种内 部表示的需求可以被标准化，在t m n 物 理块间交换的以 这种内 部表示的 数据的 机制同 样也可以 被标准化。 语言、字符集、文化决定了习惯， 对它们进行动态切换、时间格式转换 等对用户界面来说是很重要的。 所有的这些转换都将在9 参考点进行， 而内 部数据表示只受大多数用户的需求影响，在工作站中涉及9 参考点的用户界 面上将这些数据转化成多种数据表示最为有效。 这使得f 接口 可有效地进行 标准化。 2 .3 本章小结 本章首先描述了t o 的基本知识， 包括了t m n 的定义、 特点和技术基础。 其次本章重点介绍了t m n 的f 口 管理， 主要包括t m n 功能结构、 物理结构和 信息结构分别与f口关系。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第3 章 系统总体设计及关键技术 3 . 1 系统总体构架设计 随着移动通信技术的迅速发展， 移动网上设备复杂度不断提高，大爱新 业务的应用，导致运营商在管理和维护移动网络的工作量越来越大，代价越 来越高。为了能更好地监控网 络运行情况， 提高网 络维护的效率， 移动运营 商对统一网管的需求越来越急迫，统一网管平台应运而生。统一网管平台提 供一个高分布性，高扩展性的架构来保证应用的开发者可以 用不同的方法来 布置他们的网元管理系统。它依据 t m n功能体系划分为工作站功能模块 w s f , 管理应用功能模块m a f 、 管理信息功能模块m i f 、 公共应用功能模块 c a f 、 公共服务功能模块c s f 、 平台 支撑功能 模块p s f 等6 个子系统来实现 对电 信设备的统一管理。下面简述一下各个子系统: . w s f( 工作站支撑功能) : w s f 提供系统的人机交互能力， 让用户能方 便地使用系统， 使信息以 正确、 一致的形式呈现给用户。 w s f 是位于 客户端的应用模块， 提供t m n 所规定的f 接口 和g 接口， 使信息以 正 确、 一致的形式呈现给用户。 其中g 接口 位于客户端与用户操作员之 间，为用户提供方便、 直观的图形界面，提供拓扑管理、配置管理、 性能管理、 告警管理、 安全管理的信息显示和功能操作; f 接口是客 户端与服务器之间的接口， 对用户输入的人机命令和服务器的返回结 果进行正确的解析， 为了完成这一功能， 还要有相应的通讯管理机制， 负责管理用户与服务器之间的会话。 . c s f 公共服务功能: 主要完成服务器端的基本框架， 提供的网管系统 所共有的服务功能， 但与具体的应用无关 ( 与应用有关的部分由c a f 来实现) 主要的功能有:安全管理， f 口管理/ 请求调度，拓扑管理， 系统管理，接口转换，策略管理和报表管理。 . c a f ( 公用应用功能) : 主要完成各种不同的网元管理系统应用中存在 的共用的部份， 应用主要是指t m n中的故障管理， 配置管理， 性能管 哈尔滨工程大学硕士学位论文 曰. 苗. . . . . . . . . 理和安全管理。 . m a p( 管理应用功能) : 为各个网 元在平台的荃础上开发的管理应用， 这部分不由平台 来实现，由 各个应用在平台的基础上二次开发得来， 此处主要是为了表明和平台的关系。 . m i f ( 管理信息功能) : 直接操纵和维护管理信息模型， 并且与管理应 用进行信息交换。 . e m f ( 网元中介功能) : e m f 模块包含事件分发， 协议转换及网 元上报， 下发事件的特殊处理。 . p s f ( 平台支撑功能 ) : 平台支撑功能模块位于u p e 系统的 底层， 屏蔽 了 操作系统的复杂性， 主要向 上层应用服务层提供一个统一的分布式 的消息通讯机制和稳定的进程运行环境。 p s f模块主要提供消息服 务， e j b容器服务， 数据库访问， 命名服务，文件系统等功能。 统一网管平台是基于 j 2 e e架构开发的实现电 信管理网公共框架的一个 平台。 f口 作为统一网管平台中 一个至关重要的一个模块， 具有举足轻重的 作用， f 口 的设计实 现方式成为一个电 信网管系统成功与否的重要标志。 f口在统一网管平台中的位置如图3 . 1 所示: 图3 . 1 f 口 管理 模块在 统一网 络管理平台中的 位置 哈尔滨工程大学硕士学位论文 3 .2 系统的功能分析 根据t m n规范， f 口 作为客户端与服务器之间的 接口 ， 完成客户端与服 务器之间的信息交换。