（通信与信息系统专业论文）辽宁电力通信网综合监控和管理系统的研究与开发.pdf

华，i l i 乜力人学硕十。产何论文摘要 摘要 本文论述了网络管理的概念、功能；介绍了t m n 的网络体系结构和c o r b a 网络体系结构、网管接口及其协议；提出了基于t m n 网络体系结构的辽宁电力通 信网监控和管理的结构：通过网管系统的接口、规约的破译、设备现场告警丌关量 采集等方式，实现了对辽宁电力通信网的传输网络、交换网络、电源系统、动力设 备的信息收集和分析，完成了对辽宁省电力通信网干线通信站、本部重要机房的监 控和管理；以可视化方式实现了实时监视和控制各种通信设备的运行状态及线路 的运行状态；从而实现了以先进成熟的计算机技术为主要手段的高质量、高效率的 电力通信网监控和资源管理的信息系统。 关键词：电力通信网、网管系统、接口、协议、软件开发。 a b s t r a c t t h i sp a p e rp r e s e n t st h ed e f i n i t i o n ，t h ef u n c t i o no fn e t w o r k m a n a g e m e n t ；i t i n t r o d u c e sn e t w o r k s m a n a g e m e n t f r a m e s ：o ft m n a n dc o r b a ；i tg i v e s i n t e r f a c ea n dp r o t o c o lo fn e t w o r k sm a n a g e m e n t ： i t g i v e st h ef r a m eo fl i a o n i n g e l e c t r i c p o w e rc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k m a n a g e m e n t b a s e do nt m n ；i t c o n c e n t r a t e so ni n t e r f a c eo ft h e s y s t e m ，d e c o d i n gp r o t o c o l ，c o l l e c t i n gt h e d a t aa b o u tt h e a l a r m ，a n a l y s i s t h ea l a r ms ot h a tw ec a nr e a l i z et h em o n i t o r a n dt h e m a n a g e m e n t a b o u tt h e t r a n s m i s s i o nn e t ，t h e s w i t c h i n gn e t ，t h e p o w e rs y s t e m s ，t h e f o r c ed e v i c e so f l i a o n i n g e l e c t r i cp o w e r c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ；i ta l s or e a l i z e st h em o n i t o ra n dt h e m a n a g e ra b o u t t h e s t a t i o n o ft r u n kl i n ea n d i m p o r t a n t e n g i n e r o o m s ：w ec a nw a t c ha n dh a n d l e t h er u n n i n gs t a t eo ft h ec o m m u n i c a t i o nd e v i c e sa n dt h el i n e si n t i m e b yt h ep i c t u r e s t h a tw ec a ns e e ：w ec a nr e a l i z e h i g hq u a l i t y a n d h i g h e f f i c i e n ts y s t e mo fm o n i t o ra n d m a n a g e m e n to fl i a o n i n g e l e c t r i cp o w e r c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k , b ya d v a n c i n g c o m p u t e rt e c h n o l o g y 一 y a h gy i ( d e p a r t m e n to fe l e c t r o n i ca n dc o m m u n i c a t i o ne n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f ih o us i z u k e yw o r d s ：e l e c t r i cp o w e rc o m m u n i c a t i o n 、n e t