（计算机应用技术专业论文）自治网络管理技术的研究与应用.pdf

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， 本人签名： 醢玺互 本人签名：毖 丝互 本人承担一切相关责任。 日期：鲨如3 ，7 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：逆l 垒：墨：l ， 北京邮i 【1 人学顾l j 学位论文摘要 自治网络管理技术的研究与应用 摘要 随着网络技术的极大发展，网络管理的复杂性大幅增加。多厂商 设备问的标准不一致性，多种接入技术，网络环境和拓扑的多变形， 业务的多样化( 文本、视频、音频) 等，这些都为i t 专家管理网络 造成了困难。自治网络管理是一种运用本体论、信息数据模型、策略、 推理和学习的人工智能算法等技术实现网络智能化管理的一种新方 法。它致力于解决网络管理的复杂性问题，利用监视、分析、计划、 执行的闭合控制循环来实现网络的自动配置管理，为网络管理提供了 一种新的、实际有效的解决方案。 本文关注于自治网络管理的架构方面，通过对s n m p 、c m i p 、 t m n 、基于策略的网络管理的深入研究，总结了几种传统的网络管 理方法的不足。借鉴人体神经网络的自治方法，将自治计算技术引入 到网络管理领域，形成了自治的网络管理方法。 首先，本文在研究了自治计算技术和f o c a l e 自治计算架构的 基础上，提出了基于代理的自治网络管理架构。代理能够监测网元设 备的状态，完成上层网管递交的任务，担任网元设备与上层网管之间 的语言翻译。代理的产生是基于组件技术的，这使得代理能够尽可能 的小，产生速度较快。代理技术使得网元设备具有了一定的智能性。 基于代理的自治网络管理架构将智能模块和一般的分析模块区分开 来，分别对应不同的异常情况，大大加快了系统的反应时间。 其次，运用j a 、，a 语言的r m i 技术和j a v a b e a n 组件技术对自治 网络管理架构中的代理子系统进行了简单的模拟实现，验证了其可行 性和有效性。 最后，网络管理技术由面向网元设备的管理逐步转变为面向业 务、面向客户的管理。本文将自治网络管理技术运用到业务层，借鉴 了自治计算技术的监测分析计划执行的闭环控制循环，提出了面向 业务的自治网络管理框架。并以彩信业务为例，进行信息建模，验证 了该架构的有效性。 关键词：代理自治网管信息模型面向业务的自治管理 北京邮i 乜人学坝i ：学位论文摘要 r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o n o fa u t o n o m i cn e t w o r km a n a g e m e n t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r kt e c h n o l o g y , t h ec o m p l e x i t yo f n e t w o r k m a n a g e m e n t i n c r e a s e s s i g n i f i c a n t l y m u l t i v e n d o rd e v i c e s ， v a r i e t yo fa c c e s st e c h n o l o g i e s ，f l e x i b i l i t yo fn e t w o r ke n v i r o n m e n ta n d t o p o l o g y , d i v e r s i t yo fs e v i c e s ( t e x t ，v i d e o ，a u d i o ) ，e t c ，a l lt h e s eh a v e i n c r e a s e d c o m p l e x i t y o fn e t w o r km a n a g e m e n t a u t o n o m i cn e t w o r k m a n a g e m e n ti s an e wm e t h o dw h i c hu s e so n t o l o g y , i n f o r m a t i o nd a t a m o d e l ，s t r a t e g y , r e a s o n i n ga n dl e a r n i n g ，a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c ea l g o r i t h m s t om a k en e t w o r km a n a g e m e n ti n