（物理电子学专业论文）epon系统snmp网管的研究与实现.pdf

i 摘 要 epon(以太无源光网络)是一种全新的光网络接入方式。与传统的接入网方式相比 它具有高带宽，安全，成本低等显著优点。现在越来越多的国家都在或准备大规模的 部署 epon。epon 也因为自身的优点正在慢慢成为一种非常重要的局域网接入方式。 网络管理是 epon 系统中不可或缺的一部分，基于 snmp（简单网络管理协议） 构建，采用标准的 asn.1 语法，对 epon 系统中的设备进行统一的管理，同时负责整 个 epon 的运行和维护。它为 epon 的网络管理人员和用户提供了一种高效可靠的监 控， 管理 epon 的手段，并保证了 epon 即使在网络流量巨大的情况下也能正常工作。 本文首先介绍了 epon 的一些基本情况，然后从 epon 系统的软件结构入手，介 绍了网络管理软件在整个 epon 系统中的层次，作用和工作原理。详细论述了 snmp 协议和 asn.1 语法在本软件开发中的作用和具体的实施方法， 软件的结构和工作流程。 包括软件的概要设计阶段，开发环境和工具的部署，软件的具体实现代码。在设计部 分，阐明了软件中各个模块的作用和设计思路，提出了在 epon 中实施 snmp 网络管 理的一种方法，并分析了该方法的可行性。在实现部分，对关键的源代码进行了分析， 特别对多规格 onu 的处理方法进行了讲解，因为多规格 onu 的处理是在概要设计之 后新增的功能并且比较复杂。 其后论述了 web 网管的一种实现思路和优点以及数据库 的部署方式。最后叙述了软件在实际系统中的测试结果和性能，以及对开发过程的总 结。 关键词：关键词：以太无源光网络 简单网络管理协议 光网络单元 ii abstract epon(ethernet passive optical network) is a relative new connecting mothodology for optical network.contrasting with traditional connecting method, it has outstanding advantages as broad band, high security and low cost. more and more countries are deploying and going to deploy epon. epon has also become a very import lan connecting method due to its natural born superiorities. network administration is part of epon which cant be missed, constructed based on snmp(simple network management protocol), adopting standard asn.1 grammar. it manages all sorts of devices affiliated to epon in a uniform means,also responsible for running and maintaining the whole epon in the same time. network administration supplies the network administrators and users with a high effective technology for supervising and managing epon as well as guaranteeing that epon functions properly though under a situation of massive network business data flow. this dissertation begins with some essential knowledge of epon system, then proceeds with the software architecture, introduces the hierarchy, function and working principle of network administrating software in the integrated epon. how the snmp and asn.1 operate to affect the design are also discussed in detail. it also includes the outline step of designing process, developing envrironment, deployment of practical tools, concretely implementing process. in