（通信与信息系统专业论文）tetra数字集群网络管理接口设计与实现.pdf

中文摘要 中文摘要 摘要：t e t r a 数字集群系统提供安全、可靠以及高效率的语音和数据通信，在全 球许多国家得到了广泛的应用，在我国多个行业也使用t e t r a 数字集群系统。目 前，我国所使用的t e t r a 数字集群设备全部依赖国外进口，不但价格昂贵，而且 给国家安全埋下了隐患。因此，开发我国自主知识产权的t e t r a 数字集群系统具 有重要意义。 t e t r a 数字集群网络管理接口是t e t r a 数字集群网络管理系统丌发的基础， 是t e t r a 数字集群系统的重要组成部分之一。它负责提供管理工作站( m a n a g e r ) 、 代理( a g e n t ) 以及相关管理信息数据库之间的连接和操作的接口，从而使网络管 理人员能够进行网络管理操作。因此，t e t r a 数字集群网络管理接口的设计和实 现是t e t r a 数字集群系统开发的关键之一。 本文综述了t e t r a 数字集群系统技术特点和当今网络管理系统相关技术发 展方向，在分析t e t r a 数字集群系统的功能需求、网络管理协议选取以及管理网 络架构的基础上，对t m n 网络管理功能建议和s n m p 网络管理协议进行了深入 地研究。本文在分析目前s n m p 代理和s n m p 协议操作接口开发语言、开发工具 以及开发方法的基础上，提出了本次网络管理接口开发的语言、工具以及方法。 基于c c + + 语言，使用a d v e n t n e ta g e n tt o o l k i tce d i t o n6 、m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o c + + ( 2 0 0 5 ) 以及h ps n m p + + 开发工具实现了网络管理接口功能，并对接口的可 用性和正确性进行了测试，测试结果表示网络管理接口能够完成当初设计的功能， 可用于t e t r a 数字集群网络管理系统的开发。本文包含图6 2 幅，表5 个，参考 文献3 2 篇。 关键词：t e t r a 数字集群网络管理；s n m p ：a g e n t ；m a n a g e r 分类号：t n 9 2 9 5 2 北京交通入学硕士学位论文 a bs t r a c t a b s t r a c t ：t e t r ad i g i t a lt r u n k e ds y s t e m sp r o v i d es e c u r e ，r e l i a b l ea n de f f i c i e n t v o i c ea n dd a t ac o m m u n i c a t i o n s t h e ya r eb e i n gw i d e l yu s e di nm a n yc o u n t r i e sa r o u n d t h ew o r l da n da l s ob e i n gu s e db ym a n yi n d u s t r i e si no u rc o u n t r y a tp r e s e n t ，t h e t e t r ad i g i t a lt r u n k e ds y s t e m su s e di nc h i n aa r ea l lm a d eb yf o r e i g nm a n u f a c t u r e s t h e ya r et o oe x p e n s i v ea n dt h r e a t e n i n go u rn a t i o n a ls e c u r i t y t h e r e f o r e ，i ti sv e r y i m p o r t a n tt od e v e l o pt e t r ad i g i t a lt r u n k e ds y s t e mw i t ho u ro w ni n d e p e n d e n t i n t e l l e c t u a lp r o p e r t yf i g h t t e t r a d i g i t a lt r u n k e dn e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c ei st h eb a s eo ft h et e t r a d i g i t a l t r u n k e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e md e v e l o p m e n t ，a n di so n eo ft h em o s t i m p o r t a n tp a