（计算机科学与技术专业论文）面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究.pdf

面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 摘要 在当前多厂商、多类型的混合网络环境中，网管接口之间存在很 大的差异性，为了解决网管接口的一致性问题而引入网管接口适配技 术。通过对不同网管接口的适配，网管系统可以实现各个子系统之间 的互连互通互操作，特别对于综合网管系统更需要把被管设备的厂家 网管接口归一化后统一操作与管理。 早期粗放型的接口适配方法，采用面向全功能的接口适配方法， 即一个适配器同时实现告警、配置、性能、安全等所有接口功能的适 配。而且新接入一种被管设备，需要重新设计与实现一个“接口适配 模块 ，故基于传统接口适配方法开发的适配器适应性不强，且设计 与开发周期长、成本高。厂家设备接口变化、上层网管系统需求变化 等原因也造成接口适配器的维护难度大。 本硕士学位论文主要研究面向性能管理的高适应性网管接口适 配方法。首先分析传统粗放型接口适配方法，并从它存在的不足出发， 提出面向性能管理的精细化高适应性网管接口适配方法，并建立面向 性能管理的高适应性网管接口适配模型，分别从数据获取、分析入库、 数据处理三个阶段详细分析模型，模型主要完成接口适配方面的协议 适配与信息模型适配；在模型分析的基础上，设计高适应性适配器的 核心模块设计，介绍关键实现技术与方法；然后用移动网高适应性性 能接口适配实例在方法层面上对高适应性性能管理接口适配方法的 高适应性加以验证，用具体厂家设备性能接口适配实例在系统实现层 面上对高适应性性能管理接口适配方法的高适应性加以验证；最后指 出面向性能管理的高适应性网管接口适配方法需要进一步研究的地 方。 关键词：网络管理性能管理接口适配数据采集适应性 t h er e s e a r c ho fp m o r i e n t e dh i g hf l e x i b l e i n t e r f a c e a d a p t e dm e t h o d i nn m s a b s t r a c t i nt h ec u r r e n tm i x e dn e t w o r ke n v i r o n m e n tw i t hm u l t i - v e n d o ra n dm u l t i _ t y p e e q u i p m e n t s ，t h e r ea r el a r g ed i f f e r e n c e sa m o n gt h en e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e s ( n m i s ) t h en m ia d a p t e rt e c h n o l o g yi si n t r o d u c e di no r d e r t os o l v et h ec o n s i s t e n c y p r o b l e mo fn m i s a f t e rd i f f e r e n tn m i sa r ea d a p t e d ，t h e n e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e m 科m s ) c a nr e a l i z et h ei n t e r - c o n n e c t i o na n di n t e r - o p e r a t i o na m o n gd i f f e r e n t s y s t e m s ，s oa st ou n i f i e d l ym a n a g ea n do p e r a t et h em a n a g e ds y s t e m sw i t hd i f f e r e n t n m i s ，p a r t i c u l a r l yf o rt h ei n t e g r a t e dn m s t h e t r a d i t i o n a li n t e r f a c e a d a p t e r m e t h o di s c r u d ea n du s e st h e 如i i f u n c t i o n o r i e n t e di n t e r f a c ea d a p t e rm e t h o d ，a n da na d a p t e ra tt h es a m et i m ed e a l s w i t ha l li n t e r f a c ea d a p t e ro fa l a r m , c o n f i g u r a t i o n ，p e r f o r m a n c e ，s e c u r i t ya n do t h e r f u n c t i o n s r e d e s i g na n dr e i m p l e m e n ta n ”i n t e r f a c ea d a p t e rm o d u l e f i o ms c r a t c h w h