（计算机科学与技术专业论文）面向hnb的管理接口模型的设计与实现.pdf

f 导师签名： 日期：枷p 弓t 。j 7 气 o 面向h n b 的管理接口模型的设计与实现 摘要 优秀的室内覆盖方案一方面可以让网络发挥最大作用，为运营商 创造更大的价值，另一方面也能大大节省运营商建网成本，真正实现 低投入高回报，因此，室内覆盖已成为运营商3 g 网络建设的重中之 重。家用3 g 基站h o m en o d e b ( h n b ) 解决方案正是针对室内家庭 通信的特点而设计的。该方案通过放置在用户家中的h n b 设备实现 以家庭为单位的室内覆盖，利于手机、p c 等多元终端的室内宽带应 用，促进了固定和移动的融合。h n b 得到了迅速地推广，它已经成 为了3 g 网扩大覆盖( 尤其是室内覆盖) 、优化网络服务质量的重要 手段。 h n b 具有自身的特性，每个h n b 服务的用户数很少，潜在的 h n b 用户数很大。并且由于h n b 处于用户侧，用户可以频繁的开关 h n b ，从而造成了h n bo a m 连接的不稳定性，加上运营商物理上 无法访问h n b ，这都为对h n b 的管理提出了很大的挑战。 本文针对h n b 的特性，分析了h n b 的网络架构和管理需求。 h n b 除支持传统的配置、性能和故障管理功能外，还需要支持自主 管理功能，以实现h n b 网络的自组织特性和o a m 未连接时对h n b 的管理功能。根据h n b 管理需求，我们分析h n b 管理研究现状的 不足，在3 g p p 现有管理框架的基础上，提出了一种基于策略的h n b 管理框架，为h n b 的自主管理进行策略指导。详细定义了h n b 的 管理接口，主要包括接口功能、管理接口协议和信息模型。根据 t r 0 6 9 和h n b a p 协议，提出了适用于h n b 的管理接口协议h n b m p ( h n b m a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) 。该协议采用扩展的t r 0 6 9 的r p c 方 法对h n b 网络进行管理。我们详细介绍了接口协议栈和协议的信令 流程，并给出了h n b 网络的管理信息模型，开发出了h m s 原型系 统，对h n b 基于策略的管理系统及管理接口协议和信息模型进行仿 真，验证了h n b 管理接口协议的有效性和基于策略的h n b 管理框 架能够更好地实现h n b 的自主管理功能。 关键词h o m en o d e b 家庭基站自组织管理接口信息模型基于 策略管理框架 d e s i g na n di m p l e m e n l = 芦汀1 0 n 0 fh o m en o d e b0 r i e n t e d m a n a g e m e n ti n t e r f a c em o d e l a b s t r a c t e x c e l l e n ti n d o o rc o v e r a g eo nt h eo n eh a n dc a nm a k em o s tu s eo ft h e n e t w o r kf o ro p e r a t o r st oc r e a t eg r e a tv a l u e ；o nt h eo t h e rh a n di tc a na l s o g r e a t l y r e d u c et h ec o s to fn e t w o r k t h e r e f o r e ，i n d o o r c o v e r a g eh a s b e c o m et o p p r i o r i t yo fn e t w o r kc o n s t r u c t i o nf o r3 go p e r a t o r s 3 g h o m eb a s es t a t i o n sh o m en o d eb ( h n b ) j u s te m e 略e df o ri n d o o r c o m m u n i c a t i o n i ti m p r o v e st h ei n d o o rc o v e r a g eb yp l a c i n gt h eh n b d e v i c ea tu s e r s h o m ea n dm a k i n gu s eo ft h eb r o a d b a n da p p l i c a t i o no f m o b i l ep h o n ea n dp ca th o m e i th a sp r o m o t e dt h ei n t e g r a t i o no ff i x e d a n dm o b i l en e t w o r k c o