（计算机应用技术专业论文）电信管理网中性能管理的设计与实现.pdf

哈尔滨工程大学硕士学位论文 摘要 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 ，t m n ) 是一种新型 的管理电信网的网络，其基本概念是提供一种有组织的网络结构，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。t m n 规范规定性能 管理功能包括采集和分析网络对象的性能数据，监测网络对象的性能，对网 络线路质量进行分析。同时，统计网络运行状态信息，对网络的使用发展作 出评测、估计，为网络进一步规划与调整提供依据等。 因而，基于t m n 的不同网络性能管理系统的主要功能是相似的，但这些 不同的系统在实现上又是不同的，这不但大大浪费了开发资源，降低了开发 效率，而且不利于今后系统的扩展。基于这一点，本文充分利用软件复用的 思想，深入地分析t m n 规范对性能管理的要求，提出了一种通用的网络性能 管理系统，该系统为基于t m n 的网络性能管理系统提供了一个公用框架，并 实现了不同设备性能管理系统的公共部分的功能。利用该系统提供的性能管 理公共功能，具体的设备应用开发人员可以很方便地实现自己的性能管理系 统，这样就大大提高了系统的开发效率、可扩展性和可维护性。该系统适用 于已有的和今后出现的所有符合t m n 规范的电信设备。系统包括了任务管理， 数据采集，性能门限管理和性能实时监视等功能。 综合起来本文的主要工作如下： 描述了t m n 及其性能管理的基本知识； 描述了所需要的几个关键技术，如u m l 、j 2 e e 、p u s h l e t 和软件复用 等； 给出了一个通用的网络性能管理系统的总体设计； 给出了网络性能管理系统的通用数据库设计； 设计与实现了网络性能管理的软件系统，并讲解了如何在本系统上扩 展具体的网络性能管理系统。 关键词：电信管理网；性能管理：软件复用 哈尔滨工程大学硕士学位论文 a b s t r a c t 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 ( t m n ) i san e w - s t y l en e t w o r k w h i c hm a n a g e st e l e c o m m u n i c a t i o n sn e t w o r k i t sb a s i cc o n c e p ti st op r o v i d ea n o r g a n i z e d n e t w o r ks t r u c t u r e s o 船t oo b t a i n i n t e r l i n k a g ea m o n gd i f f e r e n t o p e r a t i n gs y s t e m s o rb e t w e e n o p e r a t i n gs y s t e m a n dt e l e c o m m u n i c a t i o n e q u i p m e n t s a c c o r d i n gt ot 州r e g u l a t i o n p e r f o r m a n c em a n a g e m e n tp r o v i d e s f u n c t i o n st oe v a l u a t ea n d r e p o r tu p o nt h e b e h a v i o ro ft e l e c o m m u n i c a t i o n e q u i p m e n ta n dt h ee f f e c t i v e n e s so f t h en e t w o r ko rn e t w o r ke l e m e n t i t sr o l ei st o g a t h e ra n da n a l y z e s t a t i s t i c a ld a t af o rt h ep u r p o s e o f m o n i t o r i n ga n dc o r r e c t i n gt h e b e h a v i o ra n de f f e c t i v e n e s so ft h e n e t w o r k ，n e t w o r ke q u i p m e n t s o ro t h e r e q u i p m e n ta n d t oa i di np l a n n i n g ，p r o v i s i o n , m a i n t e n a n c ea n dt h em e a s u r e m e n to f q u a l i t y s o ，a s t o p r i m a r yf u n c t i o n s ，v a r i o u s 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 s y s t e mb a s e d o nt 心ii ss i m i l a rt oe a c ho t h e r , b u tt h e yh a v eg r e a td i f f e r e n c ei n i