郭建華 ，彭慶華 ，王 輝

（1.廣東技術(shù)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院 廣州 510665；2.億陽信通股份有限公司 北京 100093；3.北京地杰通信設(shè)備股份有限公司 北京 100016）

1 引言

隨著我國電信運(yùn)營商IP承載網(wǎng)的不斷完善，扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐步清晰，專業(yè)之間的關(guān)聯(lián)性、聯(lián)動(dòng)性更加突出。按專業(yè)分別建立的運(yùn)維支撐系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)資源信息分散在多個(gè)系統(tǒng)中獨(dú)立維護(hù)，信息冗余嚴(yán)重，共享困難，難以有效地支撐跨專業(yè)的資源調(diào)度、告警關(guān)聯(lián)和業(yè)務(wù)開通，因此急需建立一個(gè)共享的、跨專業(yè)的綜合網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，以支撐跨專業(yè)的運(yùn)維流程。IP承載網(wǎng)作為新一代支持語音、視頻、數(shù)據(jù)、企業(yè)互聯(lián)等多種業(yè)務(wù)的核心承載平臺(tái)，資源信息共享的需求尤其迫切，是建設(shè)綜合網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的最佳切入點(diǎn)。建立一個(gè)可擴(kuò)展的、適應(yīng)業(yè)務(wù)變化的資源信息模型，是建設(shè)綜合網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的首要任務(wù)。共享信息/數(shù)據(jù)（shared information/data，SID）模型作為電信下一代運(yùn)營軟件 （next generation operation system and software，NGOSS）系統(tǒng)的核心知識(shí)庫，為建立資源信息模型提供了方法論的指導(dǎo)，成為指導(dǎo)電信運(yùn)營商建設(shè)下一代運(yùn)維支撐系統(tǒng)的參照規(guī)范[1]。

本文參照SID建模方法，結(jié)合我國電信運(yùn)營商IP承載網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)營業(yè)務(wù)流程，建立一個(gè)IP承載網(wǎng)及相關(guān)軟交換接入的資源信息模型，實(shí)現(xiàn)軟交換服務(wù)器（softswitch server，MSS）和媒體網(wǎng)關(guān)（media gateway，MGW）端到端關(guān)聯(lián)和跨專業(yè)資源信息共享，進(jìn)而支撐跨專業(yè)資源調(diào)度和告警關(guān)聯(lián)分析。

2 SID資源建模

SID模型根據(jù)電信運(yùn)營商共享信息和數(shù)據(jù)定義的需求，在模型的組織上，采用自上向下的建模方法，按照管理域→業(yè)務(wù)聚合體→業(yè)務(wù)實(shí)體，逐層細(xì)化地描述電信領(lǐng)域的事物和事物間關(guān)系。在模型的具體描述上，SID繼承了元數(shù)據(jù)建模理論，采用UML和XML對(duì)模型的業(yè)務(wù)功能進(jìn)行描述，從而建立一個(gè)忽略具體技術(shù)細(xì)節(jié)的、平臺(tái)獨(dú)立的信息模型。在模型的具體設(shè)計(jì)上，SID針對(duì)特定環(huán)境下經(jīng)常出現(xiàn)的有代表性的問題，靈活運(yùn)用設(shè)計(jì)模式，從而建立一個(gè)具有良好適應(yīng)能力和可擴(kuò)展能力的模型結(jié)構(gòu)[1]。

資源域是SID框架的管理域之一，SID將資源分為物理資源（PhysicalResource）和邏輯資源（LogicalResource），物理資源即網(wǎng)絡(luò)上具體的物理設(shè)備，邏輯資源即與業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)的智能實(shí)體，如IP地址、操作系統(tǒng)。SID分別用兩個(gè)附件對(duì)物理資源和邏輯資源進(jìn)行了詳細(xì)描述[2,3]。SID是針對(duì)電信領(lǐng)域的共性特點(diǎn)建立的一個(gè)抽象的資源信息模型，模型過于抽象導(dǎo)致無法直接作為設(shè)計(jì)應(yīng)用于具體的項(xiàng)目，但是其資源模型框架可以作為電信運(yùn)營商建立各自資源模型的參考框架，其分層抽象、UML描述、運(yùn)用設(shè)計(jì)模式的建模方法也具有很好的指導(dǎo)意義。

