（计算机软件与理论专业论文）pcs网管多协议通信适配系统的设计与实现.pdf

p c s 网管多i j j 议通信适配系统的设计与实现 摘要 “p c s 网管通信适配系统”是中兴通讯成都研究所自主开发的小灵通p c s 集中网管系统中的一个子系统。随着电信业的快速发展，我国电信网的网络规 模越来越大，网络结构越来越复杂。在这种情况下，建设高度自动化、智能化 的电信管理网络系统是十分必要的。 本文首先介绍t m n 电信管理网的基本原理，再对t m n 的体系结构进行了 论述。另一方面，本文又引入了j 2 e e 应用服务器技术，在对j 2 e e 技术规范 和体系架构进行了介绍之后，分析介绍了一个开放源码、完全遵照j 2 e e 规范 实现的1 0 0 纯j a v a 应用服务器一j b o s s 服务器，通过对j 2 e e 技术规范、体 系架构以及具体的j b o s s 技术平台的分柝介绍，明确了建立基于j 2 e e 网管系 统的优势，在此基础上提出了基于j 2 e e 体系架构，采用j b o s s 技术平台搭建 p c s 省级集中网管系统的设计方案，并基于j 2 e e 的j c a 标准技术架构和采 用面向对象的分析设计( o o a d ) 方法对p c s 省级集中网管的网元适配通信系 统进行了需求分析和详细设计。在对网元适配通信系统的设计分析中，首先引 入了j 2 e e 的j c a 连接器体系架构，对浚标准技术架构进行了详细分析，提出 了如何采用j c a 构架来规范网管系统与外部系统交互的连接，同时也将连接时 的安全和事务纳入了管理中，从而实现了网管系统的扩展性，灵活性，减少了 丌发人员的工作量。另外本课题采用了分布式的架构设计，解决了在大型网管 系统中接入大量设备时的需要，随后又分别对p c s 集中网管的网元适配通信 系统的配置、性能、告警等几部分的通信适配的设计实现做了详细描述。 通过对本课题的研究可以看到，j 2 e e 可以很好的支持服务器端组件体系 结构的开发，它使开发者只需关心商业逻辑，而无需花更多的精力丌发系统的 底层逻辑，在构建新一代的企业级电信网管系统上具有很大优势和应用前景。 关键词： 适配器电信管理网中介应用j 2 e ej b o s s p c s 网管多协议通信适配系统的殴汁与实现 a b s t r a c t ，i h ec o m m u n i c a t ea d a p t o ro fa d m i n i s t r a t i o no fn e t w o r k sjnp c sisa c h i i d s u b j e c t o fn m so fp c s ，ap r o j e c tf u n d e db yt e c b n o i o g yc e n t e r c h e n g d ul n s t i t u t eo fz t ec o r p o r a t i o n w i t ht h ee x p l o s i v e l yg r o w i n g o ft h e i n d u s t r yi nt e l e c o m ，t h en e t w o r ko ft e l e c o mi nc h i n ag i y e sg r e a t e rs c o p e t od e v e l o pa n dt h ef r a m e w o r ko fn e t w o r ka l s ob e c o m em o r ec o m p l e x i t y i t is v e r yn e c e s s a r yt o b u il d i n t e l l i g e n t i z e da n dr o b o t i c i z e dt m na tt h e p r e s e n t ti m e i nt h i st h e s i s ，f i r s t l y ，i ti n t r o d u c et h eb a s i ct h e o r i e so ft e l e c o m m a n a g e m e n t n e t w o r ka n d s e c o n d l y d i s c u s st h ef r a m e w o r ko ft e l e c o m m a n a g e m a n e t n e t w o r k i nt h eo t h e rh a n d ，t h i sa r t i c l e a l s od is c u s s t e c h n o l o g yo fa p p l i c a t i o n s e r v e ra b o u tj 2 e ea n dt h e ni n t r o d u c et h ej b o s s w h i c hc o m p l e t e l yo p e ns o u r c e c o d ea n dc o m f o r mt ot h ec r i t e r i o no fj 2 e e a f t e rt h ed i s c u s s i