m p l e m e n t a t i o n i tr e s u l t si nw a s t i n gd e v e l o p m e n tr e s o u r c ea n dg r e a t l yr e d u c i n g p r o d u c t i v i t y , a n dw h a t sm o r e ，i tg o e sa g a i n s te x t e n s i o ni nt h el o n gr u n i no r d e r t oo v e r c o m et h ea b o v ed i s a d v a n t a g e s ，t h et h e s e sm a k e sag o o du s eo fs o f t w a r e r e u s ec o n c e p ta n dd e e p l ya n a l y z e sp e r f o r m a n c em a n a g e m e n ts p e c i f i c a t i o nt h a t t m n i m p o s e s o n a n dt h e na d v a n c e sau n i v e r s a ln e t w o r k p e r f o r m a n c e m a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do nt 仆f i t p r o v i d e s ac o m m o n 行a n l e w o r kf o r n e t w o r kp e r f o r m a n c e m a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do nt m n a n d i m p l e m e n t s c o m m o nf u n c t i o n a m o n gv a r i o u sp e r f o r m a n c em a n a g e m e n ts y s t e m s u s i n g c o m m o nf u n c t i o n p r o v i d e db y t h i ss y s t e m ，i ti sc o n v e n i e n tf o r s p e c i f i ca p p l i c a t i o n d e v e l o p e r st oi m p l e m e n tt h e i ro w np e r f o r m a n c em a n a g e m e n ts y s t e m a sar e s u l t , i tg r e a t l yi m p r o v e sd e v e l o p m e n te f f i c i e n c y , e x t e n s i o n , a n dm a i n t a i n a b i l i t yo ft h e s y s t e m ，a tt h es a m et i m e ，i tc a nb ea d a p t e dt oa l le q u i p m e n t sa tp r e s e n ta n da l l c o m i n gi nt h ef u t u r ew h i c h m e e t 、i mt h et m ns t a n d a r dr e g u l a t i o n t h es y s t e m i n c l u d e st a s km a n a g e m e n t ，d a t ac o l l e c t i n g ，p e r f o r m a n c et h r e s h o l dm a n a g e m e n t a n d p e r f o r m a n c er e a l - t i m ew a t c h i n g i nc o n c l u s i o n t h et h e s e sc o n l r i b u t i o n sf o c u so n ： d e s c r i b i n g b a s i c k n o w l e d g e a b o u tn o ta n di t s p e r f o r m a n c e m a n a g e m e n t ； d e s c r i b i n g s e v e r a ik e yt e c h n i q u ew h i c ht h et h e s e sn e e d e ds u c ha su m l j 2 e e ，p u s h l e ta n ds o f t w a r el e n s ec o n c e p t ： p r o p o s i n gau n i v e r s a ln 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 d 哈尔滨工程大学硕士学位论文 i n t r o d u c i n gi t sm a i nf r a m e w o r k ； e x p l a i n i n