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面向无连接网络的网管信息建模 摘要 建模技术在电信管理网技术应用于网管软件的开发过程中具有 举足轻重的地位，通过对被管理网络逻辑实体、物理实体以及功能实 体良好地加以抽象，才能够确保网管系统高效、准确地进行管理工作。 本文以t m n 中已制定网络建模基础规范和建模方法为基础，重 点对比了面向连接层网络和面向无连接层网络建模的差异，提出了面 向无连接层网络建模的方法，使其与面向连接网络建模保持统一，完 善了对电信网各种新技术建模的思路和方法。作为应用，本文详细介 绍以太网无源光网络( e p o n ) 网管系统建模的过程，其中以太网层 的建模采用了面向无连接网络建模技术，并且最终在此建模的基础上 完成网管原型系统的研发，从而验证了所建立的网络管理信息模型。 关键字 电信管理网建模以太网无源光网络面向无连接 n e t w o r km a n a g e m e n t i n f o r m a t i o nm o d e l i n go n c o n n e c t i o n l e s so r i e n t e dn e t w o r k a b s t r a c t m o d e l i n gt e c h n o l o g yi sv e r yi m p o r t a n ti nt h en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m d e v e l o p m e n tb yu s i n g t 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 tn e t w o r kf r a m e w o r k u s i n g t h i s t e c h n o l o g y c a na b s t r a c t 1 0 9 i c a le n t i t i e s ，p h y s i c a l e n t i t i e sa n d f u n e t i o n a le n t r i e s a l lo ft h e s ec a nm a k et h ef o l l o w i n gn e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e ms o f t w a r em o r ee f f i c i e n t l ya n da c c u r a t e l y b a s e do nt h en e t w o r k m o d e l i n g c r i t e r i o na n dm e t h o d o l o g y , t h i sp a p e rp u t s e m p h a s e s o nt h e m o d e l i n g d l i f e r e n c e sb e t w e e nc o n n e c t i o no r i e n t e d l a y e r n e t w o r ka n dc o n n e c t i o n l e s so r i e n t e dl a y e rn e t w o r ka n dg i v eo u tt h eg e n e r a l m o d e l i n g m e t h o do fn e t w o r kw h i c hc o n c l u d e sc o n n e c t i o n l e s s o r i e n t e d t e c h n o l o g i e s a tt h e s a m et i m e ，t h i sm e t h o di sc o n s i s t e n tw i t ht h em o d e l i n g m e t h o dt h a ti sa l r e a d yu s e df o rc o n n e c t i o no r i e n t e dn e t w o r k a f t e rt h a t t h i s p a p e r d i s c u s s e st h ee t h e r n e tp a s s i v e o p t i c a l n e t w o r k ( e p o n ) m o d e l i n gb yu s i n gt h em e t h o di n t r o d u c e di nt h i sp a p e r i nt h i sn e w t e c h n o l o g y , e t h e r n e tl a y e rh a ss o m e c h a r a c t e r so fc o n n e c t i o n l e s so r i e n t e dl a y e r n e t w o r k f i n a l l yw e a l s oi n t r o d u c eap r o