通信學(xué)論文-網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)及電信管理網(wǎng)的開發(fā).doc

通信學(xué)論文-網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)及電信管理網(wǎng)的開發(fā)摘要：網(wǎng)絡(luò)管理已經(jīng)成為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)研究中最重要的內(nèi)容之一。本文首先介紹當(dāng)前幾種網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)和TMN基本概念，然后討論了TMN開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)及TMN開發(fā)工具引入的必要性，并結(jié)合自己的開發(fā)實(shí)踐討論了TMN管理者和代理的開發(fā)，最后對電信管理網(wǎng)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。一、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)概述網(wǎng)絡(luò)管理已經(jīng)成為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)研究中最重要的內(nèi)容之一。網(wǎng)絡(luò)中采用的先進(jìn)技術(shù)越多，規(guī)模越大，網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理工作也就越復(fù)雜。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)的管理技術(shù)是分別形成的，但到后來漸趨同化，差不多具有相同的管理功能和管理原理，只是在網(wǎng)絡(luò)管理上的具體對象上有些差異。通常，一個網(wǎng)絡(luò)由許多不同廠家的產(chǎn)品構(gòu)成，要有效地管理這樣一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就要求各個網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品提供統(tǒng)一的管理接口，即遵循標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。這樣，一個廠家的網(wǎng)絡(luò)管理產(chǎn)品就能方便地管理其他廠家的產(chǎn)品，不同廠家的網(wǎng)絡(luò)管理產(chǎn)品之間還能交換管理信息。在簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol）設(shè)計時，就定位在是一種易于實(shí)施的基本網(wǎng)絡(luò)管理工具。在網(wǎng)管領(lǐng)域中，它扮演了先鋒的角色，因OSI的CMIP發(fā)展緩慢同時在Internet的迅猛發(fā)展和多廠商環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)管理解決方案的驅(qū)動下，而很快成為了事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。SNMP的管理結(jié)構(gòu)如圖1所示。它的核心思想是在每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上存放一個管理信息庫MIB（ManagementInformationBase），由節(jié)點(diǎn)上60代理（agent）負(fù)責(zé)維護(hù)，管理者通過應(yīng)用層協(xié)議對這些代理進(jìn)行輪詢進(jìn)而對管理信息庫進(jìn)行管理。SNMP最大的特點(diǎn)就是其簡單性。它的設(shè)計原則是盡量減少網(wǎng)絡(luò)管理所帶來的對系統(tǒng)資源的需求，盡量減少agent的復(fù)雜性。它的整個管理策略和體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計都體現(xiàn)了這一原則。SNMP的主要優(yōu)點(diǎn)是：易于實(shí)施；成熟的標(biāo)準(zhǔn)；CS模式對資源要求較低；廣泛適用，代價低廉。簡單性是SNMP標(biāo)準(zhǔn)取得成功的主要原因。因?yàn)樵诖笮偷?、多廠商產(chǎn)品構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，管理協(xié)議的明晰是至關(guān)重要的；但同時這又是SNMP的缺陷所在為了使協(xié)議簡單易行，SNMP簡化了不少功能，如：沒有提供成批存取機(jī)制，對大塊數(shù)據(jù)進(jìn)行存取效率很低；沒有提供足夠的安全機(jī)制，安全性很差；只在TCPIP協(xié)議上運(yùn)行，不支持別的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；沒有提供管理者與管理者之間通信的機(jī)制，只適合集中式管理，而不利于進(jìn)行分布式管理；只適于監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不適于監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)本身。針對這些問題，對它的改進(jìn)工作一直在進(jìn)行。如1991年11月，推出了RMON（RernoteNetworkMonitor）MIB，加強(qiáng)SNMP對網(wǎng)絡(luò)本身的管理能力。它使得SNMP不僅可管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，還能監(jiān)測局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)流量等信息，1992年7月，針對SNMP缺乏安全性的弱點(diǎn)，又公布了S-SNMP（SecureSNMP）草案。到1993年初，又推出了SNMPVersion2即SNMPv2（推出了SNMPv2以后，SNMP就被稱為SNMPv1）。