m p a r i n gw i t h m a c r on o d e b ，h o m en o d e bh a si t s s p e c i a l f e a t u r e sf r o mb u s i n e s sr e q u i r e m e n ta s p e c t ：1 ) t h e r ea r ef e w e rs u b s c r i b e r s p e rh n b ，a n dp o t e n t i a l l yt h e r ea r em a n ym o r eh o m en o d e b s ；2 ) h n bi s p l a c e da tt h eu s e r ss i t e ，i tc a nb es w i t c h e df r e q u e n t l y , t h u st h ec o n n e c t i o n b e t w e e nh n ba n di t so a mi sd y n a m i c ，a n dt h eo p e r a t o rc a n ta c c e s st h e h n bp h y s i c a l l y , w h i c hi m p r o v e dt h ec h a l l e n g eo ft h em a n a g e m e n to f h n b o nt h eb a s i so ft h ec h a r a c t e r i s t i c so fh n b ，w ea n a l y z et h en e t w o r k a r c h i t e c t u r eo fh n ba n di t s m a n a g e m e n tr e q u i r e m e n t s h n bs h o u l d s u p p o r ts e l f - m a n a g e m e n t a n dt h em a n a g e m e n to fh n bw h e no a mi sn o t c o n n e c t e db e s i d e st r a d i t i o n a lc o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n t ，p e r f o r m a n c e m a n a g e m e n ta n df a u l tm a n a g e m e n t t h e nw ea n a l y z et h er e s e a r c hs t a t u s o fh n bm a n a g e m e n ta n do nt h eb a s i so f3 g p pm a n a g e m e n tf r a m e w o r k w ep r o p o s ea p o l i c y b a s e dm a n a g e m e n tf r a m e w o r k ，p r o v i d i n gp o l i c y g u i d a n c ef o rt h em a n a g e m e n to fh n b t h e nw ed e f i n et h em a n a g e m e n t i n t e r f a c em o d e lo fh n bi nd e t a i l ，i n c l u d i n gf u n c t i o n so ft h ei n t e r f a c e m a n a g e m e n tp r o t o c o la n di n f o r m a t i o nm o d e l a c c o r d i n gt ot r 0 6 9 ，w e p r o p o s e ah n b m a n a g e m e n t i n t e r f a c e p r o t o c o lh n b m p , h n b m a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 i tu s e se x t e n d e dt r 0 6 9r p cm e t h o d sf o rt h e m a n a g e m e n t o fh n bn e t w o r k a n dw e d e t a i l l y i n t r o d u c et h e m a n a g e m e n tp r o c e d u r ef o rt h em e s s a g ee x c h a n g ei nt h et h e s i s f i n a l l y , w ed e