（计算机系统结构专业论文）基于web+service的移动通信网管系统.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 为了在移动通信中解决网管应用的可集成性和可扩展性等问题，本文提出了一 种新的基于w e bs e r v i c e s 构架的移动通信综合网管系统。采用这种分布式对象技术 的综合网管比目前国内传统的t m n 网管有着诸多的优越性。研究表明，w e bs e r v i c e s 的体系结构可以映射到t m n 的信息体系结构。采用这种新的网管系统，可以利用服 务提供者提供的各种网络性能数据和配置数据及其相应统计等功能和服务，在网管 平台上以统一的界面综合呈现。w e bs e r v i c e s 的这种面向服务的架构( s o a ) 是基于 标准和松祸合的，因此基于w e bs e r v i c e s 的综合移动网管有很强的扩展性和跨平台 的集成能力。 在试验环境中已成功实现了这种新的分布式的网管系统。其试验原理和过程 如下。首先，将备地市的操作管理中心( o m c ) 的电信基础设施功能抽象出来，形 成各种w e bs e r v i c e s 。然后，在各地增加的前置机上，实现各种相应的w e bs e r v i c e s 。 最后，通过异步w e bs e r v i c e s 调用和使用d a t a s e t 对象的r e a d x m l 方法凋用将来 自多个源的数据或进 亍远程处理的数据组合在一起，以统一报表的形式在网管平台 上呈现，实现网管系统的主要功能。实验结果表明，基于w e bs e r v i c e s 的移动通信 网管能够满足移动通信网的多厂家网络的异构环境和多种类业务的管理需求。对来 自不同厂家设备的环境的异构的、大规模网络，能以松敞褐合方式支持不同网管系 统的有效集成。 这种新的分布式的网管系统在试验环境中的成功实现具有重要的实用意义和推 广价值。尤其是它的集成性、扩展性和重用性等优势，将在网管移动通信中起到重 要的作用。 关键词：电信管理网，可扩展的超文本标记语言，公共对象请求代理 超作维护中心，综合网管平台，w e b 服务描述语言 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t i no r d e rt oe n h a n c et h ei n t e g r a b i l i t y , t h ee x t e n s i v e c a p a c i t y , a n d s of o r t h ，a c o m p r e h e n s i v en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mb a s e d o nw e bs e r v i c e sf o rm o b i l e c o m m u n i c a t i o nh a sb e e np r o p o s e d t h es y s t e me m p l o y i n gt h ed i s t r i b u t e do b j e c t t e c h n o l o g yh a sal o to fa d v a n t a g e s ，c o m p a r i n gw i t ht h ec o n v e n t i o n a lt m nn e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hi sb e i n gu s e d i th a sb e e ns h o w nf r o ms t u d i e st h a tt h es y s t e ms t r u c t u r ec a nb er e f l e c t e dt ot h es t r u c t u r e o f t h ei n f o r m a t i o ns y s t e mo f t m n b y u s i n g t h en e w s y s t e m ，t h ev a r i o u sd a t ao nt h en e t w o r k c h a r a c t e r i s t i c sa n da c c e s s o r i e sa n dt 1 1 e i rc o r r e l a t i v es t a t i s t i c a lf u n c t i o na n da l s os e r v i c e s p r o v i d e dc a p h es h o w nc o m p r e h e n s i v e l ya tt h en e t w o r km a n a g e m e n tp l a t f o r mi nu n i f i e df o r m o w i n gt ot h ef a c tt h a tt h i ss o ao fw e bs e r v i c e si sb a s e do nt h es t a n d a r da n dl o