（计算机应用技术专业论文）基于corba的综合网管南向适配器的研究与实现.pdf

摘要 摘要 网络管理是“未来网络结构”的关键技术之一，它与高速路由交换、虚拟网 络并称为网络发展的三大支撑技术。网络管理对于网络高效运行的重要性，使其 成为当今信息网络研究的重要课题。 随着电信业务和智能网业务的发展，许多新的业务需要各个专业网管之间相 互协作才能提供。电信网、计算机网和电视网逐渐趋向融合，网络间互联互通的 要求越来越强烈。就是在同一类网络内部，由于网络规模不断扩大，网络功能不 断加强，复杂性不断增加，网络的异构性也越来越严重。同时，针对不同的管理 域，还存在大量功能单一的网管系统，这些管理系统各司其职、相互分离，甚至 不同厂家同类设备间的管理系统也不能很好的实现统一。另外在集中式网络管理 模式中网管系统不能随着网络规模和复杂度的变化而变化，致使网管系统越来越 庞大：网络管理逻辑全部集中在一个管理工作站中计算，需要占用大量的带宽来传 输设备数据，有效性差，同时管理工作站是系统中最脆弱的部分，一旦管理方超 负荷或死机，代理方因为必须等待管理方的指令而无法恢复系统，导致系统崩溃。 集中网络管理模式的效率已经逐渐难以适应现代的网络管理规模。 因此，分布式管理模式逐渐成为网络管理的主流模式，通过引入分布式网络 管理模式，可以有效解决集中式网络管理模式的缺陷：实现网管系统的可收缩性， 有效解决网管平台多样性引起的异构性，将网络管理分散到分布式网络中进行， 解决了中央管理工作站的瓶颈问题。 根据目前网络管理上述新技术的发展，本文首先分析了现阶段网络管理的现 状，阐述了综合网管的概念和功能，并简要说明了基于插件的一个综合网管系统 的模型。然后本文介绍了公共对象请求代理体系( c o r b a ) ，说明了c o r b a 在分 布式网络管理中的应用。同时本文着重说明了网管平台的南向适配器的框架设计 和子模块设计以及南向适配器在综合网管中的作用和功能，由于采用插件管理机 制，南向适配器与网管系统之间是一种松耦合的关系，因此南向适配器子系统具 有良好的可扩展性。最后本文说明了南向适配器子系统的测试方案及结果。 目前，南向适配器子系统已经通过了集成测试和系统测试，同时也通过了运 营商重庆移动的测试与验证，成功投入商用。 关键词：综合网管平台，分布式管理模式，c o r b a ，南向适配器 a b s t r a c t a b s t r a c t n e t w o r km a n a g e m e n ti so n eo ft h ev i t a lt e c h n o l o g yo f t o m o r r o wn e t w o r k a r c h i t e c t u r e ”，i ti so n eo ft h r e es u p p o r t i n gt e c h n o l o g i e so fn e t w o r kd e v e l o p m e n tw i t h h i g h s p e e dr o u t i n ga n dv i r t u a ln e t w o r k a sav e r yi m p o r t a n tf a c t o ro fn e t w o r k e f f i c i e n t o p e r a t i o n ，n e t w o r km a n a g e m e n ti sai m p o r t a n tr e s e a r c ht o p i co fc u r r e n ti n f o r m a t i o n n e t w o r k w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft e l e c o mb u s i n e s sa n di n t e l l i g e n tn e t w o r k , m a n yn e w b u s i n e s s e so n l yc a np r o v i d ew i t ht h ec o l l a b o r a t i v eo ft h ev a r i o u sp r o f e s s i o n a ln e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e m w i t h t e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k 、c o m p u t e rn e t w o r ka n d t e l e v i s i o nn e t w o r kg r a d u a l l yb e i n gi n t e g r a t e d ，t h ei n t e r o p e r a b i l i t yo fi n t e r - n e t w o r ki s r e q u i r e dm o r ea n dm o r es t r o n g l y e v e ni n s i d et h es a m ek i n do fn e t w o r k ，b e c a u s eo