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北京邮电大学硕士学位论文c 10 0 s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 c n g iq o s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 摘要 随着i p 网络的快速发展，越来越多的业务将运行在开放、廉价 的i p 网络上。然而如何在“尽力而为”的i p 网络上更加合理的利用 资源，并为这些业务提供有保障、可测量、可控制的o o s 成为一个 至关重要的课题。“c n g i q o s 机制和组网关键技术及实施方案的研 究”项目就是致力于研究可以在i p v 4 和i p v 6 混合网络中，为运营商 运营多种业务提供一个可以满足用户o o s 要求的、可运营的i pq o s 体系结构和实施方案，对i p 网络的发展具有十分重要的意义。 本论文设计的“配置管理功能”是课题中实现的“c n g iq o s 管 理系统”的重要组成部分。它综合c o r b a 分布式中间件技术、面向 对象技术、进程管理技术构建一个对“c n g iq o s 管理系统”的开发、 运行、网络和业务配置提供支持的“c n g iq o s 配置管理系统”，它 通过对c o r b a 分布式中间件合理的配置为“c n g io o s 管理系统” 提供高性能的分布式通信平台；利用面向对象技术将c o r b a 服务封 装，为“c n g iq o s 管理系统”中各子系统提供分布式通信的支持； 同时对系统进程和c o r b a 伺服对象进行管理，保证系统稳定的运 行；通过对网络设备和o o s 业务的配置，实现“c n g io o s 管理系统” 的初始化和q o s 业务的部署。 另外，本论文通过研究q o s 在i p v p n 中的实现方式，分析目前 i p v p n 业务提供中存在的问题，提出了i p v p ns p 的概念，利用基 于策略配置的思想设计了一个基于i p v 4 和i p v 6 异构网络的、可以提 供多等级q o s 服务的v p n 管理平台，并进行了初步的实现工作。 论文首先对“c n g io o s 管理系统”的结构和该系统中的“c n g i o o s 配置管理系统”进行了分析，并结合论文内容对分布式中间件技 术和q o s v p n 相关技术进行了介绍。在需求分析的基础上详细设计 了“c n g iq o s 配置管理系统”，并利用配置的思想对i p 异构网络中 “q o s v p n 管理系统”进行了详细的设计。 论文最后详细设计了验证环境和测试用例，对结果进行了分析， 并提出了改进建议，总结了本人在硕士研究生期间的工作。 关键词：c n g i ，i p v 6 ，c o r b a ，v p n ，服务质量，区分服务 第1 页 北京邮电大学硕士学位论文 c 10 a s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 r e s e a r c ha n di m p l e m e n t 棚o no f c o n n g u r a t i o na n dm 喳。n a g e m e n tf u n c n o ni n c n g iq o sm a n a g e m e n ts y s t e m w i t ht h er a p i ds p e e do fi pn e t w o r kd e v e l o p m e n t ，m o r ea n dm o r e b u s i n e s s e sw i l lb eo p e r a t e do ni pn e t w o r kf o ri t so p e n i n gc h a r a c t e r i s t i c a n dc h e a pp r i c e b u th o wt ou t i l i z et h er e s o u r c ee f f e c t i v e l yo nt h ei p n e t w o r ka n dp r o v i d et h em a n a g e a b l e ，m e a s u r e a b l e ，c o n t r o l l a b l eq o sf o r t h e s eb u s i n e s s e sb e c o m eav e r yi m p o r t a n ts u b j e c t t h e “r e s e a r c ha n d i m p l e m e n to fq o sm a n a g e m e n tt e c h n o l o g yi nc n g in e t w o r k s p r o j e c t i sm a k i n ge f f o r tt od ot h er e s e a r c ho fp r o v i d i n gar e l i a b l ei p q o s i n f r a s t r u c