o s ec o u p l i n g ， t h en e wc o m p r e h e n s i v en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nw e bs e r v i c e sf o rm o b i l e c o m m u n i c a t i o nh a sas t r o n ge x t e n s i v ec a p a c i t ya n dt h ei n t e r - p l a t f o r mi n t e g r a b i l i t y t h en e wn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e me m p l o y i n gt h ed i s t r i b u t e do b j e c tt e c h n o l o g y h a sb e e nr e a l i z e di nt h et e s t i n gc o n d i t i o n t h ee x p e r i m e n t a lp r i c i p l ea n dt h ep r o c e s s i n ga r e a sf o l l o w s f i r s t l ya b s t r a c tt h ef u n d a m e n t a lc o m m u n i c a t i o nf u n c t i o nf r o mt h eo p e r a t i o n a n dm a n a g e m e n tc e n t e r s ( o m c ) o ft h ec i t i e s ( t o w n s ) a n df o rt h ev a r i o u sw e bs e r v i c e s ， t h e nt h ec o r r e s p o n d i n gw e bs e r v i c e sc a nb er e a l i z e da tt h ea d d i t i o n a lp r e e q u i p m e n t f i n a l l y , c o m b i n i n gt h ed a t af r o mm u t i p l es o u r c e st o g e t h e rw i t ht h ep r o c e s s e dd a t ab y u s i n gt h ea l i e n a t i o nw e bs e r v i c e sa n dt h er e a d x m lm e t h o do f d a t a s e to b j e c t i v e ，t h ed a t a c a nb es h o w no nt h en e t w o r km a n a g e m e n tp l a t f o r mi nt h en i n i f i e dr e p o r t i n gf o r ma n dt h e p r i n c i p a lf u n c t i o no f t h en e t w o r km a n a g e m e n tc a nb er e a l i z e d i th a sb e e ns h o w nf r o mt h e e x p e r i m e n t a lr e s u l t st h a tt h en e wn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nw e bs e r v i c e sf o r m o b i l ec o m m u n i c a t i o nc a ns a t i s f i e sw e l lt h er e q u i r e m e n to ft h em o b i l ec o m m u n i c a t i o n n e tw i t hd i f f e r e n ts t r u c t u r ec o n d i t i o n sa n d m u l t i m a n a g e m e n t ，w h i c hs u p p o r t st h e e f f e c t i v ei n t e g r a t i o nf r o md i f f e r e n tn e ts y s t e m sw i t ht h el o o s ec o u p l i n gm o d e t h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mp r o p o s e da n dr e a l i z e di nat e s t i n gc o n d i t i o n ， r e p o r t e di nt h i st h e s i s ，h a sa ni m p o r t a n ta p p l i c a t i o nv