（计算机系统结构专业论文）网管系统中tl1北向接口的设计与实现.pdf

摘要 随着我国通信技术的迅速发展，通信网络也不断地扩大，设备的种类和数量 增多，整个网络的复杂性日益提高。为了最大限度的利用电信网络资源，提高网 络运行的质量和效率，降低电信运营的管理成本，急需建设综合网络管理系统， 使得企业可以获得更高的经济效益。i l l 北向接口是网络管理系统的重要组成部 分，主要用于向运营支撑系统提供t l l 北向业务发放接口。它遵循传统电信系统 集成协议，采用北美的t l i 协议作为命令格式编码协议，具有格式简单，容易理 解的优点，是应用最广泛的北向接口。 本文在分析t l l 协议、i m a p 平台以及a c e 技术的基础上，结合北向接口的具 体需求，给出了整合后的北向接口总体设计方案，即框架加业务动态库的整体设 计框架。文中根据框架所需要提供的具体功能给出了框架的模块构成及其个模块 的交互关系，并针对具体项目实践中各模块的设计难点，对业务处理模块、消息 分派模块、服务配置器模块进行了详细设计。采用主动对象技术实现业务处理、 封装复杂的处理流程；采用多线程技术并行处理消息的分派和超时扫描；采用服 务配置器模式技术封装服务配置组件模块；极大地提高了系统设计的灵活性和可 扩展性。最后，论文简要介绍对各模块所进行的测试工作，并对系统测试结果进 行了分析。测试结果表明，北向接口的功能和处理速度达到了设计目标。 关键字：网管系统北向接口自适应通配环境t l l a b s t r a c t w i 也t h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m m u n i c a t i o ni no t t rc o u n t r y t h ec o m m u n i c a t i o n n e t w o r ki se x t e n d i n gg r a d u a l l y , a n dt h ec a t e g o r ya n dt h eq u a m i t yo ft h ee q m p m e mi s i n c r e a s m g ，t h e r e f o r e ，t h ec o m p l e x i t yo f t h ew h o l en e t w o r ki se n h a n c e di n c r e a s i n g l y t h e i n t e n to fc o n s t r u c ts y n t h e s i z e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mi st o l a r g e l yu s et h e t e l e c o mn e t w o r kr e s o u r c e , i m p r o v et h eq u a l i t ya n de f f i c i e n c yo f t h en e t w o r ka n dr e d u c e t h em a n a g e m e n tc o s to ft e l e c o mm a n a g e m e n t i ti s e m e r g e n c yt oc o n s t r u c tt h e s y n t h e s i z e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mt oh i g h e rt h ee n t e r p r i s e se c o n o m i cb e n e f i t a s a ni m p o r t a n tp r o p o r t i o ni nt h i ss y s t e m t l ln o r t h b o u n di n t e r f a c ei sm o s t l yu s e df o r o p e r a t i o ns u p p o r ts y s t e mf i n i s h i n go p e r a t i o ns e n do u to ft e l e c o mm a n a g e m e m i t f o l l o w st h et r a d i t i o nt e l e c o ms y s t e mi n t e g r a t ep r o t o c o l ，u s i n gt h et l lp r o t o c o li nn o r t h a m e r i c aa st h ec o m m a n df o r m a tp r o t o c 0 1 h a v i n ga d v a n t a g e so f s i m p l ea n di n t e l l i g i b l e i ti st h em o s tp o p u l a rn o r t h b o u n di n t e r f a c ea n d w i d e l yu s e