o na b o u tt e c h n i c a lc r it e r i o na n d s y s t e m a t i c f r a m e w o r k a c c o r d i n gt ot h e s ed i s c u s s i o n s ，t h ep a p e rh a sr e a l i z t e dt h e a d v a n t a g eo fn m sb a s e du p o nj 2 e e b a s eo ni t t h i sp a p e rh a sp u tf o r w a r d ad e s i g nt oe s t a b li s h t h en m sw i t ht h et e c h n i c a lp l a t f o r mo fj b o s s c o m f o r m i n gf o rt h ec r i t e r i o no f7 2 e e ：f u r h e r ，i th a sa n a l y z e dt h es u p p l y a n dd e m a n da n dt h ed e t a i l e dd e s i g nt ot h ec o m m u n i c a t i o na d a p t o ro f n e t w o r k e l e m e n tw it h t h e o o a d ( o r i e n t e d o b j e c ta n a l y z e a n d d e s i g n ) m e t h o da n dj c a ( j 2 e ec o n n e c t o ra r c h i t e c t u r e ) i nt h ea n a l y s i sa n dd e s i g n o ft h ec o m m u n i c a t e a d a p t o r o fn e t w o r k e l e m e n t ，t h e p a p e rf i r s t l y d e s c r i b eh o wt ou s e j c a a r c h i t e c t u r et o r e g u l a t e t h o s e i n c l u d i n g c o n n e c t i o nm a n a g e m e n t ，s e c u r i t ym a n a g e m e n ta n dt r a n s a c t i o nm a n a g e m e n t b e t w e e ne l e m e n tm a n a g e m e n ts y s t e ma n dm a n yk i n d so ft e l e c o n l 【i u n i c a t i o n e q u i p m e n t i n j 2 e e a n d t h e e x p a n s i b i l i t y a n d f l e x i b i l i t y o ft h e a p p i i c a t i o n i se n h a n c e d ：f u r t h e r t h e s y s t e m i n t r o d u c ei n t o d i s t r i b u t i o n t e c h n o l o g yw h i c hr e s o l v et h en e e df o rm a n a g e m e n tf o rl a r g e n u m b e ro fe q u i p m e n ti nn m s i nt h ee n d ，t h ep a p e rr e s p e c t i v e l ym a k ea p c s 网管多协议通信适配系统的设计与实现 d e t a f l e d d e s c r i p t i o n f o r a l a r m m o d u l e ，p e r f o r m a n c em o d u l e a n d c o n f ig u r e m o d u leo fp c s t h r o u g ht h er e s e a r c ho ft h i sp a p e r ，w ec a ns e et h a tj 2 e ec a ns u p p o r t t h es e r v e rm o d u 【ea r c h i t e c t u r ev e r yw e l l f o rt h er e s e a r c h e r sc a ro n l v c a r eo ft h eb u s i n e s sl o g i ca n dn e e d n ts p e n dal o to fe n e r g yt od e v e l o p t h es y s t e m b o t t o ml o g i c ，j 2 e eh a v eg r e a ta d v a n