w o r km a n a g e m e n t 、i n t e r f a c e 、 p r o t o c o l、s o f t w a r ed e v e l o p m e n t 声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文辽宁电力通信网综合监控和管理 系统的研究与开发，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行 的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他 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。 学位论文作者虢勃豸整日期： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅：学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：丝 日飙 笸： 导师签名：之生圣硅 日期：塑! ：! ：f 1 1 选题背景： 第一章：绪论 电力通信网作为行业专用通信网是随着电力系统的发展和需要而逐步形成和 发展起来的，电力通信网主要为电网的自动控制和实现现代化管理服务的，在电力 生产中起着非常重要的作用。辽宁电力通信网经过多年的建设，已经形成了庞大的 通信网络，目前已建成了相当规模的电话交换网、光纤传输网、数据网、计算机通 信网以及配套支撑网等，这规模庞大的通信网络存在着许多问题：网管协议互不兼 容，不同的专业甚至同一专业的不同子网之间由于不同的厂家采用不同的网管协 议，使网络的管理复杂化；网管人员需要通过不同的网管平台管理每一个子网；系 统界面不一致加大了管理和使用的难度；管理系统之间功能差异，技术规范不统一， 造成各个专业和各区域之间网管不统一不规范。另外，由于减人增效，有许多电厂、 电业局变电所的通信机房采用无人值守方式，这样一来就需要对它的动力设备和环 境进行监控。如果没有一套先进的信息管理系统对现有的网络设备情况和配置进行 全面的管理，势必造成对自己的设备配置情况越来越难以准确地掌握，使得在运行 维护等方面遇到很多的不确定因素。从而可能产生线路故障不能及时准确定位或设 备配置不合理或线路的利用率低等后果。因此，辽宁电力通信网需要一套具有综合 监控和管理的系统，对现有的通信设备及线路进行全面地管理，确保辽宁电力通信 系统稳定、可靠运行，提高通信系统运行效率和系统监管水平。在这种环境下开发 辽宁电力综合监控和管理系统是必要的。 1 2 综合监控和管理系统的国内、外发展状况： 1 2 1 综合监控和管理系统的国内发展状况： 在网络管理标准方面，t m n 是i t u t 提出的关于网络系统化的解决方案，北邮提出 的i t u t 3 2 0 8 3 建议的标准化工作已由国际认可，成为正式的i t u t 建议，这个是我 国网络标准化领域首次为i t u t 做出的实质性的贡献。 南京联创公司开发的l d i m i s 数据网综合网管系统以业务为核心，结合实际运 行流程，涵盖了网络业务的开通、网络业务确保、和网络业务质量管理三大功能模 块。在架构上采用分布式的体系结构，基于c o r b a 信息总线，对外和对内都是采用 c o r b a 接口。实现的方法将$ n m p 和c m i s o m i p 集中到c o r b a 总线上，实现对数据网 的统一管理。 。钏匕| 乜力人颐 一。z 何论文 华为公司丌发的im a n a g e rt 2 0 0 0 完全实现了网络管理层和网元管理层c o r b a i d l ( i n t e f f a c ed e s c i p t i o nl a n g u a g e ) 接口。通过该接 】，i m a n a g e rt 2 0 0 0 既 可以与华为公司的i m a n a g e rt 2 0 0 0 对接，也可以北向接入运营商和其他厂商的更高 层的网管系统。它可以支持不同o r b 之间的互通。 华北电力大学研究开发的t j x 电力通信网监控系统基于t m n 体系结构，对多厂 家、多协议的数字微波、电源设备、s d h 设备等设备的综合监控，并已在许多局、 厂成功的投入运行。通过将各个子系统的规约和网管接口协议进行破译和转换来实 现对子网的网管系统溶入综合系统中，这个是一个统一性和完整性不断积累的过 程。 1 2 2国外研究现状： 国外的网络理论研究与开发进行得较早，实际的网络管理应用也较多。如哈里 斯集团研制的基于i t u 标准的多层模型，建立了具有开放式平台的支持多种通用及 专用网络管理协议、提供开发工具包、具有高度的扩展能力、支持分布式结构的网 管产品h n m 。h n m 虽然是一个成功的网管产品，但它的着眼点是大而全的网络管理 且基于u n i x 操作系统，网管系统成本较大。 国际上的还有许多大的公司( 例如s u n ，h p 等) 都开发出t m n 的应用开发平台， 以支持t m n 的标准；s u n 公司的t m n 平台由三个模块组成：管理应用模块、管理信 息服务器模块、管理协议适配器模块。