（计算机软件与理论专业论文）统一网管下告警管理的设计与实现.pdf

摘要 本文首先分析了电信管理网t m n 的标准，对几种典型的管理模型进行分析， 然后指出现在移动电信l = i ) 9 管中存在的问题，简述统一嘲管系统建设的必要性，介 绍了一种统网管平台的架构。在以上理论分析的基础上，针对c d m a 2 0 0 0 网络 的特点，提出一种告警管理的信息模型。在此基础上，设计了一种多层分如式的 告警管理的体系结构，利用j 2 e e 相关技术设计并实现。 针对不同类型网元使用不同管理协议的情况，没计网元适配e m f 模块适配不 同类型的网元：为客户端与服务器端交互设计了统一的接口f 口，同时，设计了 级联模块构建多级的网管系统。在分析告警管理功能的基础上，根据共有功能和 特有功能分离的观。t _ ，设计告警管理公共应用功能c a f 部分和不同类型的网儿特 有的管理应用功能m a f 部分。 关键词：t m n告警管理j 2 e e统一网管系统 a b s t r a c t f i r s t l y , t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h es t a n d a r do ft h et e l e c o m m u n i c a t i o nm a n a g e m e n t n e t w o r k ( t m n ) a n da n a l y z e ss e v e r a lt y p i c a lm o d e l so ft m n ，t h e np o i n t so u tt h e e x i s t i n gp r o b l e m si nt h et m n o fm o b i l er a d i os y s t e m ，b r i e f l ys t a t e st h en e e do ft h e c o n s t r u c to fu n i f i e de l e m e n tm a n a g e m e n t b a s e do nt h et h e o r ya n a l y z e d ，t h i sp a p e r p r e s e n t sf lm o d e lo fi n f o r m a t i o no fa l a r mm a n a g e m e n t b a s e do nt h em o d e la n dt h e c h a r a c t e r i s t i c so ft h en e t w o r ko fc d m a 2 0 0 0 ，d e s i g n sad i s t r i b u t e da n dm u l t i l a ) 7 e r s f r a m eo fa l a r mm a n a g e m e n ts y s t e ma n di m p l e m e n t st h es y s t e mb a s e do nj 2 e ea n d r e l a t i o n a lt e c h n o l o g yo fj 2 e e d e s i g nt h ee l e m e n tm e d i a t o rf u n c t i o n ( e m f ) m o d u l e ，w h i c ha i m sa tt h es t a t u s t h a td i f f e r e n tn e t w o r ke l e m e n t su s ed i f f e r e n tm a n a g e m e n tp r o t o c o l s d e s i g nt h eu n i f i e d i n t e r f a c efi n t e r f a c e sf o ri n t e r c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nc l i e n t sa n ds e r v e la n dd e s i g n t h eh i e r a r c h ym o d u l ef o rc o n s t r u c t i n gt h em u l t i - l a y e r sn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h ef u n c t i o no fa l a r mm a n a g e m e n ta n dt h es t a n d p o i n to ft h e s e p a r a t i o n o fc o m m o nf u n c t i o n sa n d s p e c i a lf i m c t i o n s ，d e s i g n s t h ec o m m o n a p p l i c a t i o nf u n c t i o n ( c a f ) a n dt h es p e c i a l f u n c t i o nm a n a g e m e n ta p