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北京邮电大学硕士学位论文 电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 摘要 随着国内电信运营竞争格局的形成，电信运营商需要更快、更好地满足市 场需求，进一步提高经营和管理效率。如何有效地提高管理效率，充分利用现 有的网络资源，从而降低网络运营成本，降低企业成本，以获取更大的企业效 益，这对电信企业的运营机制提出了挑战。本文结合对北京通信网络资源管理 项目，分析了北京通信网络资源管理软件中不同的软件架构对开发和软件性能 的影响，以及如何利用分层思想和面向对象技术建立网络资源管理模型。各章 的主要内容包括： 第一章介绍了网络资源管理对北京网络通信公司的重要性，以及论文的主 要研究内容。 第二章介绍了电信网络资源管理项目中应用到的软件架构理论，电信网络 资源管理的业务分析，以及在建立业务模型使用到的数据库建模理论，最后介 绍了软件测试方面的理论。 第三章基于对项目的介绍，从不同的方面分析了北京网通网络资源管理项 目中的软件架构，比较优略，提出改进意见。同时也分析了业务模型的建立， 利用分层模型和面向对象技术对业务进行分析。在分析后以性能测试和功能测 试分别说明所论述的观点。 第四章介绍本人一年半以来在做网络资源管理系统后的心得和体会。 关键词： 网络资源管理软件架构业务模型 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 a n a l y s i so ft e l e c o mn e t w o r kr e s o u r c e m l a n a g e m e n to ns o f t w a r ea r c h i t e c ta n d b u s i n e s sm o d e l a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h ee s t a b l i s ho ft h en a t i v et e l e c o mc o m p e t i t i o ns t r u c t u r e ，t h e t e l e c o me n t e r p r i s em a n a g e m e n ts y s t e mm e e t sm a n yc h a l l e n g e s ，t h a tm a y i n c l u d i n g i m p r o v i n gt h ee f f i c i e n c y , r e d u c i n gt h en e t w o r kc o s tb ym a k eb e s to ft h ee x i s t i n g r e s o u r c e ，g a i n i n gm o r eb e n e f i t s t h i sp a p e rb a s e do nn e t w o r kr e s o u r c em a n a g e m e m p r o j e c to fb e i j i n gn e t c o mc o m p a n yl i m i t e d ，a n a l y z et h ee f f e c to nd e v e l o pp r o g r e s s a n ds o i h v a r ep e r f o r m a n c ew h e nd i f f e r e n ts o f t w a r ea r c h i t e c t su s e d ，a n dt h ew a yt o c r e a t em o d e lo fn e t w o r kr e s o u r c em a n a g e m e n tw h e nl a y e r e dt h e o r ya n do b j e c t o r i e n t e dt h e o r yu s e d t h ec o n t e n ti sa sf o l l o w s ： c h a p t e ro n eb r i e f l yi n t r o d u c e st h ei m p o r t a n c eo fn e t w o r kr e s o u r c em a n a g e m e n t ， a n dt h eb r i e fc o n t e n to ft h i sp a p e r c h a p t e rt w o i n t r o d u c e st h et h e o r yo fs o f t w a r ea r c h i t e c t ，t h et h e o r yo fd a t a b a s e m o d e l ，w h i c ha r eu s e di nb e i j i n gt e l e c o mn e t w o r kr e s o u r c em a n a g e m e n tp r o j e c t ，a n d a n a l y z et h ef u n c t i o no