接入网网管解决方案_通信工程毕业论文范文
发布时间：2015-03-11
来源：人大经济论坛
接入网网管解决方案_通信工程毕业论文范文
摘要：接入网是由业务结点接口(SN)和相关用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体所组成的为传送信息业务提供所需的承载能力的实施系统。在竞争日益激烈的电信市场，拥有先进的接入网，就拥有了通信市场竞争的主动权，但接入网的建设会对现有的业务体制、运行维护体制和维护手段带来问题，要保证接入网高效、可靠、安全的运行，建立一个统一的接入网网管系统势在必行。本文就接入网及接入网网管的特点入手，分析接入网网管目前存在的问题，进行接入网网管系统改进设计时的需求分析，对系统进行设计，并详细阐述开发系统软硬件开发环境。
关键词：接入网；接入网网管；TMN；
第一章：概述
接入网是由业务结点接口(SNI)和相关用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体（包括线路设施、传输设施等）所组成的为传送信息业务提供所需的承载能力的实施系统。在竞争日益激烈的电信市场，拥有先进的接入网，就拥有了通信市场竞争的主动权，但接入网的建设会对现有的业务体制、运行维护体制和维护手段带来问题，要保证接入网高效、可靠、安全的运行，建立一个统一的接入网网管系统势在必行。基于上述考虑，本接入网网管系统将在遵从电总最新的《用户接入网管理功能与管理接口技术规范》的基础上，建立一个先进、开放、标准、可靠的接入网管理系统，最终达到提高电信企业运行效益的目标。
一、接入网及接入网网管的特点
（1）接入网技术复杂多样，要求接入网的管理系统功能全面。接入网是迄今为止各种技术综合最多的一个网络，例如接入风系统有DLC、PON、FWA、ADSL、HFC，还有APON、VDSL、以太网/LAN接入等。
（2）接入网是一个变化的网络，要保证接入网的可持续性建设，对网管系统的适应性要求很高。一方面接入网本身在发展，新技术和接入方式还在不断涌现；另一方面，接入网中容量系列的范围、接入带宽的范围、地理覆盖的范围、接入业务的种类、环境的要求都是动态变化的。
（3）用户敏感性强。由于接入网直接面向用户，而用户对业务质量的敏感性强，网络管理的一个重要作用就是保证业务质量，因此对接入网网管的实时性和有效性要求比较高。
（4）接入网管理必须是多厂商、多系统/设备环境下的综合管理。
（5）成本投入是接入网的核心问题，接入网管也不例外，在当今竞争激烈的情况下更显重要，因此接入网网管系统的建立应是技术先进、层次高但要成本低。
二、接入网网管目前存在的问题
当前，我国对接入网的维护管理仍主要依靠各厂商的网管系统，各厂家的管理系统及其功能都有差异很难兼容或互通，不能统一管理，管理人员需要通过不同的操作系统管理每一个子网，接入网管理与其他管理系统之间如果有信息交互基本上是通过操作员手工实现的。接入网难管成为接入网发展中的一个主要问题。究其原因固然与接入网及其管理的复杂性有关，也与网管标准和开发应用中存在的一些问题有关。
1、网管标准的制定难以满足开发应用中的需求
从全球通信发展上看，90年代末正是接入网技术开发和应用的活跃时期，接入网新技术飞速发展，使得接入网需要管理的功能项目也越来越纷繁复杂，但管理功能和接口标准的制定工作往往滞后于这些技术的发展，使接入网网管的开发无依可循。在国内已经制定的有关接入网的企业规范中，限于当时的条件，主要只能按照ITU-T已有的文稿编制管理规范，并不完全，不能满足开发应用的需求，更不能满足运行维护的需求。
2、多厂商设备下的互连互通互操作问题
按照过去的管理模式，实现不同厂商设备的互联、互通和互操作要满足四个层次的一致性，这四个层次是逐步依赖的关系。首先通信协议的一致性是所有一致性的基础，只有通信协议保持一致性，才能实现“互联”；在通信协议保持一致性的前提下，还要满足管理信息模型的一致性，管理信息模型保持一致性，才能实现“互通”；在管理信息模型保持一致性的前提下，还要满足管理功能和管理业务的一致性，而只有管理功能和业务满足一致性，才能实现“互操作”。
现在许多电信厂商都推出了接入网产品及其操作管理系统，但不同厂商的接入网仍然难以实现统一网管，这正是因为它们只能满足一个层次或某几个层次的一致性，而不是完整的一致性。形成接入网厂商宣称具备标准Q3接口而运行企业不能实现统一网管的尴尬局面。
3、关于Q3接口
Q3接口技术难度大，软硬件依赖性强，开发周期长，开发费用高，为了提供Q3接口，各厂商需购置Q3接口协议栈，甚至是Manager和Agent开发平台，这些价格昂贵的配置自然提高了开发费用。Q3接口协议栈是由国外少数几家公司提供的专用软件，选择余地小，对于硬件平台要求高，软硬件依赖性强。同时由于Q3接口技术复杂，对开发人员要求高，开发周期长，也提高了开发成本。较高的开发成本必须导致较高的运营成本，因此不利于接入网在我国的建设和发展。
由于现有的TMN管理体系是建立在80年代初电信网技术和应用基础上，存在目标太理想，抽象化要求太高，信息模型的标准化进程太缓慢，OSI满栈协议的效率不高等问题。因此即使标准已制定，但实现难度大、投入大而见效不大，无法在网上实施，达不到预期目的。虽然ITU-T也认识到这个问题，但是进行修补并不是件容易的事情，传统的Q3接口已经不合时宜。
第二章：系统需求分析
系统设计要求
基于目前接入网的状况，在系统设计时应考虑以下几个方面的问题：
为接入网产品提供一致的管理框架
系统具有良好的模块性和可扩展性，模块具有良好的可装卸性
简单、稳定、健壮、用户友好
具有综合管理能力
系统自身的自诊断能力
本地维护和多级网管的无缝集成（包括开发和实际运行）
多级堆叠功能
必须满足电总已有的规范（从功能角度）
二、系统功能需求
配置管理功能
故障管理功能
性能管理功能
安全管理功能
计费管理功能
系统管理功能
TMN诊断功能
三、系统性能需求
稳定性要求
因为网管的远端设备都是无人值守的，稳定性对于网管的正常运行显得至关重要。引进一种监测机制，当发现系统运行趋向于出现异常时，关闭一些功能模块或重新加载系统。