the design part, i explain functions and desiging thoughts of each single software module and propose a method to implement a sort of network administration using snmp within epon which has been analyzed the feasibility. in the implementation part, i give a specific analysis to the key important source codes, especially the disposal of multi-specification onu whose function is added after the integral design by reason of its complexity. the immediate following component is the discussion of visual web network administration. as the conclusion i report how the software behaves in the practical enviroment and all bugs which have been detected and fixed, also a review of the entire designing process. key words: epon snmp onu 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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：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电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权华中科技大学可以将本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和汇编本学位论文。 保密， 在 年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 本论文属于 1 1 绪论 1.1 引言 光纤到户(ftth)是近年来人们积极探索的技术方向，但由于受成本、技术、需求 等多方面因素的影响,除日本等少数国家之外，至今还未能大规模推广与应用。随着技 术的不断进步和各国政府在政策方面的积极引导， ftth 再次成为业内炙手可热的研究 焦点，各种新技术、新设备、新的网络建设计划不断推出，发展势头愈来愈强劲。很 多有识之士把 ftth 网视为光通信市场复苏的重要转折因素，甚至是光通信产业重新 崛起的最大驱动力1。 ftth 是光纤接入网发展的最终形式，光纤接入网(oan)以光网络单元(onu)的位 置所在，分为 ftth、光纤到大楼(fttb)、光纤到驻地(fttp)和光纤到路边(fttc)等。 ftth 是指 onu 安装在住家用户或企业用户处2。对于住宅或者建筑物来讲，主要有 两种方式：光纤直接连接每个家庭或大楼；采用无源光网络(pon)技术，用分光器把光 信号进行分支，一根光纤为多个用户提供服务。 2004 年美国和日本 ftth 已经投入了市场。美国为了宣传、推动和加速 ftth 的 发展，成立了 ftth 协会，计划到 2006 年，ftth 接入的家庭数增加到 265 万户;日本 则制定了 e-japan 战略， 力争使日本光纤线路的用户或家庭超过整个宽带市场用户数的 三分之一，日本的司法和建筑物管理机构甚至还联合出台了一份建议，提出在未来数 年内，新建的楼宇和公寓都推荐使用光纤接入或无线接入，这种着重发展“超高速”宽 带接入方式的指导思想使 ftth 接入方式的服务提供商数量增加较快。adsl(非对称 数字用户线路)大国韩国也开始了 ftth 的建设。欧洲的荷兰和英国等国也相继投资了 ftth 建设3-5。 在国内，ftth 发展比较落后，不论是主流电信运营商，还是新兴接入提供商，对 ftth 都还没有进入真正的实施阶段， 政府相关主管部门也还未就 ftth 的发展与推广 制定系统的政策措施。但是，受国外市场的影响和随着光纤和光收发模块价格的下跌 以及市场对接入网带宽需求的增加，我国在一些地区(如武汉)也开始了小规模的 ftth 2 试验，一些运营商(如长城宽带、北京通信)甚至开始了 ftth 的试商用，专家预计在未 来的 23 年，我国 ftth 的发展将有很大的空间。 1.2 光接入网技术简介 历史上，在企事业用户应用环境，以太网技术一直是最流行的方法，目前已成为 仅次于供电插口的第二大住宅和办公室公用设施接口6。 