r to ft e t r ad i g i t a lt r u n k e ds y s t e m i tp r o v i d e st h ec o n n e c t i o na n d o p e r a t i o n i n t e r f a c eb e t w e e n m a n a g e r a g e n t a n d m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n d a t a b a s e n e t w o r km a n a g e rc a nm a n a g et h en e t w o r ku s i n gt h e s ei n t e r f a c e t h e r e f o r e ， t h ed e v e l o p m e n to ft e t r ad i g i t a lt r u n k e dn e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c ei st h ek e yo f t h ed e v e l o p m e n tf o rt e t r a d i g i t a lt r u n k e ds y s t e m t h et h e s i ss u m m a r i z e st h et e c h n o l o g yc h a r a c t e r i s t i c so ft e t r ad i g i t a lt r u n k e d s y s t e m ，t e c h n o l o g yr e l a t et on e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e ma n di t sd e v e l o p i n gd i r e c t i o n n o w a d a y s b a s e do na n a l y s i n gf u n c t i o nr e q u i r e m e n to ft e t r ad i g i t a lt r u n k e ds y s t e m ， s e l e c t i o no fn e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o la n dm a n a g e m e n tn e t w o r kf r a m e ，n e t w o r k m a n a g e m e n t f u n c t i o na d v i c e d b yt m na n ds i m p l en e t w o r km a n a g e m e n t p r o t o c o l ( s n m p ) a r es e a r c h e d t h ed e v e l o p i n gl a n g u a g e s ，t o o l sa n dm e t h o da r eg i v e n a f t e ra n a l y z i n ga n dc o m p a r i n gs e v e r a lm e t h o d sf o rd e v e l o p m e n to fs n m p a g e n ta n d s n m pp r o t o c o lo p e r a t i o ni n t e r f a c e b a s e do nc c + + l a n g u a g e ，n e t w o r km a n a g e m e n t i n t e r f a c ef u n c t i o na r ei m p l e m e n t e db yu s i n ga d v e n t n e ta g e n tt o o l k i tce d i t o n6 ， m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i oc + + ( 2 0 0 5 ) a n dh ps n m p + + a n dt h eu s a b i l i t ya n dc o r r e c t n e s s t e s t sa r em a d e t h et e s tr e s u l t sd e n o t et h a tt h ei n t e r f a c ea c h i e v et h ed e s i g n e df u c t i o na n d c a nb eu s e df o rd e v e l o p m e n to ft e t r ad i g i t a lt