e nan e wm a n a g e dd e v i c ei sa c c e s s e d s ot h es y s t e mb a s e do nt h et r a d i t i o n a l i n t e r f a c ea d a p t e rm e t h o di sn o th i g hf l e x i b i l i t y a n di t sd e s i g na n dd e v e l o p m e n tc y c l e b e i n gs ol o n gm a k e si t sc o s ts oh i g h i n t e r f a c ea d a p t e rm a i n t e n a n c ei sv e r yd i f f i c u l t b e c a u s eo fv e n d o rd e v i c e s i n t e r f a c e sc h a n g i n g ，u p p e rn m sr e q u i r e m e n t sv a r i e t ya n d o t h e rr e a s o n s i nt h i st h e s i s ，t h ep m o r i e n t e dh i g hf l e x i b l ei n t e r f a c ea d a p t e rm e t h o di sm a i n l y r e s e a r c h e d f i r s t l y , i n t r o d u c et h et r a d i t i o n a lc r u d ei n t e r f a c ea d a p t e rm e t h o d ；f r o mt h e s h o r t c o m i n g so fi t se x i s t e n c e ，t h ep m - o r i e n t e dh i g hf l e x i b l er e f i n e di n t e r f a c e a d a p t e d m e t h o da n di t sm o d e li sp u tf o r w a r d ，i nt h r e ep h a s e so fd a t ac o l l e c t i n ga n a l y s i st h e n i n t od a t a b a s ea n dd a t ap r o c e s s i n g , s oa st of i n i s ht h ep r o t o c o la n di n f o r m a t i o nm o d e l a d a p t a t i o n ；a f t e rm o d e la n a l y z i n g , d e s i g nt h ec o r em o d u l e so fh i g hf l e x i b l ea d a p t e r a n di n t r o d u c et h ek e yt e c h n o l o g i e sa n dm e t h o d s ；t h e nv e r i 母t l l e1 1 i g hf l e x i b i l i t yo ft h e 1 1 i g hf l e x i b l ei n t e r f a c ea d a p t e rm e t h o d , f i r s ti nm e t h o dl e v e lw i t ht h em o b i l en e t w o r k i n s t a n c e ，t h e ni ni m p l e m e n t i n gl e v e lw i t hs p e c i f i ci n t e r f a c ea d a p t e ri n s t a n c e s ；f i n a l l y p o i n to u ts o m ec a s e sn e e d e dt ob er e s e a r c h e df u r t h e r k e yw o r d s ：n e t w o r km a n a g e m e n tp e r f o r m a n c em a n a g e m e n t i n t e r f a c ea d a p t i n gd a t ac o l l e c t i n gf l e x i b i l i t y i i 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的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。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 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了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：磊音2 基 日期： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。