d a f t e ra n a l y z i n gt h et l lp r o t o c o l ，i m a pp l a t f o r ma n da c e t e c h n i c a l ，b a s e do nt h e r e q u i r e m e n to fm a r k e t ，t h ep a p e rd e s c r i b e st h ew h o l ed e s i g ns c h e m eo f t h en o r t h b o u n d i n t e r f a c e , t h a ti sf r a m ep l u ss e r v i c ed 瑚n i cl i bp a t t e m t h ep a p e ra l s od e s c r i b e st h e m o d u l e so ft h ef l a m ea n dt h e r ef u n c t i o n s b a s e do nt h ep u z z l e si nt h es p e c i f i cm o d u l e d e s i g n i n go ft h ep r o j e c t , t h ep a p e rf o c u r so na n a l y z i n ga n ds u m m a r i z i n gt h r e e m o d u l e s , t h a ti ss e r v i c ep r o c e s s i n gm o d u l e ，m e s s a g ed i s t r i b u t i n gm e d i ca n ds e r v i c e c o n f i g u m f i n gm o d d e t h ep r o j e c tu s e sa c t i v eo b j e c tt or e a l i z ea n a l y z ec o m p l e x p r o c e s s i n gf l o wi nt h es e r v i c ep r o c e s s i n gm o d l l l e ；u s e sm u l t i p l et h r e a dt e c h n i c a lt o d i s t r i b u t em e s s a g ea n ds c a nt i m e o u tm e s s a g e si nt h em e s s a g ed i s t r i b u t i n gm o d d e s i m u l t a n e o u s l y ；u s e ss e r v i c ec o n f i g u r a t o rp a t t e mt or e a l i z et h es e r v c e ic o m q g u r a t i n g m o d u l e 。t h e s et e c h n i c s e n c h a n c et h ee x t e n s i o na n d f l e x i b i l i t y f o r t h e p r o j e c t a f t e r w a r d s ，w ei n t r o d u c et h et e s tw o r ka f t e rp r o j e e tc o d i n ga n da n a l y s et h et e s t r e s u l t f i n a l l yt h ep a p e rs h o w st h ep l a c ew h e r et h ei n t e r f a c ec a nb ee x t e n d e da n d o p t i m i z e d k e y w o r d s ：n e t w o r km a n a g e m e ms y s t e m n o r t h b o u n di n t e r f a c e a d a p t i v ec o m m u n i c a t i o ne n v i r o n m e n tt l l 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做 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：嗑查3 墅日期：a 翌z ! ：互夕 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西安电子科技大学。本人保证毕 业离校后，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) 本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。 本人签名：碴! 受 导师签名：l 丑主丝。 