（通信与信息系统专业论文）3g业务级网管及其构架的研究与设计实现.pdf

摘要 摘要 近年来，移动通信得到了快速发展，移动用户的数量和移动网络的规模 都急刷的扩大，新技术不断出现。其中，最引入关注的便是3 g 技术，它技 术先进，能够提供丰富多样的业务，堡麓时也使得技术比较复杂，运维的要 求更高。现有的移动网络管理系统已经不能够满足3 g 网络规模、业务管理、 网络质量等方面的要求，因此，需要研究和开发3 g 网络管理系统，以便更 好昭管理3 g 网络，提供高质量的业务，满足企监运维需要。 本文在对现有网管系统不足进行分桥的基础上，认为业务级网管和照管 系统体系构架是网管系统的两个关键点。然后对这两个关键技术进行了研 究，并在研究基础上设计了3 g 网络管理系统，实现了部分模块。 文中首先对网络管理的理论进行了分析与讨论，介绍了繁m ：n 、约m 、 e 1 m 、n g o s s 等框架，进行了一定程度的对比分析，为3 g 网管系统的设 计奠定了理论基础。 然后，讨论3 g 网络及其特点，分析了3 g 网管的特点。我们认为3 g 网 管系统应该具备一定的业务管理能力，并且具有灵活的体系构架。所以，就 3 g 业务级网管及其体系构架进行了相关研究。对于3 g 业务级网管研究中， 提出了一种多层次的业务模型，对如何定义业务的关键指标( i ( p i ) 进行了 说明，并且以彩信为铡定义了部分的k p i 。在两管体系构架的研究中，对冼 分析了j 2 e e 和c o r b a 薅种构架，提出了分别基于这两种构架的3 g 掰管 结构。 最后，在前面研究基础上，设计了3 g 网络管理系统，并实现了部分模 块。在该部分，先设计了整个阚络管理系统的软件结构，罨| 入了c o r b a w e b 两种技术，使得网管灵活性大大增强，同时也扩展了w 曲的应用。然后设 计了网管系统中的数据采集和c o r b a 控制台两个模块。 关键通：网络管理；业务管理；c o r b a ；j 2 e e ；擒架；数据采集 a b s t r a c a 懿s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，m o b i l ec o m m u n i c a t i o nh a sb e e nd e v e l o p i n gr a p i d l y b o t ht h e n u m b e ro f m o b i l es u b s c r i b e r sa n dt h en e t w o r ks c a l eh a v eb e e ng r o w i n gd r a s t i c a l l y n e wt e c h n o l o g i e sc o n c e r n i n gm o b i l ec o m m u n i c a t i o na r ee m e r g i n g , a m o n gw h i c h 3 gm o s ta t t r a c t sp e o p l e se y e s 鳃c a np r o v i d eav a r i e t yo fs e r v i c e sw h i c hm a k e st h e t e c h n o l o g i e sm o r ec o m p l i c a t e da tt h es a m et i m e i ta l s or e q u i r e sh i g h e ro p e r a t i o n a n dm a i n t e n a n c es t a n d a r d s t h e r e f o r e ，c u r r e n tm o b i l en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m c a nn o ts a 蝰卿t h er e q u i r e m e n to fn e t w o r ks c a l e , s e r v i c em a n a g e m e n ta n dn e t w o r k q u a l i t yo ft h e3 gn e t w o r k an e wn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ms u i t a b l ef o r3 gi sa m u s t b a s e do nt h ed i s a d v a n t a g e so ft 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 ，s e r v i c e l e v e la n dt h ea r c h i t e c t u r eo ft h en e t w o r km a n a g e m e n ta r ec o n s i d e r e d 埝b et h et w o k e yp o i n t si nt h et h e s i s a f t e rs o m er e s e a r c hw o r k , an e w3 gn e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e mi sd e s i g n e d 。