邵華欣, 李振富, 劉彩麗

摘 要：綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)、評(píng)估、管理的準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)。從有利于通信網(wǎng)集中統(tǒng)一管理，適合通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，立足現(xiàn)狀，著眼發(fā)展和采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)四個(gè)方面分析了系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需求，然后采用基于CORBA的TMN架構(gòu)，從功能體系結(jié)構(gòu)、信息體系結(jié)構(gòu)和物理體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng); 體系結(jié)構(gòu); TMN; CORBA

中圖分類號(hào)：TN915-34

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-373X(2011)09-0021-04

System Structure Design for Integrated Network Management System

SHAO Hua-xin, LI Zhen-fu, LIU Cai-li

(Xian Communication College, Xian 710106, China)

Abstract： The system structure of integrated network management system is the rule and standard of system design, construction, evaluation and management. The design requirement of system structure is analyzed from four aspects such as available for integrated management of communication network, applicable for characteristics of communication network, suitable for current development and, and adopting proper technique. The system structure is designed based on TMN structure of CORBA through function system structure, information system structure and physics system structure.

Keywords： integrated network management system; system structure; TMN; CORBA

0 引 言

隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，通信網(wǎng)種類越來越多，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，按傳輸手段分有有線網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、短波網(wǎng)、超短波網(wǎng)等；按傳輸業(yè)務(wù)分有數(shù)據(jù)網(wǎng)、電話網(wǎng)、視訊網(wǎng)、廣播網(wǎng)等［1］。為適應(yīng)現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)各專業(yè)網(wǎng)分別建立了各自的網(wǎng)管系統(tǒng)，這些專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)各自網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測、指揮調(diào)度、資源分析，但無法對(duì)跨網(wǎng)系的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制，同時(shí)也造成了各專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)自成體系，單獨(dú)管理，互連互通困難，信息交互不便，操作界面多樣，網(wǎng)管接口不一等問題。這種孤立的管理嚴(yán)重制約了通信網(wǎng)整體效能的發(fā)揮。

面對(duì)這樣的情況，急需建立一個(gè)綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，把現(xiàn)有的各專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)綜合起來進(jìn)行管理，解決各專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)之間互相獨(dú)立的問題，從而實(shí)現(xiàn)資源共享，信息互換。建立綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，必須對(duì)其體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，沒有科學(xué)合理的體系結(jié)構(gòu)，必將影響系統(tǒng)作用的發(fā)揮和管理功能的實(shí)現(xiàn)。

1 綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的概念

系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是對(duì)系統(tǒng)的一個(gè)完整的抽象描述，根據(jù)美軍《C4ISR體系結(jié)構(gòu)》2.0給出的定義，體系結(jié)構(gòu)是指組成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系，以及指導(dǎo)其設(shè)計(jì)和隨時(shí)間演化的原理和指南［2-3］。

綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)、評(píng)估、管理的準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)，為綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)建設(shè)提供一個(gè)統(tǒng)一的框架，是保證將不同的專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)納入到統(tǒng)一的管理平臺(tái)之下，實(shí)現(xiàn)互連、互通、互操作的關(guān)鍵。其根本目的是構(gòu)建起作戰(zhàn)使用人員、設(shè)計(jì)人員和生產(chǎn)廠商之間溝通的橋梁，保證所開發(fā)的系統(tǒng)具有可集成、可互操作、可驗(yàn)證、可比較的特性［4］。

2 體系結(jié)構(gòu)需求分析

綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，與被管網(wǎng)絡(luò)的組織結(jié)構(gòu)、管理需求和管理目標(biāo)密切相關(guān)，在進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)管理體制的特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)與設(shè)計(jì)方法。

(1) 體系結(jié)構(gòu)要有利于通信網(wǎng)集中統(tǒng)一管理

系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要本著各專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)間互連互通、資源共享的原則，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)專業(yè)網(wǎng)管的集中統(tǒng)一控制。

(2) 體系結(jié)構(gòu)要適合通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

通信網(wǎng)分布的地域廣(分布性)、網(wǎng)絡(luò)多樣化(異構(gòu)性)、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不斷擴(kuò)大(伸縮性)。根據(jù)其特點(diǎn)，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足系統(tǒng)的分布式應(yīng)用，并且要有利于系統(tǒng)功能的靈活擴(kuò)展和不同設(shè)備的有效接入。