t o 何p en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mt o v a l i d a t et h em o d e l i n g k e yw o r d s 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 tn e t w o r km o d e l i n ge p o nc o n n e c t i o n l e s s o r i e n t e d 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的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。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 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。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。 本人签名日期 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论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、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名 导师签名 日期 日期 北京邮电大学硕七学位论文面向无连接网络的恻管竹息建模 1 1 研究背景 第一章前言 网络管理系统是网络的重要组成部分，在网管系统的建设过程中，如何对被 管理网络资源进行建模抽象，从而使得管理系统和被管理网络对资源有一个统一 和准确的认识，是在实际开发网管系统前必须要解决的关键性问题。对于同步数 字序列( s y n c h r o n o u sd i g i t a lh i e r a r c h y ，s d h ) 技术网络建模规范已经由i t u - t 标准化并且十分成熟和完善，用于s d h 网管系统的建设中，并且已经成为其他 新技术的电信网络建模时的重要参考。随着网络技术的发展，尤其是计算机技术 与传统电信技术的融合，使得数据业务的需求大量增加，而以往应用于数据通信 领域的许多网络通信技术也将成为未来通信网中必不可少的一部分，这些技术一 般为面向无连接的分组交换技术，这与面向连接的基于电路交换技术的s d h 有 很大的差别。 所以，很有必要对网管建模的通用方法进行研究，使得在今后出现的任何新 技术的网络当中，无论包含面向连接、或者是面向无连接技术的网络，都可以提 供一种行之有效的、统一的建模抽象方法，使得网络资源的各种被管理方面都被 完整和合理地包含在建模后的各种管理对象类中，从而使得后期开发的网管系统 可以以此为依据，更加准确、高效和标准地进行各种管理功能。 本文在详细分析电信管理网网管建模技术以及相关规范的基础上，对比面向 连接和面向无连接层网络建模的异同点，总结并提出了电信网络的一般建模抽象 策略，并最终将这些建模方法应用于以太网无源光网络( e t h e m e tp a s s i v eo p t i c a l n e t w o r k ，e p o n ) 的网络管理系统( n m s ) 和网元管理系统( e m s ) 间网络管 理接口的定义中。 1 2 研究工作介绍 本人作为北京邮电大学网络管理研究中心的一名研究生，在学习期间先后从 事网管软件原型的开发、网管接口规范的制定工作，具体包括以下工作： ( 1 ) 参加了下一代网络计费模型项目的前期准备工作； ( 2 ) 参加了宽带流媒体网管原型系统的设计与开发； ( 3 ) 参加了国家8 6 3 计划课题e p o n 网络管理系统研究与开发工作，提出 了e p o n n m s 和e m s 的网管功能需求，以及e m s 和网元( n e ) 之间接口需求： 第1 页 北京邮电大学硕士学位论文面向无连接网络的网管信岂建模 ( 4 ) 参加了e p o n 网管原型系统的研发，主要完成了配置管理、性能管理、 告警管理、拓扑管理、设备数据模拟模块的研发工作：同时也参与了部分g u i 的开发。 ( 5 ) 参加了i t ug e p o n 标准的制定。主要参与制定了e p o n 系统n m s 和 e m s 间的网管接口功能需求和接口分析的相关标准。 1 3 论文结构 第二章通过分析g 8 0 5 和g 8 0 9 两个关于传送网建模的规范，阐述网络信息 传送功能的抽象方法，并分析了面向无连接和面向连接网络的异同点，提出了与 面向连接网络相一致的基于面向无连接技术的网络模型。 第三章中详细讨论了电信网管建模的理论和相关规范，分析了如何在理解网 络模型和已有规范的基础上进行网管建模的基本流程和策略，从而抽象出代表被 管理网络各种资源的管理对象类。在此基础上，根据第二章的网络模型，描述了 针对于面向无连接网络管理信息的建模理论，对基于以太网的无源光网络技术进 行分析和研究，并最终提出其网管系统n m s 和e m s 之间的网管信息模型。 