a l u e s t h ei n t e g r a b i l i t y , t h ee x t e n s i v e c a p a c i t ya n dt h er e u s a b l ec h a r a c t e r i s t i c so f t h i ss y s t e mw i l lp l a yak e yr o l e k e yw o r d s ：w e b s e r v i c e ，t m n ，x m l ，c o r b a ，n e t w o r km a n a g e m e n tp l a t f o r m ， d c o m ，w s d l ，i u f d d 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个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。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：樱够 日期：沥辱月玎日 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。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内窖编入有关数据 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。 保密口 本论文属于 不保密 ( 请在以上方框内 学位论文作者签名： 日期：w 辂月2 j ，日 年解密后适用本授权书。 指导教师签名：纱 日期：w 骘年7 月谚日 吐 勺 彬 少一协 华中科技大学硕士学位论文 1 绪论 本章首先概述了移动通信网管系统( 包括移动通信) 产生的应用背景，接着介 绍当前国内外移动通信网管系统的研究现状以及相关的工作原理，分析现有网管系 统平台已经取得的成果及存在的不足，在此基础上提出一种开放式网络计算平台， 最后介绍本文组织与各章安排。 1 1 引言 中国移动通信网单就网络规模而言，目前已是世界最大网之一。但是与世界上 先进的移动通信运营者相比，中国移动在网络管理和设备维护方面仍存在着相当大 的差距，在管理和运行维护手段上仍较落后，移动网管的建设和应用仍较薄弱。而 目d 妒移动通信技术仍在不断发展，新的技术、新的设备、新的业务不断出现，又使 得移动通信网的维护和管理变得同趋复杂【l 2 l 。中国移动企业的核心竞争力之一来 自于优秀的网络质量，而在通信网建设超前，管理网建设滞后的情况下，没有强大 而完善的支撑系统，没有高水平的网管系统，就根本无法保证我们网络的优势。这 一切部迫切地要求真细致地研究移动通信网的网络管理问题，并加快网管系统的建 设。 现在的移动通信网管系统都是参照电信管理网( t m n ，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 tn e t w o r k ) 的标准束设计的。电信管理网( t m n ) 是一个逻辑上与电信 网分离的网络，它通过标准的接口( 包括通信协议和信息模型) 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目的。 电信网络的种类很多，电信网络的管理非常复杂，若对整个电信网，甚至只是 对某个本地网作到综合管理都将是一项非常艰巨和复杂的任务。 t m n 从8 0 年代中期提出后，已成为全球接受的管理电信公众网的框架。尽管 t m n 有技术上先进、公认的标准和接口等优点，但随着计算机和通信技术的不断 发展，t m n 自身也暴露出许多问题。例如，t m n 的描述接口复杂，o s i 系统管理不 稳定，t m n 的管理信息模型很难满足实际网管系统开发的需求：t m n 的管理信息 模型不适用于分佑式面向对蒙技术，不能建立与防议无关的管理信息模型；t m n 的 信息体系结构缺乏对分佑式管理的全面支持：在丌发t m n 应用程序时，缺乏可移植 华中科技大学硕士学位论文 性等等。 需要一种新的网管平台，对来自不同厂家设备异构环境的、大舰模网络提供手 段支持不同网管系统的有效集成。解决系统可扩展性差、重用性差等问题。 本文提出并研究了个新的采用w e bs e r v i c e s 构架的移动通信网管系统。这种 基于分布式对象技术的综合网管比目前国内传统的参照o s i 模型实现的电信管理网 t m n 网管有着诸多的优越性。尤其是它的集成性和扩展性和重用性等优势会在生 产运营中发挥巨大效益，有很强的推广价值。 1 2 国内外研究现状 现在的移动通信网管系统都是参照t m n 的标准来设计的。主要是对g s m ( g o l o b a ls y s t e mf o r m o b i l e t e l e c o m m u n i c a t i o n ) 系统中的各个网元进行管理。 1 2 1g s m 移动系统的基本结构简介 g s m 移动系统的基本结构如图1 1 所示。 