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移动通信网管中的告警适配分析及其实现 摘要 电信网是由多厂商各种设备组成的异构网络，随着网络规模的膨 胀、复杂度的增加、电信网中更多接口的开放，网络管理系统与被管 系统之间的网管接口也越来越复杂。 网管接口是实现网络管理系统与被管系统之间信息交互的关键， 网管接口中的三个构成要素，即通信协议栈、网络管理协议和网络管 理信息模型，在各厂商的设备上都存在差异。网络管理系统中的适配 器，可以屏蔽网管接口的差异性，实现网络管理系统与被管系统间的 互连互通互操作。 本论文主要分析和实现移动通信网管中的告警适配器。首先概要 地介绍了网管接口适配器实施的背景知识，即网络管理系统及其网管 接口；通过分析网管接口的三个构成要素、移动通信网络中网管接口 现状，为解决网管接口的不一致性问题引出接口适配器；接着，进一 步详细介绍适配器的功能模型和工作流程；根据移动通信网管中故障 管理的需求，以移动通信网管中的c o r b a 接口为例，将移动通信网 管中告警适配器分为采集适配模块和a g e n t 模块，在此基础上设计和 实现移动通信网管中告警适配器。适配器的实现，将更多的设备引入 到网络管理系统中，增强了网络管理系统的灵活性，拓宽了网络管理 系统的管理能力。 最后，对全篇论文加以总结。 关键字：网络管理适配器网管接口互连互通互操作 j a n a l y s i sa n di m p l e m e n t a t i o no n a i 。a r ma d a p t e ri nm o b i l et e l e c o m n e t w o r km a n a g e m e n t a b s t r a c t t e l e c o m m u n i c a t i o n sn e t w o r ki sa nl s o m e r o u sn e t w o r k ，c o m p o s e d o fd i f f e r e n t e q u i p m e n t sf r o mv a r i o u se q u i p m e n tm a n u f a c t u r e s a s n e t w o r ks c a l ee x p a n d i n ga n dc o m p l e x i t yi nn e t w o r k si n c r e a s i n g ，t h e n e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e sb e t w e e nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m a n dt h e m a n a g e d n e t w o r k s y s t e m a r eb e c o m m i n gm o r ea n dm o r e c o m p l e x n e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c ei s k e yt e c h n o l o g y i n r e a l i z i n g c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ma n dt h em a n a g e d s y s t e m c o m m u n i c a t i o np r o t o c o l s ，n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l sa n d i n f o r m a t i o nm o d e l sw h i c ha r et h r e ec o m p o n e n t si nn e t w o r km a n a g e m e n t i n t e r f a c e s ，a r ei m p l e m e n t e dd i f f e r e n t l yi nv a r i o u se q u i p m e n t s a d a p t e r s o f t w a r ei nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ，c a ns h e i l dd i f f e r e n c e so n n e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e s ，a n dw i l lm a k ei ta v a i l a b l et or e a l i z e i n t e r c o n n e c t i o n ，i n t e r f l o w a n d i n t e r o p e r a b i l i t y b e t w e e nn e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e ma n dt h em a n