（计算机软件与理论专业论文）基于tmn的ims网络管理系统的研究与实现.pdf

南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要 摘要 当前电信网正处于迅速发展和变化的过程中，电信网的类型和它所提供的业务不断的 增加和更新。为了与电信网络迅速发展的形式相适应，需要建设先进完整和统一的网络管 理系统来对电信网进行全面的、有效的管理。 论文首先介绍了国际电信联盟提出的电信管理网规范的基本概念和实现原理，为建立 遵循该规范的网管系统建立了理论基础。然后介绍了i p 多媒体子系统的整体框架和基本业 务流程，接着分析研究了作者参与研发的、基于电信管理网规范的i m sz x o m c 统一网管 平台的总体设计架构和实现方式，并重点对其开局调试、故障上报工具业务观察子系 统的实现进行了详细研究，最后给出了系统测试结果，并在此基础上给出了客观合理的结 论和展望。通过介绍z x o m c 系统，阐述了电信管理网规范的实现方式，并结合业务观察 子系统的研究，对实现电信管理网规范过程中的关键技术，如软件分层结构、消息流程定 义、多任务管理等进行了详细地论述。i m s 正在成为软交换技术的新一轮研究焦点，文中 所述的i m sz x o m c 网管系统是基于j 2 e e 技术和i m s 技术的成功的大型商用软件系统， 故论文不仅对电信管理网规范的实现方式有一定借鉴作用，同时对为i m s 综合网管系统的 研究建立了良好的发展方向。 关键词：电信管理网，z x o m c 统一网管平台，i p 多媒体子系统，网络管理系统 南京邮电大学硕士研究生学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t t e l e c o m m u n i c a t i o n st e c h n o l o g yi sd e v e l o p i n ga n dt r a n s f o r m i n gq u i c k l yt o d a y t h ek i n d s a n dt h es e r v i c eo ft e l e c o mn e t w o r k sa r ei n c r e a s i n ga n du p d a t i n gc o n t i n u o u s l y i no r d e rt ok e e p u pw i t ht h ef a s td e v e l o p i n gt e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ，a na d v a n c e d ，c o m p l e t ea n du n i f i e d n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mn e e db ed e s i g n e dt op e r f o r ma l l a r o u n da n de f f e c t i v em a n a g e m e n t o nt h et e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k t h i sp a p e rs t u d i e st h eb a s i cc o n c e p t sa n di m p l e m e n t a t i o np r i n c i p l e so ft 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 tn e t w o r kp r o p o s e db yi t u - tf i r s t l y , c o n s t r u c t i n g at h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h e d e v e l o p m e n to fan e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mf o l l o w i n gw i t ht h et m ns p e c i f i c a t i o n s ，t h e nt h i s p a p e rs t u d i e st h eo v e r a l ld e s i g na r c h i t e c t u r ea n db a s i cs e r v i c ef l o wo fl pm u l t i m e d i as u b s y s t e m i ns u c c e s s i o n ，t h i sp a p e ra n a l y z e sa n ds t u d i e st h eo v e r a l ld e s i g na r c h i t e c t u r ea n di m p l e m e n t a t i o n m o d eo ft h et m n - b a s e di m su n i f i e dn e t w o r