（计算机应用技术专业论文）无连接网络管理信息的建模方法、模型及其应用.pdf

北京邮l 也人学博f 等! 化论义尢连接州络管理信息的建模疗往，模型及e 膨用 无连接网络管理信息的建模方法、模型及其应用 摘要 无连接网络在通信领域发挥着日益重要的作用，典型的无连接网 络有i p 网和以太n j ( e t h e m e t ) ，它们将成为下一代网络重要的业务承载 层。无连接网络的管理是保证无连接网络正常运行的重要手段。对无 连接网络技术和业务特性进行管理抽象以及实现电信级管理是当前 无连接网络管理中亟待解决的问题。 网络管理活动都是以管理信息模型为中心展开的。网络管理信息 建模始终是网络管理研究的核心内容。因此，本文从管理信息建模的 角度对无连接网络管理进行研究。在分析了无连接网络管理信息建模 现状的基础上，本文研究了无连接网络管理信息的建模方法，建立了 无连接网络的管理信息模型，并结合实际网络环境对信息模型进行了 应用和验证。本文的主要研究内容和创新如下： 1 ) 研究了无连接网络资源模型的建模方法。提出了无连接网络 资源建模的基本原则，结合无连接网络的特征概念“流”，分析了从 功能组件到被管对象的管理抽象的转换依据，确定了无连接网络管理 资源实体间的关系，分析了描述“流”的要素属性。 2 ) 定义了通用的无连接网络资源模型。依照无连接网络资源建 模方法中提出的建模原则、管理抽象的思路和描述工具建立了通用的 无连接网络资源模型。依据管理信息模型开发的不同阶段，依次建立 无连接网络资源的概念模型、详细的信息模型以及详细的数据模型。 3 ) 研究了无连接网络管理机制及其建模方法。在简要介绍了无 连接网络管理机制的基础上，着重研究了对管理机制建模方法的改 进。网络管理服务的概念可以结合t m n 功能视点与e t o m 商务过程视 点，增强了操作机制在整体商务特性、流程特性以及灵活性和可扩展 性几方面的描述能力。本文从网络管理服务的描述元素和描述工具、 以及网络管理服务的建模过程两个方面提出了面向服务的网络管理 机制的建模方法。 北京| | j | j i u 人学博1 学位论义尢连接 埘络管理信息的建模方珐，模型及j c 心用 4 ) 定义了多视点结合的以太网管理信息模型。本文讨论了以太 网层网络的划分和逻辑分割，在此基础上，通过对通用的面向连接和 无连接网络资源模型的继承和扩展建立了以太网网络和业务视点的 信息模型。本文还定义了网桥；f h v l a n 的网元视点的信息模型。最后 将综合了多个视点的以太网信息模型运用在基于以太网的无源光网 络( e p o n ，e t h e r n e tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ) 的信息建模中，结合e p o n 这个具体的应用环境讨论了几种视点管理信息的联系机制，应用并验 证了无连接网络管理信息建模方法和信息模型。本文基于无连接网 络、以太网币i i e p o n 信息建模的研究成果己被i t u t 采纳为国际标准 o 8 3 8 1 。 关键词：网络管理，无连接网络，网络管理信息模型，信息建模方法， 面向服务的分析和设计，以太网，基于以太网的无源光网络 苎查! ! ! ! ! ! ! 查兰竺! ：兰竺堡苎 ! 垄兰苎塑竺篁竺笪皇竺些堡垄垄：堡呈丝! ! 坐望! m o d e l i n gm e t h o d s ，m o d e la n da p p l i c a t i o no f c o n n e c t i o n i e s sn e t w o r k s m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n a b s t r a c t c o n n e c t i o n l e s sn e t w o r k ss u c ha si pn e t w o r ka n de t h e m e ta r e p l a y i n gm o r ea n dm o r ei m p o r t a n tr o l e s i nt e l e c o m m u n i c a t i o nf i e l d s c o n n e c t i o n l e s sn e t w o r k sw i l la c ta se s s e n t i a lc a r r i e ra n dt r a n s p o r tl a y e r s i nt h en e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k s t h em a n a g e m e n to fc o n n e c t i o n l e s s n e t w o r k si st h ei m p o r t a n tm e a n st oe n s u r et h ep r o p e ro p e