SDH傳送網綜合網絡管理系統的設計

2019-11-03 09:03:11

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供稿：網友

郭軍, 劉峰, 周華春

北方交通大學網絡管理研究中心,北京 100044

　　摘要：介紹了利用分布式環境下的ＣＯＲＢＡ和Ｊａｖａ技術所設計的光同步數字傳送網（ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ）綜合網絡管理系統的管理平臺，軟、硬件系統結構等。

　　關鍵詞：網絡管理系統, 同步數字系列, 管理框架, 公共對象請求代理結構

　　為了管理異構環境下復雜的電信和計算機網絡設備，各種組織使用不同的管理協議（如ＳＮＭＰ、ＣＭＩＰ）,而提出了各種管理框架,如Ｉｎｔｅｒｎｅｔ管理框架、ＯＳＩ管理框架、ＴＭＮ等。但由于不同的網絡管理模式之間均不能被輕易地綜合在一起，因此業界一直在嘗試著用新的技術把它們集成起來。

　　在諸多的管理框架中,ＴＭＮ的一致性管理框架涵蓋了計算機和電信網絡管理，被認為是很好的解決方案, 但ＴＭＮ標準并沒有得到具體的實現，這已成為網絡管理領域的一個主要問題。然而，對象管理組（ＯＭＧ）提出的公共對象請求代理結構（ＣＯＲＢＡ）則被廣泛應用于開發分布式系統，為在分布式環境中應用互操作提供了基礎，且特別適合于網絡管理系統的集成。例如，基于Ｗｅｂ的管理框架已逐漸被廣泛使用，實現了與ＣＯＲＢＡ技術的無縫集成。另外，ＯＭＧ組織還實現了ＣＯＲＢＡ接口定義語言（ＩＤＬ）到Ｊａｖａ的映射，用Ｊａｖａ實現了ＣＯＲＢＡ類，使得Ｊａｖａ應用程序能通過ＩＩＯＰ協議使用ＣＯＲＢＡ服務等等。

　　本文所設計和實現的主要是光同步數字傳送網(ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ)的管理網(ＳＭＮ)。ＳＭＮ是管理ＳＤＨ網元的ＴＭＮ子網，遵循和繼承了ＴＭＮ的結構，因此需要運用ＣＯＲＢＡ和Ｗｅｂ技術綜合研究的成果，使ＳＭＮ成為一種新的ＳＤＨ傳送子網綜合管理系統。

　?。?ＳＤＨ傳輸網綜合管理平臺的層次設計

　　綜合ＳＤＨ傳送網可以劃分為多個子網管理域，如國家干線網、省級干線網域等，而每個廠商的ＳＤＨ設備及其網元管理系統（ＥＭＳ）僅能構成單個子網管理域，即每個ＥＭＳ只能管理自家廠商的ＳＤＨ設備，且只能在網元管理層提供基于單個網元的管理功能，而不能在子網管理層提供基于網元之間連接關系的管理功能和對端到端的電路和業務直接進行管理。為了對子網管理域中的多廠商ＳＤＨ設備進行集中管理，提高對子網管理域的管理能力，需要在子網管理層建立ＳＤＨ子網管理系統（ＳＮＭＳ），用于管理多個ＥＭＳ，再由ＳＭＮ管理整個管理域內所有的ＳＮＭＳ，即建立起基于ＣＯＲＢＡ技術的綜合網絡管理平臺。其軟件分層結構及層間接口如圖１所示。

　　在基于ＣＯＲＢＡ技術的ＳＤＨ綜合網絡管理平臺結構中，要實現向上提供Ｑ３、ＳＮＭＰ、ＴＣＰ／ＩＰ的數據流，并提供基于ＣＯＲＢＡ接口的網絡級故障、性能、配置、安全和業務管理，其關鍵技術是建立統一的ＣＯＲＢＡ網絡管理信息模型和ＳＮＭＳ與ＥＭＳ之間的接口，包括信息模型接口及數據接口。

　　這里ＴＣＰ／ＩＰ數據流、ＳＮＭＰ協議及ＭＩＢ對象、ＴＭＮ／Ｑ３協議及ＧＤＭＯ對象，與ＣＯＲＢＡＩＩＯＰ協議和ＩＤＬ對象之間的轉換是由通信接口組件功能模塊實現的，各廠家提供的ＥＭＳ均依靠這種網關轉換功能實現向統一的ＣＯＲＢＡ網絡管理信息模型的映射。因此，包括網絡層和業務層管理功能和信息模型在內的統一的ＣＯＲＢＡ網絡管理信息模型是此項研究的關鍵所在。

