全国数字同步网集中监控管理系统的设计与实现

1 9 9 8年 2月 第 2期 邮电设 汁技术 l s i g n i n g Te c h n i qu e s o f P o s t 8 a n d F e l e c o mm u n i c a t i o n s F e b 1 9 9 S No 2 通信嗣络 全国 数 字 同 步 网 集中 监 控 管 理 系 统 的 设 计 与 实 现 全国数 字同步网集中监控管理 系统项 目开发组 7 3-,，概述 要：对全国数字 同步同集 中监控管理 系统 的疆 目背号、系统，组成和网络结构、主要同管功能、应 用程序结构及主要 实现技术等作 了 简要介绍；针对同营 系统 中如何 利用面向对 象等技术进行 了分析 提 出 了利用 因特 同(I n t e r n e t)和万堆同(We b)技 术来宾现 同管用户移动远 程 接 入 的 思 路。关键 词：数 字 同 步 器 璺 监耕 监 荐 能 ，兰 数字 同步网是 现代电信 网中的三大支撑 网之 一。在全国数字同步骨干网一期工程建设过程中，引 进设备 的同时也引进 了国外厂家的网管软件，但在 实际使用中却发现该软件运行并不尽如人意。本着 中国邮电电信总局关于数字同步网网管应“集 中监 控 集 中管理，维护相对集 中、适 当分散”的原则 及网管软件应立足于国内 自主开发的精神，为配台 全国数字同步骨干网二期 工程建设 我们 自主开发 了全 国数字同步网集 中监控管理 系统，即“同步 网 管”软件 该系统结合我 国同步网建设的实际情况，日前可兼容管理 已进入我国市 场的美 国 TS公 司、H P公司和 Au s T R A N公司等厂家的通信楼综合 定时供给设备(B I T S)。经过在骨干网二期工程及部 分省内 网上的实际运行 表明，该 系统不论可用性还 是运行效率等方面，都明显优于 国外 同类软件。为了减轻维护人员的负担，节约投资，避免不必 兼容管理骨干网一期工程设备，并逐步将 全国范围 内各级同步设备最终纳入到一个统一的网管系统中 来。一、系统组成和 网络结构 嘲管系统一般分为网元层和管理层两辞分。网 元层包括所有被 管理 的设备，在 本系统 中即为各级 Bl。F S；管理层由各级 网管中心组成。根据我 国同步 网建设的实际情况及其管理体制，率系统采用了三 级 网管 中心结构：全国共设两个网管中心：全国网管 中心(S NM)和全国辅助 网管中心(s NMA)，主要负 责管理 c2级 以上骨干网同步设备；每个省(市、自 治 区)设立一个省 网管 中心(s R M)，主要负责管理 该 省 内 C 3级 以上同步 设备；每地(市)设立一个本 霍龙社邮电 部设计院(邮码 4 5 0 0 0 7)工程师 维普资讯 http:/ 1 4 邮 电设计技 术 1 9 9 8 年 2月 地网管 中心(S I M)，主要负责镑理该地 区内本地网 同步设备。各级网管中心之间、网管中心与 网元设备之间 的远程通信采用 x 2 5 公用分组交换网来实现。车 系统 中 B I TS的接入方式分为两种：接 订机 方式和和分组拆装设备(P AD)方式 接口机方式适 用于所有厂家的 B I TS，它是在每个 B I T S附近设立 一台接 口机 相当于网管中心在网元侧的一个代理，除 了负 责代替 B I T S实现 与 网管 中心的远 程通 信 外，还负责将 由 B I T S送 出来 的所有 原始数 据进行 分析处理，转换成为网管中心可 以识别的格式化数 据；P AD方式 目前适用于 T S公 司的 B I T S，它在每 个 B I T S附近直接连一 台分组装拆设 备 负责 与嘲 管 中心之 间的远程通信，所有原始数据的分析处理 等工作都需要由网管中心来处理。