n m k e dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m t h et h e s i sc o n t a i n s6 2f i g u r e s ，5t a b l e sa n d3 2r e f e r e n c e s k e y w o r d s ：t e t r ad i g i t a lt r u n k e ds y s t e m s ；s n m p ；m a n a g e r ；a g e n t c l a s s n o ：t n 9 2 9 5 2 图 图 图1 1网络管理和业务、技术以及组织机构关系3 图1 2 网络管理环境3 图2 1t m n 逻辑分层模型5 图2 2 网络管理系统逻辑模型6 图2 3s n m p 参考模型9 图2 4 被管对象l o 图2 5己封装s n m p 消息( u d p ) 1o 图2 67 种s n m p v 2 消息格式1 l 图2 7g e t - r e q u e s t 操作过程1 l 图2 8 g e t n e x t r e q u e s t 操作过程一1 2 图2 9g e t - b u l k r e q u e s t 操作过程1 2 图2 1 0s e t r e q u e s t 操作过程1 2 图2 11 s n m p v 2 t r a p 操作过程13 图2 12i n f o r m r e q u e s t 操作过程1 3 图2 1 3网络管理系统网络连接1 4 图2 1 4 管理系统分布式管理l5 图3 1传统嵌入式软件开发过程2 0 图3 2 增量迭代式软件开发过程2 0 图3 3 面向对象软件开发过程2 1 图3 4 集成开发环境的组成2 l 图4 1s n m p 实体框架( r f c 2 2 7 1 ) 2 4 图4 2a g e n t 软件功能组件之间的关系一2 4 图4 3a g e n t 软件丌发流程2 6 图4 4e o n n t a b l e 表对象例子31 北京交通大学硕士学位论文 图4 5t a ug 2 工程代码间的关系3 3 图5 1数据库接口函数流程3 8 图5 2 数据库h l r 的e r 模型3 9 图5 3h l r 数据库t e t r a u s e r 类的添加函数流程4 1 图5 4h l r 数据库t e t r a u s e r 类的删除函数流程4 2 图5 5h l r 数据库t e t r a u s e r 类的查询函数流程4 3 图5 6s n m p + + 面向对象框架模型4 4 图5 7s n m pg e t 接口函数( 同步模式) 流程4 5 图5 8s n m pg e t 接口函数( 异步模式) 流程4 6 图5 9s n m pi n f o r ml i s t e n e r 接口函数流程4 7 图5 10s n m pt a b l eg e t 接口函数流程4 8 图6 1 测试界面5 2 图6 2 打开m i b 文件界面5 2 图6 3m i bb r o w s e r 操作界面5 3 图6 4m i bb r o w s e r 操作工具栏5 3 图6 5m i bb r o w s e r 测试环境设置5 3 图6 6 界面t r a pv i e w e r 5 4 图6 7t r a p 详细信息5 4 图6 8s n m p 表对象操作界面5 5 图6 9 修改s n d c p v e r s i o n 参数结果5 5 图6 10m a n a g e r 端接口测试程序界面5 6 图6 11工作栏各功能菜单5 6 图6 1 2 个人用户管理界面5 7 图6 1 3 个人用户信息界面5 7 图6 1 4 网元性能管理界面5 8 图6 1 5 输入i s s i 号界面5 9 x 图 图6 1 6 图6 1 7 图6 1 8 图6 1 8 图6 1 9 图6 2 0 图6 2 1 图6 2 1 图6 2 2 图6 2 3 图6 2 4 图6 2 5 i s s i 号为“1 0 0 0 2 的用户信息5 9 h l r 表格内容6 0 用户查询界面6 0 首次用户查询结果6 0 第二次用户查询结果6 0 更新后的h l r 表格内容6 1 测试程序收到t r a p 6 1 t r a pv i e w e r 收到t r a p 6 1 使用测试程序得到的s n d c p v e r s i o n 的查询结果6 2 使用m i bb r o w s e r 操作s n d c p v e r s i o n 的结果6 2 协议栈软件的输出结果6 2 s n m p h 报错信息一6 2 表 表 表4 1a g e n t 支持的s y n t a x 2 7 表6 1a g e n t 软件测试内容5 0 表6 2m a n a