r 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一i 幽1 ig s m 移动系统的基本结构 ( 1 ) 移动业务交换中心 m s c ( m o b i l e s e r v i c e ss w i t c h i n gc e n t e r ) 是g s m 系统的核心。m s c 处理所控 制区域内m s 的信令，处理移动用户的位置更新m s 发起和m s 为被叫的呼叫过 程以及越区切换等移动业务，并实现m s 与固定网的互通。 ( 2 ) 砰访位最寄存器 。d 华中科技大学硕士学位论文 v l r ( v i s i t o rl o c a t i o nr e g i s t e r ) 动态地保存着进入其控制区域内的移动用户的 相关数据，如位置区信息及补充业务参数等，并为已登记的移动用户提供建立呼叫 接续的必要条件。v l r 从浚移动用户归属的h l r 中获取并保存用户数据，并在 m s c 处理用户的移动业务时向m s c 提供必要的用户数掘。v l r 一般部与m s c 在 一起综合实现。 ( 3 ) 归属位置寄存器 h l r ( h o m el o c a t i o nr e g i s t e r ) 是g s m 系统的中央数据库，存放着所有归属 用户的信息，如用户的有关号码( i m s i 和m s i s d n ) 、用户类别、漫游能力、签约 业务和补充业务等。此外，h l r 还存储着每个归属用户有关的动态数掘信息，如用 户当前漫游所在的m s c v l r 地址( 即位置信息) 和分配给用户的补充业务。 ( 4 ) 鉴权中心 a u c 是g s m 系统的安全性管理单元，存储用以保护移动用户通信不受侵犯的 必要信息。a u c 一般与h l r 合置在一起，在h l r a u c 内部，a u c 数据作为部分 数据表存在。 ( 5 ) 设备i 别寄存器 e i r ( e q u i p m e n ti d e n t i t yr e g i s t e r ) 移动设备识别寄存器也是一个数据库，保存 着关于移动设备的国际移动设备识别码( i m e i ) 的三份名单：白名单、黑名单和扶 名单。在白名单、黑名单和荻名单这三种表格中分别列出了准许使用的、出现故障 需监视的、失盗不准使用的移动设备的i m e i 识别码，通过对这三种表格的核查， 使得运营部门对于不管是失盗还是由于技术故障或误操作而危及网络f 常运营的 设备，都能采取及时的防范措施，以确保网络内所使用的设备的唯一性和安全性。 ( 6 ) 基站子系统 b s s ( b a s es t a t i o ns y s t e m ) 基站子系统通过空中接口直接与移动台相接，负责 无线信号的发送接收和无线资源管理：通过a 接口与移动业务交换中心( m s c ) 相 连，传送信令和用户数据。基站予系统由基站收发信台( b t s ) 和基站控制器( b s c ) 构成，一个b s c 可以控制多个b t s 。 ( 7 ) 移动台，移动用户 m s ( m o b i ls t a t i o n ) 移动台是用户设备，可以为车载型、便携型和手持型。移 动台物理设备与移动用户可以是完全独立的，即与用户相关的全部信息都存储在用 户的智能卡( 即s i m 卡) 中，该。暑可在任何移动台上使用。 华中科技大学硕士学位论文 ( 8 ) o m c ( o p e r a t i o nm a n t a n n a c ec e n t r a ) 操作维护中心，一般每个设备商都 会为自己的移动通信网络提供自己的o m c 。由于一个地市的移动通信网由一个厂 家设备组成，因此o m c 也就成为地市的网管中心。 1 2 2 移动通信省级话务网网管系统的地位和职责 目前对应移动通信网的网络组织和分级原则，中国移动采用三级运维管理机 制，即集团公司、省公司和本地公司网络部，负责移动网络的运行维护管理及工程 建设管理工作。三级运维管理机制如图1 2 所示。 图1 2 网管系统的三级结构 1 ) 集团公司话务网网管系统 管理g s m 网、智能网、g p r s 系统，主要侧重性能管理、配置管理和故障的 统计。集团公司话务网网管与3 1 个省话务网管系统将通过数据通信网相连，两级 网管系统数据将根据要求共享，集团公司话务网网管系统有权进入省级晤务网网管 系统，具备执行省级网管的功能。 2 ) 省级话务网网管系统 省级话务网网管系统管理全省( 区、直辖市) 的t m s c l 、t m s c 2 、g s m 端局 ( 暂不包括短信中心、语音信箱等设备) 、智能网、g p r s 设备。 省网管系统直接与各个地市的o m c ( 包括o m c s 和o m c - r ) 相连，从o m c 墩数据。实现对g s m 等各种厂家电信端局设备的故障管理、配置管理、性能管理。 3 ) 本地集中操作维护平台 本地集中操作维护平台就是对移动本地网内所有网元进行集中操作维护，以厂家 的o m c 或操作维护终端为基础，对设备进行集中维护管理。各地市的网络和设备部 是有不同的厂家所弓巴供。因此不同的地市所用的平台、操作系统、协议等筹不蜘同。 华中科技大学硕士学位论文 1 2 3 省级话务网网管系统的功能 对省内各本地网络层的管理功能主要有： 本地网内交换网网络性能分析，对话务流量流向、不同业务话务分布的分析。 