　　另外，管理平臺向終端用戶提供統一的ＣＯＲＢＡ接口，能夠很好地支持基于Ｊａｖａ的應用程序界面，使圖形用戶接口能夠在任何Ｗｅｂ瀏覽器上運行。特別是用戶界面層在ＣＯＲＢＡ接口之上用Ｊａｖａ作為編程語言，很容易編制出ＳＤＨ管理系統的分布式圖形用戶界面程序。ＳＤＨ網絡管理平臺的每個模塊也都可以作為ＣＯＲＢＡ組件并通過ＯＲＢ與其它部分相聯，容易實現綜合管理。在不同的管理平臺之間還可以通過ＣＯＲＢＡ接口相互連接，因而有效地容納和支持了網絡規模的擴大和網絡復雜度的增加?熏提高了系統的靈活性?熏增強了系統的伸縮性。

　?。?ＳＤＨ傳輸網綜合管理系統的設計

　　現在介紹ＳＤＨ傳輸網綜合管理系統的設計。

　　２．１ＳＤＨ傳輸網綜合管理系統的結構

　?。樱模葌鬏斁W綜合管理系統（ＳＮＭＳ）的設計要遵循ＴＭＮ框架并結合ＳＤＨ傳送網的具體特點和應用。其中主要考慮的是如何實現多廠商設備環境下的Ｑ３網關功能，要把多個廠商和多種設備組成的不同管理域的傳送子網進行統一的管理。

　?。樱模葌鬏斁W綜合管理系統是ＴＭＮ的一個子網，在多廠商環境下，各個廠家提供的ＳＤＨ及其ＥＭＳ向上提供統一的Ｑ３接口，但實際的情況是在網絡管理層與傳送子網管理層之間，各廠家提供的ＥＭＳ向上的接口均有所不同，需要遵循ＩＴＵ－Ｔ推薦的標準及相關的協議進行設計。例如遵循ＩＴＵ－Ｔ推薦標準Ｑ．８１１和Ｑ．８１２分別定義的Ｑ３接口的第１層到第４層的低層通信協議，第５到７層的高層應用協議，以及推薦使用的基于ＴＣＰ／ＩＰ的ＲＦＣ１００６作為底層的傳輸協議和基于ＣＭＩＰ協議的網絡管理層?熏網元管理層接口之間的交換信息，需要通過ＣＭＩＰ協議實現管理信息在ＳＮＭＳ與ＥＭＳ之間的傳送等等。

　　所設計的傳輸網綜合管理系統對ＳＤＨ的管理功能包括網絡資源管理、故障管理、性能管理以及端到端路由的計算等。其系統由管理應用程序、管理信息庫、基于Ｗｅｂ的管理服務器和網關組成，如圖２所示。傳送子網中的代理（Ａｇｅｎｔ）不屬于管理系統。

　　在使用ＣＯＲＢＡ和Ｊａｖａ技術實現的ＳＤＨ傳輸網綜合管理系統中，管理應用模塊由四部分，即網關、管理信息樹及數據庫、管理者進程和ＧＵＩ用戶界面組成。由于實際使用的多廠商設備都向上提供統一的Ｑ３接口，因此開發中需主要考慮Ｑ３網關功能的實現和ＧＤＭＯ／ＡＳＮ．１信息模型到ＣＯＲＢＡ信息模型的轉換。圖２中下面部分的Ｑ３Ａｇｅｎｔ表示不同廠家設備的子網管理接口。代理通過ＣＭＩＰ協議響應管理應用程序的查詢操作并主動上報事件?熏管理者通過ＣＯＲＢＡ／ＣＭＩＰ網關來與代理通信，并由ＣＯＲＢＡ組件構成的管理應用系統完成各種管理功能及通過Ｗｅｂ瀏覽器與用戶交互。

　　管理信息庫由數據庫系統和一組操縱數據庫的ＣＯＲＢＡ接口組成。數據庫系統負責存儲信息模型中管理對象的實例和事件，并利用數據庫最優查詢算法進行查詢，以及利用分布式數據庫系統的存儲一致性和故障容錯性來恢復性能和獲得可靠性。同時，數據庫系統還可在不同管理域之間進行信息模型的轉換，或者在被管對象轉換映射信息和對象標識時，由被管對象在數據庫中查詢所需的信息。

　?。玻?基于Ｗｅｂ管理的應用程序

　　由于Ｗｅｂ有獨立的平臺，且易于控制和使用，因而常被用來實現可視化的顯示，這里的應用程序就是采用基于Ｗｅｂ的分布式的Ｂｒｏｗｅｒ／Ｓｅｒｖｅｒ結構來實現圖形用戶界面的。Ｗｅｂ管理應用程序分為客戶端和服務器端，兩者之間用ＨＴＴＰ協議進行通信，服務器端程序主要將用戶命令發送給網絡設備上的代理進程，并將代理進程的執行結果保存到數據庫之中，同時將數據庫的變更消息發送給客戶端顯示?？蛻舳说某绦蜻x用了Ｊａｖａ的Ａｐｐｌｅｔ，因為Ａｐｐｌｅｔ的功能強大，圖形組件豐富，能與多種瀏覽器兼容。

