（计算机应用技术专业论文）3g+omc网络性能测试系统的优化设计.pdf

摘要 随着电信产业的迅速发展，电信设备的复杂性和所提供的功能也在 不断地增加和更新。如何管理和控制它们，使之能够稳定高效地运行就 是一个很重要的问题。中兴通讯公司依照电信管理网( t e l e c o m m u n i c a t i o n m a n a g e m e n tn e t w o r k ，t m n ) 规范开发的操作维护( o p e r a t i o nm a i n t e n a n c e c e n t e r ，o m c ) 系统，在一定程度上提高了管理电信设备的能力。但随着 业务领域的进一步扩展，运营商所维护的系统日益庞大和复杂。在o m c 的实施和应用过程中，发现系统本身体系结构和实现方法略有不足，特 别是系统中网络性能测试( n e t w o r kp e r f o r m a n c et e s t ，n p t ) 子系统的功 能已越来越难以满足用户日渐提高的要求。优化n p t 系统，提升其整体 性能己迫在眉睫。 本文结合第三代移动通信系统的网管项目，在介绍t m n 及o m c 的 基础上，针对n p t 目前的不足，从功能、可靠性及扩展性等方面，提出 了对现有系统的优化方案。 针对系统在进行性能测量时采集任务的建立和交互的问题，本文从 如何自动开始采集任务的角度提出了无人值守机制和查询机制；针对 m a r k o v 测试帧不能很好地实现同步的问题，本文从精确同步的角度提出 了简单自适应方法，实现了测试帧的精确同步；针对链路闪断情况下任 务不同步的问题，本文从保证各模块任务一致性的角度，提出了交集基 准点任务同步机制；针对大量消息上报对系统冲击较大的问题，本文提 出基于编解码的上报机制，并在该机制中引入掩码概念，提高了系统的 稳定性及上报消息的处理效率。目前该优化系统已在国内外部分商业局 运行，通过不断的调试和完善，运行状态良好，用户评价度高，具有较 好的工程运用价值。 试 关键词电信管理网，网络性能数据，操作维护中心，马尔科夫测 a b s t r a c t a st h er a p i dd e v e l o p m e n to ft e l e c o m m u n i c a t i o n ，t h ec o m p l e x i t ya n d f u n c t i o n so ft h et e l e c o m m u n i c a t i o ne q u i p m e n t sa r ei n c r e a s i n ga n du p d a t i n g s oi ti si m p o r t a n tt om a n a g ea n dc o n t r o lt h ed e v i c et om a k et h e mw o r ks t e a d v a n de m c i e n t t h eo p e r a t i o na n dm a i n t e n a n c ec e n t e r ( o m c ) w h i c hw a s d e s i g n e db yz t e ，a c c o r d i n gt ot h et m ns t a n d a r d ，e n h a n c e dt h ea b i l i t yt o m a n a g et h ed e v i c ei nc e r t a i nd e g r e e b u ta st h es e r v i c ed o m a i nb e c o m e s l a r g e r , t h es y s t e m o fc a r r i e r s m a i n t a i n i n g b e c o m e s l a r g e r a n dm o r e c o m p l i c a t e d t h e r ea r eaf e ws h o r t c o m i n g si nt h ec o n s t r u c t i o ns y s t e ma n dt h e i m p l e m e n t a t i o nm e t h o d si nu s ea n da p p l i c a t i o no fo m c ，e s p e c i a l l y , n e t w o r k p e r f o r m a n c et e s t t h es u b s y s t e mo fo m cw h i c hb e c o m e sm o r ea n dm o r e d i f f i c u l tt om e e tt h eg r o w i n gn e e d so fu s e r s t oo p t i m i z en p ts y s t e ma n d i m p r o v ei t sw h o l ep e r f o r m a n c ei sa r o u n dt h ec o m e r w i t ht h ec