t u r ea n dp r o g r a m ew h i c hc o u l ds u p p o r ti p v 4 ，i p v 6m i x e d n e t w o r k i tw i l lm a k eg r e a ts e n s eo f i pn e t w o r k d e v e l o p m e n t t h e “c o n f i g u r a t i o na n dm a n a g e m e n tf u n c t i o n s d e s i g n e di nt h ep a p e r i sa ni m p o r t a n tp a r to ft h es u b j e c t i ti n t e g r a t e st h ec o r b ad i s t r i b u t e d m i d d l e w a r e t e c h n o l o g y ,o b j e c t - o r i e n t e dt e c h n o l o g y , p r o c e s s m a n a g e m e n tt e c h n o l o g yt o c o n s t r u c tav i r t u a lm a c h i n ew h i c hc o u l d s u p p o r t st h ed e v e l o p m e n t ，o p e r a t i o n ，n e t w o r ka n db u s i n e s sc o n f i g u r a t i o n o f “c n g iq o sm a n a g e m e n ts y s t e m ”i tc o n s t r u c t st h ed i s t r i b u t i o n c o m m u n i c a t i o np l a t f o r mw i t hc o r b am i d d l e w a r ea n de n c a p s u l a t e st h e c o r b as e r v i c e st os u p p o r tt h ed i s t r i b u t e dc o m m u n i c a t i o n sb e t w e e n s u b s y s t e m s i n “c n g iq o s m a n a n g e m e n ts y s t e m ”w i t h t h e m a n a g e m e n to fp r o c e s s e sa n dc o r b ao b j e c t ，i ts u p p o r t sm o r es t a b l e o p e r a t i o no ft h i ss y s t e m ，a n da l s oi tp r o v i d en e t w o r ka n dq o sb u s i n e s s c o n f i g u r a t i o nf u n c t i o n st os u p p o r tt h es y s t e mi n i t i a l i z a t i o na n dq o s b u s i n e s sd e p l o y m e n t a d d i t i o n a l l y , t h i sp a p e rr e s e a r c h e so nt h eq o ss u p p o r t i n gf u n c t i o n si n v p n sa n da n a l y z e st h es h o r t a g eo ft h ep r e s e n tv p ns e r v i c e ，b r i n g s f o r w a r dt h ec o n c e p t i o no f “i p - v p ns p ”，a n dd e s i g n sai p v 4 v 6a d a p t i v e ， q o se n a b l e dv p nm a n a g e m e n tp l a t f o r m , a n dih a sf i n i s h e dt h ep r i m a r y r e a l i z a t i o nw o r k 。 