p l i c a t i o n f u n c t i o n ( m a f ) t h a ta i m sa td i f f e r e n tt y p en e t w o r ke l e m e n t k e y w o r d s ：t m na l a r mm a n a g e m e n tj 2 e eu n i f i e de l e m e n tm a n a g e m e n t s y s t e m 独创性声明 y 1 0 0 6 d i i 5 本人声明所呈交的论文是我个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，除了文中特别加以括注和致谢中所罗列的内容以外，论文中 0 ：包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一l 司工作的州志对本研究所 做的任何贞献均已在论文中做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仟。 本人签名：亟腿里h 期：妒 厂 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的舰j 芑，即：研_ 充 生在校攻滇学位期间论文工作的知t 产权单位属西安咆予科技大学。术人保证毕 业离校后，发表论文或只用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。 学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布沦文的全 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论文( 仪密的论文 在解密后遵守此规定) 。 本学位论文属于保密在_ = 一年解密后使用本授权书。 本人签名： 导师签名： 圈燃 炉 日期：2 一戈厂 日期：超垒。厶 第一章绪论 第一章绪论 1 1 序言 第三代移动通信是当前热门话题，它的引入无疑会对2 1 世纪人类的生活、工 作、通讯方式产生巨大影响，c d m a 2 0 0 0 【2 j 是第三代移动通信的三大标准之一。 国内于2 0 0 1 年开始建设c d m a ( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ，码分多址) 网络。 网络正常稳定的运行是网络提供正常可靠的服务的前提，而一个稳定高效的网络 一刻也离不开对网络的良好的管理，因此c d m a 的网络管理的建设和c d m a 刚 络的建设是同时进行的。 电信运营领域竞争激烈，降低成本，提高网络质量是运营商关心的重点其 中功能强、管理集中、接1 2 1 统一的网管系统日益成为运营商选择产品的一个参考 因素，也是设备提供商应向客户提供的重要产：品特性。网管的集中化、多功能化、 易用化、接口统一化在移动通讯领域体现得更加明显。 目前，全国管理网的建设遵循t m n tj j ( 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 t n e t w o r k ，电信管理网)的技术规范，t m n 是i t u t ( i n t e r n a t i o n a l t e l e c o m m u n i c a t i o n u n i o n t e l e c o m m u n i c a t i o ns t a n d a r d i z a t i o ns e c t o r 国际电联电信 标准部) 制定的关于电信管理网的一系列技术标准。其标准协议、接口定义和信 息模型，使各o s l 4 】( o p e r a t i o ns y s t e m ，操作系统) 系统具有良好的互通性。因此， c d m a 的o m c ( o p e r a t i o nm a i n t e n a n c ec e n t e r ，操作维护中心) 应架构在t m n 的基础上，以便全国管理网的建设。 故障管理是t m n 技术规范中所要实现的网络管理的一个最基本的、非常重 要的一个管理功能，主要对网络的运行情况进行监控，发现和定位网络中发生的 故障，监控网络的性能问题，反映网络的服务质量。故障管理可以分为两个部分， 告警管理和诊断管理。告警管理是被动的反映系统的故障，诊断管理是主动的发 现网络中可能存在故障或故障隐患。 告警管理实时反映网络各网元的运行状态，以图像、文字、声音和光等多种 形式来反映网络的实时状态，在网络网元发生故障时，能实时、准确的定位发生 故障网元的位置、给出故障的详细描述、发生故障的时间、可能的发生故障的原 因、解决故障的措施和建议。告警管理中另外一个重要的功能就是对告警的管理， 可以查看、查询、删除告警信息，同时对告警信息进行定制，修改告警的属性。 统一网管下告警管理的设计与实现 1 2 电信网管的发展及移动网管现状 1 电信网管理技术的发展 电信网络管理的前提是对网络运行状态信息的收集，在充分收集网络运行状 态信息的基础上，才可以实施对网络的监控。当然，电信网管理技术也是随着电 信网的本身的发展而发展的，和电信网本身一样，也走过了从手工到自动化再到 智能化的过程。