gp a r t i c u l a r l l y t h ed e s i g n o f s y s t e m su n i v e r s a ld a t a b a s e ； a n a l y z i n gd e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f i t ss e r v e lf u n c t i o nm o d u l ea n d i n t r o d u c i n gh o w t 0i m p l e m e n ta c t u a ln 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 t s y s t e m b a s e do nt h i ss y s t e m k e yw o r d s ：t e l e c o m m u n i c a t i o nm a n a g e m e mn e t w o r k ( t m n ) ；p e r f o r m a n c e m a n a g e m e n t ；s o f t w a r er e u s e 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导 下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文 献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已 注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己 经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个 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。 作者( 签字) ：五起连 日期：如竹年2 月厅日 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1t m n 和j 2 e e 简介 网络管理就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。网络管理主要有两个任务：一是对网络的运行 状态进行监测，二是对网络的运行状态进行控制。 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 ) 是国际电信 联盟电信委员会( i t u t ) 为适应现代通信网的发展提出的一种新型的管理电 信网的网络。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 各种类型的操作系统之间、操作系统与电信设备之间的互连。它是采用商定 的具有标准协议和信息的接口进行管理信息交换的体系结构。提出t m n 体 系结构的目的是支撑电信网和电信业务的规划、配置、安装、操作及组织。 从理论和技术标准的角度看，t m n 就是一组原则和为实现原则中定义的目标 而制定的一系列的技术标准和规范：从逻辑和实施的角度来看，t m n 就是一 个完整而独立的管理网络，是各种不同应用的管理系统，按照t m n 的标准 接口互连而成的网络，这个网络在有限的点上与电信网接口，与电信网的关 系是管与被管的关系，是管理网和被管理网的关系。”“” j 2 e e 是一种利用j a v a2 平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理相 关复杂问题的体系结构。j 2 e e 技术的基础就是核心j a v a 平台或j a v a2 平台 的标准版，j 2 e e 有许多优点，例如”编写一次、随处运行”的特性、方便存取 数据库的j d b c 、c o r a a 技术以及能够在i n t c r n e t 应用中保护数据的安全模 式等等。其最终目的就是成为一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场时间 的体系结构。 1 2t m n 中的性能管理 t m n 规定性能管理功能包括采集和分析网络对象的性能数据，监测网络 对象的性能，对网络线路质量进行分析，同时，统计网络运行状态信息，对 网络的使用发展作出评测、估计，为网络进一步规划与调整提供依据等。” 哈尔滨工程大学硕士学位论文 从上述规范可以看出，要实现性能管理功能，至少应该包括以下几个功 能：创建并下发性能数据采集任务，向后台上报性能数据，实时监视网络的 性能状况，对上报的数据进行统计分析，对上报的异常性能数据进行告警等 等。 1 3 国内外的研究及应用现状 基于t m n 的设备有很多，目前广泛应用的就有交换网、传输网、g s m 网、c d m a 网，i p 网、智能网、信令网等等。国内外电信设备提供商基于这 些网络都已经有了其完善的网络管理系统，其中的性能管理系统也都基本能 满足目前电信运营的需求。 国内厂商的代表是中兴通讯股份有限公司，该公司的无线产品包括移动、 小灵通、w l a n 、b w a 等系统设备，跨c d m a 、g s m 两种制式，贯穿2 g 、 2 5 g 、3 g ，其中3 g 的研发涵盖了w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 两个方向的产品。 