（通信与信息系统专业论文）基于tmn的本地网集中监控系统ltim20的设计和实现.pdf

北京邮l u 人学顷i 学泣论文恭于t m n 的本地删集中监挣系统l t i m 2 0 的破计1 j 实现 摘要 网络管理一直是电信网建设的一个重要方面。为了在开放的、多厂商的环境 中有效地管理复杂的电信网络及业务，丌u t 于8 0 年代开始了对电信管理网 ( t m n ) 的研究。经过二十年的发展，已制定出了一系列的标准和规范，t m n 的框架己基本完备，t m n 的建设在技术上己具备可行性。 随着电信技术迅猛发展、网络规模不断扩大以及网络上的新业务不断增多， 对网络的可靠性、服务质量及灵活性都提出了更高的要求，对网络管理技术也提 出了更高的要求。 为了满足本地网的管理中出现的新的需求及特点，我们基于t m n 标准设计 和实现了本地网集中监控系统l t i m 2 0 ( l o c a lt e l e c o m m u n i c a t i o ni n t e g r a t e d m a n a g e m e n t ) 。 本论文的主题是论述l t i m 2 0 系统的总体设计思想和具体的实现技术。 论文用四个章节来论述这个主题。 第一章电信管理网与t m n 理论。介绍了电信管理网的产生发展及其现状， 并对t m n 的基本理论进行介绍，也是本论文的理论依据。 从第二章开始，进入本文的核心。首先介绍了系统的设计原则与目标，其次 阐述了系统的总体设计思想，最后从功能需求和具体设计方面对系统的各个模块 进行了详细的分析和设计。 第三章是介绍本人主要完成的程序工作。包括性能管理模块和告警故障监控 模块的具体实现。 第四章是关于告警相关性的理论分析。这是在上层分析中对网管系统的数据 进一步应用的方法设计。 这篇论文是作者在研究生的学习工作期间，根据相关知识的学习研究和一年 多的网管系统项目实践经验所作的一个理论和实践的全面总结。 关键词：t m n 本地网网管话务告警 第1 页 北京瞄f 乜太学颤 ：学位论文堆十t m n 的本地旧集中监控系统l t i m 20 的设汁l j 实珧 a b s t r a c t t h e r ea r et w o p r o j e c t si nt h e d e v e l o p m e n t o fc h i n e s et 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 s o n e i st h a th o wc a nw ei n t e g r a t ee x i s t e d s p e c i a l i z e d n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m si n t ot m n s y s t e m t h eo t h e ro n ei sh o wc a r lw e i m p l e m e n t r e a lt m nb a s e d s y s t e mf o ro u rt e l e c o me n t e r p r i s e t h i st h e s i s ，w h i c hf o u n do nt h et w o p r o j e c t sh a v er e f e r e dj u s tn o w , t r i e st of i n da w a yi nd e s i g na n di m p l e m e n t a t i o nt h el t i m 2 0s y s t e m ( l o c a lt e l e c o m m u n i c a t i o n i n t e g r a t e dm a n a g e m e n o b a s e do nt m ns t a n d a r d i tc o n s i s t so ff o u rc h a p t e r s t h ef i r s tc h a p t e rp r e s e n t st h eb a s i cp r i n c i p l ea n da r c h i t e c t u r eo ft m n i ti n c l u d e a no v e r v i e wo ft m na r c h i t e c t u r e sa n da ni n t r o d u c t i o nt ot h et m n l o g i c a ll a y e r e d a r c h i t e c t u r e t h es e c o n dc h a p t e ri sai m p o r t a n tp a r to fm yt h e s i s a b o v ea l li t p r e s e n t st h e f u n d a m e n t a la n dt h e g o a lo ft h es y s t e m ，n e x t i t p r e s e n t st