在早期还是使用人工接续的交换方式时，电话网的管理工作主要 是由话务接线员完成的。接线员可以知道本地网络中发生的事件，据此，他可以 随时的动态调节网络中的业务量。这是一种人工方式的网络管理。 自动化网络管理分散地由各个交换机收集有限的网络状态数据并处理，各地 的交换机独立的对网络进行简单的控制。随着计算机技术的应用，出现了以程控 交换机为基础实现的网络管理系统，考虑到计算机成本以及集中管理对全局控制 的优势等原因，各个交换机收集的有限的网络状态数据均传到一个统一的网络管 理中心集中处理，将处理结果再返回到各个交换机，由他们对网络实旋具体的控 制。 随着计算桃技术的进步、计算机成本的降低，交换机的智能越来越高，交换 机的容量和电信网的规模也越来越大。因此，网络的管理问题变得也越来越复杂， 集中式的网络管理和网络状态数据的处理已经越来越难以胜任新的网络管理需 求。因此要求交换机也直接完成部分的网络管理工作，只让少部分的数据交由网 络管理中心处理，由网络管理中心和各个交换机共同完成网络管理和控制工作， 是一种有一定智能的分布式的网络管理模式。 随着电信网规模的进一步扩大和广泛的应用，网络管理的范围也在扩大，而 且良好的网络管理技术对电信网的正常可靠的运行也显得越来越重要了。另一方 面，网络管理的复杂程度增加后，由于网络管理引起的开销也越来越大，为了不 使由于网络管理而干扰正常的电信通信。人们提出了在电信网之上单独架构独立 的专门用于网络管理的网络的设想，由此产生了电信管理网t m n t 5 1 。 2c d m a 2 0 0 0 网络结构拓扑 随着移动通信技术的出现和发展，在经历了g s m ( g l o b a ls y s t e mf o r m o b i l e ， 全球移动通信系统) 网络的建设发展后已经进入新代移动通信技术c d m a 网络 的建设和发展。与g s m 第二代通信系统一样，c d m a 移动通信网络也是由m s s ( m o b i l es w i t c h i n gs y s t e m ，交换子系统) 和b s s ( b a s es t a t i o ns y s t e m ，基站予 系统) 两部分组成，它们均是o m c 网管系统的管理对象。c d m a 网络的拓扑图 如图1 1 所示： ( 1 ) m s s 包括m s c 、v l r 、a u c 和h l r ： ( a ) m s c 是移动交换中。1 1 , ，负责控制信息和用户数据的交换，并且与多 第一章绪论 3 个b s c 和其它的m s c 相连交换信息； ( b ) h l r 是归属位置寄存器，存储移动用户的各种登记信息： ( c ) a u c 是用户鉴权中心，对接入的各用户的服务和功能进行鉴权； ( d 1v l r 是拜访位置寄存器，登记漫游用户的临时信息。 ( 2 ) b s s 包括b s c 和b t s ： ( a ) b t s 是基站的收发信机，与手机或移动台等各种移动终端进行通信 ) b s c 是基站控制中心，控制一个或多个b t s 。 图1 1c d m a 2 0 0 0 网络结构拓扑圈 c d m a 2 0 0 0 是第三代移动通信的三大标准之一，它的演进是沿着i s - - 9 5 ( 2 g ) - - c d m a 2 0 0 0 i x ( 25 g ) - - c d m a 2 0 0 0 ( 3 g ) 的路线发展，现在国内c d m a 2 0 0 0 的商用网路建设主要啦c d m a 2 0 0 0 1 x ( 2 5 ) 为主，还存有少量i s - - 9 5 的商用删 络及c d m a 2 0 0 0 ( 3 g ) 的试验局。 3 移动通信网络网管现状 g s m 网络经过几年的发展，目前网上设备品种繁多，有西门子、贝尔、金鹏、 阿尔卡特、摩托罗拉、中兴、华为等多厂家提供的设备，为了对这些设备进行维 护、管理，必然需要有o m c 。目前，g s m 网中将o m c 分为两大类：o m c s 负 责对m s s 侧进行管理；0 m c r 负责对b s s 侧进行管理。对0 m c s 而言，由于 生产厂家不同，其相应的操作维护中心使用的软件、维护界面也不尽相同。因此， 网上西门子交换机对应一套o m c ，贝尔交换机对应一套o m c 。同理，o m c r 也是各个厂家各自套。同时，各厂家使用的软件平台也不相同，各网管系统就 分布在不同的平台上，而且界面分布在不同的机器上，操作人员需要启动不同的 网管界面，势必造成网络管理和维护上极大的不变，使得运营商的维护效率和管 理水平都受到限制i 6 】。 同样，在c d m a 的网络建设的前两个阶段c d m a i s 9 5 和c d m a 2 0 0 0 1 x ， c d m a 的网管系统也是按照g s m 的开发方式分为基站侧和交换侧分别开发。由于 运营商采购的也是多个设备提供商提供的设备，与g s m 网管系统相同，在局方也 统一两管下告警管理的设计与实现 存在多个厂家的多个网管系统，并且各厂家的无线侧网管和交换侧网管分别开发。 