(3) 要立足現(xiàn)狀，著眼發(fā)展

系統(tǒng)建設(shè)最理想的情況是各種管理系統(tǒng)均采用相同的體系結(jié)構(gòu)，相同的技術(shù)體制，但現(xiàn)有網(wǎng)管設(shè)備體制多樣，所以在進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要立足現(xiàn)狀，不能對(duì)以往的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)全盤否定，要設(shè)計(jì)一種兼容性好，可持續(xù)發(fā)展的體系結(jié)構(gòu)。

(4) 要采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)

由電信網(wǎng)絡(luò)管理的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)可以看出，TMN所定義的功能體系結(jié)構(gòu)和物理體系結(jié)構(gòu)是最系統(tǒng)和最完備的體系結(jié)構(gòu)，但它的信息體系結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)管理框架中對(duì)信息模型的透明共享。而CORBA技術(shù)對(duì)管理信息模型定義具有很強(qiáng)的靈活性，可以采用CORBA技術(shù)來實(shí)現(xiàn)TMN的信息體系結(jié)構(gòu)。另外，基于CORBA的分布式網(wǎng)絡(luò)管理體系的特點(diǎn)就是分布性、異構(gòu)性和伸縮性，適合通信網(wǎng)的特點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)綜合網(wǎng)絡(luò)管理。

綜合以上分析，綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該采用基于CORBA技術(shù)的TMN體系架構(gòu)。

3 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

功能體系結(jié)構(gòu)、信息體系結(jié)構(gòu)和物理體系結(jié)構(gòu)這3個(gè)不同而又相互關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)組成了TMN的完整體系。一般來說，在設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)時(shí)，可以先確定其功能體系結(jié)構(gòu)和信息體系結(jié)構(gòu)，然后再確定物理體系結(jié)構(gòu)［5］。

3.1 功能體系結(jié)構(gòu)

綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的功能體系結(jié)構(gòu)可以劃分為以下四層，由下至上依次為網(wǎng)元／網(wǎng)絡(luò)層、管理接口適配層、管理應(yīng)用層和表示層。如圖1所示。

綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)管理功能數(shù)量多、種類廣，為了簡化其功能的實(shí)現(xiàn)，將管理功能劃分為功能塊，每一功能塊中包含若干管理功能單元，各管理功能分布在不同的功能塊中，各功能塊間利用數(shù)據(jù)通信功能來傳遞消息，通過這種劃分，功能塊間可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)也提高了軟件的重用度。

3.1.1 網(wǎng)絡(luò)層

最下層是各被管理的專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)，這些專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)構(gòu)成了綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的管理對(duì)象。

圖1 綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)功能體系結(jié)構(gòu)

3.1.2 管理接口適配層

位于網(wǎng)絡(luò)層之上的管理接口適配層是綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的核心，它提供網(wǎng)關(guān)和管理接口適配功能。

管理接口適配層向下通過CORBA網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)從CORBA到各網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，使CORBA管理對(duì)象可以與其他網(wǎng)管協(xié)議(CMIP,SNMP或私有協(xié)議)進(jìn)行互操作，其作用是把與協(xié)議無關(guān)的信息結(jié)構(gòu)和交互功能域轉(zhuǎn)換到CORBA接口或進(jìn)行相反的轉(zhuǎn)換。通過CORBA網(wǎng)關(guān)，外部的基于標(biāo)準(zhǔn)的管理協(xié)議和私有管理協(xié)議的現(xiàn)有或在建的各專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)可以很容易地納入綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的管理范圍之內(nèi)。

位于CORBA網(wǎng)關(guān)之上的網(wǎng)關(guān)適配器程序是一系列CORBA對(duì)象，它們?yōu)楦鞴芾砥鹘涌谔峁﹨f(xié)議無關(guān)的網(wǎng)關(guān)功能，對(duì)上層的各管理器提供統(tǒng)一的調(diào)度接口。另外, 網(wǎng)關(guān)調(diào)度器程序利用已配置的管理信息來協(xié)調(diào)協(xié)議轉(zhuǎn)換。

管理接口適配層中的各管理器接口提供對(duì)系統(tǒng)的會(huì)話連接、子網(wǎng)連接、拓?fù)溥B接、節(jié)點(diǎn)、設(shè)備及性能等的管理操作。該管理接口是開放的，與協(xié)議無關(guān)的，并且具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的，可用于管理各種不同技術(shù)體制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