s o m e m o d u l e sa r ei m p l e m e n t e db yt h ea u t h o r n e t w o r km a n a g e m e n tt h e o r yi sd i s c u s s e di nt h et h e s i sf i r s t 。t m n i tt o m , e t o m a n dn g o s sa r ep r e s e n t e d , a n a l y z e da n dc o m p a r e di n t h i sp a r tw h i c hl a y ss o l i d f o u n d a t i o nf o rt h ed e s i g no f3 gn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m s t h e n ，k e yp o i n t so ft h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ma l ep r o p o s e dt h r o u g ht h e d i s c u s s i o na n da n a l y s i so ft h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h e3 gn e t w o r k am u l t i - l a y e r s e r v i c em o d e li sp u tf o r w a r dd u r i n gt h er e s e a r c hw o r ko fs e ：i v i c el e v e ln e t w o r k m a n a g e m e n t h o wt od e f i n es e r v i c ek p ii sd i s c u s s e di n t h i sp a r t 。t om a k et h i n g s c l e a r , m m si st a k e na sa ne x a m p l et od e f i n es e v e r a lk p i j 2 e ea n dc o r b aa r e d i s c u s s e di nt h er e s e a r c hw o r ko ft h ea r c h i t e c t u r eo fn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m 3 gn e t w o r km a n a g e m e n ta r c m t e e t u r eb a s e do nt h et w ot e c h n o l o g i e si sp r o p o s e & i nt h ee n d , b a s e do nt h er e s e a r c hw o r ka b o v e ，3 gn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m i sd e s i g n e d s o m eo ft h em o d u l e sa r ei m p l e m e n t e d i nt h i sp a r t , t h es o f t w a r e a r c h i t e c t u r eo ft h ew h o l es y s t e mi sd e s i g n e df i r s t c o r b aa n d 黼a l ei n t r o d u c e d t om a k et h es y s t e mm o r ef l e x i b l e t h e n , t h em o d u l e so fd a t ac o l l e c t i o na n dc o 泓 c o n t r o l l e ra r ed e s i g n e d k e yw o r d s ：n e t w o r km a n a g e m e n t ；s e r v i c em a n a g e m e n t ：c o 薹m a ；了盔e ： a r c h i t e c t u r e ：d a t ac o l l e c t i o n i i i 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人声明所星交的学位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。据我所知，除了文中特鄹加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得直昌太堂或其他教育 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饔确的浼嘎并表示谢意。 