SNM-Pv2包容了以前對SNMP的各項(xiàng)改進(jìn)工作，并在保持了SNMP清晰性和易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)以外，吸取了CMIP的部分優(yōu)點(diǎn)，功能更強(qiáng)，安全性更好，具體表現(xiàn)為：提供了驗(yàn)證機(jī)制，加密機(jī)制，時間同步機(jī)制等，安全性大大提高；提供了一次取回大量數(shù)據(jù)的能力，效率大大提高；增加了管理者和管理者之間的信息交換機(jī)制，從而支持分布式管理結(jié)構(gòu)，由位于中間層次（intermediate）的管理者來分擔(dān)主管理者的任務(wù)，增加了遠(yuǎn)地站點(diǎn)的局部自主性?？稍诙喾N網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上運(yùn)行，如OSI、AppleTalk和IPX等，適用多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（但它的缺省網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仍是UDP）。擴(kuò)展了管理信息結(jié)構(gòu)的很多方面。特別是對象類型的定義引入了幾種新的類型。另外還規(guī)范了一種新的約定用來創(chuàng)建和刪除管理表（managementtables）中的“行”（rows）。定義了兩種新的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（ProtocolDataUnit）。Get-Bulk-Request協(xié)議數(shù)據(jù)單元允許檢索大數(shù)據(jù)塊（largedatablocks），不必象SNMP那樣逐項(xiàng)（itembyitem）檢索；Inform-Request協(xié)議數(shù)據(jù)單元允許在管理者之間交換陷阱（tran）信息。CMIP協(xié)議是在OSI制訂的網(wǎng)絡(luò)管理框架中提出的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。CMIP與SNMP一樣，也是由管理者、代理、管理協(xié)議與管理信息庫組成。CMIP是基于面向?qū)ο蟮墓芾砟Ｐ偷摹＿@個管理模型表示了封裝的資源并標(biāo)準(zhǔn)化了它們所提供的接口。如圖2所示了四個主要的元素：系統(tǒng)管理應(yīng)用進(jìn)程是在擔(dān)負(fù)管理功能的設(shè)備（服務(wù)器或路由器等中運(yùn)行的軟件：管理信息庫MIB是一組從各個接點(diǎn)收集來的與網(wǎng)絡(luò)管理有關(guān)的數(shù)據(jù)；系統(tǒng)管理應(yīng)用實(shí)體（systemmanagementapplicationentities）負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理工作站間的管理信息的交換，以及與網(wǎng)絡(luò)中其它接點(diǎn)之間的信息交換；層管理實(shí)體（layermanagemententities）表示在OSI體系結(jié)構(gòu)設(shè)計中必要的邏輯。CMIP模型也是基于CS結(jié)構(gòu)的?？蛻舳耸枪芾硐到y(tǒng)，也稱管理者，發(fā)起操作并接收通知；服務(wù)器是被管系統(tǒng)，也稱代理，接收管理指令，執(zhí)行命令并上報事件通知。一個CMIP操作臺（console）可以和一個設(shè)備建立一個會話，并用一個命令就可以下載許多不同的信息。例如，可以得到一個設(shè)備在一段特定時間內(nèi)所有差錯統(tǒng)計信息。CMIP采用基于事件而不是基于輪詢的方法來獲得網(wǎng)絡(luò)組件的相關(guān)數(shù)據(jù)。CMIP已經(jīng)得到主要廠商，包括IBM、HP及AT&T的支持。用戶和廠商已經(jīng)認(rèn)識到CMIP在企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域是一個比較好的選擇。它能夠滿足企業(yè)級網(wǎng)管對橫跨多個管理域的對等相互作用（peertopeerinteractions）的要求。CMIP特別適合對要求提供集中式管理的樹狀系統(tǒng)，尤其是對電信網(wǎng)（telecommunicationsnetwork）的管理。這就是下面提到的電信管理網(wǎng)。二、電信管理網(wǎng)TMN電信管理網(wǎng)TMN是國際電聯(lián)ITU-T借鑒0SI中有關(guān)系統(tǒng)管理的思想及技術(shù)，為管理電信業(yè)務(wù)而定義的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，TMN基于OSI系統(tǒng)管理（ITU-UX.700ISO7498-4）的概念，并在電信領(lǐng)域的應(yīng)用中有所發(fā)展.它使得網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)與電信網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)下，按照標(biāo)準(zhǔn)的接口和標(biāo)準(zhǔn)的信息格式交換管理信息，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理功能。TMN的基本原理之一就是使管理功能與電信功能分離。網(wǎng)絡(luò)管理者可以從有限的幾個管理節(jié)點(diǎn)管理電信網(wǎng)絡(luò)中分布的電信設(shè)備。國際電信聯(lián)盟（ITU）在M.3010建議中指出，電信管理網(wǎng)的基本概念是提供一個有組織的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以取得各種類型的操作系統(tǒng)（OSs）之間、操作系統(tǒng)與電信設(shè)備之間的互連。它采用商定的具有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和信息的接口進(jìn)行管理信息交換的體系結(jié)構(gòu)。