健壮性要求
健壮性主要是指系统处理异常情况的能力。因为网管是分层、分布式的系统，而且每一层都是采用多级结构，上下层之间可能通过WAN，配置比较复杂，这些情况很容易造成出现异常配置。对于异常配置，只能使相应功能失效，而不能影响系统其余部分的正常运行，并且需要给出用户如何修正异常的建议。对于通讯链路和数据库服务器的异常，不应导致程序异常中止。
实时性要求
网管属于实时系统，消息的延迟不能太大。
网管中的交互可以分为两类，一类是纯粹和网管系统的交互，和网元之间没有消息流动；另一类交互涉及到网元：消息先通过网管系统发送到网元，网元对消息处理后，返回结果再通过网管系统传递到用户。第一类交互的响应时间＝网管系统的响应时间；第二类交互的响应时间＝消息通过网管系统的时间（包括上行和下行）＋网元的响应时间。
如果操作涉及的数据量太大，应该采用分批获取数据的方式。对于上下同步数据等大数据量的操作，设计时要考虑所需的时间，并提供进度条给用户以明确的提示。
系统容量要求
容量包括理论容量和实际容量，理论容量受系统设计的影响，比如各种ID的字长；而实际容量只是受到实际系统的硬件配置的限制，比如WAN带宽、计算机内存等。
第三章：系统总体设计
一、系统总体设计原则
1、可靠性
应用软件系统结构的可靠性
系统采用多任务、全网络分布式模块化结构，系统无瓶颈，局部故障不会影响整个系统。
应用软件系统模块化、对象化设计合理，各模块之间功能独立，有利于各模块之间独立设计、独立调试、独立测试、联调容易，保证各模块的可靠和稳定，相应地提高整个系统的可靠程度。
系统中各模块间通信均利用核心消息服务功能，由核心消息服务模块提供通讯服务，核心消息服务模块作为整个网管系统的软件总线，其他网管功能块只需在核心消息服务模块上定义一个全局唯一的模块接入点便可作为通信客户。降低了各功能块通信部分程序设计的复杂性，核心的通信机制有利于系统中信息流动，进行集中管理，监控系统中的信息流向，容易隔离故障，查找问题。
良好的分布式设计使进程不依赖于机器，进程在主机上的分布是灵活可变。单台机器或进程的异常不会导致系统崩溃。
网络体系结构的可靠性
网管软件系统采用分布式体系结构可使系统管理信息及管理功能分布于不同的网管机、前置机上运行，提高系统的可靠性。
软件系统的可靠性
本系统所使用的计算机操作系统是WINDOWS server 2000，具有很高的可靠性，数据库管理系统采用分布式网络数据库Orcale8i。Orcale8i是一种支持客户/服务器方式的数据库系统，是一个面向联机事务处理的可编程数据库，可支持大量的并发用户，提高了系统性能。
网管软件本身的自监控模块通过核心消息服务模块可获得系统各个管理进程的状态信息，判断管理进程的有效性，并对软件故障进行告警及自恢复，保证了管理软件的运行可靠性。
网管软件核心服务中的负荷平衡模块通过核心消息模块及系统自监控模块获得各个网管机的管理负荷，在系统性能下降之前，发出告警并按一定的算法向其他网管机转移负荷。保证系统的可靠运行。
2、开放性
系统采用TMN体系结构中的标准协议和电总规定的规范的接入网管理对象模型及CORBA机制，保证了本网管系统内部、本网管系统与其他网管系统的信息交换。
系统核心层的消息服务模块上的模块接入点(MAP)允许在不影响接入网网管运行的前提下,不断向系统加入新功能，并与其它网管功能无缝集成，不断增强系统的管理能力。
代理实现，这些代理可以根据实际的网管功能的需求可以灵活地扩展。本网管系统网络体系结构采用树状层次结构，高一层的网管系统可以管理多个下级网管系统，这样将有利于本网管系统的进一步扩展。
提供了其他网管的接口，本网管系统交互接口采用XML及CORBA接口方式。
网络管理适配器可以支持多种通讯协议，支持接入网设备的多种接入方式。
提供了数据库查询接口。
提供了与本地网管的接口，即将告警信息实时传送到本地网管。
提供了与112系统的接口。
3、安全性
1、WINDOWS server 2000具有较好的安全性，可以对不同级别的用户进行权限设置。
2、Oracle数据库本身具有很好的安全机制。
3、系统具有操作维护的口令权限的限制。
4、对接入网设备的重大操作指令的使用进行严格控制。
5、对所有进程和设备至本系统的通信线路进行实时监视，当通信线路出现 故障时，系统可以自动切换到备用通信线路及维护端口上。
6、系统采用高强度加密算法来保证系统各部分通信的信息不被窃取、篡改。
7、系统具有管理日志功能，可建立操作的事后审计。
8、对任何接入网设备的操作都进行权限审核。
4、分布式
系统采用分布式对象设计模型，各个功能块相对独立，自成体系，利用核心服务层中的内部消息服务模块，各管理进程能够根据需要在任何一台机器上运行，各软件模块可根据所管的接入设备的多少灵活伸缩，具有很好的可扩展性。系统拟采用DCOM或CORBA技术实现软件模块的分布。
5、高效性
为使系统快速高效地运行，特别是对实时性要求较高的功能，在分布式管理系统中，可以将管理功能分布在网元管理层这一级。
6．通用性
在市场开放竞争的环境中，网络运营者往往是多厂家的设备，当网管系统具备通用性后，就不必为每一种网元都配备厂家专用的网管系统，从而减少了网管系统的复杂性。其次，网管系统的通用性是实现统一简化的运行、管理和维护的先决条件。这样不仅减少了培训费用和维护厂家特有的硬件和软件的成本，而且也减少了大量厂家专有的OAM接口、命令和规程所引起的操作者错误。通用的网管系统使得自动化的运行操作过程变的容易实现，有利于网络资源的最佳利用，减少了投资，节约了运营成本。
二、系统设计的指导思想
1、现代电信网管理（TMN）思想
TMN是一个高度强调标准化的网络，TMN主要定义了网管之间的接口规范及管理对象信息模型，利用TMN的开放体系标准可以使不同的网管之间互通并且可以使网管平滑升级而无须在新的管理业务加入时对网管系统重新进行开发。
2、网络工程设计思想
根据网管系统的信息交互需求，选择不同的通信方式和网络设备建立灵活的通信结构，随着管理范围的扩大、网络信息流量的加大，系统可在原有的结构上逐步升级，保护前期投资，系统无通讯瓶颈，为接入网网管建立一个可靠的支撑平台。