t e l l i g e n t i ta i m st oa d d r e s st h ei s s u eo f c o m p l e x i t yo fn e t w o r km a n a g e m e n t i t u s e sc l o s e dc o n t r o l l o o po f m o n i t o r - a n a l y s i s p l a n - e x e c u t et o a u t oc o n f i g u r e ，w h i c hp r o v i d e san e w a n de f f e c t i v es o l u t i o n t h ea r t i c l ef o c u s e so nt h ea r c h i t e c t u r eo fa u t o n o m i cn e t w o r k m a n a g e m e n t a c c o r d i n g t ot h e s t u d y o f s n m p , c m i p , t m n ， p o l i c y b a s e dn e t w o r km a n a g e m e n t ，t h ea r t i c l es u m su ps e v e r a lt r a d i t i o n a l n e t w o r k m a n a g e m e n tm e t h o d sa n d t h e i ri n a d e q u a t e t h ea u t o n o m i c m a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r eu s e sa u t o n o m i cc o m p u t i n gt e c h n o l o g y , w h i c h c o m e sf r o mh u m a nn e u r a ln e t w o r k f i r s t l y , b a s e do nt h er e s e a r c ho fa u t o n o m i cc o m p u t in gt e c h n o l o g y a n df o c a l ea r c h i t e c t u r e ，t h ea r t i c l ep r o p o s e sa na g e n t b a s e da u t o n o m i c n e t w o r km a n a g e m e n tf r a m e w o r k a g e n tc a nm o n i t o rt h es t a t eo fe l e m e n t d e v i c e ，a n dc o m p l e t et a s k so fu p l a y e rd e l i v e r e d w h a t sm o r e ，i ta l s oc a n t r a n s l a t et h ev e n d o r s p e c i f i cd a t aa n dc o m m a n dt ov e n d o r - n e u t r a ld a t a c o m p o n e n tb a s e dt e c h n o l o g ym a k e st h ea g e n t sc o n s t r u c t i o ne a s i e r i t c o n s t r u c t sd i f f e r e n ta g e n t st od i f f e r e n tv e n d o r s p e c i f i cd e v i c e s ，a n dm a k e s t h ed e v i c e si n t e l l i g e n t a c c o r d i n gt ot h eu s u a lp r o b l e mo rt h eu n e x p e c t e d o n e ，i ta d o p t sd i f f e r e n ts o l u t i o n s ( a n a l y z eb ya n a l y s i sc o m p o n e n to r i n t e l l i g e n c ec o m p o n e n t ) t h i s w i l le n h a n c et h e i m p l e m e n t a t i o n e f f i c i e n c