提出TMN體系結(jié)構(gòu)的目的是支撐電信網(wǎng)和電信業(yè)務(wù)的規(guī)劃、配置、安裝、操作及組織。電信管理網(wǎng)TMN的目的是提供一組標(biāo)準(zhǔn)接口，使得對網(wǎng)絡(luò)的操作、管理和維護(hù)及對網(wǎng)絡(luò)單元的管理變得容易實(shí)現(xiàn)，所以，TMN的提出很大程度上是為了滿足網(wǎng)管各部分之間的互連性的要求。集中式的管理和分布式的處理是TMN的突出特點(diǎn)。ITU-T從三個方面定義了TMN的體系結(jié)構(gòu)（Architecture），即功能體系結(jié)構(gòu)（FunctionalArchitecture），信息體系結(jié)構(gòu)（InformationArchitecture）和物理體系結(jié)構(gòu)（PhysicalArchitecture）。它們分別體現(xiàn)在管理功能塊的劃分、信息交互的方式和網(wǎng)管的物理實(shí)現(xiàn)。我們按TMN的標(biāo)準(zhǔn)從這三個方面出發(fā)，對TMN系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。功能體系結(jié)構(gòu)是從邏輯上描述TMN內(nèi)部的功能分布。引入了一組標(biāo)準(zhǔn)的功能塊（Functionalblock）和可能發(fā)生信息交換的參考點(diǎn)（referencepoints）。整個TMN系統(tǒng)即是各種功能塊的組合。信息體系結(jié)構(gòu)包括兩個方面：管理信息模型和管理信息交換。管理信息模型是對網(wǎng)絡(luò)資源及其所支持的管理活動的抽象表示，網(wǎng)絡(luò)管理功能即是在信息模型的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。管理信息交換主要涉及到TMN的數(shù)據(jù)通信功能和消息傳遞功能，即各物理實(shí)體和功能實(shí)體之間的通信。物理體系結(jié)構(gòu)是為實(shí)現(xiàn)TMN的功能所需的各種物理實(shí)體的組織結(jié)構(gòu)。TMN功能的實(shí)現(xiàn)依賴于具體的物理體系結(jié)構(gòu)，從功能體系結(jié)構(gòu)到物理體系結(jié)構(gòu)存在著映射關(guān)系。物理體系結(jié)構(gòu)隨具體情況的不同而千差萬別。在物理體系結(jié)構(gòu)和功能體系結(jié)構(gòu)之間有一定的映射關(guān)系。物理體系結(jié)構(gòu)中的一個物理塊實(shí)現(xiàn)了功能體系結(jié)構(gòu)中的一個或多個功能塊，一個接口實(shí)現(xiàn)了功能體系結(jié)構(gòu)中的一組參考點(diǎn)。仿照OSI網(wǎng)絡(luò)分層模型，ITU-T進(jìn)一步在TMN中引入了邏輯分層。如圖3所示：TMN的邏輯分層是將管理功能針對不同的管理對象映射到事務(wù)管理層BML（BusinessManagementLayer），業(yè)務(wù)管理層SML（ServiceManagementLayer），網(wǎng)絡(luò)管理層NML（NetworkManagementLayer）和網(wǎng)元管理層EML（ElementManagementLayer）。再加上物理存在的網(wǎng)元層NEL（NetworkElementLayer），就構(gòu)成了TMN的邏輯分層體系結(jié)構(gòu)。從圖2-6可以看到，TMN定義的五大管理功能在每一層上都存在，但各層的側(cè)重點(diǎn)不同。這與各層定義的管理范圍和對象有關(guān)。三、TMN開發(fā)平臺和開發(fā)工具1利用TMN的開發(fā)工具開發(fā)TMN的必要性TMN的信息體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用OSI系統(tǒng)管理的原則，引入了管理者和代理的概念，強(qiáng)調(diào)在面向事物處理的信息交換中采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。如前所述，TMN是高度強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)，故基于TMN標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品開發(fā)，其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求嚴(yán)格復(fù)雜，使得TMN的實(shí)施成為一項(xiàng)具有難度和挑戰(zhàn)性的工作；再加上OSI系統(tǒng)管理專業(yè)人員的相對缺乏，因此，工具的引入有助于簡化TMN的開發(fā)，提高開發(fā)效率。目前比較流行的基于TMN標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)平臺有HPOVDM、SUNSEM、IBMTMN平臺和DSET的DSG及其系列工具。這些平臺可以用于開發(fā)全方位的TMN管理者和代理應(yīng)用，大大降低TMNQ3應(yīng)用系統(tǒng)的編程復(fù)雜性，并且使之符合開放系統(tǒng)互連（OSI）網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)包括高級信息模型定義語言GDM0，OSI標(biāo)準(zhǔn)信息傳輸協(xié)議CMIP，以及抽象數(shù)據(jù)類型定義語言ASN.1。其中DSET的DSG及工具系列除了具備以上功能外，還具有獨(dú)立于硬件平臺的優(yōu)點(diǎn)。下面將比較詳細(xì)論述DSET的TMN開發(fā)工具及其在TMN開發(fā)中的作用。2DSET的TMN開發(fā)工具的基本組成DSET的TMN開發(fā)工具從功能上來講可以構(gòu)成一個平臺和兩大工具箱。一個平臺：分布式系統(tǒng)生成器DSG（DistributedSystemGenerator）；兩個工具箱：管理者工具箱和代理工具箱。分布式系統(tǒng)生成器DSGDSG是用于頂層TCPIP、OSI和其它協(xié)議上構(gòu)筑分布式并發(fā)系統(tǒng)的高級對象請求代理0RB。DSG將復(fù)雜的通信基礎(chǔ)設(shè)施