fn e t w o r kr e s o u r c em a n a g e m e n t f i n a l l yi n t r o d u c e st h et h e o r y o fs o f t w a r et e s t b a s e do ni n t r o d u c t i o no fb e i j i n gn e t c o mn e t w o r kr e s o u r c em a n a g e m e n tp r o j e c t ， c h a p t e rt h r e ea n a l y z et h ea r c h i t e c t sw h i c ha r eu s e di nt h ep r o je c t ，a n dt h ef u n c t i o no f n e t w o r kr e s o u r c em a n a g e m e n t ，p u tf o r w a r dt h el a y e r e dt h e o r yo fn e t w o r kr e s o u r c e m a n a g e m e n t c h a p t e rf o u ri n t r o d u c e st h ee x p e r i e n c ea n dw h a til e a r n e di nt h i sp r o g r a m k e yw o r d s ： n e t w o r kr e s o u r c em a n a g e m e n t ，s o f t w a r e a r c h i t e c t ，b u s i n e s sm o d e l 7 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， 本人签名：垂茏盏 本人承担一切相关责任。 日期：丝! j ：兰：秽 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：量盈垒 导师签名：耋f 三n 日期：笙哆三：咯 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 第一章电信网络资源管理系统背景 1 1 电信网络资源管理概述 1 1 1 电信网络资源管理的重要性 随着国内电信运营竞争格局的形成和中国加入w t o ，电信运营商需要更 快、更好地满足市场需求，进一步提高经营和管理效率，降低企业运营成本， 以获取更大的企业效益，这对电信企业的运营机制提出了挑战。如何提高企业 自身的市场竞争力，已经成为中国电信企业最为关心的一个问题。目前，我国 各电信企业除了积极寻找并开拓新业务以外，如何有效地提高管理效率，充分 利用现有的网络资源从而降低网络运营成本，已经成为提高企业竞争力的一个 关键问题。以往中国的电信运营企业一直都把企业的重点放在电信网络基础设 施和网络运行及管理这样的资源优势上，但随着中国加入世贸组织，国外电信 业务运营企业和资本将会逐步进入中国的电信市场，而到此时的竞争焦点将不 再是资源的优势上，而是在电信业务的经营水平和运行服务质量上，要在费用 不增加或少增加的前提下提供更多的服务，这就要求电信运营企业把企业的重 点从网络基础设施等资源的建设转移到运营支撑系统的建设。 北京通信正从一个“任务型企业 向“服务型企业 全面转型，需要尽快 改变企业传统的粗放、分散的管理模式，通过业务流程重组建立全新的集约式 现代管理模式。在转型过程中，一些问题已暴露出来，如网络资源整体使用情 况不清、资源的分布与使用效率难以统计与查询、业务成本无法计算准确、网 络资源调度流程不畅等。 北京通信原有的卡片式、资料记录式数据库应用系统已经不能满足新形势 下的需求。在电信业务大发展时期，为了满足各种业务的发展需要，公司建立 了多个不同类型、不同层次的相互独立的网络资源管理系统或包含部分网络资 源管理的系统。对电信运营商来说，网络资源是企业运营的核心资源。网络资 源的管理工作是电信运营企业的核心基础；网络资源管理是实现网络资源优化 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 配置、提高资源利用率的重要保证，关系到电信网络能否安全、高效、通畅地 运行，也关系到北京市通信公司提供服务的能力和质量。在日趋激烈的市场竞 争中，高质量的服务、低于同行业的平均成本、快速满足市场需求已经成为现 代电信企业的3 个立足点。 公司需要建立一个完整的、实用的网络资源管理系统，对网络资源数据进 行采集、整理和控制。这个系统需要独立于机构的变化而存在，能满足信息共 享的需要及企业业务经营和运行支撑的需要，既能对企业网络资源的使用、效 率等进行管理，又能对s l a 等级( 大客户服务等级协议) 服务的提供进行支持， 使企业在市场竞争的环境下保持积极、健康、有序的发展。资源管理系统应成 为一个服务型系统，保证资源数据完整、准确、动态、实用。 1 1 2 电信运营支撑系统建设及规划要点 1 、配套内部管理体制和工作流程： 电信运营支撑系统的优势主要体现在自动化的业务流程。因此，与之配套 的管理体系和工作的流程，是影响这套系统能否高效运转的重要因素。 