（计算机系统结构专业论文）电信统一网管配置管理数据传送模块设计与实现.pdf

摘要 摘要 随着电信产业的迅速发展，电信设备的复杂性和所提供的功能也在不断地增 加和更新。在这种形势下，与之相配套的网络管理技术的发展显得尤为重要。电 信网络对公众所提供的服务的优劣，一方面与电信网络的基础设施有关，另一方 面与电信网络的管理有关。因此，建设完整、先进和统一的网络管理系统，对电 信网络进行全面的、有效的管理，是电信网络建设过程中必须充分重视的。 目前在我国电信网络管理建设中，t m n ( 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 t n e t w o r k ) 标准得到了广泛的认同和应用。t m n 是一种新型的管理电信网络的标 准，其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。配置管理是网络管理系统中的一个重要部分， 是其他子系统的基础。它作为t m n 为电信网及电信业务提供的五大管理功能之 一，主要对电信网网元和网络设备配置进行整体控制，包括增加删除前台网元， 获取网元数据以及修改网元配置相关数据。 本论文主要工作是设计并实现按照t m n 规范开发的基于j 2 e e 体系架构的统 一网管配置管理子系统数据传送模块。配置管理子系统是统一网管平台中一个重 要的组成部分，是其它子系统的基础。本文在通过深入研究t m n 理论规范和分析 统一网管平台体系结构的基础上，研究了配置管理子系统的设计方案，参与设计 开发了配置管理数据传送模块，并对其中关键的实现机制进行了详细论述。最后， 本文对数据传送结果的一致性校验进行了大致介绍，并对下一步工作提出了设想。 关键词：电信管理网 统一网管平台配置管理数据传送 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to f t h et e l e c o m m u n i c a t i o ni n d u s t r y ，t h ec o m p l e x i t ya n d f u n c t i o n a l i t yo ft h e t e l e c o m m u n i c a t i o ni n f r a s t r u c t u r ee q u i p m e n t sa r e i n c r e a s i n g s u b s t a n t i a l l y s ot h et e c h n o l o g yo fn e t w o r km a n a g e m e n ti sp a r t i c u l a r l yi m p o r t a n t t h e q u a l i t yo ft h es e r v i c eo f f e r e dt ot h ep u b l i cb yt e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r ki sr e l a t e dt o m a n a g e m e n tt e c h n o l o g ya n di t se q u i p m e n t s o ，i ti sn e c e s s a r yt ob u i l da na d v a n c e da n d u n i f i e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mt oi m p r o v eo p e r a t i o n a le f f i c i e n c ya n ds e r v i c e q u a l i t yo f t e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k 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 ) o f f e r sa no r g a n i z e dn e t w o r k s t r u c t u r et om a k et h ei n t e r c o n n e c t i o na m o n gk i n d so f o p e r a t i n gs y s t e m s c o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n ti s a l li m p o r t a n tp a r ti nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ，a n di ti st h e f o u n d a t i o no fo t h e rs u b s y s t e m s i tc o n t r o l se q u i p m e n to fw h o l l yn e t w o r k , i n c l u d i n g d e l e t i n g ，i n c r e a s i n ga n da l t e r i n gt h ec o n