主要原因是已有巨大的网络基 础和长期的经验知识，目前所有流行的操作系统和应用也都是与以太网兼容的，性能 价格比好、可扩展、容易安装开通以及具有高可靠性等。 对于公用网住宅用户应用环境，点到点有源以太网系统采用有源业务集中点来替 代无源点到多点系统的无源器件，使传输距离可以扩展到 120km 之远。这种技术的主 要优点是专用接入，带宽有保证，每个用户可以在配线段和引入线段独享 100mb/s 乃 至 1gb/s 局端设备简单便宜，传输距离长，服务区域大，成本随用户数的实际增长而 线性增加，可预测，无需规划，投资风险低，设备端口利用率较高，因而在低密度用 户分布地区成本较低。缺点是两端设备和光纤设施专用，用户不能共享局端设备和光 纤，当需求快速增长且用户很密集时，光纤和两端设备的数量及其成本以及空间需求 也随之迅速增加，因而不太适合高密集用户区域7。另外，有源以太网要求多点供电和 备用电源，网络管理的元件。包括电源多，增加了供电和网管的复杂性。第三，从标 准化的角度，有源以太网并没有一个统一的标准，而是利用多个相关标准，从而产生 多种不兼容的解决方案。最后还有一个可能影响选择以太网技术的因素是传统视频业 务的提供方式，例如有些美国电信公司(例如 verizon)承诺能提供同样质量的传统模拟 射频视频节目，而以太网技术在支持传统模拟射频视频节目的传送方面是比较困难的。 在 ftth 应用场合，点到点以太网主要用于多住户单元接入，具体又分为单纤系 统和双纤系统两种，单纤系统的上下行分别采用不同波长， 典型上行波长为 1310nm， 下行波长为 1550nm， 传输距离为 15km， 遵循日本电信技术委员会制定的标准 ts-1000， 因而互操作性较好，网络复杂性较低。 双纤系统采用两根光纤，遵循 ieee 802.3ub 标 准，采用多模光纤，传输距离仅为 2km。不同运营商为了延长传输距离，增强其管理 功能，制定了很多私有标准，使系统的互操作性很差。 3 1.3 epon 系统的构成及其特征 1.3.1 epon 的结构 无源光网络(pon)， 是一种纯介质网络， 其主要特点是在接入网中去掉了有源设备， 从而避免了电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电配置 和网管复杂性，降低了运维成本。其次，pon 的业务透明性较好，高带宽，可适用于 任何制式和速率的信号，能比较经济地支持模拟广播电视业务，具备三重业务功能。 第三，其局端设备和光纤(从馈线段一直到引入线)由用户共享，因而光纤线路长度和收 发设备数量较少，相应成本较其它点到点通信方式要低，土建成本也可明显降低。特 别是随着光纤向用户日益推进，其综合优势越来越明显。pon 的每用户成本随着分享 olt 的用户数量的增加而迅速下降，因而最适合于分散的小企业和居民用户，特别是 那些用户区域较分散，而每一区域用户又相对集中的小面积密集用户地区，尤其是新 建区域。最后，无源光网络的标准化程度好，基本分为 itu fsan(全业务接入网络)和 ieee 两大类，均可提供独立可行的单一兼容解决方案。因而，多数美国大型电信公司 倾向于选择 pon，而不是光以太网技术。 pon 的主要缺点是一次性投入成本较高， 因为局端光线路终(olt)很贵， 光纤和分 路器等无源基础设施又必须一次到位，这样当用户数较少或用户分布超过某一限定距 离时，单个用户的成本很高，会产生大量沉淀成本。另外，其树型分支拓扑结构使用 户不具备保护功能或保护功能成本较高，影响了大规模发展。 从网络结构分析，无论哪种 pon 都可以有两种不同的结构，即集中式和分布式， 前者在局端 olt 和业务灵活点(fp)之间只有一根光纤相连，分路器集中放置在 fp 处 (即传统的交接箱处)，从分路器到用户光网络终端之间有一根专用光纤相连。而分布式 结构在灵活点处与配线点(dp)处都放置分路器，形成两级分路。分析表明分布式结构 在用户普及率接近 100%的区于用户普及率不高的情况， 集中式结构具有明显的成本优 势，其成本可以随着实际用户数的增长而增长，不存在分布式结构的较大初期沉淀成 本问题，而且也不会随着技术的进步(如 gpon 的出现和应用)而需要重新部署。无源 光网络技术的一个重要趋势是提供多种语音处理方式，既可以在局端采用 v5 接口与 pstn 相连， 提供传统 pstn 语音业务， 又可以在局端内置控制模块， 支持 h.248/h.323 4 协议，灵活适应以 h.248 协议为基础的软交换 voip 网络或以 h.323 协议为基础的传统 voip 网络，其主要发展趋势则是着重支持软交换网8。 早期的窄带无源光网络是基于 tdm 的，性能价格比不好，已经自然消亡。atm 化的无源光网络(apon/bpon)可以利用 atm 的集中和统计复用，再结合无源分路器 对光纤和光线路终端的共享作用，使性能价格比大大改进，目前在美国和日本等国已 经敷设了约 150 万线。 1.3.2 四种 pon 的比较 然而，apon/bpon 的业务适配提供很复杂，业务提供能力有限，数据传送速率 和效率不高，成本较高，其市场前景由于 atm 的衰落而黯淡。