SDH传送网综合网络管理系统的设计

2019-11-03 09:03:11

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供稿：网友

郭军, 刘峰, 周华春

北方交通大学网络管理研究中心,北京 100044

　　摘要：介绍了利用分布式环境下的ＣＯＲＢＡ和Ｊａｖａ技术所设计的光同步数字传送网（ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ）综合网络管理系统的管理平台，软、硬件系统结构等。

　　关键词：网络管理系统, 同步数字系列, 管理框架, 公共对象请求代理结构

　　为了管理异构环境下复杂的电信和计算机网络设备，各种组织使用不同的管理协议（如ＳＮＭＰ、ＣＭＩＰ）,而提出了各种管理框架,如Ｉｎｔｅｒｎｅｔ管理框架、ＯＳＩ管理框架、ＴＭＮ等。但由于不同的网络管理模式之间均不能被轻易地综合在一起，因此业界一直在尝试着用新的技术把它们集成起来。

　　在诸多的管理框架中,ＴＭＮ的一致性管理框架涵盖了计算机和电信网络管理，被认为是很好的解决方案, 但ＴＭＮ标准并没有得到具体的实现，这已成为网络管理领域的一个主要问题。然而，对象管理组（ＯＭＧ）提出的公共对象请求代理结构（ＣＯＲＢＡ）则被广泛应用于开发分布式系统，为在分布式环境中应用互操作提供了基础，且特别适合于网络管理系统的集成。例如，基于Ｗｅｂ的管理框架已逐渐被广泛使用，实现了与ＣＯＲＢＡ技术的无缝集成。另外，ＯＭＧ组织还实现了ＣＯＲＢＡ接口定义语言（ＩＤＬ）到Ｊａｖａ的映射，用Ｊａｖａ实现了ＣＯＲＢＡ类，使得Ｊａｖａ应用程序能通过ＩＩＯＰ协议使用ＣＯＲＢＡ服务等等。

　　本文所设计和实现的主要是光同步数字传送网(ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ)的管理网(ＳＭＮ)。ＳＭＮ是管理ＳＤＨ网元的ＴＭＮ子网，遵循和继承了ＴＭＮ的结构，因此需要运用ＣＯＲＢＡ和Ｗｅｂ技术综合研究的成果，使ＳＭＮ成为一种新的ＳＤＨ传送子网综合管理系统。

　　１ＳＤＨ传输网综合管理平台的层次设计

　　综合ＳＤＨ传送网可以划分为多个子网管理域，如国家干线网、省级干线网域等，而每个厂商的ＳＤＨ设备及其网元管理系统（ＥＭＳ）仅能构成单个子网管理域，即每个ＥＭＳ只能管理自家厂商的ＳＤＨ设备，且只能在网元管理层提供基于单个网元的管理功能，而不能在子网管理层提供基于网元之间连接关系的管理功能和对端到端的电路和业务直接进行管理。为了对子网管理域中的多厂商ＳＤＨ设备进行集中管理，提高对子网管理域的管理能力，需要在子网管理层建立ＳＤＨ子网管理系统（ＳＮＭＳ），用于管理多个ＥＭＳ，再由ＳＭＮ管理整个管理域内所有的ＳＮＭＳ，即建立起基于ＣＯＲＢＡ技术的综合网络管理平台。其软件分层结构及层间接口如图１所示。

　　在基于ＣＯＲＢＡ技术的ＳＤＨ综合网络管理平台结构中，要实现向上提供Ｑ３、ＳＮＭＰ、ＴＣＰ／ＩＰ的数据流，并提供基于ＣＯＲＢＡ接口的网络级故障、性能、配置、安全和业务管理，其关键技术是建立统一的ＣＯＲＢＡ网络管理信息模型和ＳＮＭＳ与ＥＭＳ之间的接口，包括信息模型接口及数据接口。

　　这里ＴＣＰ／ＩＰ数据流、ＳＮＭＰ协议及ＭＩＢ对象、ＴＭＮ／Ｑ３协议及ＧＤＭＯ对象，与ＣＯＲＢＡＩＩＯＰ协议和ＩＤＬ对象之间的转换是由通信接口组件功能模块实现的，各厂家提供的ＥＭＳ均依靠这种网关转换功能实现向统一的ＣＯＲＢＡ网络管理信息模型的映射。因此，包括网络层和业务层管理功能和信息模型在内的统一的ＣＯＲＢＡ网络管理信息模型是此项研究的关键所在。