第1 i 页 北京邮电大学硕上学位论文c n g iq o s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 t h i sp a p e rf i r s ta n a l y z e st h es t r u c t u r ea n df u n c t i o n so f “c n g iq o s m a n a g e m e n ts y s t e m a n d “c o n f i g u r a t i o na n dm a n a g e m e n tf u n c t i o n s ”， a n dt h e np r e s e n t st h ec o r r e l a t i v et e c h n o l o g i e so ft h i sp a p e r b a s e do nt h e r e q u i r e m e n ta n a l y z a t i o n id e s i g n st h e “c o n f i g u r a t i o na n dm a n a g e m e n t f u n c t i o n s ”a n d “q o sv p nm a n a g e m e n ts y s t e m ”i nd e t a i l f o l l o w i n gi s t h e s y s t e mv e r i f i c a t i o ns c h e m e ，d e t a i l e dt e s t i n gp r o c e s s a n dt h e a n a l y z a t i o no ft h et e s t i n gr e s u l t a st h ec o n c l u s i o n ，s o m ep o s s i b l e i m p r o v e m e n t sf o rt h es u b s y s t e ma n dt h es u m m a r y o fm yw o r k d u r i n gt h e p e r i o do fm yg r a d u a t e ds t u d e n tl i f e k e y w o r d s ：c n g i ，l p 、，6 ，c o r b a ，v p n ，q o s ，d i f f s e r v 第l i i 页 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：五幺。日期：兰丝z 二垒二兰 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一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： 导师签名： 日期： 日期： 2 - 0 0 7 一宰一二 北京邮电大学硕：仁学位论文 。c 碥io o s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 1 1 课题背景 第1 章绪论 开放和融和是目前网络发展的大趋势，i n t e m e t 由于其自由，开放的特点， 以及信息在社会生活和经济发展中地位的提高，给与了i p 网络迅速发展的机遇 和条件。随着i p 网络的快速发展，以i p 网为中心的电信市场新格局正在逐步形 成并进一步向前发展，一个崭新的网络时代即将到来。无论是下一代网络 ( n g n ) ，还是下一代移动通信网( 3 g ) 都选择了i p 网络作为其核心承载网。 同时我们也应该意识到，i p 网络的高速发展迅速消耗着原本并不充裕的地 址空l 日j ，而且i p 网络作为未来的核心网络，要承载各种类型的业务，然而i p 网 络仅提供“尽力而为”的分组转发，不提供o o s 保障，这使的一些对网络有特 殊要求的业务无法开展，这也是网络的设计之初是始料未及的。因此，使i p 网 络真j 下能够承载各种业务并达到运营级别还有许多问题需要解决和研究。i p v 6 是下一代互联网的核心协议，它在地址容量、服务质量、安全性以及支持移动性 等方面都有明显地改进。目前我国的i p v 6 网络建设f 在形成规模，保证i p v 6 环 境下各种业务的q o s ，将是影响下一代网络发展的一个关键问题。如何解决i p v 4 和i p v 6 混合网络环境下的q o s 问题，j 下是c n g lq o s 课题研究的重要内容。 c e r n e t 2 作为第二代中国教育与科研网，是使用纯i p v 6 技术部署的计算机网 络，为i p v 6 的研究提供了良好的实验环境，c n g iq o s 项目的研究成果也将在 c e r n e t 2 上进行验证。 1 2 课题研究内容 “c n g iq o s 机制和组网关键技术及实施方案的研究”项目是c n g i ( 中国 下一代互联网) 示范工程中的一个研究课题，它的研究目标是实现一个c n g i q o s 管理系统，它可以对i p v 4 和i p v 6 混合网络中的网络设备和网络资源进行管理， 为多种业务提供端到端的不同等级的q o s 服务。 本课题具体研究内容包括： 研究如何在i p v 4 和i p v 6 混合的异构物理网络中部署、配置和实现q o s 机制。 基于i p v 4 和i p v 6 混合网络环境下，可控制、可管理、可测量的、统一 的q o s 管理体系结构的研究。 第1 页 北京邮电大学硕l ：学位论文 c n g iq o s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 业务q o s 的管理。