　?。玻?ＣＯＲＢＡ／ＣＭＩＰ網關

　　為了使ＣＯＲＢＡ能夠操作ＣＭＩＰ／ＣＭＩＳ協議，必須在相關的對象模型之間進行映射并在管理域的邊界上進行協議轉換。但實現ＣＭＩＰ網關必須完成兩個轉換，一是規則轉換，用于ＧＤＭＯ和接口定義語言（ＩＤＬ）之間轉換機制，即從ＧＤＭＯ對象定義到ＩＤＬ定義的轉換，這是必需的。二是交互轉換，即為涵蓋不同管理域的協議之間的動態轉換機制，允許一個域中的對象在另一個域內表示。對于ＧＤＭＯ和ＩＤＬ之間的轉換，是通過ＧＤＭＯ－ＩＤＬ轉換器實現的，這個轉換器把ＧＤＭＯ文件轉換成ＣＯＲＢＡ對象的ＩＤＬ定義，然后用ＩＤＬ創建ＣＯＲＢＡ管理對象，并由ＣＯＲＢＡ網關功能實現ＥＭＳ管理域內ＣＭＩＰ／ＣＭＩＳ協議與ＣＯＲＢＡ管理域內ＩＩＯＰ協議的相互動態轉換。其ＣＯＲＢＡ網關的邏輯結構如圖３所示。

　?。茫希遥拢辆W關是ＵＮＩＸ進程和數據庫的集合，用來把ＩＤＬ表示的ＣＯＲＢＡ請求轉換成可移植的管理接口（ＰＭＩ）請求，ＰＭＩ與代理通過ＣＭＩＳ協議進行通信。另外，ＣＯＲＢＡ網關同樣要把ＰＭＩ響應和ＰＭＩ事件轉換成ＩＤＬ響應和ＣＯＲＢＡ事件，這就把各個傳送子網提供的Ｑ３接口的ＣＭＩＰ／ＣＭＩＳ協議轉換成了ＣＯＲＢＡ管理域內的ＩＩＯＰ協議，實現了ＥＭＳ管理域和ＣＯＲＢＡ管理域中不同協議的動態轉換。

　?。玻?管理應用程序　

　　下載的ＪａｖａＡｐｐｌｅｔ連接到管理者應用程序，即可使用戶執行各種操作，比如ＣＲＥＡＴＥ、ＧＥＴ、ＳＥＴ、ＤＥＬＥＴＥ屬性值操作等。而創建或者刪除事件轉發鑒別器則可允許或禁止告警，接收事件和修改接收事件上報的閾值，允許和禁止日志功能等。對于管理者程序，則負責將代理返回的消息及響應結果保存到數據庫并同步發送給客戶端。

　　為了給用戶提供管理功能，必須構造支持ＧＵＩ的ＣＯＲＢＡ組件，以由它們把管理數據傳送給運行在Ｗｅｂ瀏覽器上的ＪａｖａＡｐｐｌｅｔｓ，ＪａｖａＡｐｐｌｅｔｓ則有管理程序提供檢索代理的接口。當管理者從ＪａｖａＡｐｐｌｅｔｓ接收到輸入的信息后，通過網關支持的接口把操作請求發送給代理并向上返回代理操作的結果，當管理者接收到代理的通知或者告警消息時，就會通過ＪａｖａＡｐｐｌｅｔｓ初始化建立起來的Ｊａｖａ／ＣＯＲＢＡ事件通道將消息上報。

　?。?結論

　　研究基于ＴＭＮ管理框架的ＳＤＨ傳送網綜合網絡管理系統，是用ＣＯＲＢＡ和Ｊａｖａ技術來實現基于Ｗｅｂ的ＳＤＨ管理平臺的，因而給用戶提供了一個友好、易于使用的界面。其后續工作包括擴展管理結構，實現其它ＴＭＮ服務和根據實踐進行性能、規模的評估等。

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　?。郏玻荨。桑裕眨?ＲｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎＭ．３０１０．ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓｆｏｒａＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔＮｅｔｗｏｒｋ［Ｚ］．１９９６．

　　［３］?。希停牵?ＣＯＲＢＡ－ＢａｓｅｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＮｅｔ－ｗｏｒｋＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ［Ｚ］．ＯＭＧＷｈｉｔｅＰａｐｅｒ,１９９６．

　?。郏矗?ＳｕｎＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓＩｎｃ．ＳｏｌｓｔｉｃｅＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　Ｍａ－ｎａｇｅｒ４．１ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ［Ｚ］．２００２．

　　
摘自　天津通信技術

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