　　另外，管理平台向终端用户提供统一的ＣＯＲＢＡ接口，能够很好地支持基于Ｊａｖａ的应用程序界面，使图形用户接口能够在任何Ｗｅｂ浏览器上运行。特别是用户界面层在ＣＯＲＢＡ接口之上用Ｊａｖａ作为编程语言，很容易编制出ＳＤＨ管理系统的分布式图形用户界面程序。ＳＤＨ网络管理平台的每个模块也都可以作为ＣＯＲＢＡ组件并通过ＯＲＢ与其它部分相联，容易实现综合管理。在不同的管理平台之间还可以通过ＣＯＲＢＡ接口相互连接，因而有效地容纳和支持了网络规模的扩大和网络复杂度的增加?熏提高了系统的灵活性?熏增强了系统的伸缩性。

　　２ＳＤＨ传输网综合管理系统的设计

　　现在介绍ＳＤＨ传输网综合管理系统的设计。

　　２．１ＳＤＨ传输网综合管理系统的结构

　　ＳＤＨ传输网综合管理系统（ＳＮＭＳ）的设计要遵循ＴＭＮ框架并结合ＳＤＨ传送网的具体特点和应用。其中主要考虑的是如何实现多厂商设备环境下的Ｑ３网关功能，要把多个厂商和多种设备组成的不同管理域的传送子网进行统一的管理。

　　ＳＤＨ传输网综合管理系统是ＴＭＮ的一个子网，在多厂商环境下，各个厂家提供的ＳＤＨ及其ＥＭＳ向上提供统一的Ｑ３接口，但实际的情况是在网络管理层与传送子网管理层之间，各厂家提供的ＥＭＳ向上的接口均有所不同，需要遵循ＩＴＵ－Ｔ推荐的标准及相关的协议进行设计。例如遵循ＩＴＵ－Ｔ推荐标准Ｑ．８１１和Ｑ．８１２分别定义的Ｑ３接口的第１层到第４层的低层通信协议，第５到７层的高层应用协议，以及推荐使用的基于ＴＣＰ／ＩＰ的ＲＦＣ１００６作为底层的传输协议和基于ＣＭＩＰ协议的网络管理层?熏网元管理层接口之间的交换信息，需要通过ＣＭＩＰ协议实现管理信息在ＳＮＭＳ与ＥＭＳ之间的传送等等。

　　所设计的传输网综合管理系统对ＳＤＨ的管理功能包括网络资源管理、故障管理、性能管理以及端到端路由的计算等。其系统由管理应用程序、管理信息库、基于Ｗｅｂ的管理服务器和网关组成，如图２所示。传送子网中的代理（Ａｇｅｎｔ）不属于管理系统。

　　在使用ＣＯＲＢＡ和Ｊａｖａ技术实现的ＳＤＨ传输网综合管理系统中，管理应用模块由四部分，即网关、管理信息树及数据库、管理者进程和ＧＵＩ用户界面组成。由于实际使用的多厂商设备都向上提供统一的Ｑ３接口，因此开发中需主要考虑Ｑ３网关功能的实现和ＧＤＭＯ／ＡＳＮ．１信息模型到ＣＯＲＢＡ信息模型的转换。图２中下面部分的Ｑ３Ａｇｅｎｔ表示不同厂家设备的子网管理接口。代理通过ＣＭＩＰ协议响应管理应用程序的查询操作并主动上报事件?熏管理者通过ＣＯＲＢＡ／ＣＭＩＰ网关来与代理通信，并由ＣＯＲＢＡ组件构成的管理应用系统完成各种管理功能及通过Ｗｅｂ浏览器与用户交互。

　　管理信息库由数据库系统和一组操纵数据库的ＣＯＲＢＡ接口组成。数据库系统负责存储信息模型中管理对象的实例和事件，并利用数据库最优查询算法进行查询，以及利用分布式数据库系统的存储一致性和故障容错性来恢复性能和获得可靠性。同时，数据库系统还可在不同管理域之间进行信息模型的转换，或者在被管对象转换映射信息和对象标识时，由被管对象在数据库中查询所需的信息。

　　２．２基于Ｗｅｂ管理的应用程序

　　由于Ｗｅｂ有独立的平台，且易于控制和使用，因而常被用来实现可视化的显示，这里的应用程序就是采用基于Ｗｅｂ的分布式的Ｂｒｏｗｅｒ／Ｓｅｒｖｅｒ结构来实现图形用户界面的。Ｗｅｂ管理应用程序分为客户端和服务器端，两者之间用ＨＴＴＰ协议进行通信，服务器端程序主要将用户命令发送给网络设备上的代理进程，并将代理进程的执行结果保存到数据库之中，同时将数据库的变更消息发送给客户端显示。客户端的程序选用了Ｊａｖａ的Ａｐｐｌｅｔ，因为Ａｐｐｌｅｔ的功能强大，图形组件丰富，能与多种浏览器兼容。