这些产品分别属于中兴的不同部门，部门之间没有做到很好的协调，也就是 独立开发各种产品的性能管理系统。同一部门开发的针对不同产品的性能管 理系统虽然复用了一部分资源，但这种复用也只是简单的代码级的复用，比 如分别基于c d m a 9 5 、c d m a l x 、c d m a 2 0 0 0 产品的o m m 9 5 、o m c l 0 、 o m c 2 0 管理系统。这些系统在性能管理部分的功能是大同小异的，但各个 系统的研发又是独立进行的，这严重的浪费的研发资源，大大降低了开发效 率，也降低了系统的可扩展性和可维护性。 国外厂商做的要比国内厂商好，我们知道爱立信是世界最大的移动通信 网络供应商，在移动互联网及宽带互联网领域居绝对的领导地位。爱立信很 久就拥有了自己基于t m n 的网络管理平台，基于这个平台可以较方便地扩 展其它设备的网络管理系统。但这个平台是很久之前开发的，没有采用j 2 e e 架构的，由于它不具备j 2 e e 架构的诸多优点，因而该平台在可移植性、扩 展性以及开发效率上做得还不是很完善。 1 4 本文的工作及结构安排 为了使网络性能管理系统能够尽量独立于具体的设备，同时为了整合资 2 哈尔滨工程大学硕士学位论文 源，提高开发效率，提高系统的可维护性和可扩展性，本文充分利用软件复 用的思想，将各种基于t m n 的网络性能管理系统的公共功能抽取出来，提 出一种基于t m n 的通用网络性能管理系统，它提供了性能管理系统的一个 公共框架，同时又实现了性能管理的公共功能：性能采集任务管理、性能数 据的采集与上报、性能门限管理等等，基于此框架，应用开发人员就可以很快 速地开发具体的性能管理系统。 本系统主要是综合了中兴通讯c d m a 9 5 、c d m a l x 、c d m a 2 0 0 0 等产 品的无线侧设备和交换侧设备的性能管理系统的公共功能，提出并实现一个 性能管理的公用框架，以便今后基于该框架可以很方便的实现其它设备的性 能管理系统。 本文第2 章介绍了本文所需要的关键技术，包括t m n 及其性能管理的 基本知识、j 2 e e 应用服务器技术、p u s l d e t 技术和软件复用技术，其中软件复 用技术是本文介绍的重点，因为软件复用是设计此系统的主要目的和贯穿全 文的主要思想。 本文第3 章分别介绍了系统的体系结构、设计思想以及功能模块的简要 设计方案。 本文第4 章讲述了基于t m n 的通用性能数据库的设计，数据库的设计 是系统的核心，也是系统通用性的最大体现。 本文第5 章介绍了系统各功能模块的具体设计与实现，其中包括任务管 理、数据采集、门限管理和实时监视等功能。 在结论部分对本文的工作做了一个总结，并展望了未来的工作。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第2 章t m n 的性能管理及关键技术 随着电信事业的发展，对电信网络的管理提出了更高的要求，即网络的 互连、互操作，表现为电信设备物理上的连通和业务管理上的连通。但目前 的电信设备的管理基本上仍是以设备制造商所提供的封闭的管理系统为主， 这在很大程度上限制了网络设备的管理能力，增加的整个电信网络管理的复 杂性，影响了电信网的服务质量。因此，电信设备应该具有开放的系统结构， 使不同电信设备厂商的设备可以进入开放的电信网络管理系统，最大限度地 提高系统的性能，这就是i t u t 所提出的t m n 。 2 1t m n 及其性能管理 2 1 1t m n 的定义 t m n 的基本概念是提供一个有组织的网络结构，以取得各种类型操作系 统o s 之间、操作系统与电信设备之间的信息交互，它采用具有标准接口的 体系结构，接口的标准包括协议和消息。 t i v l n 为电信网络管理目标的实现提供了一套整体解决方案，它能简化多 厂商混合网络环境下电信运营企业的管理模式，降低电信运营的管理成本。 从理论和技术标准的角度看，t i v i n 就是一组原则和为实现原则中定义的 目标而制定的一系列技术标准和规范，主要反映在t m n 的功能模型和信息 模型：从逻辑和实施的角度看，t m n 就是一个完整的、独立的管理网络，是 各种不同应用的管理系统，按照t m n 的标准接口互连而成的网络，这个网 络在有限的点上与电信网连接，与电信网的关系是管理网与被管理网的关系。 t m n 是一个高度强调标准化的网络。这种标准化体现在t i v i n 的体系结 构和接口标准上。基于n 删标准的电信管理网中，每个系统的设计都遵从 开放体系标准，系统的内部功能实现是面向对象的。因此，系统软件具有良 好的重用性。 t i v i n 是一个演进的网络。演进过程包括两个方面，一是t m n 解决接口 4 哈尔滨工程大学硕士学位论文 标准化的问题，实现管理不同厂商的设备，减少由于新技术的引进对管理系 统带来的根本性改变，以达到逐渐演进的目的：一是t m n 的许多目标还没 有实现，许多标准还有待于完善，实施的手段也会随着技术的发展而演变， 但这不能成为停止实施t m n 战略的原因，等待标准的“完全成熟”，而是要 理解t m n 的定义和原则，理解t m n 接口规范的开发方法，指导各种应用的 开发过程。