日期：立生z 一：丝 日期：坦z 厶五 第一章绪论 第一章绪论 1 1 选题背景及意义 随着我国通信技术的不断发展，通信网络不断地扩大，设备的种类和数量日 益增加，整个网络的复杂性越来越高。基于网络管理的现状，各电信运营商都希 望能够在目前网络管理的基础上建立综合网管系统，以实现全网的综合管理。建 设综合网管可以最大限度的利用电信网络资源，提高网络运行的质量和效率，向 用户提供良好的电信服务，尽可能降低电信运营的管理成本，使企业获得更高的 经济效甜”。网管系统实现网络部件的集中管理，提供业务发放、资源管理以及性 能管理等功能，并向上提供北向业务、综合网管、1 1 2 测试等接口。 选题来源于某通信设备厂商开发的网络管理系统，重点设计实现基于t l i ( t r a n s a c t i o nl a n g u a g e 】) 的北向接口。 1 1 1 北向接口 在网络管理系统中，北向接口是一个重要的组成模块。从总体概念上来说， 北向接口是下层系统对上层系统提供的接口。它可以有各种各样的表现形式。我 们甚至可以认为网管c l i e n t 就是一个北向接口，只不过其上层不再是一个系统， 而是用户本身。网管系统一般要提供多个北向接口。包括s n m p ( s i m p l en e t w o r k m a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) 北向接口，c o r b a ( 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 ) 北向接口，t l l 北向接口，1 1 2 测试接口等，其作用和协议各不相同。 t l l 北向接口的主要用途是给局方( 运营商局点) 提供业务发放接口。t l l 北向 接口采用的协议是基于t c p 的t l i 协议，其上层系统一般是局方的o s s ( o p e r a t i o n s u p p o r ts y s t e m ) 运营支持系统1 ，提供网管的a d s l ( a s y m m e t r i cd i g i t a ls u b s c r i b e r ) s h d s l ( s y m m e t r i c a lh i 曲一b i t r a t ed s l ) p v c ( p e r m a n e n tv i r t u a lc i r c u i t ) i g m p ( i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 等功能。 1 1 2 北向接口的应用背景及其现状 最初i n j t 在制定s d h ( s y n c h r o n o sd i g i t a lh i e r a r c h y 一种新的数字传输体 制) 网元层信息模型时的设想是，只要厂商的设备支持该信息模型，运营商只要 拿到该g d m o a s n 1 ( g u i d e l i n e so fd e f i n i t i o n so fm a n a g e do p t i o n s a b s g a c t s y n t a xn o t a t i o n ) 的描述文档即可开发网管系统，并可管理各厂商的传输设备。但 从发展的结果看，这一过于理想化的方案失败了。事实上，网元层功能与厂商的 设备关系密切，各厂商的具体的物理设备都有差异，厂商不可能完全按照通用的 电信网管的t l l 北向接口设计与实现 信息模型执行。而且考虑到效率问题，厂商即使定义了该层的0 3 接口信息模型， 也没有在实际接口中执行。 现已达成广泛共识：多厂商网管系统应立足在厂商的网管系统之上。因为只 有设备厂商自己最了解自己的设备，开发网元管理器及子网管理器是厂商的专长， 运行商和软件商在这方面没有优势。而在网络层综合则可以克服厂商设备的特殊 性，实现与厂商物理设备无关的抽象s d h 网络层的管理。同时这一层的接口信息 模型也比下层接口要简单得多。一般来讲，厂商也愿意开放上层的网管接口，这 种做法与厂商没有利益的冲突【2 】。 多厂商网管系统不厂商网管系统功能的简单重复，而是通过厂商网管系统的 北向接口。对管理信息进行过滤、抽象与整理，掌握整个传输网的全局信息，从 而实现对全网的管理。既然厂商网管系统的北向接口是实现多厂商网管系统的基 础和保证，它应该满足如下要求： 接口应采用开放的标准化协议，以便接口的互联互通，并降低网管系统的开发 成本。 接口信息模型应基于国际上通用的信息模型，以便多厂商网管系统的设计和开 发。 该接口向上提供的管理信息应该是完备的，足以提供多厂商网管系统所需的各 种网络信息，支撑多厂商网管系统的开发。原则上，厂商网管系统的向上接口 应提供通过其自身的用户界面所提供的全部功能。 接口应该是相对稳定的，不应随着网管系统版本的升级频繁更改原有的协议和 模型。同时接口应具有一定的可扩展性。 在接口问题上，设备厂商和运行商的立场相差很远。在厂商方面，网管功能 的开发落后于设备的开发，向上网管接口的开发又滞后于网管功能的开发，并且 很不完善。有的厂商要用户提要求，而一旦用户提出规范，厂商又在开发周期、 开发成本上和用户讨价还价。