網(wǎng)絡綜合布線管理軟件設(shè)計和實現(xiàn)

摘 要：綜合布線管理軟件用來管理網(wǎng)絡布線中涉及到的設(shè)備、鏈路，同時提供一種可視化的管理方案，便于構(gòu)造合適的網(wǎng)絡，以及發(fā)現(xiàn)布線中可能存在的問題。闡述布線管理軟件的發(fā)展歷程、與網(wǎng)絡管理軟件的區(qū)別、以及目前已經(jīng)有的產(chǎn)品和解決方案。同時針對布線管理軟件中的關(guān)鍵問題：易擴充和可擴展性、鏈路查找準確和全面性、可視化管理提出了解決方法，實現(xiàn)一個利用數(shù)據(jù)驅(qū)動的可視化管理軟件。最后，對布線管理軟件的發(fā)展方向進行闡述，包括智能布線管理軟件的出現(xiàn)和發(fā)展，以及與布線管理軟件相關(guān)的國際標準。

關(guān)鍵詞：綜合布線管理軟件;深度優(yōu)先算法;數(shù)據(jù)驅(qū)動的可視化設(shè)計;網(wǎng)管系統(tǒng)

中圖分類號：TP393.07 文獻標識碼：B 文章編號：1004373X(2008)1610303

Design and Realization of Network Integrated Wiring Management Software

ZHENG Aihua

(China Aerospace Engineering Consultation Center，Beijing，100037，China)

Abstract：Integrated wiring network management software is used to manage network device，link information，and a visual management method is provided to construct network and find problem existed in network design.The progress of network wiring management software，the difference between network management software，and existed products and solutions are described A solution for three key issues are given:easy expansion and scalability，accurately and comprehensively search，the visualization management.A user datadriven visualization management software is implemented.Finally，the management software′s future including intelligent management and relevant international standards are proposed.

Keywords：integrated wiring network management software;depth propriety algorithm;datadriven visualization design;network management system

1 引 言

布線管理是針對設(shè)備間、交換間的工作區(qū)的配線設(shè)備、線纜、信息插座等設(shè)施，按照一定的模式進行標識和記錄，內(nèi)容包括：管理方式、標識、色標、交叉連接、跳線等這些內(nèi)容的實施給用戶系統(tǒng)維護、管理創(chuàng)造方便，提高了管理水平和工作效率，從而實現(xiàn)了綜合布線系統(tǒng)的靈活性、開放性和擴展性。

綜合布線線纜是綜合布線系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，是整個網(wǎng)絡的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，它能為智能建筑提供語音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體等系統(tǒng)的應用，并在不斷的擴展中。這得益于綜合布線系統(tǒng)網(wǎng)絡靈活性及高可靠性，但也帶來新的問題，主要表現(xiàn)在隨著系統(tǒng)的使用、網(wǎng)絡的發(fā)展，用戶不可避免地要對連接的纜線移動、添加、改動，使得跳線不斷變更，在設(shè)備間主配線架及樓層配線架將會出現(xiàn)跳線管理的問題，眾多的纜線很難避免出現(xiàn)混亂，這一直是用戶和生產(chǎn)廠商極為關(guān)注的問題。

因此，提出用布線管理軟件來管理線路資源，提高管理水平，目前對綜合布線系統(tǒng)管理軟件的認識常與網(wǎng)絡管理軟件、電子配線架等的認識模糊不清，所以首先闡述綜合布線管理軟件與它們的區(qū)別。

綜合布線系統(tǒng)管理軟件是一套系統(tǒng)，分模塊對綜合布線的物理構(gòu)成圖形化的導入數(shù)據(jù)庫。然后，對這些設(shè)備、鏈路、信息點、終端相關(guān)人實施精確的、高效率的、可更改的維護。關(guān)于網(wǎng)絡管理軟件，目前市場上網(wǎng)絡管理軟件可以大概分為以下幾類：網(wǎng)絡資產(chǎn)管理、網(wǎng)絡監(jiān)控、日志分析、路由追蹤、檢測工具、網(wǎng)絡套件等。當然，目前也可以按這樣來分類：網(wǎng)管系統(tǒng)、應用性能管理、桌面管理系統(tǒng)、員工行為管理、安全管理。通常情況下不太可能將綜合布線管理軟件與桌面管理系統(tǒng)、員工行為管理系統(tǒng)及安全管理系統(tǒng)想混淆。