n “” 2 1 2 t m n 的管理功能 t i v i n 的每种管理业务都是由许多t i v i n 的管理功能的组合来支持的， t m n 的某种管理功能是t m n 管理业务中的一个组成部分。t l v i n 管理功能 根据应用范围的不同共分为五类，即性能管理、故障管理、配置管理、帐务 管理和安全管理。w w n “ 本系统主要是提供了一个性能管理系统，因此这重点描述性能管理。 性能管理的目的是对网络、网络单元或设备进行性能监视，采集相关的 性能统计数据，评价网络和网络单元的有效性，报告电信设备的状态，支持 网络规划和网络分析。 性能管理功能包括采集和分析网络对象的性能数据，监测网络对象的性 能，对网络线路质量进行分析，同时，统计网络运行状态信息，对网络的使 用发展作出评测、估计，为网络进一步规划与调整提供依据等。 网元根据请求遵循一定规律自动的上报服务质量数据，电信管理网收集 这些来自网元的性能数据并且根据这些性能数据不断提高其服务质量。来自 前台的电信设备网元的服务质量数据是原始数据，t m n 需要对这些数据进行 整理、检索并生成二次和三次数据，以供分析使用。 性能管理一般包括以下功能：网络性能质量保证、网络性能监视、网络 性能控制和网络性能分析。u 1 网络性能质量保证：为了适应新技术的发展和客户需求的变化，支持网 络管理者对网络作出正确评价的管理功能，需要建立适合性能管理领域的一 套性能评价的标准和质量测量的方法，主要涉及网元性能评估的策略管理、 网络性能评估、服务质量( q o s ) 性能评估。“， 1 ) 网络性能监视：网络性能监视最基本的功能是对负荷的流量流向迸 5 哈尔滨工程大学硕士学位论文 行监视。对突发性大负荷和某些负荷拥塞引起的整体通信质量变差 ( 如接通率下降) 或当设备单元出现不太频繁或间断的差错以及局数 据原因导致的业务质量变差，而又不能被故障管理监测系统所发现 时，就要利用网络性能监视。它包括负荷状态监视和性能监视。m 2 ) 网络性能管理控n -网络性能管理控制的目的是支持根据性能监视 和故障管理平台提供的依据，由网络管理人员实施人工发出或由管理 系统自动发出的控制命令，充分利用一切网络资源，疏通网络拥塞，改 善网络性能。网络性能管理控制包括网络负荷控制、负荷组织策略、 对负荷调查和促进负荷疏通进行特征定义、网络负荷管理的策略功 能。“1 3 ) 网络综合性能分析：随着网络规模的不断扩大，传统的依赖人工经 验式的管理方式已经是力不从心了。因此，必须加大创新科技的含量， 利用理论与实际相结合的原则进行网络负荷的预测、网络的规划、网 络的调整、网络的扩容改造。在进行网络的规划和网络的扩容改造时 可利用计算机辅助设计分析，通过各种测算分析筛选出最佳的方案。 因此网络综合性能分析应包括：网络负荷异常分析、网络负荷容量分 析、性能改进建议功能、异常门限设置策略和负荷量及负荷流向的预 测o h 1 2 1 3t m n 的功能构件 t m n 的目的是提供一组标准接口，使网络操作维护、组织管理及对网元 的管理容易实现。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，并在电信领域的应用中有所发展。 从管理功能模块上定义t m n 的体系结构，就得到了t m n 的功能体系结 构，它定义了一组功能构件，它们的不同组合构成了不同的功能模块，每个 功能模块必须有标志其特性的基本功能构件，一个模块的非标志性功能构件 的存在是为了补充该模块的功能，但它们不应与其他功能模块产生功能重叠。 t m n 功能构件的不同组合为t m n 功能的实现提供了灵活性，是t m n 模型 化的基础。常见的功能构件如下”n m n ”： 1 ) 管理应用功能m a f ：m a f 实际上实现了m 3 2 0 0 规定的管理业务和 6 哈尔滨工程大学硕士学位论文 在m 3 4 0 0 规定的支持管理业务的管理功能。t m n 中并未标准化m a f 的细节和实现方式，只是根据其在不同功能模块的功能，具体分为 m f m a f 、o s f m a f 、n e f - m a p 、q a f - m a f 。m a f 的不同触发方 式决定m a f 及其所在模块为m a n a g e r 或a g e n t ： 2 ) 工作站支持功能w s s f ：支持w s f 功能的实现，包括数据访问和操 纵、激活和确认用户的动作、传送通知等。通过与o s f 或m f 的通 信，对w s f 屏蔽其他o s f 或n e f 的存在。w s s f 同时还支持w s f 对o s f 的管理接入。w s s f 位于o s f 或m f 中： 3 ) 用户接口支持功能u i s f ：u i s f 把在t m n 信息模型中所包含的信息 转换为m m i 可显示的格式，同时把用户输入转化为t m n 信息模型。 u i s f 是w s f 的标志性功能构件。u i s f 负责管理用户与一个或多个 o s f 、m f 建立的所有会话，从而使信息以正确的、一致的形式呈现 给用户； 4 ) 消息通信功能m c f ：m c f 与所有功能块之间都有物理接口，它的作 用仅限于双方通过消息来传送管理信息。m c f 是由一个协议栈组成 的，但并限定在o s i 的七层协议栈。m c f 使t m n 功能块之间的消 息传递与数据通信功能隔离。 