o m b i n a t i o no ft h e3 r dg e n e r a t i o n ( 3 g ) o m c ，f i r s t l yt h i st h e s i s i n t r o d u c e st m na n do m c ，a n dt h e ni ta i m sa tt h es h o r t c o m i n g so fn p t t h i r d l yi tm o v e s a l lo p t i m i z a t i o nb l u ep r i n to fc u r r e n ts y s t e m a i ma tt h ef o u n d a t i o na n da l t e r n a t i o np r o b l e m so fc o l l e c t i o nt a s k ，w e p r o p o s e du n a t t e n d e dm e c h a n i s ma n di n q u i r ym e c h a n i s mf r o m t h ep e r s p e c t i v e o fh o wt oa u t o m a t es t a r t i n gc o l l e c t i o nt a s k ；f o rt h ep r o b l e mt h a tm a r k o vt e s t f r a m ec o u l d n ta c h i e v e c o m m e n d a b l ys y n c h r o n i z a t i o n ，w ep r o p o s e d c r e a t i v e l y as i m p l ea n da d a p t i v em e t h o df r o mt h ep o i n to fa c c u r a t e s y n c h r o n i z a t i o n ，a n dr e a l i z e dt h ea c c u r a t es y n c h r o n i z a t i o no ft e s tf r a m e ；f o r t h ep r o b l e mt h a ti st h et a s kc o u l d n tb es y n c h r o n o u sw h e nl i n ki sf l a s h b r o k e n f r o mt h e a n g l eo ft h ec o n s i s t e n c yo fa nm o d u l e s ，w ep r o p o s e d at a s k s y n c h r o n i z a t i o nm e c h a n i s mw h i c hb a s e so nt h em a n n e ro fi n t e r s e c t i o nd a t u m m a r k ；f o rt h ep r o b l e mo fs y s t e mi m p a c ts i n c et h er e p o r to fm a s s i v en e w s ，w e p r o p o s e d an e w sr e p o r tm e c h a n i s mw h i c hb a s e so nc o d e d e c o d e ，a n d i n t r o d u c e sc r e a t i v e l yam a s ki d e ai n t ot h i sm e c h a n i s m s oi ti m p r o v e st h e s y s t e ms t a b i l i t ya n dt h ed i s p o s a le f f i c i e n c yo fr e p o r tn e w s a tp r e s e n t ，t h e o p t i m i z a t i o ns y s t e mh a sb e e ns u c c e s s f u l l ya p p l i e dt oap a r to fi n l a n dn e t w o r k m a n a g e m e n tp r o je c t s i t i sw e l l r u n n i n gb yc o n t i n u a ld e b u g g i n ga n d i m p r o v e m e n t ，a n dt h ef e e d b a c ko f u s e r si sg o o d t h i so p t i m i z a t i o ns y s t e m h h a sg r e a tp r o j e c ta p p l i e dr o l e k e y w o rdst e l e c o m m u n i c a t i o n m a n a g e m e n tn e t w o r k ， n e t w o r k p e r f o r m a n c ed a t a ，o p e r a t i o nm a i n t e n a n c ec e n t e r , m a r k o v i i i 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：弓彬 日期：纱夕j y 年，月日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容， 可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技 术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通 过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：麴生导师签名：避 吼岬年r 月心日 硕士学位论文第一章绪论 1 1研究背景 第一章绪论 通信领域也在经历着一场前所未有的历史性的变革。移动通信的出现，让人类第 一次实现了跨地区、跨地域乃至跨全球的信息传递，将地球越变越小，变成了一个大 村落。移动通信的出现也使人们的生活和工作方式发生了历史性的变革，其发展对经 济发展和社会生活产生了深远的影响。移动通信逐步成为了通信领域内最为活跃和发 展最为迅速的领域之一。 移动通信技术的发展可以划分为几个重要的阶段：1 9 4 6 年a t & t 推出了第一个 移动电话系统，该系统采用了1 2 0 k h z 的f m 调制方式【l 】；6 0 年代中末期、7 0 年代中 期开始出现了第一个蜂窝电话系统；7 0 年代末期，由于半导体技术的发展和微处理 器的出现，蜂窝系统的复杂性大大提高；8 0 年代开始，蜂窝移动通信系统已经开始 真正的运营试验，实现了真正意义上的蜂窝移动通信功能；9 0 年代初，各国又相继 推出了如今称作2 g 的移动通信系统d a m p s 、g s m 、i s 9 5 、c d m a ；进入2 0 0 0 年 后，欧美各国又掀起了发展通话质量更高、带宽更宽、提供服务更丰富的3 g 浪潮。 c d m a 2 0 0 0 技术，作为国际电信联盟i t u ( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n ) 认可的第三代移动通信标准之一，为通信技术的发展起到了推波助澜的作用。基于 c d m a 2 0 0 0 的移动通信网络为手机电视、可视电话、位置服务、移动商务、企业服 务【2 1 、高速网上冲浪等功能提供了广阔的应用平台。 应用领域的拓宽，通信技术的进步，在提高通信设备的复杂性的同时也对电信网 管系统提出了新的要求。电信网管系统是一个用于管理电信设备的复杂系统，它随着 电信技术的不断发展而发展。早期的电信网管系统基本上是各个电信设备制造商构建 自己的系统维护来维护通讯设备，这种封闭式的结构在很大程度上限制了网络设备的 管理能力和扩展性，严重的影响了电信网的服务质量，为此，一种开放式的电信网管 模型呼之欲出，这就是国际电信联盟远程通信标准化组i t u t ( i t u t e l e c o m m u n i c a t i o ns t a n d a r d i z a t i o ns e c t o r ) 提出的电信管理网t m n 模型。在该框 架下的电信设备应该具有开放的系统结构，使不同电信设备厂商的设备可以进入丌放 的电信网络管理系统，最大限度地提高系统的性能。 t m n 为实现电信网管系统互连互通提供了一套标准的、统一的解决方案。t m n 的核心思想是一种网管网的概念【3 】，它通过对网管接口的引入，将管理网提供的管理 业务与电信网提供的电信业务分开。同时，t m n 通过引入功能模型、信息模型、物 硕士学位论文第一章绪论 理模型的概念以及复用的思想，缩短了网管系统软件的开发周期，提高了网管软件的 质量。现代的电信网管系统通常都使用了t m n 推荐的标准构建，本文的研究的内容 正是以这种网络管理模式为背景来开展。 1 2 国内外研究现状及存在问题 通信技术的不断进步推动着网管技术的发展，电信网管的发展大体经历了三个阶 段【4 】： 第一阶段是面向维护的阶段。这一阶段主要是解决电信网管系统从无到有的矛 盾。主要是把原来分散的维护人员集中起来、把原来分散的技术经验集中起来、把原 来分散的维护集中起来。这一阶段主要是实现从分散到集中的过渡，实现集中操作和 维护的目的。 第二阶段是面向管理的阶段。这一阶段在前面工作经验的基础上，开始将管理思 路融入电信网管系统中，开始在功能上注重管理的功能，开始将原来分散的功能结合 在一起，开始将维护和管理体系与网管系统有机地结合在一起，使得网管系统成为一 个维护和管理的平台。 第三阶段是面向经营的阶段。这一阶段对网管系统在管理上要求更加完善和成 熟。更为重要的是在功能上，对系统智能化程度要求越来越来高；各个管理部分结合 的更为紧密，对综合分析、自动处理的能力要求也越来越来高。这个阶段的网管系统 除了完成基本的管理功能外，扩展能力逐步增强，慢慢的融合了专家系统的部分功能。 