（计算机软件与理论专业论文）基于主动代码的面向业务的网络性能管理技术研究.pdf

硕士学位论文 摘要 在当前的网络管理系统中，性能管理作为其中的一个重要组成部分，一直是网络管 理的研究热点。在传统的网络性能管理中一直是以网络中的设备作为主要被管理的对 象，但是网络设备的正常运行并不意味着网络业务的正常运行。在网络的使用中，用户 更关心网络上运行的业务的状态与效率。本文将面向业务与主动网技术引入网络性能管 理中，提出了一种基于主动代码的面向业务的网络性能管理体系结构模型，使用户可以 直观的了解到网络业务的运行状态。 论文首先以传统网管为参考，引入面向业务的网络性能管理的概念，借鉴电信信息 网络体系结构和电信管理网的分层思想，提出了面向业务的网络管理的分层结构设计， 给出了面向业务的网络性能管理的性能指标与阈值的定义。 然后通过分析主动代码技术和实现原理，对主动代码技术应用到面向业务的网络性 能管理中的可行性进行了论证，给出了主动代码通信平台的设计思想与实现方案，并对 平台中的主动代码分发机制进行了详细分析与设计。在主动信包中设定一个指针域( 标 识不同应用的主动代码) ，通过网络按需动态请求加载主动代码，进而完成各种网络业 务管理任务，并且这种方法也有利于新业务的引入。 最后提出了基于主动代码面向业务的网络性能管理系统的设计，详细的介绍了客户 端、节点间、服务器端的通信、数据库、图表生成等设计与实现过程。系统采用j b u i l d e r 2 0 0 6 作为开发环境，实现了系统的平台无关性，使网管系统能够在多种平台上运行，有 良好的可移植性的特性。 关键词：主动代码；面向业务；性能管理；网络性能管理系统；网络管理 a b s t r a c t i nt h ec u r r e n tn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ，t h ep e r f o r m a n c em a n a g e m e n ti sn o to n l ya i m p o r t a n tp a r tb u ta l s oi st h ef o c u so fr e s e a r c h t h et r a d i t i o n a lp e r f o r m a n c em a n a g e m e n to f n e t w o r kl o o k su p o nt h en e t w o r ke q u i p m e n t sa st h em a n a g e m e n to b j e c t s ，b u tt h er e g u l a r r u n n i n go ft h en e t w o r ke q u i p m e n t s d o e s n tm e a nt h er e g u l a rr u n n i n go ft h en e t w o r k s e r v i c e s i nt h er u n n i n go fn e t w o r k ，t h eu s e ri sm o r ec a r eo ft h es t a t ea n de f f i c i e n c yo ft h e s e r v i c e s t h es e r v i c 参o r i e n t e da n dt h ea c t i v en e t w o r kt e c h n o l o g ya r ei n t r o d u c e di n t ot h e n e t w o r kp e r f o r m a n c em a n a g e m e n ts y s t e ma n di t p r o p o s e sao r i e n t e d s e r v i c en e t w o r k p e r f o r m a n c em a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r em o d e lb a s e do na c t i v ec o d e , w h i c hc o u l dm a k eu s e r s k n o wt h er u n n i n gs t a t eo ft h en e t w o r ks e r v i c e s f i r s t l y , r e f e r e n c i n gt h et r a d i t i o n a ln e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ，i ti n t r o d u c e st h ec o n c e p t o fs e r v i c e o r i e n t e dn e t w o r kp e r f o r m a n c em a n a g e m e n ta n dp r o p o s e st h el