2 、统一资源管理和信息交流渠道： 对于电信运营商而言，其经营过程中有3 类重要的资源：以客户信息为主 的客户资源；以资费政策为主的管理资源；以网络基础设施为主的运营资源。 这三类资源的有机结合，才能为运营商带来最大的收益。因此，一个好的运营 支撑系统要能够保证基于这三类资源的通畅的信息传递，避免由于职能不同所 带来的信息孤岛和重复建设。 3 、可配置的灵活的工作流程： 随着电信业务的发展，运营商为适应运营的需求，需要对其内部的工作流 程不断地调整和优化。电信运营支撑系统应能够满足运营商的这种需求。缩短 流程调整的时间，同时保证运行的稳定和平滑过渡。 4 、可扩展的开放的体系结构： 为满足新业务的发展需要，电信运营支撑系统必须是开放的体系结构，可 以方便地拓展新业务。因此，电信运营支撑系统应以开放的技术为基础，采用 模块化的设计，便于新业务的即插即用。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 5 、与有实力系统集成商的密切配合： 电信运营支撑系统不仅涉及到运营商内部业务流程，外部的业务经营，还 包括了很多复杂的技术和许多的应用系统及二次开发工作。与集成商的密切合 作可以解决运营商业务发展、系统改造、二次开发等工作。 1 2 论文主要工作及成果 论文是基于北京网络通信公司网络资源管理系统软件进行的研究。在本论 文中主要进行以下两个方面的研究： 1 、软件架构： 软件架构的稳定性直接决定了项目的软件能否正常、稳定、安全的运行， 同时一个优秀的架构能提高软件的开发进度，降低劳动成本。在实际的项目中， 项目组先后用两种不同的软件架构进行了开发。在参与了不同软件架构开发的 前提下，我对两种不同的架构模式进行了系统而又细致的比较分析，提出各自 的优缺点，并提出可以改进的方面。最后在性能测试的基础上论证自己的观点。 2 、网络资源管理业务分析： 对业务的分析是否透彻，是关系到项目能否满足客户需要，完成客户要求 的功能的关键。在研究网络资源管理特点的基础上，提出资源管理的分层思想， 并提出了局所资源作为联系各层之间信息纽带作用的观点。基于各种资源的特 点，在设计数据库时利用面向对象技术的分析方法，提高了数据库的设计效率， 优化了数据库设计，方便项目的开展和进行。最后功能测试可以证实业务模型 的健全和完整。 1 3 论文结构 论文第一章概述介绍了论文的研究北京以及主要工作。第二章介绍了电信 网络资源管理项目中应用到的软件架构理论，电信网络资源管理的业务分析， 以及在建立业务模型使用到的数据库建模理论。第二章的最后介绍了软件测试 北京邮电大学硕士学位论文 电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 方面的理论。第三章基于对项目的介绍，从不同的方面分析了北京网通网络资 源管理项目中的软件架构，比较优略，提出改进意见。同时也分析了业务模型 的建立，利用分层模型和面向对象技术对业务进行分析。第四章结束语主要介 绍本人一年半以来在做网络资源管理系统后的心得和体会，以及未来可以借鉴 的方面。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 2 1 软件架构分析 第二章综述 2 1 1 软件架构定义 什么是软件系统的架构( a r c h i t e c t u r e ) ? 一般而言，架构有两个要素： 它是一个软件系统从整体到部分的最高层次的划分。 一个系统通常是由元件组成的，而这些元件如何形成、相互之间如何发生 作用，则是关于这个系统本身结构的重要信息。 详细地说，就是要包括架构元件( a r c h i t e c t u r ec o m p o n e n t ) 、联结器 ( c o n n e c t o r ) 、任务流( t a s k - f l o w ) 。所谓架构元素，也就是组成系统的核心 砖瓦”，而联结器则描述这些元件之间通讯的路径、通讯的机制、通讯的预期结 果，任务流则描述系统如何使用这些元件和联结器完成某一项需求。 建造一个系统所作出的最高层次的、以后难以更改的，商业的和技术 的决定。 在建造一个系统之前会有很多的重要决定需要事先作出，而一旦系统开始 进行详细设计甚至建造，这些决定就很难更改甚至无法更改。显然，这样的决 定必定是有关系统设计成败的最重要决定，必须经过非常慎重的研究和考察。 软件与人类的关系是架构师必须面对的核心问题，也是自从软件进入历史舞台 之后就出现的问题。在软件设计界很多人认为功能是最为重要的，形式必须服 从功能。 2 1 2 架构的目标 正如同软件本身有其要达到的目标一样，架构设计要达到的目标是什么 呢? 一般而言，软件架构设计要达到如下的目标： 可靠性( r e l i a b l e ) 。软件系统对于用户的商业经营和管理来说极为重要， 因此软件系统必须非常可靠。 一5 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 安全行( s e c u r e ) 。软件系统所承担的交易的商业价值极高，系统的安 全性非常重要。 可扩展性( s c a l a b l e ) 。软件必须能够在用户的使用率、用户的数目增 加很快的情况下，保持合理的性能。只有这样，才能适应用户的市场 扩展得可能性。 可定制化( c u s t o m i z a b l e ) 。