电信网管软件的开发商通常也是电信设备的制造商。国外规模较大的网管软件开 发公司有n o k i a 、e r i c s s o n 、a l c a t e l 、n o r t e l 、h p 等，这些国外电信产品制造巨头起步 较早，产品成熟，其网管系统具有稳定、高效、易用的特点，在高端市场上拥有较高 的占有率，产品的应用主要分布在西欧和北美市场，在发展中国家也有一定的市场份 额。 我国电信事业的发展从二十世纪八十年代开始起步，经历了近3 0 年的飞速发展， 通讯网络的容量和规模迅速扩大，设备的复杂性和网络的复杂度大大提高。 2 0 世纪九十年代初期国内的一些科研院校和研究单位开始对电信网络管理理论 进行研究，并借鉴了大量国外先进的网络管理技术。其中最有代表性的是由中国移动、 北京邮电大学网络管理研究中心、爱立信和诺基亚等单位联合制订的全球移动通讯系 统g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ) 网络管理接口技术规范。近年来随 着通信技术的普及和3 g 网络的建设，国内也用涌现出一批发展初步成熟的电信设备 制造企业。随着产业链的不断完善，这些国内电信制造巨头如华为、中兴都推出了自 己的电信网管平台，促进了理论到实践的转化，市场规模也在不断扩大。 2 硕士学位论文第一章绪论 伴随着3 g 时代的到来以及电信行业内竞争的不断加剧，各大电信运营商都将如 何提高网络的综合利用率，使现有网络发挥最大的能效作为了首要考虑的因素【5 l 。它 们推动了国内企业和研究机构对电信网管理论研究的不断深入。总的来说电信网管系 统的发展具有以下的趋势： ( 1 ) 系统平台化 长期以来电信网管系统一直具有专业化和综合化的特点，随着电信技术的高速发 展，电信设备设备不断的多样化，这成为了一个困扰电信网管发展的关键问题，网管 系统需要兼容多样的电信设备，造成系统的臃肿和冗余，给维护也带来了较大的困难。 系统平台化、分层化因其适配灵活、构筑方便且扩展性好，慢慢成为系统的发展 方向。平台化主要体现在网管与网络尽量无关性上，专业网管彼此不兼容的主要原因 就是因其系统与网络的相关性太强而导致的，而平台化将有效解决这一点，由适配器 进行的网管和网络的隔离。层次化的目的是将平台划分为多个层次，一方面便于实现 平台化，另一方面提高系统的复用能力。这两点使得被管网络的类型可以得到任意的 扩展。 ( 2 ) 规模更集中 电信网管系统设计的初衷就是体现集中的思想。首先是集中维护，然后有了集中 监控、集中管理。长期以来从网管的发展看，主要是以本地网管为单位的。但从趋势 上看，随着集中的规模不断的扩大，在可靠技术手段的保证下，省一级的集中建设必 然成为现实。 规模更加的集中，无论从建设成本、管理成本、业务带动、经验共享及系统维护 等各方面因素考察，都要比目前本地网管分散的结构更有优势。采用省级集中方式管 理的应该是大势所趋。 ( 3 ) 处理更分布 与建设规模更集中相反，系统的处理方式将更分布。一方面由于更大规模的集中 导致系统处理负荷急剧增加，从负载平衡和健壮性的角度考虑，分布式的处理都是最 佳的解决办法。另一方面合理的分布方式，有效地提供了系统的扩展能力，也为大规 模集中提供解决途径。 ( 4 ) 系统的安全性增强 电信网管系统的各管理层之间，以及相同管理层中各系统之间均会采用一定协 议和接口进行通信，各类接口用于网管系统相互之间管理信息数据的传送【6 】。接口连 接的安全性，直接关系到网管系统是否能够正常运行，是网管系统所要面对的重要安 全问题。现在对这方面的研究还不多，随着电信网管系统的不断成熟，其安全性也越 来越多的得到重视。 3 硕士学位论文第一章绪论 ( 5 ) 提供的接口更加规范和多样 电信网管系统作为一个庞大的设备管理体系，由于各个厂商之间的通信接口不统 一，严重的制约了系统运营商的发展。在电信管理网t m n 提出以后，网管系统的发 展正在经历一个由零散走向统一的过程。各大厂商的系统在标准化的同时，还为用户 提供了丰富的接口，进一步增加了系统的扩展性。常见的接口有c o r b a 、s n m p 、 x m l 技术等【。7 1 。 ( 6 ) 进一步的智能化 电信网管技术的发展经历了从人工管理到计算机管理的过程，但现在的电信网管 系统仍然不能完全取代业务领域具有专业知识的专家，只能一定的程度上降低运营成 本，提高工作效率【8 】。现在的网管软件虽然在一定程度上达到了自动化、智能化，但 是从应用的灵活性、简便性、人性化等各个方面来讲，在很大程度上都还有进一步提 升的空间，这些也j 下是各网管厂商进一步努力的方向。 1 3 本文所做的工作和内容安排 在阅读了大量的国内外的文献资料的基础上，本文对电信管理网t m n 进行了深 入探讨，介绍t m n 的功能体系结构、物理体系结构、信息体系结构，并将t m n 的 框架结构与统一网管平台的公共应用框架和支撑子系统相结合，剖析了t m n 的具体 实现框架。 本文在详细分析原有系统框架的基础上，提出了一个采用基于t m n - 的网络性能 数据采集系统的优化方案。 该网络性能数据采集系统主要实现了采集和测试功能，能完成对c d m a 2 0 0 0 移 动通信网络的实时监测。