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磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：旌z 丞日期：五磁：；：； 导师签 北京邮电大学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 第一章前言 1 1 课题背景 随着计算机技术和通信技禾的迅速发展，各种电信新技术不断地被应用到通 信网络中。随着人们通信需求的不断增长，新的通信业务层出不穷，通信网络规 模不断扩大，网络复杂性日益提高。为适应电信技术的不断进步和通信网络规模 的不断扩充，只有开发并建立可靠的网络管理系统【l 】( 简称“网管系统 ) ，才 能更有效率地利用网络资源，降低运营成本，提高服务质量。 n u t ( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o mu n i o n - t e l e c o m m u n i c a t i o n s ) 在o s i ( o p e ns y s t a n i n t e t c o n n e c t i o n ) 系统管理框架的基础上，提出的电信管理网【2 】踟( t m n ， 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 ) 是指导网管系统开发的重要基础。t m n 是一个逻辑上同通信网分离的管理网，通过标准网管接口与电信网进行传送接 收管理信息从而达到对电信网控制和操作的管理目的。 目前通信网中的被管对象是多厂商、多类型的，在这种多厂商、多类型环境 下，网管接口之间存在有很大的差异性，每个厂商设备提供的接口各异，甚至同 一厂商的不同被管对象提供的接口都有可能不同，而上层网管( 省级综合网管， 部级综合网管) 要对这些设备统一管理，即存在互联互通互操作的问题。为了解 决网管接口的一致性而引入了网管接口适配技术，通过对不同网管接口的适配， 网管系统可以实现各个子系统之间的互连互通互操作，实现对不同管理接口的被 管系统统一操作和管理，特别对于综合网管系统更需要把被管设备的厂家网管接 口归一化后统一操作与管理。 传统性能管型4 】接口适配方法使用面向厂商的接口适配方法，即每新接入一 种厂商设备，就需要重新设计与实现一个“接口适配模块 。故适应性不强，且 设计与开发周期长、成本高。厂家设备接口变化、上层网管系统需求变化等原因 也造成接口适配器的维护难度大。 1 2 课题任务 在对省级移动综合网管性能管理需求分析的基础上，以及对性能管理接口适 配研究的基础上，本课题提出一套高适应性性能管理接口适配方法，并把此方法 抽象成模型，然后分析此模型；在模型分析的基础上，设计高适应性适配器的核 心模块，介绍关键实现技术；然后用移动网高适应性性能管理接口适配实例在方 法层面上对高适应性性能管理接口适配方法的高适应性加以验证，用具体厂家设 北京邮屯人学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 备性能接口适配实例在系统实现层面上对高适应性性能管理接口适配方法的高 适应性加以验证。 本课题主要任务是，在分析性能管理接口适配的现状以及存在的问题的基础 上，提出一套具备高适应性的性能管理接口适配方法，并对该方法加以实现与验 证。本论文主要做了以下工作： 分析接口适配器的现状以及传统接口适配方法的不足； 提出一套具备高适应性的性能管理接口适配方法，并对此方法建模； 设计高适应性接口适配器的核心模块，分析关键实现技术； 在方法层面与系统实现层面上，验证高适应性性能管理接口适配方法的 高适应性。 基于高适应性接口适配方法所实现的接口适配系统，可以快速地把被管设备 接入综合网管系统、快速适应厂家接口和上层应用需求的变化。基于高适应性接 口适配方法所实现的接口适配系统，已在某运营商省级移动综合网管系统中得到 较为广泛的应用。 1 3 研究生期间所作的工作 本人作为北京邮电大学网络管理研究中心的一名研究生，参加了多个网管系 统开发项目，对网管相关理论和技术有了一定的认识，尤其对网管接口技术与适 配进行了较为深入的研究。攻读学位期间参与的项目主要有以下四个。 1 作为主要参与者之一参加“朗讯传输网网管接口适配模拟系统”项目。依 据t m f 8 1 4 标准，该系统包括厂商设备侧北向接口的系统、配置、性能、 告警等方面的管理；该系统主要为上层综合网管系统测试提供真实接口与 模拟数据，从而降低综合网管系统的测试成本与开发难度。个人主要负责 系统、性能管理模块的设计与开发。 2 作为主要参与者之一参加“朗讯移动网网管接口适配系统项目。中国联 通c d m a 网要求所有设备厂商的接入设备必须符合最新的中国联通网络 管理北向接口( 版本2 1 ) 标准。该系统把朗讯设备的私有数据接口转换 成符合中国联通c d m a 网北向接口( 2 1 版本) 要求的标准数据接口。个 人主要负责此系统的测试、调试、安装、培训工作。 3 作为主要参与者之一参加“集群通信网网管接口适配系统”项目。该项目 主要任务是，为某基于t e t r a 技术的数字集群通信系统设计与实现配置 管理、告警管理和安全管理。