r a t i o no f c o r m e c t i o n l e s sn e t w o r k s ，a n di tp e r f o r m ss u p p o r t i n gf u n c t i o n sa b s o l u t e l y n e c e s s a r y t h em a n a g e m e n t a b s t r a c t i o no ft e c h n i c a la n ds e r v i c e c h a r a c t e r i s t i c so fc o n n e c t i o n l e s sn e t w o r ka sw e l la sc a r r i e rc l a s s m a n a g e m e n t a r ei s s u e s a w a i t i n g s o l u t i o n si nt h em a n a g e m e n to f c o n n e c t i o n l e s sn e t w o r k s n e t w o r km a n a g e m e n ta c t i v i t i e sa r ec a r r i e do u ta c c o r d i n gt ot h e m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nm o d e l ，a n dn e t w o r ki n f o r m a t i o nm o d e l i n gi s a l w a y st h ek e m e lc o n t e n to fn e t w o r km a n a g e m e n tr e s e a r c h t h e r e f o r e ， t h ed i s s e r t a t i o nf o c u s e s o nt h en e t w o r ki n f o r m a t i o nm o d e l i n go f c o n n e c t i o n l e s sn e t w o r k s t h ek e yp o i n t sa s s o c i a t e dw i t hm o d e l i n g m e t h o d s ，i n f o r m a t i o nm o d e l ，a sw e l la sa p p l i c a t i o no fc o n n e c t i o n l e s s n e t w o r ki n f o r m a t i o nm o d e la r ei n v o l v e di nt h i sd e s e r t i o n a n dt h em a i n c o n t e n t sa n dc o n t r i b u t i o n sc a nb es u m m a r i z e da st h ef o l l o w i n g ： 1 ) t h en e t w o r kr e s o u r c em o d e l i n gm e t h o d s t h ep r i n c i p l e so fn e t w o r kr e s o u r c em o d e l i n ga r ep r o p o s e d t h e n ， t h ec h a r a c t e r i s t i c so fc o n n e c t i o n l e s sn e t w o r k sa sw e l la st h ec o n e e d to f f l o w a r ei n t r o d u c e da n da n a l y z e d ，a n dt h em a n a g e m e n ta b s t r a c t i o n f r o mf u n c t i o n a la r c h i t e c t u r ec o m p o n e n t st om a n a g e dr e s o u r c e si sd w e l t o n 2 ) t h eg e n e r i cn e t w o r kr e s o u r c em o d e lo f c o n n e c t i o n l e s sn e t w o r k t h eg e n e r i cr e s o u r c em o d e lo fc o n n e c t i o n l e s sn e t w o r k si sd e f i n e d a c c o r d i n gt o t h em o d e l i n gp r i n c i p l e s ，m a n