a g e ds y s t e m t h i st h e s i s ，i sm a i n l ya b o u ta n a l y s i sa n di m p l e m e n t a t i o no na l a r m a d a p t e rs o f t w a r ei nm o b i l et e l e c o mn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ；f i r s t l y ， t h eb a c k g r o u n dk n o w l e d g eo fi m p l e m e n t a t i o no nn e t w o r km a n a g e m e n t i n t e r f a c e a d a p t e r i s i n t r o d u c e d ；b ya n a l y s i n g t h r e e c o m p o n e n t s o f n e t w o r k m a n a g e m e n t i n t e r f a c ea n d p r e s e n t s i t u a t i o no fn e t w o r k m a n a g e m e n ti n t e r f a c ei nm o b i l et e l e c o mn e t w o r k ，t h ed e v e l o p m e n to n a d a p t e r i si n t r o d u c e dt or e a l i z et h e c o n s i s t e n c y b e t w e e nn e t w o r k m a n a g e m e n ti n t e r f a c e s ；t h ef u n c t i o n a ls t r u c t u r ea n dw o r k i n gp r o c e s s e s 4 o fa d a p t e rs o f t w a r ei sd e s c r i b e d ；t h r o u g ht h ef a u l tf u n c t i o nr e q u i r e m e n t s i nm o b i l et e l e c o mn e t w o r k ，a l a r ma d a p t e rs o f t w a r ei sd i v i d e di n t ot w o p a r t so no n eo fn e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e s ，a sa ne x a m p l e ；o nt h i s b a s i s ，t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no nt h i sa l a r ma d a p t e rs o f t w a r ei s g i v e n t h ed e v e l o p m e n ti na d a p t e rs o f t w a r el e t sn e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e ma d o p tm o r ec o m m u n i c a t i o ne q u i p m e n t s ，t h e ns t r e n g t h e n t h e f e a s i b i l i t ya n dm a n a g e m e n tc a p a b i l i t yf o rn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m a tl a s t ，t h ec o n c l u s i o nt ot h i sp a p e ri sb r i e f l yi n t r o d u c e d k e yw o r d s ：n e t w o r k m a n a g e m e n ta d a p t e r n e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e si n t e r c o n n e c t i o ni n t e r f l o w in t e r o p e r a b t y 5 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：币走j 匕甏、 日期：z o p 乡3 、2 7 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： 候：比警、 翩签名：血p i h w 二i 2 日期：2 0 06 寻、z 7 日期：细6 3 2 7 北京邮电大学硕二匕学位论文 移动通信网管中的告警适配分析及其实现 1 1 研究背景 第一章前言 随着通信技术的高速发展，电信网的网络规模不断扩大，网络复杂性日益提 高。