最后，从业务发展趋势 看， apon 的可用带宽仍然不够。 以 fttc 为例， 尽管典型主干下行速率可达 622mb/s， 但分路后，实际可分到每个用户的带宽将大大减小。按 32 路计算，每一个分支的可用 带宽仅剩 19.5mb/s，再按 10 个用户共享， 则每个用户仅能分得约 2mb/s 的带宽而已。 显然，这样的性能价格比是无法满足网络和业务的发展需要的9。 2000 年，在 ieee 积极制定 epon 标准的同时，fsan 组织开始发起制定速率超 过 1gb/s 的 pon 网络标准-吉比特以太网无源光网络(gpon)，随后，itu-t 也介入了 这一新标准的制定工作并于 2003 年 1 月通过两个有关 gpon 的新标准-g.984.1 和 g.984.2，按照这一最新标准的规定，gpon 可以提供 1.244gb/s 和 2.488gb/s 的下行速 率和 itu 规定的多种标准上行速率，即可以灵活地提供对称和非对称速率，传输距离 至少达 20km， 系统分路比可以为 1:16， 1:32， 1:64 乃至 1:128， 而 epon 只提供 1.25gb/s 对称速率，分路比最多为 1:32，即 gpon 在速率，速率灵活性，传输距离和分路比方 面有优势。其次，gpon 采用了两种适配方式，除了传统的 atm 还在传输汇聚层采用 了一个全新的基于 sdh 的标准通用组帧程序(gfp)，这是一种可以透明，高效地将各 种数据信号封装进现有 sdh 网络的通用标准信号适配映射技术，可以适应任何用户信 号格式和任何传输网络制式，无需附加 atm 或 ip 封装层，封装效率高，提供业务灵 活， 而 apon 和 bpon 对每种特定业务都需要提供特定的适配方法。 第三， 由于 gpon 采用 gfp 映射， 其传输汇聚层本质上是同步的， 还使用标准 sdh 的 125us 帧， 使 gpon 可以支持端到端的定时和其它准同步业务，特别是可以直接高质量，灵活地支持实时 5 的 tdm 语音业务，延时和抖动性能很好10。而 epon 在承载 tdm 业务方面没有具体 规定，导致厂家可以采用不同方法来承载，包括一层，二层和三层均可以，操作性较 差，性能难以确保。第四，gpon 在网管方面具有丰富的功能，包括带宽授权分配， 动态带宽分配，链路监测，保护倒换，密钥交换和各种告警功能等，比 epon 考虑周 到，不过 epon 在网管功能上比普通以太网有了明显改进，可以提供远端故障指示， 远端环回控制和链路监视等基本管理功能，也能满足基本管理功能。第五，在 fga 方 面 gpon 可以通过使用指针调整 onu 的授权带宽和授权周期来保证业务的带宽和延 时要求， 而 epon 主要采用优先级队列结合 dba 算法来保证带宽和延时，也能基本满 足不同业务的 qos 要求11。 从技术角度 gpon 是 bpon 的继承和发展。 gpon 继承了 bpon 的很多基本特点， 例如两者都使用同样的 olt 核心技术，包括 onu 的激活和测距等，使用同样的物理 光纤设施和光功率预算值，同样的管理软件栈等。另一方面，gpon 采用了一些最新 的技术成果，除了最重要的 gfp 封装技术外，还包括前向纠错等新技术。 从提供的业务看 gpon 不仅可以提供 10/100mb/s，1gb/s 的业务，而且可以提供 vlan 业务和语音业务，事实上可以适应任何现有业务和未来新业务的适配要求，总 的来看 gpon 不是制造商驱动的技术标准，而是一种运营商驱动的标准，因此具有更 周到的运营利益考虑，速率更高，速率灵活性更大；具有通用的映射格式，可适应任 何新老业务； 具有丰富的 oam 功能； 对各种业务均有很高的传输效率， 即便对于 tdm 业务也能灵活高效地传送， 可以帮助运营商完成从传统 tdm 语音电路向全 ip 网络的 平滑过渡。就成本分析而言，pon 的光模块成本大约为设备成本的 20%-30%，主要成 本是各种电接口和协议处理转换等， 而这方面， gpon 和 bpon 要比 epon 复杂很多。 其次，就光模块而言，由于 gpon 要满足很高的突发同步指标，对于模块的驱动电路 和前后放大器芯片要求很高， 还要满足较高的功率预算， 只能采用分布反馈激光器(dbf) 发送机和雪崩光电二极管(apd)接收机， 其成本要高于 epon 模块的法布里-珀罗腔(fp) 发送机和光电二极管 pin 接收机，成品率也较低，因此整个光模块成本较高，再加上 epon 已经进入量产阶段，而 gpon 尚未进入大规模量产阶段，导致目前 epon 在成 本上有明显优势，就传输效率而言，则 gpon 无论在扰码效率，传输汇聚层效率，承 6 载协议效率和业务适配效率方面都是最高的，因此其总效率最高，例如假设 tdm 业务 占 10%， 数据业务占 90%， 则 gpon 的总效率为 94%， 而 apon 和 bpon 分别为 72% 和 49%12。 