基于EPON技術的職業院校網絡性能管理系統的設計與實現

張國柱

摘要：光纖網絡具有抗干擾能力強、損耗量低和傳輸容量大等特征，完全能夠滿足現代人們對高速網絡帶寬的需求，是目前性價比較高的網絡傳輸介質。EPON（以太無源光網絡）是一種創新型的光纖網絡接入技術，綜合了光纖網絡和以太網的優勢特征，職業院校采取基于EPON技術的網絡性能管理系統，具有良好的實踐應用前景。

關鍵詞：EPON技術；職業院校；網絡性能；管理系統

中圖分類號：G718 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）06-0165-03

網絡寬帶各種創新應用的產生帶動了網絡用戶需求的持續提高，人們已經不滿足于簡單的上網瀏覽信息，而是需要利用網絡寬帶接入享受多媒體娛樂服務。因此，對于網絡承載性能的要求也越來越高。盡管ADSL網絡寬帶的產生明顯提高了網絡承載性能，但仍然無法滿足網絡視頻點播、IP電話等新型業務對網絡性能的需求。目前，骨干網與用戶之間的網絡寬帶接入技術成為制約網絡性能的“瓶頸”問題。

EPON屬于現代信息技術發展下產生的一種新型光纖網絡接入技術，EPON采用的是單點到多點的網絡結構，可以基于以太網環境實現多種網絡業務。EPON綜合了以太網技術、無源光網絡技術的優勢，具有低成本、輕損耗、高帶寬、可擴展和易升級等優勢，已經成為目前光纖接入網的最佳選擇。EPON作為光纖接入網能夠直接面對網絡用戶，網絡性能與為網絡用戶提供服務的質量直接相關。

EPON網絡結構

隨著現代社會EPON技術的廣泛普及和應用，EPON網絡規模日益擴大，為了確保EPON網絡系統能夠實現7×24小時的高效穩定運行，網絡性能管理工作越來越重要。EPON作為光纖接入網需要直接面對網絡用戶，其性能決定了網絡服務質量的優劣。因此，EPON網絡性能管理是其發展建設中必不可少的關鍵環節，影響著整個EPON網絡系統的發展。設計一個穩定性強、可靠性強的職業院校網絡性能管理系統，可以對EPON網絡運行實現實時監控管理。

EPON網絡系統的組成包括OLT（光線路終端）、ONU（光網絡單元）和ODN等部分。EPON技術應用于光纖網絡接入的典型結構如圖1所示。

其中，OLT配置于EPON網絡系統的局端機房，負責提供語音、寬帶等綜合業務的接入。ONU配置于EPON網絡系統的用戶端，主要分布于用戶所在樓宇和家庭中，負責為用戶提供語音、視頻和數據業務的接入。ODN作為OLT和ONU的傳輸信道，由網絡無源分光器和光纖網絡線路共同組成，ODN的分光比種類較多，包括8、16、32、64等。

職業院校網絡管理實際需求分析及模塊化設計

在規模較大的網絡系統中，職業院校網絡性能管理系統的作用十分關鍵。基于EPON技術的職業院校網絡性能管理系統建設，需要保證職業院校網絡管理員可以隨時隨地登錄互聯網平臺，通過網絡瀏覽器對整個網絡系統的運行狀態進行監控，采集網絡性能數據，及時對網絡傳輸線路和網絡設備的有效性做出評價，獲得相關分析報告，預測下一階段職業院校網絡系統的整體運行情況，為網絡發展建設提供重要依據。

按照EPON網絡性能管理的實際需求，可將職業院校網絡性能管理系統劃分為四個功能模塊，分別為實時性能管理模塊、歷史性能管理模塊、定時性能管理模塊及性能預測管理模塊，不同功能模塊包括多個功能點，基于EPON技術的職業院校網絡性能管理系統功能模塊結構如圖2所示。

實時性能管理模塊主要負責對網絡系統及相關網絡設備的運行情況進行實時監控。其中，實時性能管理分為實時性能查詢和實時性能設置兩個部分。實時性能查詢負責將系統采集到的數據信息轉化為圖表形式呈現給用戶；實時性能設置允許系統管理員根據實際需求設置數據信息采集配置，包括參數設置、端口設置、時間設置、設備設置等，系統按照系統管理員設置的參數完成數據信息的采集任務。

歷史性能管理模塊主要負責對網絡系統和相關設備歷史運行性能參數的查詢。歷史性能管理模塊包括歷史性能查詢和歷史性能參數設置兩個部分。歷史性能查詢負責當啟動查詢任務之后，由客戶端通過服務器完成數據庫查詢任務，并將查詢結果直接反饋到系統客戶端；歷史性能參數設置負責根據系統管理員提交的需要管理的網絡性能和相關設備進行頻率采集、性能參數采集等，最終完成一個完整的系統采集任務。