2 2 统一建模语言( 【m 几) u m l 是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它 溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用域不限于支持面 向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。m ， u m l 是标准的建模语言，其定义包括u m l 语义和u m l 表示法两个部 分： 1 ) u m l 语义：描述基于u m l 的精确元模型定义。元模型为u m l 的 所有元素在语法和语义上提供了简单、一致、通用的定义性说明， 使开发者能在语义上取得一致，消除了因人而异的最佳表达方法所 造成的影响。此外u m l 还支持对元模型的扩展定义。 2 ) u m l 表示法：定义u m l 符号的表示法，为开发者或开发工具使用 哈尔滨工程大学硕士学位论文 这些图形符号和文本语法为系统建模提供了标准。这些图形符号和 文字所表达的是应用级的模型，在语义上它是u m l 元模型的实例。 u m l 的重要内容可以由下列五类图来定义： 第一类是用例图，从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。 第二类是静态图( s t a t i cd i a g r a m ) ，常用的静态图有类图和包图。其中类 图描述系统中类的静态结构。包由包或类组成，表示包与包之间的关系。包 图用于描述系统的分层结构。 第三类是行为图( b e h a v i o rd i a g r a m ) ，描述系统的动态模型和组成对象 间的交互关系。常用的是活动图，它描述满足用例要求所要进行的活动以及 活动问的约束关系，有利于识别并行活动。 第四类是交互图( i n t e r a c t i v ed i a g r a m ) ，描述对象间的交互关系。常用的 就是顺序图，它显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的 顺序，同时显示对象之间的交互。 第五类是实现图( i m p l e m e n t a t i o nd i a g r a m ) 常用的是构件图，它是描述代 码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系。一个部件可能是一个资源代码 部件、一个二进制部件或一个可执行部件。它包含逻辑类或实现类的有关信 息。部件图有助于分析和理解部件之间的相互影响程度。 从应用的角度看，当采用面向对象技术设计系统时，首先是描述需求： 其次根据需求建立系统的静态模型，以构造系统的结构：第三步是描述系统 的行为。其中在第一步与第二步中所建立的模型都是静态的，是标准建模语 言u m l 的静态建模机制。第三步中所建立的模型或者可以执行，或者表示 执行时的时序状态或交互关系，是标准建模语言u m l 的动态建模机制。因 此，标准建模语言u m l 的主要内容也可以归纳为静态建模机制和动态建模 机制两大类。 2 3j 2 e e 应用服务器技术 j 2 e e 是一种利用j a v a2 平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理 相关复杂问题的体系结构。j 2 e e 技术的基础就是核心j a v a 平台或j a v a2 平 台的标准版，j 2 e e 有许多优点，例如4 编写一次、随处运行”的特性、方便存 哈尔滨工程大学硕士学位论文 取数据库的j d b c 、c o r b a 技术以及能够在i n t e r n e t 应用中保护数据的安全模 式等等，还提供了对e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ) 、j a v as e r v l e t sa p i 、 j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) 以及x m l 技术的全面支持。其最终目的就是成为 一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场时间的体系结构。m u m m ， j 2 e e 使用多层的分布式应用模型，应用逻辑按功能划分为组件，各个应 用组件根据他们所在的层分布在不同的机器上。通过基于标准的、模块化的 组件技术，j 2 e e 提供一组完备的服务以大大简化企业级应用的开发。由于容 器提供了丰富的支持功能，应用开发者只须将精力集中于业务实现逻辑而无 须考虑其它复杂功能的实现细节。 客户端组件 服务器端组件服务器端商业组件企业信息系统 图2 1j 2 e e 的分层模型 图2 1 是j 2 e e 典型的四层结构： 运行在客户端机器上的客户层组件 运行在j 2 e e 服务器上的w e b 层组件 运行在j 2 e e 服务器上的业务逻辑层组件 运行在e i s 服务器上的企业信息系统( e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m ) 层软件 j 2 e e 平台由一整套服务( s e r v i c e s ) 、应用程序接口( a p i s ) 和协议构成， 它对开发基于w e b 的多层应用提供了功能支持。