網(wǎng)管系統(tǒng)（NMS）主要是針對網(wǎng)絡硬件設(shè)備進行監(jiān)測、配置和故障診斷。主要功能有自動拓撲發(fā)現(xiàn)、遠程配置、性能參數(shù)監(jiān)測、故障診斷。網(wǎng)管系統(tǒng)通常是由2類公司開發(fā)，一類是通用軟件供應商；另一類是各個設(shè)備廠商。 通用軟件供應商開發(fā)的NMS系統(tǒng)是針對各個廠商網(wǎng)絡設(shè)備的通用網(wǎng)管系統(tǒng)，目前比較流行的有OpenView，Micromuse，Concord等網(wǎng)管系統(tǒng)。

各個設(shè)備廠商為自己產(chǎn)品設(shè)計的專用NMS系統(tǒng)對自己的產(chǎn)品監(jiān)測、配置功能非常全面，可監(jiān)測一些通用網(wǎng)管系統(tǒng)無法監(jiān)測的重要性能指標，還有一些獨特配置功能。但是對其他公司生產(chǎn)的設(shè)備基本上就無能為力了。目前比較流行的設(shè)備廠商網(wǎng)管軟件有CiscoWorks2000，NetSight，國內(nèi)的Linkmanage，iManager。

2 布線管理軟件的關(guān)鍵問題和解決方法

2.1 靈活性和可擴展性

對于本軟件的需求分析，通常做法是通過調(diào)研，了解可能存在的設(shè)備種類，被關(guān)心的設(shè)備屬性，不同的層級關(guān)系，然后將這些信息綜合設(shè)計成一個數(shù)據(jù)庫，然后提供網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的管理。

然而，這種方法存在2個問題:

(1) 耗費時間長，需要不斷和網(wǎng)絡布線成員的進行溝通，并且由于每個人的關(guān)注點不一樣，導致牽涉的屬性變量膨脹；

(2) 不靈活，需求分析人員總是希望能了解用戶的所有需求，需求了解完畢后，就假定所有的需求被了解，然后進行設(shè)計、編碼工作，這樣導致將來要關(guān)注新的屬性時，軟件不能靈活處理。

針對這個問題，認為采取用戶配置和模板的方法，既可以減少軟件實現(xiàn)花費的時間，又可以保證最大范圍的靈活性。提供用戶配置的功能，用戶根據(jù)自己所關(guān)心的屬性進行配置；提供模板的功能，用戶可以利用其他人已經(jīng)配置好的模板，進行網(wǎng)絡設(shè)計，從而減少耗費的時間和對軟件使用的復雜度。

在具體網(wǎng)絡中有著各種不同的設(shè)備和連線，設(shè)備可能是路由器，交換機等，連線指連接設(shè)備的鏈路，可能有光纖、銅纜，而連線通過端口和設(shè)備相連，隨著設(shè)備和鏈路隨著新技術(shù)的發(fā)展不斷涌現(xiàn)，人們對設(shè)備和連線所關(guān)心的屬性不斷變化。為了應對這種動態(tài)需求，需要將軟件建立在一個抽象的模型上，而模型中的元素相關(guān)屬性可以動態(tài)進行修改，才能滿足這種變化的需求。因此將網(wǎng)絡抽象成一個具有節(jié)點和鏈路的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，節(jié)點可以物化成設(shè)備，該設(shè)備可能帶有端點，鏈路指用于代替連接設(shè)備的連線。同時在Internet規(guī)劃時，設(shè)計者們引入了分層的概念，如現(xiàn)在的TCP/IP協(xié)議。因此針對這個模型，這里引入了層級的概念，可以包括實際的層次關(guān)系，如建筑、樓層、房間等，以及虛擬的層級如內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)等，從而便于規(guī)劃網(wǎng)絡。

在設(shè)計過程中，對于層次、設(shè)備、鏈路、設(shè)備端口有默認的邏輯屬性，如用于標示的id號，該號提供給軟件系統(tǒng)使用，用戶不可見，同時提供用戶可見的name屬性，由用戶設(shè)置。此外，對于設(shè)備必須有端口數(shù)的屬性。對于鏈路有連接的兩端端口的id標示符。這些必須的屬性構(gòu)成了模型的必備參數(shù)，用戶其他關(guān)心的屬性可以動態(tài)配置。這些必需屬性就可以構(gòu)成一個網(wǎng)絡，一條鏈路就可以這樣描述：id為d1的設(shè)備的端口p1連接到id為d2的設(shè)備端口p2，無數(shù)條鏈路就構(gòu)成了一個網(wǎng)絡，這是從端點進行描述，也可以從設(shè)備進行描述，即無數(shù)設(shè)備間的連接構(gòu)成了一個網(wǎng)絡，從設(shè)備描述可以簡化網(wǎng)絡連接的復雜性，避免軟件實現(xiàn)的復雜度和實現(xiàn)查詢時的計算量。如圖1所示。