1 3 论文的主要工作 告警管理是网管系统的一个重要的模块，针对移动网管建设的现状，告警管 理中存在以下的问题：告警管理不能监控多种类型的网元，m s s 侧的告警管理与 b s s 侧的告警管理不能兼容；告警管理不能对同一种类型的网元的新老系统兼容， b s s i x ( c d m a 2 0 0 0 1 x 网络的b s s 侧) 网络的告警管理不能监控b s s 3 g ( c d m a 2 0 0 03 g 网络的b s s 侧) 网络：告警管理只能监控本地网元，不能从全局的角度 监控地区级或省级所辖的网元运行信息：告警管理只能运行在单一平台之上，没 有跨平台性：不同类型的网元的告警管理分别单独开发，做了许多重复的工作， 浪费人力物力资源。 本文的主要工作是论述了告警管理在统一网管平台下的设计与实现，对以上 存在的问题提出解决方案，分为两大部分，一部分是平台支撑部分的研究与设计， 这是设计和实现告警管理的基础，一部分是告警管理的设计与实现。 本文首先研究了t m n 网管技术，分析了三种典型管理模型的优缺点；介绍 了一种统一网管平台的框架结构，分析其兼容性，对实现统一网管的关键技术及 其在网管系统中的应用进行介绍。 针对现在c d m a 网管系统没有实现多级集中网管的现状，研究和设计了级联 模块，用于上下级网管系统的互连及消息交互，实现多级网管：分析网管系统中 客户端和服务器端消息交互的特点，设计了一种统一的消息交互的接口f 口方便 客户端和服务器端消息交互：针对现在网管系统不能监控多类型网元的状况，设 计了网元中介模块用于适配不同类型的网元，使系统可以管理多种类型的网元。 通过以上模块实现了多级网管系统之间、同级网管系统各模块之间、客户端与服 务器端、服务器端与网元前台之间的消息交互，是实现告警管理的基础支撑。 本文根据c d m a 网络拓扑结构，提出了一种告警管理的管理信息模型，给出 告警树、告警池、告警同步的概念，保证告警消息的实时可靠性，在告警管理信 息模型的基础上设计告警管理的体系结构；基于共有功能与特有功能相分离的观 点，抽象告警管理的菇有管理功能，使之为不同类型网元的告警管理系统可以复 用，而对各种类型网元特有的管理功能分开实现，达到对不同类型网元的统一管 理。 整个告警管理系统采用了e j b l 7 、j m s e 羽、j n d l l 9 1 、x m l i io j 、j a x p i i l l 、j d b c tj 2 1 、 s o c k e t l l “、r e f l e c t i o n 4 j 等技术，设计成多层次分布式的结构，具有跨平台、可移 植性、易扩充等特点，可以对b s s l x 、b s s 3 g 和m s s 等网元进行管理监控，同 时提供接口，易于接入对不同类型的网元进行监控管理。 第一章绪论 1 4 论文结构 本文论述了c d m a 2 0 0 03 g 网管的告警管理的设计与实现，主要内容包括平 台支撑模块的设计，告警管理体系结构的分析设计，各功能模块的设计开发。 全文共分五章： 第一章简单介绍论文的背景知识、论文所做主要工作及论文的组织结构及内 容概要； 第二章介绍电信管理网的概念，管理功能、体系结构，并对几种典型的刚管 模型进行分析； 第三章论述统一网管平台的设计、各模块功能简介及兼容性分析，对采用的 关键技术j 2 e e 、x m l 及i l o g 相关概念及其在统一网管系统中的应用进行简单 的介绍和论述； 第四章平台支撑模块的设计，主要论述级联模块、f 口管理模块及e m f 模块 的设计与实现，这些模块是告警管理实现的基础； 第五章在分析c d m a 3 g 网络拓扑图的基础上，提出种构建告警管理的信 息模型，介绍了告警树、告警池和告警同步等概念，在以上的基础上，设计告警 管理的体系结构，分析设计了告警c a f ( c o m m o na p p l i c a t i o nf u n c t i o n ，公共管 理功能) 、b s s 3 g 告警m a f ( m a n a g e m e n t a p p l i c a t i o nf u n c t i o n ，管理应用功能) 、 b s s 3 g 告警w s f ( w o r k s t a t i o nf u n c t i o n ，工作站功能) 及b s s 3 g 告警e m f ( e l e m e n t m e d i a t o rf u n c t i o n ，网元中介功能) 等模块。 6 统网管下告警管理的设计与实现 第二章电信管理网技术 当前电信网络管理系统的建设基本上都参照t m n 的标准，本章介绍t m n 的 相关概念、t m n 的管理功能及体系结构，分析了t m n 的三种典型的电信网管模 型。 2 。1t m n 和电信网的关系 近十几年来，在全世界范围内，电信市场在不断迅速扩大。为降低网络成本， 网络运营商引入多厂商设备，在得到利益的同时，也带来了电信网络管理复杂程 度的增大，网络中的设备越来越多样，同样的设备由多家厂商提供，设备的不断 更新又使相同设备具有不同的版本。所有这些使得通信网越来越复杂。同时，为 向用户提供高质量、高可靠性的电信服务，增强企业竞争力，有效降低网络运营 成本，电信运营商必须采用先进的技术和自动化的管理手段，因此电信网络运行 维护管理的重要性也就日益突出。 