学位做作者签名( 手写) 糊镝簿签字日期：m 7 年肛月7 宫目 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解童曼太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印侔和磁盘，允许论文被查阅和借 阕。本人授权煎基塞耋可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授 权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到 操作的综合 操作综合是指3 g 网管系统要实现的界面综合，即要实现同类设备的 操作综合，甚至不同类型设备的操作也尽可能相似。 专业网管综合 电信网中存在各种形式的专业网，而由于各专业网都建有自己独立 的网管系统。目前，无线网管系统和m 网管系统都是相互独立的，而3 g 网管系统要将其综合起来，使得在同一个平台、界面上监视、处理网络 告警，使众多的告警能够实现关联分析及故障告警定位等综合管理、控 制功能，也使得有可能实现业务级的网管。 资料数据综合 网络资料数据主要指组成网络的设备、设施以及网络操作、维护和 管理人员的有关资料，对这些资料进行登记j 维护和查询统计等一系列 管理工作，是3 g 网络管理的重要内容之一。 3 g 网络资料数据的管理要与网络运行的管理综合在一起。这样，无 论是i p 网或者是无线网络中发生故障，在网络管理平台上都能给出网络 故障情况的同时，能够自动给出故障设备的技术资料，尤其是与维修、+ 替换等有关的情况。 业务级网管 目前移动网络的网络管理系统基本上都是处于网元级和网络级的网管， 而3 g 网管的一个显著特征就是要在业务层上实现管理。 3 g 网络上的业务多种多样，会有越来越多的数据业务、多媒体业务出 现，同时也需要灵活的定制、生成、调整这些业务，保证业务的质量。所以 3 g 网管不仅仅要实现2 g 网管所提供网络管理，同时还要尽量对客户提供 s l a 的服务管理，根据与用户签订的合约，提供有等级和质量保证的业务 服务，在移动网内实现一定程度的端到端的q o s 保证。 多制式环境网管 3 g 采用w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 和t d s c d m a 等无线接入技术，核心 网可以g s mm a p 网络、a n s i - 4 1 网络或者全i p 网络，一种c n 技术制式可 以和多种r a n 技术制式配合。为了避免针对不同技术以及不同的c n 和 1 8 第3 章3 g 网络和3 g 网管特点 r a n 技术制式组合开发不同网管系统，并满足采用多制式的运营商的网管 需求，网管系统可以管理多种技术，3 g 网管的网络管理环境应是一个多种 技术制式并存的环境。 具有分布式处理能力 电信网是由各个时期的多厂商的各种设备组成的异质网络，大量分布在 不同地域的各种网元协同工作，为用户提供通信服务。随着网络规模的膨胀 和复杂度的增加，被管网络愈来愈呈现异构和动态特性。3 g 网管为了对这 些分散的、复杂的通信设备进行有效的管理，从而更好地组织和提供业务， 就需要具有一定的分布式处理能力。3 g 网管系统可以采用c o r b a 等分布 式技术建设的网络管理系统，对地域上分散、结构上松散的网络进行分布式 的多级管理，更好地利用现有网络资源进行高效的管理。 兼容第二代移动通信系统 当前的移动运营商大多运用第二代移动通信系统，这些运营商在向3 g 过渡的过程中，必将出现2 g 和3 g 系统共存的局面，而且这种局面可能会 存在较长时间。为使2 g 和3 g 移动通信系统能够协调运行，3 g 网管系统应 该与2 g 网管系统互通，或者能够管理遗留下来的2 g 系统。3 g 网管系统与 2 g 网管系统的互通，可以通过在2 g 和3 g2 个网络管理系统之间采用接口 互联来实现。 具有可扩充性和自适应性 网络的不断扩大与业务能力的提升，使得网络管理变得越来越复杂，对 网络级网管及业务级网管的需求越来越迫切。而已经开通且正常运行的网络 不可能终止运行，因而3 g 的网管系统在运行过程中支持在线升级与系统的 扩容。同时，3 g 网管系统还要提供一定的扩展性，为以后实现端到端的q o s 提供接口等。 3 g 网管与企业信息系统更紧密结合 高效地管理电信业务及网络基础设施一直是电信运营商面临的主要挑 战之一，而因为t m n 制订的接口规范与信息模型重点集中在网络管理层与 网元管理层以及二者之间，对上层的管理需求及接口的制订关注不多，难以 直接满足以客户为中心、实现客户满意，以及适应迅速变化的市场环境的需 要。因此，很难直接应用t m n 来解决一个完整的商业问题。所以，各个运 营商都在建设网管系统的同时大力建设自己的信息系统。 1 9 第3 章3 g 网络和3 g 网管特点 3 g 网管系统是b s s 系统( 包括9 7 、计费、c r m 等) 对客户提供不同 等级服务( s l a ) 的有效保障和具体实施手段；3 g 网管系统是o s s 的系统 模块之一，它与其它o s s 系统共同为电信内部运营生产起支撑作用。 