为了提高服务质量和降低运行成本，对网络管理系统的要求越来越多、越来 越高。所以，如何以合理的管理手段维护日益复杂的电信网，从而提高网络的效 率，成为一个迫切需要解决的问题。i t u t ( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m u n i o n t e l e c o m m u n i c a t i o n s ) 提出了对电信网实现统一的综合维护管理的手段： 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 ，简称t m n ) 。电信管理 网的基本概念是提供一个有组织的网络结构，以取得各种类型的运行系统 ( o p e r a t i n gs y s t e m s ，简称o s s ) 之间，运行系统与通信设备之间的互连。提出 t m n 体系结构的目的是采用通用的信息模型和标准接口，实现对各种完全不同 的设备的通用管理，支撑电信网和电信业务的规划、配置、安装、操作及组织。 在多厂商、多类型、多网络管理协议下的网络环境中，网络管理系统与被管 网络中各厂商设备网元管理系统( e l e m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m ，简称e m s ) 或 设备之间的网管接口存在很大差异性。接口适配器作为一个独立的功能模块，在 网络管理系统中起着重要的作用。适配器对网管接口上的通信协议、管理协议和 信息模型进行适配和转换，向网络管理系统提供统一的信息格式和接口，可使网 络管理系统管理那些没有采用标准网管接口的网元管理系统( e m s ) 或设备，增 强网络管理系统的灵活性和可扩展性，拓宽网络管理系统的管理能力。 本文是作者在开发移动通信网管告警适配器软件的实践基础之上，针对移动 通信网管对告警管理的需求，结合传统适配器功能和工作流程，设计和开发移动 通信网管中告警适配器。本文涉及以下内容： - 网管接口及其现状 网管接口适配器技术，包括适配器功能及其工作流程 分析移动通信网管中的c o r b a 接口和移动通信网管的故障管理功能， 提出基于告警管理的接口适配器设计 以c o r b a 网管接口为例，实现告警适配软件 1 2 作者工作介绍 作者在研究生期间参与多项电信网网络管理系统的分析、设计、开发和维护 工作，对网络管理系统有较深的体会。参与的具体项目有： 北京邮电大学硕士学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 1 ) 中国移动w c d m a 网络管理接口测试 - 项目描述：该项目测试3 g 网管系统与设备商提供的o m c 之间的接口、 省级3 g 网管系统与部分省内3 g 直联网元的接口之间的互连互操作，验 证网络管理接口的一致性。 - 职责描述：分析w c d m a 网络管理技术规范中的i d l 接口文档，完成了 需求分析，参与设计，底层适配器代码编写。 2 ) 中国联通c d m a 网管c o r b a 接口告警管理子系统 一 项目描述：此系统对设备交换侧和无线侧的告警进行监测和管理，实现 对省级网络设备的集中式管理和维护。 - 职责描述：负责项目的整个开发，包括项目的前期分析和需求调研，确 立可行解决方案，进行总体设计，详细设计及模块化测试。 3 ) 北京网通网络管理原型系统研究和开发 - 项目描述：该系统遵守网通制订的移动通信网网络管理技术规范，实现 了电信网网络管理中的配置管理、性能管理、告警管理功能。 - 职责描述：进行需求分析，系统设计和编码工作，实现网管框架。 1 3 本文结构 本文共计五章。各章内容简介如下： 第一章：前言。介绍论文的研究背景，作者参与的研发工作以及论文的整体 结构。 第二章：网络管理系统及其网管接口。介绍了网络管理系统、网管接口的概 念，分析移动通信网络中网管接口现状，为解决网管接口不一致性问题引 入接口适配器。 第三章：网管接口适配器功能模型及其工作流程。介绍了网管接口适配器的 功能模型、组成结构和工作流程，分析接口适配器需要映射和转换的信息。 第四章：分析移动通信网管中的告警适配器，以c o r b a 网管接口为例。首 先对移动通信网络中c o r b a 网管接口的信息模型做简要介绍；根据c o r b a 接 口上的告警管理功能，分析基于告警管理的接口适配器。 第五章：设计和实现移动通信网管中的告警适配器。以c o r b a 接口为例， 设计和实现移动通信网管中告警适配器内部各模块，包括移动通信网管告警适配 器组成及流程。 第六章：结束语。对论文工作进行总结，说明下一步的研究工作。 2 北京邮电大学硕士学位论文 移动通信网管中的告警适配分析及其实现 第二章网络管理系统及其网管接口 本章介绍了网络管理系统、网管接口的概念，分析移动通信网络中网管 接口现状，为解决网管接口不一致性问题引入接口适配器。 2 1 网络管理系统概述 网络管理系统是一个综合的管理电信资源的计算机应用系统，它提供了收 集、处理、传送、存储有关电信网维护、操作和管理信息的一种综合手段。 由于电信网络和电信设备的异构性质，电信网络的管理非常复杂，实现电信 网络综合管理很困难。