h ed e s i g ni d e a ，f i n a l l y i t a n a l y s ea n dd e s i g nt h em o d u l e s o fl t i m 2 0s y s t e m t h et h i r dc h a p t e ri n t r o d u c e sm yp r o g r a mw o r k i ti n c l u d e st h ei m p l e m e n to f p e r f o r m a n c em a n a g e m e n tm o d u l ea n da l a r mf a u l tm a n a g e m e n tm o d u l e t h ef o u r t hc h a p t e rd i s c u s s e sa l a r mc o r r e l a t i o na n a l y s i s a l a r mc o r r e l a t i o np l a y sa i m p o r t a n t r o l ei nn e t w o r kf a u l tm a n a g e m e n t t h i st h e s i si sas u m m a r yo f t h ea c h i e v e m e n tb a s e do nt h em yr e s e a r c ha n dn e a r l y o n ey e a rn e t w o r k m a n a g e m e n te n g i n e e r i n gw o r k i n g sd u r i n g t h em y g r a d u a t e sp e r i o d ih o p ei tw o u l d h e l pt h ep e r s o n w h ow a n tt ow o r ki nt h ea r e ao f n e t w o r k m a n a g e m e n t k e y w o r d ：t m n n e t w o r km a n a g e m e n t ，a l a r mc o r r e l a t i o n 游i i 硪 北京邮电大学砸l 一学位论j 耩于t m n 的本地h 集中陆拄系统l t i m 20 的设汁与实现 第一章电信管理网与t m n 理论 1 1t m n 的产生及发展 1 1 1t m n 的产生及目标 随着电信技术迅猛发展、网络规模不断扩大，网络的异构性和复杂程度都大 大增加。而且，由于运行在网络上的新业务不断增多，因此人们对网络的可靠性、 服务质量及灵活性都提出了更高的要求，从而导致网络的运行、维护和管理开销 越来越大。8 0 年代以来，这一矛盾日益突出，传统的专有网络管理系统已不能 适应信息时代的要求，因而迫切需要开放式、标准化的新的网络管理系统。1 9 8 2 年，智能传输网被正式列入议事日程；1 9 8 6 年，电信管理网( t e l e c o m m u n i c a t i o n s m a n a g e m e n t n e 啪r k ，t m n ) 的概念被正式提出；随后，c c i t t 和r r u - t 制定了 一系列的相关标准。电信管理网把网络负荷管理、设备故障监控等各个独立的系 统综合到一起，将各种网络管理功畿用一个统一的管理网来实现。 电信管理网是提供一个有组织的网络结构，可以提供一系列的管理功能，以 获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，是采用预先定 义的标准协议和信息的接口进行的管理信息交换的体系结构。电信管理网真正实 现了管理与网络的分离，这样只要保持接口的相对稳定性，管理系统与网络的变 化都不会对对方产生太大的影响。t m n 是一个完整的独立的管理网络，这个网 络在特定的点上与电信网交互，管理电信网。t m n 的基本思想是：在开放的环 境中，采用标准的管理协议来传送标准的管理信息，这可保证管理系统的高度适 应性和可持续建设性的要求，在网管系统系统结构的研究中这是一个质的飞跃。 t m n 采用了了开放式的体系结构，允许多厂家环境以可互通的方式进行管 理信息交换，它体现了世界电信的发展趋势，因而受到了各国电信业的普遍关注。 t m n 的目标是利用标准化的协议和接口，为电信主管部门提供全面的电信网管 理功能并提供它自身与电信网之间的通信接口。 第1 页 北京i l l l i i b 大学顺卜学位论史基于t m n 的本地h 集中：f ：i 拎系统l t i m 2 0 的鞋计与实现， 1 1 2t m n 的发展和未来趋势 综观世界各发达国家电信网络的发展情况，大体朝两个方向发展，一是系统 功能的智能化：二是全网管理的综合化。可将网络管理系统的演进分为三代： 第一代管理系统由分散的专业网组成提供基本信息的采集、过滤、存储、 显示功能，很少具有分析处理和决策支持的能力。 第二代管理系统实现了各专业网的“物理”综合，其管理数据被综合到同一 数据库，系统基于统一的用户界面。