　　２．３ＣＯＲＢＡ／ＣＭＩＰ网关

　　为了使ＣＯＲＢＡ能够操作ＣＭＩＰ／ＣＭＩＳ协议，必须在相关的对象模型之间进行映射并在管理域的边界上进行协议转换。但实现ＣＭＩＰ网关必须完成两个转换，一是规则转换，用于ＧＤＭＯ和接口定义语言（ＩＤＬ）之间转换机制，即从ＧＤＭＯ对象定义到ＩＤＬ定义的转换，这是必需的。二是交互转换，即为涵盖不同管理域的协议之间的动态转换机制，允许一个域中的对象在另一个域内表示。对于ＧＤＭＯ和ＩＤＬ之间的转换，是通过ＧＤＭＯ－ＩＤＬ转换器实现的，这个转换器把ＧＤＭＯ文件转换成ＣＯＲＢＡ对象的ＩＤＬ定义，然后用ＩＤＬ创建ＣＯＲＢＡ管理对象，并由ＣＯＲＢＡ网关功能实现ＥＭＳ管理域内ＣＭＩＰ／ＣＭＩＳ协议与ＣＯＲＢＡ管理域内ＩＩＯＰ协议的相互动态转换。其ＣＯＲＢＡ网关的逻辑结构如图３所示。

　　ＣＯＲＢＡ网关是ＵＮＩＸ进程和数据库的集合，用来把ＩＤＬ表示的ＣＯＲＢＡ请求转换成可移植的管理接口（ＰＭＩ）请求，ＰＭＩ与代理通过ＣＭＩＳ协议进行通信。另外，ＣＯＲＢＡ网关同样要把ＰＭＩ响应和ＰＭＩ事件转换成ＩＤＬ响应和ＣＯＲＢＡ事件，这就把各个传送子网提供的Ｑ３接口的ＣＭＩＰ／ＣＭＩＳ协议转换成了ＣＯＲＢＡ管理域内的ＩＩＯＰ协议，实现了ＥＭＳ管理域和ＣＯＲＢＡ管理域中不同协议的动态转换。

　　２．４管理应用程序　

　　下载的ＪａｖａＡｐｐｌｅｔ连接到管理者应用程序，即可使用户执行各种操作，比如ＣＲＥＡＴＥ、ＧＥＴ、ＳＥＴ、ＤＥＬＥＴＥ属性值操作等。而创建或者删除事件转发鉴别器则可允许或禁止告警，接收事件和修改接收事件上报的阈值，允许和禁止日志功能等。对于管理者程序，则负责将代理返回的消息及响应结果保存到数据库并同步发送给客户端。

　　为了给用户提供管理功能，必须构造支持ＧＵＩ的ＣＯＲＢＡ组件，以由它们把管理数据传送给运行在Ｗｅｂ浏览器上的ＪａｖａＡｐｐｌｅｔｓ，ＪａｖａＡｐｐｌｅｔｓ则有管理程序提供检索代理的接口。当管理者从ＪａｖａＡｐｐｌｅｔｓ接收到输入的信息后，通过网关支持的接口把操作请求发送给代理并向上返回代理操作的结果，当管理者接收到代理的通知或者告警消息时，就会通过ＪａｖａＡｐｐｌｅｔｓ初始化建立起来的Ｊａｖａ／ＣＯＲＢＡ事件通道将消息上报。

　　３结论

　　研究基于ＴＭＮ管理框架的ＳＤＨ传送网综合网络管理系统，是用ＣＯＲＢＡ和Ｊａｖａ技术来实现基于Ｗｅｂ的ＳＤＨ管理平台的，因而给用户提供了一个友好、易于使用的界面。其后续工作包括扩展管理结构，实现其它ＴＭＮ服务和根据实践进行性能、规模的评估等。

　　［参考文献］

　　［１］ＩＴＵ－ＴＲｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎＧ７０７．ＮｅｔｗｏｒｋＮｏｄｅＩｎｔｅｒｆａｃｅｆｏｒｔｈｅＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＤｉｇｉｔａｌＨｉｅｒａｒ－ｃｈｙ(ＳＤＨ)［Ｚ］．１９９６．

　　［２］　ＩＴＵ－ＴＲｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎＭ．３０１０．ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓｆｏｒａＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔＮｅｔｗｏｒｋ［Ｚ］．１９９６．

　　［３］　ＯＭＧ．ＣＯＲＢＡ－ＢａｓｅｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＮｅｔ－ｗｏｒｋＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ［Ｚ］．ＯＭＧＷｈｉｔｅＰａｐｅｒ,１９９６．

　　［４］ＳｕｎＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓＩｎｃ．ＳｏｌｓｔｉｃｅＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　Ｍａ－ｎａｇｅｒ４．１ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ［Ｚ］．２００２．

　　
摘自　天津通信技术

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