t m n 管理分层的概念为最终实现综合管理提供了一个分 步骤的、循序渐进的实现方法。t m n 的管理层次模型把管理功能需求分解为不 同的层次，每层相对独立完成特定的管理功能，层与层之间由参考点分割。在 t m n 建设初期可以只完成低层的管理功能，以后逐步完善高层管理功能，最终 实现管理的综合【l j 。 t m n 的管理层次分为五层，从低到高依次为：网元层( n e t w o r ke l e m e n t l a y e r ，简称n e l ) 、网元管理层( e l e m e n tm a n a g e m e n tl a y e r ，简称e m l ) 、 网络管理层( n e t w o r km a n a g e m e n tl a y e r ，简称n m l ) 、业务管理层( s e r v i c e m a n a g e m e n tl a y e r ，简称s m l ) 和事务管理层( b u s i n e s sm a n a g e m e n tl a y e r ，简 称b m l ) 。其中网元层属于被管理层，其他四层属于管理层。如图2 1t m n 管 理层次模型。每一层都安排了相应的功能实体来完成各层相应的功能，各层相应 的功能实体为：b m ( b u s i n e s sm a n a g e m e n t ) - - o s f 、s m ( s e r v i c em a n a g e m e n tl a y e r ) - - o s f 、n m ( n e t w o r km a n a g e m e n tl a y e r ) - - o s f 、e m ( n e t w o r ke l e m e n tm a n a g e m e n t l a y e r ) - - o s f 、n e f 。 3 北京邮电大学硕士学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 图2 - 1 删管理层次模型 网元管理层负责对网元层的控制和对网元的数据管理；网络管理层从全网的 角度对管理域内的网络进行管理，负责配置修改、故障管理、性能管理、安全管 理等；业务管理层主要处理有关业务的事项，它较少涉及网络的物理特性，而着 重于网络所提供的逻辑业务功能；事务管理层负责网络的决策等方面的管理。 在没有特别声明的情况下，本论文将网络管理层上实现网络管理功能的系统 称为网络管理系统( n e t w o r km a n a g c m e n ts y s t e m ，简称n m s ) 。在网元管理层 实现管理功能的系统称为网元管理系统( e l e m e n tm a n a g e m e n ts y s t c m ，简称 e m s ) ，它对子网中的网元设备进行管理。网络管理系统( n m s ) 所管理的对 象称为被管理系统( 简称被管系统) ，被管系统包括网元管理系统( e m s ) 、与 网络管理系统( n m s ) 直联的网元n e 。 2 2 网管接口介绍 2 2 1网管接口概念 网管接口是两个逻辑实体之间的软件接口【3 1 ，这两个逻辑实体是指管理者 ( m a n a g e r ) 和代理者( a g e n t ) ，如图2 2 所示。 4 一一一一一一一一一一 北京邮电大学硕士学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 e m s m i r pk n m s f 管理揉作 a g e n t m a n a g e r 弋遥知 龟出通戋p 图2 - 2m a n a g e r 与a g e n t 角色 在网络管理中，相互通信的实体分为管理者( m a n a g e r ) 、代理者( a g e n t ) 两个角色。代理者( a g e n t ) 直接操纵网元管理系统e m s 或直联网元中的被管网 络资源，管理者( m a n a g e r ) 是网络管理系统中的网络管理应用程序。管理者 ( m a n a g e r ) 可以通过代理者( a g e n t ) 对网络设备进行各种操作。管理者( m a n a g e r ) 的任务是发送管理命令并接收代理者( a g e n t ) 发来的通知；代理者( a g e n t ) 的 任务是直接管理有关的管理对象，接收管理者( m a n a g e r ) 发来的管理命令并向 管理者( m a n a g e r ) 返回操作响应( 确认型操作时) ，也可在需要时主动向管理者 ( m a n a g e r ) 发出通知。 在t m n 中，不同管理层之间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。信息模型的建模基于面向对象技术，即把被管理的物理 或逻辑资源抽象为管理对象( m a n a g e do b j e c t ，简称m o ) ，是管理信息模型的基本 单位。m o 的描述采用面向对象的方法，它具有面向对象的方法所具有的特点： 抽象、封装与可重用。m o 是从管理的角度对可管理的实际资源的一种抽象，它 来源于实际资源，但又独立于实际资源。它把资源的具体实现封装起来，只留下 了接口，这就是网管接口。 