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c d m a 北向接口适配器配置管理系统研究与实现 摘要 网元管理系统( o m c ) 一般由设备厂商提供，实现对本厂商网 络设备的操作和维护等功能；网络管理系统( n m s ) 要求能够管理 多种不同设备厂商的网络设备实体，一般从o m c 采集数据。两者之 间的接口定义为北向接口。 为了实现各厂商网管接口的互联互通，北向接口应采用标准接 口。但由于各厂商网络环境的差异，提供的接口也各不相同，因此需 要一个适配系统来提供满足标准要求的网络管理接口。 本文正是在这样一种现实的网络管理环境下，详细分析北向接口 功能需求，提出了一种基于c o l a 技术的、通用性很强的北向接口 适配软件体系结构。并以爱立信厂家c d m a 网络提供的接口为例， 进行了分析和研究，详细介绍了配置管理系统的设计与实现，包括从 o m c 上采集数据，对数据的分析处理，和提供满足北向接口需求的 功能。 目前，该体系结构已经应用到很多厂家的北向接口适配项目中， 并且已完成的项目已经顺利得通过了运营商的接口测试工作。实践证 明，该方案大大提高了移动网络北向接口适配的灵活性，对系统扩容 具有重要意义，同时也降低了软件的开发和维护成本。 关键字：网络管理北向接口配置管理适配器c o i 也a r e s e a r c ha n dm l e m 匝n 1 a t i o no n c o n f i g i 瓜a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m o fc d m a n b i a d a p l e r a b s t r a c t o m c ，t h ea b b r e v i a t i o no fo l 坷越i o na n dm a i n t e n 锄c ec e n t e r ，w h i c h i sg 即啪l l yp r o “d c db ym ee q u i p m tv e n d o r i sl l s e dt of i l l f i ut l l e f l l n c t i o no fo p e m t i n g 柚dm i n t a i n i n gt l ”n e t 、；l ，o r ke q u i p m c n t ；n m s ，t h e a b b r e v i a t i o no f n e 时o r km a n a g e m ts y s t e i n i su s e dt 0m 柚a g en e t 、】l r o 成 e q u i p m 即tp r o “d e db ym a i l yd i f j 白翩毗v e n d o r s n m sc o l l e c t sd a t a 仔o m o m c t h ei n t e 面eb e 觚c e nt h e mi sd e f i n e d 硒n o r t h b o u n di n t e r f 犯e f o rt h ei m * o p e m t i o no fe a c hv e n d o r sn b i ，i ts h o u l da d 叩tt h e s 切皿d a r di n t e 晌c e m e 加w h i l e a st h ed i 疗t 籼c ee x i s t sb e t w c c ne a c h v c n d o r sn e 咐o r k 曲v i r o n m c n t ，柚dt h ei n t e 一a c e st h c yp r o v i d c da r ea l s o i n c o m p a t i b l e ，i ti sn e c e s s a 哆t o 如l f i l l 柚a d a p t c rs y s t e mt 0p r o v i d ea n i n t e m c eb e t 、v e t m n 雅do m cw h i c hc 柚m e e tt h es t a t l d a r d r c q u i r e i n e n t s o nm eb a s i so ft l l er e a l i t y ，t h i st h e s i sf i r s t l ya n a l y z e dt h er e q u i r c m e n t s o f n b i ，锄dp r 叩o s c dac o m m o nn o r t h b a n di n t e r f a c ea d 印t c rm o d e lb a s e d o nc o r b a t t l e n t h i st h e s i st o o ke r i c s s o nc d m an e 附o r k si n t e 血c c 私衄c x 锄p l e ，锄a l y z i n ga 1 1 dr c s e a r c h i n gi nd c t a i l ，p d m 撕l yr l i z e dt h e d e s i g n 卸di m p l e m e n t a t i o no ft h ec o n 