管理信息服务器模块是核心模块，是一个管 理信息的分布式存储环境，提供访问控制服务、连接服务等。应用功能模块通过应 用程序接口完成特定功能。管理协议适配器提供对多种协议的支持。这三个功能模 块可以分布在网络中的任何主机上，它们之间的通信可通过j a v a 应用程序接口或 通过c ”应用程序接口来实现，s u n 公司还提供了一个t m n 代理开发包，一个g m d o 描述工具。h p 公司的o v d m 中通讯构架完成多种管理协议、管理服务、应用接口的 协调工作。h p 提供了对象刻划工具和t m n 代理开发工具。 n e t w a t c h e r 网管系统既可以对专业网进行管理，也可以跨越各专业网提供综合 解决方案，用于提供业务管理和故障管理等。它可以支持多种网络，例如：交换机 网、s d h 网等通信网络的性能分析和管理等。另外，它能兼容多个厂家的网络管理 系统，例如：阿尔卡特、爱立信、朗讯、诺基亚、西门子、华为、中兴、大唐、东 信等厂家的网管系统。 越来越多国际、国内的通信设备制造厂商也宣布接受t m n 模型及q 3 接口标准， 并在他们的设备上配置q 3 接口。 1 3 综合监控和网络管理的功能 华北l 也力人学硕l ：学何论文 1 ) 故障管理：当网络发g i 故障时，能及时发现故障并能自动告警；根据采集的 信息分析故障的原因，判断故障的位置，故障的性质及时排除故障。 2 ) 性能管理：网络管理系统能对网络及网络中各种设备的性能进行监视、分析 和控制，确保网络本身及网络中的各设备处于f 常运行状态。 3 ) 配置管理：建立和调整网络的物理、逻辑资源配置；网络拓扑图形的显示， 包括反映每期工程后网络拓扑的演变；增加或删除网络中的物理设备；增加或删除 网络中的传输链路；设置和监视环回，以实施相关性能指标的测试。 4 ) 安全管理：防止非法用户的进入，对运行和维护人员实现灵活的优先权机制。 5 ) 实时应用功能：包括遥控功能，遥测、遥信功能、系统参数设置功能、用户 参数设置功能等，对系统的动力环境监测。 6 ) 高层综合管理功能：可动态改善网络的运行环境和性能，保证网络连续可靠 的服务。 1 4 辽宁电力通信网综合监控和管理系统需解决的问题： 综合监控和网管系统要具有可扩展性：电力系统通信网的建设是一个不断发展 的过程，在这个过程中各种新技术被采用，网络的规模和容量不断扩大，对网络安 全性、服务质量的要求在不断提高，这要求网络管理系统必须不断满足通信网建设， 因而具有可扩展性。 综合监控和网管系统应具有互操作性：由于通信设备种类众多，厂家众多，要 求各网络互通和协调工作，网络的网管系统之间互操作性要强。 综合监控和网管系统应具有稳定可靠的原则。 1 5 本课题的主要任务： 1 ) 建立符合i t u t 网管技术要求的综合网管信息模型。 2 ) 通过硬件连接及软件的实现，完成了以先进的计算机网络为核心的综合网 络监控和管理中心，完成系统的故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和高层 管理等功能。 3 ) 设计的该系统应具有可扩展性、互操作性和稳定可靠性。 华北【u 力人学项卜学何论文 第二章：综合网管的体系结构 网络管理系统是通信网络的重要组成部分，网管就是有效利用一定手段对网络 进行管理，确保通信网络f 常、经济、可靠和安全运行，从而满足通信网络的需要。 网络管理的三个基本要素：网络环境、网络管理方法和网络管理体系系统。网络管 理环境是指网络管理的直接对象即网络上的节点设备、各节点设备之问按照一定的 方法建立的相应的联系而形成的网络和网络上的业务；网络管理方法根据划分的标 准不同有许多种。网络管理系统是在网络管理环境中，实现网络管理方法的计算机 应用系统。 由于通信网的网络环境是不断变化的，所以合理建立网络体系结构使其不随网 络变化而发生变化的研究是相当重要的。根据o d p ( o p e n d is t r i b u t e d p r o c e s s i n g ) 开放式分布处理，给出网管体系结构的概念。 定义l 系统体系结构：用于定义一个( 系统的) 结构及系统成员之间相互关系 的一套规则。 定义2 网络管理体系结构：用于定义网络管理系统的结构及系统成员之间的关 系。 根据网络管理体系结构的定义可知，网络管理体系结构需要研究以下的问题： 研究单个网管系统内部的结构及其成元间的关系；研究多个网管系统如何连接成管 理网络以管理复杂的网络比3 。 2 1in t e r n e t s n m p 网络管理体系结构 s n m p 基于i n t e r n e tt c p i p 应用层的网络管理协议。s n m p 由r f c ( r e q u e s tf o r c o m m e n t s ) 1 15 7 10 9 8 1 0 6 7 定义，它是一个与通信协议无关的网络管理协议，由 i n t e r n e t 工程项目组i e t f ( i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 开发。其初衷 是为解决网络中路由器的管理问题，后来扩展到其他网络设备的管理。 