网管接口是实现不同管理层之间或相同层的对等实体之间信息交互的关键， 通过不同的网管接口，网络管理系统可以实现各个子系统之间的互连互操作，实 现对采用不同网管接口的网元管理系统e m s 或设备的统一操作和管理。 5 北京邮电大学硕二l 二学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 2 2 2网管接口的构成要素 在网络管理中，不同实体为实现相互通信和管理功能，需要借助通信协议栈、 网络管理协议和网络管理信息模型。 通信协议栈包括底层的传输协议，完成端到端的应用进程间的数据传输，负 责网络管理应用程序与各代理之间的通信，在网络管理中，用到的协议有t c p 口、 u d p i p 、t l l 、r s 2 3 2 等。 网络管理协议是网络管理中的最重要的部分之一，它定义了网络管理系统与 被管系统之间的通信方法。2 2 1 将网络管理系统和被管系统抽象为m a n a g e r 与 a g e n t 角色，网络管理协议交换m a n a g e r 与a g e n t 之间端到端的管理信息，如定义 m a n a g e r 从a g e n t 获取信息的方式，包括管理动作和应答的交互、上报通知的方 式等。不同的厂商采用的网络管理协议也不尽相同，网络管理协议有c m i p 、 s n m p 等。 网络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。 m a n a g e r 和a g e n t 通过网络管理接1 3 传递管理信息，这些管理信息包括管理控制 信息和网络资源信息，均含语义定义和语法定义。 2 2 3网管接口标准 标准化组织对于网络管理标准的研究主要集中在网络管理框架、网络管理研 究方法论和网管接口等方面。本小节将重点介绍几个网管接口标准。 2 2 3 1 q 3 接口 q 3 接臼是一t m n 中的接口，是i t u t 重点标准化的对象。q 3 接口是一个集 合，跨越了整个o s i 七层模型的协议的集合。目前，q 3 接口常用的协议是c m i p ( c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o np r o t o c o l ，通用管理信息协议) 和f t a m ( f i l e t r a n s f e ra c c e s sa n dm a n a g e m e n t ，文件传送、访问与管理协议) 在q 3 接口的应 用层，其中c m i p 主要用来传送网络管理操作命令和响应等数据量较小的数据； 而f t a m 主要用来传送大数据量的管理数据，如计费数据、局数据等。q 3 接口 采用g d m o a s n 1 进行信息建模，g d m o ( g u i d e l i n ef o rd e f i n i t i o no f m a n a g e m e n to b j e c t s ，被管理对象定义指南) 为q 3 接口定义无协议无关的信息 模型提供一组通用的规则；a s n 1 ( a b s t r a c ts y n t a xn o t a t i o n 1 ，抽象语法记法1 ) 在g d m o 中描述被管对象的数据形式。 从最新的u t 进展来说，目前已不推荐q 3 这个称呼，而是直接称为q 接 口，因为i t u t 希望能够扩展q 接口的范围，将c o r b a ( c o m m o n0 b j e c tr e q u e s t b 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) 接口，s n m p 接口等都纳入 北京邮电大学硕二 ：学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 广义的q 接口。 2 2 3 2 s n m p 接口 s n m p 接口使用u d p i p 通信协议，管理协议为s n m p 。s n m p 协议是由i e t f ( t h ei n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ，互联网工程任务组) 提出并广泛应用于 i n t e r n e t 。其特点为面向功能、集中控制、协议简单和支持广泛。 s n m p 也在不断改进完善之中，经历了两次版本升级，现在最新版本是 s n m p v 3 ( v e r s i o n3 ，版本3 ) 。在前两个版本中，s n m p 功能都得到了极大的扩 展，在s n m pv 3 中，s n m p 在安全性方面得到了极大的改善，由此s n m p 缺乏 安全性的弱点正逐渐被克服。 2 2 3 3c o r b a 接口 国际标准化组织，以及国际区域标准化组织目前的工作来看，都已经将 c o r b a 接口作为电信网管领域一个重要的接口来对待。i t u t 将c o r b a 接 口作为广义q 接口的一种实现方式；t m f 定义的接口基本都是c o r b a 接口； 3 g p p ( 3 r dg e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t ) 定义的3 g ( 3 r dg e n e r a t i o n ，简称3 g ) 网管接口也以c o r b a 接口为主。 