a g e m e n ta b s t r a c t i o n ，a n d 1 1 1 北京邮电人学博i 一学位论文无连接嗍络管理信息的建模方法，模型及其应用 d e s c r i p t i o nt o o l sp r o p o s e dp r e v i o u s l y c o r r e s p o n d i n gt ot h ed i f f e r e n t p h a s e so ft h em o d e l i n g ，t h er e s o u r c em o d e lc o n s i s t so fc o n c e p t i o nm o d e l ， d e t a i l e di n f o r m a t i o nm o d e l ，a n dd e t a i l e dd a t am o d e l 3 ) n e t w o r km a n a g e m e n tm e c h a n i s m sa n di t sm o d e l i n gm e t h o d s f i r s t l y , t h en e t w o r km a n a g e m e n tm e c h a n i s m so fc o n n e c t i o n l e s s n e t w o r k sa r ei n t r o d u c e db r i e f l y t h e n ，t h er e s e a r c hf o c u si sp u to nt h e i m p r o v e m e n to fm o d e l i n gm e t h o d so fm a n a g e m e n tm e c h a n i s m s t h e c o n c e p to fn e t w o r km a n a g e m e n ts e r v i c ec o v e r st h ef i m c t i o n a lv i e w p r o v i d e db yt m na n dt h ep r o c e s sv i e wp r o v i d e db ye t o m ，w h i c h e n h a n c e st h ed e s c r i p t i o na b i l i t yo fn e t w o r km a n a g e m e n tm e c h a n i s m si n a s p e c t so fo v e r a l lb u s i n e s sp r o c e s s ，p r o c e s sf l o w , a sw e l la sf l e x i b i l i t y a n de x t e n s i b i l i t y t h u s n e t w o r km a n a g e m e n ts e r v i c ei su s e dt om o d e l m a n a g e m e n tm e c h a n i s m s t h em o d e l i n gm e t h o d sc o m p r i s ed e s c r i p t i o n e l e m e n t sa n dt o o l s ，a sw e l la st h em o d e l i n gp r o c e s s 4 ) c o m b i n e dv i e wn m s e m si n f o r m a t i o nm o d e lo r e t h e m e t t h el a y e r e ds t r u c t u r eo fe t h e m e ta n dt h el o g i c a lp a r t i t i o n i n go f e t h e m e tl a y e rn e t w o r ka r ed i s c u s s e d t h es e r v i c ea n dn e t w o r kv i e w i n f o r m a t i o nm o d e li sd e f i n e db a s e d0 1 1t h eg e n e r i cm o d e lo nb o t h c o n n e c t e d o r i e n t e da n dc o n n e c t i o n l e s s a n dn e t w o r ke l e m e n tv i e w i n f o r m a t i o nm o d e li n v o l v e st h em o d e l i n go fb r i d g ef u n c t i o n a le n t i t i e s a t 1 a s t