第四章以第三章取得的成果为基础，详细描述了e p o n 网络管理原型系统的 设计与实现。 第2 页 北京邮电大学硕士学位论文面向无连接网络的网管信息建模 第二章传送网功能模型 电信网络是十分复杂的网络，可以从不同的角度和以不同的方法来描述。从 实现的功能的角度来分析，电信网的基本功能群之一是传送功能群，它可以将任 何通信信息从一个点传递到另一些点。所谓传送网就是完成传送功能的手段，定 义为在不同地点之间传递用户信息的网络的功能资源，当然传送网也能传送各种 网络控制信息。 由于作为传送网的电信网的规模可能非常庞大和复杂，由众多元件组成。所 以，为了便于网络的设计和管理，就有必要规范一个合适的网络模型。它具有规 定的功能实体，并采用分层和分割的概念，从而使得网络结构非常灵活，并易于 描述。 另外很重要的一点是，这种通用网络模型的建立，对于以后基于网络资源的 建模提供了必要的依据和基础。i t u t 在g 8 0 5 和g 8 0 9 两个建议中，分别从面 向连接和面向无连接两种情况对传送网的通用功能体系结构作出了符号以及语 义上的规范，利用它们，我们可以描述任何规模以及复杂程度的网络，进而再对 被管网络进行网络建模就变得容易许多了。 2 1 面向连接的传送网通用功能模型 g 8 0 5 以一种与技术无关的角度来描述面向连接的传送网的功能模型。该功 能模型可以被看作为其他一系列有关功能模型规范的基础，如异步传输模式 ( a s y n c h r o n o u s t r a n s f e r m o d e ，a t m ) 、s d h 以及准同步数字序列( p d h ) 等， 同时也可以作为与这些技术相关的网络管理、性能分析以及设备规范等标准的基 础。 为了描述和分析庞大复杂的电信网，可以将网络看成是由一些基本的元件组 合而成，这些基本元件称为网络结构元件，在面向连接的传送网描述中引入的四 大类网络结构元件分别是：拓扑元件、传送实体、传送处理功能和参考点，其中 每一大类又可以分为若干小类。 2 1 1 拓扑元件 拓扑元件是按照参考点间的拓扑关系对网络进行抽象描述的元件。为了从功 能结构和组织结构方面来对传送网进行描述，通常可以采用基于分层和每一层内 第3 页 北京邮电大学硕士学位论文 面向无连接刚络的网管信息建模 功能细分的方式，将传送网分为层网络、子网和链路。 层网络可以看作是将传送网从垂直的方向分层，各相邻层间构成客户 ( c l i e n t ) n 务器( s e r v e r ) 的关系，但在实现上可以彼此独立。为了进行路由 选择和管理，也可以将层网络在横向上进行功能分割，形成若干子网。例如，根 据地理情况可划分为国际、国内、长途、本地等各种子网。子网间由链路相连接。 另外，访问组是与相同子网或链路相关的一组路径终接功能的点的集合。 2 1 2 传送处理功能 每一种层网络都包含有两种传送处理功能，即适配功能和路径终接功能。适 配功能将上一层网络的信息变换为适于在下一层网中传送的形式，实现诸如编 码、速率变换、定位、相位调整、复用等功能。路径终接功能则产生层网络上的 特征信息，并保证其完整性，在实现时可以通过在路径终接源处插入一些附加信 息，再在相应的路径终接宿处进行监视，例如，产生和终结开销，包括定帧、误 码检测、故障检出和告警等。 2 1 3 参考点 传送处理功能或传送实体的输入与另一个的输出相结合的点称为层网络的 参考点。如果有关传送处理功能或传送实体的输入或输出是成对的，则参考点是 双向的。基本参考点有三类，即连接点( c p ) 、终端连接点( t c p ) 和接入点( a p ) 。 连接点c p 是一种连接类型的输出与另一种连接类型的输入相结合的点；终端连 接点t c p 是路径终接源功能输出与网络连接输入相结合，以及网络连接输出与 路径终接宿功能输入相结合的点；接入点a p 是在适配源功能的输出与路径终接 源功能的输入相结合的点，或者是路径终接点宿功能的输出和适配宿功能的输入 相结合的点，它是客户层接入服务层的点。 2 1 4 传送实体 源端某一层的c p 与其远端对等实体的c p 之间的传送实体称为“连接”。连 接表示在c p 间透明传送信息的能力，但它并不对传送信息的完整性进行监视， 按所属的拓扑元件的不同，连接还可以细分为网络连接、子网连接和链路连接。 源端某一层的a p 与其远端对等实体的a p 之间的传送实体称为“路径”。路 径表示在a p 之间有效特征信息的传递，它要对传递信息的完整性进行监视，因 而除了传递信息外，还增加了有关信息传递完整性的信息。 第4 贞 北京邮电大学硕士学位论文 面向无连接网络的网管信息建模 2 15g 8 0 5 功能模型实例 图2 一 a p t r a i j t e r m i n a t i o n t c 1 为利用g 8 0 5 面向连接网络结构元件描述网络的情况： 图2 - 1g 8 0 5 功能模型实例 2 2 面向无连接层网络功能模型 考虑到面向无连接层网络的无连接性，所以i t u t 于2 0 0 2 年1 0 月又对( 3 8 0 5 规范作出了补充，即g 8 0 9 规范，力图以一种与g 8 0 5 中相似的方式来统一描述 面向无连接的层网络。 