下面对j 2 e e 中的几种常用 技术规范进行简单的描述： 9 哈尔滨工程大学硕士学位论文 1 ) j d b c ( j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) ：j d b ca p i 为访问不同的数据 库提供了一种统一的途径，象o d b c 一样，j d b c 对开发者屏蔽了一些 细节问题，另外，j d c b 对数据库的访问也具有平台无关性。 2 ) e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n ) ：提供了一个框架来开发和实施分布式商 务逻辑，由此很显著地简化了具有可伸缩性和高度复杂的企业级应用 的开发。e j b 规范定义了e j b 组件在何时如何与它们的容器进行交互 作用。容器负责提供公用的服务，例如目录服务、事务管理、安全性、 资源缓冲池以及容错性。 3 ) j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) ：j s p 页面由h t m l 代码和嵌入其中的j a v a 代码所组成。服务器在页面被客户端所请求以后对这些j a v a 代码进 行处理，然后将生成的h t m l 页面返回给客户端的浏览器。 4 ) j a v as e r v l e t ：s e r v l e t 是一种小型的j a v a 程序，它扩展了w e b 服 务器的功能。s e r v l e t 提供的功能大多与j s p 类似，不过实现的方式 不同。j s p 通常是大多数h t m l 代码中嵌入少量的j a v a 代码，而 s e r v l e t s 全部由j a v a 写成并且生成h t m l 。 5 ) j m s ( j a v am e s s a g es e r v i c e ) ：3 m s 是用于和面向消息的中间件相互 通信的应用程序接口。它既支持点对点的域，也支持发布订阅 ( p u b l i s h s u b s c r i b e ) 类型的域。 2 4p u s h l e t 技术 p u s m e t 是一种基于s e r v l e t 的技术，用于将数据从服务器端推向浏览器的 动态页面上，以实现周期性地刷新w e b 页面。与其他的服务器端推送技术相 比，p u s h l e t 有许多明显的优点，比如标准的瘦客户，平台无关性，方便地扩 展具体的应用以及容易穿越防火墙的通道等。主要用于监视动态的数据源， 比如证券交易所、天气、投票和一些其他实时系统，另外p u s b l e t 还可以支持 客户端主动上载事件。“ l o 哈尔滨工程大学硕士学位论文 2 4 1 p u s h i e t 的基本思想 图2 2p u s h l e t 的机制 使用h t m l 的框架结构，可以做到从一个框架中更新另一个框架的内 容，如图2 2 所示： 通过使用j a v a s e r i p t ，可以用f r a m e l p a r e n t f i a m e 2 来引用f r a m e 2 ，通过 调用f r a m e d o c u m e n t w r i t e l n o 方法可以在f l a m e 2 中输出内容。 p u s h l e t 的基本思想是将f l a m e l 框架的属性设置为隐藏，同时使f l a m e l 框架保持h t t p 连接，并由f l a m e l 接收来自服务器端的j a v a s c d p t ，利用 j a v a s e r i p t 代码来更新f r a m e 2 的内容，即可以做到动态向客户端推送数据对 象。m 1 2 4 2p u s h i e t 的设计 图2 _ 3p u s h l e t 的框架 p u s h l e t 框架如图2 3 所示，该框架允许客户端订阅位于服务器端的主题， 客户端通过这些主题可以顺序的接收事件。框架的基本设计方式就是出版和 订阅，各个模块的功能如下w ： 1 1p u s h i e r ：是一个s e r v l e t ，接收来自客户端的请求，并创建一个订阅者 ( p u s h l e t s u b s c r i b e r ) ，然后调用初始化方法订阅一个主题，最后由该 订阅者保持客户请求，返回内容； 1 1 哈尔滨工程大学硕士学位论文 2 ) p u s h l e t s u b s c r i b e r ：与每个客户端对应的订阅者，首先根据客户端的 请求建立客户端适配器c l i e n t a d a p t e r ，并将自己注册到一个特定的 p u b l i s h e r 那里，然后保持这个h t t p 连接，并将其自身阻塞于一个事件 队列之上，事件则对应于一个主题；如果有事件入队列，则被唤醒， 并调用c l i e n t a d a p t e r 向客户端推送数据： 3 ) c l i e n t a d a p t e r ：屏蔽了不同的客户端协议的差异，将从 p u s h l e t s u b s e r i b e r 获取到的事件转换为j a v a s e r i p t 格式并将它推送到 客户端浏览器； 4 ) p u b l i s h e r ：采用单实例模式，提供静态接口供其他类订阅发布消息， 它维护着一组订阅者的列表：事件到来时，通过比较订阅者的主题和 事件的主题，可将事件放入相应的事件队列，唤醒所有在此事件队列 上等待的客户端订阅者( p u s h l e t s u b s c r i b e r ) ： 5 ) p o s t l e t ：类似于p u s h l e t ，它在图中没有标出，其所处位置和p u s h l e t 相同，用于客户端主动向服务器端发送消息。 