f i g u r a t i o nd a t u mo f t h en e t w o r ke q u i p m e n t i nt h i sp a p e r , a c c o r d i n gt ot h et m ns t a n d a r dw ea l ed e s i g n i n ga n di m p l e m e n t i n g d a t at r a n s m i s s i o nm o d u l eo fc o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n ti nt h eu n i f i e de l e m e n t m a n a g e m e n tp l a t f o r m ( u e p ) o ft e l e c o m m u n i c a t i o n sb a s e do nt h ej 2 e es y s t e m t h e c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n ts u b s y s t e mi sa ni m p o r t a n tp a r to f u e pa n di st h ef o u n d a t i o n o fo t h e rs u b s y s t e m s t h i sp a p e rd e e p l ys t u d i e st h ec r i t e r i o no ft m na n da n a l y z e st h e s t r u c t u r eo fu e p ，a n dr e s e a r c h e st h ep l a no ft h ec o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n ts u b s y s t e m i td e s i g n sa n di m p l e m e n t st h ed a t at r a n s m i s s i o nm o d u l eo fc o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t b a s e do nt a k i n gp a r ti nt h i si t e m ，a n dd e s c r i b e st h ek e yr e a j i z a t i o nm e c h a n i s mi nd e t a i l f i n a l l y ，t h ep a p e ri n t r o d u c e st h em e t h o do ft e s t i n ga f t e rt r a n s m i s s i o na n di m a g e st h e d e v e l o p m e n tp r o s p e c to f t h ed a t at r a n s m i s s i o nm o d u l eo f c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t k e y w o r d ：t m n u e p c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t d a t at r a n s m i s s i o n 创新性声明 本人声明所呈交的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，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包括为获得西安电子科技大学或 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作 过的任何贡献均已在论文中做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：二盟 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技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于西安电子科技大学。本人保证 毕业离开学校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技 大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论 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论文。( 保密 的论文在解密后遵守此规定) 本人签名： 导师签名：蜷 日期：尘2 ：i ：多 日期：! ! 1 211 6 第一章绪论 第一章绪论 1 1 背景 随着电信业务种类、数量和要求的急剧增加，网络正变得越来越庞大和复杂。 随着通信设备的复杂性和使用水平的不断提高，为了提高服务技术和降低运行成 本，对网络管理系统提出了越来越多，越来越高的要求。