t a g e sa n da p p l i c a t i o n p r o s p e c ti ne s t a b l i s h i n gt h en e wg e n e r a t i o no ft h ee n t e r p r i s et e l e c o m s y s t e m k e y w o r d s ： a d a p t o r t m n m e d i a p pj 2 e ej b o s s 独创性声明 本人声明所呈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 为获得电子科技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 确的说明并表示谢意。 签名：丕歪丕 、； 乃 日期：加。千年2 月踢曰 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、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件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 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、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 7 石 签名：君堑 导师签名： 日期：2 一口 谚勾 l 。年：! , 月z s - 日 p c s 网管多咖议通信适配系统的i 殳计与实现 第一章引言 目前我国各电信网络运营商的网络一般是由许多独立管理的专用网和公用 交换网互连组成的，其网管系统也是条块分割。由于不同的开发商采用各自不 同的技术自行研制且大多采用各自的管理协议，不可避免的带来了网络协议互 不兼容、管理信息不能互通、缺乏对整个网络的综合管理、操作界面风格不统 一等问题。同时，随着电信业务的不断发展，用户希望运营商能提供更多的业 务，如：语音m a i l ，无线接入，多媒体等等，这些都使得不同类型设备间的无 缝通信成为未来发展的要求和趋势。为了赢得竞争，网络设备提供商霈开发出 符合用户需求、操作维护简单、有较强健壮性的网管系统，并以低廉的价格迅 速占领市场。 j 2 e e 框架定义了开发多层企业级应用的标准。j 2 e e 通过提供了一组完备的 服务，大大简化企业级应用的开发。j 2 e e 的全称是j a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s e e d i t i o n ，它是由s u n 公司领导、各厂商共同制定并得到广泛认可的工业标准。 业界各大中间件厂商如b e a 、i b m 、o r a c l e 都积极地促进了它的推广。j 2 e e 框 架定义了开发多层企业级应用的标准。通过基于标准的、模块化的组件技术， j 2 e e 提供了一组完备的服务，从而可以大大简化企业级应用的开发，由于容器 提供了丰富的支持功能，应用开发者只须将精力集中于业务实现逻辑而无须考 虑其它复杂功能的实现细节。作为一个能够适应大量现行企业级应用系统，j 2 e e 打破了现有企业系统间固有的障碍。j 2 e e 标准以一个统一的、基于组件的应用 模式封装了多层应用所需的、企业现有的资源，使得提供新的组件、工具和管 理系统变得简单和容易。j 2 e e 框架综合了简单性、跨平台、可扩充和可重用性 等优势，提供了一个理想的企业应用的解决方案承载平台。 正是在这种情况下，中兴通讯成都研究所自主开发的小灵通p c s 集中网管 系统引入j 2 e e 技术架构思想，采用具体的j b o s s 技术平台搭建该系统架构，实 现了业务逻辑与功能分离，将丌发人员从琐碎的底层系统逻辑细节中解脱出来， 专心投入上层应用的商业逻辑中，大大简化了系统的开发，降低了企业成本。 p c s 网管多协议通信适配系统的设计与实现 2 1 i m n 概要 第二章电信管理网基础 1 9 8 8 年，国际电信联盟标准部i t u t ( 原国际电报电话咨询委员会c c i t t ) 首先提出了电信管理网( t i n ) 的概念，并在随后的几年里，又通过和修改了一 系列相关的建议，从而使t m n 的理论越来越完善，应用也越来越广泛。 2 1 2t m n 的定义 i t u 在m 3 0 1 0 中指出，t m n 是提供一个有组织的网络结构，以取得各种类 型的操作系统( o s s ) 之间、操作系统与电信设备之间的互连。换句话说，t m n 是采用商定的标准协议和信息接口进行管理信息交换的体系结构。t m n 从标准 化的角度出发，提供了一种有组织的体系结构和标准接口，按照规范的方法对 整个电信网进行统一的综合维护和管理，从而实现了网管的自动化和标准化。 t m n 是一种电信网的管理体系结构，包括了对网络的规划、指配、安装、 维护、运行和管理，以及对电信设备、网络及业务的管理等方面。