3、软件工程的设计思想
网管系统项目是一个软件工程项目，项目的生命周期包括：调研、设计、实现、测试、安装、维护等主要阶段。采用软件工程管理方法的主要目标是获得具有设计良好的接口，能满足用户要求的易于升级扩展的可靠产品。同时，在开发过程中做到易于并行开发，缩短进度，减少修改，使整个项目按计划进度完成。
4、面向对象设计思想
面向对象设计的主要特性包括：
1）对象是一个可以独立存在的实体，它的内部状态和实现机制均被屏蔽。
2）每个对象均在对象（类）的层次结构中占据一定的位置。每一层次对象继承了上一层次对象的某些属性；而不同的对象间具有某些相同的属性时可以将它们归并成一个类。
3）对象间具有的统一、方便、动态地连接和传递消息的能力和机制。
4）对对象的维护限于对象的内部，而不传播到外部。
本接入网网管项目采用面向对象的开发方法，围绕与接入网真实的组成来构造软件模型，整个网管系统由一系列接入网管理对象集合及其相互关系组成，接入网管理对象由以下几个部分组成：
对外界可见的属性。
可用于被管对象的管理操作。
由被管对象表现的行为，该行为是对管理操作的响应或对其它触发条件的反应。
由被管对象发出的通知。
管理对象中既包括数据也包含行为，实现了数据和操作的一体化，也使对象的各种外部性质与其内部实现的细节的分离，防止由于程序的依赖性而带来频繁变更的影响。另外，由于对象具有继承性，对于具有层次关系的对象类的属性和操作可以共享，大大简少了程序设计的工作量。总的来说，采用面向对象技术进行接入网网管的开发，可带来如下的益处：
对软件系统的理解与客观相对统一。
界面清晰，易于管理。
细节的变更不影响大局，易于扩充。
初期设计时考虑问题不完备不会造成系统后期的返工，提供了逐步改进扩充的空间。
软件的后期维护方便。
可重用性强，易于移植。
5、分布式模块设计思想
系统采用分布式对象设计模型，各个功能块相对独立，自成体系，利用核心服务层中的内部消息服务模块，各管理进程能够根据需要在任何一台机器上运行，各软件模块可根据所管的接入设备的多少灵活伸缩，具有很好的可扩展性。
系统结构设计
（一）网管结构
总体结构设计描述
各级网络管理涉及的对象和范围各不相同，如果去掉处理的一些细节，整个系统的逻辑图如下图1所示。
功能结构框图如图2所示。
框图1和框图2分别从消息传递和功能模块划分的角度描述了网管的体系结构。
1、网管的层次结构
按照电信管理的行政区划和用户的实际需要，提供本地维护和上级网管的无缝集成，上层网管通过“堆叠”方式实现多级网管。为了表达明确和命名的一致性，我们把本地维护这一级叫做第一级网管，依次往上是第二、第三级网管，等等。一般来说，3级网管已经可以满足大部分用户的需求，系统最多可以实现5级网管。这里的级别只有收敛层次上的意义，并不提供功能上的分级，因为处理功能主要在本地维护服务器中完成。如图3所示。
图中网管的级别只是相对意义上的概念，从上到下构成一棵管理拓扑树，处于叶子上的网管是第一级网管，从叶子往上数，经过最多的级数就是网管的级别编号。网管的层次结构是一种混合型的，二级网管不仅能带多个一级网管，而且能直接带网元，这增加了用户组网的灵活性。如果两级网管的处于同一地理位置，中间可以用局域网连接，不需要经过广域网，也就是图中的DCN即可以是局域网也可以是广域网。
2、网管的信息结构
3、各层结构设计描述
从用户的观点看，各种类型网元是相互独立的，它们的处理也是相互独立的，网元处理功能可以被TMN的五大功能所概括。网管的功能分为两类：网管系统支撑功能和网元实际的处理功能。网管系统支撑功能，是相对稳定的部分，基本上不随网元类型的增加而改变。网元处理功能则是各不相同的。按网元类型的不同分为不同的子模块，随着网元类型的增加，增加相应的模块；我们设计时要保持这两类功能的独立性，同时保持各类型网元处理功能的独立性，也就为保持整个系统的稳定性和良好的可扩展性打好了基础。
网管服务器加载不同模块，构成不同类型的服务器。如果只加载“消息收发模块”和“系统管理模块”，构成网管通信服务器NCS；如果还加载“网元类型N处理模块”，则构成NPS。这两种服务器的构成是根据静态配置，在系统初始化是加载完成。而各级别的网管终端NW（NW---network workstation），也是一样的，各模块根据它所管辖的网元类型动态加载的，也即处理过程中，根据管理不同类型网元，动态加载。
网元处理功能模块通过局域网或串口等高速通信通道和网元直接相连，基本上没有通信带宽的限制，主要考虑的是系统并行处理的能力。NPS为系统的现场维护提供了必不可少的工具，同时考虑到一部分网元的特殊要求，网元运行时必须有网管系统的支撑。NPS包括了保证网元正常运行和日常维护的所有功能，同时为上层网管提供接口。
同一层次是Browse/Server结构，网管服务器和网管终端构成一对多（1：N）的关系；上下层次是Manager/Agent结构，上层网管服务器和下层网管服务器之间是一对多（1：N）的关系；本地维护服务器（NPS）和被管网元之间是Manager/Agent结构，它们之间也是一对多（1：N）的关系。
为了保证系统的稳定性和系统的可扩展性，在服务器内部各大模块采用独立进程。进程之间的通讯采用有名管道或Sockets（named pipe或TCP/IP Sockets）。服务器进程分为三类：
消息收发进程
系统管理进程
网元类型处理进程
根据实际网元类型，配置加载对应的网元类型处理进程。
消息收发进程主要完成消息转发，采用单线程方式，对接收的消息采用排队机制。系统管理进程完成任务的并发性要求不高，为了简化系统实现，也采用单线程方式。各网元类型相关处理进程，需要有较高的并发度。实际上，目前的网元都是一次只能处理一条命令/消息，但是上报告警数据时可以同时接收人机命令；另一方面，系统需要同时处理对多个网元的请求。这都需要网管服务器具有并发支持能力或者异步处理人机命令的能力。
对于网管终端，因为终端操作的并发性要求比较低，为了简化系统，采用单进程、单线程方式，对于一些比较耗时的操作，可以采用异步处理方式。同时，为了保证网管系统的完整性，各种类型网元的管理在一个综合界面中完成。为了适应局方的管理要求，112终端、性能终端、话务统计终端等可以采用分立的形式。