g e r 接口测试内容51 表6 3a g e n t 软件测试结果6 3 表6 4m a n a g e r 接口测试结果6 3 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：矛侈髟害、 导师签名：二听 签字日期：7 卯寥年6 月l f 日签字日期：高艚多月l a 日 独创性声明 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了本文特别加以标注和致谢之处外，论本文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交通大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。和我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论本文作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：狰亏髟号、签字日期- 砂导年么月，日 7 1 致谢 本论文的工作是在我的导师孙昕副教授的悉心指导下完成的，孙听副教授严 谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来 孙老师对我的关心和指导。 孙昕副教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给 予了我很大的关心和帮助，在此向孙老师表示衷心的谢意。 孙昕副教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷 心的感谢。 在实验室工作及撰写论文期间，梁海涛、辛敏等同学对我论本文的a g e n t 软 件和协议栈软件互连的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。 另外还要感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学 、i p 。 序 序 t e t r a 数字集群系统提供安全、可靠以及高效率的语音和数据通信，在全球 许多国家得到了广泛的应用，在我国多个行业也使用t e t r a 数字集群系统。目前， 我国所使用的t e t r a 数字集群设备全部依赖国外进口，不但价格昂贵，而且给国 家安全埋下了隐患。因此，开发我国自主知识产权的t e t r a 数字集群系统和与之 配套的网络管理接口具有重要意义。 本文所设计和开发的t e t r a 数字集群网络管理接口是t e t r a 数字集群系统 开发项目中的一部分。本项目由北京交通大学和北京理工大学合作开发。本项目 主要目的开发一套具有较强的通信处理能力、系统扩展能力以及数据处理能力， 并能够满足军队、公安以及交通等特种行业应用的t e t r a 数字集群系统。该系统 可以降低专网的组网成本，排除国家安全隐患，在军队、公安以及交通等特种行 业的日常工作和紧急事件处置中发挥重要作用。 引言 1 1 概述 1 引言 集群通信系统是一种高级移动指挥调度系统，是一种共享资源、分担费用、 向用户提供优良服务的多用途、高效能而又廉价的无线电指挥、调度通信系统， 是一种专用移动通信系统【l 】。集群通信一般采用单工方式工作，通过按键讲话 ( p p t ) 进行通话，效率高，在对指挥、调度功能具有较高要求的工矿、油田、铁 路、公安、警察以及军队等领域中，集群通信系统能发挥其应有的作用l l j 。 数字集群通信系统是集群通信系统的高级发展阶段，它可以解决模拟集群通 信系统存在的频谱效率低、功能弱、不易联网以及不便加密等技术问题，适应广 域全程通信调度的需要。近年来，国际上已陆续推出了t e t r a 、i d e n 、a p c o 一 2 5 以及f h m a 等7 种数字集群通信系统【2 。 1 2t e t r a 数字集群系统 t e t r a ( t e r r e s t r i a lt r u n k e dr a d i o ，陆地集群无线通信) 数字集群是一种基于 数字时分多址( t d m a ) 技术的无线集群移动通信系统，是e t s i ( 欧洲通信标准 协会) 联合使用部门、制造商、检测部门乃至政府部门，为了满足欧洲各国的专 业部门对移动通信的需要所设计和制订统一标准的开放性系统3 h 5 1 。t e t r a 数字 集群系统主要具有如下技术特性【6 】： ( 1 ) 信道间隔：2 5 k h z ( 2 ) 调制方式：x 4 d q p s k ( 3 ) 调制信道比特率：3 6 k b s ( 4 ) 语音编码速率：4 8 k b s ( a c e l p ) ( 5 ) 接入方式t d m a ：( 4 个时隙) ( 6 ) 用户数据速率：7 2 k b s ( 每时隙) ( 7 ) 数据速率可变范围：2 4 k b s 2 8 8 k b s ( 8 ) 接入协议：时隙a l o h a t e t r a 数字集群系统主要优点是兼容性好、开放性好、频率利用率高、保密 功能强。