v e l o pap r o t o t y p es y s t e mo fh m st o v e r i f yt h ev a l i d a t i o no ft h e p r o t o c o la n dm a n a g e m e n tf r a m e w o r k t h o u g hw ec a n tp r e c i s e l ye m u l a t e t h el a r g ea m o u n to fh n bi nr e a ln e t w o r k ，t h es i m u l a t i o nr e s u l tc a ns t i l l b eu s e df o rt h e g u i d a n c eo fh n bm a n a g e m e n tr e s e a r c ha n ds y s t e m d e v e l o p m e n t k e yw o r d sh o m en o d e b s e l f - o r g a n i z i n gm a n a g e m e n t i n t e r f a c ei n f o r m a t i o nm o d e l p o l i c y - b a s e dm a n a g e m e n tf r a m e w o r k 第一章 1 1 1 2 1 3 1 4 第二章 2 1 2 2 目录 弓i 言 研究背景。 研究目标 研究生期间工作 论文的组织结构。 h n b 网络及其管理技术介绍 h n b 网络概述。 2 1 1出现背景 2 1 2h n b 的特性 2 1 3h n b 系统架构 h n b 网络管理相关技术 2 2 1网络管理基本概念 2 2 2 h n b 网络管理相关技术一 2 3本章小结1 1 第三章h n b 管理需求和管理架构1 2 3 1h n b 网络管理需求1 2 3 1 1自主管理1 2 3 1 2配置管理1 7 3 1 3性能管理1 8 3 1 4 故障管理1 9 3 1 5安全管理2 0 3 2h n b 网络管理研究现状。2 l 3 2 1管理接口参考模型2 l 3 2 2 接口协议栈2 2 3 2 3系统管理框架。2 3 3 3基于策略的h n b 管理架构2 4 3 3 1h n b 的业务目标2 4 3 3 2h n b 业务流程2 4 3 - 3 3基于策略的h n b 业务需求2 7 3 3 4基于策略的h n b 管理框架2 8 3 4 本章小结3 2 第四章h n b 管理接口设计。3 3 4 1 接口功能3 3 4 2接口协议3 3 4 2 1接口协议栈3 4 4 2 2 协议流程3 5 4 3管理信息模型3 9 4 3 1h n b 管理信息概述。3 9 4 3 2配置管理信息模型4 0 4 3 3性能测量参数4 4 4 4 第五章 4 3 4 故障管理信息模型。4 7 本章小结4 7 h n b 管理原型系统设计与实现4 9 5 1p h m s 原型系统4 9 5 1 1 原型系统架构4 9 5 1 2 系统模块设计。5 0 5 1 3系统实现5 2 5 1 4系统效果展示5 5 5 2本章总结5 8 第六章总结与展望。5 9 6 1 论文总结5 9 6 2 进一步研究的问题6 0 参考文献 致谢 攻读学位期间发表的学术论文 北京邮电人学硕t ：t i ) f y e 生毕业论文面向h n b 的管理接u 模型的鼓计j j 实现 1 1 研究背景 第一章引言 数据业务是3 g 应用的核心驱动力，随着3 g 网络在世界范围内的铺开，运 营商认识到，室内覆盖在3 g 网络建设中是极其关键和重要的环节。优秀的室内 覆盖方案一方面可以让网络发挥最大作用，为运营商创造更大的价值，另一方面 也能大大节省运营商的建网成本，真正实现低投入高回报。家用3 g 基站h o m e n o d e b ( h n b ) 解决方案是通过放置在用户家中的h n b 设备实现以家庭为单位 的室内覆盖，利于手机、p c 等多元终端的室内宽带应用，促进了固网和移动的 融合。h n b 需要支持的用户数比较少，所以发射功率比较小，成本较低，用户 能够接受。通过h n b ，大量的移动业务将被室内家用基站所吸收，运营商宏蜂 窝的数量可以大大降低，能够节约大量的设备投资费用和维护费用。 网络资源配置的优化、网络性能数据采集与分析是指导网络运行成功的关键 因素。根据h n b 的设备特性和组网技术，制定正确合适的网络资源模型，规范 和加快设备的集中管理，可以提高运营商对网络维护管理的效率和新业务的开发 速度；同时收集正确有效的统计数据，建立合适的信息模型，可以为后续的规划、 分析、优化和管理提供重要的参考数据。因此，研究面向h n b 的网络管理接口 模型具有重要的意义。 