这l两种接八方式 从技术实现上来说都是可行的 但接 口机方式 中的 接口机具有数据缓存、预处理分析、通信失破重发等 功能，而 P AD方式中的 P AD则仅仅是一个透明传 输通道，不具备任伺数据缓存和处理能力，jl i i 且不能 竞分发挥 x 2 5多 虚电路功能，通信效率较低，灵活 性差 因此在条件许可的情况下推荐使 用接 口机方 式 接人。为了支持网管用户移动远 程接人，可在各级 网 管中心设置一台 we b服务器，与网管主机连在同一 局域 网上。远程用户通过电话拨号接人该 We b服务 器，采 用公共 网关接 口(C GI)和 J AVA等技术来实 现对该 网管中心数据库的动态访 问 实施统一 网管后的全国数字同步网集中监控管 理系统网络结构示意图见圉 l。二、网管功能 本 网管系统实现 的功能主要包括故障管理、性 能管理、配置管理和安全管理 另外，还具有系统维 护和一定的自我管理功能 1 故障管理 随时接收 同步设 备发来 的告 警和告警清除信 息，在网管 中心 的地图中相应设备的图标下，根据告 警 严重程度，以信号灯和蜂 鸣声两种形式 向网管人 垒嗣罔蕾中心 垒圜辅助同譬中心 B I T S接 口轨 BI TS接 口机 B I TS 接 口机 B I TS P AD 图 1 垒 数#|司 步刚集中 监控管理 系统 阿络结构，“意围 员发出可视、可闻告警 网管 人员可随 f 查看某设备 当前活动告警列裘、历 史告警列表 进行分类排 序 并查看某 条告警的详细 内容，对其进行 确认并添加 注 释。除 全国网管中心 外 其它 网管 中心在收到设备 发来的告警和告警清踪信息时，还可根据预先设定 的告警转发条件向其上级网管中心转 发 2 性能 管理 网管 系统定时收集管辖范隔内所有同步设备的 各 类 性 能 数 据，包 括：MTI E TD E V、P HAS E 和 F RE QUE NC E等，将其保存于网管数据库。网管人 员可随时通过性能列表查看网管数据库中原始性能 数据，进行 分类排序；也可直接调用性能曲线程序来 绘制并打印某指定 时间段 内性能数据的曲线图表；并可对 多条 曲线 进行 分析 比较，放大、缩小 局部 图 形。3 配置 管理 本系统为网管用户提供 了两种直接对同步设备 进行配置管理 的方式。控制面板方式：在控制 面板中以图形方式直 观显示所选 同步设备中各类卡板和信号的逻辑组成 及当前运行状态，如信号优先级、是否主用、传输告 警级别、性能告警级别、信号的闭塞 打开状态等，并 可根据需要对这些状态进行实时重新设置。针对不 维普资讯 http:/ 第?期 全国数字同步网集 中监控 管理系统项 目开发组：全 国数字 同步网集中监控管理 系统 的设计 与实现 l 5 同厂家的设备 相应图形的控 制面板显示也各不相 同 终端仿真方式：使用控制面板方式用户可以 完成对同步 设备的绝大部分 常用配置操作 但仍 有 少部分不常用的命令不能通过它来运行，为此本 系 统同时提供 了终端仿真的功能。在终端仿真面板中 用户可按照提示 向所选 的同步设 备发送它所能接 受 的任何人机交互语 言(TI I)命令，并接收显示其 响应信息。4 安全管理 本 系统将所有网管用户分为 3 个优先级别。第 一级为超级用户，可 以执行所有 网管操作 并可增 加、删 除 其它 用 户，设 置 其 口令 第 二级 用 户 除 了不 可 以对系统 中其它用户进行 管理外，可以执行所有 网管操作；第三级用户只可进行一般的浏览操作 以 及对告警进行磕认，除此之外，不能对系统进行诸如 配 置等 写操 作 任何用户在需要进行 网管操作之前必须首先登 录系统，且登录后 只可进行其权限范围内允许 的操 作。若某用户登录后约 1 0 mi n左右未做任何 鼠标或 键盘操作，系统将 自动退 出登录。