厂商面向自己的设备开发的网管通用性好，可以面 向全世界的用户。但要求厂商面向单个用户开发接口，则成本问题就突出了。以 前解决接口标准化有两条途径：其一是按国际标准执行；第二条途径是由用户提 标准，厂商去实施。在传输多厂商网管接口的问题面前这两条途径都没有走通。 因此必须探索一条切实可行的新途径。中国电信从s d h 干线工程开始，对s d h 传 输网络管理系统的接口一直没有确切可操作的规范。当厂商要求用户提接口规范 时，往往只能提原则性的接口要求，没有任何实质性意义。 在总结以往接口问题上打不开局面的经验教训后，中国电信提出以务实的态度 分步解决传输设备多厂商网管接口的方案。从1 9 9 9 年起，相继启动了中国电信 w d m 网管项目和上海本地网传输综合管理项目，依托实际多厂商网管系统的开 发，在开发中逐步获取、消化不同厂商的接口特点，进而在发展中引导、规范和 第一章绪论 完善这些接口标准。其采用的步骤是： 厂商开放现有的接口，由中国电信指定的实验室负责测试工作，项目开发单位 配合实施与厂商网管的接1 3 互联。w d m 从厂商的e m s ( e l e m e n tm a n a g e m e n t s y s t e m s 网元管理系统) 向上，s d h 从厂商的子网管理系统或具有子网管理 功能的e m s 向上。厂商接口功能不完善的部分采用简单易行的临时解决方案， 例如数据库接口、数据文件传递的方式。 在多厂商接口测试使用的基础上规范接口，这种规范工作应和各个厂商充分协 商达成共识。规范化工作应面向功能，重点规范接口信息，不在实现技术上纠 缠。由于接口技术多元化，整体成本因素的综合原因，这种规范化工作不期望 在厂商之间达到完全的一致，而是由软件开发商解决剩余的不致问题。 迄今为止，各主要的设备厂商都已开放了其网管系统自身的北向接口。各厂 商的通信协议和信息模型都有很大的差异，朗讯的传输网管系统i t m - n m 向上提 供基于消息格式的g 2 接口；阿尔卡特1 3 5 4 r m 向上的是基于文件传输的l s n 接 口，1 3 5 3 s h 向上提供基于消息格式的i o o 接口；西门子提供了基于c o r b a 的 t n m s c v 6 。0 接1 2 ；e c i 提供了基于f t p + s q l + c o r b a 的e n m v 8 。0 接口： 富士通提供了基于t l l 的接口；n e c 是q n n 接口；国内的厂商如烽火、大唐等 则提供了基于q 3 的接口。经过开发商和厂商艰巨的努力，这些接口都己通过测 试和开发，并在中国电信w d m 干线网、广东省w d m 网和上海本地网顺利对接 并运行稳定，取得了成功。 1 1 3t l l 北向接口的应用背景 t l l 北向接口是由于需要对x d s l 业务进行业务发放而设计开发的。x d s l 是 d s l ( d i g i t a ls u b s c r i b e rl i n e ) 的统称，意即数字用户线路，是以铜电话线为传输介 质的点对点传输技术。主要分为：对称d s l 技术和非对称d s l 技术。对称d s l 技术主要用于替代传统的t 1 e 1 接入技术。与传统的t 1 e 1 接入相比，d s l 技术 具有对线路质量要求低、安装调试简单等特点。广泛地应用于通信、校园网互连 等领域，通过复用技术，可以同时传送多路语音、视频和数据。非对称d s l 技术 非常适用于对双向带宽要求不一样的应用，如w e b 浏览、多媒体点播、信息发布 等，因此适用于i n t e m e t 接入、v o d 系统等p j 。 随着电信市场的不断发展，x d s l 业务作为一种便利的宽带接入方法被广泛引 入，一些运营商提出了关于d s l a me m s 对北向接口的需求。1 1 l l 北向接口就是 为了满足电信运营商对x d s l 业务发放需求而设计实现的。在北向接口的基础上， 运营商或第三方供应商能够再次开发系统。使整个网络系统现实业务发放和客户 服务的功能。从应用上讲，t l l 北向接口主要面向的是运营商的业务发放。由于 4 电信网管的t l l 北向接口设计与实现 网管软件提供了很多不同业务的配置，包括了宽带，窄带，语音等不同模块的业 务配置功能。而传统网管前台界面中不同业务所需要配置的操作流程也千差万别。 运营商往往需要一个命令行配置接口来进行相应的业务发放功能。t l l 北向接口 作为一种方便易懂的自治消息接口，是使用最多的用于业务发放的北向接口。 1 2 本文研究内容和安排 1 2 2 论文的主要研究内容 本文主要完成： t l l 协议及相关技术研究分析； 北向接口框架架构研究分析； 系统模块设计与实现； 模块代码编写与实现； 测试、性能分析； 1 2 2 论文的结构和章节安排 论文共分五章。 第一章绪论 详细叙述北向接口在电信网管产品中的功能，业内当前的发展状况， 以及t l l 北向接口的应用背景。 第二章北向接口框架分析 介绍业务发放北向接口所使用的t l l ( t r a n s a c t i o nl a n g u a g e1 ) 协议 并分析其优点。