km a n a g e m e n tp l a t f o r mo fw h i c ht h ea u t h o rw a sa d e v e l o p e r , a n dz x o m c ss u b s y s t e ms e r v i c eo b s e r v a t i o nt od e b u ga n dr e p o r tf a i l u r ei sg i v e n d e t a i l e dr e s e a r c h f i n a l l y , t h er e s u l to fs y s t e mt e s ti sg i v e nb yt h ea u t h o r f u r t h e rm o r e ，t h e o b j e c t i v ea n dr a t i o n a lc o n c l u s i o na n dv i s i o na r eg i v e nb a s e do ns y s t e mt e s t b yi n t r o d u c i n gz x o m c s o f t w a r es y s t e m ，t h ew a yt m n i m p l e m e n t e di se x p o u n d e d ，a n d t h ek e yt e c h n o l o g yi n c l u d i n gt h el a y e rs t r u c t u r eo ft h es y s t e m ，t h ed e f i n i t i o no fm e s s a g ef l o w , t h em u l t i t a s km a n a g e m e n t ，e t ci sa l s od i s c u s s e di nd e t a i lb yr e s e a r c h i n gt h es e r v i c eo b s e r v a t i o n s u b s y s t e m i m sa st h em o s ta d v a n c e dt e c h n o l o g yo fs o f f s w i t c hi sb e c o m i n gr e s e a r c hh o t s p o t t h ei m sz x o m cs y s t e md i s c u s s e di nt h i sp a p e ri sal a r g ec o m m e r c i a ls o t t w a r es y s t e mb a s e d o nj 2 e ea n di m s ，s ot h i sp a p e rn o to n l yc o u l db eu s e da sr e f e r e n c ea sr e a l i z a t i o no ft h et m n s p e c i f i c a t i o n sb u ta l s oc o u l dd i r e c tt h er e s e a r c ho fl m su n i f i e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m k e y w o r d s ：t e l e c o m m u n i c a t i o n sm a n a g e m e n tn e t w o r k ， z x o m cu n i f i e dn e t w o r k m a n a g e m e n tp l a t f o r m ，i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ，n e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e m 南京邮电大学硕上研究生学位论文缩略词 缩略词 缩略词英文全称译文 t m nt e l e c o m m u n i c a t i o n sm a n a g e m e n tn e t w o r k 电信管理网 i m si pm u l t i m e d i as u b s y s t e m i p 多媒体网络子系统 i 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 n su n i o n 国际电信联盟一电信标 i t u t t e l e c o m m u n i c a t i o n s 准化部门 w c d m aw i d e b a n dc o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s宽带码分多址 o m c o p e r a t i o n sa n dm a i n t e n a n c ec e n t e r 操作维护中心 o s f o p e r a t i o n ss y s t e mf u n c t i o n 操作系统功能 w s fw o r k s t a