6 ) e v e n tr e s o u r c e ：事件源，通过监听外部事件而产生p u s h l e t 事件，并 调用p u b l i s h e r 发布事件。 2 5 软件复用 随着社会信息化程度的提高，i t 技术已经深入到社会生活的方方面面， 在新经济环境下，企业对软件的应用提出了更新的要求，企业对软件的更新 速度提出了更高的要求。这种变化使软件开发面临新的挑战，传统的软件开 发方法在这时已显得无能为力了，建立更好的软件开发环境，开发和采用可 复用的软件组件成为解决这一问题的最佳方法。 软件复用就是将已有的软件成分用于构造新的软件系统。可以被复用的 软件成分一般称作可复用构件，无论对可复用构件原封不动地使用还是作适 当的修改后再使用，只要是用来构造新软件，则都可称作复用。m “”t 2 5 1 复用的粒度 复用的粒度主要有：函数和数据结构，类，函数库，类库，独立服务包， 1 2 哈尔滨工程大学硕士学位论文 框架( f r a m e w o r k ) 。 函数和数据结构，还是类，主要受程序语言的影响。使用面向过程语言， 复用的单位是函数和数据结构，并把一组功能相近的函数组织到函数库中。 使用面向对象的语言，复用的单位是类，并把一组功能相近的类组织到类库 中。 复用的单位如果是函数，数据结构，类，是不能显著的提高生产效率， 甚至不能构建应用。 应用框架( a p p l i c a t i o nf r a m e w o r k ) ，某个领域内的某一类应用程序的一 个模板，是某种风格和模型的体系结构的部分实现，把这一些相似的地方预 先做好，实现成f f a m e w o r k ，那么为某个特定项目构建架构的时候，效率就 会高的多。 独立服务包( s t a n da l o n es e r v i c ep a c k a g e ) ：一些独立存在的服务包，利 用这些服务包就可以方便的使用一些公用的功能，比如安全服务包，日志服 务包、文件服务包等等。 2 5 2 复用的级别 目前复用按抽象程度的高低，可以划分为如下的复用级别： 1 ) 代码复用：程序员在编程时把一些想复用的代码段复制到自己的程序 中，这是最低级别的软件复用，这种方法往往会产生一些新旧代码不 匹配的错误。 2 ) 设计复用：设计结果比源程序的抽象级别要高，可复用构件被复用的 机会更多，并且所需的修改更少。这种复用有三种途径，第一种途径 是从现有系统的设计结果中提取一些可复用的设计构件，并把这些构 件应用于新系统的设计；第二种途径是把一个现有系统的全部设计文 档在新的软硬件平台上重新实现，也就是把一个设计运用于多个具体 的实现：第三种途径是独立于任何具体的应用，有计划地开发一些可 复用的设计构件。 3 ) 测试信息复用：主要包括测试用例的复用和测试过程信息的复用。前 者是把一个软件的测试用例在新的软件测试中使用；后者是在测试过 程中通过软件工具自动地记录测试的过程信息。从这些信息的形态 1 3 哈尔滨工程大学硕士学位论文 看，大体处于与程序代码相当的级别。 本系统就是要有计划的开发一个独立于具体性能管理的构件，基于本系 统构件可以很方便的开发具体的性能应用程序，它属于设计复用中的第三种 复用途径。另外，在复用过程中，将测试代码和测试用例保存起来，并进行 规范，使之能够应用于具体的性能管理系统的开发和测试工作。 2 6 本章小结 本章主要介绍了系统所用到的关键技术，包括主要描述了t m n 及其性 能管理的基本知识，统一建模语言u m l ，j 2 e e 应用服务器技术，p u s h l e t 技 术和软件复用的思想。其中u m l 是系统的建模语言，j 2 e e 应用服务器技术 是本系统采用的应用服务器，而软件复用则是系统贯穿始终的重要思想也是 系统设计的主要目的。 1 4 啥尔滨工程大学硕士学位论文 第3 章系统的总体设计 基于软件复用的种种优点，提取并实现各产品业务中性能管理的共性部 分，本文提出一种基于t m n 的通用的性能管理系统，该系统并不是要实现 性能管理的所有功能，而是提供一个基于t m n 的性能管理系统的平台。基 于本系统可以很方便的实现具体网络的性能管理系统，比如基于c d m a 设 备、g s m 设备和p c s 设备的性能管理系统等等。 因此，本系统的主体思想就是使各产品开发时可以基于本系统快速构建， 能达到技术复用及节约人力的目的；同时可以集中解决一些以前开发具体业 务时遇到的技术难题，实现统一的质量控制，以达到提高各产品设计质量的 目的。 3 1 系统的架构说明 本系统是采用j 2 e e 架构，在统一网管平台之上开发的有关性能管理方 面的公共功能，其中统一网管平台是基于j 2 e e 架构开发的实现电信管理网 公共框架的一个平台。它与统一网管平台的关系如图3 1 所示： 图3 1系统与统一网管平台的关系 1 5 哈尔滨工程大学硕士学位论文 图中最下层的是系统软件，系统软件之上是应用服务器，在本系统中采 用的是j 2 e e 应用服务器。 统一网管平台提供了一个在t m n 领域实现网管系统的一个框架和一些 公共的功能，而本系统则是基于统一网管平台