a y e r e da r c h i t e c t u r e d e s i g na n dd e f i n e ss o m ep e r f o r m a n c ei n d e x e sa n dt h et h r e s h o l d su t i l i z i n gt h el a y e r e di d e ao f t h et e l e c o m m u n i c a t i o ni n f o r m a t i o nn e t w o r k i n ga r c h i t e c t u r ea n dt 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 s e c o n d l y , i ta r g u m e n t st h ef e a s i b i l i t yo ft h ec o m b i n i n gt h ea c t i v ec o d et e c h n o l o g yw i t h t h en e t w o r kp e r f o r m a n c em a n a g e m e n tb a s e do nt h es e r v i c e - o r i e n t e da n dd e s c r i b e st h ed e s i g n i d e a sa n dt h ei m p l e m e n ts c h e m eo ft h ea c t i v ec o d ec o m m u n i c a t i o np l a n t h e ni ta n a l y s e sa n d d e s i g n st h ea c t i v ec o d ed i s p e n s i n gm e c h a n i s mi nt h ep l a ni nd e t a i l d e s i g n a t i n gap o i n t e r f i e l d ( t h ea c t i v e c o d el a b e l i n gt h ed i f f e r e n ta p p l i c a t i o n s ) i nt h ea c t i v ec o d ep a c k e t ，i t d y n a m i c a l l yl o a d st h ea c t i v ec o d eo i ld e m a n dt h r o u g hn e t w o r kt oc o m p l e t et h ek i n d so f m a n a g e m e n tt a s k so ft h en e t w o r ks e r v i c e s t h i sm e t h o da l s om a k e sf o ri n t r o d u c t i o no fn e w s e r v i c e f i n a l l y , i tp r o p o s e st h ed e s i g no f t h en e t w o r kp e r f o r m a n c em a n a g e m e n ta n di n t r o d u c e s t h e i m p l e m e n tp r o c e s so f t h ec o m m u n i c a t i o na m o n gc l i e n t , n o d e sa n ds e r v e ra n do ft h ed e s i g no f d a t a b a s ea n dc h a r t si nd e t a i l j b u i l d e r 2 0 0 6i ss e l e c t e da s t h ed e v e l o p i n ge n v i r o n m e n tt o a c c o m p l i s ht h ep l a ni n d e p e n d e n c eo ft h es y s t e ma n dt h u st h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m c a n r u ni nm a n yp l a n sa n dh a st h eg o o dt r a n s p l a n t a b l ec h a r a c t e r k e yw o r d s ：a c t i v ec o d e ；s e r v i c e - o r i e n t e d ； s y s t e mo fn e t w o r kp e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ； n e t w o r kp