t h i sm u l t i v i e wm o d e l i sa p p l i e di ne p o nn e t w o r km a n a g e m e n t i n t h ea p p l i c a t i o ni ne p o nm a n a g e m e n t t h ea s s o c i a t i o nm e c h a n i s m s b e t w e e nd i f f e r e n tv i e w sa r ed i s c u s s e d ，a n dt h em o d e l i n gm e t h o d sa n dt h e i n f o r m a t i o nm o d e lo fc o n n e c t i o n l e s sn e t w o r k sa r ea p p l i e da n dm a n i f e s t e d t h ei n f o r m a t i o nm o d e lc o v e r i n gc o r m e c t i o n l e s sn e t w o r k s ，e t h e m e ta n d e p o nh a sa l s ob e e na c c e p t e da si t u tr e c o m m e n d a t i o no 8 3 8 1 k e yw o r d s ：n e t w o r km a n a g e m e n t ，c o n n e c t i o n l e s sn e t w o r k ，n e t w o r k m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n m o d e l ，i n f o r m a t i o nm o d e l i n gm e t h o d s ， s e r v i c e o r i e n t e da n a l y s ea n dd e s i g n ，e t h e m e t ，e t h e m e tp a s s i v eo p t i c a l n e t w o r k s ( e p o n ) l v 北京邮t 乜大学博f ：学位论文尤连接例络管理信息的建模方法、模型及j e 俺用 本文图表目录 图卜1 论文章节逻辑结构5 图2 - i 无连接网络的功能体系结构组件8 图2 2 实体关系图举例1 l 图3 1 管理信息模型的中介和抽象作用2 4 图3 - 2 无连接网络管理功能高层用例图2 5 图3 3 不同视点的无连接网络配置管理用例2 6 图5 - i 无连接网络资源对象类继承图3 9 图5 - 2 无连接网络资源命名关系图3 9 图5 - 3 无连接网络资源关联关系图4 0 图6 - i 性能采集任务类图5 0 图6 - 2 网络管理功能、网络管理服务、及商务过程间的对应关系5 3 图6 3 网络管理服务的描述元素5 4 图6 - 4 性能管理相关的服务5 6 图6 - 5 性能采集任务管理服务的接口的u m l 描述5 7 图6 6 性能任务管理服务的信息实体5 8 图6 7 性能任务管理服务的状态转移图5 8 图6 - 8 文件传输服务的操作流图5 9 图6 - 9s l a 管理商务过程流图5 9 图7 - 1 以太网分层模型6 2 图7 - 2 无连接层网络的逻辑分割6 3 图7 3 以太网管理实体从通用资源模型的继承路线6 4 图7 - 4e t h f t p 的类图6 4 图7 - 5 以太网网络和业务视点管理实体的关联关系图6 5 图7 6 网桥和v l a n 的管理实体关系图6 6 图7 7e p o n 网络及管理系统的部署环境6 7 图7 - 8 配置管理实体包含关系图6 8 图7 9 物理端口与终结点的关联关系6 9 图7 一l o 带宽分配序列图7 0 图7 1 l 原型系统软件结构图7 1 表5 1 无连接网络资源的概念模型3 7 表5 2 管理对象类f l o wd o m a i n 的定义4 0 表5 3 管理对象类f t p 的定义4 l 表5 - 4 管理对象类c l t t p 的定义4 2 表5 5 管理对象类f l o w d o m a i n f l o w 的定义4 2 表5 - 6 管理对象类f l o w p o i n t p o o l l i n k 的定义4 3 表5 7 管理对象类f p p l i n l 【e n d 的定义“ 表5 8 管理对象类c o n n e c t i o n l e s s t r a i l 的定义4 5 表5 9f l o w d o m a i n f l o w 的d l 定义4 6 表6 1 接口定义片断5 7 表7 1 网桥管理对象类简述6 5 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，本人承担一切相关责任。 