包括一套通用的、可扩展的业务等级合约( s 【as e r v i c e l e v e la g r e e m e n t ) 模板的设计、端到端的业务签订和部署的设计、基于 s l a 的业务q o s 性能监测和告警功能的设计、基于用户实际获得的q o s 性能的计费功能的设计、支持大型网络和跨域操作的设计。 网络资源的管理和控制。包括服务等级的划分与映射机制的研究、资源 规划、资源分解和精细化管理机制的研究、接纳控制机制的研究和支持 大型网络跨域资源管理机制的研究。 为m o b i l ei p v 6 、v p n 、m p l s 流量工程以及i p v 6m u l i c a s t 业务提供q o s 保证机制的研究。 1 3 论文主要工作 论文工作内容主要包括以下几个方面： 夺结合项目的应用研究c o r b a 各种消息通信方式的优缺点，以及如何将 其最优的应用到项目当中。 夺实现“c o r b a 封装类”，将项目中需要使用的c o r b a 通信方式和各种 服务封装起来，对各子系统提供统一的类库，统一开发流程。 夺通过实现守护进程和伺服对象探测器，完成对系统的进程和c o r b a 伺 服对象的控制和管理，使我们的q o s 管理系统是可控的。 夺通过分析“c n g iq o s 管理系统”对网络配置、q o s 业务配置的需求， 实现了一个网络管理层的配置管理子系统，实现系统的初始化、q o s 业 务的配置和网络的配置。 设计基于i p v 4 v 6 异构网络平台和o o s 配置的q o s v p n 管理系统，并实 现部分功能。 本课题工作的难点： c o r b a 的远程接口调用和各种服务的运用比较复杂，对开发人员要求 较高。结合项目特点，选择并将c o r b a 中与项目结合最优的通信方式 以及各种服务封装起来，规范开发流程，降低复杂度是本文的一个难点。 位于网络管理层的配置管理子系统需要完成单播业务、组播业务、移动 业务等所有q o s 业务的配置，需要分析各种业务特点并将其放入不同的 处理流程中，如何准确高效的实现q o s 业务的配置是该课题的一个难点。 夺将q o s 业务配置的思想融入到q o s v p n 管理系统的设计中，实现一个 支持i p v 4 和i p v 6 异构网络，并可以提供多业务q o s 的v p n 业务平台是 该课题研究的一个难点。 第2 页 北京邮电大学硕士学位论文 c n g i0 0 s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 1 4 论文结构 后续论文各部分安排如下： 第二章首先介绍了c n g ic k ) s 管理系统的结构以及c n g i q o s 配置管理系统 的功能。接下来对与本课题相关的分布式中间件、i p - v p n 中的0 0 s 技术进行了 分析和描述。 第三章分析了c n g i q o s 配置管理系统的需求，并基于需求对结构进行划分 和设计。基于c n g i q o s 配置管理系统的总体需求，对该系统的各个组成部分进 行了详细的需求分析和描述。 第四章在充分理解c n g i q o s 配置管理系统总体需求和各子系统需求的前提 下，详细设计了各子系统的结构( 包括：进程管理部分、伺服对象管理部分、 c o r b a 环境和封装类部分、网络管理层配置管理子系统) ，设计并描述了各子 系统的实现细节。 第五章基于c n g i q o s 配置管理系统的设计思想，通过分析目前i p v p n 业 务提供中的不足，提出了i p v p n s p 的概念，并对业务实现模型进行了建模。在 对i p v p n 管理系统的结构设计的基础上，详细设计了通过配置的方式实现“基 于策略的q o s ”和“i p v 4 v 6 异构网络屏蔽”的细节，并描述了该系统的工作流 程。 第六章基于c n g i - q o s 配置管理系统的需求，设计了实验网络、测试平台和 测试用例，通过n p 管理系统的初始化、q o s v p n 管理系统的不同等级q o s 服 务的v p n 业务的签订和效果对比对该系统功能进行了验证，并对验证结果进行 了分析。 第七章对全文进行总结。 第3 页 北京邮电大学硕上学位论文 c n g io o s 管理系统中配置管理功能的设计弓实现 第2 章c n g iq o s 系统结构与相关技术介绍 2 1c n g i - q o s 系统结构 c n g iq o s 管理系统是一个可以支持i p v 4 1 p v 6 异构网络的、多业务的、可 控制、可管理、统一的i pq o s 管理系统，它通过对网络资源进行统一规划和管 理、q o s 业务的接纳控制以及对q o s 策略的管理等机制，实现了对i p v 4 i p v 6 网 络资源的部署和调整、q o s 控制、q o s 管理和计费等功能，通过此管理系统可以 向网络用户提供多等级服务质量保障的业务f 1 】o 从宏观上看，c n g iq o s 管理系统由三种角色构成，包括： n p ：即为网络运营商，它与物理设备共同为用户业务提供所需的q o s 保证， 具有用户业务和物理设备的性能监测、网络资源的规划、q o s 业务接纳控制 和配置、计费、拓扑管理以及承载网络的管理等功能。 s p ：即为业务提供商，它以用户需求为导向，着重于提供终端用户所需要的 各种有价值服务，并对终端用户收取相应费用。