网管服务器和网管终端的模块划分从功能上具有一一对应的关系。
（二）网管体系接口
1、子系统的单一消息入口结构
网管体系结构比较复杂，管理的网元类型繁多，为了简化系统，增强各部分的独立性，需要采用分层隔离的方法，即本层用户只能看见本层的服务器。网管终端和网管服务器之间都采用单一接口。网管终端只是把消息传送到网管服务器的消息接收进程，双方都是单一的消息接口点（MIP－message interface point）。双方只要把消息的语法、语义定义好，并不需要也不能知道对方各进程（模块）是如何分布的，各进程内部的模块变动对对方没有影响，如图7示意。从消息路由的角度看，实际上也体现一种分层路由的功能，这和我们的功能分层的思想是一致的。
2、系统互操作接口
（一）Q3接口
接入网网络管理系统是一组在不同的计算机上运行的软件协作完成的，系统负责处理接入网的网管数据，向接入网中的设备发送控制指令。所以，接入网网络管理系统的连接应该采用OSI的协议和原理，以保证系统互连顺利。根据TMN的有关国际标准，TMN与电信网的接口应采用Q3接口。目前国际上对接入网Q3接口通信协议栈，还没有统一的规定。
OSI参考模型的下4层主要负责建立可靠的通信网络，本接入网网管项目在传输层及网络层上拟采用TCP/IP协议，上3层实现通信中格式转换与信息交流。与接入网网络管理密切相关的是上3层协议，在对话层中，X.215原则部分描述了用户如何通过对话层建立一个对话，通过同步点实施数据交换，使用令牌协商对话类型及释放对话。X.225描述了对话层的协议数据单元及功能。在表示层中，X.216定义了表示服务元素，X.216在定义了各服务原语对应的表示协议数据单元的基础上，说明如何用表示协议数据单元进行信息传送，X.209则定义了表示协议数据单元的传送语法。
Q3接口的OSI七层协议参考模型中，第1至第6层对管理所作的贡献是对管理信息的传递提供标准的信息服务，第7层上则要有特定的网络管理应用服务以支持网络管理通信。在Q3接口通信协议栈中，应用层上与网络管理应用有关的称为管理应用实体，它有三个关键元素：
1、联系控制服务元素（ACSE）
ACSE的任务是为开始和终结两个应用之间的连接提供服务，这种连接被用来传递对应于公共管理信息服务元素（CMISE）服务的管理信息。任何两个系统的管理应用进程在交换管理信息之前，都需要就该次联系所使用的应用环境取得一致，使用ACSE就可以实现这一目的。
2、远端操作服务元素（ROSE）
ROSE具有在分布式开放系统环境中支持远端操作的功能，它允许一个系统执行有关别的系统的操作并能得到操作的结果。
3、公用管理信息服务元素（CMISE）
为了支持OSI管理信息通道，应用层设置了CMISE，它包含公用管理信息服务（CMIS）。CMIS为管理信息的交换提供必要的服务，它定义了一套服务原语、相关参数以及用于每一服务原语语义描述的必要信息。公用管理信息协议（CMIP）主要用来携带CMIS，是一种理想的传送信息的协议。CMISE是面向对象的服务和协议的典范，它定义了面向对象的消息结构并将网络实体、网络管理功能和信息表示为具有可执行属性和操作的目标。CMISE为管理系统提供了7种典型的服务，如下所示。
（1）M-CANCEL-GET：CMISE的服务用户请求取消以前请求过的但当前尚未完成的M-GET的服务元素。
（2）M-EVENT-REPORT：CMISE服务用户向对等实体报告有关被管理对象的事件。
（3）M-GET：CMISE服务用户请求向对等实体获取一个或多个被管理对象的属性值。
（4）M-SET：CMISE服务用户请求向对等实体修改一个或多个被管理对象的属性值。
（5）M-ACTION：CMISE服务用户请求对等实体在一个或多个被管理对象上执行动作。
（6）M-CREATE：CMISE服务用户请求对等实体创建一个被管理对象的实例。
（7）M-DELETE：CMISE服务用户请求对等实体删除一个或多个被管理对象的实例。
CMISE利用OSI联系控制服务元素ACSE的服务和远端操作服务ROSE来实现它自己的管理信息服务。
（二）CORBA接口
实现标准的Q3接口并不能保证互操作性。首先，标准的Q3接口协议栈至少有8种，因而具有不同协议栈的Q3接口间不可能通信。第二，即使使用同样的协议栈，信息模型不一致仍然无法实现互操作。在目前的ITU系列建议中，为了应付现实世界的多样性，管理目标类的属性有许多的可选项，显然可选项不同是无法互操作的。另外ITU规范过于一般化，特别是行为描述太简单，无法有效使用，厂家往往必须补充完善，这又会造成不一致。最后，标准是用自然语言规范的，因而很容易引起不同厂家的不同解释和实施，造成互通问题。第三，目前的信息模型标准化工作只完成了网元管理层和部分网络层，还未涉及服务层和商务层。上述问题使互操作性成为棘手的老大难问题，进展缓慢。
上述以CMISE为基础的TMN方法对解决互操作性提供了系统的思路，其主要成就表现在提供了有关管理功能和网络资源的公共观点，提出了一套完整的公共的规范方法（GDMO，ASN.1和CMISE）以及公共的协议栈。然而这套方法十分复杂，难以将分布式目标计算引入标准（例如CORBA、JAVA和WEB），没有正式和清晰的目标间行为规范，不支持多个NEF-OSF或OSF-OSF接口，也缺少CMIP上面的应用接口（API），不支持多技术管理，没有全网的观点和网络综合的解决方案。因而近来有趋势倾向采用基于公用目标请求代理结构（CORBA）的方法来解决互操作性问题。
总的看，Q3接口技术难度大，软硬件依赖性强，开发周期长，开发费用高，不利于接入网的建设和发展。
因此本接入网网管在网元管理层与接入网网元设备之间采用CORBA或XML接口，并开放CORBA和XML接口给网络管理层和其他网管系统。
CORBA为定义一个对象向另一个对象发送消息的接口提供了规格说明。该标准能协助应用开发者在多平台和操作系统环境下进行面向对象应用的集成，该标准还为对象事务处理(OTS)分布式对象体系结构提供了基础。