通过对i m a p 平台子系统提供的通讯接口介绍，分析 北向接口底层通讯机制。通过对自适配通信环境所提供的软件框架 接口的研究，分析北向接口框架的架构和其所能达到的性能。 第三章北向接口框架的总体设计 详细介绍t l l 北向接口框架的整体设计以及相关核心模块的详细设 计。分析采用不同技术的优缺点以及性能对比。 第四章北向接口框架模块设计 论述使用a c e 软件框架设计北向接口框架的方法。详细描述北向接 口框架中业务处理模块，消息分派模块，服务配置器模块的实现方 法。 第五章测试结果与分析 对自己编写的北向接口的功能模块进行单元测试，集成测试，对整 第一章绪论 个系统进行系统测试，最后对系统测试结果进行了总结和分析。 第六章结束语 指出本文所提出北向接口框架的不足之处和今后发展的扩充方向。 第二章1 l 1 北向接口框架技术分析 第二章t l l 北向接口框架技术分析 北向接口框架在设计时，采用的命令协议是t l i 协议；北向接口模块与业务 模块之间使用了公司内部i m a p 平台所封装的通信机制进行通信；北向接口的框 架架构上大量运用了a c e 技术，以提高框架的复用性和灵活性。 2 1t l l 协议 2 1 1 协议简介 t l l 是电信领域( 尤其是在北美) 广泛使用的一种管理协议。它能够管理多 种宽带网和接入网，包括s o n e t s d h ，a t m ( a g y n c h r o n o u s t r a n s f e r m o d e ) 。t l l 得以在世界范围流行的主要原因是：和其他的协议相比，它很容易实现和维护。 t l l 报文有一种很好的，甚至用户和操作者都能设计和理解的结构化格式。在早 些日子，传统命令行接口( c l ic o m m a n dl i n ei n t e r f a c e ) 成为大多数设备( 网络设 备或电信设备) 厂商必须提供的完整的接口。管理这些设备的唯一方法就是通过 串口连接，发送命令。这使得t l l 更加流行，并且c l i 在电信领域成为首选l 。 2 1 2 消息类型 t l l 描述了以下四种消息类型： 输入命令消息( b p u tc o m m a n dm e s s a g e s ) ：输入命令消息是一种由操作系统或 其它资源( 如管理者) 发送给网元( 如代理) 的消息，这些消息请求网元执行 某种动作。 确认消息( a c k n o w l e d g e m e n tm e s s a g e s ) ：确认消息是网元发出的简短应答消 息，用来表示一条输入命令消息正被执行或是已经被拒绝。由于需要确保用户 能了解发出的执行命令是否最终被网元所接收到，所以，确认消息类型是非常 必要的。 响应消息( r e s p o n s em e s s a g e s )：响应消息对输入命令消息的详细应答( 或 一系列应答) 消息，包括该命令消息是否成功执行消息和需要返回给操作系统 用户的任何数据。 自治消息( a u t o n o m o u s m e s s a g e s ) ：自治消息是一种由网元周期性产生的消息， 或者是一种用于报告某种异常发生的消息。 广义上，t l i 消息可以从逻辑上分为两种类型，输入和输出消息。其中，输 出消息类型包括确认消息、响应消息和自治消息。所有的消息类型都有自己的消 息格式和结构。任何 i l l 格式的消息必须符合严格的t l l 语法。g r - 8 3 1 标准 电信网管的t l l 北向接口设计与实现 中约束了相应的语法、语意、信息结构、以及其他一些规则。这些规则都是一个 t l l 消息需要服从的统一的结构。我们通过t l l 命令消息来管理网络设备实现业 务功能，观察设备错误信息和网络设备本身发送时间消息等。换言之，t l l 协议 是一个方便的、可操作性强的管理协议，t l l 消息用于操作、管理、维持、维护 设备。t l l 消息体由两部分组成： 命令响应：这些分为两部分并由使用者来初始化，向n e 发请求消息来获取或 设置信息。n e 会返回一个相应消息，其中包含请求消息已完成或当未完成时 当前的状态码，请求信息或链式信息。 自治事件：这是一些事件，告警或其它信息，他们是由n e 发出来指出n e 状 态的一些变化。 依赖于设备上提供的t l l 接口以及用于管理设备的e m s ，使用者通过g u i 或 者命令行接口( c l i ) 执行t l l 请求，并在指定的位置接收n e 的响应通知，接 收位置可以是数据流，应用程序界面，文件等。t l l 格式的命令消息便于理解， 消息中的每个组成部分可以方便的定义。图2 1 给出的是一个设置属性的命令消 息，该命令设置一个具体实体的告警状态属性吼 s e t - a t i r e q p t ：t l i d l ：i o s 3 - 8 ：1 2 3 4 ：n t f c n c d e = m j ，c o n d t y p e = l o f ； 2 i 3t l l 的优点 图2 1 具体实体的告警状态属性 i l l 作为网络管理协议有如下优点： 标准命令行接1 3 ：t l l 为网络管理单元提供一个业界标准的命令行接口。它 具有良好的可扩展性。 