对用户输入的 人机命令和服务器的返回结果进行正确 的 解析以 及从服务器向 客户端发送事件通知。 f口 管理还维持通讯管理机制， 负责管理用户与服务器之间的会话， 管理用户的登录退出 和维护用户的 会话。 f口 管理功能处于业务支撑平台的业务层，为业务应用逻辑的实现提供 支持。通过f 口管理模块， 在客户端和服务器之间形成一条应用进行交互的 通道; 通过f 口 管理的辅助， 使应用之间的交互简单化，使各应用开发人员 从繁琐的消息交互控制过程中 解脱出 来， 可以 专心的从事业务逻辑的开发. 通过f 接口 管理， 对接入系统的终端和用户进行控制和限 制， 减小终端 操作和系统业务功能实现的 藕合度， 并且有利于进行负荷分担和流量控制。 基于统一网管平台 框架， f 口 管理模块按照功能大致可以 划分为如下几个 功能模块，如图3 . 2 所示: 图3 .2 f 口 管理功能 结构图 f口管理功能由f口 管理的ws f部分和f口管理的c s f 部分组成，图 哈尔滨工程大学硕士学位论文 中以 粗虚线为分界， 左边是f口 管理的ws f 部分结构， 右边是f口 管理的 c s f 部分结构。细虚线框内为f口管理模块。 f口 管理的ws f 部分包括会话管理、 请求代理和分发代理; c s f 侧的f 口 管理包括会话管理、请求代理、会话和命令中心、f消息处理、接口转换 和消息上报代理。 ws f 应用向ws f 侧会话管理发会话管理请求， 如会话建立、 删除、 会 话 状态检测等: ws f 侧的 会话管理完成会话管理向 服务器的递交， c s f 侧会 话管理受理用户登录褪 出请求及其他会话管理操作。 ws f 应用向ws f 侧请求代理发送操作请求， ws f 侧请求代理将其转发 至c s f 侧请求代理，由其完成f 消息解析、 接口 转换等功能， 并将其发至处 理该操作请求的应用。 ws f 应用通过ws f 侧消息分发代理订阅上报消息， 应用上报消息通过 消息分发代理将消息分发至ws f 应用; 消息上报代理用于向上级管理节点转 发消息。 本部分主要是针对t m n 对f 口 管理的要求， 将实现f 口 管理所需要提供 的功能进行简要描述，具体的实现将在后面的章节中体现。 3 . 2 . 1人机命令 人机命令是服务器和客户端之间的交互信息的载体，主要将服务器和客 户端之间交互的信息组织成f口消息，从接收到的f口消息中解析出携带的 信息供应用使用， 此外还需要对命令行方式的人机命令进行语法检查。 从功能上来分， 人机命令包括人机命令语法解析， 人机命令语法检查和 人机命令字符终端三个部分。人机命令语法解析是针对f 接口消息进行的， 包括构造和解析f 消息对象，分解人机命令， 得到命令中的信息元素;人机 命令语法检查是针对命令行字符申的，目的是对输入的命令行进行合法性检 查。 人机命令字符终端是系统除了图形用户接口( g u i ) 之外提供的另外一种人 机交互终端，用户直接通过命令行的形式与系统进行交互。 f口消息是f口 提供的一种通信格式，用来连接 w s f 和服务器侧c s f 之 哈尔滨工程大学硕士学位论文 间的交互，主要适用于图形终端方式，同时兼容字符终端方式的人机命令( g 接口) 。有关人机命令语法解析将在4 . 4 章节有详细叙述。 3 . 2 . 2会话管理 会话管理功能主要功能是受理用户的登录请求，为用户创建会话，并对 该会话进行维护。分为ws f 会话管理部分和f口 会话管理部分。 ws f会话管理部分，主要完成用户登录/ 退出 请求向服务器的递交，定 期检测与服务器的连接状态，以及向服务器递交其他一些与用户及会话相关 的操作请求。 f口 会话管理模块， 受理登录请求， 调用安全管理接口 对用户身份进行 鉴权， 为用户创建会话， 对会话进行维护， 并处理ws f 会话管理对会话的管 理请求。 当客户端请求退出， 或客户端发生异常退出情况时， 注销用户会话。 ws f 会话管理和f口 会话管理是多对一的关系， 即多个客户端可以同时 接入到f口 会话管理模块。从不同的客户端同一个用户可以同时登录多次。 各个客户端对应的会话信息， 都存储在会话及命令中心的 会话表中。 通 过增加、 修改和删除会话表中各会话的信息，来达到对各会话进行控制的目 的。有关会话中心的内容将在5 . 1 . 1 节有详细叙述。 