在数字集群移动通信系统体制中，t e t r a 数字集群移动通信系统的网络 结构在容量上有较大灵活性，适用于大、中、小容量系统。t e t r a 数字集群系统 北京交通大学硕士学位论文 大量借鉴了g s m 概念，基于t d m a 方式，采用和g s m 类似的逻辑信道，载波带 宽2 5 k h z ，分4 个时隙，工作频段为4 0 0 m h z 和8 0 0 m h z 。它采用较先进的a c e l p 话音编码和r l 4 d q p s k 调制，支持蜂窝式连续覆盖。t e t r a 数字集群系统可在 同一技术平台上提供指挥调度、数据传输及电话服务。它不仅提供多群组的调度 功能，还可以提供短消息服务、分组数据服务以及数字化的全双工移动电话服务。 t e t r a 数字集群系统还支持功能强大的移动台脱网直通模式，可实现鉴权、空中 接口加密以及端对端加密等功能。t e t r a 数字集群系统同时还具有虚拟专网功能， 可以使一个物理网络为互不相关的多个组织机构服务【_ 7 1 。 在同一技术平台上，t e t r a 数字集群通信系统可提供指挥调度、数据传输以 及电话服务，它不仅提供多群组的调度功能，而且还可以提供短数据信息服务、 分组数据服务以及数字化的全双工移动电话服务等补充业务。t e t r a 数字集群系 统还支持功能强大的移动台脱网直通( d m o ) 方式，可实现鉴权、空中接口加密 以及端对端加密。 t e t r a 数字集群系统具有丰富的服务功能、更高的频率利用率、高通信质量、 灵活的组网方式，许多新的应用( 如：车辆定位、图像传输、移动互连网、数据 库查询等) 都己在t e t r a 中得到实现。因此，近年t e t r a 数字集群系统在欧洲 乃至世界得到了快速的发展瞵j 。 1 3 网络管理系统 由于通信网的高速发展，网络规模在不断地扩大，技术的复杂性也不断增加， 人们对通信业务的范围和服务质量的要求越来越高，从而产生许多新的挑战，网 络管理就是其中之一。只有采用和通信网相匹配的先进的网络管理系统，才能确 保通信网能正常地为用户提供高效可靠的通信服务。因此，网络管理系统在一个 通信系统中占有关键性的地位，是通信系统中必不可少的组成部分。 网络管理有多方面的需求：在业务方面，通信网需要提供更好的服务和提供 更多新业务，以满足用户不断增长的业务需求，这需要网络管理系统的支持：在 技术方面，由于网络复杂性的提高和新技术的不断涌现，通信网管理难度越来越 大；在组织方面，建立一套良好的组织管理机构也需要有效的网络管理系统的支 持，网络管理与业务、技术以及组织机构的关系如图1 1 所示。 2 引言 图1 1网络管理和业务、技术以及组织机构关系 f i g u r e 1 1 r e l a t i o n s h i po fn e t w o r km a n a g e m e n t ，s e r v i c ea n do r g a n i z i n g 因此，建设完整、先进以及统一的网络管理系统，对通信网进行全面有效的 管理，提高网络的运行效率和对用户的服务质量，是必须充分重视的一个方面p 】。 简单地定义网络管理，是指用先进的手段和工具对通信网或者通信网各子系 统进行管理的一种活动。事实上，完整的通信网管理活动必须包含管理人员、管 理工具( 网络管理系统) 以及被管理对象( 通信网) 三个部分。因此，完整的网 络管理环境应该包含管理人员、网络管理系统以及通信网三个要素，三者缺一不 可，网络管理环境如图1 2 所示。 图1 2 网络管理环境 f i g u r e l 2 e n v i r o n m e n to fn e t w o r km a n a g e m e n t 网络管理人员是通信网管理活动中从事网络管理行为的主体，在实践中，由 网络管理人员主导网络管理活动；网络管理的客体是管理网络，即被管理对象； 网络管理系统则是辅助网络管理人员进行管理的工具。 网络管理的定义有广义和狭义之分：狭义的网络管理只是指网络监测和控制， 当今主流的网络管理技术包括国际标准化组织( i s o ) 提出的o s i c m i p 管理技术 和i e t f 提出的i n t e m e t s n m p 管理技术；广义的网络管理指系统管理，包括网络 规划、网络配置以及网络持有企业运营等相关业务方面内容，即运营支撑系统 ( o s s ，o p e r a t i o ns u p p o r ts y s t e m ) 。