f n e t w o r k ss c a l ec o n t i n u a l l ye x p a n d i n g 、n e t w o r kf u n c t i o nc o n s t a n t l ys t r e n g t h e n e da n d t h ec o m p l e x i t yo fn e t w o r kc o n s t a n t l yi n c r e a s i n g ，n e t w o r k sh e t e r o g e n e i t ya l s ob e c a m e m o r ea n dm o r es e r i o u s a tt h es a m et i m e ，i nd i f f e r e n tm a n a g e m e n td o m a i n ，t h e r ea r e l o t so fs i n g l ef u n c t i o nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ，t h e s em a n a g e m e n ts y s t e mc a n t a c h i e v e u n i t ye v e nt l l e y a r es a m ek i n d o fm a n a g e m e n t s y s t e m o fd i f f e r e n t m a n u f a c t u r e r s d e v i c e i na d d i t i o n , i nt h e c e n t r a l i z i n gs t r u c t u r e ，t h e n e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e mc a n tc h a n g ew i t ht h es c a l ea n dc o m p l e x i t y , w h i c hm a d et h e s y s t e mb i g g e ra n db i g g e r a l lm a n a g e m e n tl o g i ci sc o m p u t i n gi no n ew o r ks t a t i o nt h a t w i l lo c c u p yt o om a n yb a n d w i d t h ，d e p r e s sp e r f o r m a n c ea n dm a d et h ew o r k s t a t i o n b e c o m et h ew e a k e s tp a r t , i ft h ew o r k s t a t i o no v e r r u no rd e a d ，a g e n tc a n tc o m eb a c k b e c a u s ei tm u s tw a i tm a n a g e r sc o m m a n d t h i ss t r u c t u r eh a sb e c o m et h ec h o k ep o i n to f t h em a n a g e m e n ts y s t e m a sar e s u l t ，d i s t r i b u t i n gm a n a g e m e n tm o d eb e c o m i n gt h em a i n s t r e a mm o d eo f n e t w o r km a n a g e m e n t t h r o u g ha d o p t i n gt h ed i s t r i b u t i n gn e t w o r km a n a g e m e n tm o d e ， w ec o u l dh a n d t a i l o rt h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mw i t hs c a l ea n dc o m p l e x i t y , s o l v e t h ei s o m e r o u sr a i s e db yd i f f e r e n tn e t w o r kp l a t f o r m ，d i s p e r s et h em a n a g e m e n tl o g i ci n t o d i s t r i b m en e t w o r k , i ts o l v e st h ec h o k e p o i n to f t h ec e n t r a l i z i n gm a n a g e m e n ts y s t e m a c c o r d i n gt ot h ed e v e l o p m e n to ft h en e wt e c h n o l o g yo fn e t w o r km a n a g e m e n t , t h i s n a b s t r a