同样的一套软件，可以根据客户群的不同 和市场需求的变化进行调整。 可扩展性( e x t e n s i b l e ) 。在新技术出现的时候，一个软件系统应当允许 导入新技术，从而对现有系统进行功能和性能的扩展。 可维护性( m a i n t a i n a b l e ) 。软件系统的维护包括两方面，一是排除现有 的错误，二是将新的软件需求反映到现有系统中去。一个易于维护的 系统可以有效地降低技术支持的花费。 客户体验( c u s t o m e re x p e r i e n c e ) 。软件系统必须易于使用。 市场时机( t i m et om a r k e t ) 。软件用户要面临同业竞争，软件提供商也 要面临同业竞争。以最快的速度争夺市场先机非常重要。 2 1 3 软件架构类型 1 、两层c s 模式 传统的应用系统模式是“客户机服务器( c l i e n t s e r v e r ) ”模式，该模式把 一个大型的计算机应用系统变为多个能互为独立的子系统，而服务器便是整个 应用系统资源存储与管理的中心，多台客户机则各自处理相应的功能，共同完 成应用系统的功能。 在c l i e n t s e r v e r 结构模式中，客户端直接连接到数据库服务器，由二者分 担业务处理，这样的体系结构存在以下的缺点： ( 1 ) 客户机与服务器直接连接，安全性低，非法用户容易通过客户机直接 闯入中心数据库，造成数据的损失； ( 2 ) 客户机程序肥大，并且随着业务规则的变化，需要随时更新客户机端 程序，大大增加系统的维护量，造成维护工作的困难； 北京邮电大学硕士学位论文 电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 ( 3 ) 每个客户机都要直接连接到数据库服务器，使服务器为每个客户机建 立连接，从而消耗大量原本就紧张的服务器资源； ( 4 ) 大量的数据通过客户机端和服务器端直接传送，在业务高峰期容易造 成网络流量暴增，网络出现阻塞。 因此，c l i e n t s e r v e r 模式的这些先天不足，随着业务量的变化，将出现越 来越多的问题，所以有必要对这种两层体系进行改革，将业务处理与客户交互 分开，以实现瘦客户业务服务数据服务的多层分布式应用体系结构。在这种 体系结构中，客户机只存放表示层软件，应用逻辑包括事务处理、监控、信息 排队、w e b 服务等采用专门的中间件服务器，后台是数据库。在多层分布式体 系中，系统资源被统一管理和使用，用户可以通过网格门户( p o r t a l ) 透明地使用 整个网络资源。 2 、多层分布式体系 在多层分布式体系中，各层次按照以下方式进行划分，并实现明确分- v ： ( 1 ) 瘦客户层：提供简洁的人机交互界面，完成数据的输入输出； ( 2 ) 业务服务层：完成业务逻辑，实现客户与数据库对话的桥梁。同时，在 这一层中，还应实现分布式管理、负载均衡、f a i l r e c o v e r 、安全隔离等； ( 3 ) 数据服务层：提供数据的存储服务，一般就是数据库系统。 多层分布式体系克服了传统的两层c l i e n t s e r v e r 模式的许多缺点，其主要 特点如下： ( 1 ) 安全性：中间层隔离了客户直接对数据服务器的访问，保护了数据库的 安全。 ( 2 ) 稳定性：对于要求2 4 * 7 工作的业务系统，多层分布式体系提供了更可 靠的稳定性：中间层缓冲客户机与数据库的实际连接，使数据库的实际连接 数量远小于客户机应用数量。当然，连接数越少，我们的数据库系统就越稳定； f a i ur e c o v e r 机制能够在一台服务器无法工作的情况下，透明地把客户端工 作转移到其他具有同样业务功能的服务器上。 ( 3 ) 易维护：由于业务逻辑在中间服务器，当业务规则变化后，客户端程序 基本不做改动。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 ( 4 ) 快速响应：通过负载均衡以及中间层缓存数据能力，可以提高对客户端 的响应速度。 ( 5 ) 系统扩展灵活：基于多层分布体系，当业务增大时，可以在中间层部署 更多的应用服务器，提高对客户端的响应，而所有变化对客户端透明。 2 1 4w c 模式 逻辑层j数据层一 图2 1 三层体系结构 m v c 即m o d e l v i e w c o n t r o l ，是一种目前广泛流行的软件设计模式，早在 7 0 年代，m 就推出了s a n f r o n s c i s i c o 项目计划，其实就是m v c 设计模式的研 究。近来，随着j 2 e e 的成熟，它正在成为在j 2 e e 平台上推荐的一种设计模型， 也是广大j a v a 开发者非常感兴趣的设计模型。m v c 模式也逐渐在p h p 和 c o l d f u s i o n 开发者中运用，并有增长趋势。随着网络应用的快速增加，m v c 模 式对于w e b 应用的开发无疑是一种非常先进的设计思想，无论你选择哪种语言， 无论应用多复杂，它都能为你理解分析应用模型时提供最基本的分析方法，为你 构造产品提供清晰的设计框架，为你的软件工程提供规范的依据。 