t i o nf u n c t i o n 工作站功能 n e fn e t w o r ke l e m e n tf u n c t i o n网络单元功能 m fm e d i a t i o nf u n c t i o n s 中介功能 m a f m a n a g e m e n ta p p l i c a t i o nf u n c t i o n 管理应用功能 b g c f b r e a k o u tg a t e w a yc o n t r o lf u n c t i o n 出口网关控制功能 b sb e a r e rs e r v i c e 承载业务 c nc o r en e t w o r k 核心网 c sc i r c u i ts w i t c h e d电路交换 c s c fc a l ls e s s i o n c o n t r o lf u n c t i o n 呼叫会话控制功能 g g s n g a t e w a yg p r ss u p p o an o d e 网关g p r s 支持节点 h s sh o m es u b s c r i b e rs e r v e r归属用户服务器 i c s c f i n t e r r o g a t i n g c s c f 查询c s c f p c s c f p r o x y - c s c f代理c s c f s c s c f s e r v i n g - c s c f服务s c s c f m g c fm e d i ag a t e w a yc o n t r o lf u n c t i o n 媒体网关控制功能 s g s n s e r v i n gg p r ss u p p o r tn o d e 服务g p r s 支持节点 s i ps e s s i o ni n i t i a t i o np r o t o c o l会话发起协议 s g w s i g n a l l i n gg a t e w a y信令网关 t h i g t o p o l o g yh i d i n gi n t e r - n e t w o r kg a t e w a y 拓扑隐藏网间网关 e m se l e m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m网元管理系统 n m sn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m 网络管理系统 c a fc o m m o n a p p l i c a t i o nf u n c t i o n 通用应用功能 j m sj a v am e s s a g es e r v i c e j a v a 泄j 息服务 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位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 含为获得南京邮电大学或其它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。 研究生签名：团缝政日期：2 啦2 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理c 、 研究生签名：蜀兰垦整导师签名： 翼盐吼型挫l 南京邮电大学硕士研究生学位论文第l 章绪论 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 随着电信事业的发展，组网技术和网络设备的不断更新，网络规模的不断扩大，网上 设备的种类和数量也不断增加，整个网络的复杂性日益提高，而且各种网络和设备缺乏统 一的接口标准和规范，使厂商之间的不兼容问题非常突出，给网管系统的建设带来了很大 的困难。目前电信设备的管理基本上仍是以设备制造商所提供的封闭的管理系统为主，不 同的开发商采用各自不同的技术自行研制网络管理系统( n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ， n m s ) ，且大多采用各自的管理协议，不可避免地带来网络协议互不兼容，管理信息不能 互通，管理内容庞杂，操作界面多样等问题，缺乏对整个网络的综合管理。这在很大程度 上限制了网络设备的管理能力，增加了整个电信网络管理的复杂性，影响了电信网的服务 质量。因此，电信设备应该具有开放的系统结构，使不同电信设备厂商的设备可以进入开 放的电信网络管理系统，最大限度地提高系统的性能，这就是i t u - t 所提出的电信管理网。 国际电信联盟一电信标准化部f - ( i 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 n su n i o n t e l e c o m m u n i c a t i o n s ，i t u t ) 提出了对电信网实行统一的综合维护管理的新规范一一电信管理网 ( t e l e c o m m t m i c a t i o n sm a n a g e m e n tn e t w o r k ，t m n ) 【1 】【2 】【引1 9 。