面对日益复杂的电信网络及多种电信业务，传统的电信网络管理系统已经不 能适应现代电信网络运营管理的需要。在这种情况下国际电信联盟i t u ，t 于1 9 8 8 年提出了电信管理网t m n 的概念。在m 3 0 1 0 1 习建议中指出。电信管理网是提供一 个有组织的网络结构，以取得各种类型的管理系统o s 之间、管理系统与电信设备 之间的互连，是一种采用商定的具有标准协议和信息接口进行管理信息交换的体 系结构。 图2 i 电信管理网和电信网的一般关系 第二章电信管理网技术 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。其基本原理之一是使管理功能与电信功能分离。t m n 和电信网的关系 是管与被管的关系，是管理网与被管理网的关系。t m n 与电信网的关系如图2l 所示。 2 2t m n 的管理功能及体系结构 22 1t m n 的管理功能 t m n 采用i s o ( i n t e r n a t i o n a lo r g a n i z a t i o nf o rs t a n d a r d i z a t i o n ，国际标准化组织) 的o s i ( o p e ns y s t e mi n t e r c o n n e c t ，开放系统互连) 系统管理功能定义，提出五大 电信网络管理基本功能：故障管理f m ( f a u l tm a n a g e m e n t ) 、配置管理c m ( c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ) 、计费管理a m ( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ) 、性能管 理p m ( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) 和安全管理s m ( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) 【j j 。 故障管理是对电信网的运 亍情况异常和设备安装环境异常进行监测、隔离邪 校正的一组功能，包括告警监测、故障定位、故障修复和测试。 配置管理包括提供状态控制和安装功能，对网络单元的配置、业务的投入、丌 停业务等进行管理，对网络的状态进行管理。 计费管理测量电信网中各种业务的使用情况，计算处理使用电信业务的应收费 用，并对电信业务的收费过程提供支持。 性能管理是对电信设备的性能和网络单元的有效性进行评价，并提出评价报告 的一组功能，包括性能测试、性能分析及性能控制。 安全管理主要提供对网络及网络设备进行安全保护的能力，主要有接入及用 户权限的管理、安全审查和安全告警处理。 电信管理网的管理功能分布在电信管理网的管理分层中，t m n 管理功能体系 从逻辑上可分成五个层次，每一层完成特定的管理功能，在这个体系中由底至上 分别为： 网元层( n e t w o r ke l e m e n tl a y e r ) ：代表网络元素，是t m n 管理的对象。 网元管理层( n e t w o r ke l e m e n tm a n a g e m e n tl a y e r ) ：管理网元层，将电信网与 t m n 隔离开来，主要是对网元的管理。 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 ) ：提供全网范围的业务量及性能监 视，网元和子网间的告警关联、配给及应用支持。 业务管理层( s e r v i c em a n a g e m e n tl a y e r ) ：管理和控制电信网提供的业务，包 括业务的建立激活呼叫管理和特征管理。 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 ) ：具有定义附加值网络的能力，还 8 统一网管下告警管理的设计与实现 支持整个网络、资源和虚拟专用网的管理。 2 2 2t m n 体系结构 网络管理系统是一个复杂的系统，t m n 从信息、功能和物理结构等三个方面 对网管系统体系结构进行描述。 2 2 2 ，1t m n 信息体系结构 在t m n 信息结构中主要定义的管理信息模型的概念以及面向对象的管理方 式，提出共享管理知识等概念。t m n 的信息体系结构应用o s i 系统管理的原则，引 入了管理者代理( m a n a g e r a g e n t ) 3 1 的概念，强调在面向事务处理的信息交换中采用 面向对象的技术，主要包括管理信息模型及管理信息交换两个方向。 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，信息模型的建 立实现了将实际电信网络的具体管理问题转化为概念上的管理对象来管理。t m n 采用i s o 提出的g d m o t 岫】( g u i d e l i n e s f o r t h e d e f i n i t i o n o f m a n a g e m e n t o b j e c t ，管理 对象定义指南) 标准模板来描述管理对象，并可以转化成a n s i ，l 的标准语法结构 和源程序代码。