分析新业务的引入 如i p 电话】对网络的影响以及对传统业务的影响。为本地新 业务发展、网络扩容、网络规划提供支持，具备相应的决策支持功能。 本地网内无线网络性能分析，对无线网络优化提供相应的支持。 负责对互联互通的网络节点和业务的管理，为网络调整提供依据和建议。 面向用户的业务管理。为业务经营部门提供相关信息。 本地网设备的集中配置和管理：包括业务配置、网络配置、路出设置、链路调 配、局数据修改、增减节点等等工作。 全网告警的集中监视管理( 对告警的处理，可与本地网进行分时管理) 。 具备对所有网元设备的集中操作、维护管理工作的能力。 运用t m n 的基本概念及相关原则，并结合移动通信业务的具体特点来建设省 级移动网管系统。 综上所述，省级网管系统要和多个不同体系结构，不同软硬件平台和操作系统 的地市级的o m c ( 操作维护中心) 打交道，而得到各种网络上的配置和性能数据。 省级网管系统两级结构如图1 3 所示。 幽1 , 3省级网管系统的两级结构示意幽 目前国内的省叛网管系统部是通过各地市的o m c 管理每个地市的网元，【而各 华中科技大学硕士学位论文 个地市的通信网络由不同的厂家所提供，如( 爱立信、华为、西门子、摩托、中兴 等) 。由于中国移动的这种三级运维管理机制中的第三级结构的多样性，因此省级 的综合网管要管理的是多种软硬件平台、多体系结构的网络实体。 1 2 4目前的移动通信月管系统的几种实现方式 移动通信省级话务网网管系统遵从电信管理网( t m n ) 中的要求。管理功能 主要包括：配置管理、性能管理、故障管理和安全管理。它是采用管理者方式的集 中式网管，如图1 4 所示。 管理系统 被管理系统 图1 4t m n 的信思体系结构 代理者为内置于网络设备的计算实体，它通过标准的接口对外提供相应网络设 备的。为了与代理者交互，并将获得的信息处理后的结果呈现到网管用户接口。网 管系统建设的核心问题也就是接口问题。 现在国内外的移动通信网管都是采用如下的几种接口方式实现的网管系统： ( 1 ) q 3 接口的t m n 网管 0 3 接口是t m n 实体之间最重要的接口之一，在t m n 中起着重要的作用，在 定程度上q 3 接口成为衡量一种设备的网管是否与t m n 兼容的关键。现在的各 大电信设备厂家一般都由具有q 3 接口的接入网产品。 q 3 接口的实现方式可以分为两种：一种是直接由设备提供，即嵌入式q 3 接口： 另一种是由设备管理终端计算机( 网管服务器) 提供，即m d ( m e d i a t i o nd e v i c e ) 方式。 但是0 3 接1 3 结构复杂、研发周期长、经费昂贵，很难推广使用。没有集中的 网络管理也给运行商带来诸多不便，管理难度和管理的成本也不断增加。目前国内 的网管系统中使用很少，只有西门子的厂家有用到。 华中科技大学硕士学位论文 ( 2 ) c o r b a 接口的t m n 网管 c o r b a ( c o m m o no b i e c tr e q t i 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 ，对象管理集团) 为了解决分布式处理 环境中软件系统互联问题而定义的一种分布式处理体系结构。它可以为各种对象的 请求提供一种代理机制，从而融合不同形式的对象以及不同类型的操作系统，对网 络上的分布式事务处理提供了一种良好的解决方案。 c o r b a 继承了面向对象的程序设计和分布式计算的特性，并支持客户机服务 器结构。在c o r b a 中，客户机和服务器是分离的，它们之间甚至无需知道对方的 存在。一个客户机可以访问多个服务器，客户机和服务器之间也不存在一一对应的 固定关系。 c o r b a 模式在t m n 网络管理层中，由于采用了的c o r b a 架构，客户端不必 知道设备实现者的位置，它只要调用设备管理器实现的管理方法就可以完成用户的 操作。 c o r b a 构件模型的底层结构为o r b ( 对象请求代理) 。c o r b a 构件可以通过 i d l 进行描述。目前c o r b a 大多数厂商都已经提供了i d l 到c 、c + + 、j a v a 、 c o b o l 等语言的映射机制一i d l 编译器。i d l 编译器可以生成s e r v e r 方的s k e l t o n 和c l i e n t 方的s t u b 代码，通过分别与客户端和服务端程序的联编，即可得到相应的 s e r v e r 和c l i e n t 程序。 c o r b a 同时提供了一系列的公共服务规范一c o s s ，其中包括名字服务、永久 对象服务、生命周期服务、事务处理服务、对象事件服务和安全服务等，它们相当 于一类用于企业级计算的公共构件。此外，c o r b a 还针对电信、石油等典型的应 用行业提供了一系列的公共设施。c o r b a 是一种语言中性的软件构件模型，它可 以跨越不同的网络、不同的机器和不同的操作系统，实现分布对象之间的互操作。 但是，c o r b a 技术大多不成熟，尚未形成相应的行业标准，要形成技术成熟、 功能完善的t m n 网管，还需一段较长的时间。