与( 3 8 0 5 类似，为了描述的简洁，在对面向无连接网络的描述中同样引入了 拓扑元件、传送实体、传送处理功能和参考点四大类的网络结构元件。通过这种 方法，就可以使用相当少数量的结构元件来描述网络功能，这些结构元件的定义 是基于信息处理过程该元件所执行的功能或者是这些元件所描述的与其他元件 的关系。这些结构元件按照一定的方式相互关联起来就可以形成组成实际网络的 网元了。 2 2 1 拓扑元件 类似于g 8 0 5 ，共有四种拓扑元件，即层网络、流域、流点池链路以及访问 组。它们分别对应于g 8 0 5 中的层网络、子网、链路和访问点。在一个层网络中 的一系列流终接点的关联关系( 用于构成无连接路径) 则形成一个数据报。流域 存在于一个单一的层网络中，由流点的集合构成用于信息的传送。流域可以继续 细化为更小的流域，它们之间通过流点池链路连接。 第5 页 北京邮电大学硕士学位论文 面向无连接网络的刚管信息建模 2 2 2 传送处理功能 类似于g 8 0 5 ，包含适配功能和流终接功能，分别对应于g 8 0 5 的适配功能 和路径终接功能，其中的流终接功能分为流终接源和流终接宿，流终接源负责向 来自于客户层网络的特征信息中加入其他附加信息从而监控无连接路径，流终接 宿负责从提取于无连接路径相关的附加信息。 2 2 3 参考点 类似于g 8 0 5 ，包含流点( f p ) 、终端流点( t f p ) 以及访问点( a p ) ，分别 对应于g 8 0 5 的连接点、终端连接点和访问点。 2 2 4 传送实体 传送实体提供了在层网络参考点之间进行信息传送的能力，在传送过程中没 有信息的更改。按照是否监控被传送信息的完整性，传送实体被分为流和面向无 连接的路径。流按照其所属的拓扑对象的不同，可以细分为链路流，流域流和网 络流。流定义为具有相同路由元素的通信量单位的集合体，它是面向无连接层网 络中特有的概念。流是一个单向实体，可以依据其特征信息、源地址或者目的地 址来定义；流可以递归定义，它可以包含更小的流；流还可以被复用；流可以被 关联到某种类型的拓扑实体；对于流所包含的各个通信量单位可以是时间上或者 空间上的聚集。面向无连接的路径代表了以通信量单位或者数据报为基础的源和 宿之间的关联。 2 2 5g 8 0 9 功能模型实例 g 8 0 9 规范定义了面向无连接层网络的网络结构元件描述方式，为了突出其 面向无连接的特性，其命名方式有所变化，如图2 2 所示，但分层、分割以及 各类网络元件的功能基本不变。 第6 页 北京邮电大学硕士学位论文 面向无连接网络的网管信息建模 2 3 层网络的类型 图2 - 2 g 8 0 9 功能模型实例 面向连接和面向无连接层网络具有许多的特征差异，按其特性，可以将层网 络技术分为以下几种。 目前传送网中的大部分所提供的是一种面向连接的电路交换( c o n n e c t i o n o r i e m e dc i r c u i ts w i t c h e d ，c o c s ) 结构，典型代表是s d h 中所采用的t d m 技 术，这种类型的传送网在g 8 0 3 中有详细描述；另外一种是面向连接的分组交换 ( c o n n e c t i o no r i e m e dp a c k e ts w i t c h e d ，c o p s ) 结构，典型代表是a t m ，它一般 使用c o c s 结构作为其下层基础，这种类型的传送网在1 3 2 6 中有详细描述；最 后一种是面向无连接的分组交换( c o n n e c t i o n l e s sp a c k e ts w i t c h e d ，c l p s ) 结构， 它可以使用c o c s 或者c o p s 作为其下层基础。另外还有一种以太网技术兼有上 面所提到的面向连接和无连接网络的部分特点，单独可以成为一种类型。这些不 同类型的基础结构在网络的操作管理以及网络本身提供的业务上有其固有的特 征。 2 3 1c o c s c o c s 型网络的主要实现技术有s d h 、光传送网( o t n ) 或者p d h 。在这 样的网络中，在一个用户信息流被初始化并通过网络之前，用户源、用户宿( 通 第7 页 北京邮电大学硕士学位论文 面向无连接网络的网管信息建模 常为应用) 以及网络必须对连接的特征达成共识( 例如比特速率、可用性等) 。 在g 8 0 8 0 所描述的自动交换传输网( a u t o m a t i cs w i t c h e dt r a n s p o r tn e t w o r k ) 结 构中，一次呼叫代表了客户和网络之间的协商，同时也代表了支持信息流的连接。 基于这种双方通信上达成的共识，网络管理进程可以将最终用户的有效载荷显式 地分配给网络资源，例如在服务层网络中的每一段路径中分配一个时隙，而这些 相互连接起来的路径一起来为这次呼叫请求服务。这些相互连接的路径可以被多 个最终用户的有效载荷所共享。对于资源的争夺是在连接请求时解决的，如果当 时的资源不可用，那么请求将失败。在这种情况下，标签( 这里是指时隙) 既代 表一个标识又同时代表了资源的分配。在g 8 0 5 的模型中，当所分配的时隙到来 时，是由服务层网络路径输入端的适配功能完成客户信号的存储的。