c t t h e s i sa n a l y z e dt h ec u r r e n ts t a t u so fc u r r e n tn e t w o r k m a n a g e m e n t ，a l s oi te x p l a i n e dt h e c o n c e p ta n df u n c t i o no fi 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 a n di tb r i e f l ye x p l a i na 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 mm o d e lb a s e do np l u g i n t h e n ，w ei n t r o d u c e d 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 ( c o r s a ) ，e x p l a i nt h ea p p l i c a t i o no f c o r b ai nd i s t r i b u t i n gn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m a tt h es a m et i m e , w ed e t a i l e d l y d e s c r i b e dt h ef r a m eo fs o u t ha d a p t e ro fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ma n dt h e d e s i g no f s o u t ha d a p t e r ss u b - m o d u l e ，a l s ow ee x p l a i nt h ef u n c t i o no fs o u t ha d a p t e ri ni n t e g r a t e d n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m b e c a u s eo fo u rs y s t e mi sb a s e do i lp l u g i nt e c h n o l o g y , i t i sal o o s e l yc o u p l e dr e l a t i o n s h i pb e t w e e ns o u t ha d a p t e ra n dn e t w o r k m a n a g e m e n t s y s t e m ，s oo u rs y s t e mh a sg o o ds c a l a b i l i t y i nt h ee n do ft h i st h e s i s ，w ed e s c r i b e dt h e t e s tm e t h o do fo u rs o u t ha d a p t e rs u bs y s t e m c u r r e n t l y , o u rs o u t ha d a p t e rs u bs y s t e mh a sp a s s e di n t e g r a t e dt e s t i n ga n ds y s t e m t e s t i n g ，a l s op a s s e dt h et e s t i n go fc h o n g q i n gm o b i l e i th a ss u c c e s s f u ld i v ei n t o c o m m e r c i a l l ya p p l i c a t i o n i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 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 确的说明并表示谢意。 签名： 日印础哟 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 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、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名师签名 年舶哆日 八剐一形一 切丝一剑 c ： 砰 子 第一章引言 1 1 课题研究背景 第一章引言 国际电信联盟( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n ，i t u ) 在将电信管理网络 f 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 tn e t w o r k ，t m n ) 分为五层金字塔模型：网元功能 层( n e t w o r ke l e m e n tl a y e r ) 、网元管理层( e l e m e n tm a n a g e m e n tl a y e r ) 、网络管理层 ( n e t w o r km a n a g e m e n tl a y e r ) 、业务管理层( s e r v i c em a n a g e m e n tl a y e r ) 、商业管理层 ( b u s i n e s sm a n a g e m e n tl a y e r ) n 1 。