t m n 是一个综合的、智能的、 标准化的电信管理系统，所谓综合有两层含义，一方面t m n 对某一类网络进行综合管理， 包括数据的采集、性能的监视、分析、故障报告、定位以及对网络的控制和保护；另一方 面t m n 对各类电信网实施综合性的管理，即首先对各类型的网络建立专门的网络管理系 统，然后通过综合管理系统对各专门的网络管理系统进行管理。 i p 多媒体子系统( i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ，i m s ) 是下一代网络的核心技术，具有与 接入无关，对新接入技术的支持程度好等特点，便于网络融合和演进，既可用于基于i p 的移动多媒体业务，也适用于传统语音、数据和视频业务，将引导未来的移动多媒体业务 发展方向。因此，i m s 为未来的多媒体应用提供一个通用的业务使能平台，是向全i p 网 络体系演进的重要一步。 中兴通讯股份有限公司依据i t u t 电信管理网t m n 标准，设计研发了宽带码分多址 f w i d e b a n dc o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ，w c d m a ) i m s 通信网z x o m c 统一网管平台操 作维护中一i 二, ( o p e r a t i o n s & m a i n t e n a n c ec e n t e r , o m c ) ，统一网管平台o m c 主要是为运营商 提供对w c d m a 移动网络内网元设备的集中操作维护管理，目前主要提供的功能是记费管 南京邮电大学硕士研究生学位论文第1 章绪论 理、安全管理、性能数据查询、告警查看、调试工具及对设备环境进行相关数据的配置1 2 6 】。 1 2 国内j , i - 研究现状 随着i m s 技术的日益成熟，对i m s 网络管理系统的研究和实现也在各个设备制造商 中紧锣密鼓地进行，相应地测试、部署和商用试验也在紧张地进行之中。目前关于3 g 网 管的研究现状如下： 1 w c d m a 网管研究者主要是以g s m 系统为主的欧洲厂商，中国和日本公司也参与 其中，包括欧美的朗讯、爱立信、阿尔卡特、诺基亚、北电，以及日本的n ，r r 、富士通和 中国的华为和中兴通讯等厂商。 2 c d m a 2 0 0 0 网管研究者主要是摩托罗拉、朗讯和韩国三星。目前使用c d m a 的地 区只有日、韩和北美，所以c d m a 2 0 0 0 的支持者不如w c d m a 多。不过c d m a 2 0 0 0 设备 和网管研发技术却是目前各标准中进度最快的。 3 t d s c d m a 网管研究者主要是朗讯、中兴通讯和华为。中国大陆独自制定的3 g 标准，由于中国内的庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以 上的设备厂商都宣布可以支持t d s c d m a 标准。 朗讯在2 0 0 3 年提出i m s 融合解决方案，并推出相应的网管系统；中兴通讯近年来一 直致力于以设备为中心的3 g 网管系统的开发，并取得初步成效；近来有人提出的基于策 略的i m s 网管系统，改变以往以网元为中心的网络管理系统【3 1 。 1 3 论文工作 中兴通讯股份有限公司依据i t u t 电信管理网t m n 标准，于2 0 0 3 年初开始了i m s 网络管理系统设计方案的研究和实现，并设计出w c d m a 通信网z x o m ci m s 统一网管 平台操作维护中心，同时为实现对整个移动网络的系统运行状态进行动态调试观察的需 求，在该系统中实现了以业务观察为代表的一系列调试监视工具。 作者参与了上述课题的研究，并独立实现了业务观察子系统的设计和实现。论文结合 作者在中兴通讯公司实习期间所作的研究工作，以基于t m n 的中兴通讯统一网管平台系 统为基础，首先研究了t m n 规范的基本概念和基本原理；介绍了i m s 的相关概念和原理； 然后剖析了基于t m n 的中兴通讯统一网管平台系统；进一步研究实现了扩充t m n 标准的， 采用多种创新技术的设计方案和实现机制；接着重点介绍了业务观察子系统的系统测试和 商用中的情况；最后分析了当前系统的优点和不足，给出了一个比较合理的未来展望。 2 南京邮电大学硕士研究生学位论文第l 嚣绪论 本文将以统一网管平台操作维护中心及业务观察予系统为研究对象展开整个系统的 研究。 1 。4 论文组织结构 本文蠹容共分掩六章，内容安撵如下； 第一章绪论。介绍了课题的研究背景和意义；对比了网内外研究现状；最后介绍了论 文王作。 第二章t m n 和i m s 的基本概念和原理。介绍了t m n 的基本概念和原理；分析了t m n 豹模型与体系结构；最后论述了i m s 的产生背景穗系统絮构。 第三章基于t m n 的统一网管平台。介绍了统一网管平台的体系结构；研究了o m c 软件的总体絮构帮设计思想；最后绘窭了o m c 的功巍体系结构。 第四章基于t m n 的i m s 统一网管平台关键技术研究。介绍了o m c 的消息流程和消 患格式；探讨了o m c 消息与翦台潜意的适配和通信原理。 