这种信息模型决定了以标准方式进行信息交换的范围，模型的活 动实现t t m n 的各种管理操作，如信息的存储、提取与处理等。 管理信息交换有两个功能：管理者的功能和代理者的功能，代理者直接操纵 m o ( m a n a g e do u j e c t ，被管理资源) ，管理者通过c m i s e j ( c o m m o nm a n a g e m e n t i n f o r m a r i o ns e r v i c ee l e m e n t ，公共管理服务信息服务单元) 实施管理操作。管理者 使用c m i p t l 8 l ( c o n u n 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 。公共管理信息协议) 向 代理发送管理命令并接收代理回送的通知：代理响应管理者发来的命令，对相关 的管理对象实施具体的管理操作，并回送反映代理行为的通知给管理者。 管理者、代理和被管对象的关系如图2 2 所示： f 一“ i 实旖管理操作一 一u 管理者 管理操作。 代理 7 no 1 鳓7i 。澉ov 。 m o 图2 2 管理者、代理及管理对象关系图 2 2 2 2t m n 功能体系结构 t m n 的功能结构定义了五种不同类型的功能块，图2 - 3 给出了五种类型的功能 块，其中两种功能块o s f 和m f 完全在t m n 的框内，表示这些功能块完全由t m n 推 荐的标准描述，而其它三种类型的功能块q a f 、n e f _ j 1 1 w s f l 3 1 处在框的边界，表示 第二章电信管理网技术 这些功能块只有一部分功能被t m n 描述。 j q a f j i n e f j ： j 卢i o 、，7 、一，7 m o s f o p e r a t i o ns y s t e mf u n c t i o n m fm e d i a t i o nf u n c t i o n w s fw o r k s t a t i o nf u n c t i o n n e fn e t w o r ke l e m e n tf u n c t i o n q a fqa d a p t o rf u n c t i o n - r - - t h et i v l nf u n c t i o n a lb o u n d a r y 圈2 3t m n 的功能模块及参考点幽 ( 1 、网元功能( n e f ) 在t m n 的概念中，交换和传输系统即是网络元素。由网络元素执行的功能被 称为“网元功能”，这些功能包括： 主要功能：是指支持电信网用户问数据交换的功能； 管理功能：允许n e f 块作为一个代理的角色进行操作。 t m n 中只定义了第二种功能。 ( 2 ) 操作系统功能( o s f ) 操作系统功能执行管理操作并接收通知，根据管理者代理模型，o s f 可以被看 作管理者的功能，而n e f 贝, i j 体现代理的功能。管理系统与网络单元在q 3 参考点之上 通信，在这样一个参考点提供的服务是公共管理信息服务c m i s 。在一个t m n 之 内，可以定义多个o s f ，这些o s f 之间是在q 3 参考点之上进行通信的。另外不同的 电信管理网的o s f 问也可能互相通信，在这种情况下通信是在x 参考点之上进行的。 ( 3 ) 网络工作站功能模块( w s f ) 向管理用户提供了解释管理信息的功能，w s f 向操作用户提供接口( 在g 参考 点) ，这方面的描述也不包括在t m n 的描述中。 ( 4 ) q 适配功能( q a f ) 、 g _ l ， ， 1 0 统一网管下告警管理的设计与实现 其主要功能是提供和非t m n 标准的管理实体的接口。在通信网中，由于各种 原因，会有一些设备不能提供标准的t m n 接口。采用t m n 的目的之一就是要对全 网进行统一和综合的管理，即能够进行端到端的管理，因此，必须有办法对不能 提供标准t m n 接口的设备进行管理，q a f 的功能就是提供对这些不具备t m n 标准 接口的设备的接口适配功能。 ( 5 ) 中介功能( m f ) 中介功能块用于在n e f 、q a f 手 i o s f 之间的作信息的传递，一个m f j ；) j i 范模块 将一个或多个n e f 和q a f 功能块连接到一个o s f 功能块上，具体讲，中介功能块的 功能体现在如下两方面： 增强o s f 的功能，例如，用于存储和过滤管理信息。 增强n e f 的功能，例如，将管理信息的本地表现形式转换成标准形式。 t m n 的功能结构引入了参考点的概念来详细描述功能块间的联系，相应地有 五种类型的参考点。其中( q 、f 、x ) 完全d a t m n 标准描述，而其它两类( g , t l m ) 则只是部分被t m n 描述。 2 2 2 3t m n 物理体系结构 除了功能体系结构外，t m n 还定义了物理结构1 3 】。定义物理结构的目的是给 出如何将功能块映射到建造块( b u i l d i n g b l o c k 即物理设备) 上以及将参考点映射 到接口上。事实上，物理结构定义了功能块和参考点是如何被执行的。 