gpon 的主要缺点是尽管 onu 只需要支持 atm 和 gfp 适配中的一种， 但是 olt 必须同时支持两种， 即必须保留有复杂的 atm 层功能， 再加上光模块的技术难度较高， 使设备成本较高，另外 gpon 成熟度不如 epon，目前尚无专业芯片厂商推出真正商 用的 ，gpon 核心芯片和光模块，而 epon 已经有多家提供商，目前核心芯片已经发 展到第三代单片系统(soc)阶段，光模块的成本也已经降到接近普通吉比特以太网的水 平。 总的来看， 在目前产量不太大的情况下 gpon 和 bpon 的设备成本要比 epon 高 很多，随着技术的进步和产量的大规模提高，成本差异将会逐渐减小，总成本将可能 最终取决于产量大小，即市场的选择。 epon 的概念是随着 ip 的崛起和发展而提出的， 即在与 apon 类似的结构和 g.983 的基础上，设法保留其精华部分物理层 pon，而以以太网代替 atm 作为链路层协 议，构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更强业务能力的新的结合体-epon。这 一思想在以太网界获得到了积极响应，在 ieee 802.3ah 的旗帜下已经形成了 epon 标 准13。在日本为了与以前基于 100mb/s 的非标准 epon 区别，将其称为 gepon 鉴于 基于 100mb/s 的非标准 epon 已经消亡，目前 epon 实际即指 gepon，不再专门区 分。 epon 主要基于 ieee 802.3ah 标准，与传统点到点以太网主要不同之处在于采用 点到多点通信方式。其下行方向工作于 tdm 方式，数据流以变长以太帧方式广播到 onu，每个 onu 根据以太帧的 mac 地址，决定取舍。上行方向工作于 tdma 方式， 来自不同时隙的 onu 数据流汇聚到公共光纤设施和 olt。 此外， 传统以太网工作于连 续光传输模式，在收发两个方向都是连续的比特流，因此收端的定时和判决容易实现。 而 epon 的上行行比特流是轮流发送的突发数据包，olt 的接收定时恢复、判决门限 设置、测距和延时补偿比较复杂。 1.3.3 epon 的优势及缺陷 从 epon 的结构上看， 其关键优点是极大地简化了传统的多层重叠网结构，主要 7 特点有：消除了 atm 和 sdh 层，从而降低了初始成本和运行成本；下行业务速率可 达 1gb/s，允许支持更多用户和更高带宽；硬件简单，无须室外电子设备，使安装部署 工作得以简化；可以大量采用以太网技术成熟的芯片，实现较简单，成本低；改进了 电路的灵活指配和业务的提供和重配置能力；提供了多层安全机制，诸如 vlan、闭 合用户群和支持 vpn 等14。 ieee 802.3ah 规范的 epon 技术的上下行波长是 1310nm 和 1490nm，上下行速率 均为 1.25gb/s，传输距离是 10/20km，分路比是 32/16，主要业务是数据和语音，增加 一个1550nm电视广播波长后， 成为语音 int age; char address256; (2) sequence of：0 个或多个某个给定类型多次出现的有序集合，相当于 c、 c+中的数组。 users := sequence of user users 类型是用于存放一系列 user 类型数据的结构，如果把 users 看作是数组，则 一个 user 对象就是 user 数组一个元素；如果把 users 看作是表格，则 user 就是表中 的一行。 snmp 把 sequence 视为一个表格， 表格中有多行数据， 每行又有自己的列， 一系列的列组成一行， 一系列的行组成一个表格。 比如： zhangxan 的 user 信息是 users 表中的第一行，zhangxan 的 name 是第一行中的第一列，zhangxan 的 age 是第一行的第 二列，zhangxan 的地址是第一行的第三列。如果表中还有第二个数据，比如 zhangxan 的妻子：lisi，则 lisi 的 name 是和第二行的第一列，lisi 的 age 是第二行的第二列，lisi 的 address 是第二行的第三列，当然，lisi 的 address 与 zhangxan 的 address 是一样的。 users := -列 1 |列 2 |列 3 (zhangxan， 31， “hangzhou china.”) -行 1 (lisi， 20， “hangzhou china.”) -行 2 (3) set：一个或多个类型的无序集合，类型于 sequence 类型，但是其中的组 件没有顺序要求。 (4) set of：0 个或某给定类型多次出现的无序集合，类似于 sequence of，但 是其中的组件没有顺序要求。 (5) choice：多个类型其中的一个，如， simplesyntax := choice number integer， string octet string， object object identifier， 28 empty null simplesyntax 可以是 integer、octet string、object identifier、null 中的一个类型的变量。 