第五章基于t m n 的i m s 统一网管平台总体设计与实现。实现了i m s 网管平台系统的 主要模块；介绍了该系统鳃穗关技术和设计；最薅给出了露元通信豹设计与实现。 第五章系统测试及分析。给出了系统的测试结论；对所做的工作进行总结；并对系统 下步蕊优化提出了展望。 南京邮电太学硕士研究生学袋论文第2 章t m n 和i m s 酶莲本概念鞠原理 第2 章t m n 和i m s 的基本概念和原理 2 。羔t m n 的基本概念 电信网络的管理系统是一个复杂的体系结构，涉及电信技术和计算机技术等各个领域 的内容，今天电信网络管理已经成为计算机网络和电信网研究中最重要的内容之一。电信 网络中采用的先进技术越多，规模越大，网络的维护和管理工作也就越复杂。与其他所有 事务一样，网管系统从无到有，从简单到复杂，经历了一个长时间的发展过程。目前用于 电信网络管理的技术很多，新的电信网络管理技术也不断出现，常用的电信网络管理技术 有：基于t m n 面向电信网的网络管理技术，基于c o r b a 面向网管系统互联的网络管理 技术，基于s n m p 面向数据网和计算机网的网络管理技术，基于w e b 的网络管理技术等 由莹 手。 电信网络的发展对电信网络的管理提出了更高的要求，即网络的互连、互操作，表现 为电信设备物理上的连通和业务管理上的连通。但目前电信设备的管理基本上仍是以设备 制造商所提供的封闭的管理系统为主，这在很大程度上限制了网络设备的管理能力，增加 了整个电信网络管理的复杂性，影响了电信网的服务质量。因此，电信设备应该具有开放 的系统结构，使不同电信设备厂商的设备可以进入开放的电信网络管理系统，最大限度地 提高系统的性能，i t u t 开发了对电信网实行统一的综合维护管理的新手段t m n 【1 】【2 】。 t m n 的墨酶是最大限度地剩用电信网络资源，提高电信网络的运行质量和效率，为 用户提供良好的通信服务。 t m n 为电信霹络管理譬标的实现提供了一套整体解决方案，它能简化多厂商滢会网络 环境下电信运营企业的管理模式，降低电信运营的管理成本。 在l w 繁的m 3 0 1 0 l 】中指出，t m n 的基本概念是提供一个有组织的网络结构，墩取 得各种类型操作系统之间、操作系统与电信设备之间的信息交互，它采用具有标准接1 2 1 的 体系结构，接口的标准包括协议和消息。它是一个完整的独立豹管理网络，是各种誉同应 用的管理系统按照t m n 标准接口互联而成的网络。 t m n 的霞标是融入电信嗣中，接受和分发信息并管理电信霹豹资源。电信网通常由交 换系统、网络、终端等构成。t m n 技术规范中，将这些资源定义为网元( n e t w o r ke l e m e n t s ， n e ) 2 1 。 从理论和技术标准的角度看，t m n 就是组原则和为实现原则中定义的目标而制定 4 堕塞塑皇奎兰堡主婴窒竺兰垡堡苎 一 蔓! 童型塑! 堕箜苎奎堡垒塑堕堡 的一系列技术标准和规范，主要反映在t m n 的功能模型和信息模型中。从逻辑和实施的 角度看，t m n 就是一个完整的、独立的管理网络，是各种不同应用的管理系统按照t m n 的标准接口互连而成的网络。从图2 1 可以看出t m n 管理网络在有限的节点上与电信网连 接，与电信网的关系是管理网与被管理网的关系。图2 1 中o s s 为运营支撑系统( o p e r a t i o n s u p p o r ts y s t e m ，o s s ) ，q 3 是一个跨越了整个o s i q 七层模型的协议的集合。 图2 1t m n 管理网络与电信网的关系 2 2t m n 实现的技术基础 目前支持t m n 的主要技术有： 1 o s i 开放系统互联技术 作为管理网，t m n 首先是一个符合o s i 的开放系统，o s i 互联技术为t m n 内的系统 互联提供基础，在i t u t 的x 7 0 0 系列规范中对o s i 进行了描述【7 】【8 】【9 】【1 0 1 。 2 o s i 系统管理技术 t m n 的系统管理技术借鉴了o s i 中的系统管理技术，这一部分主要体现在i t u t 的m 系列规范当中【4 】1 5 】【6 1 。 3 计算机网络技术及分布式处理环境 计算机网络及分布式计算环境是t m n 的实现基础，特别是目前的分布对象计算技术 c o r b a ，不但可以在目前的t m n 体系中得到应用，而且大有改变t m n 体系结构的趋势。 利用c o r b a 的平台( 软、硬件) 无关性、对象特性等来实现网络管理，每个电信设备仍 被抽象为一个对象来处理，仍可以采用t i v l n 所制定的信息模型，但是系统的实现结构发 生了变化。 4 面向对象的软件工程方法 s 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第2 章t m n 和i 瓶s 的基本概念和原理 这是删系统设计、实施的基础。 5 高速数据通信技术 沟通t m n 各组成部分的是数据逶信隧。 6 电信设备的高度智能化 电信设备的智能化是t m n 的前提，酃被管理电信设备要支持t m n 标准，否则t m n 就没有了被管理对象。在t m n 模型中，为了实现设备的智能化，可以通过中介设备来实 现。 