从九十年代开始，首次关于o s s 的比较成体 系的理论电信管理网( t m n ，t e l e c o mm a n a g e r n e t w o r k ，i t u 提出) ，至今经历了 电信运营图( t o m ，t e l e c o mo p e r a t i o n sm a p ) 、增强电信运营图( e t o m ，e n h a n c e d t e l e c o mo p e r a t i o n sm a p ) 以及新一代运营软件和系统( n g o s s ，n e wg e n e r a t i o n 3 北京交通人学硕士学位论文 o p e r a t i o n ss o f t w a t ea n ds y s t e m s ) 等多个系统结构规范( t o m 、e t o m 以及n g o s s 均由电信管理论坛( t m f ) 提出) 【9 】- 【13 1 。 1 4 论文选题意义及主要工作 t e t r a 数字集群系统在我国的应用在每年递增，而我国在t e t r a 数字集群 系统的研制方面还比较落后。国内所采用的t e t r a 数字集群系统全部依赖进口， 价格比较昂贵，这在一定程度上阻碍了t e t r a 数字集群系统在我国更广泛地应 用。此外，t e t r a 数字集群系统主要用于公安、消防、军队以及交通等一些关系 国家安全的部门，采用国外厂家生产的通信系统给国家安全埋下很大隐患。因此， 研发具有自主知识产权的t e t r a 数字集群系统势在必行，开发t e t r a 数字集群 系统的同时需要开发适用于系统的网络管理接口，这对于开发期问的测试和实际 使用期间的监控、维护以及升级都起着至关重要的辅助作用。 本论文主要讨论t e t r a 数字集群网络管理接口设计及实现。第一章综述了 t e t r a 数字集群系统的特点及网络管理系统的作用，第二章详细地分析了t e t r a 数字集群网络管理系统，叙述了网络管理系统的功能设计、采用的网络管理协议 以及网络架构。第三章主要阐述了网络管理接口的开发工具和开发方法。第四章 论述了a g e n t 端的设计和实现过程。第五章论述了m a n a g e r 端接口的设计和实现 过程。第六章分析了t e t r a 数字集群网络管理接口的测试方法、过程以及结果。 第七章对全文进行了总结。 4 t e t r a 数字集群网络管理系统 2t e t r a 数字集群网络管理系统 2 1 概述 t m n 是一个综合的、智能的、标准化的电信管理网络。一方面t m n 对某部 分或者整体网络进行综合管理，例如：数据的采集、性能的监视、分析、故障报 告、对网络的控制和保护；另一方面对各类电信网进行综合性的管理，即首先对 各种类型的网络建立专门的网络管理，然后通过综合管理系统对各专门的网络管 理系统进行管理例。t m n 描述了电信管理网络的总体原则、体系结构、互连接口 定义、逻辑分层概念以及基本功能模块等多方面的内容【1 4 】【1 6 】。 根据t m n 的逻辑分层，电信管理网络可分为事务管理层b m l ( b u s i n e s s m a n a g e m e n tl a y e r ) ，业务管理层s m l ( s e r v i c em a n a g e m e n tl a y e r ) ，网络管理层 n m l ( n e t w o r km a n a g e m e n tl a y e r ) 以及网元管理层e m l ( e l e m e n tm a n a g e m e n t l a y e r ) ，t m n 逻辑分层模型如图2 1 所示。 图2 1t m n 逻辑分层模型 f i g u r e 2 1 t m n l o g i c l a y e rm o d e l 自行研发的t e t r a 数字集群系统网络管理接口主要针对n m l 和e m l 。在 2 2 节中，对网络管理接口( 针对n m l 和e m l ) 支持的网络管理功能进行描述。 t e t r a 数字集群网络管理系统基本上由多个代理( a g e n t ) 、至少一个网络管 理器( m a n a g e r ) 或者称为管理工作站、定义管理信息交换格式和过程的网络管理 协议以及管理信息库( m i b ，m a n a g ei n f o r m a t i o nb a s e ) 四个部分组成。通信网各 5 北京交通人学硕士学位论文 子系统设备和子系统互连设备等所有被管理的网络设备被称为被管设备；驻留在 这些被管设备中，配合网络管理处理的实体称为代理；管理处理实体被称为管理 器或者管理工作站；管理工作站和代理之间通过交换相关管理信息实现网络管理 功能，这种管理信息的交换通过一种网络管理协议实现；管理信息分别储存在被 管设备和管理工作站上的管理信息库中【1 1 】。因此，t e t r a 数字集群网络管理系统 从逻辑上可以抽象为： 代理( a g e n t ) 管理工作站( m a n a g e r ) 管理协议 管理信息库 网络管理系统逻辑模型如图2 2 所示。 