传统的管理方式主要靠 电信设备本身有限的管理能力，显然这种方式已不能适应网络发展的需要。事实 证明，网络的运行、管理和维护成本已经大大超过信息网本身软硬件的投资。因 此，迫切希望工程型的技术来指导网络管理的建设，进而在此基础上，进行高层 次、深层次的理论总结，逐步形成、完善网络的理论，以更加系统化的技术更好 的支持网管系统的建设。 出于电信网管的复杂性及难以互通性，为了寻求一个既简单又统一的方法来 管理网络，国际电信联盟开发了电信管理网( 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 t n e t w o r k ，n 州) 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， 规范了基于o s i ( o p e ns y s t e mi n t e r f a c e ，开放式通信系统) 参考模型的网络管理 框架。这种电信管理网将成为适合未来网络的管理基础结构，对如何构建电信网 管提供了很详尽的标准和依据。 1 2 现状 目前，在电信网结构日益复杂的情况下，不同厂商、不同技术的电信设备运 行着其相应的网管系统，这些网管系统往往相互独立，各设备厂商的网管系统只 能管理各自厂商的设备，网管人员无法对全局网络管理域的网络资源进行集中统 一管理。综合起来，这些传统的网络一般存在以下一些问题： ( 1 ) 管理协议互不兼容 由于各网管系统的建立往往是由不向的部门或单位分别进行的，大多采用各 自的管理协议，互不兼容。这样导致电信运营商的通信网有多个不同的子网管理 系统共存，网管人员不得不通过不同的操作平台来管理每个子网。 ( 2 ) 管理信息不能互通 这些分立的网管系统分别负责网络中的不同管理内容，它们相互之间不能进 行信息交换，这给网络管理造成了很大的局限。 2 电信统一网管配置管理数据传送模块设计与实现 ( 3 ) 管理内容庞杂，操作界面多样 不同厂商、不同技术的电信设备运行的网管系统未遵守统一的标准，必然拥 有各不相同的管理功能和多样的操作界面。这种局面给电信网络的集中和一体化 管理带来了极大的不便。 ( 4 ) 不能实现网络管理和业务管理的融合 传统网管系统大多只专注于网络的配置、性能、故障、安全管理的某些方面， 而不能把网络管理和业务管理融合起来，实现面向业务的综合网管。 电信网中引入t m n 可以最大限度地利用电信网络资源，提高网络运行的质量 和效率，向用户提供良好的电信服务，简化多厂商混合环境下电信运营企业的管 理模式，能够最大限度地降低电信运营的管理成本，使企业获得更高的经济效益。 本课题来源于某通讯公司的电信统一网管平台。该公司原有的统一网络操作维护 系统以操作为中心，无法满足按被管对象对系统进行综合管理的t m n 体制要求； 难以适应实际开局过程中的各种操作维护建设需求：系统的跨平台可移植性较差， 无法实现代码复用；难以实现未来电信网络发展的管理新需求。因此开发符合电 信管理网要求的统一网络操作维护系统，使公司设备提供开放的系统接口，非常 必要。正是在这种情况下，公司按照t m n 理论，基于j 2 e e 体系架构开发了电信 统一网管平台。 配置管理是t m n 中一项非常重要的管理功能，也是其它管理功能的基础。配 置管理是对网络上配置进行调整的管理活动，它主要负责网络的建立，业务的展 开，及配置数据的维护。本文根据t m n 标准，基于j 2 e e 技术应用于t m n 网管 系统的思想，结合作者对配置管理系统数据传送技术所作的研究，参与设计了现 有的数据传送模块，最终实现了一个基于j 2 e e 架构的配置管理子系统。 1 3 本文工作 本文的目的就是从分析电信管理网的基础入手，结合现有的电信管理网实现 技术及相关研究领域的最新研究成果，研究分析统一网管平台中配置管理子系统 设计方案，并在此基础之上设计实现配置管理数据传送模块。 在系统的设计与开发过程中，本文主要的研究工作如下： ( 1 ) 总体介绍了基于t m n 标准的统一网管平台系统。通过平台软件架构和 功能模块的设计，提高了软件复用性，降低了各模块实现的复杂性。 ( 2 ) 研究了配置管理开发的要求，重点分析了配置管理子系统设计方案。在 研究分析配置管理子系统设计方案的基础上，本文作者参与设计了现有的数据传 送模块，从而保证了配置数据的一致性。 第一章绪论 3 ( 3 ) 基于配置管理子系统的设计思想和设计方案，参与开发并实现了配置管 理子系统的重要组成部分一数据传送模块，并对数据传送关键机制进行了详细的 说明。 ( 4 ) 介绍了传送后系统前后台数据一致性校验方法，证明了配置数据具有较 强的准确性与可用性，能够满足网管软件的要求。 本系统具有良好的稳定性、可靠性、可移植性和易维护性等特点。目前，已 在多个地区开局、商用，并取得了良好的经济效益。 1 4 本文结构 第一章：绪论。介绍本课题的背景和现状，作者所作的工作及论文结构。 第二章：分析了t m n 原理，包括t m n 的结构和功能。 第三章：简要介绍了统一网管平台的整体结构和工作原理。 第四章：配置管理子系统总体设计研究。研究分析了基于统一网管的配置管 理子系统的详细设计，重点对其中的数据传送模块功能进行了设计。 第五章：配置管理子系统数据传送模块实现。首先，设计实现了数据传送模 块。