CORBA是基于现有的对象技术上开发出来的一种体系结构和一种规格，用于实现分布应用的集成。其目标是实现部件的复用，不同平台上应用的互操作性、可移植性。对象请求代理(ORB)体系结构建立了可移植性的基础，该体系结构定义了对象分布（应用可用的分布技术及服务）和对象服务（一组定义对象接口以提供实现及维护对象的基本功能的服务），对象服务提供下列功能：
类管理：维护（创建、删除和复制）类的定义、类的接口和它们之间的关系。
实例管理：维护（创建、删除和复制）对象和它们之间的关系。
存储：提供对象的永久或暂时存储。
完整性：（通过锁）保证对象内的一致性和完整性，以允许并发的对象访问；(通过事务) 保证对象间的一致性和完整性。
安全性：提供对象的访问控制。
查询：根据特定的条件从集合中选择对象。
版本：存储、关联并管理对象的版本。
CORBA允许用不同的实现方法提供通用的对象请求代理接口和服务框架，支持面向对象的互操作性，其目的是允许大量的对象系统的集成。
CORBA是基于对象模型的，模型描述了对象、对象语义、需求、对象创建及销毁、类型、接口、操作、参数、返回值、例外、上下文、执行语义和属性。对象模型的实现部分描述了如何创建模型和执行服务（即描述了接口规范），但对具体服务的内部实现不做规定。
对象请求代理提供了透明地向本地或远程对象提出请求和接受它们的响应的基本机制，无须客户知道用于通讯、激活或存储对象的机制。是从分布对象构建应用及异构环境中应用互操作的基础。
通过对象请求代理，我们可请求对象的服务而无须关心对象的位置和实现，即无须关心用来代表、存储、管理、调用对象或与对象通讯的机制。对象请求代理通过接口定义语言(IDL)发布对象的接口以使之可用，接口定义语言提供了独立于程序设计语言的描述对象的属性及操作的方法。
对象请求代理是管理对象间通讯的系统机制：位置透明、命名和分派服务、激活和挂起对象、方法调用、参数编码、协调、例外处理和安全性。它基于网络或远程过程调用技术，但不涉及应用或对象本身的结构、形式或能力。（这本身并不足以保证互操作性）。对象请求代理申明的是对象间通讯的语法而不是语义，如果我们只是申请一个对象，可能不需要知道一个实现的细节，但我们需要知道消息发送给对象时对象的行为细节和此消息所需的参数。对象请求代理只是一个部件的标准，它不能克服其他部分所引起的不兼容性。
对象请求代理在客户端必须包含以下部分：
客户接口定义语言部分：定义客户如何调用服务器的服务。
服务的接口定义语言声明。
用于运行时发现类及其功能的动态调用接口API。
用于获取已注册的类、它们支持的方法和方法参数的描述的接口库API.
本地服务API。
对象请求代理在服务端必须包含以下部分
服务器接口定义语言部分：提供该服务器支持的每项服务的接口。
对象适配器：代表服务器的对象与对象请求代理核心交互接受对服务的请求。
类实现的API.。
对象请求代理在对象间建立客户/服务器关系。它截获来自客户对象的调用并完成以下功能：
寻找一个能响应调用的对象
把所有参数传递给该服务器对象
调用该服务器的方法
把结果返回给客户。
在本接入网网管中要建立 CORBA接口，其结构如下：
应实现以下几个部分：
1)、Cstub和Cskeleton
CORBA与其他面向对象的应用程序类似，但当客户端与服务端处于不同的机器时，它们之间必须通过一个特殊的层来管理网络通讯，这一层在客户端实现为类Cstub,在服务端实现为Cskeleton，
Cstub和Cskeleton 汇合了CORBA应用程序之间的接口调用，屏蔽了对象交互的复杂环境，具体地说它们实现了以下两个重要功能：
传递服务器的接口指针。
传递客户程序对接口的调用。
当CORBA客户程序试图访问一个CORBA对象时，如果CORBA对象不在客户程序的进程空间中，对接口的调用就传递给客户程序中的Cstub，由其将调用信息打包以便传递给远程服务进程。服务进程中的Cskeleton 收到信息包后，将解包该信息，取出调用的参数，而后实际调用该接口。
2)、ORB对象请求代理
用于提供允许对象通讯的基础构造，对象请求代理获得请求后，先找到能处理该请求的合适的对象和方法，并传递请求中指定的参数，然后它将结果传回请求者。对象请求代理必须执行许多功能以便能一致而有效地支持该操作，但它们对用户是透明的。对象请求代理目标是提供通用的交流系统，对象可以通过通用的语法和它互通，而无须理解除外部接口外的有关对方的信息，保证了对象的封装。主要完成以下功能：
发送
同步
激活
例外处理
安全机制
ORB通过在网络上发送消息来定位目录代理，如果网络中运行着多个目录代理，ORB使用第一个响应的目录代理，
3)、目录代理
目录代理提供动态的、分布式的目录服务，用于定位提供对象实现的服务程序，它实现以下特征：
负载平衡：如果网上有多个提供对象服务器时，目录代理会基于负载平衡选择其中一个。
失效防止：如果选择的服务器意外失败，目录代理就会自动重新启动另一个服务器，保证服务不中断。
4)、对象适配器（对象转接程序）
用于支持ORB与Cskeleton 之间的通讯，完成对象在目录代理上的注册,当所注册的目录代理意外终止时，自动转移向其他目录代理注册。提供通用的远程对象服务。
3、接入网网管系统与其他网管系统的接口
接入网只是整个电信网的一部分，它的正常运行需要其网管系统与其它相关的网管系统保持数据的一致性。这就需在这些网管系统间建立起可靠的传输渠道和控制接口，以便数据的正确传递。
接入网侧V5接口的管理信息必须与交换机侧有关V5接口的管理信息相一致，为了保持它们之间管理信息的一致性，和管理操作的同步性，需要两侧的管理系统之间进行必要的协调。即在初始配置时，两侧的配置数据（或配置文件）应当保持一致。在运行过程中，若一侧进行了创建、删除、设置等操作时，对方应作同样的操作。这种协调工作应由高层网管来进行。另外，高层网管在综合接入业务中，还会与其他网管系统（如DDN网管系统、FR网管系统等）发生联系。
112集中受理系统接收到用户的112申告电话后，将通过接入网管理系统阻塞用户端口，启动测试设备，进行用户电路测试、用户线测试或用户终端测试。
（三）软件体系结构