s p 根据终端用户需求，利 用n p 提供的q o s 功能，为用户提供具有q o s 保障的业务服务； 终端用户：使用s p 所提供业务的终端消费者。 端用户 图2 - 1c n g l - q o s 系统各角色关系 如图2 - 1 所示，终端用户向s p 申请感兴趣的业务，并签订s l a 。s p 为 终端用户提供其所需要的服务，并向其收取相应的费用。同时，s p 是n p 的 用户，n p 为s p 提供具有q o s 保障的网络服务，并向s p 收取相应的费用。 s p 与n p 间为多对多的关系，一个n p 通常会有多个s p 作为自己的客户， 同样，一个s p 也可以属于多个n p 。 第4 页 北京邮电大学硕士学位论文c n g iq o s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 2 1 1s p 功能和结构 图2 2 s p 结构图 s p 面向端用户，提供多种多等级的q o s 业务，完成对于用户的管理、业务 的签订和删除等功能。s p 系统除提供的业务内容不同以外，它们具有相同的体 系结构( 如图2 2 所示) ，一般情况下，s p 系统主要包括以下四个子系统： 业务管理子系统：进行业务管理，负责用户业务的申请、删除、查询。 s l a 管理子系统：负责将用户的需求转化为s l a ，并对其进行管理。包括 s l a 的签署( 用户填写开始和结束时间、服务等级、网络性能参数等参数) 和s l a 的传递( 将映射生成的s l a 结构体，转换成为x m l 形式，通过n p 的w e bs e r v i c e 接口，传递给n p ) 。 模版管理子系统：管理q o s 性能参数映射的模版。对应每一个业务以及业务 等级，分别形成描述业务q o s 的具体的性能参数( 如时延、抖动、丢包率等) 。 用户管理子系统：负责用户的注册、登录、查询。 2 1 2n p 功能和结构 n p 系统是c n g iq o s 管理系统提供q o s 业务的核心部分，它负责将s p 的 需求映射为可配置的网络参数，并将其部署到物理网络上去，同时对s p 业务进 行性能监测，将性能数据提供给它的s p 客户。其功能可细化为如下几个方面： n p 负责接收s p 向它提出的s l a ，n p 负责将s l a 映射为可配置的服务等级 规范( s l s ，s e r v i c el e v e ls p e c i f i c a t i o n ) ，并对该业务进行资源接纳。 n p 为用户提供业务运行的性能信息。 第5 贞 北京邮电大学硕士学位论文 c n g iq o s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 n p 为管理员提供可视化的管理界面对网络拓扑信息、策略信息、业务的性 能信息、物理设备性能信息、告警信息、计费信息等进行管理。 n p 对自身的资源进行合理的规划、分配，以决定是否有资源接纳用户。并 根据网络的变化对资源进行重新规划，并实施流量工程。 n p 将i p 业务归类，为单播业务、组播业务、移动业务提供多等级的q o s 服 务，对其性能进行监测，并根据合理的计费策略进行计费。 n p 系统的结构设计充分考虑可扩展性，将功能实体分布至五个平面，包括： 呈现管理层、业务管理层、资源管理层、网络管理层和网元管理层，如图2 3 所 示。各个平面内的子系统协调工作，构成一个有机的整体。 图2 - 3 n p 系统功能划分图 呈现管理层面：该层面为管理员提供n p 管理系统的w e b 管理界面，包括： 业务、配置、资源、计费、同志、网络维护、拓扑、策略信息管理页面。 业务管理层面：该层面负责管理与业务相关内容，为s p 系统提供o o s 业务 申请、撤销和获取性能信息的w e b s e r v i c e 接口，将s p 产生的s l a 影射为包 含0 0 $ 配置参数的s l s 。另外，它提供对o o s 配置参数映射策略、计费策 略管理功能，并作合理的计费。 资源管理层面：该层面实现对物理网络的可用资源统一的管理，并据此对 o o s 业务进行接纳控制，同时负责实施流量工程，将业务流从负载过重的链 路转移到负载较轻的链路上。 网络管理层面：该层面通过对业务和设备性能信息、业务和设备告警信息、 第6 页 北京邮电人学硕士学位论文 c s g i0 0 s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 网络拓扑信息的管理，在高层次上抽象出一个反映物理网络和业务性能状况 的视图。并通过网络配置管理和故障管理实现一个n p 管理系统在网络层面 的“虚拟机”，负责对各子系统运行的支撑和管理，并对q o s 业务实施配置。 网元管理层面：该层面使用网元代理( a g e n t ) 技术，提供异构网络的屏蔽 和一个设备配置平台，并对设备信息、业务性能信息进行采集和整合提供给 网络管理层面使用。 2 1 3c n g i - q o s 配置管理系统介绍 2 1 3 1 网络管理层介绍 网络管理层位于网元管理层之上，它基于网元管理层抽象出一张虚拟的网络 和业务详细信息的视图，并将该信息存储，从而为上层的资源和业务层面提供一 个网络信息整合、业务性能信息整合、业务配置支撑、系统管理支撑的平台。