我们可以从 不同的角度去认识t m n ： t m n 是一个提供业务的业务网 提供了种用于网络建设的开放网络体系结构 用于解决多厂商环境下的标准的接口 t m n 提供了一种网管可持续建设思路 提供了一种软件可重用方法 提供了一种平滑过渡方法 t m n 是一系列标准 2 13t m n 的特点 t m n 具有如下特点： 1 t 州强调把物理网络与电信业务分开 2 ? c s 网管多漭议通信适配系统v , j 设计与实现 传统的网络建设的思路是由电信网直接提供各种业务，这种结构虽然比较 简单，但是，网络设备稍有变化( 如有故障) ，必然会直接影响到上层业务。采 用t m n 的思想，即可避免这弊病，只有r m n 系统直接建在网络之上，t m n 提 供各种管理业务，t m n 业务层之上才是电信业务层，当网络改变时，例如设备 有故障时，经过t m n 的过滤、分析即可进行自动保护切换或人工1 阪复，故不会 直接影响电信业务的提供。另外，t m n 还可对网络资源进行规划与优化，以有 效利用网络资源，为用户提供高质量的电信业务。 2 t m n 标准化程度较高 一般的通信组件，要在功能、接口与性能三个方面做到标准化。而t m n 无 疑是在这三个方面做得最好的。在功能方面，t m n 规定了性能、故障、配置、 计费和安全五大类管理功能。各类管理功能又分出一系列的子功能；在接口方 面，t m n 规定了q 、f 、x 、m 各类接口及其协议等：在性能方面，t m n 引入了科 学的评估策略。 3 t m n 与网络具有松耦合性 t m n 与电信网的总体关系如图2 一i 所示。从图中可以看出，t m n 包括一部分 网元功能，但又不包括整个的电信网。也就是说，t m n 与电信网不过分亲密， 又不距离过远，即保持适当距离，或者说t m n 与网络具有松耦合性。 图2 - it m n 与电信网的关系 总之，t m n 综合了计算机领域和电信领域中最先进的思想和技术，代表着 电信网络管理技术发展的方向。 3 p c s 网管多踟议通信适配系统的设计j 实现 2 2t m n 的功能系统结构 t m n 功能体系结构不涉及具体的网络细节，而是规定了t m n 功能的适当分 配，以设置各种功能块。这些功能快向t m n 提供一般的功能，以使t m n 能执行 t m n 管理功能。功能块之问的信息传输由数据通信功能( d c f ) 完成。交换管理 信息的一对t m n 功能块由一个参考点分开。不同的功能块在同一参考点的执行 范围内可能有不同程度的限制。 t m n 的功能参考模型如图2 2 所示。 2 2 1 功能块 t m n 功能体系结构包括运行系统功能( o s f ) 、中介功能( m f ) 、数据通信功 能( d c f ) 、工作站功能( w s f ) 、网元功能( n e f ) 以及q 适配器功能( q a f ) 。其 中，w s f 、n e f 、o a f 部分在t m n 内，部分在t m n 外。 图2 - 2t m n 功能参考模型 4 p c s 尉管多济议通信适配系统的没； 与实现 1 网络单元功能( n e f ) 块 n e f 是为t m n 监视和控制而与t m n 通信的功能块。n e v 提供被管理电信网所 要求的电信功能及支持功能。n e f 所包括的作为被管理主体的电信功能不是t m n 的一部分，而是山n e f 展示给t m n 。提供这种展示以支持t m n 的n e f 的这一部 分属于t m n 本身，但其电信功能部分在t m n 之外。 2 q 适配器功能( q a f ) 块 q a f 是连接那些类n e f 和类o s f 的非t m n 实体，完成t m n 参考点与非t m n 参考点的转换。 3 中介功能( m f ) 块 当两个功能块所支持的信息空间不同时，需要用m f 来完成转换。m p 块主 要对o s f 和n e f 之间传递的信息进行处理，使其符合满足通信双方的相互需求。 m f 进程包含一个或多个下述进程： 涉及信息模型间信息转换的进程； 涉及高层协议互通的进程； 涉及数据处理的进程； 涉及做出判断的进程； 涉及数据存储的进程。 4 工作站功能( w s f ) 块 w s f 为t m n 和使用人员之间提供信息交互的手段。w s f 的任务是在一个t m n 参考点( f 参考点) 与个非t m n 参考点( g 参考点) 间进行转换。因此，该功能块 不完全在t m n 内。 5 运行系统功能( o s f ) 块 o s f 处理与电信管理有关的信息，以监视、协调和或控制包括管理功能( 即 t m n 本身) 在内的电信功能。按抽象程度可将o s f 分为商务o s f ( b u s i n e s so s f ) 、 业务o s f ( s e r v i c eo s f ) 、网络o s f ( n e t w o r ko s f ) 、基层o s f ( e l e m e n to s f ) 。 2 2 2 参考点 参考点是各非重叠的管理功能块之间信息交换的概念点。参考点在两个管 理功能块之间定义服务的边界，确定它们之间的关系，目的是规范功能块之问 交换的信息。 1 q 参考点 5 p c s 网管多协议通信适配系统的设计与实现 q 参考点用来拈述各功能块之阳j 信息交换的逻辑部分。