矗g u m t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m t h e s u b s y s t 锄i n c l u d e dc o l l e c t i n gd a 诅舶mo m c ，d e a l i n gw i t ht h ed a t a ，卸d p r o v i d i n gt h cd a t ai nt h er i g h tf o m l a t 邪t h e n b in e e d s a tp r e s c l l t ，m i sm o d e lh 勰印p i i e dt 0m 加yv e n d o r s n b ia d 印t e r s y s t e m s ，a n da l lo ft h e mh a v ep 骶s e dt h ei n t e r f a c et e s t a c c o r d i n gt ot 1 1 e r e a l i t ) ，t h i sm o d e l l a 唱e l yi m p r o v e st h ef l e x i l i t yo ft h em o b i l en e 佃。出 n o n h b 卸di n t c r f a c e a d a p t e r m u c hm e a n i n g 向l t o c i l j a 唱es y s t 锄， r e d u c i n gm e c o s to fs o f h v a r ed c v e l o p m e n ta j l dm a i n t e n a n c e k e yw o r d s ：t m nn b ic ma d a m rc o r b a 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的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，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 刁茵 日期：御，o 午 【 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，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，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人貉矗l 艇 魄 名玉c j o ，。印 f 日期：u o 眵 l 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d m a 北向接口适配器配置管理系统研究与实现 第一章前言 1 1 选题背景、目的和意义 自从在中国的电信网上有不同厂商的电信设备及其相应的网管系统运行以 来，多厂商的网管接口问题就引起了电信技术专家及电信业务运营商的重视。尤 其对电信运营商来说，管理多厂商的网管系统有许多难处，比如，需要对各厂商 网管系统熟悉。但是不同厂商的网管系统差异较大，增加了管理和维护的复杂性； 在多厂商网管环境中，很难实现统一的集中监控和维护管理【1 3 】。以上问题都迫 切要求各个厂商的子网管理系统向上提供开放标准的接口，为电信运营商实施统 一的监控管理、资源管理和调度管理系统奠定良好的基础。 目前，在移动通信领域，第三代移动通信是移动网络发展的必然趋势。为了 保证第三代移动通信网络经济、高效、可靠和安全地运行，网络管理接口的标准 化工作是必不可少的。目前，国际上主要由3 9 p p 和3 9 p p 2 两个国际标准化组织 负责第三代移动通信网网络管理标准的制赳7 1 。我国各个电信运营商也早就积极 的开始对第三代移动通信接口标准工作进行研究和探讨。并依据国际标准，结合 各自的网络环境和接口现状，提出了适合自己市场需求的网管接口企业标准。并 在网络管理技术规范文档中定义了统一接口，明确指出网络管理接口采用 c o l u a 技术嗍。 标准的制定为各个设备厂商实现自己的网元管理系统指定了道路。然而由于 一些历史原因和现实条件的限制，这些设备商的网管接口并不能满足标准的需 求。比如有的厂商采用s n m p 协议，有的采用文件接口，有的采用数据库接口， 还有的是私有接口等等【l 】。因此，迫切需要一个适配器使这些接口满足电信管理 网标准北向接口的要求。 本文正是在这样的市场需求下，遵循n 江n 理论，按照北向接口需求，基于 c o r b a 体系结构提出了一个通用的适配器软件系统。配置管理是t m n 的五大 管理功能之一，也是其他管理功能的基础。主要负责监控和管理整个网络的配置 状态，它监控和收集网络中各设备的配置信息，并根据网络的运行状况进行优化， 使网络的运行性能达到最佳。因此本文以爱立信设备商的c d m a 网络接口为例， 给出了配置管理的设计与实现。希望能为电信管理网的进一步建设提供参考。 1 2 本文要解决的问题 本文主要研究设计了移动通信网网络管理系统北向接口标准化适配系统，并 1 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d 姒北向接口适配器配置管理系统研究与实现 详细介绍了配置管理的设计和实现。