对于管理数据处理、决策支持、和自动控制 是基于静态规则的。 第三代管理系统实现了功能上的综合，基于网络状态管理整个网络，是分布 式网络控制和集中远程管理的结合，使用标准化的管理规程和网络设备。 目前我国的网管系统还处于第一代和第二代管理系统水平上。而电信网络管 理的发展与电信网络及业务的发展、计算机产业的发展息息相关。目前，电信网 络管理正朝着标准化、综合化、自动化、智能化、分布式的方向发展。 标准化： 电信网络是的多厂商设备的异质环境，标准化是快速实现开放互连综合电信 网管的途径。 “t m n 的基本思想是为各种各样的操作系统与电信设备之间实现互连提供 一种有组织的结构，以便共有一种具有标准化接口( 包括规程和信息) ，并为人 们所认可的结构交换管理信息”( 摘自m 3 0 1 0 ) 。 综合化：从t m n 的观点来看，综合化的管理方式主要在网络管理层实现， 其目的是能够共享各个专业网的管理信息和数据，以达到对全网运行状态综合判 断和控制的目标。 分布式：电信网络的功能处理分布包括：集中管理分散控制本身、管理集中 时功能的行政或地域部署，以及需要彼此联系的不同管理域间的综合管理。提高 分布处理系统效能的分布处理技术：开放式分布处理( o d p ) 、通用对象请求代 理结构( c o r b a ) 、电信信息网络结构( t i n a ) 、x 5 0 0 。 智能化：电信网络管理的智能化发展趋势主要表现在两个方面：一是网元 t 。智能化增强，其自动控制能力加强；二是人工智能( a i ) 技术的引入、主要 有神经元网络系统和专家系统。 第2 撕 北京郇b 火学顺i ：学位论史基于t m n 的本地刚集中监控系统l t i m 20 的设计与实现 1 2 电信管理网与t m n i t u t 在m 3 0 1 0 建议中指出：电信管理网的基本概念是提供一个有组织的 网络结构，通过采用标准化的协议和信息接口进行管理信息交换，以实现各种类 型操作系统( o s s ) 之间、操作系统( o s ) 与设备之闻的互连。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。 对于 t u t 的上述定义，我们可以这样理解：从技术和标准的角度来看， t m 2 q 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：从逻辑和实施方面考虑，电信管理网是一个由各种不同的管理应用系统，按 照t m n 的标准接口互连而成的网络。这个网络在限定点上与电信网连接。电信 管理网与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 与电信网的关系见下图： o s ：曹埕最玩 w s = 工作站 图：t m n 与电信网的关系 图中上方框内的部分就是t m n 它由以下几个部分组成： 电信网设备接口：用于数据采集和执行网管指令，负责从电信网设备中收集 相应设备的网管信息，或执行网管系统的指令，对交换系统或传输设备的状态和 参数进行控制。电信网接口可以是电信网设备的一部分，也可以在电信网设备外 部添加。 第3 血 北京| | | | f l 乜人学顾1 ：学位论文堆十t m n 的牟地h 嶷中：瓶控系统l t i m 20 的设| 十j 实现 运营控制系统：在t m n 中，可以有多个运营控制系统，每个运营控制系统 通常由组计算机组成，是电信管理网的中心。运营控制系统处理从电信网采集 到的网管数据，发送对电信网设备的控制指令。网络管理人员通过运营控制系统 对电信网进行管理和控制，所以运营控制系统一般都具有友好的人机接口，包括 网络信息的显示输出、控制指令和参数的输入。 数据通信网：数据通信网负责运营系统之间、运营系统与电信网之间的通信， 是一个可靠的专用数据网。 网管工作站：网管工作站可以认为是网络运营控制系统的本地或远程操作终 端。网络管理人员在工作站上就能实现对电信网的管理。网管工作站通过电信管 理网与各个运营系统相连。 1 3 中国电信管理网的发展 中国电信管理网是一项规模十分庞大的工程其基本设想是将现有的长途交 换网、本地交换网、p d h 传输网、s d h 传输网、g s m 数字移动通信、t a c s 模拟移 动通信、无线寻呼、集群电话、数据通信、七号信令网等的管理系统集成在一起， 组成一个综合性的电信管理网，实现对整个中国电信设各、网络及业务的统一管 理，并保证能适应未来网络和业务的进一步发展及新的管理功能需求。 对网络中现存的与厂商产品密切相关的各种管理系统，要在尽量充分利用的 情况下，根据需要、通过增加0 接口适配设备使其具备0 3 接口，将其纳入t m n 的 管理框架。具有q 3 接口的n e 和o s 能保证彼此问良好的互操作特隍。在此基础 上，可充分考虑各专业系统间的相关性开发更高层次的、具有新功能的管理系 统，实现各种业务数据、业务逻辑的共享，更好地预测网络业务流量、定位网络故 障、实时控制网络路由、提高业务接通率、科学地规划未来网络结构。 中国电信网管向t m n 演进的过程将分几步进行，每个阶段的结果都将是一个 能够解决实际问题的系统，并在功能上有所提高，最终实现符合t h i n 标准的综合 性电信管理网。