2 0 0 0 - - 2 0 0 1 年各网络设备商和n m c 厂商按移动集团公司的规范进行过研发。意在技术上确定测试项目的“总体可 行”g a ( g e n e r a l a v m l a b i l i t y ) 。不过至今尚未应用实施。 ( 3 ) s n m p 接口的t m n 网管 s n m p ( s i m p l e n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) 。提供了一种监控和管理计算机 和网络系统的方法，s n m p 网管防议的设计目的足针对多供应商的网络资源管理， 华中科技大学硕士学位论文 提供一个易于采用且开销低的网管基础。但是s n m p 难以实现大量的数据传输，而 且缺少身份验证。因此它不适合用于移动的综合网管系统。一般只用于网管系统自 身的管理和信息的收集。 ( 4 ) 目前国内的t m n 网管 进程监视测量( 守护进程) 以及定时执行远程过程调用是目f j 国内的网管采 用的主要方式，如图1 5 所示。 c m 二f a b l e s l p m f m l t十t c r c m 【眦崔谛埋投 p m ( 性缱竹脚教 f m ( 倍胥骨艇敦撤)i ) 。翌忌、粤争么竺c o l l e c t j ii _ ：_ i 二蕈。装。麓二 笆 幽1 5目前网管系统的数据采集流向 由于网管系统要从不同平台和系统中提取数据。需要针对各种厂家的基于不同 设备平台上编写相应的采集程序；由c r o n t a b 来定时启用这些采集程序执行对数据 库或文件访问操作，然后用r c p 指令将结果取回入库以完成数据的采集， 这种网管的系统结构是参照o s i 系统管理而设计的。由于组织结构简单，自应 用以来，已经得到了广泛推广，但同时也存在许多缺陷。 而且这种方式实现的省级网管平台不但要针对每个不同厂家的o m c 系统分别 建立了相应的接口，还要对每一个厂家的各个不同的应用也建立相应的接口，导致 了接口的复杂，如图1 6 所示。 捌16 省级网管平台 归纳起来，现在的这种网管系统主要有以下不足和缺陷。 华中科技大学硕士学位论文 ( 1 ) 跨平台集成能力低。目前移动网的主设备一般都存在不同的网管系统和 不同的网管协议。对来自不同厂家设备的环境的异构的、大规模网络。目前的方式 不能提供手段支持不同网管系统的有效集成。 ( 2 ) 系统可扩展性差。网络上网元数量和业务需求和数据的不断变化，网管 系统采集、分析程序也必须不断改变。又因为它的接口繁琐，接口界面复杂，导致 系统运行效率低且可扩展性差。 ( 3 ) 程序的可重用性差 目前的结构造成每当任何一个地方的或厂商的应用或测量发生改动时，网管系 统的所有相关程序都要作改动；每个网管的应用程序变动时，要考虑到在针对所有 的不同厂家的不同应用作相应调整，改动量和测试量很大很烦琐。 1 3 本学位论文研究的主要内容及本论文的框架 本文针对目前网管系统存在的阊题。研究了一种基于w e bs e r v i c e s 的分布式网 管系统，这种网管系统有一个开放、灵活的网络环境。很好地解决目前的可集成性 和可扩展性低，网络的可伸缩性差等问题。这种网管系统的结构为分布式结构如图 1 7 所示，系统各个模块通过分布式总线进行交互：在w e bs e r v i c e s 中传递信息的 格式为x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a l l g u a g e ) ，这种网管能够在任何平台上实现。由 于采用分柿式结构，因此，带来的良好的伸缩性、可扩展性，实现了软件的即插即 用功能，一部分的模块的改动不会对网管系统中的其他模块产生任何影响，在某个 地市网络软件升级或版本更新时，不需要因为集成而对网管模块再次丌发，反之办 然，可以降低系统集成的开销。 图1 7 分布式的网管系统 在省级网管系统和多个地市级的网管系统互连的这种模式中分布式网管系统 结构的优点尤为呀显。 华中科技大学硕士学位论文 本文各章节的内容组织如下： 第一章是绪论，概述了移动通信网管系统( 包括移动通信) 产生的应用背景 介绍了网管系统t m n 的国内外研究现状，并讨论了网管系统的一般工作照理。 第二章是系统框架及特色，在分析传统网管系统存在问题的基础上，提出一种 分布式的基于w e bs e r v i c e s 的移动通信网管系统设计，它较好的克n t 目的网管系 统和其他分布式对象技术的不足，是一种能够被广泛应用的跨平台、分步丌放的网 管系统。 第三章是基于w e bs e r v i c e s 的移动通信网管系统，研究了这种分布式网管系统 的各项关键技术的设计，包括：各地市的o m c 服务器的数据的提取( o d b c 参数) 以及相应的w e bs e r v i c e s 的构建和发布、网管中心作为w e bs e r v i c e s 的客户端对各 地的w e bs e r v i c e s 的协调调度( 异步和缓存) 、及结果的综合呈现机制。 第四章是基于w e bs e r v i c e s 的移动通信网管系统的运行实例及性能分析，介绍 了本系统的实例运行，包括：w e bs e r v i c e s 的抽象、w e bs e r v i c e s 的构建、客户端 的调用、关键指标性能的综合呈现。