传统的网管系统接口复杂，需要基于专用的网管平台，这种专用平台价格昂贵，对网管人员要求高，人员培训和软件更新费用高，开发管理应用和集成新技术较高，而且受地理位置的限制只能在固定机房进行管理。于是人们提出一种要求，能否改变传统的只能在专用平台上进行管理的方式？能否在任何地方都能监视到网络的运行状态？能否像浏览网页一样浏览设备状态，通过便捷的人机交互实现各项管理功能？
Web或WWW技术正为网管方式的革新提供了一种新思路，将Web技术引入到网管中，可以为用户提供灵活的管理方式。管理人员能够用Web浏览器在任何地方任何时候接入到管理系统，监视、配置并管理他们的网络。正是考虑到这种优势，我们对采用Web技术的网管方式进行了研究，提出了基于Intranet/Web的分布式综合管理(Iman,INTEGRATED Managemt)模式，即充分利用计算机网络技术特别是Web技术的成果，吸纳TWN、SNMP、CORBA等体系结构的优点，建立分布式的、综合的、灵活的网管体系，以经济合算的方式实现多厂商接入网设备环境下的规范化综合网管系统。
1、体系结构
各管理子站是各个子网的独立管理系统，它们通过各自的管理接口或者直接嵌入在系统/设备内，可管理一个或者多个网元（NE）构成的子网。管理中心通过内联网(Intranet)连接各个管理子站，与管理子站共同构成完整的接入网综合管理系统。管理中心与管理子站的信息交互采用XML定义的数据公共接口，无论是管理功能和管理操作均以XML定义。XML公共接口的协议栈采用HTTP/TCP/IP。
在管理体系中，管理中心集成了各个管理子站的管理功能，用户可以采用Web接入管理中心执行各种管理操作。管理中心的这种能力可以保障对于整个网络的集中操作和综合管理。管理中心还负责整个管理系统的内部管理，包括Web接入操作管理、用户管理、网络安全监视等功能。管理中心和基于Web浏览器的管理操作在综合管理子层(IM)中。
管理子站还处于分布管理子层（DM），一方面向管理中心提供要求的管理信息，还可通过其Web服务器提供独有的管理功能。这种能力使得网络的管理与网络的建设能够实现同步，解决旧的管理模式下需要等待管理信息模型的标准化后才能进行集中管理的缺陷。
在管理体系中，网管系统被看作为担负网管应用的计算机网络，通过适当的规范化，就能够方便地通过Intranet内联网实现管理中心与管理子站间管理信息的交互，从而达到对于整个网络综合管理的目的。
任何适合于传输TCP/IP协议的低层传输网络都可构建Intranet，例如LAN、DDN、ATM、FR等。作为网管应用的Intranet，应具备满足传送管理信息要求的网络带宽和可靠性。采用Intranet的一个重要原因是为了保证其安全性，与以前的管理系统采用的DCN一样为内部专网。
2、结构特点
基于Inranet/Web的分布式综合管理模式的特点主要体现在技术与应用的密切结合。
首先是基于先进的分布式的Intranet/Web技术。Web是分布、动态、多平台的交互式图形超文本信息系统技术，是Web促进了Intranet应用的迅猛发展，使Internet迅速成为全球连接的应用规范最大的分布式网络。不仅如此，Web数据库作为被称为跨世纪数据库技术；XML技术称为第二代Web技术；跨平台的JAVA编码在Web应用和XML解析处理中发挥重要作用；基于JAVA或者CORBA和JAVA结合的对象Web技术，能够实现跨平台的Web数据库访问；Web技术的平台无关性能解决多平台结构所产生的互操作问题；Web上的计算机性能比超级计算机高三个数量级等等。
Web应用刺激了大量新技术的开发投资。有众多的软件企业以及研发人员都在进行相关技术的研究和开发应用，没有其他技术研发的投入可与之比拟，因此我们能够得到最先进的技术手段进行应用。Web技术是先进技术但又是廉价技术，在当前市场竞争激烈的条件下，既好用又便宜的技术最有生命力。
另外，Intranet可以体现Internet的众多优点，而Internet的缺点，例如带宽、安全性等问题在Intranet中则可以很好地解决。通过管理中心提供的Web接入操作管理、用户管理、网络安全监视等功能还能进一步解决网管系统内部安全等管理问题。
第二是综合性(Integrated)。这种管理模式能够集成标准管理功能和特有管理功能，不仅实现通常管理要求，还能够适应新的系统/设备的及时管理以及原有系统/设备新管理功能的增加，体现不同厂商接入网的特色。
综合性还体现在对于各种网元管理接口的综合。管理模式包容各种管理接口方式，可以是计算机网络常用的SNMP管理方式，CORBA方式，也可以是基于CMIP协议的Q3接口等等。
建立了接入网综合管理系统，可以大大简化与其他管理系统如交换机管理系统、112测试受理中心的关联，即通过接入网综合管理系统而不是各个厂商系统与这些管理系统连接，减小协商多厂商互连的难度。
第三是独立性(Independent)。独立性在网管系统建立时非常重要。以前的管理模式在建立管理系统时，网络运营企业的网管系统与厂商系统间是Manager和Agent之间的关系，是“紧耦合”关系，无论哪一方稍有差异就无法提供管理应用。这种管理模式则采用能紧能松的接口耦合方式，使得管理信息既是分布的，又有必要的集中。一般由设备提供商实现的管理子站完成的管理功能和由网络运营企业建立的管理中心完成的管理功能在很大程度上可以独立运行，不易形成接口两侧相互推委的问题，从而大大降低网管系统建立的难度，从而能够使网管系统的建立从以前复杂的管理接口的困扰下解脱出来，以更大的精力来关注管理功能的实现和网络的维护。
与一般的Web管理方式相同，这种方式还有以下优点：
（1）简单易用
Web操作界面的突出特点是操作简便，友好直观，使网管人员不必再学习复杂的界面操作方法，只需像游览WWW一样，极大地减轻了网管人员的工作强度和难度。
（2）不受地理位置的限制
只要在能接入到Intranet网络的地方就能接入到网管系统，具有很大的灵活性。可以充分体现网管系统操作权限的作用，理顺管理职责和范围，有利于提高管理水平。
（3）节省费用