第一阶段，实现各个专业网络( 如交换、传输、数据、移动通信等 网络) 的全国网管系统。在这个阶段主要是尽可能采用符合t l - n 思想的网管平台 设计好各专业全国网的网管系统结构，并实现简单的网络级管理功能，如目前追 切需要的对故障的监测和上报功能。设计时，除考虑到全国和各省两级网管系统 第4 负 北京i i l l 5 i 乜大学硕卜学位论文捧十t m n 的丰地| q 集中监控系统l t i m 20 的设计j 实现 i f i j 的q 3 接口外，还要考虑与其它专业网管之间的x 接口。在国家一级，各专业网 的全国网管中心通过局域网或d d n 连接成国家电信管理网。 第二阶段，分为以下两步： 完善各专业网管系统。在各专业网管系统完成故障管理等基本管理功能后， 完善其它( 如性能、配置、安全等) 管理功能。同时对于内部采用s n m p 或其它 非q 3 方式实现的专业网管系统( 如当前的全国长途网管系统) ，在其对外( 其它专 业网管系统) 的接口上适配，以实现可与其它专业管理系统互操作的x 接口。 各专业网管按需求综合。在这一步，尝试实现涉及多个专业网的管理功能。 如实现涉及传输和交换的综合告警监测、故障定位及处理的管理功能，从而在故 障发生时，能及时判断是传输还是交换的问题、是有线还是无线的问题，并完成从 告警产生到告警确认、障碍单自动生成、障碍单分派等相关任务，实现传输和交 换综合告警处理业务流程的计算机自动化。 第三阶段，在各专业网的网络管理层基础上，实现电信业务综合管理。由于电 信新业务增长很快，这一阶段的电信业务综合管理系统将很庞大，并且将与网络 层有更多的交互。 第四阶段，在业务管理层之上，完成t m n 功能结构中的最高层商务管理 层，如电信企业办公自动化系统、电信企业决策支持系统，以及与其它运营者的商 务联系等。 特别是，我国地域广阔、网络结构复杂、电信设备厂家众多、所使用的信息 模型各异，要对它们进行统一管理有很多困难。因此，t m n 在我国必将有广阔的 应用前景。 1 4 国内本地网网管的现状及发展 本地网网管系统是全国电话网网管系统的重要组成部分，是采集，传递，储 存和处理有关电话网维护操作和管理信息的综合系统。它对本地网内的电信设 备进行实时监视、控制和操作，实现全网的集中监控、集中维护、集中管理，有 效地保证网路的运行质量提高人员、设备的利用率，取得良好的经济效益和社 会效益。 新一代的本地网网管监控系统，应该是一个咀交换专业为主、其它专业为辅 第5 页 北京邮叱大学坝l ：学位论义幕于t m n 的本地删集中怕拄系统l t i m 20 的设汁与实观 的多专业集中监控平台，通过对各种网元设备的数据采集，实现对本地网中网元 设备及网络性能的实时监控。该系统中的网元设备分布在整个本地网中，而应用 前台则分布在监控中心、网管中心、支撑中心以及运维部等地方，具有很强的分 散性；同时对网元设备数据的采集到系统响应，实时性要求很高，一旦网元设备 出现告警等异常，系统应能实时地采集到数据，并依此做出响应。这些正是本地 网网管监控系统的特点。 为了满足本地电话网的管理中出现的新的需求及特点，我们基于t m n 标准 设计和实现了本地网集中监控系统l t i m 2 ，0 ( l o c a lt e l e c o m m u n i c a t i o ni n t e g r a t e d m a n a g e m e n t ) 。在下一章中对该系统进行详细的介绍。 1 5 t m n 体系结构简介 1 5 1t m n 的功能体系结构 t m n 功能体系结构的定义只是概念性的。它的目标是尽可能包括绝大多数公 共的和普遍的网络设备的情况。 t m n 在功能上由运营系统功能( o s f ) 、信息转送功能( m f ) 和数据通信功能 ( d c f ) 三个功能模块组成，如错误! 未找到引用源。所示( 其中d c f 功能模块 没有画出，因为不便使用一个简单的圆圈来表示) 。这三种功能模块的适当组合 提供了完成t m n 应用功能的能力。此外，t m n 还必须连接到各个待管理的网络 单元功能( n e f ) 模块和管理工作站功能( w s f ) 模块上。 t m n 簿f 二。粤了 i 曼。 ； q q a f 一m q r n e f 一 图：t m n 的功能体系结构 其中： 运营系统功能( o s f ) 块：处理与电信管理有关信息，以达到监视、协调和 第6 互( 北京f i i f l b 大学顾。i j 学位论义拱于t m n 的本地刈集中嘘拄系士竞l t i m 2 0 的l 啦计与实现 控制电信管理功能的目的。 网元功能( n e f ) 块：负责与t h n 通信，以达到对通信网络的监视和或控 制 工作站功能( w s f ) 块：为管理信息用户提供了解释t m n 信息的手段。w s f 中包含了对人机接口的支持，它处于t m n 之外。 媒介功能( m f ) 块：用于o s f 和n e f ( 或q a f ) 之间的信息传递，以保证信 息符合与m f 相连接的功能块的要求。