其中每一层都包含了告警管理( f a u l tm a n a g e m e n t ) 、 配置管理( c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ) 、计费管理( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ) 、性能管 理( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) 和安全管理( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) 等五个功能领域，简 称为f c a p s 。在国内，电信管理网从2 0 世纪8 0 年代诞生之后发展十分迅速，不仅 新的业务需求不断更新，新的技术不断被开发出来适应业务需求，而且网络的容 量增长迅猛，这使得网络规模和复杂性急剧膨胀。然而，激烈的竞争使得运营商 不可能去频繁更新已有设备，只能想方设法去提高已有网络设备的效能，从而提 高网络的利用效率和经济效益，因此，对网络设备和电信管理网的有效管理已成 为电信管理网的当务之急。 现在在国内，各个不同的设备生产厂商所声场的通信设备构成了运营商所建 设的网管系统，其中包括了本地传输网管、交换网网管、七号信令网管、移动网 管和接入网网管等，以上网络管理系统大多各自由不同的生产厂商开发，专业设 置不尽相同。因此导致了各个网管系统各自为政，互不相容，从而使得各个全网 的资源无法集中管理，全网告警也难以集中监控和故障定位分析，缺少对全网性 能数据统一采集和管理。各个专业网管之间通信业成为问题，网络管理人员操作 繁琐，效率低下，而且对各个不同厂商的设备进行操作失误率较高。全网维护的 自动化管理也难以进行。 此外，目前的电信管理网中的各个网管系统、网络计费系统、市场应用等系 统的建设时间先后有别，导致各个系统建设完成后兼容性不好，系统之间接口不 一。这种网络管理系统在中国已经加入世贸组织的今天，是很难在世界级的竞争 中取得上风的。对这些网络管理系统的升级迫在眉睫，因为如果网络产生了告警 而客户不知道或者知道时已经滞后了很久，或者在客户申请新业务缺无法及时为 电子科技大学硕士学位论文 其分配所需的网络资源，那么这种网络管理系统将很难取得客户的信任。 那么本文的解决方案是通过建立一种对各种专业网网管的性能、配置和告警 等数据都能兼容管理的，对全网的信息资源能够进行综合维护、管理和优化的， 对全网的网络运行状况能够进行掌控并在网络层对当前网络信息数据进行集中分 析和评估的，提供一些智能化的网络决策支持的综合网管系统【2 】【3 】【4 】 5 1 。 t m n 作为i t u t ( i t ut e l e c o m m u n i c a t i o ns t a n d a r d i z a t i o ns e c t o r ，国际电信联盟 远程通信标准化组) 所提出的一种目前主流的网络管理技术，为综合管理和维护电 信管理网提供了一个较好的解决方案。然而t m n 没有为解决各个不同通信设备商 的网管系统的不兼容性提供具体的实现方案。c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s t b r o k e r a r c h i t e c t u r e ) 作为当前的一种较为成熟的分布式面向对象网络管理技术【6 】， 十分适合于对当前电信市场环境下的快速构造及资源和业务进行有效管理。因此， t m n 和c o r b a 技术结合的方式为构建电信网综合网管系统提出了一种解决方案。 c o r b a 是o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ，对象管理组织) 所提出的一种分布 式计算体系结构，它是一种面向对象的技术，其适用于电信网的网络管理领域是 由于它所具备的优秀的分布式处理功能。c o r b a 网络管理技术具备平台独立性和 语言独立性的特点，这些特点可以应用于为不同生产厂商的不同设备以及不同版 本的网管系统提供综合管理。c o r b a 规范的技术特色有如下几点： ( 1 ) 面向对象的技术 c o r b a 是为了解决进程间通信问题而提出的一种中间件。它支持异构环境下 的不同对象之间的互操作，并且使用的是面向对象技术，因此非常适合于这种开 放体系框架的t m n 网络管理体系。 ( 2 ) 引入了对象请求代理( o r b ，o b j e c tr e q u e s tb r o k e r ) o r b 是为了建立对象之间服务器客户端关系的中间体，它作为c o r b a 的核心 之一，使得不同的组件之间可以通过o r b 来进行通信。