本人签名，弘隰州5 吕 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： 三一塑一 胁竺坐翌 北京邮山大学博i 。学位论文 无连接嘲络管理信息的建模方法，模型及其应用 第1 章绪论 1 1 课题的研究背景和研究意义 口网已经只益成为社会和人们日常生活中不可或缺的通信工具和信息平台。 从问世至今，口网经历着r 新月异的发展，其用户遍布世界各个角落并在不断壮 大，其业务范围包括从数据到话音直至多媒体的综合业务。口网的结构与规模也 随之发生着相应的变化，并且逐步成为通信网中的骨干网之一，在整个通信网中 扮演着举足轻重的角色。与此同时，以太网( e t h e m e t ) 技术的发展，如1 0 g 以太网 接1 2 1 、基于以太网的无源光网络( e p o n ，e t h e m e t p a s s i v e o p t i c a l n e t w o r k ) 、弹性 分组环( i 冲r ) 等技术，使以太网的应用领域逐步从局域网扩展到城域网乃至广域 网环境。 网络管理是保证通信网高效、可靠、经济和安全地运行的重要支撑手段，很 多网络特性的使用和提供，在很大程度上取决于相应的网络管理的能力和质量 【l 】。以往的电信网络管理，主要针对传统的面向连接的网络，其研究对象也都普 遍带有面向连接的特性，而以m 网和以太网为代表的网络是典型的无连接网络。 一方面，无连接网络与面向连接网络相比，在技术特点和业务提供上都有很大差 别。这种差别也体现在网络管理中。以网络提供【1 1 为例，面向连接网络需要确定 传送路径上所有的设施和设备：无连接网络则是分布自治的，每个分组独立地选 择传送路径，节点上对分组的交换基于链路的负载，网络提供基于性能统计和业 务质量需求。因此，需要采用不同于面向连接网络的方法对无连接网络进行描述 和管理抽象。另一方面，目前的无连接网络管理主要关注协议、端口、设备等网 元视点，停留在简单和初级的管理阶段。网络管理系统很难获取和管理与连接和 业务相关的信息。随着无连接网络技术的发展以及其在通信网中日益重要的地 位，需要对无连接网络提供电信级的管理，从而在保证其正常、可靠的运行的同 时，可以提供灵活的网络资源调配机制，有效地提供和管理无连接业务。简而言 之，对无连接网络技术和业务特性进行管理抽象以及实现电信级管理是当前无连 接网络管理中亟待解决的问题。 网络管理活动都是以管理信息模型为中心展开的。网络管理信息建模始终是 网络管理研究的核心内容。网络资源模型以及对资源信息的操作和使用方式共同 构成网络管理信息模型。对资源信息的操作和使用方式通过一系列的交互和控制 机制实现，体现了网络管理功能需求，本文称之为网络管理机制。要管理无连接 网络，首先需要基于无连接网络特性对所要管理的网络资源进行抽象，建立相应 的管理资源模型，并根据网络管理功能需求定义相应的网络管理机制。在此基础 上才能对无连接网络实施有效的管理。传统的面向连接网络的核心概念是“连 1 北京邮l u 人学博i 学位论义无连接叫络管理信息的建模方法、模型段其应用 接”，相应的管理资源模型也都围绕这个核心概念构建：而在无连接网络中。“流” 是体现无连接网络连接特性的核心概念，因此需要在分析和理解流的概念内涵的 基础上，根据无连接网络自身的特性进行管理抽象，进而建立相应的资源模型， 这对无连接网络的信息建模提出了挑战，也是无连接网络的管理信息建模方法的 关键内容之一。目前针对具体无连接技术的的资源模型的研究刚刚展开，而且还 没有标准化组织或研究机构提出与网络技术无关的通用的无连接网络的资源模 型。 此外，无连接网络的网络管理机制是对无连接网络实施管理、实现t m n 系 统集成的基础。因此也有必要对其进行研究。同时，当前对于网络管理机制的描 述仍然侧重于管理活动的操作细节，而缺乏对商务过程的体现，无法适应下一代 运营支撑系统面向客户和商务过程的需求。有必要结合无连接网络的管理，探索 新的管理机制的建模方法。 综上所述，研究无连接网络的管理信息的建模方法，建立无连接网络的管理 信息模型，并结合实际网络环境对信息模型进行应用和验证，具有重要的理论和 现实意义。本课题的研究意义可以简要归纳如下： 1 ) 无连接网络的管理信息模型的定义可以为无连接网络的管理抽象、电信 级的无连接网络管理提供信息模型上的支持。 2 ) 无连接网络管理信息建模方法可以指导通用和具体无连接技术网络的管 理信息模型的定义，同时，管理机制建模方法也可以适用于包括无连接网络在内 的各专业网络的管理应用。 3 ) 在通信网趋于融合的环境下，论文的研究成果对于下一代网络管理的研 究也有一定的指导和促进作用。 