用戶可以根據(jù)具體的需求，增加新的管理器接口或修改管理器接口，使之適應(yīng)特殊的管理需要。

3.1.3 管理應(yīng)用層

在管理應(yīng)用層，利用管理接口適配層的標(biāo)準(zhǔn)接口提供的接口服務(wù)，可以很容易地生成管理應(yīng)用功能模塊，實(shí)現(xiàn)TMN的五大基本管理功能模塊，并可根據(jù)具體的擴(kuò)展接口實(shí)現(xiàn)附加的管理功能模塊。

在這些功能模塊的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步生成綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)，包括：綜合網(wǎng)管應(yīng)用子系統(tǒng)、輔助決策子系統(tǒng)、資源管理子系統(tǒng)、測試評(píng)估子系統(tǒng)等。以這些子系統(tǒng)作為支撐，搭建起整個(gè)綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

3.1.4 表示層

最上層的GUI提供用戶直觀、友好的人機(jī)交互界面，該界面可以支持圖形、文字、表格等多種形式，提供基于WEB方式的和普通C/S應(yīng)用方式的應(yīng)用。

3.2 信息體系結(jié)構(gòu)

綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的信息體系結(jié)構(gòu)應(yīng)建立在支持信息標(biāo)準(zhǔn)化建模的標(biāo)準(zhǔn)化的開放管理的基礎(chǔ)上。用于定義信息的具體技術(shù)，例如面向?qū)ο蠹夹g(shù)，不應(yīng)制約綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和被管系統(tǒng)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方法。綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的信息體系結(jié)構(gòu)可以用信息交互模型和管理信息模型來描述。

信息交互模型規(guī)定了管理信息交互的原則和方式。在管理信息的交互中，使用的是管理者／代理模式，即在管理信息交互過程中，交互雙方將分別承擔(dān)兩種角色。

(1) 被管理的角色：該角色與被管理的網(wǎng)絡(luò)資源有緊密的聯(lián)系，但不是被管理資源本身。這種角色將響應(yīng)管理者角色發(fā)來的管理操作命令，并且將反映被管理資源特性的信息發(fā)送給管理者角色。承擔(dān)這樣角色的實(shí)體稱為代理。

(2) 管理者的角色：在管理交互中，該角色發(fā)出管理操作指令，并且從被管理的角色處接收信息。承擔(dān)這樣角色的實(shí)體稱為管理者。圖2顯示了代理與管理者的交互模式。

圖2 綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)信息交互模型

管理信息模型是對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源及其所支持的管理活動(dòng)的抽象表示。在信息模型中，網(wǎng)絡(luò)資源被抽象為被管對(duì)象。在被管對(duì)象的定義中，要描述的內(nèi)容包括對(duì)被管對(duì)象的描述和行為特性、被管對(duì)象所擁有的屬性、能夠發(fā)出的通知、能夠完成的動(dòng)作，以及被管對(duì)象與其他被管對(duì)象之間的關(guān)系等。模型中的活動(dòng)實(shí)現(xiàn)綜合網(wǎng)絡(luò)管理的各種管理操作，如信息的存儲(chǔ)、提取與處理等［6］。

利用CORBA技術(shù)實(shí)現(xiàn)TMN的信息體系結(jié)構(gòu)，是利用CORBA技術(shù)來實(shí)現(xiàn)管理應(yīng)用程序和如何訪問被管資源，而不是如何利用CORBA描述被管資源，這樣是為了發(fā)揮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)管理模型在管理信息定義以及管理信息通信協(xié)議方面的優(yōu)勢［7］。

在信息體系結(jié)構(gòu)中，引入了SNMP/CORBA,CMIP/CORBA等網(wǎng)關(guān)模塊。以SNMP/CORBA為例，CORBA管理者對(duì)被管對(duì)象的描述以IDL的形式給出，按SNMP語法返回給客戶的操作結(jié)果被轉(zhuǎn)換為CORBA IDL的形式。被管理方與外界進(jìn)行交互式使用的是SNMP，SNMP/CORBA網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)對(duì)這些交互進(jìn)行翻譯。CORBA管理者接收并處理SNMP的管理信息、Trap通報(bào)，通過IDL實(shí)現(xiàn)對(duì)MIB的訪問。這種方式最大的優(yōu)勢就在于用戶可以不十分熟悉SNMP協(xié)議［8］ 。CMIP/CORBA網(wǎng)關(guān)模塊具有類似的結(jié)構(gòu)和功能。