e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ； n e t w o r km a n a g e m e n t 硕士学位论文 插图索引 图2 1t m n 与电信网络之间的关系8 图2 2 网络管理功能域间关系1 0 图2 3 面向业务的网络管理体系结构1 2 图2 4 性能监控和负荷测量模型1 4 图3 1 主动网络节点逻辑结构1 5 图3 2 基于主动代码面向业务网络性能管理通信的平台结构1 8 图3 3 动态加载主动代码过程1 9 图3 4 具有n - 1 个中间节点的网络路径模型2 0 图3 5 基于应用层实现的主动信包的格式2 l 图3 6p a c k r e c e i v e r 类图o oo ooo o0 2 2 图4 1 系统体系结构图2 3 图4 2 客户端系统功能图2 9 图4 3 主动代码通信平台功能图3 0 图4 4 服务器端功能图3 1 图5 1 模拟f t p 业务t h r o u g h p u t 图3 4 图5 2 实时性能数据查询过程图3 5 图5 3 业务配置界面图3 6 图5 4 用户管理模块流程图3 8 图5 6 门限越界计算与处理流程3 9 图5 5 业务数据生成仿真算法4 0 l l i 基于主动代码的面向业务的网络性能管理技术研究 附表索引 表2 1 面向业务的网络性能指标1 3 表3 1 随机变量k 的分布密度2 0 表4 1 业务定义表2 6 表4 2 业务对象表2 6 表4 3 业务性能数据存储表2 6 表4 4 采集任务信息表2 7 表4 5 主动代码信息表2 7 表4 6 指标信息表2 7 表4 7 门限信息表2 8 表4 8 告警信息表2 5 表4 9 用户信息表2 8 硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 课题的意义 十几年来，网络管理随着网络的发展而发展，网络管理一直是研究的热点。网络管 理是保证网络正常、可靠、经济和安全运行的基础。网络对用户所提供的服务的优劣， 一方面与网络的基础设施有关，一方面与网络的管理有关，因此建立先进的网络管理系 统，对网络进行全面的，有效的管理，从而提高网络的运行效率，提高对用户的服务质 量，是在网络建设过程中十分重要的一环。对于网络而言管理技术的研究将成为未来网 络发展的关键。 传统的网络管理模型主要有国际标准化组织( i s o ) 的o s i ( 开放系统互联) 结构、 i n t e r n e ti 程任务组( i e t f ) 的简单网络管理协议( s n m p ) 等。但是传统网络管理模 型中，信息模型的标准化都集中在网元层和网络层，缺少足够的管理信息支持业务层与 网络层。随着网络规模的不断扩大，构成网络的设备的数量也在急剧膨胀，设备的品种 也在不断翻新。网络一旦出现故障，在采用以设备为管理对象的传统网络管理中，系统 管理员不得不逐一检测每一个网络设备，这不仅消耗大量的人力，而且很难在短时间内 准确定位影响性能、业务的设备故障。因此，在当前这种多厂商、多业务、多技术并存 的环境下，传统的将网络设备作为被管理对象的网络管理系统已经不能适应大规模网络 管理的需要，现代网络管理系统不仅要管理异质的网络设备，更要管理运行在网络之上 的各种业务，以业务为中心的管理已经成为网络深入发展的迫切需求“埘而网络性能 管理是网络管理的五大功能之一，因此有必要对面向业务的网络性能管理技术进行深入 的研究。 1 2 国内外研究现状 在传统网络管理中主要是针对网络中的设备进行的。目前，主流的传统网络管理协 议有c m i p 和s n m p 。 c m i p 协议是在o s i 制订的网络管理框架中提出的网络管理协议。c m i p 由管理者、 代理、管理协议与管理信息库组成。c m i p 模型基于c s 结构。客户端也称为管理者， 发起操作并接收通知；服务器是被管系统，接收管理指令，执行命令并上报事件通知。 由于c m i p 过于复杂，以至于其难以实现。i n t e r a c t 体系结构委员会选择先发展一 基于主动代码的面向业务的网络性能管理技术研究 个易于实施的基本网络管理工具一一简单网络管理协议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 ) 。 s n m p 的核心思想是在每个网络节点上存放一个管理信息库m i b ( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o nb a s e ) ，由节点上的代理( a g e n t ) 负责维护，管理者通过应用层协议对这些 代理进行轮询进而对管理信息库进行管理。s n m p 最大的特点就是其简单性啪。它的设 计原则是尽量减少网络管理所带来的对系统资源的需求，尽量减少a g e n t 的复杂性。 c m i p 和s n m p 都是基于客户端服务器( c 幅) 的半分布式模式，将网络硬件设备 如路由器、交换机、集线器等网络硬件设备作为被管理对象，进行集中式管理的。这种 网管模式越来越不适应现代网络的需要。