3 . 2 . 3会话交互 会话交互功能是为w s f 各应用提供统一的本地代理操作接口，负责从收 到的操作请求消息中解析出用户信息和操作名称/ 命令码等， 然后调用安全管 理的接口 进行权限验证。验证通不过的返回差错消息;验证通过的，将请求 消息分发给服务器的各应用模块执行。 应用模块执行完操作后， 将执行的结 果返回w s f 应用。 客户端到服务器的操作请求采用同 步的方式。客户端的应用通过f 接口 客户端模块提供的本地调用接口， 发起操作请求。 请求代理又分为w s f 请求 代理和f 口 请求代理。 w s f 请求代理只是简单的实现请求消息到服务器f口 请求代理模块的转发， 并从f 口 请求代理模块得到命令执行的结果，不需要 知道消息的最终目 的地是哪个应用，以及服务器的命令分发和处理逻辑。 1 6 哈尔滨一e 程大学硕士学位论文 f 口请求代理模块。负责从收到的操作请求消息中解析出用户信息和命 令码等，然后调用安全管理的接口进行权限验证。验证不通过的送回差错消 息；验证通过的，根据会话及命令中心的命令表存储的命令指向信息，将请 求消息分发给服务器的各应用执行。应用执行完操作后，将执行的结果返回 给f 口请求代理，f 口请求代理再递交给w s f 请求代理。 同步消息传递过程中需要处理各种运行时异常以及由各种异常导致的超 时情况，这就需要提供一种错误判别机制，系统采用预定义错误码的方式， 来标识可预知的异常，用j a v a 的异常捕获来处理不可知的运行时异常。w s f 应用通过解析返回的f 消息中的错误码及其描述信息获得具体异常错误信 息。 有关f 口会话交互细节将在5 2 节详细叙述。 3 3 所用关键技术 在电信网管系统中，系统服务器需要同时连接有多个客户端，包括t e l n e t ( 需要t e l n e t 服务器) 和w e b ( 需要w e b 应用服务器) 。他们之间通过l a n 进行通讯。同时，一个客户端也可以在多个服务器之间进行切换。f 口作为 电信网管系统中服务端与客户端之间交互得通道，必须支持实现分布机制。 这是f 口管理模块设计的基本出发点。而统一网管平台所采用的j 2 e e 架构 天生所具有的分布式特点，为f 口管理模块的设计及其实现提供了极大的便 利，本文中f 口管理模块的设计及其实现均是采用j 2 e e 构架下面将介绍 一下本系统所涉及到的一些关键技术如j 2 e e 应用服务器技术，x m l 技术， 设计模式等。 3 3 1j 2 e e 应用服务器技术 今天，越来越多的开发者要编写企业级分布式的事务处理应用程序，而 它们必须可以发挥速度、安全性和服务器端的可靠性。在现在这个商速发展、 要求苛刻的电子商务和信息技术的世界中，企业级的应用程序必须具有以下 特点：花费最少的费用、具有更快的速度、占用更少的资源等。 快速设计和开发企业级的应用程序，j a v a2p l a t f o r m ，e n t e r p r i s ee d i t i o n 1 7 哈尔滨工程大学硕士学位论文 ( j 2 e e ) 技术提供了一个基于组件的方法来设计、开发、装配和部署企业级应 用程序。j 2 e e 平台提供了一个多层结构的分布式的应用程序模型，该模型 具有重用组件的能力、基于扩展标记语言( x m l ) 的数据交换、统一的安全模 式和灵活的事务控制。不仅可以比以前更快地发表对市场的新解决方案，而 且独立于平台的基于组件的j 2 e e 解决方案不再受任何提供商的产品和应用 程序编程界面( a p i s ) 的限制。 1 j 2 e e 概述 j 2 e e 技术的基础就是核心j a v a 平台或j a v a2 平台的标准版，j 2 e e 不仅 巩固了标准版中的许多优点，例如4 编写一次、随处运行”的特性、方便存取 数据库的j d s ca p i 、c o r b a 技术以及能够在i n t e r n e t 应用中保护数据的安全 模式等等，同时还提供了对e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ) 、j a v as e r v l e t s a p i 、3 s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) 以及x t d l 技术的全面支持。