y ，s i n c et h a tt h eu s u a lp r o b l e m sh a p p e nm o r ef r e q u e n t l yt h a nt h e u n e x p e c t e do n e s s e c o n d l y ，i no r d e rt ov e r i f y t h ef e a s i b i l i t ya n de f f e c t i v e n e s s ，t h e a r t i c l eu s e sj a v ar m ia n dj a v a b e a nc o m p o n e n tt e c h n o l o g yt os i m p l y i m p l e m e n ta g e n ts u b s y s t e m l a s t l y , n e t w o r km a n a g e m e n ti st r a n s f o r m i n gf r o m e l e m e n t o r i e n t e d t os e r v i c e o r i e n t e d ，c l i e n t o r i e n t e dn e t w o r km a n a g e m e n t t h ea r t i c l eu s e s “m o n i t o r a n a l y s i s p l a n e x e c u t e c l o s e dc o n t r o ll o o pi n s e r v i c el a y e r ，a n d p r o p o s e ss e r v i c e o r i e n t e da u t o n o m i cn e t w o r km a n a g e m e n tf r a m e w o r k a n dt a k em m sf o re x a m p l et ov e r i f yt h ef r a m e w o r k k e yw o r d s ：a g e n t ，a u t o n o m i cm a n a g e m e n t ，i n f o r m a t i o nm o d e l ， o r i e n t e ds e r v i c ea u t o n o m i cm a n a g e m e n t 北京邮i u 第一章 1 1 1 2 1 3 1 4 第二章 2 1 2 2 2 4 2 5 本章小结2 3 第三章基于代理的自治网络管理框架设计2 4 3 1 引言2 4 3 2 代理技术。2 4 3 2 1 代理的起源及分类2 5 3 2 2 移动代理的定义2 5 3 2 3 移动代理的系统结构2 6 3 2 4 移动代理在网络管理中的应用2 7 3 3 自治控制循环的设计2 8 3 3 1f o c a l e 架构自动控制循环的不足2 8 3 3 2 自动控制循环改进方案3 1 3 4 基丁代理的自治网络管理框架的没计3 2 3 4 1m b t l 瓶颈问题解决方案3 2 3 4 2 代理产生的组件技术3 3 3 4 3 改进的自治网络管理架构3 4 3 4 5 自治网管框架的信息模型3 5 3 5 本章小结3 7 第四章基于代理的自治网络管理框架的实现3 8 4 1i ；l 言：；8 4 2r m i 和j a v a b e a n 技术3 8 4 2 1j a 、，ar m i 。3 8 北京邮l u 人学坝i j 学位论文日录 4 2 2j a v a b e a n 组件技术4 0 4 3a g l e t s 平台搭建及环境配置4 1 4 3 1a g l e t sf 看i 介z 1 1 4 3 2a g l e t s 安装及配置4 1 4 3 3a g l e t s 的使用4 2 4 4 自治网管框架中代理子系统的没计4 3 4 4 1 基于r m i 的移动代理系统4 3 4 4 2 部分关键代码4 4 4 5 本章小绵4 7 第五章面向业务的自治管理技术4 9 5 1 ；l 言4 9 5 2 面向业务的白治管理框架设计4 9 5 2 1 总体框架设计4 9 5 2 2 各模块功能描述5 0 5 3 彩信业务的自治管理5 2 5 3 1 彩信业务的系统结构5 2 5 3 2 彩信业务运营流程5 4 5 3 3 彩信业务的管理信息提取5 5 5 3 4 彩信业务的用例图5 8 5 3 5 彩信业务s i d 信息模型6 0 5 4 本章小结。6 1 第六章论文总结6 2 6 1 全文总结6 2 6 2 存在的不足与展望6 3 6 3 研究生期间的。