2.2 查找鏈路

軟件主要提供了網(wǎng)絡規(guī)劃功能和鏈路管理功能，網(wǎng)絡規(guī)劃是指用戶根據(jù)層級來設(shè)計網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，在適當?shù)膶蛹壷刑砑釉O(shè)備，進行設(shè)備間的連接；在構(gòu)建完網(wǎng)絡后，可以進行端點到端點的鏈路查詢以及鏈路各設(shè)備、端口等的屬性查詢。網(wǎng)絡規(guī)劃需要用戶有較多的經(jīng)驗，通過配置層級、設(shè)備、鏈路后可以完整描述自己的意圖。在構(gòu)建好網(wǎng)絡后，可以利用存儲在數(shù)據(jù)庫中的贖金提供鏈路查詢，指當網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，查找出問題設(shè)備的連接端口到主機房或者到指定端口要經(jīng)過的鏈路，提供各設(shè)備和鏈路的信息給網(wǎng)絡管理人員使用，用于確定可能存在問題的鏈路。

鏈路查找是指在構(gòu)建完網(wǎng)絡后，提供端到端的查詢，其中心思想是網(wǎng)絡的深度優(yōu)先遍歷算法，找出所有的路徑 。算法中心思想是：獲取設(shè)備間連線的鄰接矩陣，先確定兩點之間的鏈路經(jīng)過的設(shè)備，然后確定設(shè)備間的連接情況。如設(shè)備間的鏈路個數(shù)和鏈路相關(guān)的屬性等。在明確兩點間的所有鏈路之后，網(wǎng)絡管理員可以判斷網(wǎng)絡不通的問題出現(xiàn)在哪一段鏈路上。整個網(wǎng)絡是由端點和端點簡單連接組成，在查找鏈路時，如果以端點作為節(jié)點，則會導致以下問題：一是鏈路繁多，計算量大；二是反映不出用戶關(guān)心的內(nèi)容，用戶總是從宏觀上掌握信息，如設(shè)備間的連接，而不是設(shè)備間端口的連接，因此首先定位端點間經(jīng)過的設(shè)備，然后再考慮設(shè)備間的鏈路，這樣需要考慮的節(jié)點就少很多，計算量也小很多。設(shè)備間的鏈接構(gòu)成了一個無向網(wǎng)，查找網(wǎng)中2個節(jié)點間的節(jié)點，可以采用深度優(yōu)先遍歷算法和廣度優(yōu)先遍歷算法，在這里采用深度優(yōu)先算法。圖以鄰接矩陣的方式進行存取，即從端口表的數(shù)據(jù)出發(fā)，得到設(shè)備為單位構(gòu)成設(shè)備間的鄰接矩陣，供算法進行存取。同時提供1個臨時數(shù)組用于保存算法遍歷時是否經(jīng)過了某設(shè)備，提供1個變量用于存放找到一條鏈路后經(jīng)過的相關(guān)設(shè)備。v 表示查找的起點；des表示查找的目標點；length表示查找的下一個點在整個路徑的位置。gVisited數(shù)組用于存放遍歷足跡；gmExistLink變量用于存放已經(jīng)有的路徑；gPath數(shù)組用于存放一條路徑；gDeviceCount用于統(tǒng)計網(wǎng)絡中的設(shè)備個數(shù)，gAdjMax設(shè)備間連接的鄰接矩陣。

void SearchPathes(int v，int des，int length) {

if (gVisited［v］) return;

gPath［length-1］ = v;

if (v == des)

{

//得到一條鏈路，保存在gPath中，其節(jié)點個數(shù)為length

vector< int > vTemp;

for(int i=0;i

{

vTemp.push_back(*(gPath+i));

}

gmExistLink［link_id］ = vTemp;

link_id++;

}

else

{

gVisited［v］ = true;

for (int i = 0; i < gDeviceCount; i++)

{

if(*(gAdjMax+v*gDeviceCount+i)!=0 !gVisited［i］)

{

SearchPathes (i，des，length+1);

}

}

gVisited［v］ = 1;