3 33 g 网络管理关键技术 由于运营商维护网络的实际需要以及网管的发展趋势，作为新一代网络的 管理系统的3 g 网管系统必须解决一些关键问题：构架问题、建模问题、接口 问题。只有较好的解决了这样几个问题，3 g 网管系统才能够具备更加开放灵活 的架构、良好的信息模型。本文也主要讨论如下几个方面的内容： 3 3 1 业务级网管 目前的移动网络管理已经在中国移动和中国联通得到应用，这些运营商都 已经建立起了自己的网络管理系统，在日常网络维护工作中发挥了举足轻重的 作用。但是眼下的网管系统依然有很多方面有待改进，主要原因之一是当前的 网管系统是网络级的而不是业务级的网络管理系统。 网络级的网管系统主要是针对网元和网络的管理，管理网元和网络的配置 信息，管理网元、链路、信令等的告警信息，以及网络的性能信息。随着技术 和社会的发展网络级的网管系统对于与日俱增的业务和客户对服务质量的要求 而言显然已经不能满足，主要体现在以下两个方面：不具有实时汇报业务的运 行情况( 比如运行质量和运行故障等) 的功能；对于网络上运行的业务来说网 络级的网管系统不具有管理的功能。所以，在当前3 g 业务级网管的研究是3 g 网管关键技术研究之一。 3 g 业务级网管的研究主要包括：业务如何建模、业务如何做出k p i 定义、 业务的管理功能如何定义这三个方面进行。在该文中本人将对信息模型首先做 简要说明，然后延伸出3 g 的网元信息模型，并且对业务进行抽象和定义，阐 述出业务模型并制定出业务k p i 的定义办法，最终我们采用彩信为例加以说明。 3 3 2 网管构架技术 面对着同益庞大的网络规模，以及越来越强大的网管功能，网管构架也在 第3 章3 g 网络和3 g 网管特点 整个网络管理中，起着越来越重要的作用。同时，网络管理系统自身的体系结 构也面临着越来越多的问题。首先，网络管理系统自身越来越庞大，网管系统 自身动辄数百兆，需要配置各种环境。其次，网管系统自身灵活性差，各个部 件之间紧密结合，牵一发而动全身，任何一个微小的改动都会触动很多部件做 相应的修改。再次，网管内部接口定义繁多。同时，由于网管过于庞大，网管 功能扩展困难，二次开发成本相当高i 。因此，我们需要对网管的构架进一步 的研究，进一步的设计出一种能够更好适应网管发展需要的体系构架。 一个好的网管构架通常需要满足一下几点要求： 明晰的体系结构； 功能划分清晰； 结构灵活方便，便于二次开发； 接口扩展方便； 结构简单，具有较高的效率； 能够有效降低开发维护成本； 本文在网管构架的研究一章中，将对现行的网管构架进行分析，提出两种 较为流行的构架体系，然后分析优劣，选择出较好的一种作为我们设计的网管 系统的构架。 2 1 第4 章网管关键技术研究 第4 章网管关键技术研究 4 1 业务级网管研究i 硼 随着3 g 牌照发放的日益临近，3 g 越来越引入瞩霹。第三代移动掰络酶一 大特征就是业务驱动，业务能否广泛顺利的开展是3 g 能否取得较好的发展的 关键。因此，运营商对网管的要求也有所提高，不仅仅要求能够对网络进行管 理，而且希望能够对运行的业务进行监控，能够对业务进行告警等。本节将首 先介绍网元信息管理模型，给出3 g 网元信息树，恧后讨论业务信息模型和业 务k p i 定义。 4 薹。重信息建模研究 4 薹1 1 信息模型的分屡 网络管理的范圈菲常广泛，具体可分为业务管理层、鄹络管理层、鼹元管 理层与事务管理层，并以前3 层的信息建模为主1 2 5 1 。每一层的信息模型都为网 管系统提供本层资源的逻辑视图，层次之间存在着映射关系，如图4 1 所示。 业务屡 霹络层 霹元层 s a p ：娩务援入i t i ，c o n n e c l i o n ：遗缢 s s 段业务= ：c ：抟点n e ：啊疋 豳4 1 网络管理的多层逻辑视图 网元层的信息模型是单个网络单元的抽象，它注重描述网元( n e t w o r k 2 2 第4 章网管关键技术研究 e l e m e n t ) 的独立特性。网元层的信息模型是整个网络管理信息模型的基础，也 是信息建模中最为成熟的。网络层的信息模型要求反映网络的特性，它除了要 描述网络单元外，更重要的是描述网络单元之间的关系，例如连接( c o n n e c t i o n ) 和路径( t r a i l ) 。对连接和路径的管理需要转化为对连接和路径端点的管理，从而 将网络层管理操作映射为相应的网元层管理操作，业务层的信息模型是对网络 上提供的各项业务抽象建模。业务接入点( s a p ) 和业务支持点( s s p ) 是业务层的 管理对象，通过它们来描述一个业务的起点、终点和途径各点。s a p 和s s p 都 是逻辑上的管理对象，对它们的管理操作需要逐级映射到相应的网络级和网元 级管理操作上。 从信息模型分层的角度看，由于各种信息模型中网元层和网络层的建模都 已经相当成熟，因此，业务层的建模必然会成为信息模型新的发展趋势，它们 的质量也必然会成为网络管理信息模型质量中一个越来越重要的因素。 4 1 1 2 网络级信息建模 电信管理是一种信息处理的过程，每一种特定的管理应用，按照l t u t x 7 0 1 建议中系统管理模型中的定义，都具有管理者、代理者两方面的作用， 在管理者代理者面前，网络资源是一棵信息树，即被管理对象信息库( m i b ： m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n8 a s 0 2 科。 