t m n 的物理结构定义的建造块有网络单元( n e ) 、中介设备( m d ) 、q 适 配器( q a ) 、管理系统( o s ) 、工作站( w s ) 和数据通信网( d c n ) 。 每个建造块分别执行相同名字的功能块，也可能在单一建造块上执行多个功 能块。例如，一个管理系统可用于执行多个0 s f ，也可以用于执行一个o s f 、一个 m f 和一个w s f ，在这种情况下，建造块的取名是以主要功能块的使用为准。 2 3t m n 管理模型 t m n 采用管理代理的信息体系模式描述事务的处理过程，在实际的实旋中， 根据实现协议不同，又产生了不同的管理模型，当前，t m n 典型的管理模型主要 有：期：q 3 1 1 9 】 2 0 l 管理模型、基于c o r b a t 2 1 1 ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e r a r c h i t e c t u r e ，公共对象请求代理者体系结构) 管理模型及基于s n m p 2 2 】( s i m p l e n e t w o r k m a n a g e m e n t p r o t o c o l ，简单网络管理协议) 管理模型。 1 基于q 3 管理模型 t m n 总的原则是实体间对话的管理是从属于要管理的网络的模型化抽象表示 的，这种表示是所有管理操作都发生的基本信息媒质。操作人员在工作站显示器 第二章电信管理网技术 上看到的并非实际的网元b t s 或b s c ，而是经过重大抽象的文本或图形表示；只是 考虑那些同网络管理有关的部分。这种表示要求必须在管理数据库内定义和存储 一个能表示这个网络，又经过抽象化的信息模型。此模型必须列出网络的不同组 成成分、它们之间的关系和属性。属性的概念必须包括最广泛的含义：包括静态 方面，半静态方面及适时信息，网络组成部分也是对象，是包含所有被管理方面 的一个更广泛的概念。 这个信息模型可以作为q 3 协议的模型。在这种模型中，对被管设备的表示所 作的动作将由报文传送给被管设备中的网络要素功能，此代理设备保留模型表示 中与它直接相关的部分，并连续的对它调整。它们必须将抽象表示的调整成对设 备本身的具体动作。 尽管q 3 信息模型经过了很长一段时问的发展，但q 3 接口涉及n o s i 的七层协议 栈，c m i p 协议又相当复杂，实现起来代价较高，因此，真正采用q 3 信息模型的删 管系统并不多见。目前，主要应用在高层网关向上提供0 3 接口。 2 基于c o r b a 管理模型 t m n 虽然采用了基于o s i 系统管理的面向对象的建模技术，但对于如何构造管 理系统以及管理系统之间如何实现互操作，t m n 并没有深入研究，而c o r b a 目前 已经是一项比较成熟的分布式面向对象技术。可以预见，在不久的将来，c o r b a 将被广泛用于开放的电信市场环境下业务的快速构造及资源和业务的有效管理。 相对于网元和由网元组成的网络而言，电信业务的异质性更强，业务种类多种 多样：每一项业务的实现通常要涉及不同类型的网络资源、业务组件；要和各种 不同形式的数据发生关联；同时，业务经常处于动态变化之中；很多业务还需要 不同管理域之间相互配合才能完成，因而对业务的管理更为复杂。传统o s i 系统管 理所支持的管理者代理方式，通过命名树标识管理对象实例以及面向连接的c m i p 协议和该协议支持的管理对象定界和过渡功能等，适用于t m n 网络层以下的管理， 却不适用于业务层的管理对象。相反，c o r b a 体系结构所支持的对象模型能够满 足业务层的管理需要。相对于g d m o 而言，i d l ( 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 ) 语 言非常简介、明了，适合于对业务对象的建模：对象之间可以通过o r b ( o b j e c t r e q u e s tb r o k e r ) 相互调用对方提供的服务；有分布透明的支持，业务对象和组件 还可以在网络内动态迁移。因此，在t m n 业务管理层采用c o r b a 技术将使得对电 信业务的管理更具开放性、灵活性。 3 基于s n m p 的管理模型 s n m p 是被广泛接受并投入使用的工业标准，它的目标是保证管理信息在任意 两点中传输，便于网络管理员在网络上的任何节点检索信息，进行修改，寻找故 障；完成故障诊断，容量规划和报告生成。它采用轮询机制，提供最基本的功能 统一网管下告警管理的设计与实现 集。最适合小型、快速、低价格的环境使用。它只要求无证实的传输层协议u 0 p ， 收到许多产品的广泛支持。 s n m p 是s g m p ( s i m p l eg a t e w a ym o n i t o r i n gp r o t o c o l ，简单网关监视协议) 的 提高版，由于容易实现，得到了广泛的应用。概括起来s n m p 的优势还有： 简化了被管功能减少了被管功能数目，s n m p 只有g e t 、g e t n e x t 和s e t 三种请求： 易于扩展，可按照a s n 1 即抽象文法符号l ，和a s n 1 定义的s m i 即管理信息结 构，自定义私有m i b 即管理信息库； s n m p 独立于被管设备，无论是l p 设备，如路由嚣和挢，还是a t m 设笛均可使 用s n m p 管理。 