许多大学和研究机构已经开始了这方面的研 究，并取得了一定的研究成果，但是这些网管体系结构或网管技术，一般也还都是将网 络设备作为管理对象，由于网络设备的多样性，使得传统的各种类型网管系统相互独立， 网管系统之间难以交互。 一方面，现代网络上的业务呈现更加多样化和复杂化的特性，网管系统应适应这种 网络的特点从管理设备转向管理业务；另一个方面，如前所述，经过网管系统自身的发 展，现在也进入了网络业务的管理阶段，支持面向业务管理的网络管理是网管系统发展 的必然趋势。 近几年来，国外开始了业务管理方面的研究且取得了一些成果。如电信信息网络体 系结构联盟”( t e l e c o m m u n i c a t i o n i n f o r m a t i o nn e t w o r k i n ga r c h i t e c t u r ec o n s o r t i u m 。 t i n a - c ) 提出的管理体系结构( m a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r e ) 描述了t i n a - c 所采用的有关 管理的通用原则和概念，这些原则和概念也将用于t i n a 的业务、网络和计算体系结构 的管理中；t i n a 试图将业务和管理结合嘲。但是，t i n a 是针对电信网络而提出的网管 结构，不适合于新一代网管。对于电信管理网( 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 ， 1 m n ) 是一个面向管理的结构，注重接口的定义，t m n 体系结构为不同类型的操作系 统和电信网络设备之间的管理信息的交换定义了一系列标准接口。它提出了“管理者一 代理者”模型，只要支持同一个协议栈，就可以相互通信n 1 。但是，在t m n 中只是定 义了一个业务层管理，由于其网管协议( c m w ：c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n p r o t o c 0 1 ) 的复杂性以及m m 的难兼容性，基于网元层和网络层的管理而实现业务层的 管理十分困难。而智能网( i n ：i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 是一个面向业务的结构，注重业务 的引入，并且玳和1 r i n a 一样是针对电信网络而提出的网管结构，不适合于新一代网 管。不过在研究面向业务的网络管理时可以吸取它们的优点。 在国外，该方面的研究尚处于起步阶段，主要是o i f ( o p t i c a li n t e m e t w o r l d n gf o r u m ) 和欧洲的e u r e s c o m 计划。而在国内现在还处于起步阶段，缺少实质性的研究成果。 2 硕士学位论文 造成这一现象的原因在于业务管理是一个新的领域，由于该领域的复杂性，目前甚至还 没有业务和业务管理等基本概念的统一定义，更不用说面向业务的网络的性能、故障、 配置、安全等管理模型了。 1 3 课题来源及主要研究内容 本课题是陕西省自然科学研究基金项目，课题名称为：“新一代网络的基于主动代 码的面向业务网管技术研究”。本文所研究是课题的一部分，是在全面了解课题知识 的基础上，重点完成基于主动代码的面向业务网管的性能管理方面的研究。本文共分五 章论述。 第1 章介绍了本文的研究背景与研究意义分析了目前国内外的研究现状。阐述了 本文的主要研究内容。 第2 章首先介绍了网络管理的发展与基本概念。并以传统网管为参考，引入面向业 务的网管的概念与面向业务的网络性能管理的定义，提出了面向业务的网络管理的分层 结构设计，最后给出了面向业务的网络性能管理的性能指标与阈值的定义。 第3 章介绍了主动代码技术的概况的基础上，论述了将主动代码技术应用到面向业 务的网络性能管理中的可行性，并给出了主动代码通信平台的设计思想与实现方案。 第4 章详细的介绍了基于主动代码的面向业务的网络性能管理系统的设计过程，首 先描述了系统的体系结构的设计，然后介绍了数据库设计与系统功能的划分。 第5 章介绍了基于主动代码的面向业务的网络性能管理系统实现的过程与实现过程 中涉及到的关键技术的应用。 3 基于主动代码的面向业务的网络性能管理技术研究 第2 章基于面向业务的网络性能管理系统 2 1 网络管理的发展 当前典型的网络管理技术有三种：i s o 的o s i c m i p 技术、i e t f 的i n t e r n e t s n m p 和i t u _ t 的t m n 技术。其中，t m n 是通信网络管理技术，但是它借鉴了o s i c m i p 技术， 并在业务管理上提出了有意义的扩展，下面，我们对这三种主流技术的发展进行一些了 解。 2 1 1i s o 的o s i c m i p 技术 国际标准化组织( i s 0 ：t h ei n t e r n a t i o n a lo r g a n i z a t i o nf o rs t a n d a r d i z a t i o n ) 成立于1 9 4 7 年，它是一个由1 4 7 个成员国参加的国际组织。