定時性能管理模塊指的是系統管理員根據某段特定時間進行網絡性能和相關設備參數的查詢，當完成查詢任務后以圖表形式反饋到用戶界面。定時性能管理包括定時性能查詢和定時性能參數設置兩個部分。定時性能查詢指的是按照特定時間完成數據信息查詢任務并反饋顯示給用戶；定時性能參數設置指的是按照系統管理員提交的定制任務進行信息采集。

性能預測管理模塊負責對網絡系統和設備運行的性能參數在未來時間段內可能發生的變換進行預測，進一步指導系統管理員完成網絡性能管理工作，按照用戶感興趣的范圍和時間，結合網絡預測模型完成一個整體的網絡性能預測和分析任務，最終將預測結果反饋給系統管理員。

職業院校網絡性能管理系統總體設計

基于EPON技術的職業院校網絡性能管理系統功能的需求，可進行系統總體設計，采用基于Web的分布式體系結構模式，系統總體架構如圖3所示。對于傳統的C/S架構模式而言，Web分布式體系結構有著較強的獨立性，且操作簡單、易于維護。（1）由Web瀏覽器向系統服務器提交請求，服務器對該請求做出判斷。（2）如果系統服務器判斷為實時性能管理任務，則根據已經設置的參數立刻啟動實時性能采集任務，通過SNMP網絡協議對被管理設備的MIB數據進行實時采集。對實時采集到的數據信息進行分析，并且將原始數據和統計分析數據共同存儲到系統數據庫中，方便系統管理員進行下一步的性能預測管理，同時，將得到的數據分析結果與門限值比較，一旦超出門限值則立刻啟動報警。（3）如果系統服務器判斷為歷史性能管理任務，則按照預先設定的參數完成數據庫查詢檢索任務，將查詢檢索到的結果以圖表方式反饋給用戶。（4）如果系統服務器判斷為定時性能管理，則需要根據設置的參數定時完成數據采集任務，確保實現定時監控的目的，同時將每次采集到的數據存儲到系統數據庫中。（5）如果系統服務器判斷為性能預測管理任務，則需要按照設定的時間、范圍等形成完整的網絡性能預測任務，根據預先設定的預測模型和歷史數據對網絡系統和相關設備在未來的性能參數進行預測，最后將預測得到的結果以圖表方式反饋給系統管理員。endprint

職業院校網絡性能管理系統分層架構設計

基于J2EE框架環境下，Web應用的開發方式分為多個種類，包括基于SSH的架構模式、基于EJB的架構模式及基于JSP的架構模式等。基于EJB的架構模式具有良好的伸縮性，但系統編程代碼復雜，維護困難，不易于擴展；基于JSP的架構模式能夠實現基本的MVC分層任務，但仍然存在Java代碼復雜、頁面結構混亂、頁面跳轉緩慢和程序復用率低等問題。

SSH則屬于一種集成式框架結構，是目前應用比較廣泛的Web應用程序框架結構。SSH框架能夠將界面視圖與控制器徹底隔離。在SSH框架結構中，Struts框架只負責表示層的應用程序開發，Spring擔負模型角色，Hibernate負責對數據庫進行優化，因此，SSH框架結構可以充分發揮每層的特征優勢，有效降低系統的耦合性，SSH框架結構已經成為Web應用的主流框架結構。SSH框架結構如圖4所示。

SSH框架結構包括Struts表示層、Spring業務層和Hibernate持久層。（1）Struts表示層：通過Struts框架實現應用程序開發，利用Struts框架提供的標簽實現頁面數據顯示。（2）Spring業務層：通過Spring框架實現應用程序開發，負責對系統中的控制器、DAO組件、業務邏輯組件等進行管理，通過IOC實現不同組件之間依存關系的管理。因此，Spring業務層是整個SSH框架的核心。（3）Hibernate持久層：以Hibernate作為框架，實現按照面向對象的方式對數據庫采取操作。同時，Spring業務層負責對Hibernate框架進行支持，包括日常事務管理、異常事務管理等，可減少復雜繁瑣的異常聲明，從根本上提高Hibernate持久層的開發效率。

為了有效地將控制層與邏輯層進行隔離，可將基于EPON技術的網絡性能管理系統劃分為Web瀏覽層、視圖層、業務邏輯層、DAO組件層和PO組件層。（1）Web瀏覽層：主要負責表示層與業務邏輯層之間數據交互的控制，按照用戶提交的請求調用與之對應的業務邏輯層，將反饋的結果傳輸到表示層，向用戶呈現圖形界面，以此實現控制功能。（2）視圖層：負責對用戶提出的請求進行收集，按照JSP頁面的形式將請求結果返回用戶。（3）業務邏輯層：以DAO組件層為基礎進行封裝。業務邏輯層只注重邏輯的具體實現，不注重底層的持久化訪問。（4）DAO組件層：負責與PO層持久化對象進行交互，以及封裝數據的增加、修改和刪除等操作。DAO組件只注重持久化訪問的過程。（5）PO持久化對象層：利用映射工具將數據庫數據映射為對象，對象屬性是每個數據字段，以方便利用面向對象實現數據庫操作。