个人主要负责设计与实现配置管理接口适配 2 一 北京邮电大学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 模块。 4 作为主要参与者之一参加“中国联通省级综合网管接口适配系统项目。 该项目主要任务是，维护与开发全国9 个省的g 网和c 网的接口适配模块， 主要包括无线网接口适配和交换网接口适配两部分。个人主要负责全国9 个省g 网的无线网接口适配模块的维护与开发，并撰写相关维护文档。 1 4 论文结构 论文后续部分的内容安排如下： 第二章移动网性能管理接口适配器现状分析；首先介绍移动网管系统结构， 指出接口适配模块在整个移动网管系统结构中的位置，分析性能管理接口适配的 作用与存在的问题；最后提出本课题的研究对象与要解决的问题。 第三章高适应性网管接口适配模型；针对第二章提出的要解决的问题，提 出解决方法，并以把此方法抽象成模型加以分析，从而详细阐述满足高适应性性 能管理接口适配的具体解决方案。 第四章高适应性移动网性能管理接口适配器的设计和实现；首先，把高适 应性接口适配模型转换成移动网性能管理接口适配体系结构，设计接口适配的核 心模块，介绍关键实现技术；其次，使用“移动网性能管理接口适配系统 实例 在方法层面上对高适应性接口适配方法的高适应性加以验证：然后，使用“具体 厂家性能管理接口适配系统 在具体系统实现层面上对高适应性接口适配方法的 高适应性与实用性加以验证；最后，分析了实际应用效果以及时空效率。 第五章结束语；对论文工作进行总结，说明目前的研究成果以及尚待进一 步研究的问题。 最后为参考文献和致谢部分。 3 北京邮电大学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 第二章移动网性能管理接口适配器现状分析 本章首先介绍接口适配模块在整个移动网【5 】综合网管系统中的位置与作用， 然后剖析它在设计、实现方面存在的问题，并提出本论文的研究对象、要解决的 问题与目标。 2 1 接口适配器在综合网管系统中的位置 移动网综合网管系统的主要作用是对移动网内不同软硬件平台网络产品进 行统一管理，并为网络和业务运行情况提供统计分析和优化手段，保证移动通信 网络稳定、可靠运行。根据国内某电信运营商组织结构和移动通信网网络结构的 实际情况，所采用的移动网综合网管系统总体架构如图2 1 所示。 省级综合网管系统 l f - 商o m c 2 图2 - i 移动网综合网管系统总体架构图 图2 1 中包含设备、厂商o m c 模块、省级综合网管系统与总部综合网管系统 这四个模块。厂商o m c 6 】【刀模块仅负责对其自身设备进行管理；省级综合网管系 统负责省内移动通信网的综合管理；总部综合网管系统负责某运营商全国移动通 信网络的综合管理。 厂商o m c 模块对其自身设备进行直接管理，并为上层网管系统提供管理接 口；省级综合网管系统在每个省份部署一套，通过厂商o m c 模块提供的接口实 现对省内移动通信网的综合管理，并为上层网管系统提供管理接口；总部综合网 管系统仅在总部部署一套，通过省级综合网管系统提供的接口实现对某运营商全 国移动通信网络的综合管理。 遵循t m n 标准，移动网省级网管系统提供性能、故障、配置、告警、报表 等方面的管理功能。移动网省级综合网管系统体系结构如图2 2 所示。 4 北京邮电大学硕士学位论文 面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 一一上层应用一一一一一一一一一一一一一一一一一、 图2 - 2 移动网省级综合网管系统体系结构图 移动网省级综合网管系统包含横线以下的厂商设备侧和横线以上的省级综 合网管侧这两部分。厂商设备侧的o m c 为厂商设备网管系统，负责自身设备的 管理，并为省级综合网管侧提供管理接口。省级综合网管侧包括接口适配、中央 数据库、上层应用与用户接口这四个模块；接口适配模块负责数据采集以及处理； 中央数据库用于存放归一化的网络管理信息；上层应用部分提供配置、告警、性 能等方面的综合管理；用户接口部分为网络管理人员提供网络管理界面。 在无特殊说明的情况下，论文所提及“接口适配器 的位置即是图2 2 中虚 线框部分“接口适配模块”的位置，并且论文所提“接口适配即指厂商网管系 统到省级综合网管系统的性能管理接口适配，是面向性能管理的精细化接口适 配，而不是早期面向全功能的粗放型接口适配。 接口适配模块任务的分析。o m c 提供的数据接口有文件、数据库、流等方 5 北京邮电大学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 面的接口，并且由这些接口提供的数据在格式、粒度等方面各异，但是省级综合 网管系统需要统一管理所有厂商的通信设备，因此需要对这些接口进行适配从而 获取统一格式与粒度的性能管理信息。接口适配模块的任务是，数据采集模块通 过厂家设备数据接口获取网络管理信息，并放到“省级综合网管侧”的服务器上： 数据处理模块分析厂家网络管理信息，经过计算、映射、汇总等处理方法归一化 后存入“中央数据库 。i 至此，厂家网络管理信息即以统一格式与粒度存放在中 央数据库中。 接口适配模块主要作用是完成从厂家网络管理信息接口到标准网络管理信 息接口的转换。