客户并不强 行地选择网络中地某个时隙进行信息传送，网络自己控制用于复用和交换地标签 空间。这个标签( 也就是时隙) 仅具有本地意义，即该标签只在特定路径地上下 文中才是有效的。客户信号的分段发送是由网络的时隙分配机制来控制的。由于 网络已经执行了资源分配过程，所以它也可以在任何适当的位置进行截取和监控 客户信号( 或者承载它的路径) 。网络错误可能引发保护切换或恢复过程，一次 保护切换操作对于连接管理系统来说是不可见的，因为其端点和路径均没有发生 变化，而恢复过程则将引起一条新连接的建立。对于客户信号的监控也需要按照 这些过程进行相应的调整。一般而言，客户信号以及承载客户信号的路径都使用 网络附加信息( o v e r h e a d ) 进行监控。 2 3 2c o p s c o p s 型网络的主要实现技术是a t m 。在这样的网络中，在一个用户信息流 被初始化并通过网络之前，用户源、用户宿( 通常为应用) 以及网络必须对信号 的特征达成共识( 例如峰值和平均比特率等) 。基于这种双方通信上达成的共识， 网络管理进程可以将最终用户的有效载荷显式地分配给网络资源，例如在服务层 网络中的每段路径中分配一个v p w c i 标签，而这些相互连接起来的路径一起 来为这次呼叫请求服务。这些相互连接的路径可以被多个最终用户的有效载荷所 共享。对于资源的争夺并不总是完全在连接请求时解决，网络可以按照连接请求 中的通信量参数以及路径上已经承载的连接情况来将连接指配到路径上，当然这 种做法也不是必须的。在这种情况下，标签( 这里是指v p i v c i ) 仅仅代表一个 标识。在1 3 2 6 的模型中，当所分配下层c o c s 的时隙到来之前，是由服务层网 络路径输入端的适配功能完成a t m 信元的缓冲。客户并不强行地选择网络中地 某个v p i v c i 进行信息传送，网络自己控制用于复用和交换地标签空间。这个标 签( 也就是v p i 厂v c i ) 仅具有本地意义，即该标签只在特定路径地上下文中才是 第8 页 北京邮电大学硕士学位论文面向无连接网络的网管信息建模 有效的。客户信号的分段发送是由网络的v p i v c l 分配机制来控制的。由于网络 已经执行了资源分配过程，所以它也可以在任何适当的位置进行截取和监控客户 信号( 或者承载它的路径) 。当网络故障引起对连接的重新安排时，也可以对网 络进行监控。通常，对于客户信号完整性的监控是使用o a m 信元来完成的，而 对于网络中用于承载客户信号的路径的监控则是使用附加信息( o v e r h e a d ) 来完 成的。 2 3 3 c l p s c l p s 型网络的主要实现技术有i p 。在这样的网络中，在一个用户信息流被 初始化并通过网络之前，并不需要用户源和用户宿或者网络进行事先的协商。标 签( 这里是指i p 头) 由源终端加入到每个分组上来标识其目的地址。这个标签 具有全局意义，分组所经过每个交换机都要按照自身所存储的路由表信息来前向 转发该分组。在这种情况下，标签具有标识以及“路由指导”双重作用，但是它 并没有提供任何的资源预留。流所持续的时间也只取决于当前分组的长度。一个 新分组将引发相同的过程来转发，即网络并没有记忆那些以前曾转发过的信息。 传送网资源( 例如在路由器之间的c o c s 层中的路径) 是按照路由表中的当前信 息( 如当前的网络拓扑和拥塞状况等) 来被最终用户信息流所共享的，这种共享 方式可以是任意的。网络拓扑的变化( 例如由网络故障引起) 以及通信量负载的 变化都可以通过更换路由表项来适应( 例如将删除拓扑中失效路径的表项等) 。 i p 网络使用一种控制策略来维持路由表总是最新反映网络当前状况的。由于网 络并不能了解特定信息流的存在以及经过的路径信息，所以网络不能对这些流的 服务质量进行监控。 2 3 4 以太网型 以太网型网络的主要实现技术就是以太网技术。以太网同时具有面向连接以 及面向无连接的双重特性，所以具有一些独特的特点。在这样的网络中，在一个 用户信息流被初始化并通过网络之前，并不需要用户源和用户宿或者网络进行事 先的协商。标签( 这里是指m a c 帧头) 由源终端加入到每个分组上来标识其目 的地址。这个标签具有全局意义，分组所经过每个交换机都要按照自身所存储的 转发地址信息表来前向转发该信息流。在这种情况下，标签具有标识以及“转发 指导”双重作用，但是它并没有提供任何的资源预留。流所持续的时间也只取决 于当前分组的长度。当交换机接收到一个分组，且其m a c 地址并不在该交换机 的转发地址信息表中时，该交换机将采取广播的方式，并且按照所接收到的响应 信息来向转发地址信息表中增加新的表项。而且，该地址表中的信息表项在经过 第9 页 北京邮电大学硕士学位论文面向无连接网络的网管信息建模 一定的未活动( 即没有分组经过) 时刈后就被自动丢弃。传送网资源( 例如在路 由器之问的c o c s 层中的路径) 是按照转发地址信息表中的当前信息来被最终用 户信息流所共享的，这种共享方式可以是任意的。网络拓扑的变化是通过引发广 播机制以及生成树算法更新转发地址信息表项来适应的。由于网络并不能了解特 定信息流的存在以及经过的路径信息，所以网络不能对这些流的服务质量进行监 控。 