1 、m v c 设计思想 m v c 英文即m o d e l v i e w c o n t r o l l e r ，即把一个应用的输入、处理、输出流 程按照m o d e l 、v i e w 、c o n t r o l l e r 的方式进行分离，这样一个应用被分成三个层 模型层、视图层、控制层。 视图m e w ) 代表用户交互界面，对于w - e b 应用来说，可以概括为h t m l 界 面，但有可能为x h t m l 、x m l 和a p p l e t 。随着应用的复杂性和规模性，界面 的处理也变得具有挑战性。一个应用可能有很多不同的视图，m v c 设计模式对 于视图的处理仅限于视图上数据的采集和处理，以及用户的请求，而不包括在 视图上的业务流程的处理。业务流程的处理交予模型( m o d e o 处理。比如一个订 单的视图只接受来自模型的数据并显示给用户，以及将用户界面的输入数据和 苗 h h 蚕 一h 零 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 请求传递给控制和模型。 模型( m o d e l ) ：就是业务流程状态的处理以及业务规则的制定。业务流程的 处理过程对其它层来说是黑箱操作，模型接受视图请求的数据，并返回最终的 处理结果。业务模型的设计可以说是m v c 最主要的核心。目前流行的e j b 模 型就是一个典型的应用例子，它从应用技术实现的角度对模型做了进一步的划 分，以便充分利用现有的组件，但它不能作为应用设计模型的框架。它仅仅告 诉你按这种模型设计就可以利用某些技术组件，从而减少了技术上的困难。对 一个开发者来说，就可以专注于业务模型的设计。m v c 设计模式告诉我们，把 应用的模型按一定的规则抽取出来，抽取的层次很重要，这也是判断开发人员 是否优秀的设计依据。抽象与具体不能隔得太远，也不能太近。m v c 并没有提 供模型的设计方法，而只告诉你应该组织管理这些模型，以便于模型的重构和 提高重用性。我们可以用对象编程来做比喻，m v c 定义了一个顶级类，告诉它 的子类你只能做这些，但没法限制你能做这些。这点对编程的开发人员非常重 要。 业务模型还有一个很重要的模型那就是数据模型。数据模型主要指实体对 象的数据保存( 持续化) 。比如将一张订单保存到数据库，从数据库获取订单。 我们可以将这个模型单独列出，所有有关数据库的操作只限制在该模型中。 控带w j ( c o n t r o l l e r ) 可以理解为从用户接收请求，将模型与视图匹配在一起，共 同完成用户的请求。划分控制层的作用也很明显，它清楚地告诉你，它就是一 个分发器，选择什么样的模型，选择什么样的视图，可以完成什么样的用户请 求。控制层并不做任何的数据处理。例如，用户点击一个连接，控制层接受请 求后，并不处理业务信息，它只把用户的信息传递给模型，告诉模型做什么， 选择符合要求的视图返回给用户。因此，一个模型可能对应多个视图，一个视 图可能对应多个模型。 2 、m v c 的优点 大部分用过程语言比如a s p 、p h p 开发出来的w e b 应用，初始的开发模板 就是混合层的数据编程。例如，直接向数据库发送请求并用h t m l 显示，开发速 度往往比较快，但由于数据页面的分离不是很直接，因而很难体现出业务模型的 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 样子或者模型的重用性。产品设计弹性力度很小，很难满足用户的变化性需求。 m v c 要求对应用分层，虽然要花费额外的工作，但产品的结构清晰，产品的应 用通过模型可以得到更好地体现。 首先，最重要的是应该有多个视图对应一个模型的能力。在目前用户需求 的快速变化下，可能有多种方式访问应用的要求。例如，订单模型可能有本系 统的订单，也有网上订单，或者其他系统的订单，但对于订单的处理都是一样， 也就是说订单的处理是一致的。按m v c 设计模式，一个订单模型以及多个视 图即可解决问题。这样减少了代码的复制，即减少了代码的维护量，一旦模型 发生改变，也易于维护。其次，由于模型返回的数据不带任何显示格式，因而 这些模型也可直接应用于接口的使用。 再次，由于一个应用被分离为三层，因此有时改变其中的一层就能满足应 用的改变。一个应用的业务流程或者业务规则的改变只需改动m v c 的模型层。 控制层的概念也很有效，由于它把不同的模型和不同的视图组合在一起完 成不同的请求，因此，控制层可以说是包含了用户请求权限的概念。 最后，它还有利于软件工程化管理。由于不同的层各司其职，每一层不同 的应用具有某些相同的特征，有利于通过工程化、工具化产生管理程序代码。 作为一个真正的m v c 的系统，m o d e l 和c o n t r o l l e r 因为从v i e w 中独立了 出来，所以具有非常高的重用性，比如，如果将作为v i e w 的窗体进行修改，或 者干脆把现有的窗体文件删除然后再做过新的窗体，或者将程序的界面从 c 群n e t 窗体改成一个a s e n e t 的页面，甚至改为一个m o b i l e 设备上的程序， m o d e l 和c o n t r o l l e r 仍然是可重用的，就是说，界面背后的数据、流程、状态控 制、业务规则都是一样的，所以v i e w 的变换也决不会影响m o d e l 和c o n t r o l l e r 。