i ：作6 3 参考文献6 5 附录缩略语6 9 致谢7 1 攻读学位期间发表的学术论文目录7 2 l l 管理网络的代价t c o ( t o t a lc o s to f o w n e r s h i p ，总体拥有成本) 必然会随之增加， 我们必须做好应对的准备。 传统的网络管理系统是面向网元设备的管理系统，对于每种类型的设备必 须进行人工的配置，当网络环镜或需求发生改变时，必须人为的更改相关设备的 配置，使其满足要求，这就极大的增加了l t 专家的工作强度。为了满足网络复 杂性对网络管理的要求，网络管理技术正向着综合化、智能化和标准化的方向发 展。传统的网络管理技术已经不能满足需要，新的网络管理技术不断涌现，基于 策略的网络管理就是其中的一朵奇葩。基于策略的网络管理技术( p b n m ) 通过集 中的创建、存储和分布的实现策略，从传统的管理方式中抽取并封装设备配置的 细节，将网络管理的重点从面向网元设备和接口的管理，转移到面向业务和客户 的管理，给网络管理人员提供了全新的管理视点，允许他们集中精力去关心全网 的健康以及网络如何满足商业需求。然而，p b n m 只能根据已经配置的策略，自 动的控制网络的运行状态。当出现新的，策略配置中没有出现过的网络状态时， p b n m 不能够根据当前的情况自动的管理网络，也不能够根据已有知识和新出现 的情况自我学习和推理，这就限制了p b n m 的应用范围。 自治网络管理是一种运用本体论、信息数据模型、策略、推理和学习的人工 智能算法等技术实现网络智能化管理的- $ q 新方法。它致力于解决网络管理的复 杂性问题，利用监视、分析、计划、执行的闭合控制循环来实现网络的自动配置 管理。监视网络当前的状态，在本体论和信息数据模型的基础上分析监测得到的 数据，制定相应的执行计划，并通过对实施策略的更改动态的配置网络，这是自 治网络管理的基本思路。自治网络管理为网络管理提供了一种新的、实际有效的 解决方案，随着设备智能化程度的提高，自治网络管理最终会带来网络管理的春 天。 北京邮l u 人学顺f j 学位论义 第一章绪论 1 2 课题的主要研究内容 1 调研网络管理领域目前的管理现状，深入调研几种传统的网络管理方法， 如s n m p 、c m i p 和c m i s 等； i s o 提出的基于远程监控的管理框架是现代网络管理的基础，在此基础上提 出了建立综合网络管理系统的建议。这些建议被普遍接受，并形成了两种主要的 网络管理模型，即以o s i 模型为基础的系统管理模型( c m i p ) 和以t c p i p 模型 为基础的网络管理模型( s n m p ) 。 o s l c m i p 网络管理模型 o s i 的系统管理模型建立在o s i 的两个开放系统的概念之上，采用集中管理 方式。它引入了管理者( m a n a g e r ) 和代理( a g e n t ) 的概念模型，即一个管理者 可以管理多个代理。 为了支持管理者和代理之问的通信，o s i 提出了c m s ( 公共管理信息服务1 ， 它以服务原语的方式为管理信息交换提供服务。o s i 定义了c m i p ( 公共管理信息 协议) 来交换管理信息。可以说，c m i s 描述提供给用户的服务，c m i p 描述完成 c m i s 的协议数据单元及完成交互信息相关联的过程。o s i c mi p 管理体系结构 是一个以更通用、更全面的观点来组织的管理系统，它有很强的适应性，能够处 理任何复杂系统的综合管理。 i t u t 与t m n 网络管理技术 i t u t ( 国际电联电信标准化部f - j ) 根据o s i 系统管理框架提出了具有 标准协议、接口和体系结构的管理网络t m n ( 电信管理网) ，作为管理现代电信 网的标准技术。t m n 可以说是o s i 系统管理模型在电信领域的特殊化模型。 t m n 的目标是提供一个电信管理框架。采用通用网络管理模型的概念、标 准信息模型和标准接口完成不同设备的统一管理。t m n 的基本思想是提供一个 有组织的体系结构，实现各种运营系统以及电信设备之间的互连，利用标准接口 所支持的体系结构交换管理信息。从而为管理部门和厂商在丌发设备以及设计管 理电信网络和业务的基础结构时提供参考。t m n 的复杂度是可变的，从一个运 营系统与一个电信设备的简单连接，到多种运营系统和电信设备互连的复杂网 络。 i e t f 与s n m p 网络管理技术 i e t f ( 因特网工程任务组) 的简单网络管理协议s n m p 是为了管理t c p i p 网络而提出来的模型，事实上指一系列网络管理规范的集合，是t c p i p 协议族 的一部分。