c o r b a 的消息通信机制是g i o p ( g e n e r a li n t e r o r bp r o t o c o l ，通用o r b 间 通信协议) ，通常采用i i o p ( i n t e m e ti n t e r o r bp r o t o c o l ，互联网o r b 间通信协 议) ，它是g i o p 的一个实例，在t c 跏p 协议栈上通信。i d l ( i n t e r f a c ed e f i n i t i o n l a n g u a g e ，接口定义语言) 用来描述被管理对象，使用接口( i n t e r f a c e ) 实现管 理对象间的继承。 2 2 4 网管接口现状 在国内的移动通信网络中，运营商与网管开发商、设备厂商合作，通过制定 标准技术规范对网管接口进行标准化，目前己取得了很大的进展，主要的标准接 口有c o r b a 接口和c m i p 接口；但仍然存在许多私有接口，是厂商专有的接口。 在现实的多厂商和多重技术环境下，网管接口不统一，其多样性体现在以下 方面： 1 国际规范或标准本身存在多种。从制订组织分，有u t 、e t s i 、t m f 等。 2 各厂商从各自的利益角度出发，采用不同的规范和协议。于是，各厂商 北京邮电大学硕士学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 网管系统与上层网络管理系统( n m s ) 交互时采用的接口协议存在差异。如 q 3 c m i p 、s n m p 、c o r b a i i o p 、t c p 口、t l l 、c l l 、f r p 、r s 2 3 2 ，以及数 据库访问等等。 3 各厂商网管系统采用不同的信息模型和数据表示方式。例如厂商自行提 供的私有模型。还有某些声称符合标准的网管接口，实际上与标准有许多不一致 之处，例如它们包含了私有的管理信息，对标准中的部分管理信息不予支持，对 标准中某些管理信息的语义理解有误，等等。 4 各厂商提供不同层次的网管接口。如网元层、网元管理层、子网管理层 等。 5 同一厂商不同版本的设备同时存在，导致同厂商不同版本的网管接口 也同时存在。 现实中网管接口的多样性导致了网管系统互操作的困难。为屏蔽各厂商接口 的差异性，可以采用接口适配器，将各厂商设备的管理协议、管理信息统一适配 为网络管理系统内部所能识别的信息。 2 2 5 网管接口的一致性 网管接口一致性是保证网络管理中各系统间互连互通互操作的基础。 网管接口的一致性体现在三个层次上：协议一致性、信息模型一致性和管理 功能的一致性。三者是在网管系统的实现中，管理功能被映射为一组管理对象的 操作，而管理对象在完成具体操作的时，需要底层网管协议和通信协议原语的支 持。协议一致性是所有一致性的基础，只有底层协议保持致性，才能实现系统 间“互连”，在通信协议保持一致性的前提下，才能实现管理信息模型的一致性； 管理信息模型实现和管理信息模型保持一致性，才能实现“互通”；在管理信息 模型一致性的前提下，才能实现网络管理功能的一致性，从而达到网络管理系统 与被管系统之间的“互操作”。 因此，为实现网管接口一致性，接口适配器的功能需求往往包括了接口之间 的通信协议、信息语法、信息语义各方面的适配。 2 3 网管接口适配器 2 3 1 t m n 中的接口适配器 在t m n 的功能结构图中( 请参考图2 3 ) ，其适配功能的功能模块是图中的q 虹 和m f 。 8 北京邮电大学硕士学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 图2 3t m n 功能结构图 1 中介功能( m e d i a t i o nf u n c t i o n ，即m f ) 中介功能( m f ) ，在o s f 与n e f ( 或q a f ) 之间进行信息的适配、过滤、 压缩和传送，以保证各功能块对信息模式的需求，并使网元( n e ) 到o s f 的结 构更加灵活。 2 q 适配器功能( qa d a p t i o nf u n c t i o n ，即q a f ) 作为t m n 的一部分，q a f 块用来连接类似n e f 和类似o s f 的非t m n 实 体。q a f 的任务是在t m n 参考点和非t m n ( 例如，专有的) 参考点之间转化， 后者的活动表示在t m n 界线之外。典型的q a f 是接口转换功能，一个q a 能 包含一个或多个q a f 。q a 可支持一个q 3 或一个q x 接口。 根据需要，t m n 的功能结构可以灵活地映射为不同的物理结构。t m n 的物 理结构中，起适配和中介功能的是m d 和q a 。 2 3 2接口适配器与网络管理系统的关系 广义上讲，一切实现了适配和转换功能的实体，都可以称为“适配器”。 关于适配器，可以理解为： 1 适配器，是计算机程序模块之间的互动规范。 2 适配器，是根据共同的物力互联特性、信号特性和交换信号含意所定义 的共享边界。 