媒介功能块可以存储、适配、过滤、设门 限和压缩( c o n d e n s e ) 信息。 适配器功能( q a f ) 块：用来连接那些类n e f 和类o s f 的非t m n 实体。它的 任务是在一个t m n 参考点和一个非t m n 参考点之间进行转换。 1 5 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 的功能所需要的各种物理配置的结构， t m n 的一般实际配置如下图所示。 图：电信管理网t m n 的一般物理结构 在t m n 的物理结构中一般把功能体系结构的q 参考点分解为q l 、q 2 和 三个。 第7 页 北京邮l n 大学顾f 一学吐论史 基于t m n 的奉地嗍集中j 谯掩系统l t m 20 的设计与实现 图中，运营系统0 s 一般都是相对独立的系统，完成o s f 功能。转送装置m d 一般要由若干级联的设备来实现，完成m f 功能。数据通信网d c n 是t m n 的一个 信息传输网络，用来实现d c f 的参考点q 3 之间的连接功能。局域通信网l c n 也 是t m n 内的通信网，完成d c f 的q l 和q 2 点之间的连接功能。网络单元n e 则是 电信设备、电信设备的一部分或电信设备的组合，执行n e f 功能。网管工作站 w s 是独立的系统，实现w s f 功能。 1 5 3t m n 的信息体系结构 t m n 的信息体系结构，基于面向对象的技术，将o s i 系统管理原则应用到 t m n ，为了适应t m n 的环境在必要的方面进行扩展，在t m n 的信息结构中主要定 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。 根据i t u t 的m 3 0 1 0 建议书，采用o s i 系统管理信息建模技术来建立信息模型。 o s i 系统管理试图从统一与通用的角度去管理广泛的网络资源。这些资源既有 物理的，例如终端复用器( t m ) 、分插复用器( a d m ) 、数字交叉连接器( d x c ) 、 a t m 交换机、机架上的插件板、通信软件等；也有逻辑上的，如交叉连接、事 件报告、保护选路、算法等。这些被管理资源称为管理对象( m a n a g e do b j e c t ， 简称m o ) ，m o 具有自己的属性。通过面向对象的方法并采用a s n 1 ( 抽象语法 表示法1 ) 来描述这些管理资源。这些管理信息通常是放在称为m i b ( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o nb a s e ) 的数据库中。m i b 仅是一个概念上的数据库，它应理解为 分布在网管中心的m i b 库( 即中央数据库) 以及所有代理系统中本地m i b 库的 集合。在信息模型中，为了能够正确识别被监控系统中的各类对象，o s i 系统 管理引入了登记树( r e g i s t r a t i o nt r e e ) 和对象标识符( o i d ) 。为了以简捷有 效的方式定义管理对象，引入了继承树( i n h e r i t a n c et r e e ) ，它是基于“i s a ” 类型的关系。为了能通过名字来识别每个对象实例，引入了包容树( c o n t a i n m e n t t r e e ) 的概念，而包容树是采用名字连接( n a m eb i n d i n g ) 来构造的。由于网 管系统的实现主要是依据旧与m i b 。因此，和m i b 在网络管理中是非常重要 的概念。 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 ) 的概念，管理者是网管中心网络管理员的代表，它负责向远程 代理发起网管请求命令。代理是网络资源的代表，它接收来自管理者的网管请 求命令，并对被管资源实施操作，然后返回应答结果。在管理者和代理之间可 以存在一对多的关系，即某一管理者可以与若干个代理进行信息交换。反之， 某一代理也可以与若干个管理者交换信息。为了在各个网管系统中能彼此交换 信息，管理者和代理必须使用相同的网管协议、功能模型、信息模型和通信模 第b 甄 北京邮i u 大学硕f 。学位论立 壮于t m n 的本地j 叫集中! 临控系统l t i m 20 的 垃计与实现* 型。否则t 必须进行管理信息的转换通常把这种过程称为迁移( m i g r a t i o n ) 。 下图表示了m a n a g e r a g e n t 的概念，管理者、代理者和对象间的交互： 管理系统 图：管理者、代理者和对象间的交互示意图 t m n 的信息体系结构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。在信息模型中，网络资源被抽象为 被管理的对象。模型决定了以标准方式进行信息交换的范围，模型中的活动实 现t m n 的各种管理操作，如信息的存储、提取与处理。代理者直接操纵被管 理资源，管理者通过c m i s e ( 公共管理信息服务元素) 实旋管理操作。 