我们3 g 网管系统的信息管理树在2 g 网管信息树的基础上重新定义如下。 定义3 g 网管系统信息管理树需要确定如下内容： 1 被管对象； 2 被管对象关联关系； 3 被管对象属性； 3 g 网络不同于2 g 网络，新增了许多网元( 如：r 9 9 版本中无线侧增加了 n o d eb 和r n c ，r 4 版本中增加了m g w 和m s c s e r v e r ，r 5 版本中增加了i m s 的相关设备) i z t i 。正是由于增加的这些设备，所以，我们也就需要在管理信息 树中定义相应的m o 。因为3 g 网管系统同时可能管理2 g 的网络，所以在3 g 网管信息树中同时也保留了以前的m o 。 4 1 1 3 业务级信息建模 随着移动业务的快速开展，运营商关注的焦点越来越多地从网络的运行状 况转移到了业务的开展运行情况，业务已经成为运营商能否占领市场的关键。 2 3 第4 章网管关键技术研究 而目前的网络管理系统却没有对业务进行有效的管理和监控，只能够为运维人 员提供设备和网络的运行情况，不能够反映出业务的运行状态1 冽。因此，研究 业务缀网络管理系统能够从更高的业务层观察整个网络的运行情况，能够快速 的解决业务故障，从而大大提高运营商的竞争力。 建立业务级网络管理的关键就是要建立业务的信息模型，将业务映射到网 络上，从而反映业务的运行状况。为此，我们设计了一种灵活的多层次的业务 模型。通过这种业务模型，我们可以灵活的构建业务，并且复用这些业务。 i 。业统一 ， t 、孳 盹i 测i e 。， 、i n c l i 加， ，：j 、稳 一j 啦n ：、 ；量些箜。；关键设备1 篷4 2 多层次酶韭务模聚 酋先，该业务模型是一个多层次的模型。对于一个业务来说，它翻身是最 顶层，在它的下层可以包含一个或者多个子业务，而子业务又可以进一步包含 予业务，如此循环往复，就可以构成一个多层次的模型。这样的层次结构可以 更加充分的利用已有的业务定义、构建新业务，结构也更加灵活。其次，一个 业务包含掰部分，一个是关键设备，一个是子业务。关键设备是必需的，一个 业务至少存在一个或者多个关键设备。例如，短信业务中短信中心就是关键设 备。予业务不是必须的，一个业务可能没有子业务，也有可能包括多个子业务。 以彩信为例，它就需要包括短信业务。 图4 3 彩信的业务模型 2 4 第4 章网管关键技术研究 图4 3 中表示了彩信的业务模型，彩信业务是由两个子业务和一个关键设 备构成。发送彩信需要w a p 网关和g p r s 承载的w a p 业务，因此彩信业务需 要依赖于w a p 业务。同时，在w a p 业务的流程中需要用短消息来通知用户， 所以短消息业务也被作为了子业务加入到彩信业务。彩信业务的关键设备就是 彩信中心( m m s c ) ，它要负责彩信的存储、转发等工作，是彩信业务的关键设 备。 w a p 业务自身也是独应的一个业务，当它为别的业务提供服务的时候，就 成为别的业务的子业务，例如w a p 业务就是m m s 业务的子业务，为w a p 业 务提供服务。w a p 业务的关键设备是w a p 网关，要提供w a p 协议的转换功能。 对于依赖于g p r s 传输的w a p 业务来说，它的传输需要g p r s 业务，因此g p r s 业务也构成了这类w a p 业务的子业务。 同样，短消息( s m s ) 业务也有两部分，一部分是与w a p 业务共用的g p r s 业务，另外一部分是关键设备短消息中心( s m s c ) ，它提供短消息的存储、 转发等功能。 通过这种自下而上的建模方法，我们可以构建一个多层次的业务模型。并 且业务之间也将会具有较高的重用性，并且易于理解，更为下面关键性能指标 ( 时i ) 的定义打下基础。 4 1 2 业务k p i 的定义 在定义好业务模型之后，我们需要用一些指标来反映这些业务的运行状况， 为运维人员提供参考。在以前的网络级的网管系统中，我们计算统计的数据都 是基于网络的，反映网络的运行状况。而在实际的运维过程中，维护人员可能 会更想知道某些业务的运行状况，某个设备出现故障之后，它可能会影响到那 些业务的运行等等。因此，我们就有必要对这些性能指标进一步的抽象提取， 使之能够反映业务的运行状况。 k q i 是性能指标中比较重要的，能够明显表征业务质量的指标。定义业务 关键性能指标需要在业务模型的基础上进行1 2 9 1 。我们采用了自下而上的方法对 其进行定义。 当前的网管系统主要的性能参数都是集中在网元层和网络层，我们将网络 层的p i ，根据业务模型汇总到业务层，形成业务级的k q i ，从而反映业务的运 2 5 第4 章网管_ 芙键技术研究 行状况。网元上的c o u n t e r 都会按照一定的算法汇总，形成网络层的对l ，这些 k p i 反映的是网络的运行状况。如果这些种i 再按照业务模型迸一步汇总就是 每一今业务都会定义一些k q i ，焉这些k q i 是利用它的子业务k q i 和关键 设备上获得的参数，经过定义的算法得到的。这些业务的k q i 最终都会映射到 网络设备的各项参数和统计数据上。所以，我们这里定义的业务k q i 是可以从 网络中获得的。 