概括来讲，主要解决以下问题： 符合中国电信运营商需求、满足国际上对网管接口功能定义的系统需求 北向接口适配器的体系结构； 配置管理的设计和实现； 1 3 研究生期间工作 笔者作为北京邮电大学网络管理研究中心的一名研究生，在学习期间参加多 个电信网网络管理软件的开发和维护工作，以及网管接口的测试工作和网管接口 的适配工作。参加的主要项目有： w c d m a 网管接口测试：掌握t m n 的基本概念，了解c o r b a 技术， 学习3 g 网管系统的国家行业标准。主要工作是利用c o r b a 测试工具， 测试电信设备商提供的o m c 接口提供的数据是否满足运营商的功能需 求和性能需求。并给出测试报告。 w c d j w 网络管理系统：研究和设计w c d m a 网管系统得原型，能够 管理多厂商的网元系统。本人主要负责大数据量配置文件的解析和存储 工作。 北向接口适配项目：根据标准的北向接口的需求，和电信设备商提供的 网元管理系统接口的特点，研制了一个中间的适配系统，使之满足北向 接口的需求。已完成多个厂家的接口适配工作，本人参与的工作包括分 析、设计、开发和维护。本论文就是这项工作的总结。 1 4 论文内容安排 本文共分为六章。 第一章，主要介绍论文的研究背景和笔者研究生期间的工作。 第二章，介绍与论文相关的背景知识，如c o i m a 等技术，以及国内外研究 现状。 第三章，详细研究和分析了北向接口的功能需求。为适配器的设计和实现做 好基础。 第四章，根据上文对软件需求的讨论，提出了一种通用性很强的o m c - n m s 接口适配系统体系结构。 第五章，比较详细的介绍了配置管理子系统的设计与实现。 第六章，对本文的总结。分析该方案目前存在的不足，提出需要进一步解决 的问题。 2 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d m a 北向接口适配器配置管理系统研究与实现 第二章背景知识和国内外研究现状 2 1c o r b a 技术 2 1 1c o r b a 简介 c o r b a ( c o 咖o no b j e c tr o q u e s tb m k 盯 础i t o c t u 他) 技术是对象管理组织 0 m g ( o b j e c tm 缸a g 锄e n tg m l l p ) 提出的一个工业标准，旨在解决开发复杂的 分布对象应用。它将分布计算模式和面向对象的思想结合在一起，构建分布式应 用，便于今后的重用与共掣羽。它的主要目标是解决面向对象的异构应用之间的 互操作问题，并提供分布式计算所需的一些其他服务。 图2 - l 给出了c o r b a 的基本体系结构。从逻辑上看对象客户向分布式对象 发出方法调用。对象客户与客户代理g t 曲交互，对象实现与服务器端s k e lc t l 呲 交互。另外，c o l m a 还有一层重要的软件，即对象请求代理0 r b ( o b j o c tr e q u e s t b r o k e r ) 。0 r b 是c o r b a 平台的核心，它用于屏蔽与底层平台有关的细节，使 开发者可以集中精力去解决与应用相关的问题，而不必自己去创建分布式计算基 础平台。在客户端，0 i m 充当s t u b 与客户系统的网络及操作系统软件之间的中 介；在服务器端，o r b 充当s k e l e b 蛳与服务器系统的网络及操作系统软件之间 的中介通过公共协议，双方的o i m 层能够解析对象编程语言及两台主机平台 ( 网络及操作系统) 之间的区别，从而协助双方的数据通信。 对象客户 s t i l b 0 r b 网络 操作系统 逻辑数据流 物理数据流 对象实现一 s k e l e t o n o r b 网络 操作系统 图2 1c o i 出a 体系结构 3 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 c d l l a 北向接口适配器配置管理系统研究与实现 为支持o r b 之间的互操作，o m g 还定义了一种协议，称为g i o p ( g 锄e r a l i n t * 0 r b p m t o c 0 1 ) 。该规范提供了一个通用框架，用于在特定的传输 层之上构建互操作协议，1 1 0 p ( 1 1 1 t e m c ti i l t * 0 r bp r o t o c 0 1 ) 就是一个特例，它 是g i o p 是t c p ，口传输层上的应用。遵守i i o p 规范的0 r b 可与i i l t e r i l c t 上任何 其他i i o p 兼容的o i m 互操作。 2 1 2i d l 和对象引用 在c o i u j a 中，一个对象的接口是由它所支持的操作和能够传输给这些操作 的数据类型所组成的。对象接口由i d l 来定义。它是一种描述性语言，在客户 机和服务器程序之间建立一个契约，用它来描述在应用程序中需要用到的数据类 型和程序接口。d l 唯一的目的是允许对象接口以与任何具体的编程语言无关的 形式来定义这些接口。这种考虑允许应用程序以不同的编程语言来实现以便于互 操作。d l 与编程语言无关，这一点是c o i m a 支持异构系统和独立开发的应用 程序集成的关键呤】。 在c 0 r b a 规范中。