网络上作站网管协议被管设备管理信息库 请求 ! 管理器。 代理 ， 。 一。 晌j 葡 图2 2 网络管理系统逻辑模型 f i g u r e 2 2l o g i cm o d e lf o rn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m 当今主流的网络管理协议是s n m p 网络管理协议和c m i p 管理协议。与c m i p 相比，s n m p 网络管理协议通用性更强，它已经在全球取得了巨大成功，绝大多 数设备都能良好地支持s n m p 网络管理协议；s n m p 实现更简单，对系统要求更 低，在对设备造成更少负荷的同时也能很好地实现大部分c m i p 支持的网络管理 功能；s n m p 管理协议操作更简单，更符合实际需要。因此，自行研发的t e t r a 数字集群系统的网络管理接口采用s n m p 网络管理协议。 2 2 t e t r a 数字集群网络管理接口的功能 在m 3 0 x x 系列建议中，t m n 规定了五个管理功能( 主要针对网络层和网元 层的管理) ，分别为性能管理、故障管理、配置管理、计费管理以及安全管理【1 4 】。 性能管理是对电信设备性能和网络有效性进行评价，并提出评价报告的一组 功能，主要包括性能检测、性能分析、性能控制三个部分。 故障管理是对电信网络运行情况异常进行报告、检测、汇总、分析、存储以 及故障显示的一组最基本的功能。这部分内容非常重要，可以分为故障检测、故 障诊断和定位以及故障修复三个部分。 6 t e t r a 数字集群网络管理系统 配置管理是指管理网络上各种工作设备、备份设备以及它们之间的相互关系， 做好配置管理就是要准确和及时地获取这些配置数据。 计费管理的主要作用是正确计算和收取用户使用网络服务的费用，同时进行 网络资源利用率统计和网络成本效益核算，这部分内容对于以营利为目的的网络 运营者来说非常重要。 安全管理主要提供对网络及网络设备进行安全保护的能力，有接入安全管理、 用户权限管理、安全审查以及安全警告处理等多个方面，可以分为管理信息的安 全和安全信息的管理两方面。 自行研发的t e t r a 数字集群网络管理接口参考t m n 对电信管理网络管理功 能的建议，并结合t e t r a 数字集群系统实际的使用情况，以能支持以下六个管理 功能模块为目的进行开发： ( 1 ) 用户( 组) 和用户终端管理模块 用户( 组) 和用户终端管理模块实际是提供管理人员管理系统用户的工具模 块，包括创建、修改以及删除系统数据库中的用户信息等多种功能。当用户设备 接通电源启动工作鉴权后，就可以开始接受用户管理，包括监视用户数据和其它 性能等。这些用户管理活动可以临时保存或者永久保存。所开发接口应该能支持 用户( 组) 和用户终端管理模块中的以下功能： 系统用户基本数据管理 基本业务数据管理 补充业务管理，结合系统用户基本数据管理和基本业务数据管理，可 添加和删除系统用户信息，例如：用户入网信息、业务支持以及用户 等级，实现对t e t r a 数字集群系统用户管理功能 查询用户位置和状态 组属性管理 组成员管理 闭合用户组管理 入网终端管理 ( 2 ) 性能管理模块 这个模块可对t e t r a 数字集群系统进行性能测试、获取测试数据以及根据测 试数据开展性能管理工作。以网元的性能测量数据为基础，这个模块可进行性能 测量统计，对网络运行状态进行有效地评估，所开发接口应该能支持性能管理模 块中的以下功能： 测量数据收集 测量数据输出 7 北京交通人学硕士学位论文 设备性能参数控制和查看 设备主备份状态的检测 ( 3 ) 故障管理模块 这个模块可对t e t r a 数字集群系统中被管设备告警信息进行处理，例如：过 滤告警信息、对告警信息进行分级以及显示告警等。以设备代理发送给管理器的 陷阱信息为基础，对告警进行处理，使网络管理人员第一时间了解网络发生的故 障，立即开展网络故障修复工作，所开发接口应该能支持故障管理模块中的以下 功能： 告警状态的监视 一 告警收集和登录 告警等级设置 告警信息过滤 告警过程处理 诊断和测试处理 ( 4 ) 配置管理模块。 这个模块对系统设备和设施变化进行管理，从网络信息模型的角度看，就是 对管理对象的创建、修改以及删除。接口应该能支持配置管理模块中的以下功能： 系统设备基本数据的管理 系统拓扑结构的管理 设备主备份状态切换、重启以及开关机管理 设备主备份状态的检测 ( 5 ) 业务信息管理模块 不同运营者运维的t e t r a 数字集群系统有不同的费率计算标准，甚至不存在 计费功能。考虑接口的适用性，所开发的网络管理接口仅支持管理原始业务数据 的功能。接口应该能支持业务信息管理模块中的以下功能： 收集和存储系统业务数据 输出业务数据 ( 6 ) 安全管理模块 在t m n 中，安全管理分为管理信息的安全和安全信息的管理两方面。