主要用于局外定位故障和通信网的优化。由于该实现方案采 用j 2 e e 的架构，具有良好的跨平台特性，能独立于具体的物理设备，同时也提高了 系统的可维护性、可扩展性及易用性【9 1 。 本文内容分为六个部分： 第一章绪论，主要对本文的研究背景、研究内容、主要贡献和论文的组织结构 做简单介绍。 第二章电信管理网和操作维护中心概述，介绍电信管理网的基本框架和体系结 构，描述了操作维护中心的功能、结构和通讯机制，o m c 和n p t 的关系。 第三章网络性能数据采集模块的设计和实现，该部分详细介绍了网络性能数据 测试系统采集功能和测试功能的设计和实现方案，同时也提到了一些系统稳定性和可 维护性上的设计考虑。 第四章关键技术的探索和研究，这部分详细介绍了网络性能数据测试模块的设 4 硕十学位论文 第一章绪论 计和实现过程中的一些关键问题和难点问题的设计考虑。 第五章结束语，总结全文内容，指出未来的研究方向。 5 硕士学位论文 第二章网络性能测试系统的环境 第二章网络性能测试系统的环境 网络性能测试是遵循电信管理网规范的操作维护系统下的一个子系统，本章将主 要介绍电信管理网管理内容及体系结构，以及操作维护中心的架构、功能以及通讯机 制等。 2 1 电信管理网 电信事业的发展，对电信网络的管理提出了更高的要求，即网络的互连操作【1 0 1 ， 表现为电信设备物理上的连通和业务管理上的连通【1 1 1 。但传统的电信设备的管理方式 是各电信设备制造商独立管理自己的设备【1 2 】，这在很大程度上限制了网络设备的管理 能力，增加的整个电信网络管理的复杂性，同时也影响了电信网的服务质量。与此不 同，电信设备应该具有开放的系统结构，使不同电信设备厂商的设备可以进入电信网 络管理系统，最大限度地利用电信网络资源，提高电信网络的运行质量和效率，为用 户提供良好的通信服务【1 3 】。因此i t u t 提出了电信管理网t m n 的概念。 电信管理网是提供一个有组织的网络结构，以取得各种类型操作系统之间、操作 系统与电信设备之间的信息交互，它采用具有标准接口的体系结构，接口的标准包括 协议和消息【1 4 】。它为电信网络管理目标的实现提供了一套整体解决方案，在简化多厂 商混合网络环境下电信运营企业管理模式的同时，降低电信运营的管理成本。 从理论和技术标准的角度看，t m n 就是一组原则和为实现原则中定义的目标而 制定的一系列技术标准和规范【1 5 】，主要反映在t m n 的功能模型和信息模型；从逻辑 和实施的角度看，t m n 就是一个完整的、独立的管理网络，是各种不同应用的管理 系统按照t m n 的标准接口互连而成的网络，这个网络在有限的点上与电信网连接， 与电信网的关系是管理网与被管理网的关系。 2 1 1t m n 的管理内容 从用户的角度看，t m n 的管理业务是对被管理网络进行操作、组织管理和维护 的管理活动，m 3 2 0 0 定义了1 1 种t m n 电信管理业务，它们包括客户管理、网络提 供管理、人力资源管理、资费与帐务管理、服务质量及网络性能管理、业务量测量及 分析管理、业务量管理、路由管理、维护管理、安全管理和后勤管理。这些管理业务 可以分为三类【i6 】： ( 1 ) 通信网日常业务和网络运行管理业务； 6 硕士学位论文第二章网络性能测试系统的环境 ( 2 ) 通信网的监测、测试和故障处理等网络维护管理业务； ( 3 ) 网路控制和异常业务处理等网络控制业务。 t m n 的管理业务由更小的单元t m n 管理功能的组合来提供支持。可以将t m n 的管理功能看作管理业务中的一个组成部分。 t m n 管理功能是由定义的对象或被管对象上的一系列行为组成的，是管理系统 与被管理系统上应用进程问的相互作用【1 7 】。t m n 管理功能根据应用范围的不同共分 为五类：性能管理、故障管理、配置管理、帐务管理和安全管理。每一类管理功能的 范畴又可以分出许多子功能集。一个t m n 系统应该配置怎样的管理功能则取决于所 需要的管理业务，与不同的电信设备相关。 性能管理功能。实现对网络、网络单元或设备进行性能监视，采集相关的性能统 计数据，评价网络和网络单元的有效性，报告电信设备的状态，支持网络规划和网络 分析。主要包括性能质量保证、性能监视、性能控制和性能分析。 故障管理功能。实现对电信网络的运行情况异常和设备安装环境进行监测、隔离 和校正的功能。主要包括可生存性质量保证、告警监测、故障定位、故障修正、测试 和障碍报告管理。 配置管理功能。主要完成对网元网络设备配置进行整体控制，包括识别网元，从 网元收集和向网元发送与网元配置相关的数据，以及网络规划与网络工程、安装、业 务规划与合同协商、提供和状态与控制。 帐务管理功能。该功能不仅包括帐单管理，还包括资费管理、收费与资金管理、 帐务审计管理。 安全管理功能。要保证管理事物处理的安全、t m n 本身与电信网的安全，以及 安全的组织管理。 2 1 2t m n 的逻辑层次关系 t m n 的管理功能分布在管理业务的逻辑分层当中。