从上面的描述中可以发现，以太网型的网络主要还是采用面向无连接的方式 工作，但在某些情况下，对于信息的转发则又有些面向连接中的固定模式( 例如， 广播机制) 。 2 4 层网络间的承载关系 通过介绍g 8 0 5 面向连接层网络的结构以及g 8 0 9 面向无连接层网络的结 构，我们已经可以利用一种统一的方式来描述各种类型的层网络的功能结构，包 括c o c s 型、c o p s 型、c l p s 型以及以太网这种特殊类型。当某种新技术中同 时出现不同类型的层网络时，它们也可以相互承载，即面向无连接的层网络可以 承载上层面向连接的层网络中的应用；而面向连接的层网络也可以承载上层面向 无连接的层网络中的应用。此时必须注意，利用c o c s 层支持c o p s 或者c l p s 层结构的技术可能在灵活性方面受到一定的影响，例如s d h 承载a t m 或者s d h 承载以太网等技术。 图2 3 表示当某项技术同时包含面向无连接和面向连接的层网络时的情 况： ( 1 ) 客户层为面向连接，服务器层为面向无连接 第】0 页 北京邮电大学硕士学位论文 面向无连接网络的两管信息建模 图2 - 3g 8 0 9 层承栽g 8 0 5 层实例 ( 2 ) 客户层为面向无连接，服务层为面向连接，与上图类似，不赘述。 图2 4 描述了在s d h 上承载以太网业务的框图，由于s d h 的各层均为面 向连接的，而以太网层为以面向无连接为主的技术，所以表示如下： 图2 - 4s d h 承载以太网业务实例 第1 1 页 北京邮电大学硕士学位论文 面向无连接网络的网管信息建摸 2 51 3 8 0 5 和g 8 0 9 层网络间功能元件的差异 g 8 0 5 主要描述面向连接的层网络中的各种功能元件；而g 8 0 9 主要描述面 向无连接的层网络中的各种功能元件。为了统一，两种描述方法中有许多功能元 件采用相同的命名，但是它们所应用的场合是不同的；同时也为了突出面向连接 与面向无连接的差异，对于一些核心的功能元件采用了相似但含义截然不同的命 名。下面对它们的差异进行一个总结，这将使我们更好的理解它们各自所描述的 网络结构和适用范围。 ( 1 ) 访问组和访问点( a p ) 在两个规范中均出现，但是其定义取决于所 处的层网络环境。在一个面向连接的层网络中，a p 为适配功能和路径( t r a i l ) 终接之间的参考点；而在一个面向无连接的层网络中，a p 则为适配功能和流 ( f l o w ) 终接之间的参考点。 ( 2 ) a p 在一个面向无连接的层网络中是与一条无连接路径( c o n n e c t i o n l e s s t r a i l ) 相关联的：而在一个面向连接的层网络中则是与一条路径( t r a i l ) 相关联 的。 ( 3 ) 访问组在一个面向无连接的层网络中是根据流终接、流域和流点池 链路定义的；而在一个面向连接的层网络中则是根据终接、子网和链路来定义的。 而且，由于在面向无连接的层网络中没有信息传送前预先分配网络资源固定 连接路由的概念，所以在( 3 8 0 5 中所定义的所有双向元件在( 3 8 0 9 中没有相对应 的元件。 在面向连接的层网络中，其核一心的概念为连接。然后这种元件在描述一个面 向无连接的网络时就不适当了。所以，对于g 8 0 5 中所提出的连接和连接点的概 念在( 3 8 0 9 中都必须进行变更，即流和流点，而且均为单向。表2 一l 为g 8 0 5 与g 8 0 9 相似功能元件间的对应关系： 表2 - 1g 8 0 5 与g 8 0 9 功能元件命名差异 面向连接层网络元件面向无连接层网络元件 u n i d i r e c t i o n a lc o n n e c t i o nf l o w u n i d i r e c t i o n a lc o n n e c t i o np o i n tf l o wp o i n t l a y e rn e t w o r kl a y e rn e t w o r k l i n kf l o w p o i n tp o o ll i n k l i n kc o n n e c t i o nl i n k n o w n e t w o r kc o n n e c t i o nn e t w o r kf l o w s u b n e t w o r kf l o wd o m a i n 第1 2 页 北京邮电大学硕士学位论文面向无连接网络的恻管信息建模 s u b n e t w o r kc o n n e c t i o n f l o wd o m a i nf l o w u n i d i r e c t i o n a lt e r m i n a t i o nc o n n e c t i o np o i n t t e r m i n a t i o nf l o wp o i n t t r a i l c o n n e c t i o n l e s st r a i l t r a i lt e r m i n a t i o nf l o wt e r m i n a t i o n t r a i lt e r m i n a t i o ns i n kf l o wt e r m i n a t i o ns i n k 。 