其次，对数据传送实现的关键机制进行了详细的说明。最后，介绍了配置管 理数据传送完成后的一致性校验工作。 结束语：总结论文工作，分析了本设计的不足之处并对下一步工作做出了展 望。 第二章电信管理网t m n 第二章电信管理网t m n 电信管理网( t m n ) 是一种新型的管理电信网的网络。本章将通过分析t m n 原理，总结t m n 管理电信网的特点和优势。 2 1 1 电信管理网概述 2 1 电信管理网原理 ( 1 ) 背景 随着世界电信技术的飞速发展，业务层出不穷，网络规模日益增大。为降低 网络成本，网络运营商纷纷引入多厂家设备，使电信网络管理越来越复杂。另外， 为向用户提供高质量、高可靠的电信服务，运营商也需要先进的技术和自动化的 管理手段进行支撑。因此，电信网络管理的重要性日益突出。 为解决此问题，国际电信联盟和国际标准化组织从二十世纪7 0 年代末，8 0 年代初即开始联合研究开发o s i 参考模型并逐步趋于完善。从8 0 年代中期着力 研究和定义电信管理网络一系列的标准。1 9 8 8 年公布了电信管理网 ( 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，规范了基于o s i 参考模型的网络管理框架。 在早期，t m n 更多的是一种理论化的设计，近年随着计算机技术的快速发展，使 t m n 规范中结构和方法逐步得以实施。 ( 2 ) 电信管理网定义 电信管理网是电信基本网络( 网元网络) 之上的管理网络，它通过计算机网 络组织，将零散的、无序的、物理连接紧密但逻辑连接松散的，有规则运动但不 遵循公共规律的所有电信网元有机地结合起来，通过统一监控、统一分析、统一 运作、统一管理的手段，使之成为整合的、有序的、逻辑结构紧密的、遵循同一 协议的网络。 电信管理网是一个有组织的网络，可以提供一系列管理功能，并能使各种类 型的操作系统之间通过标准接口进行通信联络，还能使操作系统与电信各部门之 间也通过标准接口进行通信。 ( 3 ) t m n 与电信网的总体关系 t m n 为电信网提供管理服务，t m n 与电信网的关系是管理和被管理的关系 1 1 9 1 ，如图2 1 所示。图中虚线内部属于t m n 部分，它包括各种操作系统、工作 6 电信统一网管配置管理数据传送模块设计与实现 站和数据通信网( 包括局域网、城域网和广域网) 。从图中还可看出，电信网中的 各种被管理设备都有一部分位于虚线框之内，这是因为为了使这些设备能接受 t m n 的统一管理，设备内部必须提供t m n 标准化的通信接口( 通信协议) 和信 息模型( 被管理对象及其表示) 。这些功能嵌入在电信设备内部( 也可能由设备厂 商提供的操作维护系统的服务器实现) ，但是它属于t m n 的一部分。 图2 1t m n 与电信网的关系 ( 4 ) 电信管理网特点 第一，电信管理网强调把物理网络与电信业务分开。传统的网络建设的思路 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， 必然会直接影响到上层业务。采用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，即可避免这一弊病。第二，电信管 理网标准化程度较高。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 在这三方面都做得比较好。在功能方面，t m n 规定了配置、性能、 故障、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 口方面，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；第三，电信管理网与网络具有松耦合性。t m n 包括一部分 网元功能，但又不包括整个的电信网。 ( 5 ) 目标 电信管理网的目标是支持电信运营部门的各种管理需要，对电信网及其业务 进行规划，对网络事件做出最迅速的反应，优化管理信息流，进行地域分布控制， 提高对业务的支撑力度，以改善与用户的交互渠道，逐步实现以用户为中心的管 第二章电信管理网t m n 7 理模式【2 0 i 。 2 1 2 电信管理网体系结构 电信管理网的目的是提供一组标准接口，使网络操作、组织管理、维护管理 功能及对网络单元的管理变得容易实现。基于这种目的，t m n 提出了自己的管理 体系结构，这种体系结构是基于o s i 系统管理的概念。为构造整个电信管理网， i h j t 从管理功能块的划分，信息交互的方式和物理实现三个不同的侧面定义 t m n 的体系结构，即t m n 的功能体系结构，信息体系结构和物理体系结构1 1 9 1 。 ( 1 ) t m n 的功能体系结构 t m n 的功能体系结构从逻辑上描述t m n 内部的功能分布。在t m n 的功能 体系结构中，引入了一组标准的功能块( f u n c t i o nb l o c k ) 和可能发生信息交换的 参考点( r e f e r e n c ep o i n t ) 。t m n 的功能体系结构如图2 2 所示。 