i e t f 在1 9 9 0 年正式发布了s n m p ( r f c l l 5 5 1 1 5 7 ) ，1 9 9 3 年发布了 s n m p v 2 ( r f c l 9 0 1 1 9 0 8 ) ，1 9 9 8 年又发布了s n m p v 3 fr f c 2 2 7 1 2 2 7 5 ) 。由于 北京邮i 乜人学顺i ：学位论文 s n m p 具有实现简单、速度快、系统丌销少 快得到了广泛的应用和支持，现在己是网络 业网络中获得广泛支持和应用。 2 调研基于策略的管理研究模式，研究 理架构； p b n m 是使用策略来管理网络的技术， 略来构建的，这涉及到策略的创建、存储、 架工作组( p o l i c yw g ) 为p b n m 系统建立的一个基础的体系结构，如图1 - l 所 示，这是一个在众多文献中被广泛接受的p b n m 体系结构。 图1 1i e t f 的p b n m 参考模型 3 研究异构网络中，信息互通的方式和方法，理解本体论对于异构系统中语 义的融合所起到的根本作用； 不同厂商问设备标准的不一致性造成了信息互通的困难，多了管理系统之间 数据表示方式的不同也使得跨系统的业务管理难以实现，而用户希望能够无缝的 使用业务，不管自己在何种网络覆盖下使用的是何种设备、何种业务。本体论是 一种公共的，不同系统均能够理解的认识分子。在不同系统的互通问，当存在认 知不一致性的时候，需要将其分解为对方能够理解的本体，它为语义的融合提供 了可能性。 4 研究自治网络管理与基于策略的网络管理的本质不同，总结自治网络管理 的发展现状、已取得的成果和存在的问题。在现有研究的基础上，提出异 构网络中，自治管理系统的架构和解决方法； 基于策略的网络管理使得网络管理系统具有了一定的自治能力，但是当网络 环境出现了变化，用户需求发生了改变或者商务活动的目标不同，而超过了现有 的策略覆盖范围时，基于策略的网络管理系统对于其便无能为力了。自治的网络 管理系统通过人工智能的推理和学习的算法，对新出现的情况进行分析，在已有 北京邮i u 人学硕i ：学位论文第一章绪论 知识的基础上进行推理，希望能够对新出现的异常情况给予解释，并找到问题的 根源，制定解决方案，更改相应的策略。 5 针对所提出的自治网络管理框架，运用j a 、，a 语言编程实现其代理子系统 机制的简单模拟。 j a v a 语言具有良好的平台无关性，适合于跨平台、分布式的、面向对象的 编程。具体来说，它具有如下的一些特性：简单、面向对象、分布式、解释性、 。i j j 靠、安全、平台无关、可移植、高性能、多线程和动念性。本课题中，自治网 络管理架构的实现运用了j a 、，a 的r m i ( r e m o t em e t h o di n v o c a t i o n ，远程方法调 用) 技术、动态代理机制及j a v a b e a n 组件开发技术。该程序能够简单模拟自治 网管中代理子系统的运行机制。 6 网络管理逐渐由面向网元设备的管理转为面向业务的网络管理。借鉴自治 计算中监测分析一计划执行的控制循环，提出面向业务的自治网络管理架 构，并针对具体彩信业务，提取彩信业务的管理信息数据，运用s i d 信息 建模工具进行建模。 业务管理层的定义很早就已经存在了。t m n 定位业务管理层为网络管理层 和商务管理层之问的管理层次，负责提供给用户的业务中合约相关的部分的管 理。这一层的功能有订单处理，投诉处理和计价等，主要是所有协商以及形成用 户和交付给这个用户的业务之间合约的工作相关的方面。而t m f 定位业务运营 & 管理层为用户关系管理层和资源运营& 管理之问的管理层次。可见业务管理层 是连接运营支撑系统自l 端和后端以实现端到端流程自动化的关键层次。 1 3 本文拟解决的关键问题 1 当前，网络技术极大发展，各种接入网技术如w i m a x ；各种局域网、个 域网技术如8 0 2 1 1 ，b l u e t o o t h ，z i g b e e 等；多厂商间设备标准的不一致性；新业 务不断涌现；不同用户业务需求s l a 不同；网络环境的多变性等等，这些都使 得网络管理变得及其复杂，并且依据硬件设备中摩尔定律的规律，这种情况还将 进一步恶化。 自治网络管理就是为解决网络的复杂性问题而诞生的。他将自治计算、自组 织管理技术引入网络管理系统中，为r r 网络管理带来了曙光。 2 虽然自治网络管理技术是为了解决网络管理的复杂性而诞生的，但是由 于其发展时问较短，并且对于网络管理技术具有革新的意义，其技术和实现方法 还不是十分成熟，和现有网管系统的联系也不十分紧密。自治网络管理技术要求 网元设备具有一定的智能性，而在现有网管设备还能使用的基础上，运营商不会 主动的更新换代，因此自治网络管理技术的实际应用还需要一段路要走。 