网 络管理层由三个系统组成：c n g i q o s 配置管理系统、性能和告警管理系统、拓 扑管理系统，其中性能和告警管理系统接收网元管理上报的q o s 业务和网元性 能信息、q o s 业务和网元告警信息，并存储在数据库中。拓扑管理系统在网元管 理层获取物理节点的信息，通过数据分析形成一张网络的拓扑图，并将其存储在 数据库中。c n g i q o s 配置管理系统是本论文研究的内容，其功能在2 1 3 2 节作 简要介绍。 2 1 3 2c n g i q o s 配置管理系统介绍 c n g i q o s 配置管理系统位于n p 管理系统的网络管理层面( 如图2 3 阴影 部分) ，它在该层面形成一个各子系统运行和q o s 业务配置的支撑平台。在n p 管理系统宏观的角度卜，它提供n p 管理系统中各子系统f b j 通信的c o r b a 分布 式中间件平台和对c o r b a 服务的封装，对n p 管理系统中的进程和提供服务的 c o r b a 伺服对象进行管理和维护，并对系统中的进程、c o r b a 伺服对象实施 一定程度上的故障管理。另外，作为对系统配置进行管理的中间层，c n g i - q o s 配置管理系统在纵向上为系统中的初始化过程、q o s 业务配置过程、物理设备配 蜀过程提供配置接口的支持。 综上，c n g i q o s 配置管理系统旨在构造一个能够支撑n p 管理系统稳定运 行并提供q o s 服务的“虚拟机”。它组织协调各子系统协同工作、维护各子系 统的正常运行，帮助n p 管理系统实现多业务多等级的q o s 业务的提供。 第7 页 北京邮电大学硕上学位论文c n g io o s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 2 2 相关技术介绍 n p 管理系统是一个管理i p v 4 v 6 异构网络的的分布式系统，需要对各种网 络设备以及网络资源进行统一的管理并提供多等级的q o s 服务。c n g i q o s 配置 管理系统作为n p 管理系统的运行支撑系统和业务配置管理系统，需要保证n p 系统j 下常运行，使其能够稳定的提供q o s 服务。因此需要对系统的进程和对象 单元进行监控和管理，并且提供高性能分布式中间件和q o s 业务配嚣的支持。 另外，i p v p n 作为n p 管理系统提供的重要业务之一，需要有效的配置管理手 段保证v p n 业务在i p v 4 v 6 混合网络中的j 下常提供和q o s 的实施。接下来将对 分布式中自j 件技术、i p v p n 相关技术进行分析和介绍。 2 2 1 分布式中间件介绍 在计算机硬件技术与网络通信技术的支持下，应用需求驱使计算机软件的规 模与复杂度不断增长，对软件体系结构的研究产生了多层分布式软件系统，它有 效的将负荷从客户端转移到了服务器端。中| 日j 件能够使应用系统相对独立于计算 机软硬件平台，为大型分布式应用搭起一个标准的平台，把企业分散的系统技术 组合在一起，从而实现企业应用软件系统的集成，帮助用户灵活、高效的开发和 集成复杂的应用软件。 2 2 1 1 分布式中间件技术对比 随着分布式技术和面向对象技术的结合，产生了大量基于分布式对象中间件 的模型。目前主要的分布式系统中间件技术标准有：m i c r o s o f t 的c o m d c o m 2 | 技术、s u n 的e j b l 3 j 技术和o m g ( 对象管理组) 的c o r b a 4 1 ( 公共对象请求代 理体系结构) 技术为代表的三种分布式中问件模型。 组件对象模型( c o m ，c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) 是m i c r o s o f t 软件组件标准， 是构造二进制兼容软件组件的规范。c o m 的体系结构包括统一数据传输、 持久存储和智能命名、c o m 核心等。d c o m 是c o m 的分布式扩展，当客 户和组件位于不同机器时，d c o m 用t c p ，m 协议等取代c o m 中的本地进 程问通信l r p c ，从而对位于i n t e r a c t 不同机器上的组件对象之间的相互通 讯提供了透明的支持。 e j b ( e n t e r p r i s ej a v ab e a n s ) 是j 2 e e 的核心技术之一，它是建立基于j a v a 的服务器端组件的标准。e i b 是以部件为基础框架，其中每个部件都是分布 式对象，可以扩展，也可以适配在不同应用中使用，大大方便了企业应用开 第8 页 北京邮电人学硕 学位论文c n g l0 0 s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 发。e j b 不局限于一种特定的操作系统， 服务器解决方案、中间件或者通信协议， 的组件。 也不局限于任何一种特别的机构、 是一种可重用的具有高度可移植性 c o r b a 是o m g 组织在1 9 9 1 年提出的公用对象请求代理程序结构的技术规 范，c o r b a 有很广泛的应用，它易于集成各厂商的不同计算机，是针对大 中型企业应用的优秀的中间件。