对告警或事件的跟踪：t l l 支持两种基本的t l l 消息类型：由o s s 发送来的 第二章t l l 北向接口框架技术分析9 命令消息以及由网管设备发送来的事件消息。同时t l l 语法中还存在一个 c t a g 字段，它是一条 i l l 命令的唯一表示。如果一个告警消息丢失，那么管 理者会知道这一情况，因为下一个事件的c t a g 所显示的次序错误。 人机通信语言：t l i 消息是以a s c i i 文档书写，所以不管是操作者还是开发者 都能读懂它，可读性强。t l l 不需要提供深遽的调试消息或协议分析，所见即 所得。 标签功能：和其他可选的协议不同，t l i 有一个小标签，它使得其可以和其他 管理协议共同应用。这使得t l l 命令可以方便的嵌入到新老网管设备中。 多种服务：和s n m p 协议不同的是，t l l 协议对应用、告警、安全和其他管 理领域提供了一套良好的管理服务1 4 l o 2 2 j m a p 基础平台子系统 i m a p 平台是一套对底层通信封装的网络编程接口平台，是为开发网络管理 软件而搭建的基础平台。它封装通信消息结构体，模块进程间的通信，连接， 进程问消息的接管和监视等细节，使得上层网管的开发和底层通讯相分离。上 层网管的开发者不必过多的考虑网络通信的实现，而可以将主要精力集中于业 务功能的实现上。本节主要介绍i m a p 平台提供的消息分发中一g , ( m d pm e s s a g e d i s t i l b u t i o i lp r o c e s s ) 和任务管理器。 2 2 1 消息分发中心m d p i m a p 基础平台的系统框架是一个以m d p 为中心的星型通信结构。每个客 户端进程与m d p 建立s o c k e t 连接，m d p 作为连接的服务器端，其他进程作为 连接的客户端。如图2 2 所示 图2 2m d p 为中心的星型通信结构 与m d p 建立通信连接的应用程序必须在建立连接之后向m d p 申请注册。 只有注册成功之后，才能够与m d p 进行正常的消息通信。具体过程是应用向 m d p 发送一个注册请求消息帧，消息帧带上进程i d 。m d p 收到注册消息后为 电信网管的t l l 北向接口设计与实现 该进程分配p r o c h a n d l e 和d e s k i d ，发送回应消息给申请注册的应用程序，同时在 回应帧中附带告知应用程序当前是否还有同样i d 号的进程登陆注册到m d p 中。 m d p 根据进程i d 号和消息类型决定消息的转发策略。对于m d p 消息分发， 如果消息类型为m s gq e q u e s t _ b c m s g _ r e s p o n s e _ b c ，则依据接收进程d 向所有该类型的进程实例发送即广播消息发送。如果消息类型为 m s g _ r e q u e s t _ n b c ，m s g _ r e s p o n s en b c ，则消息发送给某个具体的进程。 依据为d e s k l d ，p r o c l d 。p r o c h a n d l e 确定接收消息的进程。 所有的进程间消息都是通过m d p 进行转发，为了测试和监控的需要。m d p 中 提供进程间消息接管和监视接口，通过这些接口，一个程序可以接管和监视当前 接入到m d p 中的消息，提供的接口如下： 注册一个监视条件 取消一个监视条件 取消所有的监视条件 注册一个消息接管 取消一个消息接管 取消所有的接管条件 具体的消息接口中，i m a p 基础平台中为这类消息分配了一个特定的消息类型， m d p 收到该类消息的时候检测消息数据区，内容中取出如下信息。 s t r u c tr e g w a t c h f r a m e 一u c r e g t y p e注册的监控帧的类型，r e g f r a m e t y p e 类型 u cs e n d e r p r o c l d 消息的发送模块p r o c l d u ss e n d e r d e s k i d 消息的发送模块d e s k i d u ss e n d e r p r o c h a n d l e 消息的发送模块p r o c h a n d l e u cr e c e i v e r p r o c l d消息的接收模块p r o c l d u sr e c e i v e r d e s k l d消息接收d e s l d d u sr e c e i v e r p r o c h a n d l e 消息的接收模块p r o c h a n d l e 其中r e g f r a m e t y p e 定义如下： t y p e d e f e n u m r e gv i s i t = 1 ，注册一个监视条件的命令帧 u n r e gv i s i t = 2 ，取消一个监视条件的命令帧 u n r e gv i s i ta l l = 3 ，取消所有的监视条件的命令帧 r e gs h i e l d = 4 ，注册一个接管的命令帧 第二章t l i 北向接口框架技术分析 i l u n r e gs h i e l d = 5 ，取消一个接管的命令帧 u n r e gs h i e l d _ a l l = 6 取消所有的接管条件的命令帧 r e g f r a m e t y p e m d p 分析这些信息，进行信息有效性检查，登记或者取消相应的登记。