g 图2 2 t m n 功能体系结构 功能块 t m n 的功能块包括：操作系统功能( o p e r a t i o ns y s t e mf u n c t i o n ，o s f ) ，各 种中介功能( m e d i a t o rf u n c t i o n ，m f ) ，- r 作站功能( w o r k s t a t i o nf u n c t i o n ，w s f ) ， 网元功能( n e t w o r ke l e m e n tf u n c t i o n ，n e f ) ，q 适配器功能( q a d a p t e r f u n c t i o n ， q a f ) 。 8电信统一网管配置管理数据传送模块设计与实现 操作系统功能：主要任务是对管理信息进行处理，以实现各种管理功能。 操作系统功能在逻辑上可以划分为不同的层，从上到下为：事务层，业务层，网 络管理层，网元管理层和网元层。 中介功能：介于操作系统功能和网元功能之间，起协调或中介作用，以保 证各功能块对信息模型的需求，并使网元到操作系统功能的结构更加灵活。 工作站功能：提供t m n 与用户之间的交互能力，主要是管理用户终端。 网元功能：提供电信处理功能和电信支持处理功能。在网元中，为了使本 身纳入n 压n 的管理系统中并受到统一管理，必须实现t m n 标准规定的网元功能， 包括网络协议和信息模型。 q 适配器功能：实现t m n 与非t m n 网元和o s f 之间的连接。 每一个t m n 功能块都是由一些子系统组成的：管理应用、管理信息库、信 息转换功能、人机适配功能、表示功能、消息通讯功能( m c f ) 。前五种子模块 协作实现各个功能块本身的管理工作，而消息通讯提供了功能块间公共管理信息 交互的底层设施。除了各个功能块本身的消息通讯子系统，实现t m n 各个功能 模块之问的通讯还需要一个公共的更底层的数据通讯功能( d c f ) 设施。图2 3 表示了删功能块的这种交互。 功能块功能块 输剑输遗信 功能子模块 m c tm c ， 功能子模块 叫亘卜 图2 3 t m n 功能块结构 参考点 为描述管理功能块的范围，引入了参考点的概念。如图2 2 中所示，参考点是 指功能块之间的边界，是表示两个功能块之间进行信息交换的概念上的一个点， 类似于接口的概念。t m n 功能体系结构中主要有以下几种参考点： q 参考点：q 参考点是t m n 中功能块间的参考点，用来连接o s f ，m f ， q a f ，n e f 。通常将连接n e f 和m f ，q a f 和m f ，以及m f 和m f 的参考点称 为q x 参考点。而将连接n e f 和o s f ，q a f 和o s f ，m f 和o s f ，以及o s f 和 o s f 之间的参考点称为q 3 参考点； x 参考点：x 参考点是不同t m n 的o s f 功能块间的参考点； f 参考点：f 参考点是w s f 和t m n 内部功能块间的参考点。 另外还有两种参考点：g 和m 是非t m n 参考剧”】。它们处于t m n 以外，g 参考点连接用户( 人) 和工作站，m 参考点连接q a f 和非t m n 管理实体。 ( 2 ) t m n 信息体系结构 第二章电信管理网t m n 9 t m n 信息体系结构用来描述功能块之间的不同类型的管理信息。t m n 的信 息体系结构应用o s i 系统管理的原则，引入了管理者和代理者( m a n a g e r a g e n t ) 的概念，强调在面向事务处理的信息交换中采用面向对象的技术，主要包括管理 信息模型及管理信息交互两方面【j 9 】。图2 4 为t m n 的信息体系结构图。 系统a系统b系统c 冈圉 用霞 j 一爿 一i l l - 一- i 。j m i b 十 资源 图2 4t m n 的信息体系结构 管理信息模型 对于孤立的单个系统并不需要信息模型，只需要将其传送的信息按该特定系 统所规定的方式表示即可。当同样的信息必须嵌入两个以上不同的系统时，由于 具体实现上的限制或设计和结构上的原因，同一信息的解释每次可能略有不同。 这样，为了实现不同系统间的兼容，需要将信息背后的概念以独立于概念实现方 法的手段来表示，方法是采用一套正式的符号和词汇对被管理对象进行组织、分 类和抽象概括【2 0 l 。 管理信息模型是对网络资源及其所支持的管理活动的抽象表示。如图2 5 所 示，在信息模型中，网络资源被抽象为被管理对象m o ( m a n a g e do b j e c t ) 。被管 理对象是指被管理系统中资源的抽象代表，而资源可以泛指网络中一切被管理的 物理或逻辑资源。被管理对象以属性、行为、事件报告等方式进行定义。多个被 管理对象是相互关联的并且被组织成一个树，沿树从顶向下的管理对象之间具有 继承关系，这颗树称为管理信息树，即管理对象信息库( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n b a s e ，m i b ) 1 2 1 。管理活动( a c t i v i t y ) 实现t m n 的各种操作，如信息的存储、 提取与处理。 0电信统网管配置管理数据传送模块设计与实现 图2 5t m n 网络管理信息模型 管理信息交互 t m n 使用管理者代理者的概念描述管理系统中的管理交互作用。管理者，一 般为管理应用程序，通过与代理者交互作用来管理被管理对象，代理者则在管理 者的控制下管理被管理对象，负责对被管理对象和管理资源的描述。