最重要的是，它使服务器真正能够实现高速 度、高稳定性处理大量用户的访问。 这三种技术的对比如下： 、名称c o r b ad c o m e i 搿征 远程调用机制 i i o p 分布计算环境远程调 r m l 1 1 0 p 用协议( d c er p c ) 语言无关性语言无关语言无关仅支持j a v a 防火墙友好性不能透过不能透过 不能透过 跨平台部分不支持完全 分析n p 管理系统的需求，我们需要分布式中间件支持c c + + 和j a v a 语言， 并且支持w i n 3 2 和u n i x 平台，另外，分布式中白j 件仅应用于系统内部的进程间 的通信，属于可信任区域，因此可以将相应端口在服务器自j 开放以实现服务期间 的通信。c o r b a 具有言无关性、可以跨平台，并具有较好的性能，已经得到广 泛的应用，并且根据系统需求不存在跨越防火墙的限制。综上，选择c o r b a 作 为分布式中| 日j 件平台可以满足n p 管理系统的要求。 2 2 1 2c o r b a 技术介绍 远程通信：o r b 是c o r b a 的核心。o r b 是一个在对象间建立客户服务器 联系的中问件。o r b 负责完成客户端和服务器端的通信，提供在不同机器问 应用程序问的通信、数据转换，并提供多对象系统的无缝连接，同时o r b 也负责寻找适和完成这一工作的对象，并在服务器对象完成后返回结果。客 户端可以通过o r b 调用服务器端的对象或对象中的应用，被调用的对象不 要求在同一台机器上。客户对象完全可以不关心服务器对象的位置，以及实 现它所采用的具体技术和工作的硬件平台，这就大大简化了客户程序的工 作。图2 4 是客户端对象通过o r b 调用服务器端对象。 第9 页 北京邮 乜大学硕t 学位论文c 啪10 0 s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 图2 - 4 客户对象通过o r b 调用服务器对象 客户将需要完成的工作交给o r b ，由o r b 决定由哪一个对象实例完成 这个请求，然后激活这个对象，将完成请求所需要的参数传送给这个激活的 对象，客户除了需要获得传送参数的接口外，不需要了解其它任何信息。 语言无关性：i d l 是c o r b a 实现语言无关性的关键，i d l f 5 】定义的焦点是数 据类型、对象接口、操作、异常等，是一种说明性的语言，只描述接口，不 描述实现，其核心是将对象实现和对象接口相分离。 c o r b a 服务：c o r b a 提供多种服务供开发者使用，主要包括：命名服务、 实践服务、通知服务等。 夺c o r b a 的命名服务类似d n s “，就是给对象实例提供一个名称，以便 用户通过这些名称来获取对象的实例，命名服务是o r b 上的对象能找 到其它对象的基本机制。如图2 - 5 所示， 图2 - 5 名字服务工作原理 名字是用来识别一个对象的可辨认的值，命名服务将这些名字映射 到对象引用，形成名字与对象的关联，客户端使用对象名字在名字服务 器获取对象应用，从而实现透明的访问服务器的对象，而服务器的地址 变化不会影响客户端的访问。 夺c o r b a 事件服务通过对事件( 由对象产生并且传送给其他对象) 的封 装提供基本的消息传递功能。事件服务提供两种方法来实现客户端和服 第l o 页 北京邮电大学硕士学位论文 c n g l0 0 s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 务器端的事件通讯：在p u s h 模式中，事件提供者可以在事件发生时主 动将事件通知给事件接收者；在p u l l 模式中，则由事件接收者主动向 时间提供者请求事件数据并处理事件。 夺c o r b a 提供功能更加强大的通知服务来满足某些应用对服务性能以及 服务质量等方面的更高要求，扩展的功能主要包括：兼容事件服务、事 件通道工厂、多种事件类型过滤、q o s 控制、共享订阅等。 2 2 2q o s v p n 的实现技术 i p v p n 技术的基础是隧道技术，为v p n 提供q o s 7 1 即为如何使隧道具备 q o s 能力。目前基于i p 的隧道主要包括：i p s e e 、m p l s 、g r e 三种，这三种隧 道技术均可用于构建基于i p 的v p n 网络，它们与q o s 机制相结合后可以在v p n 网络中提供不同程度的q o s 支持，下面对三种隧道技术对q o s 的支持进行分析： i p s e c 8 l 与d i f f s e r v l 9 j 相结合，可以通过在原l p 包封装加密之前将数据流分类， 然后根据分类的结果在封装加密之后打上d s c p 标签，这样在对i p 包做逐 跳转发时路由器就会按照外层i p 包头的d s c p 值做p h b i ”j 处理。i p s e c v p n 的优势在于安全性较高，部署简单，并且可以较好的支持i p v 6 。 m p l s 对q o s 的支持包括两种：与d i f f s e r v 相结合产生的m p l s d i f f s e r v 模 式、与i n t s e r v 相结合产生的m p l s - t e l n l 模式。