i s o 的使命是在全世界范围 内为促进人们在文化、科学、技术和经济领域内的交流而制定各种标准。i s o 在其推出 的开放系统互联( o s i ：o p e ns y s t e m si n t e r - c o n n e c t i o n ) 计划中，将网络管理体系结构 的研究纳入整体计划的一部分。第一个描述o s i 管理的标准是在o s i 参考模型( o s i r e f e r e n c em o d e l ) 中，在该标准中，确认了o s i 管理研究的地位并提出了一些初步的概 念定义。1 9 8 0 年，i s o 组织内部成立了一个特殊工作组( i s o t c 9 7 s c2 1 w g 4 ，w g ：w o r k i n g g r o u p ) 来进一步研究o s i 管理。w g 4 提出的第一个研究成果是“o s i 管理框架( o s i m a n a g e m e n tf r a m e w o r k ) ”，其后又提出了“系统管理综述( s y s t e mm a n a g e m e n t o v e r v i e w ) ”，以上几个标准构成了o s i 管理的基石。需要注意的是，虽然o s i 管理是由 i s o 组织提出的，但真正的研究工作是由i s o 组织与c c i t t 组织( i t u - t 的前身) 合作、 共同进行的。在i t u t 系列建议中，0 s i 管理建议以x 7 0 0 系列建议的方式发布。两个 标准组织合作产生了大量的研究成果，但其最初的研究出发点不同，i s o 组织最初的目 标是为数据通信网制定网络管理标准，i t u t 组织为电信管理网制定相关标准。 “o s i 管理框架”主要有如下几个贡献：第一，提出了故障管理、配置管理、计账 管理、性能管理和安全管理的五个管理功能域的概念，并明确了各管理功能域的管理功 能。第二，提出了三种交换管理信息的方式，分别是系统管理( s y s t e m sm a n a g e m e n t ) 、 应用管理( a p p l i c a t i o nm a n a g e m e n t ) 和层管理( 1 a y e rm a n a g e m e n t ) ；第三，提出了被管 对象( m a n a g e do b j e c t ) 、管理信息( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n ) 、管理信息库( m i b ： m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ) 。 “0 s i 系统管理综述”的定义最早始于1 9 8 7 年，1 9 9 1 年完成作最终版本，它主要 是在o s i 管理框架的基础之上，针对系统管理的概念进行进一步深入的研究。o s i 系统 管理综述的主要贡献可以从四个方面进行描述，它们分别是系统管理信息模型、组织结 构、功能和通信。 4 硕士学位论文 o s i 系统管理信息模型重新定义了被管对象的概念并提出了管理支持对象 ( m a n a g e m e n ts u p p o r to b j e c t s ) 的概念。重定义的管理对象包括对象的定义、被管对象 属性、操作、行为和通知等概念，管理支持对象一般由管理功能设计者在实现阶段引入， 例如“日志记录( 1 0 9 r e c o r d ) ”。被管对象的定义采用管理信息结构( s i n ：s t r u c t u r eo f m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n ) 标准定义。 o s i 系统管理组织结构采用集中管理方式，引入了管理者( m a n a g e r ) 和多代理者 ( a g e n t ) 的概念模型，也即一个管理者可以管理多个代理者。同时，o s i 管理环境被划分 为如前所述的多管理域，如故障、性能、安全等，各管理功能被进一步细化。对于o s i 的五个管理功能域，t s o 定义了对应的反映管理功能的协议标准。1 9 8 8 年以前，i s o 侧 重于定义管理功能，1 9 8 8 年s c 2 1 w g 4 在悉尼会议上决定将工作重点转向定义可以被各 管理域重用的基本管理功能集。 在管理系统通信方面，o s i 定义通用管理信息服务( c m i s ：c o m m o nm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns e r v i c e ) 作为交换管理信息的服务，c m i s 服务以服务原语的方式为管理信 息交换提供服务。与c m i s 服务对应，o s i 定义了通用管理信息协议( c m i p ：c o m m o n m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o np r o t o c 0 1 ) 来交换管理信息。