1 5 4t m n 的管理逻辑分层结构 t m n 采用分层管理的概念，将电信网络的管理分为4 个管理层次：事务管 理层( b m l ) 、业务管理层( s m l ) 、网络管理层( n m l ) 、网元管理层( e m l ) 。 各层管理职责不同，上一层通过下一层实现其管理任务。 1 ) 网元层( n e t w o r ke l e m e n tl a y e r ) 由庞大的网元( n e ) 构成，负责网元 本身的基本管理功能。 2 ) 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 ) 监控网中某个区域的 网元，包括收集有关的统计数据、记录数据及与网元有关的其它数据。并允 许网络管理层通过它与网元层进行会话。 3 1 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 ) 监控网中的所有网元。它允 许对网络进行重构，并允许与业务管理层进彳亍网络性能、利用率和可用性方 面的交互式会话。 4 ) 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 ) 处理契约性业务如顾客与网 络操作员接口，与业务提供者迸行交互式对话，某一顾客将要访问的统计数 据以及与商务管理层进行交互式会话。 5 1 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 ) 处理网络操作员所有对顾客 的提交如网络操作员之间的约定。 目前，网元层、网元管理层与网络管理层已经制订了最终的国际标准，而业 第9 负 些! 些查兰型兰些堡兰 基于t m n 的本地咐集中监拄系统l t i m 20 的设汁与实现 务管理层与商务管理层正在进行国际标准化。 t m n 的应用功能分布在t m n 的管理业务分层中，t m n 的管理功能、管理 业务和管理分层的关系如下图所示。 管理业务举例 t m n 管 理 分 层 分 图：t m n 的管理功能、管理业务和管理分层的关系图 1 5 5t m n 的管理功能 t m n 应支持多种管理功能其中主要包括电信网络的操作、组织、维护和提 供( 0 a m p ) 。t m n 管理功能利用0 s i 系统管理功能并对其有所扩展，根据不同 的管理目的，可以将t 的应用功能分成性能管理、故障管理、配置管理、记 帐管理和安全管理五个分支。 1 性能管理 性能管理提供对电信设备的性能、网络或网络单元的有效性进行评价和给出 报告的能力。它的基本功能是收集统计数据，以及对电信网和网络设备的性能进 行检测，以便发现和矫正网络或网络单元( 网络设备) 的性能和有效性的偏差或 下降并对网络的规划和设计提供支持。 性能管理必须提供有效方法完成以下四大任务：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。 ( 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 焦i o 页 北京i i i g l 乜大学蛳l 学位论立崔十t m n 的本地嗍集中峪控系统l t i m 20 的醣汁j 实现 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。 ( 2 ) 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进行监视。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。 ( 3 ) 网络性能管理控制 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 由网络管理人员实旋人工发出或出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。 ( 4 ) 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。我们在进行网 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。 2 故障管理 故障管理所完成的主要是在电信网中检测异常( 包括故障) 现象、确定其 一性质和位置、将故障隔离并试图矫正等。 故障管理系统主要实现如下功能： ( 1 ) 可生存一隆质量傈证功能 ， 建立评判可靠性的准则指导备品备件配置时应采取的策略以及故障管理 领域里其它功能组的策略。主要有网络中断报告、业务中断报告、网络可生存 性目标设置、业务可生存性目标设嚣、可生存性评估功能等。 ( 2 ) 告警监测 告警监测以实时方式对电信网络设备( 网元) 故障产生的较高级别的告警 进行监视。通过所监视到的故障的性质和级别高度可确定故障对网络、业务的 影响程度。告警监测包含如下内容：告警报告、告警总结报告、确定告警事件 第】m 北京邮f u 大学硕】二学泣论文罐于t m n 的奉地h 集中监控系统l t i m 2 0 的设计与实现 标准、告警指示管理、告警的关联及过滤和告警策略功能。 ( 3 ) 故障定位 建立与相关功能数据库的连接，实现网络故降陕速、准确定位。 ( 4 ) 故障修e 执行故障校正预案，启动网络设备的备用系统。提供报告如自动恢复报告、 重新加载报告、维修派工管理等。修改派工管理可通过运行维护综合管理系统 ( 0 m i i ) 来执行。 ( 5 ) 障碍( 报告) 管理 障碍( 报告) 管理应包括：一般功能、障碍报告、障碍报告策略、障碍信 息查询和障碍处理经验库。 3 配置管理 配置管理是网管系统根据需要对网络中的网元设备n e 进行控制、识别，并 从n e 收集数据和给n e 提供数据。 ( 1 ) 网络提供 网络提供指将设备投入业务使用的除安装外的处理过程。涉及的管理主要 有：组织管理功能、数据管理功能、可分配的设备库存管理、网元资源分配管 理、局间电路设计、网络连接管理、电路储备清单查询、接入路由确定和局所 管理。 ( 2 ) 状态与控制 该功能实际是与性能管理系统和综合故障管理系统衔接的部分。当自动或 周期地施加配置状态与控制时，可视为维护例程的一部分。当故障发生时，管 理系统将故障设备退出服务，并重新安排设备或进行负荷迂回。 4 记帐管理 t m n 的记帐管理功能提供对电信网中各种工作过程、资源使用情况的记录、 分析和输出能力。例如计费功能完成记录用户对网络资源的使用、核算费用、 通知缴费等工作。 5 安全管理 安全管理负责对网络的使用迸行审查，避免无权用户对嗣络的使用，保护 用户信息在网络上传输的安全等。 电信管理翻的安全有三层含义： 第12 砸 北京邮【乜大学硕士学位论史璀于t m n 的奉地刚集中! 临控系统l t m 20 的吐计与实现 ( 1 ) 首先保证网管各系统之间、系统与客户之间、系统与内部用户之间的 认证、访问控制、数据的保密等。 ( 2 ) 要保证电信网管系统与电信网之间的安全，对非法使用网络资源的事 件进行跟踪和处理。 ( 3 ) 安全的组织管理。 第1 3 负 北京邮电大学硕七学位论文拱于t m n 的本地网集中监控系统l t i m 20 的设计与实现 第二章基于t m n 的本地网集中监控系统l t i m 2 0 的分析与设计 2 1 设计原则与目标 本地网网管和集中监控系统( 简称本地网网管监控系统) 在“电总技术 规范( l 0 ) ”的指导下在全国绝大多数本地网上得到应用，满足了本地网网 管和集中监控的基本需求，在一定程度上做到了实时监控，保障了电信网稳 定可靠、高效优质运行。 随着本地网规模及开展业务的迅猛发展，其使用管理又出现许多新的需 求及特点，为了满足这些需求，电信网管软件应该遵循以下原则： 一 ( 1 ) 采用面向对象的数据设计方法，建立被管对象与分析数据之间的映 象模式，以满足被管对象的日益变化。 ( 2 ) 建立数据驱动的工具式软件，使用户能以数据为基础，自动定义， 控制业务维护及管理。 ( 3 ) 以服务集合思想构建网管软件功能，在合理的数据结构基础上，能 够方便的在已有软件上添加服务功能。 在这些原则下能达到电信网管的总体目标： ( 1 ) 先进性与发展性 利用最新的设计思想、设计方法及成熟的最新技术，既要保证当前网 管系统的高可靠性运行，又要适应未来技术及电信需求的发展。 ( 2 ) 信息共享性 傈证底层信息有条件、分层次的共享。 ( 3 ) 系统的互连性 能够方便接纳其它系统，并能将本系统向外发布。 ( 4 ) 系统安全性 既有互连性，就要保证安全性，保证所有独立权限的系统的数据安全。 ( 5 ) 系统标准化与开放性 系统选用符合开放性和国际标准化的产品和技术。 第1 4 页 1 北京邮i u 大学顾【：学位论义培于t m n 的本地嘲集中监控系统l t i m 2 0 白皇设计与实现 l t i m 2 0 系统正是根据中国电信集团公司“本地网集中监控管理系统总体技 术要求( v 2 0 ) ”、在原t m s l 0 基础上重新设计开发的，除了满足新规范要求 外，主要在实现技术和手段上作了新的处理。 l t i m ：l o c a lt e l e c 。m m u n i c a t i o ni n t e g r a t e d m a n a g e m e n t ( 本地网集中监控管 理) ，下文中提到l t i m 的地方不再加以解释。 2 2 系统特点分析 1 面向对象和平台无关性 为满足网管系统被管对象的目益变化需要建立被管对象与分析数据之间的 映象模式，我们采用了面向对象的数据设计方法。 本系统采用j a v a 语言实现，前台开发工具使用j b u i d e r 5 。相比原t i m s l 0 的v b 版本，本系统具备了j a v a 语言的平台无关性、面向对象和支持多线程的 特点。 平台无关性：j a v a 语言独特的运行机制使得它具有良好的可移植性，应用程 序可以做到与具体平台无关，与具体的数据库管理方式无关，太大降低了开发、 维护和管理的开销。 面向对象：以更接近于人们思维的方式建立计算机逻辑模型，利用类和对象 的机制，通过统一的接口与外界交互，有利于提高程序的可维护性和可重用性， 大大提高了开发效率和程序的可管理性。 