所开发 的网络管理接口能够支持管理信息的安全处理，而不支持安全信息的管理。所开 发接口能够支持管理网络管理系统用户的功能，保障网络管理系统的接入安全和 管理信息的安全。接口应该能支持安全管理模块中的以下功能： 网络管理系统用户基本信息管理 网络管理系统用户等级设置 8 t e t r a 数字集群网络管理系统 对网络管理系统用户进行实时鉴权和认证 网络管理系统操作同志生成。 2 3 网络管理协议s n m p s n m p 是由互连网标准机构互连网体系结构委员会以特有的形式 r f c 标准颁布的网络管理协议。开始之初，s n m p 是为了提供一个使互连网络的 监视和控制成为可能的标准化网络管理框架而产生的，后来s n m p 取得了巨大的 成就，并在多种网络中实现了网络管理功能。从1 9 8 8 年8 月完成的“互连网标准 网络管理框架 至今，s n m p 经历了s n m p v l 、s n m p v 2 以及s n m p v 3 三个版本。 s n m p 协议由s n m p 提出的网络管理架构、s n m p 安全协议、s n m p 管理信 息结构、s n m p 管理信息库( m i b ) 、s n m p 协议操作以及s n m p 传输映射等多个 部分组成l 缁j 。 以下从s n m p 的管理框架、s n m p 管理信息结构、s n m p 协议、s n m p 传输 映射以及s n m p 安全协议五个方面对s n m p 进行简单的描述： ( 1 ) s n m p 的管理框架 s n m p 采用管理工作站代理模型，它的参考模型由互连网络、s n m p 协 议、网络管理系统以及被管设备组成，s n m p 参考模型如图2 3 所示。 嘲绦劈残篆绶 蝣p 势瓣 赞趱剃缡燃辫 酸蝣锯魈镑蠼 鞭膨蹴耀旋掰 l23 放镌浚簪 | 纷壤 镗壤 s 辆舻1 。l n ”黪臻 l 织磁绛荔 一 1 一 貉黩撵 l 镑瑾铷l 望赣缆协浚 甏磁瓣络 图2 3s n m p 参考模型 f i g u r e 2 3 r e f e r e n c em o d e lf o rs n m p ( 2 ) s n m p 管理信息结构 在一个s n m p 网络中，有多个管理工作站和代理，为了使信息可以在管理进 程和代理进程之间自由交换，必须对被管对象的语法和语义有一致的理解。在 s n m p 中，管理信息结构( s m i ) 属于被管对象规范说明和组织部分，为定义和构 9 北京交通大学硕士学位论文 造管理信息库( m i b ) 提供了通用框架。一个被管对象包含对象类型和对象实例两 部分，如图2 4 所示。其中s m i 的侧重点是对象类型。对象类型包括对象类型命 名、对象类型语法以及对象类型编码【1 9 1 。 图2 4 被管对象 f i g u r e 2 4m a n a g e do b j e c t ( 3 ) s n m p 协议 在s n m p 中，将实现s n m p 协议和支持s n m p 应用实体的进程称作为“协议 实体( p r o t o c o le n t i t i e s ) ”。协议实体之间的通信大部分通过u d p 数据报中封装的 消息来实现。一个s n m p 的u d p 报包含版本标识符、s n m p 共同体名以及7 种 ( s n m p 第一版本提出了5 种，s n m p v 2 对p d u 单元进行了修改并增添了2 种) 协议数据单元( p d u ) 之一的消息类型。7 种p d u 分别是g e t r e q u e s t p d u 、 g e t n e x t r e q u e s t - p d u 、g e t b u l k r e q u e s t p d u ，s e t r e q u e s t p d u ，r e s p o n s e p d u ， s n m p v 2 t r a p p d u 以及i n f o r m r e q u e s t p d u ，分别支持g e t r e q u e s t 、g e t n e x t r e q u e s t 、 g e t - b u l k r e q u e s t 、s e t r e q u e s t 、r e s p o n s e 、s n m p v 2 t r a p 以及i n f o r m r e q u e s t 七个协 议操作。图2 5 示出了已封装s n m p 消息，图2 6 示出7 种消息格式( s n m p v 2 ) 。 应用p d u 传输p d u 网络p o l l 数据链路p d i j f i g u r e 2 5 p a c k e t c dm e s s a g ef o rs n m p ( u d p ) l o 压习 一头一图 一c 一 一观一 t e t r a 数字集群网络管理系