管理系统工作平台的选择只与应用的需要有关，而不与网管接口的协议栈有关，这样可大大降低网管平台的硬件费用。而相关软件（如通信协议栈和浏览器）往往是通用软件，不需要再为此购置昂贵的协议栈以及专用软件，因此可大大节省软件费用。
（4）便于开发新的管理应用
所采用的Intranet/Web技术是通用、成熟的技术，便于快速开发高效可靠的应用，也易于适应网络规模的扩大和管理功能的增加，例如可以使用CGI、ASP、JAVA、C+ +等进行编程并集成新的管理应用，因此在很大程度上也方便了开发，节省费用。
另外，在系统升级或修改时，只需修改驻留在Web服务器上的程序，不必为用户逐个提供服务，从而达到事半功倍的效果。
3、网管各子系统的模块结构设计
系统模块构成参见图6，包括网管服务器和网管终端，所有的管理工作都是服务器和终端合作完成，服务器和终端有相同的模块划分，包括：
a) 消息收发模块
b) 系统管理模块
c) 网元类型N处理模块
消息收发模块，是子系统的入口点和消息转发点，并且是子系统的主控模块，可以控制其他模块的运行，主要的功能有：
a) 消息的路由选择
b) 消息的收发
c) 消息的成帧
d) 消息压缩/解压缩
e) 获取其他进程的运行状况
f) 中止或启动其他进程
g) 诊断消息的对外接口
系统管理模块，主要完成两大功能：1）诊断信息的显示以及消息模式的选择；2）数据库和操作系统的简单维护，如下列表：
a) 诊断消息显示
b) 诊断模式选择：关闭、一般、详细
c) 诊断高级功能：测试各主要进程的处理是否被阻塞
d) 数据库服务器启动，停止，暂停、恢复
e) 数据库备份、恢复
f) 数据库设备占用磁盘空间的情况
g) 扩展数据库空间
h) 操作系统的版本
i) CPU占用率
j) 物理内存、硬盘空间
k) 内存使用情况
l) 各进程运行情况，包括CPU占用率、内存、CPU占用时间
网元类型N处理模块，和网元类型有关，主要是TMN的五大功能，这里对功能不作具体规定。但都必须按照下面的基本框架完成，保持单一的消息入口点和模块的清晰性。对于其中的安全功能，对于所有类型的网元采用相同的处理方式，这里作出统一、详细的规定。内部模块划分如图8所示。
对于网元的操作，目前有两种方式：一是人机命令方式，一是图形接口方式。对于网管系统本身的管理也有这两种方式，安全处理也需要针对这两种方式分开处理。对于人机命令方式，指定每条人机命令的适用用户群，即按照以前4K人机命令的处理方式，按人机命令代码进行授权/验证。消息方式，则是对每条消息进行授权/验证。人机命令代码和消息代码没有本质区别，可以采用一致的方法处理。
安全管理采用三级安全模式：节点级别的安全性/网元级别的安全性/命令（消息）级别的安全性，如果上一级别的安全性验证没有通过，对下一级的访问就被拒绝，不再进行下一层的验证。对节点的安全验证在各网管通信服务器NCS中完成，对网元级别和命令（消息）
级别的安全验证在本地维护服务器NPS中完成。安全验证流程（忽略了消息在进程之间的传递过程）如下：
if（节点安全验证通过）{//在网管通信服务器端和网管处理服务器
if（网元安全验证通过）{//在本地维护服务器：各网元类型内部的安全验证模块
if（命令/消息验证通过）{// 在本地维护服务器：各网元类型内部的安全验证模块
命令/消息具体的处理过程。
}
else{
REPLY（“命令/消息未授权。”）；
}
}
else{
REPLY（“网元未授权。”）;
}
}
else{
REPLY（“节点未授权。”）;
}
拓扑处理模块，完成从从本级到下一级的拓扑关系处理，这种关系主要是地域上的所属关系，主要完成的功能有：
CreateNode
DeleteNode
MoveNode
GetNodeInfo
GetParentNode
GetChildNodes
GetAllParentNodes
这里还需要处理好上下级拓扑的衔接关系。有两种拓扑关系：一是网管系统本身的拓扑关系，包括上下级服务器之间的关系（NCS和NPS的关系）；再是在一个NPS内部的地理拓扑和网元拓扑关系，如图9示意。
消息路由模块
消息路由模块，完成消息的路由配置和转发转发。
配置下级路由数据
删除下级路由数据
修改下级路由数据
消息路由
安全管理模块
完成本级的安全管理，包括：
创建用户组
删除用户组
修改用户组
分配本地用户组权限
删除用户组权限
创建用户
删除用户
修改用户属性
用户登录验证
本地操作用户权限验证
四、软件功能模块设计
1、软件模块：
接入网的各个网管模块可以按需要分布在网络不同的机器上，各个网管模块相对独立，分层次的结构设计，整个接入网网管系统分成四层：用户图形接口的接入网网管应用层、提供基本网管服务的网管基本应用服务层、提供诸如内部消息交换、安全机制、网管对象分布等服务的核心服务层，实现网管设备之间的互通及设备与网管系统之间的互通的通信服务层。底层通过定义好的服务访问点向高层提供服务。
1）网管通信服务层：
2）核心服务层：
3）对象管理模块：（管理者）
4）核心数据库服务模块
5）告警服务模块
6）安全管理模块
7）目录服务模块
8）日志服务模块
3）网管应用服务层：
1）数据统计分析模块
2）应用日志管理模块
3）应用数据库服务模块：
4）网管系统自监控服务模块
5）网管功能负荷平衡服务模块：
6） 图形界面模块
7）应用日志管理模块
4）接入网网管应用层：
1）配置管理模块
2）故障管理模块
3）性能管理模块
4）112接口功能模块
5）环境监控模块
5）数据库模块
6）操作系统模块
7）消息收发模块
8）系统管理模块
系统管理模块是一个通用的模块，可以用于各个子系统的系统管理功能。
系统管理模块是（1，1）进程，主要完成两大功能：
1、诊断信息的显示以及消息模式的选择；2、数据库和操作系统的简单维护。
诊断消息显示
诊断模式选择：关闭、一般、详细
诊断高级功能：测试各主要进程的处理是否被阻塞
数据库服务器启动，停止，暂停、恢复
数据库备份、恢复
数据库设备占用磁盘空间的情况
扩展数据库空间
操作系统的版本
CPU占用率
物理内存、硬盘空间
内存使用情况
各进程运行情况，包括CPU占用率、内存、CPU占用时间
9）网元管理功能块