懋吵k q i 弋一i l 支撑s 以 晶l s i 兰竺敬二二亡二： 鹜4 菇业务k q i 参数映射图 以彩信业务为例定义的部分k q i - 表4 1 彩信中心到手规侧的k q i 釉类业务k q i单位k p i 到k q i 的算法 业务接业务资源可用 入k q i 性 ( 总时闻一不霹用时间) 总时闻 上行 w a p 豹g p r s 监务请求成功率 ( 业务成 m m s c 接收成功率 业务建立成功 功率) w a p 的g s m 业务请求成功率姗s c 率( 可达率) 接受成功率 m m s c 接受成功率w a p 的g p r s 请 下行求成功率s m s 业务成功率 m l l ，女 第4 章网管关键技术研究 求成功率s m s 业务成功率 业务建立延迟w a p 业务建立时延+ m m s c 处理时延 上行w a p 业务可用率m m s c 可用率； 业务可用率 w a p 业务可用率m m s c 可用率s m s 下行 可用率 业务最大传输上行m i n ( w a p 业务上行带宽，m m s c 带宽) k b s 速率下行m i n ( w a p 业务下行带宽，m m s c 带宽) 业务平均传输 上行 m i n ( w a p 业务上行平均带宽，m m s c 带宽) 速率 k b s 下行 m i n ( w a p 业务下行平均带宽，m m s c 带宽) 业务成功率w a p 业务成功率m m s c 业务成功率 上行m a x ( w a p 业务负载率，m m s c 负载率) 业务负载率 下行m a x ( w a r 业务负载率，m m s c 负载率) 注：m m s c 接受成功率w a p 的g p r s 请求成功率= a c k n o w l e d g e m e n t r e q 条 数n o t i f i c a t i o n r e q 条数；m m s c 接受成功率w a p 的g p r s 请求成功率 = a c k n o w l e d g e m e n t r e q 条数n o t i f i c a t i o n r e q 条数 4 2 网管体系构架研究 目前，中国移动三期网管系统功能比较完善，但是系统极为庞大，操作维 护困难，系统中定义的内部接口繁多，再次开发新功能的难度成倍增加。所以， 这种网络管理的体系架构已经不能够满足网络规模不断增长和维护开发简单的 需求，我们需要进一步探讨网络管理系统的体系构架，提出具有可移植性 ( p o r t a b i l i t y ) 、可互操作性( i n t e r o p e r a b i l i t y ) 、可伸缩性( s c a l a b i l i t y ) 和易获得性 ( a v a i l a b i l i 研的体系架构1 3 吣。 本节我们讨论了j 2 e e 和c o r b a 两种体系架构，并且分别提出了基于j 2 e e 和c o r b a 构架，并分析这两种构架的有缺点。最后，选择c o r b a 体系作为 3 g 网管系统的构架。 2 7 第4 耄网管关键技术研究 4 2 。l 基于j 2 e e 的网管构架 4 2 1 薹髭e 嚣简介 j 2 e e 是一个多层的分蠢式的应用模型，它根据功能将应用逻辑划分成组件， 并且它可以在同个服务器或不同的服务器上安装组成j 2 e e 应用的这些不同 的组件。一个应用组件应被安装在什么地方，取决于该应用组件属于该多层的 j 2 e e 环境中的哪一层。这些层是客户层、w e b 层、业务层及企业信息系统层( e i s ( 见图4 5 ) 1 3 2 l 。 客户机 ； j 2 e e 服务器 i e t s h 醺务器 圈4 5j 2 e e 框架结构 1 客户层( c f i e n tt i e r ) j 2 e e 应用可以是基于w e b 方式的，也可以是不基于w e b 的。在一令基予 w e b 的j 2 e e 应用中，用户的浏览器在客户层中运行，并从一个w e b 服务器上 下载w e b 层中的静态h t m l 页面或由j s p 或s e r v l e t s 生成的动态h t m l 页面。 在一个不基于w e b 的j 2 e e 应用程序中，一个独立客户程序，可以不运行 在一个h t m l 页面中，两是运行在其它一些基予网络的系统比如手持设备或 汽车电话) 中的a p p l e t 程序。这些在客户层中运行的程序，可以在不经过w e b 层的情况下访问e n t e r p r i s eb e a n s 。不基于w e b 的客户层或许也包含一个 j a v a b e a n s 类去管理用户的输入，并将该输入发送到在企业层中运行的e n t e r p r i s e b e a n 类来处理。按照j 2 e e 规范，j a v a b e a n s 类就被认定为不是组件。 2 w e b 层 第4 章网管关键技术研究 基于w e b 的a p p l e t s 、j a v a s e r v c rp a g e s ( j s p ) 页面以及显示h t m l 页面的 s e r v l e t s 是w e b 层组件。