基于主動代碼的面向業(yè)務的網(wǎng)絡管理

摘要：在分析了現(xiàn)有網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的基礎上，采用面向對象的思想和分布式管理體系結構，提出一種新型的面向業(yè)務的網(wǎng)絡管理體系結構。該體系結構以網(wǎng)絡業(yè)務作為被管對象，以公共對象請求代理架構(COKBA)作為中閘接口，利用主動代碼的動態(tài)特性來管理網(wǎng)絡。文章從服務模型、組織模型、信息模型和功能模型四個方面對體系結構作了闡述，給出了

基于客戶，服務器模式的故障管理系統(tǒng)模型及應用。

關鍵詞：面向業(yè)務；公共時象請求代理架構；網(wǎng)絡管理；Active Code

0 引言

隨著網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大和各種網(wǎng)絡技術的出現(xiàn)，各種網(wǎng)絡業(yè)務也在日益增多。與此同時，龐大的網(wǎng)絡規(guī)模和不斷更新的網(wǎng)絡業(yè)務使得網(wǎng)絡管理也更為復雜化。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)主要是集中式網(wǎng)絡管理體系結構。主要遵循兩種協(xié)議：一種是公共管理信息協(xié)議CMIP，它是基于國際標準化組織ISO的OSI七層開放互連模型的協(xié)議，因其復雜性高和實現(xiàn)難度大，除電信網(wǎng)管等領域外并沒有得到廣泛應用。另一種是簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議SNMP，它是基于TCP／]P的網(wǎng)管協(xié)議。傳統(tǒng)網(wǎng)絡管理系統(tǒng)都是以網(wǎng)絡設備為管理對象，隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，一旦網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，系統(tǒng)管理員就不得不逐一檢查網(wǎng)絡設備，這不僅消耗大量人力和財力，而且也很難準確定位影響網(wǎng)絡性能的設備。另一方面，網(wǎng)絡設備的運轉正常并不意味著網(wǎng)絡業(yè)務的正常開展，而且，網(wǎng)絡業(yè)務的終止和性能的下降也并不能具體反映到出故障的設備上。因此 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)并不能滿足新一代網(wǎng)絡的需要。

主動網(wǎng)絡(Active Network)是一種可計算的網(wǎng)絡模型M。主動網(wǎng)絡主要包括主動節(jié)點和主動包。主動節(jié)點不僅可以被動地轉發(fā)數(shù)據(jù)包，而且還能夠解析數(shù)據(jù)包并提供處理數(shù)據(jù)包的運行環(huán)境。主動包不僅攜帶傳統(tǒng)網(wǎng)絡IP包的數(shù)據(jù)，而且攜帶可執(zhí)行的主動代碼或者一些參數(shù)指針 利用其攜帶的參數(shù)執(zhí)行已在主動節(jié)點上的程序，通過將可執(zhí)行代碼隨著數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡內(nèi)傳輸，可以使新業(yè)務和新協(xié)議在全網(wǎng)范圍內(nèi)迅速實現(xiàn)。從另一個角度來講，通過主動網(wǎng)絡，用戶可以控制網(wǎng)絡的某些運行特征，遠程動態(tài)修改網(wǎng)絡配置，監(jiān)測網(wǎng)絡性能參數(shù)，分析和查找網(wǎng)絡故障，從而加速了網(wǎng)絡應用和網(wǎng)絡服務的更新。

面向業(yè)務的網(wǎng)絡管理(Service-Oriented Network Manage-ment)是把管理業(yè)務、網(wǎng)絡業(yè)務作為網(wǎng)管對象，實時監(jiān)測與網(wǎng)絡業(yè)務相關的設備、應用，通過模擬最終用戶來實時測量網(wǎng)絡服務的可用性和網(wǎng)絡業(yè)務的服務質量，并收集網(wǎng)絡業(yè)務的業(yè)務數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全方位、多視角監(jiān)測網(wǎng)絡業(yè)務運行情況的目的，最終實現(xiàn)網(wǎng)絡業(yè)務的故障管理、性能管理、計費管理、配置管理及安全管理。

針對傳統(tǒng)網(wǎng)絡管理的被動性和面向網(wǎng)絡設備這兩大弊病，本文提出了一種基于主動代碼的面向業(yè)務的網(wǎng)絡管理體系結構。

1 基于主動代碼的面向業(yè)務的體系結構

面向業(yè)務的管理體系結構的內(nèi)容十分廣泛，它提供了一整套復雜的概念和原則。基于主動代碼的面向業(yè)務的網(wǎng)絡體系結構包含四個模型，即服務模型、組織模型、信息模型和功能模型。下面將AJg四個方面進行闡述。

服務模型是整個網(wǎng)絡管理體系結構的綜合體現(xiàn)；組織模型和信息模型分別從組件和業(yè)務的角度描述數(shù)據(jù)在整個體系結構中的存儲和表示，橫向貫穿于服務模型；功能模型中的各個功能則縱向貫穿于服務模型。它們共同構成了面向業(yè)務的體系結構模型。