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 图2 - 2m v c 由此可以看出，m v c 模式有两点非常重要： m o d e l 完全独立于c o n t r o l l e r 和v i e w ； c o n t r o l l e r 独立于v i e w 的实现。 我们在做着表面上看似是对于各种不同应用的开发，其实背后所对应的架 构设计都是相对稳定的。在一个好的架构下编程，不仅对于开发人员是一件赏 心悦目的事情，更重要的是软件能够表现出一个健康的姿态；而架构设计的不 合理，不仅让开发人员受苦受难，软件本身的生命周期更是受到严重威胁。 2 2 业务分析 2 2 1 资源分类及特点 电信网络资源分为物理资源与逻辑资源。物理资源是指实际存在的、可以 用形状、大小等物理特性来衡量的物理实体。逻辑资源是指建立在物理资源基 础之上的、无法用肉眼来区分的实体。 电信基础设施网是电信物理网络资源的总称。他是与电信业务没有直接关 系的一组资源，但这组资源支持所有的电信业务。电信基础设施包括机房、空 调、电源、管道网、电缆网、光缆网。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 1 、物理资源 对物理资源来讲，需要严格、真实的反映他的本来面貌，包括他所在的位 置、所占用的物理空间等。在建立起了物理资源的准确描述后，整个电信网的 基础就可以建立起来了。 物理资源可以具体分为管杆资源、电光缆资源。管杆资源是承载传输介质 的实际的网络资源，其他网络资源的具体的地理位置，都是依靠管杆资源的地 理位置和与管杆资源的关系来得到的。电光缆资源是实际的传输信号的传输介 质组成的网络资源。他是网络资源管理系统中的最终管理的物理资源，它是一 切逻辑网络资源的基础，它为具体的业务( 如路由的建立) 提供具体的实际的 支持。 物理资源中电信资源数据种类很多，且具有严格的隶属关系和依附关系。 端局是资源数据的根，所有其他资源都隶属于端局；端局之间又通过局间 中继电缆光缆互联( 通过长市中继与长话局相连) ，形成网状拓扑结构，即中继 网。支局、模块局、o n u ，p b x 虽然隶属于端局，但就其用户网而言，也是根， 可以通过中继电缆光缆或用户电缆光缆与端局相连，所以也视为顶级局站；并 与端局统称为局站。在小比例尺的局站分布图上，以点符号表示局站；而在大比 例尺的电缆图上，局站则以“凹”形多边形出现，且大小方向可调以便于表达 出局电缆、光缆与局站的连接关系。 机房平面图依附于局站，但独立于分布图，其中的传输设备 ( p d h ，s d h ，d w d m ) 、连接设备c m i ) f , o d f , d d f ) 、动力设备、交换设备、数据设 备、同步设备、计算机网络设备等均以投影表示。与外部电缆、光缆连接的设 备m d f , o d f 以端子图出现时，独立于分布图和机房平面图，而依附于局站。 管道、杆路分布于大街小巷，是电缆& 光缆和接续配线设备的支撑设备， 隶属于局站，是通信线路资料中图形维护工作量最大最难的一类资源数据。管 道、杆路不仅需要准确定位，还具有严格的方向，必须与地图精确配合。管道 包含所有地下路由，如由管块构成的管道、通道或隧道、槽道、以及直埋路由、 水下路由、过桥管道等：而杆路除包含由电杆组成的路由，还包含沿墙路由，但 不包含楼房立面管路。管道剖面图、高程图依附于管道，与管道方向保持一致， 并置于管道图上；人井展开图依附于人井( 或人孔、手孔) ，但其管块图依附于 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 对应的管道，并与管道方向一致，该图独立于管道分布图；杆面形式图依附于 杆路，与杆路方向保持一致，并置于杆路图。为了保持图面清晰，这些属性图 必须能自由的加人和移除( 或打开和关闭) 。根据比例尺，管道、杆路又区分为 总图( 小比例尺) 和详图( 大比例尺) ，人井、电杆使用的符号不同，而所有属性图 依附于详图。 电缆& 光缆是局站之间( 中继) 、局站一交接箱之间( 馈线或主干) 、交接箱与 分线盒之间( 配线的连线) ，隶属于局站或交接区，依附于管道、杆路等路由， 并具有严格的方向性，是通信线路资料中图形维护工作量最大的另一类资源数 据。沿路由段平行展开电缆、光缆，以加粗线断高亮显示，以方便读图，是资 料管理惯用的形式；为此而移动并保持电缆& 光缆的连续性，则是电缆& 光缆图 形维护的难点。 电缆、光缆芯线与接续配线设备的连接关系通过设备端子图( 或面板图) 予 以表现。电缆、光缆占用的管孔、吊线，则在管道剖面图、人井展开图、杆面 形式图中予以表现。 电& 光交接箱、电& 光分线盒隶属于局站、交接区，依附于管道、杆路等路 由。如果这些设备按其实际地理位置摆放，则可能与路由节点( 电杆、人井) 重 叠，且无法清楚表达与电缆、光缆的连接关系。在工程设计和资料管理中，为 防止与路由图形重叠，通常将电缆设备单独成图，而依附的路由则通过旁边加 注予以说明。这不仅造成了信息的重复描述，此时的设备位置仍然具有较大的 随意性。为了既表示与路由节点的依附关系又不与路由节点重叠，可从设备所 在路由节点引出一段虚拟路由，路由的末端放置设备，而这段路由专门放置成 端电缆光缆或尾巴电缆光缆。