1 2 研究目标 本文的研究目标是：通过分析h n b 的特点及其管理功能和管理需求，对h n b 的管理框架和接口模型进行定义，主要包括接口功能、管理接口协议和管理信息 模型，最后通过系统仿真验证该管理接口模型的有效性。研究内容包括： 一研究分析h n b 网络架构、自身的特性和h n b 网络管理相关技术； 一根据h n b 网络特点和自身特性，分析h n b 管理需求，针对现有h n b 网络管理现状的不足，通过分析h n b 的业务目标和业务流程，提出基于 策略的h n b 管理架构p h m s ； 一分析h n b 与p h m s 之间的接口功能，定义其管理接口协议h n b m p ， 并详细分析了其协议流程，建立管理接口信息模型； 一开发p h m s 原型系统，验证上述管理架构和管理接口协议的可行性。 本文的创新点是针对h n bo a m 的不连续性，提出了一种动态管理机制， 北京邮电人学硕f ：研究生毕业论文 面向h n b 的管理接u 模型的设计与实现 保证了h n b 管理数据的连续性，降低了管理系统的复杂性。 1 3 研究生期间工作 研究生阶段，本人深入了解了网络管理相关的原理和技术，对管理信息模型 相关技术进行了深入的研究，并参与了一些综合网络管理系统的丌发项目，主要 包括： 1 ) 业务驱动的r r 服务管理信息模型研究。负责调研工业界和学术界的1 1 r 管理和r r 服务管理研究现状，分析各种建模技术的优缺点，根据i t 服务管理需 求，建立业务驱动的i t 服务管理信息模型，该模型建立上层业务故障与底层设 备之间的关联，方便管理人员快速进行故障定位和诊断。 2 ) 综合故障管理系统测试项目。综合故障管理系统是为某中心开发的综合 网络管理系统，它主要负责对该中心全国范围的设备和业务进行综合管理。它采 集各设备厂商上报的管理数据，并进行统一处理，为管理人员提供友好的用户界 面，屏蔽了网络的差异性。我主要参与了该项目后期的测试维护工作。 3 ) 家庭基站网关( h n bg w ) 网络管理需求分析。调研分析h n bg w 网络 管理现状，分析其管理需求和管理接口协议及信息模型，提交研究报告和3 g p p 文稿。本文是此项工作的总结扩展。 1 4 论文的组织结构 本文共分六章，内容安排如下： 第一章引言，介绍本课题的背景、意义、本文主要的研究目标和本人研究 生期间的主要工作； 第二章介绍h n b 出现的背景、h n b 自身的特性和网络结构以及h n b 网络 管理技术的研究现状，重点介绍了t r 0 6 9 协议和h n b a p 协议： 第三章根据h n b 自身特性给出了h n b 的管理需求；分析h n b 网络管理 研究现状，分析其中的不足，根据对h n b 的业务目标和业务流程 的分析，提出一种基于策略的h n b 管理系统框架p h m s ： 第四章详细设计h n b 与p h m s 之问的管理接口l t f - x ，主要包括接口功能、 管理接口协议和信息模型，并详细分析了管理接口协议的信令流程； 第五章对p h m s 系统进行仿真实现，验证了上述管理架构和管理接口协议 的可行性； 第六章结束语，对本文工作进行全面总结，给出本文所取得的成果，指出 存在的不足和改进方向。 北京邮电人学硕仁研究生毕业论文面向h n b 的管理接u 模型的设计! j 实现 第二章h n b 网络及其管理技术介绍 2 1h n b 网络概述 2 1 1 出现背景 随着移动通信技术的发展和人们对高速数据业务需求的增长，通信网网络结 构的差异性越来越大，给网络的运行和维护带来了很大的困难和开销。为了在现 有状况的基础上不再增加网络丌销，要求下一代通信网设备具有自组织的特性， 以引入最少的人工干预和管理开销，h n b 的提出正是为了适应这种需求。h n b 是一种小型、低功率的新型基站形式，部署在家庭、办公室等室内环境中。h n b 具有自主管理特性，它支持即插即用，上电即能提供移动业务，并提供用户与移 动网络的连接，它还具有自适应的特性，能够自我调节以适应网络中的变化。 h n b 技术是一种扩展移动通信室内覆盖的解决方案，可以把用户手机发出 的话音和数据呼叫传输到基于标准接口的3 g 核心网络，它的家庭接入点即插即 用，可连接到任何现有的基于i p 的传送网络中。它使用i p 协议，通过用户已有 的a d s l 、l a n 等宽带电路连接，远端由家庭基站网关h o m en o d e bg a t e w a y ( h n bg w ) 实现从i p 网到移动网的联通。它的大小与a d s l 调制解调器相似， 具有安装方便、自动配置、自动网规、即插即用的特点。h o m en o d e b 有适用于 c d m a 、g s m 、u m t s 等各种标准和支持2 g 、2 5 g 、3 g 的产品，与运营商的 其它移动基靖同制式、同频段，因此手机等移动终端可以通用。 