北京邮i 【1 入学烦i ：学位论文 第一章绪论 针对这个问题，此次研究希望能够提出一种解决方案，使得自治网络管理和 现有的管理网能够结合起来，使其发挥自治的作用。 3 运用j a v a 语言的r m i 技术和j a v a b e a n 组件技术，对所提出的自治网络 管理框架的代理子系统给出简单的设计和编程实现，以便验证该自治网管机制的 可行性和有效性。 4 业务管理层的被管对象是业务，这是一个比较抽象的实体，首先不能直 接从该实体采集管理信息，相关的管理信息均是通过映射或者特殊的测量，如 p r o b e 技术获得，其次业务实例是不断更新的，因此怎样将信息与被管对象关联 起来也是一个难点问题。 1 4 论文的组织结构 本课题主要研究了自治网络管理技术的框架。全文分析和探讨了现有的传统 网络管理技术及其优缺点，结合动态代理技术提出基于代理的自治网络管理框 架，并运用j a v a 语言编程实现其代理机制。针对业务管理，提出了面向业务的 自治网络管理框架，并进行彩信业务的自治网络管理建模。全文共分成六个章节 对课题进行阐述。 第一章：绪论。对论文选题的背景和意义、课题的主要研究内容进行了全面 的分析和总结，然后阐述了拟解决的关键问题及创新点。 第二章：首先介绍了几种传统的网络管理技术，并比较它们各自的优缺点， 然后介绍了最新的自治网络管理技术及其发展现状。自治网络管理技术将自治计 算的概念引入到网络管理的领域，解决了网络管理的复杂性问题，将i t 网络管 理专家从纷繁复杂的工作中解放出来，从而更加关注于客户的体验和商务目标的 实现。 第三章：结合自治计算的概念和动态代理模型，提出了基于代理的自治网络 管理框架，该框架改善了原有f o c a l e 框架的不足。 第四章：运用j a v a 语言编程实现自治网络管理框架中代理子系统的运行机 制，对所提出的基于代理的自治管理机制进行可行性和有效性验证。本章详细的 描述了软件的设计和实现机制，并给出了部分关键代码。 第五章：将监测分析计划执行的闭合控制循环运用在业务层面，构建了面 向业务的自治网络管理架构，并针对具体业务( 彩信业务) 进行了s i d 信息建模。 第六章：本章对课题所做的工作进行了总结，提出了不足和对今后工作的展 望。在本章的最后列出了研究生期间所作的工作。 北京邮i u 人学坝l ：学位论文第二章h 络管理技术 2 1 引言 第二章网络管理技术 网络管理是指对网络的运行状态进行监测和控制，使其能够有效、可靠、安 全、经济的提供服务。从这个定义可以看出，网络管理包含对网络进行监测和控 制这两个任务：通过监测当前网络的状态，查看其是否正常运行，是否存在性能 瓶颈和潜在的危机；通过控制对网络的状念进行调整，保证提供正常的服务。 i s o o s i ( 国际标准化组织开放系统互联) 的网络管理标准框架中，将网络 管理的功能划分为5 个功能域，简称为f c p a s ( f a u l t ，c o n f i g u r a t i o n ，p e r f o r m a n c e ， a c c o u n t i n g ，s e c u r i t y ) 。 1 故障管理( f a u l tm a n a g e m e n t ) ：探测、隔离和纠正网络设备不正常的操 作状态，保证网络能够提供持续、可靠的服务。 2 配置管理( c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ) ：初始化并配置网络，使其提供网 络服务。目的是实现某个特定功能或使网络性能达到最优。 3 性能管理( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) ：监视和分析被管网络及其所提供 服务的数据信息，估计系统资源的运行状况及通信效率等系统性能。 4 计费管理( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ) ：记录网络资源的使用，控制和检 测用户使用网络资源需付出的费用和代价。 5 安全管理( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) ：一方面保证网络用户和资源不被非法 的使用，另一方面确保网络管理系统本身不被未经授权的访问。 2 2 传统的网络管理技术 2 2 1o s i c m i p 网络管理技术 0 s l 网络管理框架 o s i 的系统管理模型建立在o s i 的两个开放系统的概念之上，采用集中管理 方式。它引入了管理者( m a n a g e r ) 和代理( a g e n t ) 的概念模型，即一个管理者 可以管理多个代理，其体系结构如图2 - 1 所示。 管理系统通过管理者发出访问被管系统中管理信息的操作请求，被管系统通 过代理接收这个请求，实现该访问，并将应答反馈给管理者。