綜上所述，基于EPON技術的職業院校網絡性能管理系統設計方案，采用Web分布式體系結構，能夠實現對網絡性能數據的實時查詢、歷史查詢等功能。同時，系統的網絡性能預測管理模塊可以根據預測模型預測網絡在未來一段時間的運行情況，具有較強的實踐應用前景。

參考文獻：

[1]程哲，石堅，宋開衛.基于以太網的無源光網絡（EPON）的網絡管理系統[J].計算機與數字工程，2007（7）：59-62.

[2]周耀勝，軒非亞.基于EPON無源光網絡的長大隧道應急通信系統[J].鐵路通信信號工程技術，2013（6）：8-10.

[3]林長錐，孫建平，賀鵬.EPON技術在用電信息采集系統遠程通信網絡中的應用[J].山西電力，2012（5）：36-38.

[4]袁媛.基于EPON網絡架構的生產高清監控系統[J].內江科技，2012（12）：162-168.

[5]孟起勝，王慶海，李青，王志謙.一種基于DOCSIS網管系統管理EPON的網絡架構[J].光通信技術，2013（10）：1-4.

（責任編輯：王恒）endprint

職業院校網絡性能管理系統分層架構設計

基于J2EE框架環境下，Web應用的開發方式分為多個種類，包括基于SSH的架構模式、基于EJB的架構模式及基于JSP的架構模式等。基于EJB的架構模式具有良好的伸縮性，但系統編程代碼復雜，維護困難，不易于擴展；基于JSP的架構模式能夠實現基本的MVC分層任務，但仍然存在Java代碼復雜、頁面結構混亂、頁面跳轉緩慢和程序復用率低等問題。

SSH則屬于一種集成式框架結構，是目前應用比較廣泛的Web應用程序框架結構。SSH框架能夠將界面視圖與控制器徹底隔離。在SSH框架結構中，Struts框架只負責表示層的應用程序開發，Spring擔負模型角色，Hibernate負責對數據庫進行優化，因此，SSH框架結構可以充分發揮每層的特征優勢，有效降低系統的耦合性，SSH框架結構已經成為Web應用的主流框架結構。SSH框架結構如圖4所示。

SSH框架結構包括Struts表示層、Spring業務層和Hibernate持久層。（1）Struts表示層：通過Struts框架實現應用程序開發，利用Struts框架提供的標簽實現頁面數據顯示。（2）Spring業務層：通過Spring框架實現應用程序開發，負責對系統中的控制器、DAO組件、業務邏輯組件等進行管理，通過IOC實現不同組件之間依存關系的管理。因此，Spring業務層是整個SSH框架的核心。（3）Hibernate持久層：以Hibernate作為框架，實現按照面向對象的方式對數據庫采取操作。同時，Spring業務層負責對Hibernate框架進行支持，包括日常事務管理、異常事務管理等，可減少復雜繁瑣的異常聲明，從根本上提高Hibernate持久層的開發效率。

為了有效地將控制層與邏輯層進行隔離，可將基于EPON技術的網絡性能管理系統劃分為Web瀏覽層、視圖層、業務邏輯層、DAO組件層和PO組件層。（1）Web瀏覽層：主要負責表示層與業務邏輯層之間數據交互的控制，按照用戶提交的請求調用與之對應的業務邏輯層，將反饋的結果傳輸到表示層，向用戶呈現圖形界面，以此實現控制功能。（2）視圖層：負責對用戶提出的請求進行收集，按照JSP頁面的形式將請求結果返回用戶。（3）業務邏輯層：以DAO組件層為基礎進行封裝。業務邏輯層只注重邏輯的具體實現，不注重底層的持久化訪問。（4）DAO組件層：負責與PO層持久化對象進行交互，以及封裝數據的增加、修改和刪除等操作。DAO組件只注重持久化訪問的過程。（5）PO持久化對象層：利用映射工具將數據庫數據映射為對象，對象屬性是每個數據字段，以方便利用面向對象實現數據庫操作。

綜上所述，基于EPON技術的職業院校網絡性能管理系統設計方案，采用Web分布式體系結構，能夠實現對網絡性能數據的實時查詢、歷史查詢等功能。同時，系統的網絡性能預測管理模塊可以根據預測模型預測網絡在未來一段時間的運行情況，具有較強的實踐應用前景。

參考文獻：

[1]程哲，石堅，宋開衛.基于以太網的無源光網絡（EPON）的網絡管理系統[J].計算機與數字工程，2007（7）：59-62.