对于增加新网元类型，严格按照TMN的5大功能模块来划分系统，请参加前面的网元类型N的网管功能说明。对于已有的网元管理系统，模块的划分可以有适当的合并或分解。
10）网管终端的总体要求
对于网管服务器中实现的功能，需要提供用户使用（直接或者间接）该功能的手段，这就是网管终端的主要功能。这里主要说明界面设计的几项原则。
11）加入新类型网元的步骤
加入新类型网元，需要修改网管系统以下部分：
在网管服务器中增加一个新进程，处理新类型的网元；
修改网管服务器端的进程登记表，使消息收发进程能寻址到该进程；
在网管终端中增加相应模块处理新网元类型；
数据库中增加新网元类型database和相应数据；
从上述过程看出，网管系统对于增加新类型网元是很方便的，只是增加了新的内容，对已有的网管系统几乎没有影响。
12）编程模块划分
2、管理方式：
根据软件模块不同的功能特点及接入网网管系统的设备配置，软件模块分布在接入网系统中的各个节点。接入网网管系统采用管理者/代理（Manager/ Agent）的形式。
1）管理者
接入网Manager 是运行接入网网管系统的通用微机、工作站，一般位于网管中心，它负责发出管理操作的指令，并接收来自代理的管理信息。
2）代理者
接入网Agent 一般位于接入网设备的内部，把来自Manager的命令或信息请求转换为本设备特有的操作指令，完成接入网网管Manager的指示，返回本身所在的接入设备的信息，主动 向Manager报告所处接入网设备中发生的事件。
3）软件模块之间关系：
各个功能模块都通过消息服务中心和请求服务中心连接，相对独立，互不影响。服务中心提供统一接口。功能模块可以灵活地进行拆装。
3、软件处理流程
4、功能模块分类：
接入网网管系统从使用者角度来看可分为四部分：
1）图形应用模块。
基于TMN的图形应用，实现接入网的实时监控与管理。包括网络拓扑和状态的逐级显示，动态的配置管理，实时的故障管理和性能管理。具体功能如接入网网管功能模型概述中所述。
系统提供直观的图形界面，将网络设备以图形方式逐层显示给用户。用户可对设备直观地进行操作。也可以由用户与系统交互地输入一些信息，系统根据这些信息实现特定的操作功能。
2）数据库应用模块
实现接入网的综合的性能、故障管理以及配置管理和用户及安全管理。
3）操作维护模块
实现对所有接入网设备的集中操作维护。
主要包括以下几个方面：
系统维护
设备维护
业务接口维护
实时跟踪
时钟模块维护：
半永久连接维护管理
4）系统管理模块
实现了对系统自身的监控，包括各进程的监视和传输线路的监视。
******************网管通信服务层***********************
2、消息服务、请求服务中心
3、对象管理模块
对象管理模块管理网上所有的接入网被管对象，管理模块接受来自消息中心的消息，并且也向消息中心发 送行为请求。
4、告警服务模块
5、核心数据库服务模块
6、日志服务模块
7、安全管理模块
8、目录服务模块
9、网管系统自监控服务模块
系统管理模块监控本系统所有进程是否正常运行，显示本系统所连接的通讯端口及线路是否正常，
10、网管功能负荷平衡服务模块
当网管机的负荷超过一定水平时，自动告警并向其它网管机分担负荷。
11、图形界面模块
12、112性能测试
112系统请求的测试
112系统请求的测试的反馈结果
***************网管应用服务层*****************************
6、软件模型组件：
2、消息服务组件：
3、数据库服务组件
4、对象管理组件
5、界面服务组件
6、监控中心组件
7、安全管理组件
8、组件之间的关系
第四章：系统软硬件开发环境
一、开发环境
表2 开发环境
类别 选择 备注
硬件平台 一般的PC机
操作系统 中文Windows SERVER 2000
中文Windows professional 2000或
服务器：Windows SERVER 2000；
界面：Windows professional 2000
数据库 MS SQL SERVER 7.0 或者 Oracle 8i
或者MSDE 10 licenses
(MSDE是免费软件)
开发工具 Visual Studio 6.0（主要是VC 6.0和Visual Modeler） Borland C++Builder 5.0
Dephi 6.0 可以考虑购买
Rational的CASE工具ROSE
二、运行环境
表3 运行环境
场所 硬件平台 操作系统平台 数据库平台
第一级网管
Intel系列
AT/AT Compatible： 中文Windows SERVER 2000 MS SQL
SERVER 7.0
或Oracle 8i
上
级
网
管 数据库服务器
Intel系列
AT/AT Compatible：
或PC服务器 中文Windows NT SERVER 4.0 + SP5
MS SQL
SERVER 7.0
或Oracle 8i
应用服务器
Intel系列
AT/AT Compatible：
或PC服务器 中文Windows SERVER 2000 无
网管终端
Intel系列
AT/AT Compatible： 中文Windows professional 2000 Oracle 8i或MSDE
其他系统接口机
Intel系列
AT/AT Compatible： 中文Windows professional 2000 无
总结
本文从接入网和接入网网管的特点入手，分析现在接入网网管的中的各种不利问题，如各厂家的管理系统及其功能都有差异很难兼容或互通，不能统一管理，管理人员需要通过不同的操作系统管理每一个子网，接入网管理与其他管理系统之间如果有信息交互基本上是通过操作员手工实现的。接入网难管等等。针对这些问题，进行接入网网管建设系统进行需求分析，并在系统设计的原则-可靠性、开放性、安全性、分布式、高效性、通用性基础之上，对接入网网管进行系统结构设计，提出合理的接入网网管建设方案，并对系统开发时候的软硬件开发环境进行详细的介绍。
参考文献
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