分布式对象是通过对象引用( o b j e c t 豫f j r e n c e ) 来定位的。 由于c o r b a 语言的独立性，c o r b a 对象引用是被o r b 映射到特定语言对象 引用的抽象实体，该实体表示由o r b 开发人员选择i l 。 为支持互操作，o m g 定义了抽象c 0 r b a 对象引用对象协议i o r ( h t e r o p 盯a b l eo b j e c tr e f 打c e ) 。对于与i o r 协议兼容的0 r b 来说，他们可以 在任何i o r 兼容的目录服务器中注册对象引用，以及从其中获取对象引用。 i o r 是一个信息编码字符串，其中的信息内容包括【j q ： 对象类型 可找到对象的主机 该对象的服务器端口号 对象键，标志该对象的字节字符串。 c o r b a 为可移植的、面向对象的分布式计算应用程序提供了不依赖于平台 的编程接口和模型，它不依赖于编程语言、计算平台、网络协议的这些特点，使 得它非常适合于现有的分布式系统新的应用程序的开发和系统集成。 2 2 国内外应用现状 目前，各设备厂商的网元管理系统( e l 锄肌tm 趾a g c m ts y s t 锄，e m s ) 只能管 理各自厂商的设备，不能管理其他厂商的设备，所以，无法对全局网络管理域的 网络资源进行集中统一管理。为了能在多厂商环境下对不同厂商设备进行统一管 4 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d m a 北向接口适配器配置管理系统研究与实现 理，提高网络管理的自动化和智能化水平，增强对网络业务的保障和调度能力， 保证网络的安全、可靠、高效运行【4 】，运营商非常有必要在设备厂商e m s 的基 础上建立多厂商综合管理系统，即网络管理系统( n e t w o 止m a m g e m e n ts y s t e m ， n m s l 。 在n m s 和e m s 之间提供多厂商接口的方案己成为电信技术专家研究的热 点。中国的运营商根据自己的网络环境各自提出了自己的技术规范，制定了省级 网管系统n m s 与各设备厂商0 m c 间的接口方案【l l 】。多厂商接口方案是指各厂 商在网元层以下遵循自己的个性设计，包括信息模型的定义、协议的选择等：但 在网元管理层和网络管理层之间必须按照统一的标准定义信息模型，同时采用统 一的协议和接口，这样在网络管理层就可以方便地通过网元管理层提供的标准接 口实现不同厂商网管的互连和互通。 c o r b a 提供面向对象的管理、各种服务功能及其定义完善的a p i ( a p p l i c a t i p r o 鲥吼m i n gi n l 删，不仅简化了创建分布式应用的任务量，而且 使系统具有开放性、可扩展性、灵活性等优点从发展趋势上来看，c o r b a 在 网管中的应用前景非常好目前，许多电信厂商实现了c 0 r b a 北向接口，也有 的正朝着这方面努力。随着电信网络的发展，c 0 r b a 和t m n 的结合体现出强 大的生命力，c o f u 3 a 可望成为未来的统一网管标准【1 4 】。 5 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d l l a 北向接口适配器配置管理系统研究与实现 第三章北向接口功能需求分析 3 1c d m a 网络结构 3 1 1c d m 网络 c d m a 的网络由无线接入系统和核心网组成。核心网又分为了电路域 ( c i r c i l i ts 埘t c h 通g ，c s ) 和分组域( p a c k e ts 、v i t c h i n g ，p s ) 。 无线接入部分包含的网络实体有基站收发信机( b t s ) 、基站控制器( b s c ) 、 分组控制功能( p c f ) 。 核心网电路域包含的网络实体有移动交换中心( m s c ) 、归属寄存器( h u t ) 、 访问寄存器( v l r ) 、短信中心( m c ) 、授权中心( a c ) 。核心网分组域包含的 网络实体主要有归属代理( h a ) 、分组数据服务器( p d s n f a ) 、认证授权和计 费服务器( a 从) 、路由器( r o u t e r ) 、域名服务器( d n s ) 图3 1 给出了c d m a 9 5 l x 网络参考模型。 图3 1c d m a 9 5 l x 网络参考模型 6 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d 姒北向接口适配器配置管理系统研究与实现 3 1 2c d m a 分级管理结构 c d m a 网络管理采用分级管理结构，即总部移动综合网管系统，省级移动综 合网管系统和设备厂商提供的操作维护系统【1 5 】。管理结构如图3 2 所示。 图3 2c d m a 9 5 1 x 网络管理结构 其中， 接口l 为总部移动网管系统与其他系统之间的接口，其他系统可能包括 综合网管系统、客服系统、计费系统等运营支撑系统。 接口2 为总部移动网管系统与省级移动网管系统之间的接口。 接口3 为移动网管系统与c d m a 一级汇接网和c d m a 一级信令网直联 网元的接口。 