当参考点两侧所支 持的信息空间有差异时，需要利用中介功能进行补偿。q 参考点分为两类：q ，与 q 3 ，q 。位于m f 和与之相连的功能块q a f 、n e f 之间；q 3 位于o s f 和与之相 连的功能块m f 、q a f 、n e f 之间。 2 f 参考点 f 参考点置于w s f 和与之相连的功能块o s f 、m f 之间。 3 x 参考点 x 参考点位于不同的t m n 中的o s f 功能块之间。x 参考点外侧的实体可 以是另一t m n ( o s f ) 的一部分，也可以是非t m n 环境( 类o s f ) 。 4 g 参考点 g 参考点位于t m n 用户与w s f 功能块之间。尽管g 参考点上传送t m n 信息，但它不被看作t m n 的一部分。 5 m 参考点 m 参考点位于q a f 和非t m n 被管实体或不遵守t m n 各建议的被管实体 之间。 2 3 t m n 的信息体系结构 t m n 的信息体系结构基于o s i 系统管理的原则，在面向事务 ( t r a n s a c t i o n o r i e n t e d ) 的信息交换过程中采用面向对象( o b j e c t o r i e n t e d ) 的技术，并引入了管理者代理者( m a n a g e r a g e n t ) 的概念。 23 ，1 面向对象( o o ) 的方法 为了有效地定义被管资源，t m n 利用基于面向对象的技术( 0 0 t ) 之上的o s i 系统管理原则。其实，o o t 并不是t m n 的特有技术，目前，在计算机软件工程 中，已广泛采用面向对象的方法。人们发现，采用0 0 的观点设计的软件系统， 与传统的采用面向过程的方法设计的系统相比，具有诸多后者所没有的优点， 如界面清晰、易于扩充、可重用性强、后期维护方便等。在t m n 的应用开发中 采用面向对象的技术，同样具有上述优势。 1 对象特征 ( 1 ) 属性( a t t r i b u t e ) 6 p c s 司管多铷汉通信适配系统的笈链。与实现 对象内儿是可以抽述自身状态、性质的数据名称的总和称为属性。例如一 个阀门应当有流量、材质、大小、压力等数掘名称。又如骰子应有点数、形状、 颜色等反映其性状的数据名称。 ( 2 ) 方法( m e t h o d ) 对盈在外力作用下而产生的可以改变其部分或全部属性值的动作行为的 总和称为方法。对象的方法可以是单独的、分立的动作，也可以是一个过程。 如阀门的丌和关，骰子的投掷等。 ( 3 ) 封装( e n c a p s u l a t i o n ) 当对象含有完整的属性和与之相对应的方法时，则称为封装。这样的对象 可以用一种被称为“田田圈”的图形表示，如图2 3 。 方法 图2 3 “田田隧i ” ( 4 ) 消息( m e s s a g e ) 促使对象动作的来自外界的触发信息的总和被称为消息。消息包含四个基 本要素： 接收消息的对象标识； 接收消息的对象的方法标识； 可能含有接收消息的对象的方法所需的参数； 可能含有由接收消息的对象的方法提供的返回信息： 在对象系统中消息必然将两个对象联系在一起。此时，称发出消息的一方 为客户；接收消息的一方为服务器。因而，消息便构成了客户i i e 务器关系结构。 ( 5 ) 对象的抽象( a b s t r a c t ) 与类( c l a s s ) 在一个由对象构成的系统中会大量存在基本结构相同仅属性的具体数值不 同的一类对象。因此最好用能够描述这种对象基本结构的一种抽象形式来代替， 7 p c s 网管多协议通信适配系统的没计与实现 以使系统的构造清晰易懂。于是把这种对象的抽象彤式称之为类。因此，类便 具有以下的两个突出的要素： 类是对象的属性和方法的抽象结构描述，又常被i l l i 做模板( t e m p l a t e ) ； 当提供具体的属性数值后便可用类来制造对象； 在现实世界中的对象内的属性和方法可以按数学模型设立访问权限，这些 访问权限要在具体的语言中用相应的语法予以支持。 2 对象之间的关系 对象间存在有包容( a g g r e g a t i o n ) 、继承( i n h e r i t a n c eo rd e r i v e d 既派 生) 和关联( a s s o c i a t i o n ) 三类关系。 ( 1 ) 包容关系( a g g r e g a t i o n ) 在一个类中若存在至少有一个属性成员不是简单的数据类型而是另外一个 类的关系就被称为包容关系。 ( 2 ) 继承关系( i n h e r it a n c e ) 一个类拥有另一个类的部分或全部的属性及其相应的方法的关系则称为继 承。例如，人作为一个类，可派生出男人、女人两个类。 ( 3 ) 关联关系( a s s o c i a t i o n ) 存在有消息关系的对象关系称为关联关系。关联关系是将现实世界中的对 象模型化的重要关系。在一般情况下关联关系不能被当作类中的属性。目前还 很少有对象化的语言直接支持关联关系的描述。 