s n m p 管理体系结构由管理者( m a n a g e r ) 、代理( a g e n t ) 、管理信息库( m a n a g e d i n f o r m a t i o nb a s e ) 三部分组成。管理者( 管理进程) 是管理指令的发出者，这些 指令包括一些管理操作。管理者通过各设备的管理代理对网络内的各种设备、设施 和资源实施监视和控制。代理负责管理指令的执行，并且以通知的形式向管理者报 告被管对象发生的重要事件。代理具有两个基本功能： 1 ) 从m i b 中读取各种变量值； 2 ) m i b 是被管对象结构化组织的一种抽象。它是一个概念上的数据库，由被管 对象组成，各个代理管理m i b 中属于本地的管理对象，各管理代理控制的管理对象 4 华北i u 力人学硕 j 学何论文 共同构成全例的管理信息库。 s n m p 的优点在于计算机网络应用非常广泛，大多数的厂商如路由器、交换机等 设备都支持s n m p ，成为事实一h 的计算机网络管理的标准。s n m p 容易设立，容易编 程，而且对网络不会造成很大的压力；另一个好处是它的扩充性，为他的扩充留下 了很大的余地，为将来的发展创造了条件。但是，s n m p 的缺点也是显而易见的。 1 ) s n m p 不适合真f 大型网络管理，因为它是基于轮询机制的； 2 ) s n m p 不适合查询大量数据； 3 ) 安全性较差； 4 ) 不支持如创建、删除、动作等类型的操作； 5 ) s n m p 的m i b 模型不适合比较复杂的查询。 为了克服s n m p 的缺点，在s n m p 基础上设计了o s i c m i p 系统管理结构。 2 2 基于0 si o mlp 网络管理 o s i 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 0 1 ) 系统管理体系结构 是在s n m p 基础上设计的，目的的为了克服s n m p 的缺点，因此c m i p 是一个复杂的 庞大的网络管理协议，s n m p 有5 个p d u ( p r o t o c o ld a t au n i t ) ，而c m i p 有1 1 个 p d u 。c m i p 采用面向对象的技术，这是一个真正的面向对象技术，一个对象不仅有 数值，还有行为，而s n m p 则只有数值属性。 c m i p 的基本概念c m i p 的基本概念有系统管理应用进程( s m a p ：s y s t e m m a n a g e m e n ta p p l i c a t i o np r o c e d u r e ) ，系统管理应用实体、层管理实体和管理信 息库。其中s m a p 是执行系统管理功能的软件，它管理系统的各个方面并与其他系 统的s m a p 相互协调。系统管理应用实体负责与其他系统的对等s a m e 间交换管理信 息；层管理提供对o s i 各层特定的管理功能。m i b 是系统中属于网络管理方面的信 息的集合。 c m i p 的缺点： 1 ) c m i p 需要大量的系统资源，导致它很难实现； 2 ) 由于它的复杂性，也很难编程。 c m i p 的优点： 1 ) 它以更通用更全面的观点来组织网络管理系统。 2 ) 它的开放性、面向对象的设计思想，使它有很强的适应性，能够处理任何 复杂系统的综合管理。 i t u ( t h ei 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 ) 已经认可c m i p 作为t m n 华，i t i 也力人学颂十。何论文 设备管理上的协议，在电信领域也有广泛的采用，很多的电信设备也支持c m i p 。然 而，在大多数的l a n 环境下使用的技术标准是t c p p ，大多数的l a n 设备仅支持 s n m p ，采用c m o t ( c m i po v e rt c p i p ) 很少见的。 2 3t m n 网络管理 2 3 1t m n 网络管理体系结构： i t u ( 国际电联) 为了解决网络管理系统化的解决的问题，提出t m n ( t 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 ) ，t m n 是一个开放的、支持各种技 术的体系结构，是与通信网分开的网络，是独立于设备的语言描述、面向对象技术 等一系列先进的接口技术，它与通信网进行传送接收管理信息，从而达到对通信 网控制和操作的目的。 从网管系统可持续建设的角度，t m n 提出了方法论一体系结构一重用技术一管 理业务一管理应用等多个层次的解决方法，可以供人们根据实际情况，选择一个或 几个方法，来支撑网管系统的可持续建设，而且，这若干方法是可以平滑过渡。 从网管系统互操作性的角度，t m n 提供了一系列网管系统互操作的标准接口。 从网管技术综合的角度，t m n 提出了一个开放的、支持综合各类技术的体系结 构。 从提高网络管理系统质量的角度，t m n 采用面向对象的方法和技术，使用了一 系列用于提高网管质量的管理对象，可以支持各种动态的管理操作。 