2 1 2h n b 的特性 与传统宏基站相比，h n b 具有一些自身的特性，如表2 1 所示： 表2 - 1h o m en o d e b 的特性 观察角度h o m en o d e b 的特性 n e 的数苗 每个n o d e b 卜的小区数鼙减少了，潜在的h n b 的数量很人 服务的h 户 每个n o d e b 服务的h j 户变少了，拥有h n b 的j h 户总数很人 覆盖率每个n o d e b 的覆盖率变小了 可用性h n b 的开关更加频繁 o a m 的持续性o a m 不持续。由于h n b 处于用户侧，用户可以频繁的开 关h n b ，所以它的o a m 不能持续地对h n b 进行管理，应 该由运营商初始化。 远端操作 运营商能够从远端控制h n b ，能够在必要时开启停止授权 频段上的无线发送。 北京邮电人学硕i ：研究生毕业论文 面向h n b 的管理接u 模型的设计与实现 白配置 h n b 的配置应该是完全自主的，它应该能够在上电时完成 白配置。同时h n b 要能够进行自适应，在网络状况发生变 化时，如周围h n b 或宏小区发生变化时，h n b 能够自动调 整配置信息以适应网络变化。 基于上述h n b 的特性，3 gh n b 网络结构具有自组织的特性，具体原因如 下： 1 ) h n b 的数量巨大 由于每个h n b 服务的用户数量较少，可以推断出h n b 潜在的数量很大。 如果统一由管理系统对其进行管理，整个网络可能被h n b 的管理数据充斥，容 易造成网络拥塞，影响整个网络的性能和用户体验。而一个h n b 出现故障或者 性能下降，影响范围较小，不会给整个网络造成太大的影响，可以先由其自身进 行处理，必要时再上报给管理系统进行处理。 2 ) h n b 属于用户侧设备 h n b 处于家庭或办公室环境中，用户可以频繁的开关h n b ，造成h n b 并 不总是处于在线状态，从而造成与管理系统连接的不连续性和网络拓扑的动态 性。 3 ) 运营商物理上无法访问h n b h n b 处于用户侧，通过i p 网络接入移动核心网络，所以运营商物理上无法 访问h n b ，管理数据传输时延较大，影响管理的实时性。 基于以上原因，h n b 需要具有自主管理的能力，以降低网络运营成本，提 高网络性能和稳定性。所以h n b 的管理除了要包括基本的配置管理、性能管理 和故障管理外，还要包含自主管理。 。 w 2 1 3h n b 系统架构 关于h n b 系统的研究，主要有两方面的考虑：一方面是对于原有网络( 包 括核心网和终端) 的支持和改变；另一方面是对h n b 区别于一般n o d eb 基站 的接入方式的支持。 为了尽可能地支持原有网络的网元和结构( 包括核心网和终端) ，h n b 的 设计原则是尽可能地减少对原系统的改动和影响。考虑到对原有网络的兼容性， 建议采用i u b a s e d 网络架构：在核心网看来，h n b 的接入网是一个“r n c ”：在 u e 看来，h n b 的接入网是一个“n o d e b ”。 另一方面，h n b 作为用户所拥有的a p ，属于用户端设备，需要通过i p 网 络接入到核心网。因此相对于原有3 gu t r a n 网络中的n o d eb ，h n b 的使用 需要完善的安全验证机制来保证其接入的安全性和可靠性。3 g p pr a n 3 工作组 提出的h n b 系统架构如图2 - 1 所示。 4 北京邮电大学硕。 ：研究生毕业论文面向h n b 的管理接u 模型的设计j 实现 广一一一一 i u h l u 厂 r 。j i h n bg w 1 - - 卜十芷竺曼芦b 芙 7 t r 0 6 9 核心网 图2 - 1h n b 系统架构图 从图2 - 1 可以看出，h n b 接入网由h n b 、h n bg w 、s e g w ( s e c u r i t yg a t e w a y ) 和h m s ( h n b m a n a g e m e n ts y s t e m ) 组成。各功能实体的主要功能如表2 - 2 所示。 表2 - 2h n ba n 各功能实体及其功能 3 g h n b3 gh n b 属于用户端没各，集成了n o d eb 和r n c 的主要功能，并通过 公共l p 网络接入到3 gu t r a n 网络。h n b 支持的功能如下： 用户端设备，为l i e 提供u u 接口； 提供l u h 接口； 具备n o d eb 功能，并支持r n c 的大部分功能； 在l u h 接口上支持h n b 和u e 的注册。 h n b g wh n bg w 是为h n b 系统新增的网关设备，新增的主要原因是出丁安全 性和网络管理的综合考虑，其主要功能如下： 与h n b 之间为i u h 接口，该接口主要完成h n b 系统的管理功能， 包括h n b 和u e 的注册和接入控制；以及承载3 gu t r a n 系统的 ， 原有信令和连接； 为c n 屏蔽i u h 接口及h n b 系统的特性。