标签用于区分不同的类型，并且在结构型类型 sequence 和 set 中，组件类型 可能引起混淆，可以为他们的组件指定 context-specific 标签，以清晰指示组件的类型。 除了 choice 和 any 类型以外，每种 asn.1 类型都有一个标签，由一个类和一个非 负的标签数组成。标签值可以唯一区分 asn.1 类型。也就是说，asn.1 类型的名字并 不影响它的抽象含义，只有标签才有这个作用(在 asn.1 中类型名字可以重复，所以标 签才唯一地标识类型)33。 根据实际使用中可能遇到的情况，asn.1 共提供了 4 种标签： (1) universal：标识 iso 和 itu 定义的类型，asn.1 定义的类型均有 universal 值， universal 类型在所有的程序里都一致。 (2) application：应用程序自定义的类型。应用程序、企业或组织自定义的类型使 用 application 标识， 本标识可以唯一的标识自定义类型。 类型名在 asn.1 中可以相同， 所以 application 就成为唯一标识自定义类型的方法。类型的含义由制定者自已定义。 如： name := application 0 visiblestring name := application 1 sequence givenname visiblestring， initial visiblestring， familyname visiblestring (3) private：该类型的含义根据给定的企业而不同。private 标识不会被用在国际规 范里。企业提供的程序一般经常使用 application 和 context-specific 标识。但特殊场合 下，一个企业的技术规范想要扩展一个国际规范时，使用 private 标识在企业规范成为 国际规范的过程中可以比较好地保护该企业规范。如： acmebadgenumber := private 2 integer badgenumber acmebadgenumber := 2345 29 (4) context-specific：专用于结构型类型中。该类型的含义根据给定的结构类型而 不同。 对于set和sequence， 为避免里面的组件混淆， 一般给予不同的context-specific 标签。如： customerrecord := set name 0 visiblestring， mailingaddress 1 visiblestring， accountnumber 2 integer， balancedue 3 integer set 和 choice 中的组件顺序可能不同， 例中 name 和 mailingaddress 都拥有同样 的类型，且他们的顺序可能颠倒，如果不指定一个 context-specific 标签，不知道一个 visiblestring 类型的值究竟是赋给 name 还是 mailingaddress 的。使用标签值就可以区 分出，标签 0 是 name，标签 1 是 mailingaddress。 在一个 application 中标签(tagging)对于区分类型十分有用， 标签通常也用于在一个 结构类型中区分组件类型。 例如， set 或 sequence 类型的可选组件一般都给予不同 的 context-specific 标签以避免混淆。 有两种方法可以标记一个类型：隐式(implicitly) 和显式(explicitly)34。 隐式标签类型是在其它类型基础上通过改变其下层类型的标签而生成的。隐式标 签使用 asn.1 关键词class number implicit 表示。 asn.1 表示法: class number implicit type class = universal | application | private 显式标签是在其他类型基础上通过在其下层类型的标签之外添加一个外层标签而 生成的。从效果上看，显式标签类型是包含一个组件的结构类型，该组件即下层类型。 显式标签由 asn.1 关键词class number explicit 表示。 asn.1 表示法: class number explicit type class = universal | application | private 30 除非“模块”的 asn.1 类型默认定义为隐式标签，关键词class number默认总是与 使用显式标签相同。 从编码的角度看，隐式标签类型可视为与下层类型相同，只是标签不同。显式标 签类型可视为有一个组件的结构类型，该组件即为下层类型。 asn.1 是网络管理的信息结构的规范格式，在开发中必须遵循它的原则才能保证 网络管理的通用性和健壮性。在开发中我们只采用它的子集，然后封装进自己独有的 业务逻辑35。 31 4 软件功能实现 4.1 私有 mib 的实现 4.1.1 mib 的定义 本软件系统名称为 fhc1000nms，运行于代理端，与 pc 网管通过 snmp 协议 进行通信，接受 pc 网管对本系统上被管设备 olt、pon、onu 等的管理。