同时，如果被管系 统中发生意外情况，也可以通过代理主动向管理系统发送通告。管理者和代理之 间的通讯消息通过下层的o s i 通信协议传递。o s i 使用公共管理信息模型来对资 两个方面的作用：一是规定了在网络管理功能( n m f ) 和公共管理信息协议之 间提供的各类网络管理服务：二是在管理进程和代理之间传送网络管理信息。 c m i p 位于应用层，直接为管理者和代理提供服务，提供c m i p 服务的实体被称 为c m i p 协议机，该实体中包含3 个服务元素：c m i s e ( c o m m o nm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns e r v i c ee l e m e n t ，公共管理信息服务元素) 、a c s e ( a s s o c i a t i o nc o n t r o l s e r v i c ee l e m e n t ，联系控制服务元素) 和r o s e ( r e m o t eo p e r a t i o ns e r v i c ee l e m e n t ， 远程操作服务元素) ，如图2 2 所示。 图2 2c m i p 通信模型 北京邮i 【1 人学硕l ：学位论文第二章m 络笆理技术 管理者和代理利用c m i s e 提供的服务建立连接，实现管理信息的交换。其 中，a c s e 负责两个通信实体即管理者和代理之f n j 的通信连接的建立和拆除， r o s e 负责表示层之间连接的建立和拆除。c m i s e 的功能由1 2 个功能单元来提 供，功能单元分为两大类：第一类是核心功能单元，每个核心功能单元对应 c m i s e 提供的一种服务，包括：m e v e n tr e p o r t , m g e t , m s e lm a c t i o n ， m c r e a t e ，m d e l e t e ，m c a n c e l g e t ；第二类是扩充功能单元，用来提供 附加功能。每种c m i s 服务包含一个核心功能单元，0 到若干个扩充功能单元。 o s i c m i p 管理体系存在的不足 o s i c m i p 管理体系结构是以更通用更全面的观点来组织个网络的管理系 统，它的丌放性、着眼与网络未来发展的设计思想，使得它有很强的适应性，能 够处理任何复杂系统的综合管理。然而o s i 系统管理这种大而全的思想，也导致 其有许多缺点，从而在实际的应用中并不是很成功。 1 o s i 系统管理违反了o s 参考模型的基本思想； 2 故障管理的问题，由于o s i 系统管理用到了o s i 各层的服务传送管理信息， 使得o s i 系统管理不能管理通信系统自己内部的故障； 3 缺乏管理者特定的功能描述。o s i 系统管理标准仅仅定义了一个个独立管理 操作，如m g e t 和m s e t 。但并没有定义这些操作的序列，以完成管理者 要解决的特定问题； 4 o s i 系统管理太复杂，c m i p 的功能极其灵活强大，使得o s i 系统管理方法 太复杂，从而o s i 系统管理与实际的应用有距离，o s i 在实际应用中不成功； 5 缺乏相应的丌发工具，这种开发工具可以使开发者不需了解o s i 管理。代理 系统花费太高； 6 o s i 系统管理虽然管理信息建模是面向对象的，但管理信息传送却不是面向 对象的，o s i 系统管理不是纯面向对象的。 2 2 2 u t t m n 网络管理技术 t m n 是i t u t 在1 9 8 5 年提出的管理模型，它的基本思想是提供一个有组织 的体系结构，实现各种运营系统以及电信设备之间的互联，利用标准结构所支持 的体系结构交换管理信息，从而为管理部门和厂商在丌发设备以及设计管理电信 网络和业务的基础结构时提供参考。t m n 的目标是提供一个电信管理框架，采 用通用网络管理模型、标准信息模型和标准接口完成不同设备的统一管理。从逻 辑和实施的方面考虑，t m n 是一个完整的、独立的、用于控制和管理的电信网 的管理网络，是一个综合应用的管理系统。 北京邮i u 人学顺i ：学位论文 t m n 的体系结构 t m n 的体系结构是基于o s i 系统管理的概念，i t u t 从 分、信息交互的方式和物理实现三个不同的侧面定义t m n 的 体系结构、信息体系结构和物理体系结构。 1 功能体系结构 电信管理网功能体系结构描述了不同的功能组件，在t m 中引入了一组标准功能模块和有可能发生信息交换的参考点，各种功能块之间应 用数据通信功能( d c f ) 传递信息，并由参考点( 两个功能块之间进行信息交换 的点) 隔开。 