2 3t 赋的管理业务、管理功能和逻辑分层 2 。3 。1 管理业务 从使用者的角度来说，t m n 是一种业务，用户通过它来实现对被管理网络进行操作、 组织管理和维护的管理活动，是从使用者所需要的角度来概述的。基本可以分为三类： 通信网日常业务和网络运行管理业务；通信网的监测、测试和故障处理等网络维护管理 业务； 网路控制和异常业务处理等网络控制业务。文献【4 】定义了n 种t m n 电信管理业 务，它们是客户管理、网络提供管理、入力资源管理、资费与帐务管理、服务质量及网络 性能管理、业务量测量及分考蓐管理、业务量管理、路由管理、维护管理、安全管理和后勤 管理【4 】o 2 3 2 管理功能 t m n 的每种管理韭务都是盘许多t m n 的管理功熊的组合来支持的，t m n 的某种管 理功能是t m n 管理业务中的一个组成部分，也可以看成是最小的功能单元。t m n 管理功 能是自定义的对象或被管对象上昀一系列行为组成的，是管理系统与被管理系统上应用进 程间的相互作用。t m n 的管理业务和管理功能是t m n 的信息建模的基础。t m n 管理功 能剩用0 s i 系统管理功能并对其有所拓宽，根据应用范圈的不同共分为五类，即性能管理 ( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ，p m ) 、故障管t 望( f a u l tm a n a g e m e n t ，f m ) 、配置管理( c o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n t ，c m ) 、帐务管理( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ，a m ) 和安全管理( s e c u r i t y m a n a g e m e n t ，s m ) t 5 1 1 6 1 。每一类管理功能的范畴又可以分出许多子功能集。个t m n 系统 应该配置怎样的管理功能则取决于所需要的管理业务，并与不同的电信设备相关。 性能管理的目的是对网络、网络单元或设备进行性能监视，采集相关的性能统计数据， 评价网络和网络单元的有效性，报告电信设备的状态，支持网络规划和网络分析。主要包 6 丽柬邮电大学硕士研究生掌位论文第2 章t m n 和i l l s 的基本概念和原理 括性能质量保证、性能监视、性能控制和性能分析。 故障管理是对电信网络的运行情况异常和设备安装环境进行监测、隔离和校正的功 能。主要包括霹生存性质量保证、告警监测、故障定位、敞障修正、测试和障碍报告管理。 配置管理对网元n 络设备配置进行整体控制，包括识别网元，从网元收集和向网元 发送与网元配置相关的数据，以及网络规划与嗣络工程、安装、泣务规划与合同协商、提 供和状态与控制。 帐务管理不仅包括帐单管理，还包括资费管理、收费与资金管理、帐务审计管理。 安全管理功能要保证管理事物处理的安全、t m n 本身与电信网的安全，以及安全的组织管 理。 安全管理功能要保证管理事物处理的安全，t m n 本身与电信网的安全以及安全的组织 管理。 2 。3 。3 逻辑分层 t m n 的管理功能分布在管理业务的逻辑分层当中。t m n 的管理层次由事务管理层、 业务管理屠、网络管理层、网元管理层和网元层组成，这种划分称为t m n 的逻辑分层体 系结构l l a ，分层的关系见图2 2 。 t m n 管理业务 鬻隧n 管理 业务 逻辑 体系 结构 圈2 。2t m n 逻辑分层体系结构图 事务管理由支持整个企业决策的管理功能组成，如产生经济分析报告、质量分析报告、 任务和墨标的设定等。其蔫户为企业的最高管理者。 业务管理包括业务提供、业务控制与监测、与业务相关的计费处理，这类业务包括电 话交换监务、智能网业务、移动通信业务等。其用户为业务的运营管理者。 7 南京邮电大学硕士研究生学位论文第2 章t m n 和i m s 的基本概念和原理 网络管理提供网上的管理功能，如网络话务监视与控制、网络保护路由的调度、中继 路由质量的监视与测量，对多个网元故障的综合分析与协调。其用户为网络的组织管理 者。 网元层实现对一个或多个网元的操作与管理，如交换机、基站控制器的操作维护，设 备软件、硬件的管理等，其用户主要是设备的操作维护人员。 2 4t m n 的模型与体系结构 t m n 的目的是提供一组标准接口，使网络操作维护、组织管理及对网元的管理容易实 现。基于这种目的，t m n 提出了自己的管理体系结构，这种体系结构是基于o s i 系统管 理的概念，并在电信领域的应用中有所发展。为构造整个电信管理网，i t u t 从管理功能 模块的划分、信息交互的方式和物理实现三个不同的侧面定义了t m n 的体系结构，即t m n 的功能体系结构、信息体系结构和物理体系结构1 1 8 1 。 2 4 1t m n 的功能体系结构 t m n 的功能体系结构不包括物理细节，而是从逻辑上描述t m n 内部的功能分布，使 任意复杂的t m n 通过各种功能模块的组合实现其管理目标【l 】【钔。 t m n 功能体系结构定义了五种不同类型的功能模块，其名称及在t m n 中的位置如图 2 3 所示。