接口4 为省级移动网管系统与本省内一级汇接设备和一级信令设备直联 网元的接口 接口5 为省级移动网管系统与本省内二级汇接网二级信令网和本地移 动网的厂商网管系统0 m c 之间的接口。 接口6 为各设备厂商网管系统o m c 与省内二级汇接网二级信令网或本 地移动网之间的接口。 其中，接口5 即本文讨论的北向接口。 3 1 3 北向接口通信协议 标准接口采用c o r b a 技术实现n m s 和o m c 之间的通信，达到中国联通 移动综合网管系统管理各厂商网元设备的目的。 7 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d 眦北向接口适配器配置管理系统研究与实现 北向接口的通信协议栈为i i o p 协议栈，如图3 4 所示。 1 1 0 pi i o p t c p i p t c p i p d l p h y d l p h y 图3 4c o r b a 接口使用的协议栈 3 2 接口功能需求分析 北向接口涉及五类管理功能集，分别是公共管理功能集、安全管理功能集、 配置管理功能集、性能管理功能集和故障管理功能集。其中安全管理功能在标准 接口中尚没有要求，因此本论文暂不做分析。 在接口需求的最高层，如图3 5 所示，删s 使用o m c 提供的管理接口的功能。 管理接口功能划分为不同的管理功能集，在图中以不同的用例来表示。 吴_ _ ) _ 吴 n m c “h c 丝眵 。 理功譬o m 。 “n d b 、o o 配置管理功能集，辱性能管理功能集赦障管理功能集，矽 安全管理功能集 公共管理功能集 图3 5 高层用例示意图 图中 表示被管系统提供的管理接口功能用例可进一步分解为四 个用例：配置管理功能集、性能管理功能集、故障管理功能集和安全管理功能集。 8 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d i i 北向接口适配器配置管理系统研究与实现 “e ) 【t e n d 表示配置管理功能集、性能管理功能集、安全管理功能集、故障管理 功能集用例中的功能，可能需要公共管理功能集中的功能作为支持。 接下来的几小节是对图中几个功能集的介绍。 3 2 1 公共管理功能 公共管理功能是指配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等都要用到的 公共功能，公共管理功能集用例进一步分解为：访问入口点功能集、通知管理功 能集、链路监视功能集、通知日志管理功能集和文件传输功能集。每个用例代表 一个相应的管理功能集嘲，如图3 6 所示。 访 - 访问入口点功能集 访问入口点。指的是n h s 访问0 h c 所提供功能的入口点，入口点对象是二者 交互的首要访问对象。网管系统通过入口点对象获取被管系统中被管对象的引 用，并从而调用相关操作来执行特定的管理功能。功能集包括获取概述信息功能， 获取对象引用功能，释放对象引用引用功能，入口点中i r p 信息改变上报。 通知管理功能集 通知管理功能集进一步分解为通知上报功能和通知订购功能集，包括订购通 知，撤销订购，挂起恢复订购，查询订购参数，修改订购参数。 在o m c 向n h s 上报通知前，应当首先按照上报通知的类型来组织通知参数， 具体参数要求在接口i d l 定义中描述。0 h c 在n 卜1 s 与0 m c 间链路断开( 或其他原 9 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d 姒北向接口适配器配置管理系统研究与实现 因出现故障) 恢复后，能够根据实际情况采用尽力而为的方式，把故障期间未上 报的通知上报给n m s 。 链路监视功能集 当n h s 和0 h c 之间的通信链路发生中断时，n h s 将不能从0 h c 中取得任何信 息，0 m c 也无法将事件上报给n m s 。因此，n h s 需要监视通信链路以便及时发现 链路故障，链路监视功能由心跳功能来完成，0 m c 定期向n m s 发送心跳通知。链 路监视功能包括：查询心跳周期、修改心跳周期、触发心跳通知和心跳通知上报。 文件传输功能集 文件传输接口功能是一个通用的管理功能，为其他接口管理功能提供文件传 输的支持。文件传输接口功能集用例进一步分解为文件准备好通知上报或文件准 备异常通知上报功能和查询文件信息功能，其中文件准备好通知上报和文件准备 异常通知上报用到通知管理功能集中的通知上报功能。 3 2 2 配置管理功能 配置管理功能集用于配置管理的控制对象，完成对网络资源对象的查询，修 改，创建，删除等操作。包括以下用例：基本配置功能、配置信息改变通知上报 以及配置信息同步功能。如图3 7 所示。 吴、( 卜哭、 n k 僵置管理功能 叫c 通知上报功能 基本配置功能 基本配置功能包括对配置信息的创建、删除、查询和修改功能，即n m s 通 过该操作可以创建删除指定的网络资源对象，也可以查询修改指定网络资源对 象的全部或指定属性值1 2 1 。此外，基本配置功能还包括取消配置操作和获取网络 资源模型版本信息功能，目前配置取消操作暂时只支持取消配置信息的查询操 1 0 山q 吝 醒 多一 一 配 配置信息同步 n m s 应根据网络配置信息变化，在需要情况下进行配置信息的同步，一般 适用于以下情况： 夺当n m s 与0 m c 建立管理连接时： 当n m s 与o m c 出现通信失败并且恢复后； 当订s 出现系统故障并且恢复后； 当主用n m s 与备用n m s 发生倒换时； 当o m c 与设备断开且恢复后； 当o m c 发生大粒度配置更新，如有新的网元加入时等。 