1 2 作者研究工作背景 本文作者在攻读博士学位期间，先后参加了多项网络管理研究和开发项目， 包括： 一国家“8 6 3 计划”项目：“新一代信息网络管理接口定义方法与测试模型”； 一国家“8 6 3 计划”项目：“基于千兆以太网的宽带无源光网络系统”； 一北京通信项目：“宽带流媒体运营管理系统”； 一i t u t 对口研究项目：“基于以太网的无源光网络( e p o n ) 的网络管理接1 3 的需求和分析”： 一r r u t 对口研究项目：“n m s e m s 接口的公共管理功能的需求和分析”； 一国家科技攻关计划课题项目：“t d s c d m a 网络管理系统”； 一国家自然科学基金重大研究计划项目：“基于流的无连接网络管理信 息的建模理论及其模型”。 2 北京i 乜大学博f 一学位论文 无连接蝌络管理信息的矬模方法、模型发其应用 研究工作和学习经历使作者对网络管理信息模型、网络管理接口规范方法 学、网络管理系统等方面有了较为深入的认识和理解。以下将结合这些项目经历 简述笔者主要从事的研究工作： ( 1 ) 网络管理接口定义方法学 在新一代信息网的网络管理接口定义方法的研究课题中，本文作者参加了改 进的新一代信息网的网络管理接口定义过程、网络管理接口定义的描述语言和工 具、以及网络管理接口定义过程中各个阶段网络管理信息一致性的保证方法的研 究，并将这些方法和机制应用于e p o n 网络管理接口定义的实践。 ( 2 ) 公共的网络管理接口功能 与网络管理协议及网络技术无关的通用的网络管理接口功能模型是定义任 何网络管理接口规范都要涉及的不可或缺的内容。对公共功能的描述和归纳可以 避免不同技术网络接口规范定义过程中大量的重复工作，并统一多厂商接口的描 述和实现机制。笔者作为编辑之一，研究和完成了包括性能管理、故障管理、通 知管理、日志管理以及文件传送管理在内的通用的n m s e m s 网络管理功能需求 和分析，该规范最终被i t u t 采纳为正式标准q 8 2 7 1 ，且成为下一阶段各个标准 化组织融合并起草更为完善的公共管理功能规范的基础输入。 ( 3 ) e p o n 网管研究 本文作者在参自1 1 8 6 3 项目“基于干兆以太网的宽带无源光网络系统”，以及 r r u t 对口研究项目“基于以太网的无源光网络( e p o n ) 的网络管理接口的需求和 分析”的过程中，对e p o n 网络管理环境、e p o n 网络管理系统体系结构及网络 管理信息模型，e p o n 运维测试监测项及测量方法、e p o n 故障定位等方面进行 了较为深入的研究，通过开发原型系统对上述部分研究成果进行了实验验证。基 于研究成果撰写的网络管理接口技术规范最终被u t 采纳为正式标准q 8 3 8 1 。 ( 4 ) 网络管理系统的设计和开发 本文作者作为主要成员参加了包括“t d s c d m a 网络管理系统”、“宽带流 媒体运营管理系统”等网络管理系统的设计和开发工作。通过上述开发工作，在 积累开发经验的同时，也获得了关于网络管理的业务流程、网络管理平台、网络 管理信息模型的较为深刻的理解和认识。 ( 5 ) 无连接网络管理信息的建模方法、模型及其应用 通过上述项目的积累，在对项目成果进行总结、提炼的基础上，作者结合国 家自然科学基金项目“基于流的无连接网络管理信息的建模理论及其模型” 展开了博士论文课题的研究。对无连接网络资源模型建模方法、通用的无连接网 络资源模型、无连接网络的管理机制以及管理操作的建模方法进行了较深入的探 索和研究。 3 北京i i i gr t i 人学博l 学位论文尢连接州络管理信息的建模方法、模型发其戍用 1 3 论文结构 本论文共分八章，第一章绪论简要介绍论文的研究背景和研究意义、作者在 攻读博士学位期间所从事的研究工作、以及论文的结构。 其它各章节的内容如下： ( 1 ) 第二章无连接网络管理信息模型研究综述 本章首先介绍了无连接网络的基本概念，分析了无连接网络的技术特性，并 介绍了无连接网络的功能模型。接着，在介绍了当前重要的网络管理信息建模方 法的基础上，分析了无连接网络管理信息建模方法的研究现状和研究方向。然后， 分类介绍了基于不同逻辑视点和实现技术的管理信息模型，分析了无连接网络管 理信息模型的研究现状和研究方向。最后，基于上述分析，提出了论文的研究目 标确定无连接网络的管理功能需求、提出无连接网络的网络资源建模方法、 定义通用的无连接网络资源模型、研究无连接网络管理机制及其建模方法、以及 应用和验证无连接网络管理信息模型及其建模方法。 ( 2 ) 第三章无连接网络的管理信息建模方法 本章首先对无连接网络管理信息模型进行内容上的划分，分析无连接网络管 理信息模型的组成和作用，然后根据内容和作用对建模方法做相应的分析。从而 通过对信息模型和建模方法的分析和分解确定课题研究的框架内容。最后，本章 根据无连接网络的网络和业务特性以及无连接网络的管理活动目标提出了无连 接网络的管理功能需求。本章提出的管理功能需求是无连接网络信息建模的起 点。而本章对无连接网络管理信息模型内容及建模方法的分割的思路是论文后续 章节的组织依据。 ( 3 ) 第四章无连接网络资源模型建模方法 本章基于无连接网络的特征概念“流”，研究了无连接网络管理信息的 建模方法，包括无连接网络信息建模的基本原则，从功能实体到管理资源的转换 机制，以及如何确定被管资源之间的关系和被管资源的要素属性等内容。