w e b 层主要完成与用户的交互，主要通过j s p 与s e r v l e t s 来实现。 3 业务层 业务层规则全部由e n t e r p r i s ej a v a b c a n s ( e j b ) 来实现，所以业务层经常被叫 作e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ( e j b ) 层。主要是s c s s i o n b e a n 与少量的消息驱动 b e a n e a t i t y b e a n 不参与业务规则的实现。e n t i t y b e a n 只完成对数据库的访问。 4 企业信息系统层 企业信息系统层处理企业信息系统软件包含企业基础建设系统比如，数据 库系统、大型机事务处理和企业资源计划( e r p 以及别的遗留信息系统例如， 为了实现数据库连接，j 2 e e 应用组件也许需要访问企业信息系统。 j 2 e e 平台的将来得升级版可以支持c o n n e c t o r 架构，c o n n e c t o r 架构就是让 j 2 e e 平台能够连接到一个标准的企业信息系统上的a p i 。 4 2 1 2 基于j 2 e e 的网架结构 在认真分析j 2 e e 的构架之后，我们根据目前的网络管理系统，设计了一种 基于j 2 e e 平台的网管系统构架。 、 、 ，、 ，、 w e b1 j 磬p 躐r - p i 故障管理l 7 数据库l1 a p p d b ic m i p 采集 w e b _ _ e j b l 接口 、一 n 。磊“遗 e j b 每k d 科 组件 _ 数据库 w e bl - o_ 一安全管理l ，。、 接口 十嚣鼍 客户端j 。 rl e j b j i l e j b 一l 数据 k 一 ，鳓瑚鹊式 处理 咤疆 吱算法置 f， 性能管理 e j b 。 7 |，f t p 采集i 客户端 7 l f - o d h 、e j bj =a 7 l、 ! 呈现层 数据处理层 数据采集层 图4 6 基于j 2 e e 构架的网络管理系统 采用j 2 e e 构架的网管系统仍然采用三层架构。在数据采集层，每个e j b 负责种类型接口的数据采集，其中c o r b a 接口的e j b 是c o r b a 的全j a v a 实现，这些接口通过数据库e j b 实现数据的存储。在数据处理层基本结构都一 2 9 第4 章网管关键技术研究 样，只不过是用e j b 实现了数据处理和数据存储。在呈现层，按照业务逻辑可 以分为性能管理e j b 、配置管理e j b 等模块，分别处理这些功能。维护人员通 过w e b 页面或者程序客户端访问这些e j b 实现对网络的管理。 基于j 2 e e 构架网管系统的优点： 1 伸缩性和灵活性好 由于j 2 e e 是基于组件技术，所以这种构架能够实现较好的可扩展性。 在下层，如果增加了新的接口协议，我们只需要增加相应的数据采集 e j b 就能够快速的扩展。在上层，我们也可以增加功能e j b 实现功能的 扩展。 2 跨平台运行 j 2 e e 采用j a v a 开发，因此能够运行在各种平台上( 如现在电信领域中 广泛使用的s o l a r i s 系统) 。 3 公共服务构件丰富 j 2 e e 平台丰富组件比如组件生命周期的管理、数据库连接的管理、分 布式事务的支持、组件的命名服务等使用，能够依照开发人员的技能对 应用程序开发进行分工和同时开发，这样就有助于加速应用程序的丌发 和增加整体开发效率。 4 接口丰富 支持多种标准接口：h r r p 、h t t p s 、j a v a 事务a p i 、r m i i i o p 、j a v ai d l 等接口。在w e b 浏览器上，我们能够利用s e r v l e t s 实现动态的更新性能 数据和告警信息。可以直接调用c o r b a 接口。 。5 安全性比较好 基于j 2 e e 构架网管系统的缺点： a 语言单一 j 2 e e 平台只能够使用j a v a 进行开发编程，这使得对开发人员要求提 高，系统灵活性降低。 b j a v a 效率低 由于j a v a 是解释性语言，所以它的执行效率比较低。由于网管系统处 理的数据量极大，所以，j a v a 语言不能够满足数据采集和处理层对效 率的要求。数据呈现层对性能要求并不是十分高，所以可以采用j a v a 开发。 第4 章网管戈键技术研究 c 系统继承性问题 舟管系统在下层基本是p e r l 和c - h 0 t ：发，上层的w e b 呈现是采月j a s e n d 开发，如果移植到j 2 e e 平台上，我们需要作大量的代码移植 工作。 这些不利之处大大限制了j 2 e e 平台在电信管理领域的应用。出于效率的问 题，使得我们不熊够在系统的下两层使用j 2 e e 平台，降低了采用该j 2 e e 平台 可能性。 4 2 2 基于c o 邓a 的罔警构架 4 2 2 1c o r b a 简介 一、c o r b a 的介绍 c o r b a 是c o m m o no b j e c tr e q u e s tb f 。