其中，操作系统功胍( o p e r a h o ns y s t e mf u n c t i o n s ，o s f ) 和中介功能( m e d i a t i o n f u n c t i o n s ，m f ) 模块完全处于t m n 内部，由t m n 定义；而其他三个功能模块，即工作站 功能( w 6 r ks t a t i o nf u n c t i o n s ，w s f ) 、网元功能( n e t w o r ke l e m e mf u n c t i o n s ，n e f ) 和q 适配器 功能( qa d a p t o rf u n c t i o n s ，q a f ) 则处于t m n 功能体系的边缘，它们部分由t m n 来定义1 1 。 i g 上 图2 3t m n 的功能体系结构 在t m n 的功能体系结构中引入一组标准功能模块和有可能发生信息交换的参考点。 操作系统功能o s f ，是处理与电信相关的信息，支持和控制电信设备管理功能的实现。 8 南京邮电大学硕士研究生学位论文第2 荜t m n 和i m s 的基本概念和原理 对癜t m n 的l l a ，分为事务o s f 、业务o s f 、溺络管理o s f 和网元o s f 。 网元功能n e f ，是网元为了被t m n 管理，而向t m n 描述其通信功能和支持功能， 从焉使t m n 能够识别该网元的类型以及其实现的功麓等特性，以实现t m n 对其的管理和 控制功能。这部分是属于t m n 范畴的；n e f 还包括了电信功能，这部分是被管理的， 不满于t m n 范畴。 q 适配功能q a f 实现t m n 与非t m n 网元和o s f 之间的连接。 中介功能m f ，在o s f 与n e f 、q a f 之间进行信惠的传送，以保证各功能决对信息模 式的需求，并使网元到o s f 的结构更加灵活。 工作站功能w s f 提供t m n 与蔫户之间的交互能力，w s f 提供t m n 信息翻译功能， 使管理用户可以识别从网元发回的信息。w s f 包括人机界面，但这部分不属于t m n 范畴。 还有未在图中标出的数据通信功能d c f ，它提供各功能模块之间数据通信的方法，提 供o s i 参考模型中第l 到第3 层的功能。 图2 3 中，为了描述各功能模块之闷的关系，孳l 入参考点q 、f 、x ，另外t m n 与外界 相关的参考点m 。q 分为q 3 和q x 参考点，q 3 在o s f 与o s f 之间、o s f 与m f 之间、o s f 与n e f 之间，q x 参考点在m f 与m f 之间、m f 与n e f 之间、n e f 与q a f 之间；f 参考 点在w s f 与o s f 之间、w s f 与m f 之间；x 参考点在两个t m n 的o s f 之间、o s f 与其 他网络的类o s f 功能之间；m 参考点在q a f 与菲t m n 的被管理单元之间。 t m n 的功能体系和参考点，提供了确定t m n 接口需求的框架。在信息交换时，各参 考点要求不同的接口特性，但参考点本身并不确定协议族。参考点是一个在非重叠的功能 模块之间信息交换的概念点。协议族是在接口定义中规定的。 2 4 2t m n 的信息体系结构 t m n 的信息体系结构应用o s i 系统管理模型，引进了管理员代理的概念，强调在面 向事务处理的信息交换中采用面向对象技术，主要包括管理信息模型和管理信息交换模型 两个方面。 t m n 信息体系结构如图2 4 所示。 9 南京邮电大学硕士研究擞学位论文第2 常t m n 和i m s 的基本概念和原理 图2 莲t m n 的信息体系结构图 管理信息模型是对网络资源的管理方面以及相关的管理行为的抽象。在信息模型中所 定义的管理功能包含在t i v i n 的功能模块之中。 管理信息交换包括数据通信功能d c f 和消息通信功能m c f ，这一层的行为仅涉及到 遴信机制，如协议栈。消息传递是在管理员和代理之间进行，警管理员翻代理之间的接霞 为q 3 接阴时，消息传递是通过公共管理信息服务元素c m i s e 和公共管理信息协议c m i p 实现的，还可以通过文 孛访阍管理服务f t a m 实现管理员与代理之间的文件方式韵信息交 换。 管理信息模型中的瑟淘对象技术是指管理系统交换的信息是根据管理对象 ( m a n a g e m e n to b j e c t ，m o ) 而模型化的。m o 是被管理资源的概念视图，或系统支持的管 理功能的抽象，如事件前转鉴别器( e v e n tf o r w a r d i n gd i s c r i m i n a t o r ，e f d ) 。 一个m o 的定义包括： 王在其边界内可见的属性； 2 可以对它施加的管理操作； 3 。在响应管理操作或其他类型事件激励时所表现灏来的行隽，激励可以来自对象的外 部，如其他对象，也可以来自对象内部，如域值的溢出。 2 4 3t m n 的物理体系模型 t m n 的物理体系模型反映的是实现t m n 的功能所需要的各种物理配置的结构。根据 t m n 的功能模型，确定物理实现时t m n 功能在物理实体中的分配，以及功能实体问的通 信接口。图2 5 为个简单的t m n 物理模型。 