2 信息体系结构 m 3 0 1 0 提出了t m n 信息体系结构的原因，其核心有两点：一是采用面向对 象的方法，对被管理资源进行信息建模，即对网络中的资源以及所支持的管理活 动抽象为被管对象及其属性、行为等；而是建立管理者代理体系结构。 3 物理体系结构 t m n 的物理结构完全基于两个简单的功能概念：一是t m n 物理模块是一 个或多个与其功能相似的模块的物理混合体，每个物理模块的名称由托管功能模 块决定；二是t m n 接口是参考点的物理实现，由此定义通信物理模块间的联系。 t m n 的功能结构可以灵活地组成不同的物理结构，物理结构山物理实体组成， 物理实体之间为t m n 的标准接口。t m n 的基本物理实体包括操作系统( o s ) 、 工作站( w s ) 、中介设备( m d ) 、0 适配器( o a ) 、网元( n e ) 和数据通信网 ( d c n ) ，它们之间的接口分别为q 3 接口，f 接口和x 接口。 t m n 的管理逻辑分层 为了便于对复杂的电信网进行管理，t m n 的功能可以划分为5 个不同的层 次，如图2 3 所示，由高到低依次为： 1 事物管理层：事物管理层是最高的管理功能层。该层负责设定目标任务， 但不管具体目标的实现，通常需要管理人员的介入。主要的管理功能包 括：业务的预测、规划；网络的规划、设计；资金的投入等等。 2 业务管理层：业务管理层主要处理网络提供的服务相关事项，如提供用 户与网络运营者之间的接口，与事物管理层及网络管理层的交互等，其 对网络上具体应用的技术的依赖性较小。 3 网络管理层：网络管理层对所辖区域内的所有网元进行管理，主要的功 能包括：从全网的观点协调与控制所有网元的活动；提供、修改或终止 网络服务；与服务管理层进行网络性能、可用性等方面的交互。 4 网元管理层：网元管理层直接行驶对个别网元的管理职能，主要的功能 北京邮i u 人学顺i j 学位论文 第二审川络管理技术 包括：控制与协调一系列网络单元；为网络层的管理与网络单元进行通 信提供协调功能；维护与网络单元有关的统计等数据。 5 网元层：网元层是电信网络中的网络元素，实现电信网的基本功能，是 网络管理的被管理者角色，提供网络管理的原始数据。 图2 3 t m n 管理逻辑分层 t m n 管理体系的不足 t m n 从8 0 年代中期提出后，已成为全球接受的管理电信公众网的框架。尽 管t m n 有技术上先进、强调公认的标准和接口等优点，但随着计算机和通信技 术的不断发展，t m n 自身也暴露出许多问题，如目标大大、抽象化程度太高、 m i b 的标准化进度d y 慢、o s i 协议栈效率不高等。具体分析如下： 1 接口不完全，在t m n 中，接口是一个重要的内容，管理信息模型是接 口中很重要的一部分。但到目前为止，t m n 只对网元管理层的管理信 息模型进行了标准化，对网络层和业务层的管理信息模型，则只是才刚 刚开始相关的标准化工作； 2 t m n 的描述接口复杂，o s i 系统管理不稳定，t m n 的管理信息模型很 难满足实际网管系统开发的需求： 3 t m n 管理分层问题，虽然t m n 的逻辑分层体系结构对t m n 功能进行 描述，但目前为止，t m n 重点于网元管理层的功能和管理信息模型， 网元管理层的重要性和作用已确定，但更高层和可被每一层接受的功能 和管理信息模型则仍然在讨论中： 4 t m n 的信息体系结构缺乏对分布式管理的完全支持，虽然t m n 提供 m a 模型，可以认为定义了一个分布式环境，但是，现存的信息体系结 构在几个方面都对分布式透明有限制： 5 t m n 中丌发工具较昂贵，丌发费用太高； 6 没有提出完整的业务管理体系。i t u t 中定义了s m l 中性能管理、故 出后很快得到了广泛的应用和支持，现在已经是网络管理领域事实上的工业标 准，在企业网络中获得广泛的支持和应用。 s n m p 管理体系结构 s n m p 管理体系结构出管理者、代理和管理信息库( m i b ) 三部分组成。管 理者在一个网管平台上，由s n m p 协议支持其与代理间的通信，传递管理信息； 代理在被管系统中，负责管理属于自己的被管对象；管理信息库位于被管系统中。 其体系结构如图2 4 所示。 图2 4 s n m p 体系结构 管理者：即管理进程( m a n a g e r ) ，是对网络设备和设施进行全面管理和控制 的软件，一般位于网络系统的主干节点，运行在网络管理中心工作站上，负责发 出所有的控制和操作指令和接收来自代理的信息反馈，从而实现对管理代理的操 作和控制。网络管理软件要求管理代理定期收集被管设备相关的信息，而管理进 程定期查询管理代理收集到的有关被管设备的运转状态、配置及性能等的信息。 通过对信息的分