}

}

2.3 可視化設(shè)計

布線管理軟件通過圖形化的方式管理各種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、存儲數(shù)據(jù)信息、描述關(guān)聯(lián)關(guān)系，也是一個根據(jù)數(shù)據(jù)信息的變化，動態(tài)地顯示不同圖形狀態(tài)的數(shù)據(jù)前端開發(fā)工具。在日常工作中，人們可能會想到要用各種各樣的畫圖工具去制圖，如CAD，Visio等，或者用一些信息系統(tǒng)來管理的各種圖紙資料、設(shè)備資源、管網(wǎng)資源、技術(shù)文檔等。但使用者都有體會的是，純粹的畫圖軟件，很難把眾多的設(shè)備信息、連接關(guān)系信息表達清楚，不同的設(shè)計圖紙之間也沒有直觀的連接關(guān)系能夠表達出來，更不能對設(shè)計圖中用到的設(shè)備材料進行快速定位、準確統(tǒng)計 。可是表格式的MIS系統(tǒng)又很難清楚表達復雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系的。 就是一些花巨資用GIS系統(tǒng)管理的單位，也已經(jīng)充分意識到，單是管理設(shè)備資源的地理信息數(shù)據(jù)也是遠遠不夠的，還有眾多的信息如技術(shù)文檔、設(shè)備的細節(jié)等都無法通過一個設(shè)計頁面表達出來。因此，無論目前使用哪一種方覺得存在明顯的缺陷。其實原因很簡單：因為即使是一個很簡單的圖紙，里面的每一個對象都有其自身的數(shù)據(jù)屬性、技術(shù)參數(shù)和具體的業(yè)務特征，同時它又和系統(tǒng)中的其他對象發(fā)生關(guān)聯(lián)。而常見的靜態(tài)圖表軟件已經(jīng)不可能把這些關(guān)系、屬性和業(yè)務特征一一反映出來，更不能做到圖形與實物一一對應。另外光有圖紙資料還不能滿足要求，使用者經(jīng)常為了計算、統(tǒng)計 、維護或訪問廠家網(wǎng)站的需要，還要使用各種數(shù)據(jù)庫工具、文字處理系統(tǒng)以及第三方軟件。大量工具的使用，造成了人員技能跟不上、協(xié)調(diào)困難、錯誤增多、效率低下等問題。

布線管理軟件使用可視化設(shè)計，對不同設(shè)備采用不同的標識，根據(jù)設(shè)置的層級關(guān)系構(gòu)建整個網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，同時對設(shè)備、層級、鏈路數(shù)據(jù)的相關(guān)屬性進行管理，可以把圖形、數(shù)據(jù)、連接關(guān)系綜合起來，并且存在數(shù)據(jù)庫中，從而為用戶提供一個易用的管理平臺，為保障項目決策，網(wǎng)絡設(shè)計等提供幫助。

3 測試結(jié)果

在采取上述設(shè)計方法后，目前已經(jīng)實現(xiàn)了具有靈活、可配置架構(gòu)的布線管理軟件，搜索算法能快速地在一個項目數(shù)據(jù)庫中查找出所有鏈路，目前已經(jīng)用在某部委的管理系統(tǒng)中。

4 發(fā)展趨勢

布線管理軟件智能化：智能配線管理軟件是與連接PC機和網(wǎng)絡設(shè)備的實時管理的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫，它包括針對每一用戶的全部有源和物理無源元器件構(gòu)成的網(wǎng)絡，用最短時間和最低的費用為手段就能夠順利完成網(wǎng)絡連接的移動、添加、變更、維護等，以及預置參數(shù)、瀏覽查閱、檢索、內(nèi)容審定等人機對話。

布線管理軟件標準化:目前電信基礎(chǔ)設(shè)施管理的標準是：TIA／EIA606標準，該標準是商業(yè)建筑物電信基礎(chǔ)設(shè)施管理標準，是目前國際上有關(guān)商業(yè)建筑物電信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的惟一管理標準。

5 結(jié) 語

文章對綜合布線管理軟件的關(guān)鍵問題提出了解決方案，達到了靈活配置和可擴展性的要求，同時提出基于數(shù)據(jù)的可視化設(shè)計方案，快速的鏈路查找算法。最后對綜合布線管理軟件的發(fā)展方向進行簡單的分析。

參 考 文 獻

［1］Gray R Wright，Stevens W Richard.TCP/IP詳解\\.陸雪瑩，譯.北京:機械工業(yè)出版社，2000.

［2］秋平.AMP Netconnect產(chǎn)品中標多項工程［J］.工程設(shè)計CAD與智能建筑，2001(4):76.

［3］Ricardo BaezaYates，Berthier RibeiroNeto，等.現(xiàn)代信息檢索［M］.王知津，譯.北京:機械工業(yè)出版社，2004.

［4］崔增富.淺析綜合布線系統(tǒng)［J］.河北建筑工程學院學報，2005，23(1):8688 .

［5］張方勇，楊芳南.綜合網(wǎng)管中通用接口平臺的研究和設(shè)計\\.現(xiàn)代電子技術(shù)，2006，29(22):9295.

作者簡介 鄭愛華 女，1964年出生，北京人，高級工程師。研究方向為計算機軟件工程。