可以说，c m i s 服务描述提供给用 户的服务，c m i p 协议描述完成c m i s 服务的协议数据单元及其完成交互信息的相关联的 过程。 o s i c m i p 管理体系结构是以更通用、更全面的观点来组织一个网络的管理系统，它 的开放性着眼于网络未来发展的设计思想，使得它有很强的适应性，能够处理任何复杂 系统的综合管理。然而正是o s i 系统管理这种大而全的思想，导致其有如下缺点：o s i 参考模型规定n 层的实体只能引用n - 1 层实体提供的服务，而不需知道n - 1 以下各层的 情况，但由于o s i 系统管理需要管理0 s i 七层的实体，使得位于应用层的管理实体有时 必须知道o s i 各层实体的内部结构，从而使o s i 系统管理反而违反了o s i 参考模型的基 本思想；由于o s i 系统管理使用o s i 各层的服务传送管理信息，使得o s i 系统管理不能 管理通信系统自己内部的故障；o s i 系统管理标准仅仅定义了一个个独立管理操作，如 m - g e t 和m - s e t ，但并没有定义这些操作的序列，以完成管理者要解决的特定问题，因 而缺乏管理者特定的功能描述；o s i 系统管理太复杂，相关标准的数量和内容太多；o s i 管理体系结构太复杂，代价太大；c m i p 的功能极其灵活强大，使得o s i 系统管理方法太 复杂，从而o s i 系统管理与实际的应用有距离，o s i 在实际应用中不成功等” 尽管o s i 网络管理系统结构有一些不足。在实际应用中也不是很成功，但它的思想 对网络管理的发展产生了巨大的影响，它的很多概念和方法被其他网络管理体系结构所 接纳并得到发展。 2 1 2i e t f 的i n t e r n e t s n m p 的技术 1 9 8 8 年3 月，i n t e r n e t 的核心机构i a b 制定了i n t e r n e t 的管理发展策略，即采用 5 基于主动代码的面向业务的网络性能管理技术研究 s g m p ( s i m p l eg a t e w a ym o n i t o r i n gp r o t o c 0 1 ) 作为短期的i n t e r n e t 管理解决方案，并 在适当的时候转向c m i s c m i p 。同时，i a b 还分别成立了相应的工作组对这些方案进行 适当的修改，使它们更适合于i n t e r n e t 的管理。这些工作组随后推出了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 ) 。 s n m p 的推出得到了广大的应用和支持，而c m i p c m i s 的实现却由于其复杂性和实现 代价高而遇到了困难。当i s o 不断修改c m i p c m i s 使之不断趋于成熟时，s n m p 却在实际 应用环境中得到了检验和发展。1 9 9 0 年i e t f 正式公布了s n m p ( r f c l l 5 5 一 r f c l l 5 7 ) ，1 9 9 3 年4 月又发布了s n m p v 2 ( r f c l 9 0 1 - r f c l 9 0 8 ) 。1 9 9 8 年1 月又发布了 s n m p v 3 ( r f c 2 2 7 2 一r f c 2 2 7 5 ) 。2 0 0 3 年颁布了s 嘲p v 3 的r f c 3 4 1 0 一r f c 3 4 1 8 ，并被纳入了 s t d 6 2 标准。s n m p 解决了不同厂商设备间的信息交换，支持开放的多厂商网络管理，s n m p 只强调网络管理协议，所以厂商可以很自由地重构它们现有设备参数，建立私有管理信 息库。s n m p 实现简单、速度快、系统开销小，产品实用性好，具有一定的优势。目前， 大多数计算机网络管理系统和平台都是基于s n m p 的o m l 。 2 1 3 i t u - t 的t m n 技术 i t u - t ( 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 - t e l e c o m m u n i c a t i o n s t a n d a r d i z a t i o ns e c t o r ) 成立于1 9 9 3 年3 月1 日，其前身是1 8 6 5 年成立的国际电报 电话咨询委员会( c c i t t ：i n t e r n a t i o n a lt e l e g r a p ha n dt e l e p h o n ec o n c l u s i v e c o m m i t t e e ) ，它是国际电联i t u 三大研究机构之一，其主要使命是研究制定涵盖电信各 领域的标准建议，相关的标准化工作是由i t u q 不同的研究组完成。 t m n 的目的之一是提供一组标准接口，从而使网络操作、维护管理相对容易实现。 