在开发t m n 系统时，我们一般采用面向对象的方法，把被管网络资源抽象 为被管对象类( m a n a g e do b j e c tc l a s s ) ，把对网络实体的管理和操作转化为对 被管对象( m o ) 的操作，不同m o 之间的相互作用和相互通信就构成了一个完整 的管理系统。 2 3 2 管理者( m a n a g e r ) 代理者( a g e n t ) 概念 电信环境的管理是一个信息处理的过程。由于被管环境是分散的，所以网 络管理是一个分布式的信息处理过程。监测和控制各种物理和逻辑网络资源的 管理过程之间需要交换管理信息。这样，就有必要引入管理者代理者 ( m a n a g e r a g e n t ) 的概念。 m a n a g e r 与a g e n t 的主要功能包括： 8 p c s 礴管多辫议通信适配系统龅垃计与宴现 反映管理对象的外部特性 运用管理服务和应用程序实现对管理对象的管理 根据管理对象的状态，处理相应管理对象的管理请求和响应 实现管理对象的入口出口控制 对管理对象所表示的管理资源进行加工处理 t 州边界 t m nq 参考 点处接u 被管对象： 被管资源的抽 象视图 被管资源 m ：管理者a ：代理者r ：资源0 ：被管对象 图2 - 4 管理者、代理者与被管对象之间的关系 m a n a g e r 与a g e n t 的关系并非是一一对应的，一个m a n a g e r 可以有多个a g e n t ， 一个a g e n t 也可以为多个m a n a g e r 服务。代理者( a g e n t ) 直接操纵被管网络资 源，管理者( m a n a g e r ) 不直接连接物理资源，而是通过a g e n t 进行管理操作。 这样，实际网络的改变并不影响m a n a g e r 。对于t m n 系统，管理者、代理者与 被管对象之间的关系如图2 - 4 所示。 2 3 3m a n a g e r a g e n t 互通 管理者( m a n a g e r ) 发出管理操作指令，并接收代理者发来的通报；代理者 ( a g e n t ) 管理被管对象，应答管理者发出的指令，向管理者反映被管对象的视 图，发出通报以反映被管对象的行为。m a n a g e r 与a g e n t 之间的信息交换一般 要利用通用管理信息服务( c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns e r v i c e s ，c m i s ) 和c m p 协议来实现。t m n 是使用m a n a g e r a g e n t 来完成管理活动的，m a n a g e r 9 p c s 网管多仂、议通信适配系统的设计与实现 与a g e n t 是t m n 的管理应用功能的一部分。图2 - 5 即是一个利辟jm a n a g e r a g e n t 完成t m n 系统通信的例子。在此例中，系统a 管理系统b ，系统b 管理系统c 。 在此级联环境中，a 系统中只有m a n a g e r ，b 系统中既有相对于a 系统的a g e n t ， 又有相对于c 系统的m a n a g e r ，只有c 系统才直接与网络资源相连。这样，在 每一个接口处的信息模型是不同的，a 系统中的m a n a g e r 看到的是b 系统中的 a g e n t 呈现给它的信息模型，b 系统中m a n a g e r 看到的是c 系统中的a g e n t 呈现 给它的信息模型。 田! 霉a 量。m 甲 到q 、 躐 g 、 州a 上 “l s i j 一 c m i pc m i p 1- | j o s io s l0 s i i 协 l 资源l 协协 i 资源u 议泌议 栈栈栈 图2 5t m n 系统之间通信的例子 2 4t 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。 图2 6 即为一种t m n 物理体系结构的实例。 2 4 1 物理块 t m n 的物理块有操作系统( o s ) 、q 适配器( q a ) 、网络单元( n e ) 、工作站 ( w s ) ，主要实现相应的功能块o s f 、q a f 、n e f 、w s f 的功能。在此不对上述物 理块作详细说明，仅对d c n 稍加说明。 d c n 为数据通信网络，是t m n 内支持数据通信功能d c f 的通信网。d c n 主 要实现o s i 参考模型的下三层功能，并不提供第4 层到第7 层的功能。d c n 可 以由不同类型的予网组成，例如i s d n 、分组交换数据网、专线、公众交换电话 网、局域网等。 1 0 p c si 叫管多m 议通信适配系统的设汁与实现 d c n l ) a 馆c o m m u n i c a t i o nn e t w o r km d m e d i a t i o nd e v i c e n e n e t w o r ke l e m e n to s o d e f a l i o ns y s t e m w s w o r i ( s t a t i o nq a 0 a d a p t o r 图2 6t m n 的物理体系结构 运营系统( 0 s ) ： o s 是完成0 s f 的系统。