h n b g w 与c n 之间为i u 接口，在c n 看来它就是一个r n c ； 因h n b 数量众多，h n bg w 负责对h n b 和c n 之间的信令和数据 进行汇聚和分发。 h m s h m s 的主要功能是为h n b 提供管理和参数配置，其主要功能如下： 支持h n b 初始化过程中的h n bg w 发现功能； 为h n b 提供初始配置数据； 对h n b 进行位置信息验证，并据此为h n b 分配适合的服务单元 ( h m s ，安全网关和h n bg w 等) ； 管理接口：基于t r 0 6 9 系列。 安全网关s e g w 负责建立i p s e c 安全隧道，保障h n b 从i p 网接入的安全性。它可 以集成在h n bg w 中，也可作为独立网元存在。 核心网u m t s 核心网。 从图2 - 1 可以看出，与h n b 相关的接口包括u u 接口和i u h 接口，u u 接口 是h n b 与用户之间的接口，通过空口实现，它实现与3 gr n c n o d e b 结构中 广l；il 一 一 一 s 一 ：竺广_i 北京邮电人学硕i ：研究生毕业论文面向h n b 的管理接u 模型的设计j 实现 u u 接口相同的功能：完成用户的接入和用户数据的传输。l u h 接口是h n b 与 h n bg w 和h m s 之间的接口，主要功能是提供h n b 系统的管理，包括h n b 和u e 的注册和接入控制，并承载3 gu t r a n 系统原有的信令和连接。i u h 接口 新增了h n b a p 和r u a 两个应用层协议，h n b a p 负责h n b 和u e 的注册，r u a 负责r a n a p 协议的适配和传送。 2 2h n b 网络管理相关技术 2 2 1 网络管理基本概念 网络管理就是通过某种方式对网络状态进行调整，使网络能正常、高效地运 行。其目的很明确，就是使网络中的各种资源能够更加高效地利用，当网络出现 故障时能及时作出报告和处理，并协调以保持网络的高效运行等。一般而言，网 络管理有五大功能，它们是：配置管理、性能管理、故障管理、安全管理和计费 管理等。国际标准化组织( i s o ) 在i s o i e c 7 4 9 8 4 提出了一个o s i 管理的结构 并描述了o s i 管理应有的行为。它认为，开放系统互连管理是指这样一些功能， 它们控制、协调、监视o s i 环境下的一些资源，这些资源能够保证o s i 环境下 的通信。通常对一个网络管理系统需要定义以下内容： 系统的功能：即一个网络管理系统应具有哪些功能。 网络资源的表示： 网络管理很大一部分是对网络中资源的管理。网络中的资源就是指网络中的 硬件、软件以及所提供的服务等。而一个网络管理系统必须在系统中将它们表示 出来，才能对其进行管理。 网络管理信息的表示： 网络管理系统对网络的管理主要靠系统中网络管理信息的传递来实现。网络 管理信息应如何表示、怎样传递、传送的协议是什么，这都是一个网络管理系统 必须考虑的问题。 系统的结构：即网络管理系统的结构是怎样的。 2 2 2h n b 网络管理相关技术 根据i s o 的描述，针对h n b 网络的管理主要包括如下内容：定义h n b 网 络管理需求、网络管理架构、管理接口协议和信息模型等。本文就从这几个角度 实现对h n b 管理接口的建模。 根据3 g p p 的建议，h n b 网络与其管理系统之间的接口协议要尽量的接近 北京邮电人学硕t ：r 4 f 究生毕业论文面向h n b 的管理接u 模型的设计与实现 c p e 广域网管理协议t r 0 6 9 ，而h n b 与h n b 网关之间的交互采用h n b a p 应 用协议，下面我们主要对t r 0 6 9 和h n b a p 协议进行简单介绍。 2 2 2 1 t r 0 6 9 协议 c p e ( c u s t o m e rp r e m i s ee q u i p m e n t ，用户端设备) 广域网管理协议t r 0 6 9 描述了c p e 和自动配置服务器a c s ( a u t o c o n f i g u r a t i o ns e r v e r ) 之间通信的一个 公共平台。该协议定义了一套机制，包括c p e 的可靠自动配置和其它的一些c p e 管理功能，它将这些功能合并到同一个公共的平台框架上。 a c s 是网络中的服务器，它根据预定值来管理设备。c p e 广域网管理协议可 以用于管理d s lb n t 及其它类型的一些c p e 设备，包括路由器和局域网侧的用 户端设备。它被服务供应商应用于已经建立的l p 层链路的特殊媒体接入上。 1 ) 接口参考模型 t r 0 6 9 的接口参考模型如图2 2 所示，它来源于为t r 0 4 6 规定的b n t 自动配 置框架。