代理接收管 理者的指令对被管理者实施操作，这种操作是通过管理信息库( m i b ) 进行的。 同一系统中，在某一管理功能区域内它是管理者，而在另一个区域内可能就是代 理者。如图2 4 中的系统b ，其代理接受上一层管理者的管理操作消息，对本身的 对象进行操作或者通过管理者把该消息转至下一级的代理。系统b 的管理者也可 能向下一级的代理发起管理操作消息。图2 4 中的系统a 、系统b 、系统c 表示同一 t m n 管理分层模型中不同的层的o s f 【2 l j 。 ( 3 ) t m n 物理体系结构 t m n 的物理体系结构描述的是t m n 的物理实体及其接口。物理实体是t m n 网络管理系统的基本元素，是人们可以看到的实际系统，包括计算机系统和在计 算机系统上运行的各种软件系统【2 0 】。组成t m n 的基本物理实体有： 0 ) o s ：o s 是执行o s f 的系统，实际上是管理网络资源的系统程序。 m d ：m d 是执行m f 的设备。主要完成o s 与n e 间的协调功能。 n e ：n e 是执行n e f 的电信设备和支持设备组成。 w s ：w s 是执行w s f 的设备。简单的w s 可以是键盘或是显示器，复杂 的w s 可以是智能处理器控制的可视终端。 q a ：q a 是完成n e 或o s 与非t m n 接口适配互连的设备。 d c n ( 数据通信网) ：是t m n 内支持数据通信功能的通信网，它是由不同 类型的子网互连而成的。 为保证t m n 模块的互连，在t m n 的物理体系结构中，定义了一个互操作的 接口集合，它们是根据功能体系结构中的参考点而定义的，分别为q x 、q 3 、x 、 f 、g 、m 等，每个接口都有对应的t m n 协议族。可以说参考点是功能体系结构 第二章电信管理网t m n i i 中描述功能块之间交互的方式，那么在物理体系结构中描述物理块交互的方式就 是接口。接口与参考点的关系类似于面向对象语言中对象与类的关系，接口是参 考点的实际实现。这样的关系也可以用于物理块与功能块之间。 2 1 3 电信管理网管理功能 由于通信网上各种业务网的多样性和同一业务网上设备的多样性，导致不同 业务网的网管系统、同一业务网内不同层次的网管系统的管理功能的多样性。为 了支持网管系统的互操作性，i t u t 对网络管理的功能制定了统一标准，提出了 一组各种网管系统共同的、基本的管理功能：配置管理( c o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n t ，c m ) 、故障管理( f a u l tm a n a g e m e n t ，f m ) 、性能管理( p e r f o r m a n c e m a n a g e m e n t ，p m ) 、安全管理( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ，s m ) 和计费管理( a c c o u n t i n g m a n a g e m e n t ，a m ) 1 2 0 。各个模块的功能分布在各个层次上实现。 ( 1 ) 配置管理 网络上的配置是网络上各种工作设备、备份设备、辅助设备之间关系的状态。 为了保证网络经济、可靠、高效和安全地运行，需要对网络上的配置进行调整。 对网络上配置进行调整的管理活动，就是配置管理。从网络的运行角度看，配置 管理分为两个阶段：网络初次运行的初始配置管理( 通常称为网络指配，也称为 网络预配置) 和网络正常运行时的工作配置管理( 也称为配置控制) 。 配置管理具体包括如下功能： 配置信息的自动获取：在一个大型网络中，需要管理的设备是比较多的， 如果每个设备的配置信息都完全依靠管理人员的手工输入，工作量是相当大的， 而且还存在出错的可能性。对于不熟悉网络结构的人员来说，这项工作甚至无法 完成，因此，一个先进的网络管理系统应该具有配置信息自动获取功能。即使在 管理人员不是很熟悉网络结构和配置状况的情况下，也能通过有关的技术手段来 完成对网络的配置和管理。在网络设备的配置信息中，根据获取手段大致可以分 为三类：第一类是网络管理协议标准的m i b 中定义的配置信息( 包括s n m p 和 c m i p 协议) ；第二类是不在网络管理协议标准中有定义，但是对设备运行比较重 要的配置信息；第三类就是用于管理的一些辅助信息。 自动配置、自动备份及相关技术：配置信息自动获取功能相当于从网络设 备中“读”信息，相应地在网络管理应用中还有大量“写”信息的需求。同样根 据设置手段对网络配置信息进行分类：第一类是可以通过网络管理协议标准中定 义的方法进行设置的配置信息；第二类是可以通过自动登录到设备进行配置的信 息；第三类就是需要修改的管理性配置信息。 1 2 电信统一网管配置管理数据传送模块设计与实现 配置一致性检查：在一个大型网络中，由于网络设备众多，而且由于管理 的原因，这些设备很可能不是由同一个管理人员进行配置的。实际上即使是同一 个管理员对设备进行的配置，也会由于各种原因导致配置一致性问题。因此，对 整个网络的配置情况进行一致性检查是必需的。在网络的配置中，对电信网络正 常运行影响最大的主要是局向信息配置，因此，要进行一致性检查的也主要是这 类信息。 