从管理业务的角度，t m n 是一个提供管理业务的专业网，该专业网可以管理各 种业务，供网管系统的用户以使用业务的方式来管理现在和将来要建设的各种专业 网。 从管理系统结构的角度，t m n 是一种开放的网络结构，该种网络结构可以支持 网管的各种使用方式，可以提供网管系统的容灾能力。 从管理结构上划分为五层：事物管理层、业务管理层、网络管理层、网元管理 层和网元层，不同的管理层次基于不同的管理目标。 网元层：网元是通信设备的一个抽象，从管理角度来看，网元仅能提供通信设 备的有关信息，接收网元管理层的管理命令，因此，网元层不具备网管系统的管理 功能。 网元管理层：网元管理层是直接管理通信设备的，其功能是对单个的通信设备 进行管理，包括单个设备的性能管理、故障管理、配置管理、安全管理。由于网元 层以上各层的实体都不和网元层直接相连，网元管理层网管系统的基础，它们的网 络管理功能都要分解成对单个通信设备的管理，通常将网元管理层称为维护管理系 o # ，i e 电力人学硕f j 。一何论文 统。 网络管理层：建立在网元管理层之上，是对组成网络的各个设备之刚的关系进 行管理，陔层也具备性能管理、故障管理、配置管理、安全管理等功能，但这些功 能都是网络级的功能，是设备之间的管理功能。 业务管理层：业务管理层是对业务网的业务的管理，也具备性能管理、故障管 理、配置管理、安全管理等功能，但这些功能都是业务级的管理功能，该层是通过 网络管理层对业务进行管理，该层要将业务级的管理操作，分解成一系列网络级的 管理操作，由网路管理级完成网络级的管理。 事务管理层：事务管理层是对电力通信网发展规划、网络结构、优化等一系列 复杂关键的管理功能。 各层的关系如图2 1 所示： i 事务管理层 业务了理层 网络管理层 网元管理层 网元层 图2 1t m n 管理结构的层次关系 2 3 2t m n 的物理体系结构： t m n 的物理体系结构确定为实现t m n 的功能所需的各种物理配置结构，它使得 t m n 有能力在多厂商的物理结构环境下对任何通信网的管理、组织、维护和配置进 行管理。根据需要，t m n 的功能结构可以灵活地组成，物理实体之f 刚为t m n 的标准 接口，组成t m n 物理实体的是t m n 功能实体，其功能实体有：运行系统功能，网络 单元功能，q 适配器功能，工作站功能，协调功能。 运行系统功能( o s f ) ：处理用于t m n 方面的数据，通过处理这些数据实现t m n 中定义的管理功能。 网络单元的功能( n e f ) ：主要功能是完成通信设备的通信功能和提供网管系统 和被管设备之间的接口。 毕北i 也力人学硕十。何论文 q 适配器功能( q a f ) ：主要功能是提供和非t m n 标准的管理实体的接l 1 。 工作站功能( w s f ) ：从t m n 提供管理业务的角度来讲，w s f 提供管理业务的接 入手段。从t m n 作为提供网络管理的角度来讲，w s f 的功能是提供人机界面。 协调功能( m f ) ：做到q x 和q 3 的转换。 图2 2 给出参考点和功能模块的关系： f i g t o6 je x a m p l eo f r e f e r e n c ep o i n t sb e t w e e nf ”n c t i o nb l o c k s 图2 - 2 参考点和功能模块之间的关系 其中g 参考点m 参考点是外部参考点，其余为内部参考点。 g 参考点位于w s f 和t m n 外部的有关实体之间，是网管系统使用人员和网管系 统的界面。 i n 参考点位于q a f 和t m n 外部的有关实体之间，为了对不具备标准接口进行适 配，在i l l 参考点使用的接口类型有：s n m p 和c o r b a 中的i d l 。 f 参考点是将在t m n 中内部使用的数据格式转换为适合人机界面使用的数据格 式。 x 参考点是两个t m n 之间的参考点，两个t m n 之间互联应是两个t m n 中对等的 o s f 之间互连。 q 。参考点是和o s f 有关的参考点，凡是进入o s f 的数据均要经过该点。 q 。是与q ：，参考点标准不同的部分。该接口有两种情况，一种是管理信息模型和 标准的q 。接口有差别；另一种是采用q 。接口的通信协议和网络管理协议，没有采取 标准的管理信息模型。 一 q 3 接口是一个非对称接口，接口两端的实体分别是m a n a g e r ( 主动方) a g e n t ( 被动方) 。m a n a g e 为管理应用程序提供服务，m a n a g e r 受到管理应用程序的管理 命令，将命令发往a g e n t ，a g e n t 执行命令。a g e n t 也主动上报信息，m a n a g e r 收到 信息后将信息送往管理应用程序。m a n a g e r 与a g e n t 的通信要基于通信协议栈和网 络管理协议瞄1 。 毕，i ll l j j 人学硕十。j ：何沦文 2 3 3t m n 的通信协议和网络管理协议： 通信协议栈定义了q 3 接口中使用的通信协议。i t u t 共定义了8 种通信协议， 我们目前使用较多的是t c p p 的协议，通信协议处于o s i 参考模型中应用层的下层 和低6 层，网络管理协议位于应用层的上层。