2 数据驱动 系统程序运行是靠用户设置的相关数据驱动的建立数据驱动的工具式软 件，使用户能以数据为基础，自动定义，控制业务维护及管理a 2 3 总体设计 2 3 1 系统架构 根据中国电信集团公司的要求，整个网管系统包含以下几个子系统 1 通信子系统 包括布线模块、局域网模块、广域网模块。 北京邮l u 人学颂l 。学位论文甚于t m n 的本地删集中监控系统l t i m 20 的殴计与实现 2 计算机子系统 包括服务器、数据处理器和工作站。 3 系统软件子系统 由于本项目以软件为主，以下着重对系统软件子系统进行描述。 系统采用c s 结构，在网管中一i s , 架设数据库服务器与数据采集分拣服务器以 及专门的通信服务器，将通信部分和应用部分相隔离。 以下是一个典型的系统拓扑图： r $ 2 3 2 ，x 2 5r s 2 3 2 ，x 2 5 i o l a n ( 通信服务器) ：有一个t c p 端口和若干串口，t c p 端口通过广域网 或者直接接入网管中心的局域网，串1 2 1 与交换机提供的串1 2 1 相连接。通信服务器 将应用程序与通信部分隔离，因此上层应用程序可以不用关心交换机提供的接口 协议类型。 数据采集分拣服务器：通过访问通信服务器的相应端1 5 1 ，将交换机的数据( 文 本流格式) 采集到本机的硬盘，进行分拣后存放进数据库服务器。 第1 6 页 北京邮 u 大学嘲i 。学世论义 基于t m n 的本地网燕中监控系统l t i m 2 0 的设汁与实现 数据库服务器：存储数据采集分拣服务器提供的数据，供前台程序进行上层 的查询、统计、分析等工作。 2 3 2 处理流程 说明：数据采集分拣服务器将交换机的数据( 文本流格式) 采集到本地后，进行分拣后雨 放进数据库服务器，为了方便本文用“拆包”来表述对数据的分拣。 2 3 3 软件功能 系统软件所要完成的主要功能列举如下： ( 1 ) 采集交换机所送出的文本格式的告警、话务数据，将原始报告存放在 北京峪电大学砸i 学位论立堪于t m n 的本地嘲攘中监控系统l t i m 2 0 的设计与实现 数据采集分拣服务器。 ( 2 ) 将原始报告进行分拣后，将分拣后的数据存放进数据库服务器。 ( 3 ) 实现对交换机的告警实时监控的功能。 ( 4 ) 实现对交换机的话务性能监控的功能。 ( 5 ) 实现对交换机进行集中的功能。 ( 6 ) 根据交换机给出的告警和话务数据，对交换机的告警和话务情况进行 实时或周期的统计分析，为本地网的维护提供依据。 ( 7 ) 对网管系统本身的监控。 在系统设计实现时遵循了以下原则： ( 1 ) 实时性 对实时接收的数据及时处理并尽快的在前台表示出来，以便操作维护人员对 其处理。 ( 2 ) 良好的 串缩性，充分的可扩展能力，适应能力强 通过系统参数数据库的设置和修改，可灵活配置系统的规模，当增加或减少 系统的管理设备数量时，系统软件基本不作修改。 ( 3 ) 用户界面友好、直观 利用用户界面设计方法，各功能模块力求一致，以简化使用的学习，对各种 查询结果和统计结果尽可能的图示化。 ( 4 ) 连续运行的能力 可在不中断系统运行的条件下任意增加或减少系统所管理的设备，扩大或缩 小系统的规模。 ( 5 ) 分布式处理和集中管理相结合 接收到的数据可分布在多个数据库服务器上，这种分布对用户是透明的，由 系统管理员集中管理各个服务器及数据的分布。 2 3 4 软件结构 为了满足上述的功能，本系统的软件结构设计如下： 软件由两大部分组成，一部分为服务器端软件另一部分为用户端软件。 服务器端主要的工作一是从端口接收交换机来的各类数据按可设的规则 第1 8 页 北京i l l l l l 毡夫学砸l 学位论文基于t m n 的本地网垒e p , a l 控系统l t i m 20 的世计与实现 进行简单分析后直接写入数据库，对于重要的信息则通过s o c k e t 直接发给用户端 软件，以便直接显示在用户终端上：一是接受和缓存来自用户端的交换机操作命 令，把命令发向交换机，并把结果返回给所有连接此局的用户终端；一是协调多 个服务器之间的任务，具备热备份的能力。 用户端软件分为两大部分：一为设置部分，另一部分为表示部分。 其设置部分用于对应用系统的环境设备的类型及特征，设备的各种报告的 格式等进行设置。 表示部分用于实时显示、告警故障的监控信息和告警故障的统计查询结果、 各类话务统计结果的显示以及记费和局数据采集、统计。 服务器端 ( 1 ) 数据采集工作做为个后台进程，在通讯服务器上运行。 ( 2 ) 数据采集整个作为一个进程，其中的三部分工作，即数据接收、拆包入 库、数据分析作为该进程的三个线程处理。 ( 3 ) 系统初启时，建立后台数据采集的进程，建立告警拆包和话务拆包线程， 并为每个交换机局建立一个接收线程。 ( 4 ) 线程间用信号量方法同步，数据接收与拆包入库需同步，拆包入库与数 据分析也需要同步。 ( 5 ) 各线程间共享数据区作为访问临界区，区域大小可以较灵活地根据实际 需要配置。 ( 6 ) 为了提高告警到监视表达的实时性，在接收到数据或数据分析出重要告 警后，入库前以s o c k e t 形式发到前台。 ( 7 ) 后台程序用w i n 3 2a p i 及v c + + 开发。 用户端 以可扩展性衡量目前的系统