它由自动配置管理服务器( a c s ) 、用户驻地设备( c p e ，即被管终端1 、 业务配置管理服务器以及一些必要的管理接口组成。从图中可以看出，参考模型 主要有两个接口，一个是完成从业务或服务提供商向a c s 下发业务配置的北向接 口似c sn o r t h b o u n di n t e r f a c e ) ，另外一个是完成从a c s 蛩j c p e 配置管理的南向接 1 2 1 ( a c ss o u t h b o u n di n t e r f a c e ) 。t r 0 6 9 主要定义南向接口的标准。它通过定义一 套a c s 和c p e 之间的自动协商交互机制，实现终端的自动配置和动态业务提供、 软固件映象( 版本) 的管理与升级、工作状态和性能的监测与诊断等功能。 、 a c sn o r t h b o u n ds c o p eo f i n t e r f a c e c p ew a nm a n a g e m e n tp r o t o c o l ： a c ss o u t h b o u n di n t e r f a c e 图2 2t r - 0 6 9 接口参考模型 2 ) 通信协议栈 t r 0 6 9 接口通信协议栈如图2 3 所示。 北京邮i 乜人学硕 ：研究生毕业论文面向h n b 的管理接u 模型的攻计与实现 c p e a c s 管理应用层 r p c 方法 s o a p h t t p s s l t l s t c p i p 图2 - 3t r - 0 6 9 接口通信协议 c p e a c s 管理应用层：分别使用在c p e 和侧a c s 侧，它们根据运行维护的需 求进行定义，不作为t r 0 6 9 协议的一部分。这些网络管理的应用都是基于r p c 方法之上的。t r 0 6 9 定义的r p c 方法如表2 3 所示。 表2 - 3 t r - 0 6 9 定义的r p c 方法 砌p c 方法名必选要求对象 g e t r p c m e t h o d s 必选 通用方法 s e t p a r a m e t e r v a l u e s 必选 c p e g e t p a r a m e t e r v a l u e s 必选 c p e g e t p a r a m e t e r n a m e s 必选 c p e s e t p a r a m e t e r a t t r i b u t e s 必选 c p e g e t p a r a m e t e r a t t r i b u t e s 必选 c p e a d d o b j e c t 必选 c p e d e l e t e o b j e c t 必选 c p e d o w n l o a d 必选 c p e r e b o o t 必选 c p e i n f o r m 必选服务器 t r a n s f e r c o m p l e t e 必选服务器 g e t q u e u e d t r a n s f e r s必选 c p e s c h e d u l e l n f o r i l l 必选 c p e s e t v o u c h e r s 必选 c p e g e t o p t i o n s 必选 c p e u p l o a d 必选 c p e f a c t o r y r e s e t 必选 c p e k i e k e d必选服务器 r e q u e s t d o w n l o a d 必选 服务器 所有的r p c 方法都是通过x m l 描述的，x m l 信息集本质上并非数据格式， 而是信息项的形式化集合以及这些信息项的关联属性，这些共同构成了一个 x m l 文档的抽象描述。s o a p 为打包和交换x m l 消息提供了一个标准的、可扩展 的、可组合的框架。经过s o a p 的封装，x m l 消息通过h t t pv 1 1 进行传输。 s s 坍l s 为网络传输的管理操作及管器信息提供了安全性保障。 北京邮电人学硕：l ：研究生毕业论文 面向h n b 的管理接u 模型的设计与实现 c p e 广域网管理协议在交互过程中拥有高度的机密性。它防止了对c p e 和 a c s 之间事务处理的篡改，保证了这些事物处理的机密性，同时允许各种级别的 鉴权。t r 0 6 9 协议有如下的安全机制： ( 1 ) c p e 和a c s 之间通信时使用s s i 用s ，它保证了事务处理的机密性、数据 的完整性，以及c p e 与a c s 之间基于证书的鉴权。 ( 2 ) h t r p 层提供了一种基于共享密钥的c p e 鉴权或a c s 鉴权。 ( 3 ) 其它的安全机制，如a s s o c i a t e dw i t h t h eo p t i o n a l s i g n e dv o u c h e r m e c h a n i s ma n dt h es i g n e dp a c k a g ef o r m a t 。 3 ) 接口管理功能 t r 0 6 9 协议具有一些用于管理c p e 设备的功能，主要包括： ( 1 ) 自动配置和动态服务 t r 0 6 9 协议定义了一个通用的节点添加和参数提供的机制，使设备能够连 接到网络上，并在进行初始化操作时自动连接到自配置服务器( a c s ) 。 ( 2 ) 软件、固件的管理 t r 0 6 9 协议提供了对用户设备中的软固件进行管理和更新的功能。a c s 可 以识别用户设备的版本号，决定是否远程更新用户设备的软件版本，并能够得知 更新是否成功。例如，当用户设备需要加载新的软件以实现新的业务功能时，或 是当前软件存在必须修复的漏洞时，通过该功能可以实现对用户设备的远程管理 升级。该功能通过软件下载的方式来实现，可以由c p e 发起，也可以由a c s 发 起。 ( 3 ) 状态和性能监测 t r 0 6 9 定义了a c s 对用户设备的状态和性能进行监测的手段，其中包括了 一些通用的性能参数，可以反映当前用户设备的工作状态。还提供了标准的性能 参数定义语法，使得运营商可以根据需要定义参数。 ( 4 ) 通信的故障诊断 t r 0 6 9 还定义了用户端可以自我诊断和报告的能力。在a c s 的指示下，用 户端可以通过p i n g 或其它手段检查用户端与网络业务提供点之间的连通性、带 宽情况等，并将检测结果反馈给a c s 。运营商通过远端操作就可以对用户发现 并上报的设备故障进行简单定位，并作相应的处理。 4 ) 接口信息模型描述语言 t r 0 6 9 采用标准的x m l 语言( 可扩展标志语言) 作为信息模型描述的工具， 把被管对象c p e 的管理信息组织成为对象，这些对象定义了很多属性，这些属 性信息覆盖状态信息、运行的数据统计、配置参数等，用以支持上层的管理功能。 北京邮电人学硕1 ：研究生毕业论文面向h n b 的管理接u 模型的设计与实现 2 2 2 2h n b a p 协议 1 ) 协议概述 h n b a p 是应用在h n b 和h n bg w 之间的信令流程，主要负责提供h n b 和u e 的注册。如图2 4 给出了h n b 的注册流程。 回 r i 面m s1 h ； i 一= = = 一j 制、h n b 初始配置( t r 0 6 9 ) 。一。 ：广1 3 、建立s c t p 连接 i 4 、h n b 注册 图2 - 4 h n b 注册流程 h m s 先通过t r 0 6 9 对h n b 进行预配置，如位置验证、通告h n bg w 地 址等，在可靠传输连接建立后，配置好的h n b 可以和h n bg w 进行正常通信， 通过h n b a p 完成h n b 和u e 的注册过程。 2 ) 协议功能 h n b a p 实现的功能有：h n b 注册、u e 注册和错误控制。 h n b a p 包括两类基本过程( e l e m e n t a r yp r o c e d u r e s ，e p s ) ：一类是有响应 消息的e p ( 成功或失败) ，一类是无响应消息的e p ( 总认为是成功的) 。如表 2 - 4 和表2 5 所示。 表拟有响应消息的e p 嚣 ；e l e m e n t a r yi n i t i a t i n gm e s s a g e s u c c e s s f u lo u t c o m eu n s u c c e s s f u lo u t c o m e r p r o c e d u r e r e s p o n s em e s s a g er e s p o n s em e s s a g e 荔。庸7 h n b r e g i s t r a t i o nh n b r e g l s t e rh n br e g l s t e rh n br e g l s t e r r e q u e s ta c c e p tr e j e c t 北京邮电大学硕上研究生毕业论文面向h n b 的管理接u 模型的设计j 实现 表2 5 无响应消息的e p 轳 e l e m e n t a r yp r o c e d u r e m e s s a g e h n b d e r e g i s t r a t i o n h n bd e r e g i s t e r u e d e - r e g i s t r a t i o n u ed e r e g i s t e r 3 ) h n b a p 协议格式 3 g p pt s2 5 4 6 9 对h n b a p 的消息格式、消息字段进行了定义，并采用a s n 1 描述了h n b a