接口适配模块包括性能、配置、告警等方面的接口适配功能；本 论文关注性能管理接口适配模块，它首先从厂商设备侧的o m c 上获取性能管理 信息，然后通过分析、处理等操作把这些管理信息归一化后放入中央数据库中， 从而为上层应用提供统一的数据支持。性能管理接口适配即是把厂家提供的格式 与粒度各异的数据接口转换成统一格式与粒度的标准数据接口，从而满足省级综 合网管系统对性能管理的需求。 2 2 目前的性能管理接口适配器体系结构 目前的移动网省级综合网管系统性能管理接口适配体系结构如图2 3 所示。 6 北京邮电大学硕十学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 图2 - 3 传统网管接1 ：适配体系结构图 图2 3 包含横线以下的厂商设备侧和横线以上的省级综合网管侧这两部分。 其中o m c 、中央数据库、上层应用与用户接口这几个模块的作用与图2 2 中的相 应模块的作用一样，不再赘述。 “接口适配模块( 传统接口适配) 有多个数据采集与处理模块组成，包括 性能、配置、告警等方面的接口适配功能。论文重在阐述性能管理接口适配方法， 因此本图重点突出性能管理接口适配，即面向性能管理的精细化接口适配，论文 中描述的方法不一定适用配置、告警等方面的接口适配，下文不再重复说明此问 题。 传统的接口适配方法( 为了和“高适应性接口适配方法 作对比分析，本论 文称“目前的接口适配方法”为“传统的接口适配方法 ) 使用面向特定厂商的 接口适配方法，这种方法针对每个厂家数据接口单独设计、开发一个“数据采集 与处理模块”，并且把对性能管理信息的处理固化在程序中，故此方法不通用、 适应性不强。程序固化的方式也导致性能管理适配模块开发周期长、实现成本高、 7 北京邮电大学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接1 3 适配方法的研究 稳定性差、可维护性弱等缺陷。传统的接口适配方法难以满足网管系统应用过程 中，对性能管理信息变化、性能指标变化以及厂家接口变化等情况的快速反映。 在对接口适配技术研究的基础上，根据已有实际项目经验提出一套高适应性 接口适配方法，重点解决性能管理接口适配模块适应性不强的问题。高适应性性 能管理接口适配方法采用“面向特定厂商+ 面向特定技术+ 面向通用数据处理的 方式，第三章将详细介绍、分析此方法。 基于高适应性接口适配方法，可以快速开发接口适配系统，并且这种系统易 于定制与维护；快速把被管设备接入综合网管系统，快速适应厂家接口、上层应 用需求的变动。 8 北京邮电大学硕士学位论文 面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 第三章高适应性网管接口适配模型 从第二章对移动网性能管理接口适配器现状的分析可知，传统接口适配方法 存在适应性不强等缺陷，在对移动网省级综合网管系统之性能管理子系统用户需 求和性能管理接口适配研究的基础上，提出一套高适应性性能管理接口适配旁 法，并把此方法抽象成模型。通过模型分析，详细剖析高适应性性能管理接口适 配方法，并为第四章接口适配器的设计与实现奠定基础。 3 1 高适应性网管接口适配体系结构 在研究性能管理接口适配的需求、研究传统接口适配系统的现状与阅读相关 文献的基础上，再结合实际项目经验提出这套高适应性性能管理接口适配方法。 具体提出过程为，上层网管系统需要统一格式、粒度的性能管理信息，而厂商设 备提供格式与粒度各异的性能管理信息，因此需要把两者进行适配；首先需要得 到厂家设备性能管理信息，这是第一步，也是最基本的一步；然后把这些数据进 行格式与粒度的统一，而这个任务分为几步完成呢? 本硕士论文把它分为两步， 首先把第一步得到的厂家管理信息解析后放入与厂家格式相关的性能管理信息 库中，然后通过计算、映射、汇总等处理方法，把厂家格式相关的信息归一化后 放入统一格式、粒度的性能管理信息库中。 本课题把整个接1 ：3 适配过程分为三个相对完整且具备独立业务逻辑特点的 阶段，即数据获取、分析入库、数据处理。第一步，数据获取，利用各个厂家提 供的私有接口获取厂家性能管理信息，并存放到综合网管系统侧的服务器上；第 二步，分析入库，把获取的厂家数据解析后导入多种信息模型的性能管理信息库 ( 简称“多种信息模型库 ) 中，这些信息模型根据厂家数据格式设计而成；第 三步，数据处理，根据标准接口数据格式要求，把多种信息模型库中的数据，通 过计算、映射、汇总等处理方法转为统一格式、粒度的数据后，导入统一信息模 型的性能管理信息库( 简称“统一信息模型库 ) 中，统一信息模型根据标准数 据格式设计而成。针对上述每一个阶段，核心的业务逻辑由通用模块( 即核心模 块) 实现，满足不同接口数据处理的需求，针对不同接口数据处理的差异，通过 基于配置文件的方式来描述，并将配置文件作为运行参数传送给核心模块，由核 心模块在运行时解析，从而实现对不同厂家性能管理接口的适配。 高适应性性能管理接口适配方法流程抽象图，如图3 1 所示。 9 北京邮电大学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 厂家私 有接口 ( 或称 八数据卜分析八数据i 、标准 为厂家 y获取 入库处理 接口 接e 1 ) 图3 - i高适应性性能管理接口适配方法流程抽象图 图3 1 分为厂家私有接口，数据获取，分析入库，数据处理与标准接口这五 部分。