基于这个出发点，t m n 提出了管理体系结构的概念，并从管理功能的划分、信息交互的 方式和物理实现三个不同的侧面定义了t m n 体系结构，分别是功能体系结构、物理体系 结构和信息体系结构。另外，通过对管理需求的分析，t 心提出了分层管理的概念，即 t m n 的逻辑分层体系结构。理解t m n 的物理结构和功能结构的角度是多样的，例如，可 以是从接口的角度、从系统功能的角度、从系统适配的角度或是从管理应用重用的角度。 t m n 功能结构不涉及物理细节、通信单元和接口，而是从逻辑上描述t m n 内部的功 能分布，使得复杂的t m n 通过各种功能块的结合实现其管理目标。在t 州功能体系结构 中引入了一组标准的功能块和可能的信息交互参考点，包括运行系统功能( o s f ： o p e r a t i n gs y s t e mf u n c t i o n ) 、网络单元功能( n e f ：n e t w o r ke l e m e n tf u n c t i o n ) 、q 适配器功能( q a f ：qa d a p t e rf u n c t i o n ) 、工作站功能( w s f ：w o r ks t a t i o nf u n c t i o n ) 和协调功能( m f ：m e d i a t i o nf u n c t i o n ) 。功能体系结构中的参考点是指两个非重叠的功 能连接处的概念点，通过它来识别在这些功能之间交互的信息类型。t m n 中引入了q 、f 和x 三种参考点，t m n 与外界相关的参考点为m 、g 。q 参考点在o s f 与o s p 之间、o s f 与m f 之间、o s f 与n e f 之间、肝与m f 之间，f 参考点在o s f 与w s f 之间、w s f 与m f 之 6 硕士学位论文 间，x 参考点在o s f 与其他t m n 的o s f 之间，m 参考点在非t m n 标准网元( 或o s f ) 与q a f 之间，g 参考点在w s f 与用户之间。t m n 功能模块又可以细分为功能单元，每一个功能 模块由更小的功能单元组合而成，从而可以简化t m n 的实现。执行不同功能的功能模块 利用数据通信功能( d c f ：d a t ac o m m u n i c a t i o nf u n c t i o n ) 传递消息，从而降低了t m n 的 复杂性，提高软件的重用度。d c f 不属于t m n 的功能实体，它作为t m n 交换信息的手段 具备选路、转接和互通功能，涉及o s l 参考模型的下三层功能由数据通信网( d c n ： d i s t r i b u t e dc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ) 支撑。 t m n 逻辑分层体系结构是对t m n 功能体系结构的扩展，它将o s ( o p e r a t i n gs y s t e m ) 的管理功能分为多个管理层次，分别是网元管理层( e m l ：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 i ：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 m l ：s e r v i c em a n a g e m e n t l a y e r ) 和事务管理层( b m l ：b u s i n e s sm a n a g e m e n tl a y e r ) 。一个具体的网络管理系统可 以实现全部层次的管理，从实现的角度看，层次越高，实现相对越复杂。t m n 的逻辑分 层结构表示了各种管理活动的分层情况，每一层都由相应的功能实体来完成它的功能， 分别为事务管理o s f ( b m 一0 s f ：b u s i n e s sm a n a g e m e n t o s f ) 、业务管理o s f ( s m - o s f ： s e r v i c em a n a g e m e n t o s f ) ，网络管理o s f ( n 卜o s f ：n e t w o r km a n a g e m e n t 一0 s f ) 和网 元管理o s f ( 跏一o s f ：e l e m e n tm a n a g e m e n t 一0 s f ) 。需要注意的是，各层的o s f 都包括 故障管理( f ) 、配置管理( c ) 、账务管理( a ) 、性能管理( p ) 和安全管理( s ) 功能，简称为 f c a p s 。但是，各层f c a p s 所完成的具体功能有所不同，以性能管理为例，在网元管理 层它是针对网元的话务量容量进行分析；在网络管理层是对全网话务量分析；在业务管 理层是综合分析用户的话务性能；在事务管理层侧重话务量预测并做出性能概述的建 议。 在不同管理层之问或相同层的对等实体之间，传送的管理信息是由管理信息模型来 描述的，管理信息模型代表了对被管网络资源及其相关支持活动的一种抽象，它决定了 能以标准化方式进行交换的信息范围。