3 IP承載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

我國電信運(yùn)營商主要采用MPLS技術(shù)組建IP承載網(wǎng)，MPLS網(wǎng)絡(luò)由P路由器和PE路由器組成。P路由器負(fù)責(zé)MPLS流量的轉(zhuǎn)發(fā)，位于網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部。PE路由器負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的接入和MPLS VPN組織，位于網(wǎng)絡(luò)的邊緣[4]。我國的電信網(wǎng)絡(luò)龐大，IP承載網(wǎng)均采用分層組網(wǎng)結(jié)構(gòu)[5～7]，分為核心層、匯聚層和接入層，核心層由核心路由器（core router，CR）及中繼鏈路構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)省間業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)接功能；匯聚層由匯聚路由器 （backbone router，BR）及BR之間、BR至接入路由器（access router，AR）的中繼鏈路組成，實(shí)現(xiàn)各省業(yè)務(wù)向核心層網(wǎng)絡(luò)的匯聚以及部分省間業(yè)務(wù)的疏導(dǎo)；接入層由AR及AR之間、AR至BR的中繼鏈路組成，實(shí)現(xiàn)各地市業(yè)務(wù)向匯聚層的匯聚以及部分地市間業(yè)務(wù)的疏導(dǎo)，各路由器一般成對(duì)設(shè)置，形成異地保護(hù)。但是網(wǎng)絡(luò)分層也不是絕對(duì)的，有時(shí)一個(gè)路由器需要同時(shí)承擔(dān)多個(gè)角色，或者在各個(gè)角色之間切換。承載業(yè)務(wù)方面，目前我國電信運(yùn)營商以接入軟交換核心網(wǎng)為主，MSS和MGW 統(tǒng)一接入CE （customer edge，CE）路由器上，再由CE路由器統(tǒng)一接入IP承載網(wǎng)的AR。

4 IP承載網(wǎng)資源信息模型構(gòu)建

4.1 資源分解與業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)

參考SID的資源分解，本文將資源分解為物理資源和邏輯資源，物理資源為各類可視的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如路由器，邏輯資源是關(guān)聯(lián)在物理資源之上的抽象配置，如IP地址。資源分解及其業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)模型UML描述如圖1所示。物理資源可不關(guān)聯(lián)，或者關(guān)聯(lián)多個(gè)邏輯資源，兩者的關(guān)系用支持（PResourceSupportsLResource）來描述。位置（Location）是資源的一個(gè)重要屬性，在SID框架中，位置屬于公共域的范疇，在此主要描述資源的地理位置。服務(wù)（Service）屬于服務(wù)域的范疇，但是資源脫離服務(wù)將失去其業(yè)務(wù)價(jià)值，因此本文將相關(guān)的服務(wù)也納入建模范圍，主要描述與資源調(diào)度和查詢相關(guān)的服務(wù)，一個(gè)服務(wù)可能使用（ServiceUtilizes）零個(gè)或多個(gè)資源。

4.2 物理資源模型

實(shí)現(xiàn)MGW到MSS的端到端關(guān)聯(lián)是建模的核心目標(biāo)之一，因此物理資源包括IP承載網(wǎng)的各類路由器（AR、BR、CR）、軟交換接入設(shè)備（CE、MSS、MGW）及物理鏈路。物理資源模型抽象如圖2所示。

物理資源抽象為設(shè)備（Device）和硬件（Hardware）兩大類，設(shè)備是能獨(dú)立運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)單元，如路由器，硬件則是組成設(shè)備的物理單元，如板卡，設(shè)備和硬件是組成（ConsistOf）關(guān)系。

設(shè)備按照功能類型劃分為路由器 （Router）、MSS和MGW，其中路由器包括AR、BR、CR和CE。這些設(shè)備在業(yè)務(wù)上有著明顯的區(qū)別，不同類型設(shè)備在管理上需要維護(hù)不同的設(shè)備屬性，但是就某一具體設(shè)備而言，可能具備同時(shí)承擔(dān)多種功能的能力，如華為NE40系列路由器可以作為AR、BR、CR或者CE，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中還存在BR和AR合設(shè)現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)調(diào)整時(shí)路由器用途也會(huì)發(fā)生變化。為了適應(yīng)組網(wǎng)的靈活性和動(dòng)態(tài)性，細(xì)化的設(shè)備類型不直接從設(shè)備類派生，而是采用角色模式，抽象出一個(gè)設(shè)備角色（DeviceRole），一個(gè)設(shè)備承擔(dān)（DeviceTakesOn）一種或多種設(shè)備角色，兩者之間是組成關(guān)系。當(dāng)設(shè)備功能發(fā)生變化時(shí)，設(shè)備本身固有屬性不需要變化，只需變化其承擔(dān)的設(shè)備角色屬性即可。設(shè)備角色下再派生出AR、BR、CR、CE、MSS、MGW 等具體角色類型。