用户操作记录功能：配置系统的安全性是整个网络管理系统安全的核心， 因此，必须对用户进行的每一配置操作进行记录。在配置管理中，需要对用户操 作进行记录，并保存下来。管理人员可以随时查看特定用户在特定时间内进行的 特定配置操作。 ( 2 ) 故障管理 故障管理是对电信网络的运行情况异常和设备安装环境进行监测、隔离和校 正的功能。故障管理具体包括如下功能： 故障监测：主动探测或被动接收网络上的各种事件信息，并识别出其中与 网络和系统故障相关的内容，对其中的关键部分保持跟踪，生成网络故障事件记 录。 故障报警：接收故障监测模块传来的报警信息，根据报警策略驱动不同的 报警程序，以报警窗c i 告警铃声( 通知一线网络管理人员) 、电子邮件或短消息 ( 通知决策管理人员) 发出网络严重故障警报。 故障信息管理：依靠对事件记录的分析，定义网络故障并生成故障卡片， 记录排除故障的步骤和与故障相关的值班员日志，构造排错行动记录，将事件一 故障一日志构成逻辑上相互关联的整体，以反映故障产生、变化、消除的整个过 程的各个方面。 排错支持工具：向管理人员提供一系列的实时检测工具，对被管设备的状 况进行测试并记录下测试结果以供技术人员分析和排错；根据己有的排错经验和 管理员对故障状态的描述给出对排错行动的提示。 检索分析故障信息：浏览并且以关键字检索查询故障管理系统中所有的数 据库记录，定期收集故障记录数据，在此基础上给出被管网络系统、被管线路设 备的可靠性参数。 ( 3 ) 性能管理 网络管理就是对网络的运行状态进行管理，当网络产生故障时，由故障管理 进行管理。当网络没有产生故障，或者没有产生能让故障管理进行管理的故障时， 由于各种原因导致网络质量或服务质量下降，就要使用性能管理。性能管理主要 包括如下功能： 性能监控：由用户定义被管对象及其属性。被管对象类型包括链路、单板、 第二章电信管理网t m n 1 3 c p u 等；被管对象属性包括流量、延迟、丢包率、c p u 利用率、温度、内存余量。 对于每个被管对象，定时采集性能数据，自动生成性能报告。 值控制：可对每一个被管对象的每一个指标设置阀值，对于特定被管对象 的特定指标，可以针对不同的告警级别进行阀值设置。可通过设置阀值进行开关 控制值检查和告警，提供相应的阀值管理和溢出告警机制。 性能分析：对历史数据进行分析、统计和整理，计算性能指标，对性能状 况做出判断，为网络规划和网络优化提供参考。 可视化性能报告：对数据进行扫描和处理，生成性能趋势曲线，以直观图 形反映性能分析的结果。 实时性能监控：提供了一系列实时数据采集、分析和可视化工具，用以对 流量、负载、丢包、温度、内存、延迟等网络设备和链路的性能指标进行实时检 测，可任意设置数据采集间隔。 网络对象性能查询：可通过列表或按关键字检索被管网络对象及其属性的 性能记录。 ( 4 ) 安全管理 网络管理过程中，存储和传输的管理和控制信息对网络的运行和管理至关重 要，一旦泄密、被篡改和伪造，将给网络造成灾难性的破坏。安全管理的功能分 为两部分，首先是网络管理本身的安全，其次是被管网络对象的安全。网络管理 本身的安全由以下机制来保证： 管理员身份认证：采用基于公开密钥的证书认证机制。为提高系统效率， 对于信任域内( 如局域网) 的用户，可以使用简单口令认证。 管理信息存储和传输的加密与完整性：w e b 浏览器和网络管理服务器之间 采用安全套接字层( s s l ) 传输协议，对管理信息加密传输并保证其完整性。内 部存储机密信息，如登录口令等，也是经过加密的。 网络管理用户分组管理与访问控制：网络管理系统的用户( 即管理员) 按 任务的不同分成若干用户组，不同的用户组中有不同的权限范围。对用户的操作 由访问控制检查，保证用户不能越权使用网络管理系统。 系统日志分析：记录用户所有的操作，使系统的操作和对网络对象的修改 有据可查，同时也有助于故障的跟踪与恢复。 网络对象的安全管理有以下功能： 网络资源的访问控制：通过管理路由器的访问控制链表，完成防火墙的管 理功能，即从网络层( i p ) 和传输层( t c p ) 控制对网络资源的访问，保护网络 内部的设备和应用服务，防止外来的攻击。 告警事件分析：接收网络对象所发出的告警事件，分析与安全相关的信息 ( 如路由器登录信息、s n m p 认证失败信息) ，实时地向管理员告警，并提供历史 1 4 电信统一网管配置管理数据传送模块设计与实现 安全事件的检索与分析机制，及时地发现正在进行的攻击或可疑的攻击迹象。 主机系统的安全漏洞检测：实时监测主机系统的重要服务的状态，提供安 全监测工具，以搜索系统可能存在的安全漏洞或安全隐患，并给出弥补的措施。 总之，网络管理通过网关( 即边界路由器) 控制外来用户对网络资源的访问， 以防止外来的攻击；通过告警事件的分析处理，以发现正在进行的可能的攻击： 通过安全漏洞检查来发现存在的安全隐患，以防患于未然。 ( 5 ) 计费管理 计费管理也可称为帐务管理，主要业务是计费及其有关的财务管理。通过采 集详细话单c d r ( c a l l i n gd e t a i lr e c o r d ) ，依据相应费率创建话费数据库管理， 以完成计费工作。计费管理主要包括： 计费数据采集：计费数据采集是整个计费系统的基础，但计费数据采集往 往受到采集设备硬件与软件的制约，而且也与进行计费的网络资源有关。 