o s 可以选择性地提供m f 、q a f 和w s f 。 o s 物理体系结构中包括： 应用层支持程序； 数据库功能； 用户终端支持； 分析程序； 数据格式化和报表。 0 s 的体系结构可以是集中式，也可以采取分布式。 中介设备( m d ) ： m d 是完成m f 的设备。m d 也可以选择性地提供0 s f 、q a f 和w s f 。 p c s 刚管多m 议通信适配系统的波计7 ，实现 当用独立的m d 实现m f 的情况下，m d 对n e 、q a 和0 s 的接口都是一个或多 个标准接口( q x 和q 3 ) 。当m f 被集成在n e 中时，只有对o s 的接口被指定为一 个或多个标准接口( q x 和q 3 ) 。 q 适配器( q a ) ： q a 是将具有非t m n 兼容接口的n e 或o s 连接到q x 或q 3 接口上的设备。一 个q 适配器可以包含一个或多个o a f 。q 适配器可以支持q 3 或q x 接口。 数据通信网( d c n ) ： d c n 实现o s i 的1 到3 层的功能，是f 州中支持d c f 的通信网。 d c n 通过标准q 3 接口将n e 、q a 和m d 与o s 连接。另外，d c n 通过q x 接口 实现m d 与n e 或q a 的连接。 d c n 可以由点对点电路、电路交换网或分组交换网实现。设备可以是d c n 专用的，也可以是共用的( 例如，利用c c s sn o 7 或某个现有的分组交换网络) 。 网元( n e ) ： n e 由电信设备构成，支持设备完成n e f 。根据具体实现的要求，n e 可以包 含任何t m n 的其它功能块。n e 具有一个或多个q 接口，并可以选择f 接口。当 n e 包含o s f 功能时，还可以具有x 接口。一个n e 的不同部分不一定处理同一 地理位置。f f , j 立n ，各部分可以在传输系统中分布。 工作站( w s ) ： w s 是完成w s f 的系统。w s 可以通过通信链路访问任何适当的t m n 组件， 并且在能力和容量方面是不同的。然而，在t m n 中，w s 被看作是通过d c n 与o s 实现连接的终端，或者是一个具有m f 的装置。这种终端对数据存储、数据处理、 以及接1 3 具有足够的支持。这种终端还为用户配备数据输入和编辑设备，以便 管理t m n 中的对象。 2 4 2t m n 的标准接口 当t m n 功能体系结构中互连的功能块分别嵌入不同的设备时，它们之间的 参考点就转化为具体的物理接1 3 。 1 q 接口 q 接口应用于q 参考点，q 接口有两类：q ：接1 1 1 与q 。接口。其中q 接口 是实现t m n 的关键技术，它实现了操作系统( o s ) 与其它实体之间的通信。q ， 接口包括两个方面的内容，其一是跨越q ：，接1 3 交换的管理模型，其二为接口 1 2 p c s 网管多胁议通信适配系统| ! f j 璇汁与实现 的通信阱议栈。q ：，接口具备有0 5 参考模型的全部7 层功能，其中第一层至第 六层利用o s 已有的协议栈，第七层( 应用层) 为c m i s ( 公共管理信息服务) 、 a c s e ( 关联控制服务元素) 与r o s e ( 远程操作服务元素) 。 2 f 接口 f 接口应用于f 参考点，通过o c n 将含有o s f 或m f 的t m n 物理块与w s 相 连。 3 x 接口 x 接口应用于x 参考点。它用于实现两个t m n 互连，或者实现t m n 与其它 具有类似t m n 的网络互连。因此，该接口往往需要高于q 类接口所要求的安全 性。 2 43t m n 协议栈 每一个t m n 接口都具备一组协议栈，栈中协议的选择主要取决于物理配置 的实现要求。在q ：；接口的应用层协议中，最常用的是公共管理服务单元c m i s e 。 在跨越q 。接口的通信中，管理进程和代理是依靠c m i s e 提供的服务来交换管 理信息的。c m i s e 包括两部分内容：公共管理信息服务c m i s 和公共管理信息协 议c m i p 。其中，c m i s 是对c m i s e 用户的接口，c m i p 是对两个对等c m i s e 实体 交互的协议数据单元p d u 格式的定义。 c m i s e 为管理系统提供了以下7 种面向对象的服务： m c r e a t e ：生成一个管理对象实例。 m d e l e t e ：删除某管理对象实例。 m g e t ：管理者请求从代理的m i b 中读取有关管理对象的信息。 m c a n c e l g e t ：用于取消前面发出的m g e t 服务请求。 m - s e t ：管理者请求修改代理m i b 中管理对象属性值。 m - a c t i o n ：管理者对代理m i b 中管理对象执行某种操作。 m - e v e n t r e p o r t ：代理向管理者报告检测到的各种事件。 c m i p 是与c m i s e 配对的协议，接收来自c m i s e 的网络管理应用原语，在发起方 的c m i p 协议实体中，c m i s e 服务原语被映射成合适的应用协议数据单元a p d u ， 通过低层发送给对等层的c m i p 实体。