配置信息同步的调用方是n m s ，由n m s 向o m c 发起同步，但是n m s 调 用配置信息同步操作的触发点有两种情况：一是n m s 初始化时或者发现链路断 了再恢复后等情况，主动发起调用操作；另一种是0 m c 发现了自身内部的问题 等情况，发送。请求配置信息同步通知”告诉n m s ，然后由n m s 调用该操作。 n m s 在初始化时或收到0 m c 的“请求配置信息同步通知”等情况时，可 发出配置信息同步请求，以同步相关管理对象的配置信息。 3 2 3 故障管理功能 故障管理功能集用例进一步分解为：告警上报功能、同步告警信息、告警处 理功能等，其用例如图3 - 8 所示。 1 1 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d i i a 北向接口适配器配置管理系统研究与实现 通知t 报功能 图3 8 故障管理功能集用例图 告警上报功能 告警上报功能使用了公共管理功能中的”通知管理功能”的通知上报功能。 上报的告警通知的类型为： 一新告警通知 一告警改变通知 一告警清除通知 同步告警信息 告警信息同步功能可以分为两类，一种是n m s 查询指定时间段内o m c 中 产生的所有告警信息，包括当前活跃告警和历史告警；另一种是n m s 查询0 m c 中的活跃告警，可以对告警信息所处状态设置过滤条件。告警同步的调用方是 n m s ，由n m s 向o m c 发起同步。但是n m s 调用告警同步操作的触发点有两 种情况，一是n m s 初始化时或者发现链路断了再恢复后主动发起调用操作；另 一种是0 m c 发现了自身内部的问题如和网络资源中的当前数据不一致时，发送 ”请求告警同步通知n 告诉n m s 然后由n m s 调用该操作。 告警处理功能 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d 姒北向接口适配器配置管理系统研究与实现 告警处理功能包括以下几个方面：告警确认，取消告警确认，获取告警数， 增加告警说明，清除告警，告警确认状态改变通知上报，增加说明通知上报，告 警信息列表重建通知，潜在错误告警信息列表通知上报。 3 2 4 性能管理功能 性能管理功能集包括性能采集管理功能、性能门限管理功能和性能历史数据 管理功能。用例如图3 9 所示。 哭( 卜吴 苔咤 性能采集管理功能集性能门限管理功能集性能数据管理功能集 图3 9 性能管理功能集用例图 性能采集管理 性能采集活动是指从m s 的角度来看，o m c 从物理设备或逻辑功能中定期获 取性能数据并上报给唧s 的活动。性能采集管理是指n m s 对性能采集的相应参数 进行管理，通过对性能采集的管理，n 惦可以要求0 m c 按照要求上报所需的性能 数据，但对于o 眦内部的具体实现不做限制。可分为以下几个用例：创建采集活 动，结束采集活动，挂起恢复采集活动，查询采集活动参数，性能数据上报和 性能数据补采等。 性能门限管理 性能门限管理功能。m s 可以对o m c 的性能数据门限进行设置，通过对性能 门限的设置，当0 m c 采集到的性能数据达到或超越门限时，0 l l c 应发出相应的越 限告警。性能门限管理功能集划分为：创建性能门限、删除性能门限、挂起恢 复性能门限、查询性能门限参数和性能越限告警上报。 性能数据管理 性能数据管理功能。性能测量数据存放于文件中。瑚s 一0 m c 接口应支持删s 查询指定条件的存放性能数据的文件信息。该功能使用了文件传输功能中的“查 询文件信息”功能。 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d 眦北向接口适配器配置管理系统研究与实现 第四章：北向接口适配系统总体设计 4 1 系统功能 本系统采用c o r b a 架构来实现。相对于n m s 来讲，系统位于服务器端， 向n m s 提供标准统一的c o r b a 接口。相对于0 m c 而言，又是客户端，调用 o m c 提供的接口，提取数据，对数据和信息模型进行转榭3 1 。本系统没有用户 界面显示，只作为进程运行在后台 本系统作为一个适配器能够完成以下几方面的任务： 适配系统与o m c 和n m s 建立连接。 适配器作为客户端向0 m c 发出请求，通过对方提供的接口获得需要的 数据信息。 由于厂家私有的数据格式和标准北向接口要求存在一定的差异，需要将 得到的信息做一定的处理使其能满足标准要求。这是本系统设计和实现 的重点和难点。 n m s 作为客户端，通过北向接口向适配器发出请求，此时适配系统作为 服务器端，接受请求，做出相应，返回客户端所请求的信息。返回的信 息已经是满足标准北向接口要求的数据信息。 4 2 系统设计原则 本系统在设计过程中采用如下原则： 安全性 系统具有详细的日志管理功能，对接入用户和在系统中执行的操作都进行详 细的记录； 易用性 提供系统管理功能，方便用户： ( 1 ) 对接入的控制； ( 2 ) 对系统或部分模块的在线升级； ( 3 ) 对软件配置参量的灵活修改，以适应不同性能和环境要求； ( 4 ) 对系统运行情况的实时监控。 先进性与实用性 ( 1 ) 采用实用化的分布式处理技术，可扩展性强。 