给消 息发送进程回填消息头信息。在消息的数据区中填入如下信息： s t r u c tr e s p t o r e ：g f r a m e 一u c r e g t y p e ：r e g f r a m e t y p e 类型与上面m d p 处理的注册命令一致 一u c r e s u t ： 消息处理结果r e s u l t t o r e g 类型 t y p e d e fe n u m r e gs u c c e s s = 0 ；成功 r e g _ f a i l u r e _ s a m e = 1 ；失败，注册的监视命令帧已经存在 r e g _ f a i l u r e _ i n v a l i d = 2 ；失败，不支持监控功能或注册的命令无效 r e g _ f a i l u r e _ o n t e x i s t = 3 ；失败，注销的条件不存在 ) r e s u l t t o r e q 把该消息发送到消息发送进程。 m d p 在消息的转发功能中提供了组播消息转发的机制，亦即m d p 根据组播 编号( 当前组播编号定为2 5 5 ) 判断一个消息是否组播消息。如果是组播消息，则查 询当前已经登记接收该消息的进程往这些己经注册的进程分别发送这个消息。 m d p 中提供了注册接收组播消息的接口和取消注册组播消息的接口，要使用这些 接口的前提，应该必须在i m a p c f g 中置s u p p o r t m u l t i c a s e = 1 。如果置为0 ，则表示 不能进行组播接收的注册和注销。 具体的消息接口中i m a p 基础平台分配了一个特定的消息类型0 x 1 5 ，m d p 根 据消息类型判断是否组播接收登记和注销命令。m d p 收到消息后首先判断消息类 型，如果是0 x 1 5 ，则检测消息数据区，内容中取出如下信息。 s t r e e tr e g m u t i c m d m s g f r a m e u c r e g t y p e ，注册的监控帧的类型，r e g m u l t c m d t y p e 类型 u sc m d c o d e ，消息的命令码 u cs e n d e r p r o c l d ，消息的发送模块p r o c l d u s s e n d e r d e s k l d ，消息的发送模块d e s k l d u ss e n d e r p r o c h a n d l e ，消息的发送模块p r o c h a n d l e ； 电信网管的t l l 北向接口设计与实现 其中r e g m u l t i c m d t y p e 定义如下： t y p e d e f e n u m r e gc m d = 1 ，注册一个需要接收的命令 u n r e gc m d = 2 ，取消一个已经注册的命令 u n r e g _ c m d _ a l l = 3 ，取消所有已经注册的命令 r e g m u l t i c m d t y p e ： m d p 分析这些信息，进行信息有效性检查，登记或者取消相应的登记，给消 息发送进程回填消息头信息。在消息的数据区中填入如下信息： s t r u c t r e s p t o m u t i c m d f r a m e _ u cr e g t y p e ；r e g m u t i c m d t y p e 类型，与上面m d p 处理注册命令一致 一u c r e s u l t ； ) 2 2 2 任务管理器 任务管理器的总体结构如图2 3 所示： 图2 3 亿k m f 模块结构图 使用t a s k m g r 模块的应用进程必须有且只能有一个a p p m g r 对象。在这个 a p p m g r 对象下面可以挂接多个t a s k m g r 对象。a p p m g r 负责对这些t a s k m g r 的管理和调度。在每个t 勰k m 口下面又有多个任务对象。t a s k m g r 负责这些任务 对象的管理和调度。进程中的a p p m g r 对象和t a s k m g r 对象都是在系统启动的时 候创建的，t a s k 对象有两种创建方式，在系统启动的时候创建或者运行时刻动态 的地创建。 应用管理器a p p m g r 在整个应用进程中只能创建个实例，在启动进程时创 第二章t l l 北向接口框架技术分析 建。其主要功能为： ， 建立和维护与m d p 的通信连接。检查运行环境配置的合法性，以及根据配置 信息初始化进程环境。包括：读取消息分发中心的口和端口号。 读取当前环境语言设置，日志输出配置文件的设置等。 负责与m d p 的s o c k e t 消息发送和接收。 