在接收方，同层的c m i p 实体将收到的a p d u 再映射成服务指示原语，然后递交给接收方的网络管理应用。按照同样的方法， 该c m i p 实体再把接收方的接收响应传回到发起方的网络管理应用。 1 3 p c s 列管多协i 义通信适配系统的改计与实现 3 1j 2 e e 概述 31 1j 2 e e 的产生 第三章技术平台介绍 体系结构是指程序的宏观的物理的或者逻辑的程序的结构。包括代码程序 包的组织，在网络的各个节点之间的程序包的分布，程序的各个组成部分之l 训 的通讯和协同工作机制。 一个系统在逻辑上，纵向可以分成许多层次，横行可以分成许多子系统。 每个层次是负责一类责任的类的集合，比如负责用户界面显示的类就可以组成 一个用户界面层。一个应用程序通常可以分成3 个层次：用户界面层、业务逻 辑层和数据库存储层。每一个层次都使用下一个层次提供的服务，同时向上一 个层次提供服务。用户界面层主要负责用户界面的显示和更新，业务逻辑层负 责具体的业务逻辑的处理，数据库存储主要负责数据存取和其他的数据库操作。 企业应用体系结构从最初的两层发展到现在的多层经历了巨大的变化。 1 传统二层应用体系结构 在传统的两层客户j j 务器系统中，客户机与数据库服务器通过数据库桥 a p i 直接通信，这些数据库桥a p i 中的典型代表就是o d b c 。在传统c s 结构中， 用户界面层、业务逻辑层和数据存储层都在客户端，这种系统通常被称为胖客户 c s 结构。 采用这种c s 结构势必造成以下缺陷： 1 ) 安装成本高，因为数据库驱动程序必须在每台客户机安装和设置： 2 ) 数掘库驱动程序升级的成本高： 3 ) 数据库的变更成本高： 4 ) 企业逻辑的改变代价高，在c s 结构中，企业逻辑是在客户器中实现的， 因此企业逻辑的变更意味着重新修改原代码和重新编译和安装： 5 ) 数据库的连接成本高，因为每一个客户器都要负责维持一个到数据库服 务器的连接，即使当某一客户器不与数据库通信是，该连接不能被释放。 1 4 p c s 网管多协议通信适配系统的蹬汁。，实现 2 三层应用体系结构 传统的三层体系结构克服了二层体系结构的一些限制。这个三层体系结构 将用户界面放置于客户端，而将业务逻辑层和数据存储层放置在中间层服务器， 也就是应用服务器上。 应用服务器通过重用那些跨越多个客户的昂贵资源来改进了系统的可伸缩 性，例如对数据库的连接可以被共享和重新利用。可伸缩性的改进带来了性能 的改进。这个体系结构也改进了安全与应用管理。 虽然三层体系结构消除了二层体系结构中的一些缺陷，但是它仍然存在一 些不足之处； 1 ) 系统复杂性：三层结构中各个组件可以分开放置，系统必须考虑处理分 布式应用的复杂关系。分布式应用引入了开发者必须处理的系统级程序 设计复杂性，使程序员必须处理分布、多线程、安全等问题。 2 ) 应用缺乏可移植性：因为适用于三层平台应用框架的各个提供商在他开 发的框架中使用了不同的应用编程接口，因此，独立软件提供商( i s v ) 写出的应用程序就不可能在所有应用框架提供商提供的应用服务器上 成功部署。 3 ) 与w e b 的不兼容性：传统的三层体系结构不能直接与w e b 一起工作。这 个三层体系结构对于客户与运行在服务器上的应用之间的通信使用一 个专用的协议，而这个协议不能与w e b 一起工作。 3 j 2 e e 的提出 传统的两层结构存在诸多缺点，因此众多的软件厂商转向丌发n 层结构模 式。n 层结构是在传统的两层结构中加入几层实现的，在多层结构中，表现层。企 业逻辑层和数据层在物理意义上被分开，因而每层可以独立地进行扩充和修 改而不影响应用程序的其它部分。典型的多层结构的应用就是用网络浏览器通 过w e b 服务器执行c g i 和数据库通信。在该模式中，浏览器和部分的w e b 服务器 程序构成了表现层，企业逻辑则完全集中在a p p l i c a t i o n 服务器执行的程序，数 据库则完全是数据层。n 层结构的优点体现在： 1 )安装费用低廉，因为在客户端都应用网络浏览器，譬如i e 和 n e t s c a p e 浏览器： 2 )数据库的变更成本低，因为你只要在服务器端替换新的驱动程序而 没有象在c s 结构中那样需要在客户端进行重新配置： 1 5 p c s 网管多协- 议通信适配系统的设计! j 实现 3 1企业逻辑的变更成本低，我们只要修改服务器端的程序而不需要对 客户做任何修改： 4 )对数据库的连接可以被共享和重新利用： 5 )每一层可独立变化而不影响其它层： 6 )性能f 降和错误发生可以控制在局部： 7 )软件的维护成本低廉。 由于多层结构在服务器方体现出许多的优点，因此有很多软件商宣布将在 服务器方构造以j a v a 为基础的多层框架。j a v a 最初推出时的主要用途是制作 产生动态网页的a p p l e t 。后来，人们发现j a v a 的“一次开发，多次运行”、 纯面向对象的特性、垃圾回收机制和内置的安全性特别适合于开发这种多层框 架的企业应用系统。而且，由于很多企业有以前的应用程序，完全摈弃重新开发 是很浪费的，而利用j a v a 技术可以很好的使过去的应用程序在现在发挥作用。 于是，企业应用开发商纷纷在