t r a i lt e r m i n a t i o ns o l d r c ef l o wt e r m i n a t i o ns o h r c e 第】3 页 北京邮屯大学硕士学位论文面向无连接网络的网管信息建模 3 1t m n 建模 第三章e p o n 网络管理建模 网管建模就是将被管理网络中的被管理资源按照面向对象的建模概念抽象 为一系列相互关联的对象，它们各自的属性和方法体现各个不同的被管理实体的 自身的概念和管理需求，而这些对象之间的关系也由对象间的指针，或者是包容 关系所体现，从而将分散的被管理对象整合在一起，共同体现被管理网络的一个 完整的概貌。而通过这些被管理对象，上层的网络管理系统可以进行各种层次上 的网络管理操作，从而使被管网络可以高效运行。 3 11 管理信息建模的总体原则 管理系统通过对管理对象进行操作来达到对网络资源的处理，因此，管理系 统开发的一项重要工作就是对被管理的网络资源模型化。一般来说，管理信息模 型的建立应该遵循下述原则。 ( 1 ) 定义的信息模型的复杂程度要适中。简明的信息模型可以减少系统间 管理信息的流量，降低对管理通信功能的要求，同时也必须能够保证以最简明的 信息实现最优的网络管理性能。 ( 2 ) 由于电信网络的管理采用了逻辑分层体系结构，为了支持有效的管理， 有必要将信息模型分层表示，如划分为网元层信息模型、网络层信息模型，甚至 是事务层信息模型等。 ( 3 ) 管理信息模型与管理功能有密切的联系，不同的管理功能总是通过相 关的信息模型来实现的，信息模型中定义的某些管理对象类可以用于多个功能域 当中，另一些管理对象类则只支持特定的功能域。这样，一个实际的对象类总是 可以与由被管理网络、信息模型层次和管理功能域组成的三维空间中的一点或者 多点相对应，但需要保证这一点或多点中表示的模型对于管理系统的一致性和完 整性。 被管理网络资源包括设备资源，网络资源以及逻辑资源等。设备资源主要指 实现网络功能的实际物理设备；网络资源主要指设备中实现网络连接、交换和传 第1 4 页 北京邮电大学硕士学位论文面向无连接网络的网管信息建模 输的功能部件；而逻辑资源包括那些网管系统中通用的一些支持功能，如日志、 告警级别分类表、事件前向鉴别器等。网管建模可以分别从以上三个方面来归纳 抽象。 3 1 。2 敲信息模型器凌的角密进行硒管建模 一个复杂网络的管理往往是按照逻辑分层结构来进行的，为了支持有效的管 理，每一层都应该拥有相应的信息模型，如网元层信息模型、网络层信息模型、 服务层信息模型等。其中，上层的信息模型是以下层信息模型为基础而制定的。 每一层所需要的信息都各有所侧重。 从网元层的角度出发，关心的是管理一个网元( n e ) 所需的信息，也就是 指对网元功能( n e f ) 部分和网络单元物理部分进行管理所需的信息。这些信息 可以通过开放系统而不用通过n e 来获得。 从网络层的角度出发，关心的是在物理上和逻辑上表示网络的信息。它考虑 的是网络单元实体之间如何相关、如何拓扑互连以及如何配置，以提供并维护端 到端的连接。 从服务层的角度出发，关心的是如何利用网络层( 比如端到端通道) 提供网 络业务，也就是考虑网络业务的要求，如可用性、费用等，以及如何利用网络和 所有相关的用户信息去满足这些要求。 在以上三种层次的信息模型中，网元级信息模型无疑是整个管理信息模型的 基础，它提供了有关被管理网络单元设备的管理信息，是沟通网管系统与实际网 元的重要桥梁，同时也为上层的网络层管理信息模型的建立提供依据。 网管功能主要分为故障管理、配置管理、计费管理、性能管理和安全管理五 个大的管理功能域，所以最终由管理系统进行的管理功能一般均可以划分在这五 个功能域的范围当中。 在信息建模时，可以首先按照功能域将接口功能需求进行划分，然后再在每 个功能域当中分别进行信息建模。 3 1 2 网络资源与管理对象的关系 在一个被管理网络中，把一切可以被管理的实体( 物理的或者逻辑的) 称为 网络资源。信息模型的主体就是管理对象。管理对象是对网络资源及其特性的抽 象描述。网络管理进程操作的对象就是管理对象，通过对管理对象的操作( 对其 第1 5 页 北京邮电大学硕士学位论文面向无连接网络的| 】闻管信息建模 监视和控制) ，实现对网络资源的管理。 图3 一l 反映了一般网络管理对象的形成过程，它是特定网络的功能建模和 管理网的信息建模逐步迭代、相互融合的过程。 图3 - i 管理对象的一般性形成过程 特定网络功能建模的过程是根据管理任务确定所涉及的网络层次( 如通道 层，段层等) ，再视管理任务的内容和范围，以网元的观点或者网络的观点选取 与管理有关的被管资源。将这些被管理资源抽象描述即为该特定网络的管理对 象。 管理网的信息建模则根据管理任务和任务范围来确定管理的层次( 如网元 层、网络层等) ，选择管理元件和管理功能，将特定被管网络的功能建模得出的 网络资源结合进管理对象的特性中，这样，就可以导出执行特定管理任务所需的 管理对象。 3 1 3 管理对象的特性 面向对象的管理是以对象的定义为基础的，管理对象是为了管理的目的而对 网络的物理或逻辑资源进行的抽象描述，它们代表管理活动中所涉及到的资源和 信息。 