维护和管理t a s k m g r 对象。 负责把接收到的消息分发到各个t a s k m 霉 。 负责t a s k m g r 之间的消息转发。 一个进程中可以有一个或者多个t a s l d v i g r 对象。这些t a s k m g r 对象都是在系 统启动的时候一次性创建的。一个t a s k m 孕 负责管理一组业务相关的任务。如告 警任务管理器负责管理与告警相关的一组任务。配置任务管理器负责管理一组与 配置相关的任务等等。t a s k m 尊- 对象的主要功能是： 负责t a s k 对象的管理和调度 负责把消息分发到具体的t a s k 进行处理 t a s k 是消息处理的最小单元。任务分为动态任务和静态任务两种。每个任务 都有一个唯一的标识。 静态任务的标识值范围在1 2 0 之间；动态创建标识的范围在2 1 6 5 5 3 5 之间。 静态任务由应用程序显示创建并注册；动态任务由t a s k m g r 框架根据接收的消 息动态创建和跟踪、销毁。 静态任务因为没有频繁的创建及销毁操作，效率高，适用于应用系统生命周期 很长( 一般在整个应用进程生命周期) 的业务处理操作，但一直需要占用较多的 系统资源；动态任务随新的消息请求而创建，在结束业务处理后销毁，其生命 周期一直到请求的处理结束为止。 任务是有状态的。随着任务对消息处理的流动，任务的状态也在改变。应用 程序必须随着业务消息的处理，显示修改任务状态，以通知t a s k m g r 框架处理后 续工作。任务状态分类如表2 1 所示 表2 1 任务状态 任务状态描述 等待退出t a s k s t a t e w a n t e x i t应用通知t a s k m g r 框架，业务处理完 成需要销毁该t a s k 时钟退出t a s k _ s t a t e _ t i m e e x i t 应用的时钟超时或者定时处理函数 完成之后，通知t a s k m g r 框架需要销 毁该t a s k 等待下 一 消 息 应用仍然需要继续接收消息 t a s ks t a t e w a i t n e x t 发送给任务管理器的消息，首先由进程内唯一的a p p m g r 接收，a p p m g r 根据 消息头中的r e c e i v e r m o d u l e 找到该消息所属的t a s k m g r ( 每个t a s k m g r 都有唯一的 1 4 电信网管的t l l 北向接口设计与实现 标识) 如果该消息是请求消息类型，则创建一个用户定义的新的t a s k ( 动态任务) 来 处理该消息。如果消息类型为响应消息，则根据消息中的c m d h a n d l e 找到该消息 对应的t a s k ，由该t a s k 处理此响应消息。 使用管理器框架的应用程序，如果需要主动发起对其他进程的请求，首先需 要创建一条消息，然后调用任务管理器框架提供的接口为该请求消息申请请求i d ， 并填写到消息头的s e r i d e r c m d h a n d l e 。 应用程序可以使用的消息类型有：请求消息、响应消息、请求广播消息、响 应广播消息、应用退出消息，如表2 2 所示 表2 2 平台提供的消息类型 消息类型编码描述 请求消息m s g _ r e q u e s t _ n b c 6 应用主动向某个应用进程发起请 求 响应消息m s g _ r e s p o n s e _ n b c 7 应用进程的响应消息 请求广播消息 l 应用主动发起的对一组应用进程 m s g _ r e q u e s t _ b c的请求 响应广播消息 2 广播消息的响应 m s g r e s p o n s e b c 消息监视接管m s g _ i n q u i r e 0 x 1 4 注册接管或监视某个进程的消息， 主要用于测试 多 搐消息 注 册 5 组播消息注册与注销 m s g m u l t c m d r e g t a s k 之间的消息发送基本流程是：同步发送时，应用程序在调用发送消息接 口后，将阻塞直到响应到达。同步发送支持超时，即在设定的超时值到达后，郎 使没有收到响应消息，应用也会结束阻塞；异步发送时，需要提供响应消息处理 句柄消息发送后立即返回，在响应消息到达时系统自动调动响应消息处理句柄， 完成响应消息的处理。 平台子系统封装了不同进程模块之间的消息通信接口，对于北向接口框架下 挂接的各个不同业务动态库而言，他们的唯一标识由其所在的模块i d ，任务i d 来 确定。每个业务模块中由唯一确定的任务管理器对其下不同的任务进行统一管理。 m d p 负责转发不同的消息。因而，北向接口框架无需过多地了解具体业务，而只 需将消息按照不用类型的消息结构体进行打包封装，然后发送到m d p ，由m d p 进行相应的消息转发。 2 3 自适配通信环境 a c e 自适配通信环境( a d a p t i v ec o m m u n i c a t i o ne n v i r o n m e n t ) 是面向对象的框 架和工具包，它为通信软件实现核心的并发和分布式模式。a c e 包含多种组件可 以帮助通信软件的开发，以获得更高的灵活性、效