為了描繪設(shè)備的狀態(tài)和能力，硬件應(yīng)該包括機(jī)框（Shelf）、槽位（Slot）、板卡（Card）、端口（PhysicalPort）和 物理鏈路（PhysicalLink），為了保持可擴(kuò)展性，板卡抽象為部件 （Equipment），未來還可以繼續(xù)由此派生其他可插拔部件。機(jī)框和槽位作為部件貯存的容器，抽象為部件容器（EquipmentHolder），它與部件是貯存（EquipmentInHolder）關(guān)系，機(jī)框中包含槽位，這種包含關(guān)系用組合模式來描述，部件容器派生為組合容器 （HolderCompsite）和原子容器（HolderAtomic），組合容器中可以包含其他容器，機(jī)框?qū)儆诮M合容器，槽位屬于原子容器。物理端口與部件是依附（PortOnEquipment）關(guān)系，一個(gè)部件可包含多個(gè)物理端口。就IP承載網(wǎng)而言，物理端口類型主要有FE、GE、POS等。物理鏈路與物理端口是連接（PlugsInto）關(guān)系，物理鏈路通過物理端口連接設(shè)備，主要有光纖（Fiber）和銅纜（Copper）兩種類型。

4.3 邏輯資源模型

邏輯資源首先描述IP子網(wǎng) （IPSubNet）、IP地址（IPAddress）、虛擬局域網(wǎng)（VLAN）、子接口（SubInterface）等碼號(hào)資源以及拓?fù)滏溌罚═opoLink）和邏輯拓?fù)洌═opology）。邏輯資源模型抽象如圖3所示。IP子網(wǎng)、IP地址、虛擬局域網(wǎng)、子接口均抽象為碼號(hào)（Number），碼號(hào)是資源調(diào)度的主要對(duì)象。子接口從物理端口劃分出來，兩者是聚合（PhysicalPortHasInterface）關(guān)系，一個(gè)物理端口可包含多個(gè)子接口，子接口邏輯上的連接抽象為拓?fù)滏溌?，而拓?fù)滏溌放c物理鏈路是聚合（PlinkHasTPLink）關(guān)系，一條物理鏈路可劃分出多條拓?fù)滏溌?。而多個(gè)設(shè)備及它們之間的拓?fù)滏溌穭t組成了一個(gè)邏輯拓?fù)?，MSS及其歸屬的MGW沿著CE-AR-BR的邏輯鏈路向上追溯，最終它們會(huì)匯聚在同一對(duì)BR上，即可獲取MSS-CE-AR-BR-AR-CE-MGW的跨專業(yè)關(guān)聯(lián)拓?fù)洹Ｒ部筛鶕?jù)需要自由組合為全網(wǎng)拓?fù)?、某一設(shè)備的拓?fù)洹⒈镜鼐W(wǎng)拓?fù)涞取?/p>

4.4 服務(wù)模型

SID將服務(wù)分為面向資源服務(wù)（ResourceFacingService）和面向客戶服務(wù)（CustomerFacingService），根據(jù)跨專業(yè)資源調(diào)度和告警關(guān)聯(lián)分析的需要，本文規(guī)劃出CE接入服務(wù)（CE2ARService）、軟交換接入服務(wù)（SSAccessService）和軟交換端到端關(guān)聯(lián)服務(wù) （SSEnd2EndService）。服務(wù)模型如圖4所示。

CE接入服務(wù)主要支撐CE接入AR的資源調(diào)度，涉及CE和AR的子接口和IP地址的分配、鏈路配置等。軟交換接入服務(wù)主要支撐軟交換網(wǎng)元接入CE的資源調(diào)度，涉及軟交換網(wǎng)元和CE的子接口和IP地址分配。由于跨專業(yè)資源共享的障礙，電信運(yùn)營商一般將軟交換網(wǎng)元接入IP承載網(wǎng)拆分成兩個(gè)獨(dú)立的流程，而基于CE接入服務(wù)和軟交換接入服務(wù)，軟交換網(wǎng)元接入IP承載網(wǎng)可由一個(gè)跨專業(yè)資源調(diào)度流程實(shí)現(xiàn)，從而提高運(yùn)維效率。