o r b 是c o r b a 体系中最为 重要的构件，通过它c o r b a 才能实现软件之间通信的透明性。 o i m 一般使用的因特网对象间协议( i i o p , i n t e n l e ti m e r - o b j e c tp r o t o c 0 1 ) ，而将 t c p i p 协议作为其底层传输协议，从而实现各个o r b 之间的互联。i i o p 消息的传 输是基于t c p i p 的码流传输，其特点是面向连接和可靠。 ( 3 ) 服务器客户端程序完全分离 c o r b a 保证软件的客户端与服务器之间是松耦合的关系，也就是说，只要保 证调用方式不变，服务器和客户端都可以各自自由地进行修改或者升级，不用通 知对方。 2 第一章引言 ( 4 ) 基于已有的系统并屏蔽实现细节 c o i 强a 能够有效利用网元层网络管理系统的已有网络资源，使它们不再各自 为政，解决了网管系统应用开发过程的迫切要求。而且使新的网络管理系统尽可 能少的去了解已有系统的实现细节。 ( 5 ) c o p , 2 a 所提供的增值服务 c o r b a 有命名服务和通知服务等增值服务，c o r b a 的命名服务负责对系统中 的对象进行命名注册，从而赋予对象一个特定的名称以便利用该名称去查找相应 的对象引用。在网络管理系统中使用c o r b a 的命名服务，可以使得网管系统层次 结构划分合理，从而实现将t m n 中不同的管理对象和资源有条不紊的表示。 c o r b a 另外还提供了基于命名服务的通知服务，它负责提供给对象一种松耦 合的传送通信服务，使得不同对象之间可以进行异步通信，将数据在客户和服务 器之间传递，同时通知服务还可以提供特定的数据给感兴趣的客户，从而解决了 设备的紧急告警和性能数据的上报。 ( 6 ) c o r b a 对分布式网管系统的支持 网络管理系统想要实现不同专业网管的综合管理功能，采用分布式管理是一 种十分有效的方式。因为异构性是分布式计算环境中的一个十分显著特点。如果 在应用软件中引入一个完善的分布式网络计算框架，则可以把面向对象的思想引 入分布环境中，从而产生分布式对象计算的概念。 分布式对象以接口调用的方式被远程用户调用，它可以分布在于网络的任何 位置。至于分布式对象是如何被编译和基于哪种程序设计语言，对客户对象来说 应该是透明的。客户应用程序不需要去了解它所访问的分布式对象具体在网络中 的哪个地方或者工作于哪种操作系统之上。分布式对象既可以与客户程序分布在 网络的不同位置，也可以集中部署在一起。分布式对象能够在网络上各处移动， 具备动态性的特征。 软构件是一种不依赖于特定的操作系统和程序设计语言、可复用和自包含的 应用软件。一种典型的软构件就是分布式对象。基于分布对象技术的分布式应用 开发就是分布式对象的开发和组装。 c o r b a 使得已有的阮国建可以多次复用，从而使得应用程序可以通过构件对 象模型快速开发出来。这样即提高了开发人员的工作效率，又能够节省时间和经 费，而且这样开出来的应用软件更加规范和可靠。 电子科技大学硕士学位论文 1 2 国内外的发展现状 i t u t 第四研究组第二次全会在2 0 0 1 年于i t u 总部召开，与会期间，研究组成 员主要专门讨论了对c o r b a 、x m l t m l 的应用和新一代网络管理问题。其中， 通过的建议包括有1 6 项，其中绝大部分皆与在网管领域中应用c o r b a 的问题相 关，正是由于此次会议中的这些相关建议的通过，标示了在网管领域中应用 c o r b a 技术的标准化工作己趋于完善。在国内，各设备生产厂商和研究机构也对 c o r b a 相关技术的国际进展进行了密切跟踪，并对c o r b a 的实践应用开展了大量 的研究和实现，在取得了丰富的实际经验的同时，也对c o r b a 技术的部分应用研 究达到了世界先进水平。 首先，在国内，中国自主知识产权的c o r b a 系列产品已经推出，而由于c o r b a 技术在网络管理领域大规模应用，c o r b a 产品提供商获得了巨大的商机，目前， 国外软件厂商占据了c o r b a 产品的大部分市场，但是它们与t m n 的要求并不完全 一致。由于网管领域对c o r b a 产品的需求强烈，国内的中和威公司推出了拥有自 主知识产权的c o r b a 产品，从技术和价格方面为c o r b a 技术在网管领域的应用创 造了良好的条件。 其次，建立在c o r b a 技术基础上的网管系统标准也在国内初步制定完成，从 2 0 世纪9 0 年代以来，c o r b a 技术就被国内的研究机构作为网管的制定标准，比如 国内的g s m 网网络接口技术规范就是北京邮电大学网络管理研究中心、中国移动 公司、诺基亚、爱立信公司等单位根据c o r b a 技术联合制定的。现在，该技术规 范正被升级为行业标准，而且，3 g 也采用了其中的部分内容，将其作为第三代移 动通信网网络管理标准的组成部分。另外，北京邮电大学和中国联通公司一起制 定了c o r b a 网络管理接口规范，以应用于联通c d m a 的网络管理。这些基于 c o r b a 技术的网络管理标准的制定，使得国内的研究机构对基于c o r b a 技术的网 络管理标准制订过程中的产品成本控制问题、实现一致性问题以及确保使用不同 技术定义的接口语义一致性等问题积累了丰富的经验。