下面介绍高适应性接口适配方法的处理流程，首先从厂商网管系统( o m c ) 管理接口【s j ( 厂家私有接口) 获取厂家性能管理信息( 数据获取) ；对这些厂家 性能管理信息分析后，导入多种信息模型库中( 分析入库) ；通过计算、映射、 汇总等处理方法( 数据处理) ，把多种信息模型库中的管理信息归一化后放入统 一信息模型库中( 标准接口) 。这些标准性能数据，可以为上层综合网管系统提 供统一的数据支持。 为了更好的阐述高适应性性能管理接口适配方法，本论文把它抽象成模型， 如图3 2 所示。 图3 - 2 高适应性网管接口适配模型图 一1 0 一 北京邮电大学硕士学位论文 面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 接口适配模型分为数据获取( 图中“部分3 ) 、分析入库( 图中“部分2 ”) 与数据处理( 图中“部分1 ) 这三部分。其中数据获取以及分析入库部分有多个 模块组成，数据处理部分仅有一个模块组成。 数据获取部分主要获取厂家设备性能管理信息，使用面向特定厂商+ 面向特 定技术的方式。分析入库部分，分析厂家性能管理信息，然后把这些分析后的信 息放入多种信息模型的“性能管理信息库一( 简称“多种信息模型库 ) 中，这些 信息模型根据厂家数据格式设计而成；分析入库部分主要进行协议模型适配，使 用面向特定厂商+ 面向特定技术的方式。数据处理部分，把性能管理信息统一格 式与粒度后放入统一信息模型的“性能管理信息库( 简称“统一信息模型库”) 中，统一信息模型根据标准数据格式设计而成；数据处理部分主要进行信息模型 适配，使用面向通用数据处理的方式。 数据获取部分通过厂家接口( f i l e ，d a t a b a s e , 流等接口) 获取厂家性能管理 信息，针对每种厂家接口技术设计与实现一种相应的数据获取模块：分析入库部 分解析数据获取部分得到的厂家信息，并在解析后放入性能管理信息库( 多种信 息模型) 中，针对每种数据获取模块设计与实现一种分析入库模块：数据处理部 分通过计算、映射、汇总等处理方法，把分析入库部分得到的格式与粒度各异的 管理信息统一格式与粒度，从而放入性能管理信息库( 统一信息模型) 中。 通过把性能管理接口适配模块拆分成以上三部分的方式，把传统性能管理接 口适配方法改造为高适应性性能管理接口适配方法；传统适配方法采用“面向特 定厂商 的方式，高适应性适配方法采用“面向特定厂商+ 面向特定技术+ 面向通 用数据处理的方式。 下面详细分析数据获取模块、分析入库模块、数据处理模块这三部分。 3 2 高适应性的数据获取模块 本模块主要作用是把获取的性能管理信息存放到省级综合网管系统侧的服 务器上，其核心思路为“面向特定技术+ 面向特定厂商。其中“面向特定技术刀 指，通过文本文件获取技术获取文本文件接口的所有被管设备的性能管理信息； 通过数据库获取技术获取数据库接口的所有被管设备的性能管理信息：通过流获 取技术获取流接口的所有被管设备的性能管理信息；等等。其中流接口要考虑特 定厂商在命令名称、形式等方面的差异，故也使用“面向特定厂商的方式。 厂家设备提供的常用数据( 即数据源) 接口主要有文本文件、数据库、流。 针对不同的数据接口采取相应“面向特定技术”的获取方式。下面分三小节分析 这三种接口的数据获取方法及其高适应性。 1 l 一 北京邮电大学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 3 2 1 文本文件接口适配方法 在接口适配系统的数据源中，文本文件是个主要部分，朗讯、n o k i a 等厂商 设备通过文本文件接口提供性能管理信息。文本文件接口是指设备厂商把性能管 理信息存放在设备侧的文本文件里，并提供接口让综合网管系统侧的操作人员访 问并获得此文件。 文件的内容、形式与提供者等方面可能各不相同，但文件的共性是存放于某 个服务器上，要访问并读取此文件需要知道文件的服务器位置、读取协议、路径、 用户名、密码以及名称；把读取的文件存放起来需要知道目标服务器位置、存写 协议、待存放路径、用户名、密码以及待存名称。 通过文件接口获取性能管理信息的方式，可使用面向文件技术的数据获取方 式。获得文件的服务器位置、读取协议、路径、用户名、密码与名称后，即可访 问并读取；获得目标服务器位置、存写协议、待存放路径、用户名、密码以及待 存名称后，即可把读取的性能文件存放在目标服务器的相应位置，从而实现文件 接口的数据获取功能。 所有提供文件接口的厂商设备，皆可使用共同的数据获取模块。文件路径、 存写协议等方面的不同通过x m l 描述文件等技术来描述。基于文本文件接口适 配方法的接口适配方法比传统的接口适配方法具有更高的适应性。 3 2 2 数据库接口适配方法 在接口适配系统数据源中，数据库也是个主要部分，中兴、m o t o r o l a 等厂商 设备通过数据库接口提供性能管理信息。数据库接口指厂商把性能管理信息存放 在设备侧相应数据表中，并提供接口让综合网管系统侧操作人员通过访问此接口 获得性能管理信息。 数据库系统的类型、版本与所在操作系统等方面可能各不相同，但还是有一 定共性，比如使用关系型数据库、性能管理信息在数据表中等，这就为高适应性 数据库接口的数据获取提供了前提。 