1.1 服務模型

服務模型借鑒了電信信息網(wǎng)絡體系結構(TINA)的分層的思想，整個體系結構分為三層：網(wǎng)元層、網(wǎng)絡層和業(yè)務層，如圖1所示。

在整個體系結構中，最底層的網(wǎng)元層是由網(wǎng)絡元素構成的。包括路由器、交換機等物理設備。各種不同類型的網(wǎng)元共同組成了不同特色的專業(yè)網(wǎng)絡，如ATM、GPRS網(wǎng)絡等。網(wǎng)絡層包括網(wǎng)絡管理和網(wǎng)元管理，它負責對整個網(wǎng)絡的管理，對從網(wǎng)元各個代理處收集到的信息進行存儲和管理。該層是對整個網(wǎng)絡資源的管理，包括底層網(wǎng)元的運行信息、網(wǎng)絡的拓撲結構、端到端的連接性的維護和流量控制等。業(yè)務層實現(xiàn)對各種網(wǎng)絡業(yè)務的管理，包括業(yè)務的配置管理和對提供業(yè)務的資源使用的管理。業(yè)務不僅包括如FTP、E-mail等Internet的基本業(yè)務，還包括網(wǎng)頁撥號、SIP多媒體會議等新業(yè)務。

FCPAS指的是網(wǎng)絡管理中的五大管理功能：故障管理(Fault)、配置管理(configuration)、性能管理(Performance)、計費管理(Accounting)和安全管理(security)。管理的對象涉及到底層網(wǎng)元設備信息，中間層的網(wǎng)絡拓撲 流量等信息以及上層的業(yè)務數(shù)據(jù)。業(yè)務層的五個管理模塊分別對應于五大管理功能，是網(wǎng)絡管理的目的和核心。每一個管理模塊具體完成的任務將在下面的功能模型中詳細敘述。

1.2 組織模型

組織模型描述了用于完成網(wǎng)絡管理各種功能的組件和組件之間的相互關系。組織模型更好地體現(xiàn)了分布式計算的思想：多個主動節(jié)點(AN)分布于網(wǎng)絡管理層，對應于每個主動節(jié)點，有多個管理者(Manager)和其進行通信交換信息；同樣地，管理者輪詢多個網(wǎng)元上的代理從而收集所需要的信息。組織模型如圖2所示。

在組織模型中，Agent是指在網(wǎng)絡中分布的各種網(wǎng)元代理，代理接受輪詢，擔當被管理者的角色。Manager一般發(fā)送請求收集信息，充當管理者的角色，但它同時可以為上層Manager服務并提供信息，此時，它充當代理的角色。以靜態(tài)代碼駐留在網(wǎng)元設備中的Agent并無任何決策管理的能力，它們只是不斷接受上層管理者(Manager)的輪詢，把網(wǎng)元的狀態(tài)信息傳遞給上層。Manag接收數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)存儲到管理信息庫(MIB)中。管--理信息庫是一個虛擬的信息存儲數(shù)據(jù)庫，也是4 對網(wǎng)絡設備狀態(tài)變量進行描述的數(shù)據(jù)庫。Manager和Agent之間通過SNMP協(xié)議來交互。

Manager把從網(wǎng)元代理處收集到的網(wǎng)元的狀態(tài)信息傳遞給該管理者所在子網(wǎng)的主動節(jié)點，主動節(jié)點對這些數(shù)據(jù)進行處理，統(tǒng)—信息格式，屏蔽不需要的信息，從中得到與業(yè)務有關信息，比如：業(yè)務名稱、業(yè)務編號、故障或性能信息、故障原因和時問、響應時間等等。主動節(jié)點把這些與業(yè)務有關的信息存儲在信息數(shù)據(jù)庫中。

管理者和主動節(jié)點之間的接口用互操作性比較好的CORBA來建立聯(lián)系。ORB(對象請求代理)是CORBA的核心，它提供了一種機制，使得管理者和主動節(jié)點之間可以透明地發(fā)送請求和接受響應。為了支持ORB之間的互操作，CORBA規(guī)約定義了ORB之間通信的標準協(xié)議GIOP(General Inter-ORBProtoc01)——用于ORB間通信的一種標準傳輸語言與一組消息格式。GIOP主要由三部分組成：公共數(shù)據(jù)表示、GIOP消息格式和GIOP消息傳遞。GIOP只是建立在傳輸層協(xié)議之上的一種抽象協(xié)議，在實現(xiàn)時必須映射到具體的傳輸層協(xié)議或者特定的傳輸機制上。因特網(wǎng)ORB互聯(lián)協(xié)議(Intmet Inter-ORBProtocol，簡稱IIOP)就是GIOP在TCP／IP上的映像。