t m n 的管理层次由事务管理 层( b u s i n e s sm a n a g e m e n tl a y e r ) 、业务管理层( s e r v i c em a n a g e m e n tl a y e r ) 、网络管 理层( n e t w o r km a n a g e m e n tl a y e r ) 、网元管理层( n e t w o r ke l e m e n tm a n a g e m e n tl a y e r ) 和网元层( n e t w o r ke l e m e n tl a y e r ) 五个层次组成，这种划分称为t m n 的逻辑分层 体系结构【1 8 】。 ( 1 ) 事务管理层由支持整个企业决策的管理功能组成，如产生经济分析报告、 质量分析报告、任务和目标的设定等。其用户为企业的最高管理者。 ( 2 ) 业务管理层包括业务提供、业务控制与监测、与业务相关的计费处理，这 类业务包括电话交换业务、智能网业务、移动通信业务等。其用户为业务的运营管理 7 硕士学位论文 第二章网络性能测试系统的环境 者。 ( 3 ) 网络管理层提供网上的管理功能，如网络话务监视与控制、网络保护路由 的调度、中继路由质量的监视与测量，对多个网元故障的综合分析与协调。其用户 为网络的组织管理者。 ( 4 ) 网元管理层实现对一个或多个网元的操作与管理，如交换机、基站控制器 的操作维护，设备软件、硬件的管理等。其用户主要为设备的操作维护人员。 ( 5 ) 网元层指的是电信管理网中需要管理的设备，其实现了电信网的基本功能， 移动通信系统中的基站控制器、基站收发信机都属于网元层的基本元素。 各层之间的层次关系如图2 - 1 所示。 b u si n e s s m a n a g e m e n t l a y e r 2 1 3t m n 的模型与体系结构 l ：竺 q 3 厂百i 竺! 竺： 气八 竺! ! ! ! ! ： q 3 五i 竺! ：! ! ： 0 x 厂五八 竺! ! ! ! ! ： 图2 - 1t m n 的功能层次划分 n 删提供一组标准接口，使网络操作维护、组织管理及对网元的管理容易实现。 基于这种目的，t m n 提出了自己的管理体系结构，从管理功能模块的划分、信息交 互的方式和物理实现三个不同的侧面定义了功能体系结构、信息体系结构和物理体系 结构。 8 裟岍 北嗍r 裟咖 n 缸 基岍 m k h t r n r o e e w m y t e a e l l n b 硕士学位论文第二章网络性能测试系统的环境 ( 1 ) t m n 功能体系结构 t m n 的功能体系结构从逻辑上描述了t m n 内部的功能分布，但不包括物理细节， 从而达到使任意复杂的t m n 通过各种功能模块的组合实现其管理目的。 在t m n 的功能体系结构中引入一组标准功能模块和有可能发生信息交换的参考 点【19 1 ，如图2 2 所示： 图2 2t m n 的功能体系结构 工作站功能w s f ( w r o r ks t a t i o nf u n c t i o n ) 提供t m n 与用户之间的接口。w s f 提供t m n 信息翻译功能，使管理用户可以识别，但w s f 包括的人机界面部分不属 于t m n 范畴。 操作系统功能o s f ( o p e r a t i o ns y s t e mf u n c t i o n ) 处理与电信相关的信息，支持和 控制电信设备管理功能的实现。对于t m n 的逻辑分层体系结构，o s f 可以划分为事 务o s f 、业务o s f 、网络管理o s f 和网元o s f 。 网元功能n e f ( n e t w o r ke l e m e n tf u n c t i o n ) ，n e f 功能可以划分为两部分：网管 相关功能和电信相关功能。网元为了被管理，而向t m n 描述其通信功能和支持功能， 称为网管相关功能，这一部分是属于t m n 范畴的；n e f 还包括了电信的业务功能， 这部分是被管理的，不属于t m n 范畴。 q 适配功能q a f ( qa d a p t e rf u n c t i o n ) ，用来连接类似n e f 和类似o s f 的非t m n 实体。典型的q a f 是接口转换功能，一个q a 能包含一个或多个q a f 。 中介功能m f ( m e d i a t i o nf u n c t i o n ) ，其作用在o s f 和n e f ( 或q a f ) 间通过的 信息上，以保证信息符合与m f 连接的各功能块的预期要求，并使网元到o s f 的结 构更加灵活。m f 可以存储、适配、过滤、门限判定和压缩信息。 为了描述各功能模块之间的关系，引入参考点的概念，参考点是一个在非重叠的 功能模块之间信息交换的概念点。t m n 的功能体系和参考点，提供了确定t m n 接 9 硕士学位论文第二章网络性能测试系统的环境 口需求的框架。 在功能体系结构中使用了内部参考点q 、f 、x ，另外t m n 与外界相关的参考点 有g 、m 。q 参考点分为q 3 t 2 0 】和q x ，q 3 在o s f 与o s f 之间、o s f 与m f 之间、 o s f 与n e f 之间，q x 参考点m f 与m f 之间、m f 与n e f 之间、n e f 与q a f 之间， q x 和q 3 参考点可用它们所连接的各功能块之间通信所需的知识来区别。