3.3 物理體系結(jié)構(gòu)

綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)物理體系結(jié)構(gòu)就是為實(shí)現(xiàn)綜合網(wǎng)絡(luò)管理所需要的各種物理配置的結(jié)構(gòu)。綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)提供傳送和處理與通信網(wǎng)管理有關(guān)的信息的方法，由下列物理成分組成：操作系統(tǒng)(OS)、中介器(MD)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(DCN)、工作站(WS)、網(wǎng)絡(luò)單元(NE)、Q適配器(QA)［9］。綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的物理體系結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)物理體系結(jié)構(gòu)

圖3顯示綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)由多個(gè)物理實(shí)體組成。這種物理體系結(jié)構(gòu)，使得綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)有能力在多廠商的環(huán)境下對(duì)任何通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、組織、維護(hù)等進(jìn)行管理。

應(yīng)用服務(wù)器實(shí)體完成大部分OSF功能，如配置管理、故障管理、性能管理、安全功能等；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器完成OSF中的數(shù)據(jù)庫功能，這兩個(gè)實(shí)體共同完成了OSF功能，在物理體系結(jié)構(gòu)中屬運(yùn)營系統(tǒng)。

綜合網(wǎng)管終端完成管理功能的接入和顯示，實(shí)現(xiàn)了WSF功能，為物理體系結(jié)構(gòu)中的工作站實(shí)體(WS)。光纜網(wǎng)管、電話網(wǎng)管等在綜合網(wǎng)管系統(tǒng)中屬于被管理的設(shè)備，即物理體系結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)元(NE)。一般來說，網(wǎng)元與數(shù)據(jù)采集適配器相連，由數(shù)據(jù)采集適配器實(shí)體完成數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、適配等功能，屬物理體系結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換實(shí)體［10］。

DCN主要用于各物理實(shí)體間的通信，從物理結(jié)構(gòu)上看，DCN實(shí)際上是將各通信網(wǎng)中所有被管通信設(shè)備的管理接口連接在一起，由網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)管信息的讀取和分析。DCN是網(wǎng)管信息的傳送平臺(tái)，DCN性能的好壞，直接決定了網(wǎng)管系統(tǒng)效益的發(fā)揮。

4 結(jié) 語

將CORBA技術(shù)與TMN結(jié)合起來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理是實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)系綜合網(wǎng)絡(luò)管理的一個(gè)很好的思路，本文將CORBA技術(shù)運(yùn)用到綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，利用CORBA技術(shù)實(shí)現(xiàn)TMN的體系結(jié)構(gòu)，給出了一個(gè)比較合理的綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將不斷得到改進(jìn)和完善。

參考文獻(xiàn)

［1］沈福祥，肖英.綜合網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)的思考［C］//中國電子學(xué)會(huì)電子系統(tǒng)工程分會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.北京：電子工業(yè)出版社，2009.

［2］黃力，羅愛民.C4ISR體系結(jié)構(gòu)工程概念研究［J］.國防科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，41(1):81-83.

［3］王東霞，趙剛.美軍信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)相關(guān)研究綜述［J］.軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程，2003，17(4)：56-61.

［4］湯寧，尹浩，劉榕.軍事通信網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)概念及構(gòu)建方法［J］.火力與指揮控制，2008(6)：60-63.

［5］李文璟，王智立.網(wǎng)絡(luò)管理原理及技術(shù)［M］.北京：人民郵電出版社，2008.

［6］彭麗，馬秀芳.接口信令與網(wǎng)絡(luò)管理［D］.西安:西安通信學(xué)院，2000.

［7］郭軍.網(wǎng)絡(luò)管理［M］.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2008.

［8］雷雪梅，蘇力萍.現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)管理［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2005.

［9］王厚生，郭詮水.軍事通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理［M］.北京：軍事科學(xué)出版社，2002.

［10］盛建兵，劉海芳，胡國強(qiáng).軍事通信接入網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)管理[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2006,29(15)：52-54.

［11］路欣,彭來獻(xiàn).CORBA在網(wǎng)絡(luò)管理中的研究與應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2006,29(10)：47-49.

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文