区别于 阶段性框架方法，本文提出的建模方法细化到建模的具体步骤，着重介绍并归纳 了无连接网络及其核心概念“流”的特性，讨论了对功能组件进行管理抽象的思 路和依据。 ( 4 ) 第五章通用的无连接网络资源模型 本章基于“建模方法”中提出的基本原则和管理抽象的思路定义了通用的无 连接网络的管理资源模型。其中，对应于在需求阶段，首先提出了经管理抽象生 成的概念模型；对应于分析阶段，定义了详细的信息模型，细化了资源管理对象 的属性、关系和通知；最后，在设计阶段，以c o r b a j i d l 为实现技术定义了该 数据模型。 4 北京邮i 乜大学博十学位论文无连接嘲络管理信息的建模方法，模型及其庸用 ( 5 ) 第六章无连接网络的网络管理机制及其建模方法 本章首先简述了无连接网络的管理机制，接着着重研究以面向服务的方法改 进网络管理机制的建模。网络管理服务的概念可以结合t m n 功能视点与e t o m 商 务过程视点，增强了操作机制在整体商务特性、流程特性以及灵活性和可扩展性 几方面的描述能力。本章从网络管理服务的描述元素和描述工具、以及网络管理 服务的建模过程两个方面提出了面向服务的网络管理机制的建模方法，并以网络 资源性能管理为例，对上述方法加以说明。 ( 6 ) 第七章n 1 s e m s 以太网管理信息模型及其在e p o n 网管中的应用 本章介绍了一个结合了网络、业务和网元视点的n m s - e m s 的以太网管理信 息模型。首先讨论了以太网层网络的划分和逻辑分割，在此基础上通过继承和扩 展通用的面向连接和无连接网络资源模型建立了以太网网络和业务视点的信息 模型。接着，定义了网桥和v l a n 的网元视点的信息模型。最后将这个信息模型 运用在e p o n 的信息建模中。根据e p o n 的管理需求和e p o n 的管理信息模型，通 过设计并实现了一个网管原型系统对e p o n 管理涉及的资源模型和基本的管理 机制进行了实验验证。 ( 7 ) 第八章结束语 本章是对全文的总结以及对进一步研究工作的展望。 全文各章节的逻辑结构如图1 - 1 所示。 图1 - 1 论文章节逻辑结构 5 北京邮电大学博f ：学位论文无连接嘲络管理信息的建模方法、模型及其庸用 第2 章无连接网络管理信息建模研究综述 2 i 引言 无连接网络的管理信息模型基于无连接网络环境，反映无连接网络及其管理 的特性，又具备管理信息模型的一般性特点。本章将结合无连接网络管理信息模 型的这一特点，围绕无连接网络管理信息建模介绍相关的研究背景和现状，并提 出本文的研究目标。内容包括： 一无连接网络的管理环境： 一典型的管理信息建模方法； 一管理信息模型的分类； 一无连接网络管理信息与建模方法的研究现状及分析； 一本文的研究目标。 2 2 无连接网络管理环境 2 2 1无连接网络的含义 定义l 【无连接】口 ：无连接是指在两个实体间无需事先为信息传输建立通 道( 或连接) 的一种信息传输方式。 本文研究的无连接网络是采用无连接的信息传输方式提供无连接业务的网 络，应具有以下几层含义： 1 ) 采用无连接的信息传输模式。无连接网络采用无连接的传输模式，为用 户提供无连接业务。无连接网络的信息传输特性归纳如2 2 2 。 2 ) 本文研究的无连接网络关注其传送功能。传送功能是通信网的一类主要 功能，负责将通信信息和网络控制信息从一点传送到其它点； 3 ) 与层网络 4 】相关。采用无连接传输模式的传送协议以及相应的被传送信 息都对应于特定的层网络，因此具体的无连接网络是针对具有特定的特征信 息的层网络，而广义的无连接网络则是对具备无连接特性的传送层网络的概 括和综合。 2 2 2无连接网络的技术特性 口层网络和以太网( e t h e m e t ) 的媒体访问控帝i ( m a c ，m e d i a a c c e s sc o n t r 0 1 ) 层 网络都是典型的无连接网络。在口网中，用户在发起一个信息流时无需事先与网 络或宿用户终端协商。信息源终端将作为标签的口包信头添加在每个分组上标识 其目的地址。作为交换机信息转发依据的网络标签具有全局的意义。标签既是标 识又是路由“指示”，但不提供资源预留功能。信息流的持续时间就是当前分组 6 北京邮电大学博l 一学位论文 无连接网络管理信息的建模方法、模型及其麻用 的长度。网络为每个分组独立调用相同的处理过程。网络通过更新路由表( 例如 从拓扑中删除故障的链路) 来适应网络拓扑和流量负载的变化。口路由协议负责 维护路由表的实时性。 相应地，在以太网中，用户同样可以无需事先与网络或宿用户终端协商就发 起一个信息流。作为标签的m a c 信头被源用户终端添加到分组上标识其宿地址。 作为交换机转发信息的依据，m a c 信头也具有全局的意义。信头标记既是标识 又是转发“指示”，但不预留资源。信息流的持续时间同样是当前分组的长度。 