k “a r c h i t e c t u r e ( 公用对象请求代理 ( 调度) 程序体系结构) 的缩写，是对承管理组织( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 为了应对飞速提高的软硬件的协同工作能力的要求丽定义的。简单的随，它能 够让分布的应用程序完成通信。不论这种应用程序是在什么地方或者由什么厂 商设计生产，只要符合c o r b a 标准就能够相互通信。使丌发出来的软件具有 面向对象、可重用和可移植以及可互操作性的优点。 二、c o r b a 参考模型的组成 瞄4 7 c o r b a 组成结构 o m a f o b j e c t m a n a g e m e n t a r c h i t e c t u r e ，对象管理体系结构语；考模型由对篆 请求代理o r b 、对象服务和公共设簏以厦应用对象等这几个部分组成，其中对 象请求代理o r b ( o 切e ar 棚u 嘟b r o k e r ) 是核心部分。 ( 1 ) 对象请求代理o r b ：通过o r b 提供的机制使得对象之间可阻透明地发 送请求与接收响应。o r b 可以看作是互联的备系统中所有对象之叫建立客户， 3 1 第4 章网管关键技术研究 服务关系的一种中间件，它使网络通信底层的复杂性简单化，这样就使得各对 象间的通信与主机操作系统、底层通信机制和源代码语言无关。 ( 2 ) 对象服务：支持怎样使用与实现对象这两种基本功能而提供的基本服务 集合( 包含对象和接口) 。 ( 3 ) 公共设施：公共设施是能够被多个应用所共享的服务集合。 ( 4 ) 应用对象：项目开发组给具体的某个产品提供商开发的产品。 对象请求代理o r b 是c o r b a 参考模型的核心部分，其中： i d l ( 接口定义语言，i n t e r f a c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e ) ：定义接e l 是i d l 的 目的。i d l 是只定义接i = 1 的程序设计语言。它由属性( a t t r i b u t e s ) 和操作( o p e r a t i o n ) 两部分构成。虽然它和c h 子集的类( c l a s s ) 声明很类似，但是它没有c 抖中 的复杂特性，并且有一些自己的特性。例如s t r i n g , a t t r i b u t e s ，e x c e p t i o n s ，c o n t e x t c l a u s e ，p a r a m e t e rm o d e s ，s e q u e l l c e 能够实现由i d l 到c 和c + + ，c o b o l ，a d a ， s m a l l t a l k , j a v a 的映射，因此i d l 相对程序员可以说是彻底透明的。 p o a ( 可移植对象适配器，p o r t a b l eo b j e c ta d a p t e r ) ：可移植对象适配器使 用于多半一般正常实现的o r b 对象。针对不一样的产品实现只要更改少量的数 据就能用在多个o r b 上。p o a 创建时除了显示激活以外一般都是被隐式地创 建和销毁的，当创建一个p o a 的时候，不但一个p o a 管理器会被创建，而且 还能够自动地与那个p o a 联系起来。当要销毁一个p o a 管理器的对象时，需 要将一个p o a 管理器的全部相关联的p o a 都销毁。假如p o a 具有 p e r s i s t e n t 策略，那么被分配的o b j e c ti d 在同一p o a 的全部实例中要求具 有惟一性。 基于i o r ( 具有互操作能力的对象引用，i n t e r o p e r a b l eo b j e c tr e f e r e n c e ) 拥 有大量的信息( 主机端口号、主机i n t e m e t 地址、主机端口号、目标对象类型、 对象键) 能和任何种类的o r b 中的对象实行通信。 c o r b a 的重要一个优点体现在它能作为参数，又能作为返回值，还能在 分布式应用的各个控件之间传递对象应用。最重要的一点是c o r b a 具有彻底 的透明性。即假设有一具体对象被引用，那么就能够调用( i n v o k e ) - - 个对象，而 不用去了解对象的h o s t ，m a r k e r 和s e r v e r 。 c o r b a 的开发方法： 基于c o r b a 应用的开发流程是：首先根据所需要的接口服务编写i d l 文 件，然后编译i d l 文件生成必需的各种文件。 3 2 第4 章网管关键技术研究 将服务器端所需的文件与编写好的伺服对象程序进行联编，生成服务器程 序；将客户端所需的文件与编写好的客户程序进行联编，生成客户程序。如果 i d l 文件被更改，则必须用i d l 编译器重新生成新的桩与框架，客户和服务器 程序的原有内容不会丢失，但需要重新编译瞰i 。 申审b 丧s 心竿夕 囱离离闺团闰离 l i # 监a v a o r s 一广1 i ! 竺rd 瑁 图4 8c o r b a 应用开发过程 4 222 基于c o r b a 的网管构架 把c o r b a 使用到网络管理系统，中运用其技术优势，组建新的网络管理 构架，不但较好的减少了接口的复杂