在国内，如果从通信网单 的网络规模来看，中国联通公司的c d m a 已经是世界上最大的网络。然而，对比 世界上先进的移动通信运营商，我国在网络管理和维护的手段上仍然处于落后， 移动网管的建设和应用仍然很脆弱，因此我国在网管及其设备管理和维护上的差 距仍然与世界先进水平差距较大。而移动通信技术的发展势头仍然不减，技术更 新不断，新的业务以及设备层出不穷，这使得电信管理网的管理和维护变得越来 越复杂。中国联通要确保其核心竞争力就必须保证它能够提供优秀的网络质量和 4 第一章引言 服务，但是如果通信网络建设迅猛，管理网络的建设却停滞不前，那么其网络优 势必然难以保证，因此移动通信网的网管问题的研究和网管系统的建设是一项迫 在眉睫的任务。当前对于国内大多数的设备生产厂商来说，比如中兴、华为和国 外的摩托罗拉、阿尔卡特朗讯和爱立信等都不能对联通省级网管进行管理，因此 所有的设备生产厂商研发的网管都必须提供北向绑定接口。总所周知爱立信是当 前世界第一的移动通信网络供应商，引领着移动互联网和宽带互联网领域的发展。 因此爱立信在很早以前就拥有了自己开发的基于t m n 的网管平台，基于这个平台 可以来扩展其它设备的网管系统十分方便。然而由于这个平台开发的时间很早， 导致其在扩展性、可移植性以及开发效率上做得不尽人意。 1 3 课题的来源、目的和意义 1 3 1 课题的来源 本课题来源于中兴通讯股份有限公司第三代传输网管项目，具体来源于南向 适配器小组所开发的分布式南向适配器子系统。 1 3 2 课题的目的 研究c o r b a 技术在综合网管中的应用，通过分布式部署网元层网管，解决 了综合网管中的大数据量问题，设计和实现了基于c o r b a 技术的支持多厂商、 多技术光传送设备的适配层系统。 1 3 3 课题的意义 实现了分布式部署基于c o r b a 通讯的综合网管适配层子系统，解决了网络 层网管大数据量的问题【7 】，并采用插件式开发技术，使得网管的各个功能模块可以 动态加载和卸载，合理利用系统资源。并且由于分布式开发技术，使得网管兼容 不同厂商的产品，只需不同设备提供商遵循基于标准统一的南向接口即可。 1 4 论文的组织结构 全文共分为六章，全面讨论了综合网管的历史、现状和发展趋势，叙述了 c o r b a 中间件技术及其在分布式网管系统中的应用，描述了中兴通讯股份有限公 5 电子科技大学硕士学位论文 司第三代传输网管平台的总体设计、协作流程设计已经南向适配器子系统的详细 设计。具体构成如下： 第一章引言 本章介绍了课题研究背景和国内外发展现状，课题来源、目的以及意义，论 文的组织结构。 第二章综合网管系统 本章介绍了t m n 的概念和体系结构，描述了综合网管的架构、内容、优势、 复杂性和功能等，最后本章概述了综合网管的架构。 第三章c o r b a 在分布式综合网管中的应用 本章阐述了分布式网络管理的必要性，说明了c o r b a 在分布式网管中的应 用，也介绍了c o r b a 的体系结构和组件。 第四章南向适配器及其子模块的设计与实现 本章描述了南向适配器的总体框架、同步框架和子模块的设计说明。简述了 南向适配器的设计机制和协作流程，给出了相关类的定义和接口设计。 第五章系统的测试 本章说明了本文所设计的系统的测试方法与结果。 第六章总结 本章总结了本文的工作内容以及工作的不足之处，对未来的工作进行了展望。 1 5 本章小结 本章首先描述了网络管理的现状，指出了各个分散的专业网管和集中式网管 的诸多不足之处，从而引出了综合网管和分布式管理技术的概念，然后在对分布 式网络管理技术介绍的基础上，本章重点介绍了c o r b a 的一些基础知识和 c o r b a 在网络管理应用中的优势。在对课题的研究背景进行阐述之后，本章介绍 了课题的来源、目的和意义，然后说明了本文的组织结构，后面的章节将根据本 章逐步展开，通过对综合网管和c o r b a 管理技术的研究，本文作者对分布式综 合网络管理系统提出了自己的解决方案。 6 第二章综合网管系统 第二章综合网管系统 正如前所述，t i v i n 是i t u t 对电信管理网提出的一个解决方案，其标准化程 度和系统化程度是其他组织所不能比拟的，所以本文的综合网管也是基于t m n 的 一个概念，因而本章首先介绍t m n 的相关知识。 2 1t m n 简介 t m n 定义了标准接口，使得各种操作系统和通信设备能够根据这些接口进行 互联，执行网络管理功能，从而实现了一个组织好的体系结构。t m n 的网络以一 种分离的形式管理电信网，通过定义的标准接口发送和接受信息来管理电信网。 2 1 1i m n 的体系结构 正如前所述，t m n 是为了实现各种操作系统和通信设备之间的互联而定义的 一种标准，它所定义的标准协议和接口使得网络管理信息交换成为一种有组织的 网络体系结构，这种体系结构可以从信息交互、管理功能和物理实现三个方面来 进行分类，从而产生了t m n 的信息体系结构、功能体系结构和物理体系结构。下 面我们分别从这三个方面来阐述t m n 的体系结构。 t m n 的功能体系结构主要是有一些功能模块组成。