m p l s d i f f s e r v 提供基于分 类的q o s ，使用e x p 字段提供多级别的q o s 服务，可扩展性好，缺点在于 需要部署端到端的m p l s 网络，代价较高，并且目| j 并不完全支持i p v 6 ： m p l s t e 通过有效的带宽管理和流量分担自j 接的改善q o s ，但其带宽的管 理无法达到流量类这一级别，并且同样具有部署代价高，不能完全支持i p v 6 的缺点。 g r e 可以封装多种二层和三层数据包，具有较高的灵活性，它与d i f f s e r v 结 合方式与i p s e e 类似，它在g r e 封装f i i j x , t 数据流进行分类，并标记d s c p 值，封装后将内层l p 包的d s c p 值拷贝到外层i p 包头中，以实现中问路由 器对i p 包的区分处理，g r e 可以很好的支持i p v 6 ，部署简单，成本低，它 的缺点安全性较差。 综上可见，m p l s 可以较全面的支持q o s ，但不适合边缘到边缘的部署，可 以将其部署在核心网络中，实现快速的转发和实施流量工程。i p s e e 和g r e 技术 可以较好的支持d i f f s e r v 和i p v 6 ，其技术特点更适合进行端到端的v p n 连接。 c n g i q o s 项目面向下一代互联网，需要支持基于纯i p v 6 网络的v p n 业务，并 提供o o s 的支持和对i p v 4 网络的兼容，综合考虑以上三种技术的特点，可以选 择使用6 p e 技术在核心网络中部署m p s l - v p n1 1 2 1 ，跨越暂不支持i p v 6 的i p v 4 第l l 页 北京邮电大学硕上学位论文c n g iq o s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 网络，使用i p s e c 或g r e 建立端到端的v p n 隧道，并实现q o s 功能。 2 3 本章小结 本章首先介绍了c n g iq o s 管理系统的系统结构，详细说明了该系统中三种 角色的关系和组织结构，接下来对c n g i q o s 配置管理系统的功能进行了分析和 描述。最后，结合本课题的研究内容，分析和描述了分布式中间件、i p v p n 等 相关的实现技术。 第1 2 页 北京邮电大学硕士学位论文 c n g l0 0 s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 第3 章c n g i q o s 配置管理系统 3 1 总体需求分析 c n g i q o s 配置管理系统是一个出多个子系统构成、并可以对整个系统进行 控制、管理、配置的综合体。它将多种软件和网络技术融合在一起，共同完成对 系统的初始化、网络设备的配置、系统运行状态监控、故障处理以及q o s 业务 的配置。如图3 1 它的主要功能包括以下几个方面： 以c o r b a 中间件作为分布式支撑平台，需要搭建稳定、高性能的c o r b a 服务器作为系统支撑，并保证远程通信的通畅。 对系统开发中用到的c o r b a 功能进行封装，形成一个“c o r b a 封装类 库”，并统一c o r b a 应用程序丌发规范，提供给丌发人员使用。 对系统中的进程和c o r b a 伺服对象进行监控和管理，并进行一定程度的故 障处理。 支持n p 管理系统的初始化。 支持对系统所管理网络设备的配置。 支持对q o s 业务的配置。 图3 - 1c n g i - q o s 配置管理系统功能结构图 第1 3 页 北京邮电人学顾上学位论文c n g iq o s 管理系统中配置管理功能的设计与实现 3 2 系统结构 c n g i q o s 配置管理系统在n p 管理系统开发、运行和维护中分别发挥不同 的作用，它共分为三个逻辑功能：系统开发支撑、系统运行维护支撑、系统业务 配置支撑。下面对这三个逻辑功能进行详细的分析： 系统开发支撑：n p 管理系统以c o r b a 作为其分布式通信平台，由于c o r b a 本身的复杂性必然导致丌发速度的降低、开发精力的分散、调试难度的增加， 因此利用面向对象技术对c o r b a 的操作进行封装、规范开发流程是十分必 要的。 系统运行维护支撑：在n p 管理系统中，c o r b a 伺服对象是各子系统提供 服务的最小单位，因此，保证每一个c o r b a 伺服对象都能正常提供服务是 十分重要的。另外，进程是系统运行的最小单位，它的健壮性会直接影响到 系统的稳定性，因此对系统进程的统一管理和状态的监控，并使其具有一定 的故障恢复能力也是十分必要的。综上，对c o r b a 伺服对象和系统进程完 善的管理是保证n p 管理系统稳定运行的基础。 系统配置支撑：首先，由于n p 管理系统需要对i p v 4 v 6 混合的物理网络进 行统一的管理，因此需要对网络进行统一的初始化以及n p 系统自身的初始 化。其次，n p 管理系统目标是为用户提供具有q o s 保障的多种业务，由于 不同业务对网元设备的配置需求不同，因此需要对不同的q o s 业务实施不同 的配