1 4 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d 姒北向接口适配器配置管理系统研究与实现 ( 2 ) 采用多粒度多重用方法软件重用技术和软件中间件技术，有效的缩短软 件开发周期，保证软件质量。 程序可靠性 系统采用分布式的计算技术，整个系统模块化设计，若某一模块出现问题不 影响其它模块的正常运行。同时，系统采用高可用设计，当某个服务、甚至某个 机器出现故障时，可以自动把设定的服务转到另一个机器上。 平台无关性 ( 1 ) 管理模块的平台无关性 整个网管接口系统的核心模块一管理模块用标准的c + + 语言编制，移植性 好，与采用的硬件平台无关。 ( 2 ) 数据库的接口无关性 提供高效的数据库接口适配模块，屏蔽各类数据库之间的接口差异，使得系 统的有效运行与所采用的数据库无关。 4 3 系统体系结构 4 3 1 概念设计 本系统的功能分多个模块实现，对外表现为多个接口。系统向下的设备接口， 提供了多种类型设备的接入；系统向上的网管接口，提供了高层网管的接入。 设备接口：被管理的不同类型设备向上提供的接口( 分别为舭接口、 c o r b a 接口和文件接口) ，与设备厂商的o m c 相连； 网管接口：即北向接口，是本网管系统提供给高层网管系统的接口，接口类 型为c o r b a 接口。同时，北向接口必须向上层网管系统提供各冲对象的i o r 。 当网管系统获得对象的i o r 后，就可以调用接口操作数据。 概念设计如图4 1 所示。 1 5 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d l i a 北向接口适配器配置管理系统研究与实现 网管接口 适配器软件系统 设备接口 图4 1 接口概念设计 图4 - 2 功能体系结构 1 6 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d 姒北向接口适配器配置管理系统研究与实现 如图4 2 所示，适配系统包含七个功能。分别是南向适配功能、数据处理功 能、应用处理功能、数据存储功能、北向适配功能、适配器控制功能和消息通信 功能。 南向适配功能主要是适配南向系统接口，即厂商提供的o m c 接口。包括传 输层的协议处理，信息编解码和格式转换。负责采集网元故障数据、配置数据、 性能数据。 数据处理功能主要完成数据加工，包括数据过滤，数据的计算、分析和数据 映射。并进行数据一致性检查，保证数据采集的完整性和准确性。这些数据包括 配置数据、性能数据、告警数据。 应用处理功能主要是实现复杂的应用逻辑。包括配置管理功能、性能管理功 能、故障管理功能、公共管理功能、内部管理功能。 数据存储功能实现存储系统中各种数据，其中本地库存储的是从o m c 取回 的原始数据，系统库存储的是经过处理的，要呈现给n m s 的标准数据。数据存 储层可以支持不同平台下多种主流数据库类型。 北向适配功能完成了配置、性能、故障等数据向北向接口的转换和呈现。 消息通信功能是采用消息机制平台m e t a r “e wd p p 。它是分布式处理平台。 采用了消息总线的模型，连接到总线上的每个收发消息的模块相当于一个应用实 体，它们在总线上收发属于自己实体名的消息。 适配器控制功能是系统内部控制的逻辑表示，贯穿于整个系统。 通过分层设计，将与南向接口相关的部分隔离在最底层，这样可以达到使上 层的处理在不同的北向接口适配系统中得到最大程度的共用。 4 3 3 软件模块结构 在设计过程中，做到了功能的详细划分，每一个模块实现一个基本的、单一 的功能，这样做不仅可以减少由于功能复杂所带来的可靠性的下降，也便于后期 的维护和二次开发。但是相比之下，也带来了模块间、进程间通信的复杂性【引。 在系统中，各模块之间通过c o r b a 接口进行互操作。 图4 3 是本软件系统的组件图。图中的每一个组件代表了一个功能模块。 1 7 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d m a 北向接口适配器配置管理系统研究与实现 r 一虽二：手辱勇 一：。 7 l 、 ：；! ，： 目目窜 皋摹 图4 3 软件组件图 e p 冲，访问入口点。该模块是n m s 访问o m c 所提供功能的入口点。n m s 通过该模块可以获得被管对象( c s i i 冲、c m i r p 等) 的引用，并调用相关的操 作来执行制定的管理功能。 c m 冲，配置管理模块，功能包括基本配置功能、配置信息改变通知上报和 配置信息同步功能。利用该模块，n m s 可以查询和修改配置信息。当网元的配 置信息改变时，该模块会上报相应得配置信息改变通知，如创建新对象，删除新 对象，对象属性改变。 c m c o l l e c o r ，配置采集模块，响应从b 翘i c ，k 釉e l c m r r p 模块发来的请求， 采集配置数据。分析配置文件并存储入库。 p m 冲，性能管理模块，包括创建性能任务，结束性能任务，挂起恢复性能 任务，查询性能活动参数，采集活动状态变化上报，性能数据上报等。 c s i i 心，链路状态监视模块，监测本适配系统和n m s 之间的通知链路状态， 通常，c s 冲会根据指定的心跳周期发送心跳通知。 