在小比例尺的交接箱分布图上，交接箱表现为点 符号；而在大比例尺的电缆、光缆图上，交接箱表现为封闭的折线串，形如因， 且大小可调以便于表达与电缆、光缆的连接关系。交接箱展开图依附于交接箱， 独立成图；分线盒面板图依附于 分线盒，独立成图。 地形图包含的内容非常丰富，建立电信资源管理系统时只能考虑那些与电 信资源关系密切的要素，如行政区、村镇居民区或企事业单位区域、道路、河 流、桥涵、建筑物、植被、堤坝、地下管线等地形要素，且以大比例尺地形图 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 为主，并采用城市规划惯用的独立坐标系。 各种设备的标志可以由用户定制，自己选择熟悉的图示，以方便用户快速 识别及操作。 2 、逻辑资源 对于附加在物理资源上的逻辑资源来说，将以物理资源为参考描述其相应 的特性。 逻辑资源可以分为交换资源、逻辑业务资源等层次。交换资源是维护网络 逻辑链路的网络资源。逻辑业务资源是具体的，能够直接为用户提供业务的网 络资源。 2 2 2 资源地理模型 电信资源地理模型是电信资源的具体描述，是整个应用系统的灵魂。构造 模型时，必须同时考虑三方面的因素：对应某类资源；属性满足业务需要，图形效 果符合出版要求；便于识别和操作。 根据这些要求，每类资源需要分解为多个子类，每个子类又需要进一步分 解为多个要素，每个要素可能就是一个图层，对应一个a r c i n f o 表；如果需要， 要素可以进一步分解为子要素，每个子要素对应一个a r c i n f o 表。 各种资源按规定的顺序叠置在一起，就构成所需的电信资源图。图2 3 显 示出m d f 外线配线架的图层顺序。 图2 - 3m d f 外线配线架的图层顺序 在构造电信资源地理模型时，通过分层以达到期望的视觉效果是该设计惯 用的技术，如道中分成中线、路面、边线等多个图层就可以解决多方面的需要， 像确定道路方向、道路平交时边线的消隐、比例尺变化时保持道路基本形状等。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 在属性设置中需要设置附加字段以便通过程序自动处理资源之间的关联或要素 之间的依赖关系。例如，在电缆缆段表中，需要记录所在的路由类型以及该段 路由的管线i d ；同样，在管道中，也有一个表记录每段管道的每个管孔经过的电 缆类别，其电缆d 和缆段i d ，以及电缆编号信息等。在多要素复合资源模型 中，下级要素需要记录上级要素的m 。例如，在错误! 未找到引用源。所示的 m d f 外线配线架模型中，要素“架”包含隶属局的i d ，而“直列”包含隶属 局和架的i d ，等等，以实现上下级要素的联动。 2 3 数据库设计 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立 数据库及其应用系统，有效存储数据，满足用户信息要求和处理要求。 2 3 。1 数据库设计过程 数据库设计中需求分析阶段综合各个用户的应用需求( 现实世界的需求) ， 在概念设计阶段形成独立于机器特点、独立于各个d b m s 产品的概念模式( 信 息世界模型) ，用e r 图来描述。在逻辑设计阶段将e r 图转换成具体的数 据库产品支持的数据模型如关系模型，形成数据库逻辑模式。然后根据用户处 理的要求，安全性的考虑，在基本表的基础上再建立必要的视图( v i e w ) 形成 数据的外模式。在物理设计阶段根据d b m s 特点和处理的需要，进行物理存储 安排，设计索引，形成数据库内模式。数据库的设计过程主要由以下几个阶段组 成。 1 、需求分析阶段 需求收集和分析，结果得到数据字典描述的数据需求( 和数据流图描述的处 理需求) + 。需求分析的重点是调查、收集与分析用户在数据管理中的信息要求、 处理要求、安全性与完整性要求。 需求分析的方法：调查组织机构情况、调查各部门的业务活动情况、协助 用户明确对新系统的各种要求、确定新系统的边界。常用的调查方法有：跟班 作业、开调查会、请专人介绍、询问、设计调查表请用户填写、查阅记录。分 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 析和表达用户需求的方法主要包括自顶向下和自底向上两类方法。自顶向下的 结构化分析方法( s t r u c t u r e da n a l y s i s ，简称s a 方法) 从最上层的系统组织机构 入手，采用逐层分解的方式分析系统，并把每一层用数据流图和数据字典描述。 因此，在需求分析过程中我们经常会用到数据流图和数据字典两个主要的工 具。 一1 数据流图表达了数据和处理过程的关系。同时，系统中的数据借助数据字 典( d a t ad i c t i o n a r y ，简称d d ) 来描述。数据字典是各类数据描述的集合，它是 关于数据库中数据的描述，即元数据，而不是数据本身。数据字典通常包括数据 项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程五个部分( 至少应该包含每个字段 的数据类型和在每个表内的主外键) 。 