1.3 信息模型

在信息模型(如圖3所示)中，網(wǎng)絡業(yè)務活動和各種完成業(yè)務的組件所需要的信息被模型化。不同內(nèi)容的信息有不同的承載實體。信息模型是對這些信息承載實體之間的相互關系以及控制其行為的限制和規(guī)定。

SNMP代理輪詢網(wǎng)元層的網(wǎng)元代理，得到網(wǎng)元設備MIB中的有關信息，包括設備標識，路由表的信息等，把收集到的網(wǎng)元信息存儲在數(shù)據(jù)庫DB中。在網(wǎng)絡層，代理對這些網(wǎng)元信息進行分析計算，得到網(wǎng)絡管理所需要的面向設備的信息，包括一些接口流量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)如丟包率、誤碼率，網(wǎng)絡拓撲結構等。每—個子網(wǎng)中的主動節(jié)點和SNMP代理進行交互。中間層用于完成數(shù)據(jù)的轉換，也就是把網(wǎng)絡層的信息變?yōu)闃I(yè)務層所感興趣的信息。它將主動節(jié)點收集到的信息進行整理，對每個數(shù)據(jù)包中的控制信息和數(shù)據(jù)段的內(nèi)容進行篩選，屏蔽掉無用的信息，抽選出與業(yè)務有關的數(shù)據(jù)，進行重新分析組合，形成業(yè)務數(shù)據(jù)。在業(yè)務層的管理模塊中：主動節(jié)點位于每個模塊中，收集相應模塊需要的業(yè)務數(shù)據(jù)并存儲在數(shù)據(jù)庫中，包括業(yè)務名稱、業(yè)務編號、故障或性能的標識、業(yè)務的響應時間等。

1.4 功能模型

功能模型按照管理功能把業(yè)務管理劃分為故障管理、性能管理、配置管理、計費管理和安全管理五大功能模塊。網(wǎng)管系統(tǒng)通過監(jiān)測與業(yè)務有關的設備及應用、業(yè)務服務、業(yè)務性能以及進行業(yè)務分析來進行全方位的管理。在故障管理中，管理員可以通過點擊故障的業(yè)務發(fā)現(xiàn)與故障有關的設備和應用。在性能管理中，可以根據(jù)業(yè)務的響應時間、接入時間、可靠性以及影響業(yè)務的其他參數(shù)，分析出業(yè)務的性能指標。

2 面向業(yè)務的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)中的故障管理系統(tǒng)

系統(tǒng)采用客戶機，服務器模式，網(wǎng)管系統(tǒng)作為客戶端，網(wǎng)元設備的各種代理和網(wǎng)絡層的$NMP代理及其數(shù)據(jù)庫作為服務器端。網(wǎng)管系統(tǒng)發(fā)送查詢信息，服務器端接受請求報文，從管理信息庫中取得管理變量的值。形成響應報文，再返回給網(wǎng)管系統(tǒng)，顯示給用戶的是業(yè)務的有關故障信息。故障管理系統(tǒng)如圖4所示。

系統(tǒng)主要包括GUI(圖形用戶界面)，后臺數(shù)據(jù)庫DB，信息分析與處理模塊，收集信息的主動節(jié)點和對信息進行轉換的SNMP／CORBA網(wǎng)關。業(yè)務信息的源數(shù)據(jù)是從SNMP代理處得到的網(wǎng)元信息。

以E-mail業(yè)務為例。用戶在126上發(fā)送一封到sina的E-mail，主動節(jié)點跟蹤并將E-mail數(shù)據(jù)包經(jīng)過的路徑存儲在數(shù)據(jù)庫中，若網(wǎng)絡出現(xiàn)設備故障或數(shù)據(jù)包丟失或擁塞等其他情況，系統(tǒng)為業(yè)務編號，通過主動代碼搜集數(shù)據(jù)包所經(jīng)過路徑的狀態(tài)信息。在網(wǎng)絡層，SNMP代理將收集到的網(wǎng)元信息通過SNMP／CORBA網(wǎng)關傳送給主動節(jié)點．主動節(jié)點得到的數(shù)據(jù)包是面向業(yè)務的數(shù)據(jù)格式，包括業(yè)務編號、業(yè)務故障原因、故障發(fā)生的地點時間等等。信息分析與處理模塊查詢數(shù)據(jù)庫．將用戶需要的有關業(yè)務故障的原因、地點等信息顯示給用戶。

3 結束語

在主動網(wǎng)絡的基礎之上建立的面向業(yè)務的網(wǎng)絡管理體系結構，使網(wǎng)絡業(yè)務和管理業(yè)務很好地統(tǒng)一起來，可以滿足新一代網(wǎng)絡的需要．做到真正有效地管理網(wǎng)絡業(yè)務。由于業(yè)務的多樣性，業(yè)務和網(wǎng)元的對應關系及如何定義抽象業(yè)務還需要進一步的研究。網(wǎng)絡層與業(yè)務層之間交換信息的通信協(xié)議的內(nèi)容和接口規(guī)范是下一步研究的重點。