l o 南京邮电大学硕士研究生学位论文第2 章t m n 和i m 5 的基本概念和原理 x 图2 5t m n 物理体系结构示例 图2 5 中方框代表一个物理实体，物理实体间的点代表接口。t m n 的标准接口是根据 相应的参考点来定义的，q 3 参考点对应q 3 接阴。只有实现了接刚和协议的标准化，才能 使备参考点的互连互通成为可能，各管理应用之闻才可以进行互操作。 其中o s 是操作系统，完成o s f ；m d ( 中介设备) 是独立设备，完成m f ，可以用一 系列级连的装置实现m d id c n ( 数据通信网) 是t m n 内部的数据通信嬲，蔻各接目提 供o s i 参考模型中第l 至第3 层的通信功能；w s ( 工作站) 是单独系统，执行w s f 功能； n e ( 网元) 囊电信设备组成，实现t m n 中的n e f 功能。 为保证t m n 模块的互连，在t m n 的物理体系结构中，定义了一个互操作的接口集合， 它们是根据相应的参考点瑟定义的，分别茭q x 、q 3 、x 、f 等，每个接蜀都有对应的t m n 协议族。在t m n 的体系结构中，最为重要的是q 3 接口协议，它是t m n 结构的基础。q 3 与q x 的区别在于这两个接目所承载的信息不同。q 3 接图所承载翡信息模型是在o s 和那 些与其有直接接口的t m n 元素之间所共享的，由于0 s f 完成主要的电信管理功能，因此 q 3 接目的标准纯就极力重要；q x 接蜀所承载的信息模型是m d 和与它接躁的圈元之间所 共享的，电信设备可以通过该接口由m d 接入t m n 。 在t m n 的功麓模型中，每个功熊模块都有标识其特性的功能，根据实际需要，可以 包括其他功能的组合。上述物理模型中的各功能均由单独的实体来实现，但并不排除在o s 中加入m f ，从而使n e 可以直接利用q x 接口与o s 通信；或在n e 中加入m f ，使n e 可 以匿接通过q 3 接口与o s 通信，等等。 南京邮电大学硕士研究生学位论文第2 章t m n 和i 惦的甚牟溉念和腺 2 5i m s 的基本概念和原理 2 51i m s 产生的背景 电信业的竞争日益加剧，如i p 电话冲击和分流传统电话业务、移动通信对固定通信的 替代日益明显、3 g 将带来更加激烈的市场竞争等。与此同时，电信业务上缺少相应的增长 点，这使得运营商面临巨大的挑战。激烈的竞争导致话音产品成为“低值”产品。一方面， 话音产品的价格逐年下降，特别是长话市场，i p 长话在2 0 0 6 年已经超过5 0 ，使得 长话价格迅速拉低；另一方面，新增用户中，低端用户占越来越大的比例，导致整个桁l k 的a r p u 值降低，收入增幅明显低于用户增幅。终端片j 户的需求不再是单一的话音服务，而 是要求在任何时间任何地点与任何人进行各种业务( 话音、数据、视频) 的通信。 要实现这些转变和发展，对下一代网络的发展提出了更高的要求：固定网络和移动网 络的融合、承载多媒体、与接入无关、能快速引入新应用、支持良性的商业模式等。基于 i m s 的下代融合网络是满足这t 8 要求的最佳选择。 252 m s 的基本概念 i p 多媒体子系统( i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ，i m s ) ，由3 g p p ( 3 r dg e n e r a t i o np a r t n e r - s h i pp r o j e c t ) 组织在r 5 阶段提出，但是它却一直没有明确的定义。在3 g p p 的文件r 5 中， i m s 是u f f s 核心网络巾提供端到端多媒体业务和集群多媒体业务的中心。在3 g p p 的r 6 中，i m s 已经被定义为支持所有i p 接八网的多媒体业务核心网，可以支持任何一种移动的 或固定的、自线的或无线的i p c a n ( i p c o r m e c t i v i t y a c c e s s n e t w o r k s ) ，包括w c d m a ， c d m a 2 0 g 0 ，e t h e r n e t ，x d s l 以及w i r e l e s sl a n 等等。 3 g p p r 5 系统基奉结构如图26 所示，在p s 域上面叠加了一个多媒体控制和呼叫控制 系统，使得p s 具有c s 的部分功能”。 图263 g p pr 5 网络结构 丽荥邮电大学坝士研冗生譬位论文第2 翠t m n 和i m s 的基本概念和原理 i m s 最初产生予移动网络，试图解决3 g 网络孛如何在基于l p 的核心阚上实施媒体业 务【2 4 1 ，后来以实现全i p 多业务移动网络的发展为最终目标。该架构自提出以后，各个标 准化组织和研究机构积极跟进，同时受到全球备类电信运营商的撵崇。t i s p a n 将该架构 应用到固网，使之成为移动和固网融合的核心，i t u 也将该架构作为下代网络( n g n ) 的 核心内容鏊贸。露前i m s 技术正在逐步走向成熟。 3 g p pr 5 之后，核心网的电路域( c i r c u i ts w i t c h e dd o m m n ，c s ) 不再有变化，而发展变 化是以i m s 为核心在分组域(