q 参考点 用以描述各功能块之间信息交换的逻辑部分，这些功能块由这些功能共同支持的信息 模型所规定。q 参考点信息模型的范围涉及通用网络信息模型的建议【2 1 1 ，并有选择地 包括技术特定方面。q 参考点通信的各功能块可能不支持信息模型的整个范围。当在 任一参考点两侧所支持的信息模型的范围之间有不一致时，则必须使用m f 来补偿。 f 参考点在w s f 与o s f 之间、w s f 。与m f 之间。x 参考点位于不同t m n 的o s f 块之间。x 参考点两侧的实体可能是实际的t m n 的一部分( o s f ) ，也可能是非t m n 环境( 类似o s f ) 的一部分。g 参考点位于t m n 外，在使用人员和w s f 之间。尽 管通过该点传送t m n 信息，但它并不是t m n 的一部分。m 参考点位于t m n 外q a f 和非t m n 被管实体或不遵守t m n 各建议的被管实体之问。 t m n 中还定义了一些功能构件，由它们的不同组合构成了不同的功能模块，某 些功能构件在某些功能模块中是必须的，而其它功能构件的存在可以达到补充该模块 功能的作用。t m n 功能构件的不同组合为t m n 功能的实现提供了灵活性，是t m n 模型化的基础。 管理应用功能m a f ( m a n a g e m e n t a p p l i c a t i o nf u n c t i o n ) ，它实现了m 3 2 0 0 2 2 】规定 的管理业务和m 3 4 0 0 中支持管理业务的管理功能。t m n 中并未标准化m a f 的细节 和实现方式，只是根据其在不同功能模块的功能，具体分为m f m a f 、o s f m a f 、 n e f m a p 、q a f m a f 。 信息转化功能i c f ( i n f o r m a t i o nc o n v e r s i o nf u n c t i o n ) ，i c f 在连接的两个系统的 接口处提供信息模型的转换机制。这些信息模型可以是基于对象的，也可以不是。如 在n e f 到m f 之间的信息模型可以不是基于对象的。i c f 是m f 的标志性功能构件。 工作站支持功能w s s f ( w o r k s t a t i o ns u p p o r tf u n c t i o n ) ，w s f 功能的实现，包括 数据访问和操纵、激活和确认用户的动作、传送通知等。通过与o s f 或m f 的通信， 对w s f 屏蔽其他o s f 或n e f 的存在。w s s f 同时还支持w s f 对o s f 的管理接入。 w s s f 位于o s f 或m f 中。 用户接口支持功能u i s f ( u s e ri n t e r f a c es u p p o r tf u n c t i o n ) ，u i s f 把在t m n 信息 模型中所包含的信息转换为人机界面( m a n - m c h i n ei n t e r f a c e ) 显示的格式，同时把用 户输入转化为t m n 信息模型。u i s f 是w s f 的标志性功能构件。u i s f 负责管理用 户与一个或多个o s f 、m f 建立的所有会话，从而使信息以正确的、一致的形式呈现 1 0 硕十学位论文第二章网络性能测试系统的环境 给用户。 消息通道功能m c f ( m e s s a g ec o m m u n i c a t i o nf u n c t i o n ) ，m c f 与所有功能块之 间都有物理接口，它的作用仅限于双方通过消息来传送管理信息。 ( 2 ) t m n 信息体系结构 t m n 的信息体系结构应用o s l ( o p e ns y s t e mi n t e r c o n n e c t ) 系统管理模型【2 3 1 ，引 进了管理员代理( m a n a g e 刚a g e n t ) 的概念【2 4 1 ，强调在面向事务处理的信息交换 中采用面向对象技术【2 5 】，主要包括管理信息模型和管理信息交换模型两个方面。 管理信息模型是对网络资源的管理方面以及相关的管理行为的抽象。在信息模型 中所定义的管理功能包含在t m n 的功能模块之中。 管理信息交换包括数据通信功能d c f 和消息通信功能m c f ，这一层的行为涉及 到通信机制，如协议栈。 由于管理环境可能是分布的，系统管理是建立在分布环境上的分布应用，这就要 求在管理系统和被管理资源之间存在信息交换。管理员和代理就是描述在信息交换中 双方的不同作用。 管理员角色就是在系统管理中发布管理操作指令和接收被管理系统通知的应用 进程；而代理则是在系统管理中管理管理对象m o ( m a n a g e m e n to b j e c t ) 的应用，它响 应来自管理员对m o 的操作指令，并向管理员呈现所管理m o 的视图，同时送出这 些m o 的通知。管理者、代理和管理对象之间的关系如图2 3 所示。 