[2]周耀勝，軒非亞.基于EPON無源光網絡的長大隧道應急通信系統[J].鐵路通信信號工程技術，2013（6）：8-10.

[3]林長錐，孫建平，賀鵬.EPON技術在用電信息采集系統遠程通信網絡中的應用[J].山西電力，2012（5）：36-38.

[4]袁媛.基于EPON網絡架構的生產高清監控系統[J].內江科技，2012（12）：162-168.

[5]孟起勝，王慶海，李青，王志謙.一種基于DOCSIS網管系統管理EPON的網絡架構[J].光通信技術，2013（10）：1-4.

（責任編輯：王恒）endprint

職業院校網絡性能管理系統分層架構設計

基于J2EE框架環境下，Web應用的開發方式分為多個種類，包括基于SSH的架構模式、基于EJB的架構模式及基于JSP的架構模式等。基于EJB的架構模式具有良好的伸縮性，但系統編程代碼復雜，維護困難，不易于擴展；基于JSP的架構模式能夠實現基本的MVC分層任務，但仍然存在Java代碼復雜、頁面結構混亂、頁面跳轉緩慢和程序復用率低等問題。

SSH則屬于一種集成式框架結構，是目前應用比較廣泛的Web應用程序框架結構。SSH框架能夠將界面視圖與控制器徹底隔離。在SSH框架結構中，Struts框架只負責表示層的應用程序開發，Spring擔負模型角色，Hibernate負責對數據庫進行優化，因此，SSH框架結構可以充分發揮每層的特征優勢，有效降低系統的耦合性，SSH框架結構已經成為Web應用的主流框架結構。SSH框架結構如圖4所示。

SSH框架結構包括Struts表示層、Spring業務層和Hibernate持久層。（1）Struts表示層：通過Struts框架實現應用程序開發，利用Struts框架提供的標簽實現頁面數據顯示。（2）Spring業務層：通過Spring框架實現應用程序開發，負責對系統中的控制器、DAO組件、業務邏輯組件等進行管理，通過IOC實現不同組件之間依存關系的管理。因此，Spring業務層是整個SSH框架的核心。（3）Hibernate持久層：以Hibernate作為框架，實現按照面向對象的方式對數據庫采取操作。同時，Spring業務層負責對Hibernate框架進行支持，包括日常事務管理、異常事務管理等，可減少復雜繁瑣的異常聲明，從根本上提高Hibernate持久層的開發效率。

為了有效地將控制層與邏輯層進行隔離，可將基于EPON技術的網絡性能管理系統劃分為Web瀏覽層、視圖層、業務邏輯層、DAO組件層和PO組件層。（1）Web瀏覽層：主要負責表示層與業務邏輯層之間數據交互的控制，按照用戶提交的請求調用與之對應的業務邏輯層，將反饋的結果傳輸到表示層，向用戶呈現圖形界面，以此實現控制功能。（2）視圖層：負責對用戶提出的請求進行收集，按照JSP頁面的形式將請求結果返回用戶。（3）業務邏輯層：以DAO組件層為基礎進行封裝。業務邏輯層只注重邏輯的具體實現，不注重底層的持久化訪問。（4）DAO組件層：負責與PO層持久化對象進行交互，以及封裝數據的增加、修改和刪除等操作。DAO組件只注重持久化訪問的過程。（5）PO持久化對象層：利用映射工具將數據庫數據映射為對象，對象屬性是每個數據字段，以方便利用面向對象實現數據庫操作。

綜上所述，基于EPON技術的職業院校網絡性能管理系統設計方案，采用Web分布式體系結構，能夠實現對網絡性能數據的實時查詢、歷史查詢等功能。同時，系統的網絡性能預測管理模塊可以根據預測模型預測網絡在未來一段時間的運行情況，具有較強的實踐應用前景。

參考文獻：

[1]程哲，石堅，宋開衛.基于以太網的無源光網絡（EPON）的網絡管理系統[J].計算機與數字工程，2007（7）：59-62.

[2]周耀勝，軒非亞.基于EPON無源光網絡的長大隧道應急通信系統[J].鐵路通信信號工程技術，2013（6）：8-10.

[3]林長錐，孫建平，賀鵬.EPON技術在用電信息采集系統遠程通信網絡中的應用[J].山西電力，2012（5）：36-38.

[4]袁媛.基于EPON網絡架構的生產高清監控系統[J].內江科技，2012（12）：162-168.

[5]孟起勝，王慶海，李青，王志謙.一種基于DOCSIS網管系統管理EPON的網絡架構[J].光通信技術，2013（10）：1-4.

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