图2 3 给出q 3 接口与网络管理协议 和通信协议栈的关系如图2 3 所示。 图2 3q 3 组成部分的关系 网络管理协议：q 3 中常用的网络管理协议有c m i p 和f t a m 。c m i p 主要用于数据 量较小的网络管理服务网络管理协议立用层的服务为公共管理信息元素，( c m i s e ) 在通信协议栈中的位置是0 s 工协议中的第七层。 如要传送信息量大时，相应的管理协议就是使用文件传输、存储和管理协议 f t a m ( f i l et r a n s f e r ，a c c e s s m a n a g e m e n t ) 。它是一系列有关文件服务标准的 总称，是一种适应性较强的文件服务标准。 f t a m 作为一种适应性强的文件服务标准具有以下的特点：支持不同系统之间的 文件操作、f t a m 信息模型是基于虚文件和虚文件存储器的概念、f t a m 是面向连接 的协议。 f t a m 的基本思想是定义一个标准的文件格式：虚文件存储器，发起方传送文件 时，发起方将发起方的文件格式转换为虚文件存储器格式后发送，接受方收到文件 后，再将虚文件格式转换为接收方文件格式1 。 虚文件存储器是f t a m 的关键部分，它是一个抽象的文件存储器，整个f t a m 的 协议就是根据在这种虚文件存储器一l 的各种操作来定义得。在f t a m 中，虚文件存 储器是根据以下三方面定义的：一组标准化的文件的结构、一组标准化的文件的属 性和在文件和文件元素上可以允许的一组标准化的操作。 华北l 也力人。z 硕十学位沦文 f 在通信协议栈的位置如图2 4 ： f t a m 7x 217 ，x 2 2 7 ( a c s e ) x 219 ，x 2 2 9 ( r o s e ) x 216 ，x 2 2 6 ( p r e s e n t a t i o n ) 6 x 2 0 9 ( b e r ) 5 x 215 , x 2 2 5 ( s e s s i o n 、 图2 4f t a m 在通信协议栈的位置 管理信息模型是q 3 接口的语意部分。该模型基于i s o 系统管理模型，采用面 向对象的方法，使用抽象的方法使语意描述独立于设备。 有此可见t m n 是规定了比较系统的网络管理结构，当遇到不支持本管理体系结 构的网络设备时，采用了提供具体模块进行协议和管理信息转换的方法。其中采用 q 适配功能模块对网元功能模块的协议和信息进行转换，而中介功能模块则使网元 功能模块和系统管理功能模块之间的连接变得更为灵活。但是随着计算机技术和网 络技术的兴起与发展，分布式应用概念越来越受人们的关注，在通信网管领域中， 从传统的集中式转向分布式对象技术已是必然。 不同的软硬件产品之间对互操作性要求的提高，开发面向对象的分布式系统首 选的是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 ，公共对象请求代理体 系机构) 由0 m g ( 0 b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ，对象管理组织) 提出的应用软件体系机构 和对象技术规范。 2 4o o r b a 网络管理 c o r b a 分布对象技术主要使用面向对象技术的封装性，组件对外外界来说，只 关心组件的接口，至于内部如何实现则不予考虑，远程用户可以通过方法调用来访 问封装后的组件。 c o r b a 分布式对象一般不提对象而是提组件，在分布式计算中，往往会把一些 小的相关的对象结合在一起，形成一个相对比较大的组件，通过这个组件来提供一 系列的服务。 c o r b a 其核心是一套标准的语言、接口和协议，设计成为分布式的计算机平台， 允许不同的应用程序之间可以透明地进行互操作，而不用关心对方位于何地、由谁 来设计、运行于何种硬软件平台以及用何种语言实现等 1 。 c o r b a 在综合网管中的地位如2 5 图所示。( 其中t 2 0 0 0 是华为公司的c o r b a 1 0 华，i l i l ! 力人学硕卜学何论文 接口，c o r b a 接l ：f 是网元管理层和网络管理层之i a j 的通信枢纽) 。采用c o r b a 这一一广 受业界推崇的分和式对象技术，使得网管系统综合化、跨域化的趋势。 图2 5c o r b a 接口在综合网管中的地位 2 4 1c o r b a 网络网理体系结构特点 引入中i 、白j 件作为事务代理，完成客户机( e lie n t ) 向服务对象( s e r v e r ) 提出 的业务请求，中间件与客户机，服务器的连接关系如图2 - 6 所示。 图2 - 6 引入中间件后客户机与服务器之间的关系 其中的中间件( o r b ) 中介于应用层和网络层之间的一个功能层次，使应用系统 一独立于异构的操作系统，由硬件平台与通信协议组成底层环境，中间件扩展了客户 n 务器结构，为开发可靠的、可扩展的复杂密集型应用提供有力支持。中间件包 括软件总线，协议的适配器和对管理信息进行翻译的功能块1 。 基于o r b ，客户可以透明地调用服务对象提供的方法，该服务对象可以与客户 运行在同一台机器上，也可以运行在其他机器上，通过网络与客户进行交互。