3 适配器，是通过电子或物理方式将设备连接到计算机或另一个设备的部 件。 9 北京邮电大学硕士学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 因此，适配器可以是软件也可以是硬件，可以是一台设备( 如专用仪器、计 算机系统) ；也可以是一个运行的程序，它或者运行在一个接口适配专用的系统 中，或者嵌入运行在其它软件系统中。 在本文中，网管接口适配器是一个运行的程序，专门用于网络管理领域，嵌 入到网络管理系统( n m s ) 内部，协调网络管理系统( n m s ) 内部的上层网管 应用与被管系统之间的信息交互，适配两者之间的协议、信息模型。 1 0 北京邮电大学硕士学位论文 移动通信网管中的告警适配分析及其实现 第三章网管接口适配器 本章介绍了网管接口适配器的功能模型、组成结构和工作流程，分析接口适 配器需要映射和转换的信息。 3 1 接口适配器功能模型 接口适配器对网络管理系统( n m s ) 与被管系统之间的通信协议、网络管 理协议和信息模型进行适配，在功能适配模型中从下到上可垂直划分为通信协议 适配、网管协议适配、数据格式适配、信息语义适配、管理操作适配、应用功能 适配，参见图3 1 。 应用功能适配 管理操作适配 信息语义适配 数据格式适配 网管协议适配 通信协议适配 图3 - 1 适配器功能层次结构图 1 通信协议适配 通信协议栈包括底层的传输协议，完成端到端的应用进程间的数据传输。适 配器对网络管理系统与被管系统之间的通信协议进行适配，实现通信实体间的互 连。 2 网管协议适配 网络管理协议定义了网络管理系统与被管系统之间的通信、交互信息的方法 北京邮电大学硕士学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 和命令。网络管理协议的适配在通信协议适配之上，该层实现网管接口中网络管 理协议适配的功能。适配器将网络管理系统与被管系统之间协议上的p d u ( p r o t o c o ld a t au n i t ，协议数据单元) 和消息进行适配和转换。 协议的转换与适配可以分为两大任务域【o j ： 名字映射：将原始请求的标识属性转换成目标对象相应的属性。 - 服务映射：将使用源体系结构协议请求的服务和功能映射为目标体系结 构中相应的服务和功能，以及相应的协议单元。 4 数据格式适配 在完成网络管理协议适配的基础之上，适配器要完成管理信息模型的转换功 能，我们可以将其划分为数据格式适配和信息语义适配两个层次。 数据格式是数据保存在文件或记录中的一种形式，可为数值、字符或二进制 数等形式，由数据类型及数增长度来描述。因此，数据格式适配包括数据类型的 转换和数据格式的转换。 数据类型的转换：不同被管系统对同一语义的被管对象属性所存储的数据类 型不一致，如将被管系统中的短整型的告警级别映射为网络管理系统内部字符类 型的告警级别。 数据格式的转换：接口适配器将多种厂商设备上的管理信息的数据格式转换 为网络管理系统内部认可的标准格式。例如，将t c p 中的字节流转化为x m l 的数据格式；或者将告警的时间格式由被管系统内部的“y y m m d d h h m i s s 映射为网络管理系统内部的“y y y y - m m d dh h 2 4 ：m i ：s s ”。 4 信息语义适配 不同厂商设备上的网管系统或软件对被管对象的描述不一致。 适配器对信息语义进行适配，包括被管对象属性值的转换和信息属性结构的 适配。 被管对象属性值的转换包括： - 值拷贝：源属性值到目标属性值的直接赋值。 - 缺省值的指定：若源属性值没有合适的匹配项，目标属性值赋为给定的 缺省值。 值映射：在网管接口的两侧，不同的系统对值的定义的语义不同，需要 根据目的系统的格式要求映射源系统中的值。例如，将被管系统中告警 的级别映射为网络管理系统内部运营用户指定的告警级别。 信息属性结构的适配包括： _ 源系统中单个信息对象到目的系统的单个信息对象的映射 - 源系统中单个信息对象到目的系统的多个信息对象的映射 1 2 北京邮电大学硕士学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 源系统中多个信息对象到目的系统的单个信息对象的映射 6 管理操作适配 管理操作主要是施于被管对象之上的操作和管理。 管理操作适配包括： - 源系统中的对被管对象的单个操作到目的系统中对被管对象的单个操作 - 源系统中的对被管对象的单个操作到目的系统中对被管对象的多个操作 - 源系统中的对被管对象的多个操作到目的系统中对被管对象的多个操作 7 应用功能适配 适配器参照网络管理功能的实现机制，协调系统双方实现告警、性能等管理 功能。 3 2 接口适配器组成结构 3 1 描述了接口适配器功能模型，对接口适配器的适配、转换功能做了详细 介绍。 适配器的功能可以概括为： 1 完成下层通信协议、网管协议、数据格式、信息语义、管理操作的适配 和转换； 2 与上层网管应用交互，完成上层网络管理功能，实现应用功能适配。 因此，适配器的组成结构，可按适配器内部的功能分成两个模块：a g e n t 模 块和适配模块，请参考图3 2 。 