并对系统进行y 钡, t l 试与结果分析。性能测试主 要测试在采用异步调用和缓存技术的情况下系统运行速度的变化情况。 第五章对全文进行总结并展望了未来工作：最后足致谢和参考文献。 华中科技大学硕士学位论文 2 系统框架 本章在分析传统网管系统存在问题的基础上，提出了一种分布式的基于w e b s e r v i c e s 的移动通信网管系统。简要介绍了它的系统结构、工作流程及系统特色。 它较好的克服了目前网管系统和其他分布式对象技术的不足，是一种能够被广泛应 用的跨平台、分步开放的网管系统。 2 1 问题的提出 如上一章分析的，现在的网管系统虽然也接入多厂商的设备，目前f 在广泛地 应用。但是它是针对每种具体的平台和应用分别编写的程序和模块。网管和地市之 间接口十分复杂。主要有如下不足： ( 1 ) 目前移动网的主设备一般都存在不同的网管系统和不同的网管济议。对 来自不同厂家设备的环境的异构的、大规模网络。目前的方式不能提供手段支持不 同网管系统的有效集成。 ( 2 ) 现在的网管系统不能适应网络上网元数量和业务需求和数据的不断变化， 网管系统采集、分析程序必须不断随之改变。又由于它的接口繁琐，接口界面复杂， 导致系统运行效率低且程序的可重用性差。 基于w e bs e r v i c e s 的移动通信网管系统是面向服务的架构( s o a ) 。它和传统 的网管系统以及c o r b a 和d c o m 这样的分靠式计算技术不同，它是基于标准和 松耦合的。这种网管系统在网管中心和地市的被管网元之间交换的基于s o a p 的 x m l 信息可以是结构化、类型化或松散定义的信息3 1 。因此它和目前的网管系统 以及其他分布式对象技术( 如c o r b a 、d c o m 、r m i ) 相比除了实现较为方便之 外还在以下几方面表现出很多优越性： 匹配性 w e bs e r v i c e s 采用的是s o a p ( 简单对象访问协议) 【6 7 1 ，避免了协议之间的转 换，从而避免了访问受到拒绝：同时可以直接被m 支持，解决了客户端与服务器 端匹配的问题。 可移植性 华中科技大学硕士学位论文 w e bs e r v i c e s 实现w e bs e r v i c e s 的n e t 方案中对数据格式、代码格式都制定了 严格规范，也不依靠依靠语言之外的工具来描述可移植的数据。它在不同的机器上 转移数据时无须对格式进行转换，移植性好。 可扩展性 w e bs e r v i c e s 是以x m l 为基石，是跨平台的松散耦合【8 l o 不像d c o m 、c o r b a 等分布式技术要求通信两端必须是同质而且是紧密连接的系统结构，其基于消息的 异步技术。使得任何一端的技术改变不影响其他端应用程序的工作。 安全性 w e b 服务的s o a p 消息的主要传输协议是h t t p 。不需要在防火墙上开放额 外的端口，一定程度上保证了安全性”。同时，现在用于h t t p 的安全保护、监视 和负载平衡机制已经有了很多，而且w e bs e r v i c e s n e t 平台可通过扩展s o a p 消息 处理层的方式束建立可靠性防议层，也较好地解决了h t t p 不可靠的问题。因此服 务具有非常优秀的安全策略。 可重用性 w e bs e r v i c e s 允许在重用代码的同时，还可以重用代码后面的数据。 w e bs e r v i c e s 允许把好几个应用程序的功能集成起来。w e bs e r v i c e s 把各个功 能暴露出来，可以非常轻易地把所有这些功能都集成到一个界面中站点中，为用户 提供一个统一的、友好的界面。 调试方便性 w e bs e r v i c e s 对参数和返回值不必使用二进制编码【“j 。调试s o a p 消息十分方 便，使得各种s o a p 执行能快速聚合在一起，使得s o a p 可以达到大范围的协同 工作。 2 2 总体结构 2 2 1 系统总体结构 基于w e bs e r v i c e s 的分布式网管系统总体架构如图2 1 所示，由三部分组成； 各地市的o m c 系统、前置机和网管中心的实现管理功能的平台。 华中科技大学硕士学位论文 幽2 ，1基rw e bs e r v i c e s 的分布式网管系统总体架构 图中的o m c 相当于是各地市的网管中心的服务器群。由于每个地市的移动通 信网络由不同的厂商提供，因此不同地市的o m c 的平台、网络协议、操作系统、 数据库可能邡不一样。为了方便地实现基于w e bs e r v i c e s 的分布式网管系统，需要 在每个地市的北向接口增加一台w i n d o w s 平台的前置机。前置机上安装连接各种不 同数据库的客户端和w e bs e r v i c e s 的开发工具。这样可以在前置机上实现从o m c 抽取的各种w e bs e r v i c e s ，然后用w s d l 发布。网管中心通过调用各个市的各种 w e bs e r v i c e s 实现网管的功能。 2 2 2 系统模块结构 基于w e bs e r v i c e s 的分布式网管系统的模块结构如图2 2 所示。