4 典型管理模型的分析 t m n 的几种典型的管理模型中，c o r b a 模型非常适合于分布式系统的开发， 并且重用性、可靠性极强，非常适合于网元层以上网络层和业务层的管理开发， 但是，目前将c o r b a 运用于单板的技术尚在研究之中。并末成熟，所以并不适合 于网元管理层的开发。而q 3 管理模型的协议非常复杂，难于实现，就是在其它一 些高层网络管理中，真正支持q 3 接1 ：3 也不多见，所以不利于网管系统的快速开发， 推出市场。s n m p 管理模型实现代价小、简单，但是s n m p 协议支持功能过于简单， 适合于一些标准的设备，进行常见的管理操作，但并不适合于各设备厂家对于物 理设备相关的管理功能的实现吲。 由以上的分析可以看出，三种典型网络管理模型都不适合现在c d m a 网络网元 层的网络管理系统的开发。所以在统一网管系统中，并不直接采用以上的几种管 理模型，我们可以从中学习和借鉴，采用管理代理者模型，它们之间交互采用自 定义的协议。 2 4 本章小结 本章介绍了t m n 的相关概念，t m n 与电信网的关系、t m n 的管理功能及体 系结构，同时介绍了三种典型的电信管理模型，分析了各自的优缺点。t m n 技术 是建设电信网管系统的参考标准，是我们构建统一网管平台及告警管理系统的基 础理论。 第三章统一罔管系统及其实现关键技术 第三章统一网管系统及其实现关键技术 3 1 统一网管系统 1 现有网管系统的问题 现有的c d m a 网络系统中，采用了g s m 系统的网管的开发方式，b s s 和 m s s 网管系统分别开发：同时，对于在c d m a 系统演进过程中变化较大的b s s 侧，b s s l x 系统和b s s 3 g 也采用了两套不同的网管系统；从大的方面来看， c d m a 2 0 0 0 和w c d m a e “j 两种( w i d e b a n d c d m a ，宽带c d m a ) 制式通信网络 网管也采用分别开发的方式；在c d m a 网络建设初期，各网管系统都孤立地分前i 在不同的地方，没有建立多级集中式的网管系统。 从以上分析可以看出，现在网管系统存在的主要问题有： 多种专业网管系统的存在，不同类型的网元对应不同的网管系统； 同类型网元，新老网管系统不兼容； 各网管系统间不能互连互通，没有建立级联的集中网管系统。 2 统一网管的必要性 多类型网管系统的存在给网络管理者带来很大的维护问题，与电信运营商日 益要求的维护方便、操作统一相差甚远；在实际中，运营商在招标时更是明确把 统一的网管系统当作一个重要的参考因素；拥有统一的网管，就在竞争激烈市场 中占有非常有利的位置。 从运营商的角度来看，统一的网管系统是非常必要的，统一的网管系统便于 管理者对网络设备进行管理，提高管理效率。对设备提供商来讲，能对企业生产 的所有的网络产品进行统一网管，有利于提升企业在市场中韵竞争力，同时，如 果所有的产品可以统一网管，而不要针对不同的网络产品单独开发，减少了重复 劳动，降低产品的生产成本，减少了维护费用，增加了企业的效益。 3 实现统一网管系统的可能性 不同网络通讯设备的管理有着不同的需求，但从网管系统功能的角度来看， 它所实现的目标是统一的，按照t m n 的建议，网管系统一般都由五大功能模块 组成，并且不同的网管系统每一个管理功能模块的业务流程都是相同或相似的。 例如：配置管理中，对系统网元的添加、删除、修改，在性能管理中，对系统的 性能数据进行收集和分析，在故障管理中，对告警的收集和管理，对系统网元进 行诊断，在安全管理中，对登录用户进行鉴权和授权等。 同时，在网管系统中，还有一些共同的提供基本服务的功能模块，例如：文 1 4 统网管下告警管理的设计与实现 件管理、消息服务、调试打印、数据库访问等，这些模块在所有的系统中的功能 和实现都是相同的。 从以上的分析可以看出，在所有的网管系统中，存在许多的共同点，可以把 这些共同的业务流程和共有模块抽取出来加以实现，而对于各类型网管不同的具 体的管理应用部分在二次开发的时候实现，这样针对不同类型的网元设备的管理 系统的开发，只要在共有功能模块上进行具体应用相异部分的开发。 统一网管系统u m s 分为两大部分：统一网管平台部分u e p 和具体管理应用 部分。统一网管平台主要实现支撑功能，实现网管系统中公共复用部分，提供统 一接口，以供上层应用调用，上层应用针对具体的网元开发管理应用功能，平台 提供框架，可以使具体网元的管理功能接入到统一网管平台中。 3 2 统一网管平台的结构及功能模块 1 统一网管平台的框架 在参照t m n 的功能体系结构基础上，统一网管平台的系统架构设计如图3 1 所示。 2 平台各功能模块介绍 a ) p s f ( 平台支撑功能) ：这部分离操作系统最近。主要提供一个应用可以运行 的支撑体系。这一部分与开发什么样的系统无关，可以用来重用。提供的功能 主要有通信管理。调度控制，消息服务，事务管理，命名管理，文件系统，时 钟同步，调试打印。这部分功能和其它的每个功能都要发生关系，接口比较多。 b ) w s f ( 工作站功能) ：w s f 是位于客户工作站上的应用，提供t m n 所规定的 f