共包括 7 个组：olt 插槽组、pon 组、onu 组、vlan 组、组播 igmp snooping 组、sla 规 格组、uplink 组。鉴于篇幅原因，这里只能对其中的很小一部分进行详细地探讨。其它 组的具体实现细节虽然不尽相同，但是大体上的实现思想和流程确实大同小异的。这 里只对其中的 onu 组的其中一部分功能进行详细地剖析36。 表 4-1 私有 mib 节点定义 oid 名称名称 读写权限中文描述读写权限中文描述 数据类型数据类型 数据描述数据描述 *.3.1 读/写 查询 onuid (应写入待查询的 llid 与 ponid 的组合数) int 只有写操作有 效 *.3.2 读 返回 onuid (可读出已安装表中与提供的 llid 和 ponid 匹配的 onuid) int 只有读操作有 效 *.3.3 已提供 onu 表 *.3.3.1 已提供 onu 表条目 *.3.3.1.1 读 已提供 onuid short *.3.3.1.2 读/写 已提供 onu 上连 pon 序号 int *.3.3.1.3 读/写 已提供 onu 的型号 0自动选择 1 m3001 2m3003t 3 m3004 4 m3008 5 m3016 6 m3024 *.3.3.1.4 读/写 已提供 onu 的 mac 地址 char 低 上表为 c1000 系列私有 mib 库中的 onu 组的一部分，也是此网络管理中最复杂 和内容最多的一部分，对 onu 设备的一部分管理功能进行了定义。 在概要设计阶段，应对设备的管理功能和职责有着非常清晰的划分。这样才能使 以后的实际编码阶段的工作顺利。因为在以后的编码阶段的工作还分为几层，在 mib 32 的改动会造成以后的工作每一步都需要做出相应的改动，工作量比较大而且代码的维 护和升级也会非常的困难，所以初始概要设计阶段的工作是非常重要的。此时可适当 的在代码上留出以后升级的空间，即使是现在硬件无法实现的功能，也可以将其加进 代码，这样可以方便以后的升级工作。本次设计的要求也是经过了几次的更改，结果 浪费了很多的时间，主要是初始阶段的需求不是很明确37。 4.1.2 mib 文件的编写 mib 文件的编写工作严格遵循前面讲过的 asn.1 语法，这样才能保证生成正确的 c 语言代码。以下为此部分的 mib 库文件代码： fhc1000searchonuid object-type syntax integer max-access read-write status current description := fhc1000onugroup 1 fhc1000answerforsearchonuid object-type syntax integer max-access read-only status current description := fhc1000onugroup 2 -( node *.3.3 and its leaves ) - fhc1000provisiononutable object-type syntax sequence of fhc1000provisiononuentry max-access not-accessible status current description := fhc1000onugroup 3 fhc1000provisiononuentry object-type 33 syntax fhc1000provisiononuentry max-access not-accessible status current description index fhc1000provisiononuid := fhc1000provisiononutable 1 fhc1000provisiononuentry:= sequence -index -read-write fhc1000provisiononuid fhc1000onuid， -read-write fhc1000provisiononuponnr fhc1000ponid， fhc1000provisiononumacaddress octet string， fhc1000provisiononumactablecapability integer， fhc1000provisiononuauthorizationstate fhc1000adminstate， fhc1000provisiononuencryptionstate fhc1000onoroff， fhc1000provisiononuencryptionkey octet string， fhc1000provisiononusla integer， -read-create fhc1000provisiononurowstatus rowstatus -( node *.3.3.1.117 ) fhc1000provisiononuid object-type syntax fhc1000onuid max-access read-write status current description := fhc1000provisiononuentry 1 fhc1000provisiononuponnr object-type syntax fhc1000ponid 34 max-access read-write status current description := fhc1000provisiononuentry 2 fhc1000provisiononumacaddress object-type syntax octet string max-access read-write status current description := fhc1000provisiononuentry 3 fhc1000provisiononumactablecapability object-type syntax integer max-access read-write status current description := fhc1000provisiononuentry 4 4.2 设备管理的软件实现过程 在 mib 库的概要设计工作完成以后， 要进行的工作便是将 mib 节点加入到整个嵌 入式软件的框架中。此时要将 mib 库定义文件转成 c 代码文件，这样才能将其函数接 口提供给上层网管软件调用38。 利用 mib2c 工具，将编写好的 mib 定义文件生成本模块的 c 代码框架： mibs=+onugroup-mib mib2c -c mib2c.old-api.conf fhc1000onugroup 这里的 onugroup-mib 是 mib 定义文件中定义的 mib 模块名，每个 mib 模块 相当于一个子树，fhc1000onugroup 是对这棵子树的描述。 mib2c 工具生成两个文件：fhc1000onugroup.c 和 fhc1000onugroup.h，下面对生 成的 c 代码框架做一些说明： (1) 本模块根结点的 oid 定义 oid fhc1000pongroup_variables_oid = 1， 3， 6， 1， 4， 1， 18822， 3， 1， 35 3 ; mib 变量以树型结构组织，每个 mib 模块是一棵子树，上述变量即本模块根结点 的 oid。 (2) mib 变量的结构数据类型 struct variable u_char magic; /* mangic number */ u_char type; /* 变量类型 */ u_short acl; /* 变量的 access control list */ findvarmethod *findvar; /* 处理该变量的函数名(回调函数) */ u_char namelen; /* oid 后缀的长度 */ oid namemax_oid_len; /* 变量的 oid 后缀*/ ; 所有的 mib 变量都以这一结构体类型定义，在生成的.c 文件中，有一个全局数组 struct variable4 fhc1000onugroup_variables = ，定义了本模块中所有的 mib 变量， mib 变量在数组中的索引与其 oid 相对应。 (3) mib 模块的初始化 mib 模块的初始化通过调用函数 void init_fhc1000onugroup(void)来完成，初 始化有两方面作用， 一方面是向 smux 注册该 mib 模块， 另一方面是用户对代码及设 备的初始化，比如变量的初始化，上次配置的恢复等。 mib 模块的注册通过调用带参数的宏 register_mib(descr， var， vartype， theoid)来实现，其中 decr 是对要注册的 mib 模块的描述，var 指向要注册的 mib 模块 中所有的 mib 变量，通常是数组的首地址，vartype 是 mib 变量的类型，通常是上面 定义的结构体类型 variable， theoid 是要注册的 mib 模块(用树表示)的根结点的 oid， 如 onu 模块的注册： register_mib(fhc1000onugroup， fhc1000onugroup_variables， variable4， fhc1000onugroup_variables_oid); (4) 变量处理函数 仍以 onu 模块为例，对叶子结点的处理在 unsigned char * 36 var_fhc1000onugroup(struct variable *vp， oid * name， size_t * length， int exact， size_t * var_len， writemethod * write_method)中完成， 对简单表的处理在 unsigned char* var_fhc1000pontable(struct variable