这些功能模块包括有：操 作系统功能( o p e r a t i n gs y s t e mf u n c t i o no s f ) 、中介功能( m e d i af u n c t i o nm f ) 、适配 器功能、数据通信功f l 皂( d a t ac o m m u n i c a t i o nf u n c t i o nd c f ) 等。此外半标准的功能 模块包括网元功能( n e t w o r ke l e m e n tf u n c t i o nn e f ) 、工作站功能( w o r ks t a t i o n f u n c t i o nw s f ) 。操作系统功能块负责实现电信管理功能以及处理相关信息。中介 功能主要起到中介作用，它负责传送信息于操作系统功能与网元功能之间，从而 保证信息模式能够满足各个功能模块的需求，并使网元到操作系统功能块的结构 更加灵活。数据通信功能负责保证各功能块之间数据通信的流畅性，它也提供o s i 网络互连模型中第1 至第3 层的功能。网元功能块的功能分为t m n 之内和t m n 之外 的部分，t m n 之内的是指网元为了被管理而向t m n 描述其通信功能的网元功能， 其余功能则属于t m n 之外。适配器功能负责用户与t m n 之间的交互，而人机界面 则属于t m n 之外。 7 电子科技大学硕士学位论文 t m n 的信息体系结构强调在面向事务( t r a n s a c t i o n o r i e n t e d ) 处理的信息交换 中采用面向对象( o b j e c t o r i e n t e d ) 的技术，为此t m n 引入管理着与代理的概念， 应用o s i 系统管理的原则。信息体系结构主要包括管理信息交换及管理信息模型两 个方面。管理信息模型中包含了网络管理的资源及其所支持的管理活动。信息模 型用被管理的对象( m a i l a g e do b j e c t ) 表示网络管理的资源。t m n 采用模型的方式 决定了信息交换的范围是在标准方式以内，t m n 的各种管理操作使用模型中的活 动( a c t i v i t y ) 来实现。t m n 的数据通信功能与管理信息交换关系密切，消息传递 功能的主要内容是是协议栈及接口规范。电信网络的管理是一种信息处理的过程， 对于每一种特定的管理应用，按照i t u t 建议中系统管理模型( s y s t e mm a n a g e m e n t m o d e l ) 中的定义，都具有管理者，代理者两方面的作用。 为了实现t m n 各种功能需要的物理配置，t m n 的物理体系结构被提出作为 t m n 的体系结构之一。t m n 的物理体系结构使得t m n 能够适应在多厂商复杂环境 下的网络管理。它能够管理任何电信管理网络和数据通信网的组织、运行和为何。 这里的接口用物理实体之间的点来表示。t m n 通过参考点来定义标准接口，比如 q 3 参考点对应q 3 接口。 2 1 2t m n 的管理功能 t 1 v n n 的网络管理业务需要其各类管理功能的支持，这些管理功能同时也满足 对被管网络的操作，维护和管理的需要。电信管理网的应用软件为管理人员网络 管理所需要的人机交互接口，管理人员也可以通过t i v r n 所提供的管理功能对电信 管理网执行各种管理操作。t m n 的管理功能是提供给电信管理网及其业务，可以 将其划分为以下五种管理功能域【l o 】： 性能管理( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) ：电信管理网设备的性能和网元的有效性 评估就是依靠性能管理，性能管理要求提出评价报告的一组功能。性能管理的内 容包含了性能分析，性能测试及性能控制。其目的是为了监控电信管理网的网络、 网元或设备的性能，并对性能统计数据进行采集，据此来评价网络和网元的有效 性。 故障管理( f a u l tm a n a g e m e n t ) ：为了检测到电信网络的异常运行情况，并在异 常运行情况出现后对电信设备进行监测、隔离和校正，t m n 提出了故障管理的概 念。故障管理主要包括有告警监测、故障定位、故障纠正、可生存性质量保证、 测试和故障报告管理。 第二章综合网管系统 配置管理( c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ) 配置管理负责控制网络设备的配置，例 如识别网元，收集网元相关配置数据，对网络进行规划，网络工程的安装以及合同 的协商、提供和状态与控制。其目的是为了对网络的建立、扩充和开通进行有效 管理。 计费管理( a c c o u n t i n g m a n a g e m e n t ) ：计费管理是为了对用户使用的网络资源进 行采集，这样既可以将这些计费信息存入用户账户以供用户查询，又可以供计费 管理模块对这些信息资源进行计费以确定用户费率。 安全管理( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) ：安全管理的目的是为了保护网络和网络设 备。安全管理的内容包含对接入用户权限的管理，安全审查及安全告警处理。它 能够保证网络资源的利用处于安全运行状态。 