o r b 截取客户发送的调用请求，并负责在该软件总线上找到实现该请求的服务对象，然 华北【也力人学顺十学化论文 后完成参数、方法的调用，并返回最终结果。在整个过程中，客户不关心服务列象 的具体实现是采用的编译语言、支持运行的操作系统以及与对象接口无关的细节。 对象模型是应用丌发人员对客观事物属性和功能的具体抽象。由于c o r b a 使用 了对象模型，将c o r b a 系统中所有的应用看成是对象及相关操作的集合，因此通过 对象请求代理( o r b ) ，使c o r b a 系统分布在网络中应用对象的获耿只取决于网络的 畅通性和服务对象特征获取的准确程度。 2 4 2对象请求代理( o r b ) 和接口定义语言( 1d l ) 对象请求代理( o r b ：o b j e c tr e q u e s tb r o k e r ) 是采用面向对象的开发模式。 o r b 是对象总线，它在c o r b a 规范中处于核心地位，定义异构环境下对象透明地发 送和接收响应的基本机制。 如图2 7 所示为一个独立的o r b 结构，箭头说明o r b 的调用关系。为了提出一 个请求，客户端可以使用动态调用接口( d y n a m i ci n v o c a t i o n ) 或者客户端的s t u b s 程序，可以直接和o r b 交互。 图2 7o r b 结构 在i d l 是c o r b a 体系结构中另一个重要的概念，i d l 是一种描述性语言，采用 该语言对接口的描述能够完整给出该接口的定义，给出每个操作要求的参数，可以 提供使用该接口操作来开发客户应用程序所需的所有信息。以做到c o r b a 与语言无 关，i d l 仅仅定义接口，类似c 语言中的头文件，实际上它不是真正的编程语言。 需要将它映射到相应的程序设计语言上去，如映射到c + + 或j a v a 上去，映射后的代 码叫c ii e n ts t u bc o d e 和s e r v e rs k e l e t o nc o d e 。i d l 的好处是使高层设计人员 不必考虑实现细节而只需关心功能描述，i d l 可以说是一种描述性语言。它使的所 有的c o r b a 对象以一种方式被描述，仅仅需要一种本地语言( c c + + ，c o r b ao rj a v a ) 到i d l 的桥梁。c o r b a 对象的互通信要以对象请求代理为中介，这种互通信可以在 多钟通信协议( 如t c p i po ri p x s p x ) 之上实现。t c p i p 上，来自不同开发商的 o r b 用工l o p 标准协议进行通信。 华北i u 力人。孚：硕十学何论文 g 1 0 p 秀口】10 p il o p 是符合c o r b a 规范产品必须支持的通信协议。在il o p 规范中定义了一系 列数据表示规则，称之为c d r ，采用c d r 可以对c o r b a 所支持的数据类型进行编码， 在c d r 数据编码基础上，il o p 规范中定义了一系列消息，以上的c d r 编码的规则和 消息格式结合在一起称之为o r b 间互联协议即g i o p ( g e n e r a i n t e r o r bp r o t o c 0 1 ) 。 g i o p 定义了以下8 种消息： 请求：对象调用请求 应答：对请求消息的应答，包括对象请求调用的结果或对象的地址信息。 对象定位应答请求：客户通过发送该消息查询服务器方的特定对象实现是否存 在。 对象定位应答：对对象定位请求消息的应答。 请求的取消：客户通过该消息通知服务器将不再等待对象定位应答消息的返 回。 关闭连接：服务器方通过发送该消息通知客户方将关闭两者之间的联系，并不 对该客户发来的其他任何消息进行响应； 消息错误：对接收到的消息的应答，以此标识消息版本不能识别或消息格式有 错。 消息片断：标识前面所述消息的某个片断。 为了产生另一个o r b 域中的c o r b a 对象的调用，客户o r b 将协议地址消息向实 现c o r b a 对象的服务器发送请求消息，服务器接收到请求后，会将消息中的参数传 递给相关的对象实现。如果该调用需要返回结果，服务器将执行结果通过应答消息 返回给客户所在的o r b ；如果客户o r b 在收到应答消息之前取消先前的调用操作， 可以通过向服务器发送请求取消实现。 g i o p 在设计是遵循以下目标：w i d e s tp o s s i b l ea v a i l a b i l i t y 、s i m p l i c i ty 、 s c a l a b i l i t y 、l o wc a s t 、a r c h i t e c t u r a ln e u t r a l i t y 。g i o p 定义了几个方面的内 容，如对通用的数据类型进行了定义，规定了客户和服务器两个角色之间要传输的 消息格式，主要包括r e q u e s t 和r e p l y 两种消息。