其最终目的就是 成为一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场时间的体系结构。 j 2 e e 使用多层的分布式应用模型，应用逻辑按功能划分为组件，各个应 用组件根据他们所在的层分布在不同的机器上。通过基于标准的、模块化的 组件技术，j 2 e e 提供一组完备的服务以大大简化企业级应用的开发。由于容 器提供了丰富的支持功能，应用开发者只须将糟力集中于业务实现逻辑而无 须考虑其它复杂功能的实现细节。以下是j 2 e e 典型的四层结构： 运行在客户端机器上的客户层组件 运行在j 2 e e 服务器上的w e b 层组件 运行在j 2 e e 服务器上的业务逻辑层组件 运行在e i s 服务器上的企业信息系统( e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m ) 层软件 j 2 e e 的分层模型如图3 3 所示： 哈尔滨j 二程大学硕士学位论文 图3 3j 2 e e 的分层模型 j 2 e e 平台由一整套服务( s e r v i c e s ) 、应用程序接口( a p i s ) 和协议构 成，它对开发基于w e b 的多层应用提供了功能支持。m u m 2 ，j 2 e e 系统平台 j 2 e e 是目前能够满足当今企业开发要求的最佳解决方案。j 2 e e 既提供 了用于管理应用程序的基础设施，又提供了用于建立应用程序的a p i 服务。 j 2 e e 系统平台实际上是一个分布式的应用程序服务器环境，这个j a v a 环境提供了下列内容： 一组j a v a 扩充a p i ，用于建立应用程序。这些a p i 为j 2 e e 应用程序 定义了一个编程模型 用于驻留和管理应用程序的实时基础设施。这就是应用程序所驻留的 服务器运行环境 采用上述设计可以开发的应用程序可以用于驱动w e b 网页的程序，可以 是实现复杂的数据库事务的组件，或者是j a v aa p p l e t ，它们都是分布在网络 上的。 j 2 e e 绑定的a p i 虽然已经以某些形式出现了相当长的时间，但其突出的 眙尔滨工程大学硕士学位论文 方面就是实时基础设施的抽象。j 2 e e 技术规范并没用指定该如何建立一个 j 2 e e 运行环境。j 2 e e 指出了应用程序的角色和接口，以及应用程序可以在 其上实施的运行环境。这样就在应用程序和实时基础设施之间产生了清楚的 界线。这种划分使运行环境能够把企业开发者传统上的试图自行建立的大部 分基础服务抽象出来。结果，j 2 e e 应用程序开发者可以只把注意力放在应用 程序逻辑及相关服务上即可，同时为所有与基础设施相关的服务调整运行环 境。 j 2 e e 具有充分的灵活性，它允许人们建立应用程序的每个层，这些层都 与其他层产生一种松散的耦合关系。因此每一层都可以发展以满足各方面 发展的需要。这样通过适当的系统接口设计，就可以实现具有高度扩充能力 的系统。 除了指定一组标准a p i 之外，j 2 e e 体系结构还提供了一种统一的实时访 问系统平台级服务的方式。这些服务包括分布式事务、安全、消息处理等。 为了使用这些服务，需要在应用程序中添加大量的管道代码。经常还需要建 立和配置另一个不同的中间件解决方案，并且对特定厂家的a p i 进行调用以 访问相关的服务。除了像关系数据库这样的服务之外，此类服务有许多都是 专用的或者非标准的。结果是应用程序会变得更复杂、更费时、开发、管理 和维护的成本都更高。 除了管理这些不同的a p i 之外，对于服务器方应用程序还有另一方面重 要的要求。在服务器方，线程、数据库连接、安全性、事务等资源是非常稀 缺的。自行建立一个基础设施来处理这些资源总是一件很困难的工作。由于 这些服务器方要求在许多应用程序中都是普遍存在的，因此更恰当的考虑是 采用一个具有一些自带解决方案的系统平台。这样就可以把这些基础设施一 级的问题与更直接的把应用程序要求转换成软件这样的工作分开。j 2 e e 运行 环境可以满足这些要求。实际上是让j 2 e e 服务器开发商采用符合标准的方 式来实现这些功能。 如上所述，j 2 e e 并没有指出运行环境的本性和结构。它只是引入了一种 称为容器( c o n t a i n e r ) 的对象，通过j 2 e ea p i ，指定一个容器与应用程序之间的 合同关系。 哈尔滨工程