把数据库系统类型、版本、库名以及表名等不同抽象出来并形成可配置参数， 然后有数据库接口核心数据获取模块根据这些参数而执行数据获取，从而实现数 据库接口的数据获取，获得后先放在目标服务器内存中，供下节的数据库直接入 库使用，因为高适应性接1 3 模型中第二步“分析入库目标是“入库( 数据库) 。 否则把获得的数据写入硬盘，再读出才能入库，开销大且没必要。 所有数据库接口的厂商设备，皆可使用共同的数据获取模块。数据表、字段 1 2 北京邮电大学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 等方面的不同通过x m l 描述文件等技术来描述。基于数据库接口适配方法的接 口适配方法比传统的接口适配方法具有更高的适应性。 3 2 3流接口适配方法 在接口适配系统数据源中，流是个重要部分，西门子交换、爱立信交换、华 为无线等厂商设备通过流接口提供性能管理信息。流接口指厂商提供m m l ( m a n m a c h i n el a n g u a g e ，人机交互语言) 接1 3 ，让综合网管系统侧的操作人员 通过输入命令获得性能管理信息。 通过m m l 接口，从综合网管系统侧发送命令，获取命令结果( 字符流的格 式) ，然后保存为文件，即完成流接口的数据获取。只要知道两点即可实现流接 口的数据获取功能。这两点为，其一，m m l 接口服务器位置、用户名、密码、 发送的命令；其二，目标服务器位置、文件存写协议、待存放路径、用户名、密 码以及待存文件名。“其一一是流接口特有的，与特定厂商和特定技术有关； “其二斗与文件接口数据获取模块的文件存写过程相同。通过x m l 描述文件等 技术区分厂商设备、发送命令等方面的差异，而由流接口数据获取核心模块根据 这些x m l 描述信息实现不同被管设备的性能管理信息获取。 所有流接口的被管设备，皆可使用共同的数据获取模块。发送命令、用户名 等方面的不同可以通过x m l 描述文件等技术来描述。基于流接口适配方法的接 口适配方法比传统的接口适配方法具有更高的适应性。 3 3 高适应性的分析入库模块 本模块主要作用是把不同协议模型的性能管理信息转换为统一协议模型的 性能管理信息，即通过协议适配解决协议模型不一致的问题，其核心思路为“面 向特定厂商+ 面向特定技术”。面向特定技术指针对每种协议技术使用一种相应 的分析入库方式；对于文件协议的数据源使用面向文件的抽取入库方式，对于数 据库协议的数据源使用面向数据库的直接入库方式；等等。面向特定厂商，指具 体分析文件时要根据厂家设备文件格式编写描述文件，从而根据此描述文件对具 体厂家的性能文件进行解析。 一种数据获取方法对应一种分析入库方法，而文件接口获取的产物与流接口 获取的产物一样，皆为文本文件，故使用相同的分析入库方法。分析入库方法主 要有两种，详细分析如下。 1 3 北京邮电大学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 3 3 1文本文件抽取入库方法 在接口适配系统数据源中，文本文件以及由m m l 接口得到的结果文件是一 个主要部分。从数据获取模块分析知，文本文件接口的获取产物与流接口的获取 产物皆为文本文件，故此入库模块可同时处理“文本文件接口 以及“流接口 获得的性能管理信息。图3 2 中“分析入库2 与“分析入库3 是同一个分析入 库模块。 在网管系统中面对的是l o 多家厂商的多种设备，每种设备的性能数据又分为 多种报告格式，每种报告格式在不同版本下可能不一样。传统分析报告的方法是 对每个报告编写一个独立分析程序，这样造成极低的效率，而且这些分析程序有 其重复之处，例如读取文件、拆分、匹配、数据变换、数据入库、出错处理、写 日志信息等；另外，大量的重复代码一方面不能保证统一的质量水准，一方面造 成了维护、升级、交接的困难，也造成了开发周期的延长。 而实际上，厂商性能数据报告格式随着版本变化而变化，需要抽取的有效信 息也随着上层应用需求的变化而变化，这就要求我们对新的数据抽取需求能够快 速反应。需要设计一个高适应性基于文本文件的信息抽取方法( 简称为f i l e 2 d b ) ， 实现流程如图3 3 所示。 基于文本文件的信息抽取 入性能管理信息 模块( f i l e 2 d b ) 库( 多种信息 模型) 图3 - 3 基于文本文件的信息抽取流程概略图 图3 3 中有文本文件、基于文本文件的信息抽取模块( f i l e 2 d b ) 以及性能管 理信息库( 多种信息模型) 这三部分组成。f i l e 2 d b 是信息抽取流程的核心， f i l e 2 d b 分析文本文件后，把分析的结果放入性能管理信息库中。 f i l e 2 d b 作为一个通用信息抽取方法，一方面提取出文本文件的处理共性， 另一方面通过不同厂商的配置文件和模块来描述个性。两方面结合即完成文本文 件的抽取入库任务，即按规则抽取有效信息并归一化到性能管理信息库中。 文本文件都是字符格式，有其共同之处。由于这些文件都是反映网管对象性 能管理某一方面的属性或者指标，其格式有章可循。每个文件通常都是由一个个 报告组成，每个报告都有头、身、尾，报告内容可能是一系列相对比较规整的记 录。我们可以通过形式化描述的方式描述整个文件，通过分析多种性能文件可以 抽象出这类文件的结构，如图3 - 4 所示。 