管理开放系统 通讯( c m i p ) 被管理开放系统 图2 - 3t m n 的信息体系结构中管理者、代理和管理对象的关系 ( 3 ) t m n 的物理模型 t m n 的物理体系模型反映的是实现t m n 的功能所需要的各种物理配置的结构。 根据t m n 的功能模型，确定物理实现时t m n 功能在物理实体中的分配，以及功能 实体问的通信接口。 为保证t m n 模块的互连，在t m n 的物理体系结构中，定义了一个互操作的接 口集合，它们是根据相应的参考点而定义的，分别为q x 、q 3 、x 、f 等，每个接口， 都有对应的t m n 协议族。在t m n 的体系结构中，最为重要的是q 3 接口协议，是 t m n 结构的基础。q 3 与q x 的区别在于这两个接口所承载的信息的不同。q 3 接口 硕十学位论文第二章 网络性能测试系统的环境 所承载的信息模型是在o s 和那些与其有直接接口的删元素之间所共享的，由于 o s f 完成主要的电信管理功能，因此q 3 接口的标准化也就极为重要；q x 接口所承 载的信息模型是中介设备m d ( m e d i a t i o nd e v i c e ) 和与它接口的网元之间所共享的， 电信设备可以通过该接口由m d 接入t m n 。 在t m n 的功能模型中，每个功能模块都有标识其特性的功能，根据实际需要， 可以包括其他的功能组合。上述物理模型中各功能是由单独的实体来实现，但并不排 除在o s 中加入m f ，从而使n e 直接利用q x 接口与o s 通信；或在n e 中加入m f ， 使n e 直接通过q 3 接口与o s 通信。 2 2 操作维护中心 操作维护中心o m c ( o p e r a t i o nm a i n t e n a n c ec e n t e r ) ，一般是指各个电信设备制造 商针对自己生产的电信设备开发的一套操作维护系统，用于管理电信设备【2 6 1 。o m c 通常只实现了t m n 五层结构中的网元管理层和部分网络管理层的功能，如图2 - 4 所 示。 i b u 。；n e 。s 事m 务a n 管a g 理e m 层e n 。l a y e r i s e r v ；c e 服m 务a n 管a g 理e m 层e n 。l a y e r 网元管理层 n e t w o r ke l e m e n tm a n a g e m e n tl a y e r o m c 管理 范畴 图2 - 4o m c 与t m n 的关系 对于c d m a 2 0 0 0 系统的o m c ，通常只管理属于基站系统b s s ( b a s es t a t i o n s y s t e m ) 范畴的网元，它们包括两类：基站控制器b s c ( b a s es t a t i o nc o n t r o l l e r ) 和 基站收发信台b t s ( b a s et r a n s c e i v e ts t a t i o n ) 。 针对不同的用户，o m c 也划分为了不同的层次，即操作维护模块o m m 2 7 1 ( o p e r a t i o nm a i n t e n a n c em o d u l e ) 、本地操作维护中心l o m c ( l o c a lo p e r a t i o n m a i n t e n a n c ec e n t e r ) 【2 引、省级操作维护中心p o m c ( p r o v i n c eo p e r a t i o nm a i n t e n a n c e 1 2 硕十学位论文第二章网络性能测试系统的环境 c e n t e r ) t 2 9 1 ，它们之间的拓扑关系如图2 - 5 所示： 图2 - 50 m c 的层次关系 o m m 处于o m c 三层结构的最底层，直接和网元设备连接。o m m 上实现了对 网元设备管理的最基本功能，并向上提供了北向接口，可以直接和l o m c 或p o m c 连接。 l o m c ，也称为二级o m c ，它建立在与其交互的一个或多个o m m 之上，用于 集中的对某个区域的所有网元进行操作维护。 p o m c 也称为一级o m c ，位于o m c 三层结构中的最高层，它实现了对全省范 围内的o m m 或p o m c 的集中维护。 通常o m c 按照所管理的网元不同，还可以划分为o m c r t 3 0 1 和o m c s ，分别对 应于基站子系统操作维护中心和交换子系操作维护中心。本论文只讨论c d m a 2 0 0 0 基站子系统的o m c 部分，即o m c r ，在以下论述中如没有特别说明o m c 仅指 o m c r 。 2 2 1o m c 的功能介绍 o m c 主要完成对网元的管理和维护工作，并向上级系统提供北向接口。按照 t m n 的要求，o m c 应该提供一套标准的外部接口，实现全部网元管理层的功能及实 现部分网络管理层的功能。 c d m a 2 0 0 0o m c 系统遵循t m n 的设计规范，实现了配置管理、性能管理、故 障管理和安全管理功能。其中安全管理在各o m c 系统中具有通用性，因此由支撑平 台实现，而帐务管理放在核心网部分实现。c d m a 2 0 0 0o