数据项描述= 数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型，长度，取值范 围，取值含义，与其他数据项的逻辑关系) 数据结构描述= 数据结构名，含义说明，组成： 数据项或数据结构) ) 数据流描述= 数据流名，说明，数据流来源，数据流去向，组成： 数据结：、 构 ，平均流量，高峰期流量 数据存储描述= 数据存储名，说明，编号，流入的数据流，流出的数据流， 组成： 数据结构) ，数据量，存取方式) 处理过程描述= 处理过程名，说明，输入： 数据流) ，输出： 数据流) ，处 理： 简要说明) ) 2 、概念结构设计阶段 通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体d b m s 的概 念模型，可以用e r 图表示。概念模型用于信息世界的建模，它是整个数据模 型的基础。概念模型不依赖于某一个d b m s 支持的数据模型。概念模型可以转 换为计算机上某一d b m s 支持的特定数据模型。 概念模型特点： ( 1 ) 具有较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知 识。 ( 2 ) 应该简单、清晰、易于用户理解，是用户与数据库设计人员之间进行交 流的语言。 概念模型设计的一种常用方法为i d e f l x 方法，它就是把实体联系方法 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 应用到语义数据模型中的一种语义模型化技术，用于建立系统信息模型。使用 i d e f i x 方法创建e r 模型的步骤如下所示： 2 1 第一步一初始化工程 这个阶段的任务是从目的描述和范围描述开始，确定建模目标，开发建模 计划，组织建模队伍，收集原材料，制定约束和规范。收集原材料是这阶段的重 点。通过调查和观察结果，业务流程，原有系统的输入输出，各种报表，收集原 始数据，形成了基本数据资料表。 2 2 第二步一定义实体 实体集成员都有一个共同的特征和属性集，可以从收集的原材料基本 数据资料表中直接或间接标识出大部分实体。根据原材料名字表中表示物的术 语以及具有”代码”结尾的术语，如客户代码、代理商代码、产品代码等将其 名词部分代表的实体标识出来，从而初步找出潜在的实体，形成初步实体表。 2 3 第三步一定义联系 i d e f l x 模型中只允许二元联系，1 1 元联系必须定义为1 1 个二元联系。根据 实际的业务需求和规则，使用实体联系矩阵来标识实体间的二元关系，然后根 据实际情况确定出连接关系的势、关系名和说明，确定关系类型，是标识关系、 非标识关系( 强制的或可选的) 还是非确定关系、分类关系。如果子实体的每个 实例都需要通过和父实体的关系来标识，则为标识关系，否则为非标识关系。非 标识关系中，如果每个子实体的实例都与而且只与一个父实体关联，则为强制 的，否则为非强制的。如果父实体与子实体代表的是同一现实对象，那么它们为 分类关系。 2 4 第四步一定义码 通过引入交叉实体除去上一阶段产生的非确定关系，然后从非交叉实体和 独立实体开始标识侯选码属性，以便唯一识别每个实体的实例，再从侯选码中 确定主码。为了确定主码和关系的有效性，通过非空规则和非多值规则来保证， 即一个实体实例的一个属性不能是空值，也不能在同一个时刻有一个以上的 值。 找出误认的确定关系，将实体进一步分解，最后构造出i d e f l x 模型的键 基视图( k b 图) 。 北京邮电大学硕士学位论文电信网络资源管理系统架构和业务模型分析 2 5 第五步一定义属性 从源数据表中抽取说明性的名词开发出属性表，确定属性的所有者。定义 非主码属性，检查属性的非空及非多值规则。此外，还要检查完全依赖函数规则 和非传递依赖规则，保证一个非主码属性必须依赖于主码、整个主码、仅仅 是主码。以此得到了至少符合关系理论第三范式的改进的i d e f l x 模型的全属 性视图。 2 6 第六步一定义其他对象和规则 定义属性的数据类型、长度、精度、非空、缺省值、约束规则等。定义触 发器、存储过程、视图、角色、同义词、序列等对象信息。 3 、逻辑结构设计阶段 将概念结构设计的结果转换为某个d b m s 所支持的数据模型( 例如关系模 型) ，并对其进行优化，这就是逻辑结构设计阶段的主要任务。设计逻辑结构应 该选择最适于描述与表达相应概念结构的数据模型， 然后选择最合适的d b m s 。 并 将e r 图转换为关系模型实际上就是要将实体、实体的属性和实体之间 的联系转化为关系模式，这种转换一般遵循如下原则： 1 ) 一个实体型转换为一个关系模式。实体的属性就是关系的属性。实体的 码就是关系的码。 2 ) 一个m ：n 联系转换为一个关系模式。与该联系相连的各实体的码以及 联系本身的属性均转换为关系的属性。而关系的码为各实体码的组合。 3 ) 一个1 ：1 1 联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n 端对应的 关系模式合并。如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的 码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的 码为1 1 端实体的码。 4 ) 一个1 ：1 联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对 应的关系模式合并。 5 ) 三个或