其中a g e n t 模块负责与上层网管应用交互，在接口适配应用在不同厂商接口 上时，a g e n t 模块保持不变，属于通用模块；适配模块与网元管理系统e m s 或 网元交互，由于各厂商接口各不相同，所以需要根据厂商向上层网络管理系统提 供的接口上的通信协议和信息模型具体定制，属于适配模块；两个模块之间通过 内部接口进行信息传递和转换。 3 3 接口适配器工作流程 图3 2 是接口适配器的工作流程图。 1 3 北京邮电大学硕士学位论文 移动通信网管中的告警适配分析及其实现 上层网管应用 ，i1 6 适 a g e n t 模块 西产 器 2 il 5 适配模块 jf 4 e m s 或直联网元 图3 2 适配器工作流程图 适配器在网络管理系统中完成的功能以及相应的工作流程如下： 接收上层网管应用的管理操作命令，分析后下发给厂商网元管理系统 或网元，从厂商网元管理系统或网元设备上获取处理结果并返回给上 层网管应用： - 上层网管应用下发管理操作命令， 模块接收( 1 ) ； 一 模块分析接收到的管理操作命令，调用适配模块，将相关操作信 息传给适配模块( 2 ) ； _ 适配模块将操作信息转换为厂商设备可接受的命令后发给厂商网元管理 系统 或网元设备( 3 ) ； - 适配模块接收厂商网元管理系统 或网元设备的操作结果( 4 ) ； _ 适配模块对收到的操作结果进行分析处理后，转发给 模块( 5 ) ； 模块将操作结果返回给上层网管应用( 6 ) 。 2 接收厂商网元管理系统 或网元设备主动上报的通知消息( 网络资源 对象的增加、删除通知和性能、告警通知的自动上报通知等) ，分析处理后上报 给上层网管应用。 - 适配模块接收厂商网元管理系统或网元设备主动上报的通知消息 ( 4 ) ； 适配模块对收到的信息进行分析处理后，转发给 模块( 5 ) ； 北京邮电大学硕二仁学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 - a g e n t 模块对上报消息进行过滤处理后上报给上层网管应用( 6 ) 。 3 4 接口适配器通信机制 接口适配器中的a g e n t 模块与上层网管应用实体交互信息，适配器与上层网 管应用实体之间在分布式处理平台上利用m e t a r v i e wd p p 消息通信。 适配器内部的适配模块和a g e n t 模块通过a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n g i n t e r f a c e ) 接口通信。 适配器中的适配模块与下层被管系统交互，通过被管系统中的网元管理系统 ( e m s ) 或直联网元与上层网络管理系统( n m s ) 之间的接口，对接口上的协 议、信息模型进行适配和转换实现信息交互。 m e t a r v i e wd p p 总线参见图3 3 。 图3 3m e t a r v i e wd p p 总线 m e t a r v i e wd p p 是北京市天元网络技术有限公司自主研制开发的分布式处理 平台，基于c s 模式，提供便于构建分布式应用的接口。它是建立在t c p 协议 上的一个实现会话层功能、建立表示层格式，提供在应用层基于消息实体名寻址 方式的一系列软件和编程接口，以一定格式的消息流为传送单位来联系系统中的 各个应用，使用分布式处理平台构建的分布式应用模块在组织结构和相互操作方 式上都变得简单清晰。在这里用来传递适配器a g e n t 模块和上层网管应用实体之 间控制消息的交互。 根据各类消息的特征，可以将消息划分为以下三类消息模型：异步通知模型、 请求一应答模型和同步轮询模型。 1 异步通知模型 异步通知模型中，适配器在发送消息时，使用异步方式，不用等待上层网管 应用实体处理完消息。这种方式比较简单，适合数据量不大并且对时间要求比较 高的场合。 1 5 北京邮电大学硕士学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 异步通知模型中，发起者是适配器，数据库不参与数据交换，所有信息都在 消息中传达，没有应答消息。 2 请求一应答模型 请求一应答模型通常在需要知道消息处理结果的情况下使用，上层网管应用 实体把操作命令消息发送给适配器，适配器经过相应的处理后把结果返回给上层 网管。上层网管发送消息是以同步的方式完成的，发送后需要等待应答消息。 请求一应答模型中，发起者是上层网管应用实体，数据库不参与数据交换， 所有信息都在消息中传达，通过应答消息确定命令是否正常执行。 3 同步轮询模型 同步轮询模型主要是在数据同步过程中使用的，这里的同步包括配置同步和 告警同步。同步方式下，上层网管应用发送同步启动信号给适配器。适配器获得 信号后，与厂家网管系统交互，完成同步操作。然后，适配器发送成功消息或失 败消息给上层网管应用，然后上层网管应用可以从数据库中读到所要的信息。 1 6 北京邮电大学硕：l = 学位论文移动通信网管中的告警适配分析及其实现 第四章移动通信网管告警适配器分析 这一章主要分析移动通信网管中的告警适配器，厂商设备提供的接口是 c o r b a 接口。首先对移动通信网络中c o r b a 网管接口做简要介绍；根据 c o r b a 接口上的告警管理功能，提出基于告警管理的接口适配器的功能需求。 4 1 移动网管中的c o r b