还规定了任何连接的网络传输层 上的一些操作规则，如a s y m m e t r i a lc o n n e c t i o nu s a g e 、r e q u e s tm u l t i p l e x i n g 、 c o n n e c t i o nm a n a g e m e n t 等。另外，因为c o r b a 是基于对象的，g i o p 定义了一套o b j e c t l o c a tio n 机制。 一 g i o p 因为是一种通用协议，所以不能直接使用，在不同的网络有不同的实现。 目前使用最广的是in t e r n e t 上的g i o p ，称为网际对象请求代理间协议 ii o p ( i n t e r n e ti n t e r o r bp r o t o c 0 1 ) ，它是基于t c p i p 协议的。简单的说 i1 0 p = g 1 0 p + t c p 工p 。 在c o r b a 规范2 0 版本中已经将i l o p 融合到c o r b a 规范中，成为由o r b 管 13 华北i 也力人一硕+ 学何论文 理的一科，透明的传输技术，在编写i o p 的程序，与对象交互时，所面对的是对象 的引用，而不需要编程人员再面对的独立的协议n “。 o r b s 的通信机制如图2 8 所示 。e l i e n t o b j e c t 、j s t u bs t u b 0 r b l 图2 - 8o r b s 通信机制 2 4 3c o r b a 完成以下主要功能： 配置管理接口支持通知功能、连接管理、故障管理、保护管理、性能管理、设 备管理、维护管理、安全管理。 2 4 3 1 配置管理 配置管理功能模块主要提供网络配置资源的存量查询功能，包括：网元、子网、 链路、子网连接、路由、终结点、边界点、设备以及保护等相关的配置数据的查询。 在此基础上，也提供了实时的存量变更通知功能。当网络中资源发生增删或配置数 据发生变更时，及时将详细的变更信息通知n m s ( 上层网管) 。保证运营商能够随时 了解到网络的当前运行状况，并确保n m s 和c o r b a 数据的一致性。 存量获取：n m s 和c o r b a 应该保持一致的数据存量信息。为了保证n m s 快速、 全面并且准确地同步c o r b a 侧的数据信息，c o r b a 接1 2 1 支持以下存量查询功能。 n m s 可以查询网元信息：管理域内所有网元的名称及其特征信息；其管理域内所 有子网的名称及其特征信息。所有顶层子网的名称。 拓扑链路：n m s 可以查询所有c o r b a 管理的子网间的一级拓扑路由名称及其特 征信息；子网连接信息 边界点信息：n m s 根据子网名称、层速率和连接速率，从c o r b a 查询该子网内 满足指定层速率、连接速率的所有边界点( p t p 集合) 名称及其特征信息。 设备信息：n m s 可以查询一个网元或设备容器包含的所有设备的名称及其特征 信息。保护信息：n m s 可以查询网元中所有保护组的名字及其特征信息。 通知：在子网资源被更新时( 例如：链路的增删，网元的增删等等) ，可以及 时将存量的变更情况通知n m s 。使得n m s 掌握最新的网络动态，确保与c o r b a 的数 据一致。 c o r b a 接口支持以下通知功能。 连接管理：通过c o r b a 接口，n m s 可以创建、激活、创建并激活、删除、去激 1 4 # 北i 也力人学硕十：学何论文 活、去激活并删除子网连接，这些操作将导致子网连接的状态迁移。 2 4 3 2 故障管理 c o r b a 接口提供如下故障管理功能：n m s 可以通过c o r b a 接口查询该查询指定 网元的满足约束条件的告警，可以主动向n m s 发送告警事件。c o r b a 接口可以设置 单板子架的告警上报开关。 2 4 3 3 其它管理 保护管理：c o r b a 接口提供了全面的保护管理功能。n m s 籍此能够查询线路级 别的复用段保护和子网连接保护信息，执行保护倒换。在设备发生倒换后，向n m s 上报保护倒换通知。 性能管理：c o r b a 接口提供完善的性能管理功能：数据收集的使能禁止越限 告警通知。 设备管理功能：c o r b a 接口支持以下设备管理功能。 获取设备信息：n m s 可以查询指定网元或设备容器中包含的所有子设备的名称 及其特征信。g 。n m s 可以在网元中删除单板。n m s 在网元中创建单板。 2 5 网络接口问题 为了实现在网元层、网络层和业务层对不同专业的综合网管，首先要解决的是 综合网管m a n a g e r 和不同的网络设备a g e n t 之间的接口及通信问题。 网络设备与网络接口问题是一个复杂的问题。因为一般计算机软件系统基本上 是可以独立运行的，但综合监控和管理系统和专业网管必须通过网管接口和被管子 系统实施连接，刁一能实现网络管理的功能，网管接口决定了综合网提供的管理功能 和性能。解决网络设备和综合网接口问题的方式主要有两种：一种是以t m n 和s n m p 为代表，通过具体的功能模块将不同的网络设备统一到综合管理体系结构中。还可 以以c o r b a 为代表，它们不提供非常具体的网络管理体系结构，而仅仅在管理和代 理之间起到对协议和管理信息的转换功