当一个交换机接收到一个分组，且该分组的m a c 地址不在转发表中，转发表中 将生成一个新的表项。转发表中的信息随时间更新，经历某个静止状态的时间周 期后，过时的表项将被丢弃。网络拓扑的变化将触发广播机制以及生成树算法刷 新转发表。 根据以上描述，无连接网络的主要的技术特性可以归纳如下： 1 1 在发送数据流前没有明确的连接请求； 2 1 不单独为每个数据流分配资源： 3 1 网络标签由客户添加； 4 1 网络标签用于命名或寻址； 5 1 网络标签全局有效； 6 1 数据流的持续时间为当前分组的长度： 7 ) 不保证信息交付的顺序； 8 ) 控制平面和承载平面不分离等。 2 2 3无连接网络的功能模型 无连接网络和面向连接的网络在技术特性上的差别也体现在其功能抽象上， 例如，描述面向连接网络的核心是“连接”的概念。然而无连接网络的中相应的 概念是“流”，面向连接网络中默认传输是双向的，然而，无连接网络中传输总 是单向的等等。r r u - ts g l 5 针对无连接网络提出了一个抽象的功能模型1 6 j ，并定 义了组成功能模型的功能组件的含义。无连接网络的功能模型采用与网络技术无 关的方式描述了无连接网络的功能体系结构，它体现了网络的信息传输特性，并 且可以作为具体技术的网络的管理、性能分析和设备规范的基础。 2 2 3 1 功能组件 无连接网络的功能模型由描述无连接网络功能结构的一些通用的功能组件 构成，一部分功能组件描述的是网络的信息处理功能，另一部分功能组件则描述 这些信息处理功能间的关系。功能组件以特定的方式联系在一起形成网元，网元 的互连进而形成实际的网络。 文献 6 】定义了四类无连接网络的功能组件：第一类是参考点，指一个传送处 7 北京邮电大学博i 学位论文尢连接网络管理信息的建模方法，模型发奠麻用 理功能或传送实体的输入与另一个的输出相互结合的点；第二类是拓扑组件，它 从同类参考点阳j 的拓扑关系的角度提供网络的抽象描述；第三类是传送实体，它 为层网络参考点之间提供透明的信息传送：第四类是传送处理功能，对所传送的 信息进行必要的处理，如适配和终结。无连接网络的功能组件及其相互关系如图 2 - 1 所示。 访 问 点 路 径 终 结 宿 图2 - 1 无连接网络的功能体系结构组件 1 ) 参考点 无连接网络中有三类参考点，访问点( a p ，a c c e s sp o i n t ) 代表流终结功能和适 配功能间的绑定，位于层网络的边界；流点( f p ，f l o wp o i n t ) 代表流量单元在两 个拓扑实体间传送时所经过的点( 或一个流的输出和一个流的输入之间的绑定关 系) ；终端流点( t f p ，t e r m i n m i o nf l o wp o i n t ) 代表流终结功能和一个流之间的绑 定关系。 2 ) 拓扑组件 四类拓扑组件分别是：层网络( 1 a y e r n e t w o r k ) ，代表了一个为传输特征信息而 关联在一起的相同类型的访问组的全集，每一类流终结功能都对应一个单独的逻 辑上截然不同的层网络；流域( f l o w d o m a i n ) 是为了选路由和管理的目的对层网络 进行功能分割产生的子集，流域的最小单元是转发矩阵；流点池链路( f l o wp o i n t p o o ll i n k ) ，描述了一个流域或访问组与另一个之间的固定的关系；访问组( a c c e s s g r o u p ) ，则是一组连到相同的流域或流点池链路上的共处一处的流终结功能。 3 ) 传送实体 根据是否监视被传输信息的完整性，可以将传送实体分为两类：流和路径。 从拓扑上划分流，又包括网络流( n e t w o r kf l o w ) 、流域流( f l o wd o m a i nf l o w ) 以及链 路流( 1 i n kf l o w ) 。无连接路径( c o r m e c t i o n l e s st r a i l ) 代表被监视的已适配的客户层网 络信息在访问点之间的传输，是基于每一个流量单元或分组的源和宿间的关联。 8 北京邮电大学博i 一学位论文 无连接嘲络管理信息的建模方法、模型及其应用 钔传送处理功能 传送处理功能可以分为适配和流终结功能。适配功能将客户层网络的特征信 息适配为适合在服务层路径上传送的形式( 适配源) ，或将服务层网络路径上的 信息转换为客户层网络的特征信息( 适配宿) 。适配可能包括一个或多个如下的 过程，如添加标签、调度、缓存、排队、复用、流量释放、分段和重组。流终结 功能在输入处添加用于监视无连接路径的信息并在输出处提供层网络的特征信 息( 流终结源) ，或从特征信息中取出用于监视无连接路径的信息( 流终结宿) ； 当然，某些具体的技术也可能不提供用于监视无连接路径的开销。 2 2 3 2 功能组件的组织方式 作为网络抽象的单元要素的功能组件，以一定的方式组织在一起就形成从网 元到网络的无连接网络的抽象视图。通常采用分层和分割的方法【5 l 【6 】组织功能组 件。 在分层的方法中，网络被分解为一些独立