軟交換端到端服務(wù)主要支撐軟交換核心網(wǎng)中MSS與MGW之間端到端的關(guān)聯(lián)查詢，因?yàn)橘Y源跨專業(yè)統(tǒng)一管理，按照邏輯鏈路追溯可獲取跨專業(yè)關(guān)聯(lián)信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)跨專業(yè)的告警關(guān)聯(lián)分析，提高運(yùn)維效率。

5 IP承載網(wǎng)資源信息模型實(shí)現(xiàn)

參考廣東某電信運(yùn)營商的需求和數(shù)據(jù)，對(duì)上述資源模型進(jìn)行構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了IP承載網(wǎng)資源的存量管理、跨專業(yè)資源調(diào)度和端到端關(guān)聯(lián)查詢服務(wù)。實(shí)現(xiàn)時(shí)根據(jù)需求對(duì)資源屬性進(jìn)行了細(xì)化，如設(shè)備的屬性包括設(shè)備序列號(hào)、資產(chǎn)編號(hào)、入網(wǎng)時(shí)間等，利用數(shù)據(jù)庫對(duì)資源對(duì)象屬性及其關(guān)系進(jìn)行持久化存儲(chǔ)。資源建模平臺(tái)采用了Amdocs公司的Cramer資源管理平臺(tái)，采用JavaEE平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。其中，邏輯拓?fù)淇梢宰杂山M合，可以從設(shè)備、端到端、地域等多視角觀察設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)。圖5展示了跨地市關(guān)聯(lián)的MSS和MGW之間的端到端關(guān)聯(lián)拓?fù)洌渲蠫ZDS13為廣州的 MSS，ZHDM01和 ZSDM01分別為珠海和中山的MGW，ZHDM01和ZSDM01在軟交換核心網(wǎng)中邏輯上歸屬于GZDS13，3個(gè)軟交換網(wǎng)元均通過CE接入各自的AR，最后匯聚到廣州BR1和廣州BR2。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲幸诧@示了CE和IP承載網(wǎng)中路由器均成對(duì)部署，形成異地保護(hù)。

6 結(jié)束語

本文參考SID的建模方法，抽象IP承載網(wǎng)和軟交換核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體及其關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立了IP承載網(wǎng)的資源模型，運(yùn)用組合模式、角色模式、抽象模式等設(shè)計(jì)模式使模型具有充分的擴(kuò)展性和適應(yīng)性，最后結(jié)合某運(yùn)營商的需求和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了資源管理系統(tǒng)的原型，實(shí)現(xiàn)了MSS與MGW的端到端關(guān)聯(lián)拓?fù)洌瑸橛行е慰鐚I(yè)的資源調(diào)度流程和告警關(guān)聯(lián)分析奠定了基礎(chǔ)。

電信運(yùn)營商的最終目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)資源信息的共享，進(jìn)而建立適應(yīng)業(yè)務(wù)持續(xù)變化并可平滑過渡的下一代運(yùn)維支撐系統(tǒng)。而IP承載網(wǎng)資源信息模型是實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)資源信息共享的一個(gè)最佳切入點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)逐步擴(kuò)展是建立下一代運(yùn)維支撐系統(tǒng)的可行途徑。

1 TMF.GB921_concepts_and_principles_V8-1,2008

2 TMF.GB922_addendum_5PR_v3.1,2008

3 TMF.GB922_addendum_5LR_v3.1,2008

4 郭仕剛.IP承載網(wǎng)MPLS VPN技術(shù).現(xiàn)代電信科技,2008（9）:13～16

5 賈雪峰.基于IP承載網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)分組業(yè)務(wù)承載方案研究.數(shù)據(jù)通信,2008（4）:46～48

6 潘崇道,單炳云.中國移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)IP化承載組網(wǎng)探討.電信科學(xué),2009（5）:94～98

7 王光.構(gòu)建中國移動(dòng)IP多業(yè)務(wù)承載網(wǎng).移動(dòng)通信,2009（4）:85～88