f r j p ，文件传输模块，包括文件准备好通知上报或文件准备异常通知上报 功能和查询文件信息功能，其中文件准备好通知上报和文件准备异常通知上报用 到通知管理功能集中的通知上报功能。 舢锄冲，故障管理模块，功能进一步分解为：告警上报功能、同步告警信 息、告警处理功能等。 n o t i f i c a l i o n 冲，通知管理模块，包括订购通知，撤销订购，挂起恢复订购， 查询订购参数，修改订购参数。 f m c o l l e c t o r ，告警采集模块，从o m c 获取告警列表，接收告警通知。 1 8 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 c d m a 北向接口适配器配置管理系统研究与实现 p e r f m 锄a g 珂，性能管理器，接收由p m c o l l c c i o r 上报的通知，触发x m l c r e a t o r 模块根据性能任务从0 m c 产生测量文件。 p m c o l l e c t o r ，性能采集模块，在收到由f i l 觚r e c t o r 模块发出的文件准备好通 知后，激活p m f e a n a i y 琵r 进程，分析性能文件，把性能数据入库，并记录采 集结果上报给p e r o “锄a g 盯。 p m f i l e a 腿l y z e r ，由p m c o l l e c t o r 触发，解析数据并存储。 f i l e d i r e c t o r ，周期性探测是否有新的性能文件存在，如果有，则发消息给 p m c o l l e c t c l r 开始采集数据。 订l c r e a c o r ，由p e r 0 “锄g e r 触发，功能包括根据性能任务参数，为北向接 口产生性能文件 4 4 体系结构的通用性 正如前面所说，设备厂家提供的北向接口各不相同。有的是部分c o r b a 接 口，部分文件接口；有的是全部都是文件接口；有的则是数据库接口；有的是更 为复杂的私有接口。但是不论它们提供的是什么形式的接口，都可以用上文提出 的体系结构来实现。并且不拘泥于所适配的下层网络环境是哪一种网络。 4 4 1 对厂商a 北向接口的适配 厂商a 的网络环境是c d m a 网络，提供的北向接口是文件接口。所有的数 据，包括告警、性能、配置都是以文件形式提供。 在具体实现时，数据采集可以通过f r p 实现，数据解析部分，由于厂商a 提供的有v i l 格式的文件，也有私有格式的文件。对于讧l 格式的文件，可 以有很多方法解析。比如采用“l 提供的d o m 或s a x 接口等；对于私有格式 的文件可以采用一些脚本语言，如p c d 、p 州h o n 等来处理。 本论文的设计就是以该接口为原型，在第五章给出了具体的配置管理的设计 和实现。 4 4 2 对厂商b 北向接口的适配 厂商b 的网络环境是软交换。对标准的北向接口功能提供部分支持。它的 告警管理部分虽然提供的是c 0 r b a 接口，但是并不能完全支持标准n b i 所需 要的操作。性能管理部分是文件接口，并且所提供的性能指标不能全部满足北向 标准接口的要求，某些指标产生的算法也不尽相同。配置管理部分也是文件接口， 1 9 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 c d 姒北向接口适配器配置管理系统研究与实现 它的网络资源模型和标准网络资源模型略有不同。 因此，在4 3 软件组件图中，性能管理和配置管理的设计依然满足厂商b 的 北向接口环境。告警管理部分则简化了很多，不需要做告警数据采集，即删去 f m c o l l e c t o r 模块，厂商所上报的告警通知都由a l 锄i l 冲接收和处理，然后通过 n 0 f i f j c a t i o n i i 冲模块发送到标准北向接口由于不能支持标准接口要求的增加告 警说明通知上报，系统处理时在内存设计了一个数据结构，记载标准中增加说明 通知所要求的信息，并且按照所要求的格式构造一条增加说明通知发送给标准北 向接口，完成告警管理的标准化。 北京邮电大学硕士研究生毕业论文c d 姒北向接口适配器配置管理系统研究与实现 第五章：配置管理子系统的设计与实现 5 1 子系统模块设计 在第三章的接口功能需求分析中，介绍了配置管理的功能需求。在o m c 北 向接口分析中，配置管理接口进一步分解为公共配置管理接口和基本配置管理接 口【阍。 在公共配置管理接口中，引入公共配置管理对象k e r n e i 伽i 胂，用于获取网 络资源模型版本，发送配置管理相关的通知，包括对象创建通知、对象删除通知、 对象属性值改变通知、请求配置信息同步通知等。 在基本配置管理接口中，引入基本配置管理对象b 嬲i c c m 冲，用来完成对 于配置信息的创建、删除、查询、修改等功能。 5 1 1 模块功能 尽管在北向接口分析中，配置管理从功能上被划分为b a s i c c m i r p 和 k e r n e l c m i r p 。但是从技术实现角度来讲，为了减少内部消息的传递，把二者实 现在一个功能模块中。因此，子系统分成了两个模块，c m c o l l e c t o r 模块和 b a s i c k e r n e lc m i r p 模块。配置管理子系统的设计图如图5 1 所示。 图5 1 配置管理模块图 由于配置管理中还包含有