在信息结构的描述中，t m n 应用o s i 系统管理的 原则，通过对网络资源和管理方法的抽象，采用面向对象技术，按照o s i 的管理方法实 现对网络实体的管理。信息模型的基本构造是管理对象，根据管理对象的属性、操作、 行为、通知以及对象之间的关系来规范网络管理领域中的信息，可以说将管理信息组织 为一种标准化的结构就形成了管理信息模型t 删直接利用了i s o 提出的被管对象定义 指南( g d m o ：g u i d e l i n e sd e f i n i t i o n sf o rm a n a g e do b j e c t ) 抽象语法记法1 ( a s n 1 ： a b s t r a c ts y n t a xn o t a t i o no n e ，i t u - tx 6 8 0 ，i s o i e c 8 8 2 4 - 1 ) 来描述管理对象，描述 方法包括文本形式和实体关系这两种方法。除了用规范的语法描述管理对象之外，对于 管理层内或各管理层之间存在的对象之间的关系，如继承关系、包容关系、命名关系等， 采用的就是实体关系图表示法t m n 中所有管理对象的集合称为管理信息库( m i b ： m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ) 为了对管理对象实例进行唯一标识，t m n 在一个具体 的管理域中，将所有实例化的管理对象以一种包含的关系组成树状结构，即管理信息树 7 基于主动代码的面向业务的网络性能管理技术研究 ( m i t ：m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nt r e e ) 或命名树，与此对应的命名规则称为命名结合 ( n a m eb i n d i n g ) 。 尽管t 心网络管理体系结构采纳了o s i 系统管理的一些方法和思想，但二者仍有如 下区别：o s i 系统管理体系结构仅定义了单个网络管理体系结构，而t m n 体系结构则 定义了功能体系结构、物理体系结构、信息体系结构等多个体系结构；t m n 提出了逻 辑分层管理的思想，o s i 系统管理则没有；t 采用了独立的数据通信网d c n 传递管 理信息，d c n 与被管网络独立，避免了o s i 系统管理中故障管理不能管理通信系统内部 故障的缺点嘲，如图2 1 所示： 2 2 网络管理的功能 图2 1 删与电信网络之间的关系 网络管理是指对网络的运行状态进行监测和控制，使其能够有效、可靠、安全、经 济地提供服务。网络管理提供了一种机制以监视、控制并协调所有可管理对象，即监视、 控制并协调计算机的资源、计算机间的连接和通信以及计算机所使用的应用程序。功能 涉及多个方面，o s i 定义了网络管理的五个功能域3 ，将网络管理功能分为一定的功能 范围，分别完成不同的管理功能。 1 故障管理 故障管理主要包括故障检测、故障隔离和故障修正。故障可能导致开放系统不能正 常运行，它可以是永久性的或临时性的。在一个开放系统的运行中，故障作为一种特殊 事件( 或错误) 来标识自己。故障检测提供识别故障的能力。故障管理包括如下功能： 维护和检查故障日志 。接收并处理告警通知 。故障诊断 测试 8 硕士学位论文 - 故障修正 2 。配置管理 为了系统的初始化，启动并支持系统连续运行和终止互连服务，配置管理标识了一 个开放系统并实施控制、收集数据以及为系统提供数据。配置管理包括如下功能： - 设置参数用以控制开放系统的日常运行 。 - 将名称与某个被管理对象或一组被管理对象关联 初始化或关闭被管理对象 收集开放系统当前的配置情况 - 得到开放系统配置情况变化信息 改变系统配置 3 性能管理 性能管理来评估o s i 环境中资源的行为和通信活动的效果。它包括如下功能： - 收集统计信息 - 维护系统状态历史日志 - 确定各种条件下的系统性能状态 - 为引导性能管理活动而改变系统运行模式 4 计费管理 计费管理在o s i 环境中为使用的资源建立收费机制，并能为那些使用的资源标准定 花费。计费管理包括如下功能： 通知用户花费或资源使用情况 - 可以设置记帐限制并将价格表关联到所使用的相应资源上 - 为实现某一通信活动而使用多种资源的组合花费 5 安全管理 安全管理的目的是为了支持安全策略的应用，包括如下功能： - 创建、删除和控制安全服务及机制 - 安全信息分发 安全事件报告 这些功能域是相对独立的，但又存在着一定的联系，而许多实际的网络管理活动不 止要求一个管理功能域的支持。网络管理功能域之间的关系如图2 2 所示： 9 基于主动代码的面向业务的网络性能管理技术研究 图2 2 网络管理功能域间关系 对于许多实际的网络管理事务来说，往往仅使用一个功能域的服务是不够的。为满 足网络管理的需求，必须利用上述管理功能域的多个功能。将各种功能服务结合起来。 因此，在管理功能和管理需求之间存在着多对多的关系。 由于并不是所有的功能总是要求一个给定的关联，所以可以将功能服务归结为一个