Itf-N助力精细网络运维.doc

Itf-N助力精细网络运维吴玲琦 蔡磊 卢军 黄涛武汉虹信通信技术有限责任公司 武汉 430074 1 引言网管系统是一个复杂的系统，涉及通信、计算机等多个领域。网络管理方法经历了从人工到自动、从分离到集中的演变。常用的网络管理技术有：基于TMN面向电信网的网络管理技术、基于CORBA面向网管系统互联的网络管理技术、基于SNMP面向数据网和计算机网的网络管理技术等。通过采用这些技术，管理者可以将在网的各种设备纳入统一的网管系统。对设备的管理涉及网络管理层和网元管理层，对应的管理系统分别为网络管理系统（NMS）和网元管理系统（EMS）。NMS通过EMS实现对网元设备的控制，完成整个网络的运维管理。目前电信网的管理大多采用这样的两级管理体系，直放站系统也是如此。这样做可以降低设备运行中的管理和运维成本，保证网络的服务质量，同时降低设备商的维护和升级成本。2 基于CORBA的网管系统Itf-N 3GPP第32系列网管标准中网元管理OSF分为用户设备域、接入网域、核心网域和业务特定实体几个管理域，直放站设备管理属于接入网域。网络和业务管理OSF与网元管理OSF之间的接口就是Itf-N，网络和业务管理OSF与NE管理OSF之间通过I t f-N传输管理消息、通知和服务管理请求。IRP（Integration Reference Point，集成参照点）定义了网元管理层（EML）和网络管理层（NML）之间的接口。在3GPP/SA5中，IRP还适用于网元管理应用转到网络管理应用及运营支持系统的北向接口。每个IRP都定义了一种网管功能或将某种网络资源的信息模型化，这种模型化独立于网管系统的具体实现技术。IRP包括IRP信息模型和解决方案集，前者包括静态的网络资源模型和动态的信息服务交互定义，与具体协议无关，后者是针对具体协议的解决方案集。基于COR BA的网管解决方案包括CORBA平台、客户方和对象实现方3部分。CORBA平台主要提供分布式计算的软件平台，支持分布式计算中的通信要求。在开放系统中，复杂的应用可以分解成一组并发对象，而不必关心它们所处的物理位置。客户方主要实现管理者功能，对应前述的NMS，通常可分为3个部分：第一部分是人机图形接口，接收操作人员的命令；第二部分管理逻辑提供管理功能服务，如故障管理、性能管理、配置管理、计费管理、安全管理及其他特定的管理功能；第三部分是通信部分，发送请求到对象实现方，接收来自代理的消息，解读参数。对象实现方主要代表管理者管理MO，分为代理模块和MO模块。代理模块将客户发来的请求解析后发送给相应的MO，并从MO接收相应的应答信息及其他事件报告消息，但不能与被管资源直接进行通信。为实现对多运营商、多NMS的动态快速支持，需采用动态接口适配方式来实现EMS北向逻辑。为实现符合3GPP第32系列标准规定的北向接口CORBA解决方案，为NMS提供动态调用接口，直放站REMS在EMS内部设计了MO资源模型，并通过内部适配接口与现有EMS整合，通过EMS提供部分管理功能及南向接口以实现对物理设备的控制。3 基于XML/WebService的网管系统Itf-N对于网管系统而言，北向接口的设计目的就是为EMS提供一个供NMS访问的管理接口。在服务器端，Web Service技术采用SOAP伺服程序监视服务端口，响应客户端的调用请求，同时SOAP服务器与EMS端的业务逻辑模块进行通信，完成信息的获取与设置，把业务逻辑模块的返回结果封装打包发回相应的调用客户端。NMS通过SOAP访问EMS的Web服务器，调用其中的接口。EMS端的Web服务器模块接收NMS端的请求，根据请求内容调用其他的处理模块接口，处理模块把计算结果返回给Web Service模块，Web Service模块把计算结果打包成SOAP格式返回给NMS。其中负责NMS和EMS交互的是与HTTP绑定的SOAP Envelope，由于其基于H T T P，而通常防火墙对HTTP并没有限制，所以可在Internet上穿越防火墙传输管理信息。4 基于SNMP的网管系统Itf-NNMS与EMS间基于SNMP的Itf-N如图1所示。NMS充当SNMP体系中的管理器，EMS中的I tf-N部分充当SNMP体系中的代理器，NMS对EMS及相关网元设备的管理操作通过Itf-N代理来实现。Itf-N与NMS间的交互遵循两层协议：上层与具体应用相关的北向接口协议和下层与具体应用无关的SNMP。上层的北向接口协议说明了实现所有网管操作基础的MIB模型，该模型对EMS和网元设备等被管资源的相关信息进行完整地描述和抽象，同时协议中还规定了如何通过操作MIB对象来实现NMS的网络管理功能。下层的SNMP描述了SNMP数据包的结构组成、语法和编码等，是构造和解析网管SNMP命令包所必须遵循的规范。EMS中的Itf-N部分与应用过程间的交互遵循与应用相关的Itf-N内部协议。该协议描述了Itf-N发向应用过程的代理命令以及应用过程发向Itf-N的上报命令等的实现方式、语法结构和交互规则等。NMS执行网管操作时根据上层的北向接口协议和下层的SNMP生成GET或SET SNMP数据包发送给EMS的Itf-N部分，Itf-N将按SNMP解析出的数据根据北向接口协议进行解释，并映射为代理命令发给EMS的应用过程，由应用过程执行规定的网管操作。EMS及所管网元设备的告警或上报等信息按照Itf-N内部协议生成上报命令发给Itf-N，I tf-N生成SNMP TRAP数据包上报给NMS，NMS先按SNMP解析TRAP数据包，然后再按北向接口协议对解析结果进行解释，从而获得上报或告警信息。5 Itf-N助力精细网络运维示例对于以上3种I t f-N的实现方式，运营商可根据网管系统的具体实施环境、工程规模、业务数据量和实时响应要求来选择，但不论采用哪种方式，NMS应都可以通过Itf-N与EMS实现同类功能的管理交互。以下为采用Itf-N实现多类型设备、多EMS协同控制的精细网络运维工程示例。设备管理域结构如图2所示，覆盖设备N E a 隶属于覆盖设备EMSa，EMSa管理区域A中的覆盖设备；基站设备NEb隶属于主设备EMSb，EMSb管理区域B中的主设备，小区容量饱和，需扩容。小区分裂工程割接时，网管系统协同提高工作效率。接入网拓扑结构发生变化后，网管系统实时调整覆盖设备及主设备需要协同的工作参数，使整体网络可在实时运行中进行配置优化，分裂前后的小区对比