管理对象可以用一组元素来标识，这些元素包括管理对象的属性、施加在管 理对象上的操作、管理对象响应管理操作所产生的行为、以及管理对象发出的通 第1 6 页 北京邮电大学硕士学位论文面向无连接网络的网管信息建模 知等。具有相同特性的管理对象可以归结到同一个管理对象类中，其中的某一特 定管理对象就是该对象类的一个实例。管理对象的分类提供了一种方便的手段将 相关的资源组合到一起。 正如一切事物都互相联系一样，管理对象之间也有着密切的联系，一般来晓， 继承关系和包含关系是存在于管理对象之间的典型的关系。 37 l31i 继承关系 一个管理对象类的特性可以用另一个管理对象类的说明来描述，也就是说， 一个管理对象类是其他管理对象类的扩展，管理对象类的这种关系称之为“继承 关系”。对其他管理对象类的扩展可以通过定义包含有一个或者多个新管理操作、 新属性、新通知、新行为等来实现。 在原对象类的基础上通过增加上述内容后形成的管理对象类被成为对象类 的子类，原对象类称为该扩展后的对象类的父类。子类继承了父类的所有特性， 同时又是父类的扩展。一个管理对象类除了可以由它的父类导出外，也可以衍生 出它的下级子类。继承关系提供了对象类共享属性和重用的功能。 在管理对象类的继承体系中，管理对象类按层次排列构成了一种树状结构。 另外，除了一个子类与一个父类的继承关系外，一个子类还可以与多个父类 存在继承关系，也就是说，该子类继承了多于一个父类的属性、操作、通知、包 和行为，这种继承方式称为“多重继承”。 3 i 3 | 2 包含关系 一个对象类中的管理对象可以含有相同类或者不同类中的其它管理对象，这 种关系称为“包含”。包含关系充分概括了管理对象实例之间的层次关系。包含 关系反映的是管理对象实例之间的关系，并不是对象类之间的关系。 包含关系可以用于管理对象的命名方面。在众多的管理对象之间，一个管理 对象可以包含另一个管理对象。包含者称为上级对象，被包含者称为下级对象。 一个下级对象只能被包含在一个上级对象中，一个上级对象本身可能又被包含于 另一个上级对象中。用包含关系连接管理对象后形成了一种树形结构，即管理信 息树，也称为管理对象的命名树。 一个下级对象的命名可以包含上级对象的名称以及该下级对象在上级对象 范围内能够唯一识别该对象的信息。管理对象实例的命名规则称为“命名结合”， 一般来说，在定义管理对象类时，还应给出该类对象的命名结合条件。一个对象 的命名结合条件给定以后，从这一类对象导出的其他对象类也必须遵守这个约 第1 7 页 北京邮电大学硕士学位论文面向无连接网络的网管信息建模 束，同时还可以附加新的约束。 由此可以看出，包含关系、命名关系和管理对象之间构成了密切的关系，任 何一个管理对象只在它的上级对象存在时才能存在，每个管理对象唯一的命名是 从相关的包含关系中导出的。 3132 属馑 管理对象具有许多属性，每一个属性都具有相应的值，它们分别代表了管理 对象各方面的特性和工作状态。属性的值在管理对象边界处应该是可观测到的， 它决定或反映了管理对象的行为。 各个属性的值是网络管理进程可以访问的，实际上，网络管理进程就是依靠 属性值才能获知管理对象的具体情况，也就是对应的网络资源的状况。属性值可 以通过内在的系统手段、网络活动或管理活动进行读取或修改，但修改活动不是 任意的，要受到内部条件和对象定义时规定的限制。 若干属性可以集合在一起构成属性组，这样，只要给出属性组的名字，就意 味着给出了该组内的所有属性名。 有两种类型的属性组，即固定属性组和可扩展的属性组。固定属性组中属性 的个数是不变的，这些属性在同一个包中以属性组的身份提供引用；而可扩展的 属性组在不同的对象类中所包含的属性个数是不一样的，若干扩展了的特定属性 可以在同一条件包中定义为属性组提供引用，也可以在必备包中来定义。 对属性组的操作实际上是对组内每一个属性分别进行操作，操作时并无特定 的顺序。 3 j 3 。3 操作 管理活动是通过对管理对象的操作来实现对网络实体的控制的。有两类管理 操作，一类是对管理对象属性的操作，另一类是对整个管理对象的操作。 对管理对象属性的操作，即面向属性的操作包括获取属性值、修改属性值、 用缺省值替换属性值、增加属性成员和删除属性成员等。这些操作施加到管理对 象上，将会直接导致管理对象属性值和工作状态的改变。另外由于资源之间相互 作用的结果，对管理对象属性的操作还可能会引起一些间接的效果，这些间接效 果包括： 同一管理对象内其它属性值的改变； 第1 8 页 北京邮电大学硕士学位论文 面向无连接网络的网管信息建模 管理对象行为的变化： 相关的管理对象属性的改变： 由于目标管理对象属性值改变而引起的相关管理对象行为的改变。 对于整个管理对象的操作，即面向整个对象的操作，其操作的影响一般并不 局限于属性值的改变上，而是针对于整个管理对象来进行的，操作的结果将影响 整个对象的行为。这种操作包括创建对象、删除对象以及执行动作等。 管理对象的创建和删除除了通过显式操作来实现外，还可以通过在正棠情况 下对资源操作而引起管理对象的创建和删除。例如，当建立一条连接时，相应的 管理对象也就被产生了，在这种情况下，可通过管理系统为该管理对象命名，当 此管理对象被删除后，该名称仍然可以再使用。 管理对象创建操作的结果是在管理对象的包