每个地市的前 置机要实现和本地o m c 服务器群的连接，因为各地市o m c 可能是s o l a r i s 平台， 也可能是w i n d o w s 平台。在每个地市o m c 静面加上一个w i n d o w s 平台的接口机。 可以实现用n e t 平台的开发环境抽取o m c 上的服务。同时在各地市的接口机上可 以分别安装本地的o m c 数据库的客户端，以便将数据抽象为w e bs e r v i c e s 。对于 在各地市的接口机上实现的数据的w e bs e r v i c e s 代码也会简单灵活。更改连接数掘 源的代码和创建相关的存储过程即可。把o m c 的相关应用抽象成各个相应的w e b s e r v i c e s ，使其能够接受和响应s o a p 消息。生成相应的w s d l 文件用于描述此备 番荔蓦 q=一匡匮一_d 华中科技大学硕士学位论文 个w e bs e r v i c e s ，并将其发布。然后网管中心的程序就能够通过检索到的w s d l 文 档，编写程序调用各个地市的w e bs e r v i c e s 。 幽2 2基1 fw e bs e r v i c e s 的分布式网管系统的模块结构 在本研究中用n e t 平台来实现快速创建和集成x m l w e b s e r v i c e s 和应用程序的 开发，它在改善操作的同时极大地提高了丌发人员的效率。n e t 允许企业使用开 放的i n t e r n e t 协议将不同的应用程序和系统，甚至是运行在不同平台上的应用 程序和系统联系起来，无缝地集成为一个完整的系统。数据和软件功能能够无缝地 从计算机转移到任何相关设备上，极大地增加了获得和生成数据的能力。 v s n e t 是惟一一个从一开始就是为x m lw e b s e r v i c e s 创建的开发环境。 v s n e t 和x m lw e b s e r v i c e s 提供简单、灵活和基于标准的模型，允许丌发人员从 新的和现有的代码汇编应用程序，而与平台、编程语言或对象模型无关。 同时，n e t 在w e b 方面有很多创新【1 ，使得w e bs e r v i c e s 的丌发和使用变得 非常容易，包括使用可扩展标记语占( x m l ) 格式化数据、使用s o a p ( s i m p l e o b j e c t a c c e s sp r o t o c o l ，简易对象访问协议) 在应用程序间传递数据，以及使用u d d i ( 统 一描述发现和集成协议) 为w e bs e r v i c e s 提供目录等。因此本学研究中，采用v s n e t 平台来作为研究的丌：发坏境。 2 3 技术特色 2 3 1 基于w e bs e r v i c e s 的分布式技术 这种基于w e b s e r v i c e s 的网管系统的结构为分布式结构，系统各个模块通过分 布式总线进行交互：w e b s e r v i c e s 中传递信息的格式为x m l 。这就使这种网管系统 华中科技大学硕士学位论文 能够在任何平台上实现。实现了良好的伸缩性、可扩展性。实现了软件的即插即用 功能，一部分的模块改动不会对网管系统中的其他模块产生任何影响，在某个地市 网络软件升级或版本更新时，不需要因为集成而对网管模块再次开发，反之亦然， 可以降低系统集成的开销。 w e bs e r v i c e s 在x m lw e bs e r v i c e s 及其客户端之间交换的基于s o a p 的x m l 信息可以是结构化、类型化或松散定义的信息。x m l 可以以松耦合的方式灵活地 进行信息交换。w e bs e r v i c e s 可以和多种多样的实现、平台和设备进行通信。最大 的优点是实现异构平台的互通。w e bs e r v i c e s 的三个基本协议s o a p 、u d d i 、w s d l 部是基于x m l 标准。在扩展性、重用性方面都有很大优势。w e bs e r v i c e s 的这种 面向服务的架构( s o a ) 是基于标准和松耦合的。因此基于w e bs e r v i c e s 的综合移 动通信网管模型有很大优点，也给企业带来巨大经济价值。 2 3 2o m c 上将数据作为w e bs e r v i c e s 的构建 地市的网络有各自的设备提供厂家。这些厂家有各自的o m c 用以管理自己的 通信网元设备。不同厂家的o m c 有各自的数据存储方式。省级的综合网管系统为 了通过这些o m c 管理所有的网元，就必须能从所有的o m c 的数据库中得到有用 的数据。这些数据库在不同地市，采用不同厂家的数据库产品，或者采用不同库结 构表结构。这种网管系统完成了分布式环境中的数据的提取，研究解决了将o m c 的数据抽象成w e bs e r v i c e s 。用n e t 的a d o n e t 的类束实现从o m c 数据库提取 数据，并将数据作为w e bs e r v i c e s 响应来传送。本文研究了使用o d b c c o n n e c t i o n 对 象和各种没有专用接口的大型数据库相连的方法。同时，利用存储过程，数据库操