1 4 北京邮电大学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 图3 - 4 性能管理信息文件内容结构图 图3 4 中标注“( o ) ”之处为文件结构的可选部分。由图可知，一个性能文件 有文件头、报告、报告头、报告主体、数据块、子块等部分组成，下面对各个组 成部分加以分析。 文件头 文件头是开始若干行，这些内容描述整个数据文件的用途、归属、内容的类 型等信息。对于被管网元性能文件，一种有文件头，说明整个文件的内容；另一 种没有文件头，说明不需要文件头或者在文件各个报告中自行说明内容。 报告：报告头，报告主体，报告尾 一个文件包含一个或者多个的报告，报告在逻辑上可分为报告头、报告体、 报告尾。报告的主体由一个或者多个数据块组成。数据块由一行或者多行组成， 每个数据块都有一个或者多个子报告块组成。报告头类似于文件头，用于全面介 绍本报告的情况。报告尾标志一个报告的结束，一般是一行分界符或者没有( 即 下一个报告头就是当前报告的结束) 。 一1 5 一 北京邮电人学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 一子块 数据块可以分解成多个重复出现的子块( 即子报告块) ，子块也可以再拆分 成更小的子块，甚至最终的一行。 性能文件在一定规则下拆分后变成一个个报告块，待抽取的数据存在这些报 告块中。对所有文件的处理流程都一致，即找出所需数据( 信息抽取) 、对所需 数据进行转换( 根据需要而定，可选) 、把所需数据或者转换后的所需数据放入 多种信息模型的性能管理信息库中( 分析入库) 。 信息抽取指按照预定义规则提取所需性能管理信息，这种规则可以通过正则 表达式【2 2 】等技术来描述，比如要在以“m e a s u r e m e n tl u c e n tm s c 0 8 ”开头的子报告 块中抽取m s c 0 8 这个所需信息，首先定位到此子报告块，然后通过进一步规则定 义就可以抽取这个所需信息。使用正则表达式易于描述待抽取信息的规则，然后 使用描述文件来描述待抽取信息与性能管理信息库中字段的对应关系，从而根据 这个对应关系把抽取的信息放入性能管理信息库中。 从分析可知，所有文本文件格式的性能数据都可以使用文本文件抽取入库方 法实现分析入库，此方法采用面向文件技术( 核心引擎模块) 与面向特定厂商( 需 要根据特定厂商报告格式进行描述文件的编写) 结合的方式。核心引擎模块与特 定厂商无关，与厂商有关的只是描述文件。 3 3 2数据库直接入库方法 对于数据库接口的数据获取与分析入库，逻辑上是分开的，但实现时一般在 一起，故阅读本小节时，结合“3 2 2 数据库接口适配方法 这- d , 节阅读效果 更好。 首先需要在综合网管系统侧相应服务器上建立同厂商性能数据库结构相同 的数据库( 如果有需要，可以有些微不同) ，结构相同更易于获取、存放、使用 这些性能数据。在3 2 2 d 节中已经把厂商性能管理信息获取到综合网管系统侧服 务器内存中，此时只要知道目标数据库地址、库名、表名、字段名、用户名、密 码，则可以直接把内存中数据放入目标数据库中，从而实现数据库直接入库。 从分析可知，只要是数据库接1 2 1 数据就可以用此模块直接入库，仅采用面向 数据库技术的方式，与特定厂商无关。通过通用数据库接口操作时，具有更高的 适应性。 1 6 北京邮电大学硕士学位论文面向性能管理的高适应性网管接口适配方法的研究 3 4 高适应性的数据处理模块 本模块主要作用是把已经入库的不同信息模型的性能管理信息转换为统一 信息模型的性能管理信息，即通过信息模型适配的方式解决信息模型不一致的问 题，其核心思路为“面向通用数据处理，即不同厂商的计算、映射、汇总关系 用厂商相关描述文件描述，而实现描述文件中任务的核心引擎相同。 要抽象出不同情况下数据处理的共性，从而形成通用的核心引擎模块，必须 对数据处理的相关特性进行分析，包括数据的特点，数据处理的功能要求等。本 节首先从粒度层次分析管理信息的维度特性，其次从数据处理需求层面分析应该 如何处理这些管理信息，最终得到管理信息处理的最终目标。通过数据特性、处 理需求、目标分析即可全面了解“通用数据处理模块 的处理对象与目标，最后 阐述高适应性数据处理方法。 3 4 1数据粒度分析 性能管理信息是描述特定被管理对象在特定时间点的状态信息。信息模型间 的差异，造成性能管理信息的粒度的不同。要得到统一信息模型的性能管理信息， 必须对不同粒度的性能管理信息进行归一化。、 根据性能管理信息的数据特点，性能管理信息有时间、空间、网元等粒度之 分。分别介绍如下。 时间粒度。厂家性能管理信息可能按照每3 分钟、每1 5 分钟、每半小时或者 每l 小时的周期采集，具有不同的时间粒度。 空间粒度。厂家性能管理信息可能按照地域空间不同而具有不同空间粒度。 对于省级综合网管系统，需要处理的空间粒度包括区县网、地区网与省级网等。 网元粒度。厂家性能管理信息可能按照网元对象不同而具有不同网元粒度。 比如小区、基站、b s c 与m s c 等网元粒度。 根据上述粒度分析，数据处理模块应支持不同时间、空间和网元粒度的性能 管理信息处理。 3 4 2 数据处理需求分析 统一信息模型的性能管理信息中运营商关注的k p i ( k e yp e r f o r m a n c e i n d i