数据管理与数据维护：计费管理人工交互性很强，虽然有很多数据维护系 统自动完成，但仍然需要人为管理，包括交纳费用的输入，联网单位信息维护以 及账单样式决定等。 计费政策制定：由于计费政策经常灵活变化，因此实现用户自由制定输入 计费政策尤其重要。这样需要一个制定计费政策的友好人机界面和完善的实现计 费政策的数据模型。 政策比较与决策支持：计费管理应该提供多套计费政策的数据比较，为政 策制订提供决策依据。 数据分析与费用计算：利用采集的网络资源使用数据，联网用户的详细信 息以及计费政策计算网络用户资源的使用情况，并计算出应交纳的费用。 数据查询：提供给每个网络用户关于自身使用网络资源情况的详细信息， 网络用户根据这些信息可以计算、核对自己的收费情况【2 2 j 。 2 2 电信管理网特点总结 t m n 提供了一种有组织的体系结构，实现各种不同类型的运营系统与电信网 络设备之间的互联，通过包括协议和消息在内的标准化接口来交换各种管理信息。 t m n 的最大优势在于信息模型的标准化，统一多家产品的规范一代理信息存 取的标准，统一多厂家系统的被管信息意义的标准，统一多厂家平台处理环境的 标准。 t m n 实现了综合网管。子网与子网之间通过共同的信息接口，不仅在数据层 上实现共享，同时也在应用层实现互操作和事务的分布计算。各个管理领域之问 第二章电信管理网t m n 1 5 也能够在共同的目标下实现合理的目标分解，并互相协作配合以实现电信网络管 理的完整统一和协调，并使网络管理系统的功能与管理效率得到很大程度的提高。 2 3 本章小结 本章分析了t m n 的理论知识，阐述了t m n 的概念、体系结构、管理功能等 相关背景知识。电信管理网是一个庞大而复杂的网络结构，因此建立一个统一的 网管平台对电信管理网中的各种资源进行有效的管理是一个非常现实也非常迫切 的问题。电信网中引入t m n 可以最大限度地利用电信网络资源，提高网络运行 的质量和效率，向用户提供良好的电信服务，简化多厂商混合环境下电信运营企 业的管理模式。通过对电信管理网以上知识的研究，可以为电信统一网管平台的 研制和开发奠定坚实的基础。 第三章统一网管平台概述 1 7 第三章统一网管平台概述 3 1 统一网管平台开发背景 电信运营公司面对的是激烈竞争的市场，要提高竞争能力，改进服务质量， 就需要高质量的运行管理能力。但是，如今的电信网络因为用户数量的剧增导致 了网络规模越来越大，同时，由于用户对电信网络的各种新的需求以及各设备制 造商制造的不同的通讯设备进入到网络中来，使得电信网络资源管理的复杂度非 常高。作为服务提供者的运营商，当然希望自己能够为用户提供高质量的电信网 络服务，因此就需要一种能够快速建立的低成本的操作系统来满足各种不同的管 理要求。 由于按照t m n 的体系结构构建的网管系统，采用了一种可增长的结构，以及 更严格的设计和开发准则，因而能缩短电信业务投入市场的时间，更容易将需求 提供给设备供应商，并评估供应商的产品满足程度。采用t m n 体系结构，通过对 支持电信业务和技术所要求的功能的分析，可对处于该网管系统中的某一范围内 的系统运行效率进行判别。其中为了实施对逻辑功能进行分组，通过采用开放标 准接口进行系统的模块化并保证它们的互操作，这些概念都促进了管理系统设计 的综合性和灵活性，保证了管理系统能迅速有效地提供给用户使用。 按照t m n 架构开发的管理产品具备良好的通用性，它们既可以在大公司应 用，也可以在小公司应用；既可以应用于国内，也可以应用于国外。它使电信网 络和管理运行系统的提供者以一种共同的术语定位自己的产品。这种共同的术语 就是在t m n 的相关标准中定义的那些综合的功能集和标准接口，从而确定其是否 满足客户的需要。在系统的设计和开发过程中通过采用面向对象的技术，构造通 用的可重用的模块化产品并使其具有开放的接口，会缩短开发周期，带来经济上 的利益，迅速地提供高性能价格比的最新产品，增加客户的满意度。 3 2 统一网管平台整体结构 统一网管平台把各个网管系统中共性的东西抽象提取出来作为具体应用平台 的基础，应用开发者再根据具体需求进行二次开发。它是各个具体的网管系统的 基础和框架，是面向二次开发人员而不是具体用户的软件平台。 1 8 电信统一网管配置管理数据传送模块设计与实现 3 2 1 统一网管平台体系架构 统一网络管理平台的总体设计采用层次体系结构，从总体架构上划分为三层： 平台支撑层p s l 、平台框架层p f l 和平台应用层p a l 。各层之间符合层次体系结 构的特征：上层使用下层提供的服务，而下层的实现完全不依赖于上一层。如图 3 1 所示： 图3 1 统一网管平台体系架构 下面是对各层所实现的功能的描述： ( 1 ) 平台支撑层( p l a t f o r ms u p p o r tl a y e r ，p s l ) ：在这一层中将提供一个大 型分布式系统所必需的各种底层支撑的功能。这些功能不仅可以应用于网管系统， 理论上也可以应用于各类的大型分布式的管理系统。平台支撑层的功能主要包括4 个部分：j 2 e e 应用服务器、j 2 e e 扩展服务器( 应用服务器的扩展功能) 、标准协 议栈和其他一些开发工具包。 ( 2 ) 平台框架层( p l a t f o r mf r a m e w o r kl a y e