2 1 3t m n 的逻辑分层 从管理业务的逻辑分层上来看，t m n 的管理层次由事务管理层( b u s i n e s s m a n a g e m e n tl a y e r ) 、业务管理层( s e r v i c em a n a g e m e n tl a y e r ) 、网络管理层( n e t w o r k m a n a g e m e n tl a y e r ) 、网元管理层( e l e m e n tm a n a g e m e n tl a y e r ) 和网元功能层 ( n e t w o r ke l e m e n tl a y e r ) 组成，下面分别对这些层次进行说明。 事务管理层：事务管理层处于t m n 功能管理层次的最高层，一般由最高管理 人员对这一层进行管理。这一层的主要管理功能包括网络的规划和设计、资源的 控制、业务的预测和规划、资产和效益的核算等。 业务管理层：它是为了对满足用户的需求并对其进行协调，提供用户需要的 业务，跟踪服务质量，处理用户的意见，是面向用户服务的应用程序。 网络管理层：其主要功能是管理各个网元互联的网络，包括建立并维持网络 连接，拆除有故障或已作废的网络连接，监视网络性能，发现并定位网络故障， 控制网络运行以保护网络的安全运行，同时也需要与上一层网管进行交互。 网元管理层：网元管理层管理各个独立的网元，因此需要对网元的相关数据 进行收集和预处理，为上层网络管理层和下层的网元之间提供网关的功能控制和 协调各个网元。 网元功能层：该层提供最基本的网络管理功能，它为t m n 提供获取系统资源 数据的方法。 本文中的综合网管属于上述的网络管理层，其适配器即为网络管理层的n m s 接网元管理层的e m s ( e l e m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m ) 的南向适配器。 9 电子科技大学硕士学位论文 2 2 综合网管系统概述 2 2 1 网络管理概述 网络管理是指管理和控制网络的运行状态，以保证电信管理网的各种服务能 够经济、可靠、安全、有效【1 2 】【1 3 】。因此网络管理的任务包含以下两个方面：第 一是监测网络的运行状态，第二是控制网络的运行状态。监测与控制互相影响并 相互作用。通过监测网络的运行状态可以知道当前网络的状态是否符合标准，是 否有瓶颈或者存在潜在的危机，通过控制网络的运行状态可以对网络状态进行及 时调节，提高网络服务的性能。因此，网络管理可以说就是指网络的监测和控制。 在网络管理中，有几个重要的概念： 网络管理应用：网络管理应用分为两部分内容，分别是在网络管理工作站中 运行的管理者( m a n a g e r ) 和在网络设备中运行的代理( a g e n t ) 。一般在网管系统中只 有少量的管理者，代理的数量却有很多。管理者和代理之间的通信一般是通过固 定或周知的管理协议，比如一些应用普遍的管理协议：电信管理网中的c h i p 协议 以及t c p d 协议栈中的s 瑚p ( 简单网络管理协议) 协议【1 4 】f 1 5 】。在应用程序中，管理 者和代理都是应用层进程，它们需要执行指定任务并在相互之间进行通信以协作 完成网络管理任务。 管理信息库：管理信息库对网络管理中存储的数据类型和数据项目进行了规 定并形成标准，它允许对每个数据项进行操作，是网络管理数据的标准。如果需 要得到某个网络设备的所有统计数据，就可以对管理信息库中的这些数据项目进 行存取访问，同时配合对多个网管统计数据进行综合分析，就可对电信管理网进 行网络管理。 管理者：管理者是是一个进程，存在于管理工作站之中。管理者与管理代理 之间可以发送和接收信息，这主要是通过管理服务原语来实现，管理者可以控制 管理代理。 代理：代理也是一个进程，存在于网络设备之中，它负责接收来自管理者的 管理服务原语，并执行相应的网管操作。 被管对象：被管对象通过抽象网络设备和网络资源，代表网络管理资源的可 管理属性。 1 0 第二章综合网管系统 管理平台：管理平台包括有o s 、网络管理的管理软件以及管理工作站等组成 部分。 2 2 2 综合网管的概念 二十一世纪以来，网络规模不断扩大，复杂度也越来越高，综合网络管理的 概念也逐渐被提上日程，于是在理论上和实践上，综合网络管理的研究与探索也 日趋增加。然而由于理解的差异性，各个研究机构和厂商都对综合网络管理提出 了自己的思想，并且按照自己的特色进行实现，这必然导致综合网管系统的不一 致性，致使综合网管难以“综合 。 因此虽然人们对于综合网络管理的需求迫切，但是由于上述综合网管的不一 致性，致使综合网管的标准难以统一，定义也不尽一致，综合网管的发展进程缓 慢，对综合网管的实现途径也难以确定。在实现电信管理网的综合网管时，其综 合的范围、方式、内容、目的不尽相同，比如既可以综合区域间的不同专业网管， 又可以综合专业网的不同生产厂商、不同平台和区域以及不同的功能和业务，另 外网管的综合也可以有广义和狭义之分。而且，综合网管具有很大的包含范围， 致使综合网管的实现技术、方法和结构难以确定，所以综合网管的实现一般只能 在有限的范围内完成。 2 2 3 综合网管的内容 综合网络管理可以综合的内容很多，主要有以下几方面： ( 1 ) 操作的综合 操作的综合要求综合网管上的操作界面相似度一致或很高，针对不同类型的 设备，操作界