系统用户 日志 自动记录所有用户的登录活动及 其关键操作。5 系统维护 系统维护包括：系统初始化、图标管理、轮询时 间设置，告 警 1=能转发条件设置、数据备份与恢复 以及报表统计等功能。其中报 表统计包括：告警统 计、传输故 障统计、性能超 门限统计等 每种统计都 可同时具有 日报表和月报表两种形式。6 自我管理功能 自我管理是指 网管 系统应能 自动检测其 自身各 组成部分的运行状态及其可能的故障原因。本系统 为各网管中心提供了如下 自我管理功能：自动检测 本 节点 及 其下 属各 网络 节 点 的 x 2 5 通信状态，并指 出可能的故障原因；自动检测其管辖范 围内各下级 网管 中心和 接 口机中各应用程序的当前运行状态、运行时长、版 本号等信息；自动 记录运行 日志，为网管人员分析故障原 因提供依据。三、应用 程序 结构及 主要实现技术 本 系统 采用 Wi n d o ws NT 3 5 1(中文版)操作 系统 并选用 Vi s u a l C+4 0作开发工具。在网管 中心采用了 Ac c e s s数据库来保存网管数据 所有对 数据库的访问全部通过在 Vi s u a l C+中调用 数据 访 问对象(D AO)直用程序接 口(AP I)来完成。采用 自主 开发 的通 用 x 2 5通 信平 台(X 2 5通信 服务 器)来完成所有的远程通信任 务。与网络结构 中的网元层 和管理层相对应，本系 统应用软件也可分作两部分：驻留于同步设 备旁接 口机上 的接 口机 部分 和驻 留于各 级网 管 中心 的网管 中心部分。其中 接 E 1 机部分 由接 口机处理程序和 x 2 5 通信服务器程序组成。网管中心部分又可分为 3个版本：全国中心版、省 中心版和地区中心敝，各 版本实现功能基本相似，都需 要由同步 网管前 台用 户 界面程 序、后 台监听程序 和 x 2 5通 信暇务器程 序 组成。如果该 网管中心管辖 范围内有采用 P A1)方式 接人的 B I TS，则还应包括一个 _ r I，l 命 令解 释 器程序。如果该 网管 中心需要支持移动用户远程接 人，则还需 配备一台 We b服务器，并运行 C GI中间 件程序。图 2以省网管中心和接 口机为例，示出同步 网管系统中各应用程序模块的组成及其关 系。图 2中各应用程 序模块功能及主要实现技术解 释如 下：1 x 2 5通信服务器 x 2 5通信服务器为一通用 x 2 5通信平台 在 本系统中它主要用于通过进程间消息传递的方式接 收其它应用程序提交的通信任务，替其它应用程 序 完成相应 的远程文件传输功能。接收到的文件保存 于特定于目录下，供其它应用程序读取并处理。2 接 口机 应 用程 序 作 为网管中心 在 B I TS一侧 的代 理，除 了负责 实现 B I TS与网管 中心之间的通信 外，还具有定时 收集 B I TS性能数据，对从 B I T S收到的各种数据进 行预处理 根据需要暂存某类数据等功能。从接 口机 发送至网管中心的数据应全部是经过 预处理的格式 维普资讯 http:/ l 6 曲 文本 标洼i 吾 盲 邮电设计技l术 B】TS 周 2 同步H 臂应 片 J 程 序结构 心蹦 化数据。经接 口机预处理后待发往网管中心灼数据根据 其对时限的要求大致 可以分为三类：需立即发送 的 如配置响应信息；可短斯 缓存的 如告警和事 件信 息，每分钟发送一次；需 鹾期缓存的 如性能数据 只 有柱接到网管 中心发来的提取命令时才发送，一般 一天至 少 发送 一 次 对于需短期或长期缓存 的数据，采蹦 了两级文 件缓存技术进行处理 其思路 知下：假设用 F i l e l和 F i l e 2两个文件来做两级 缓存，划当接 r I 机 收到强 B I T S发来 TI 1语 句并预处理后，首先将其结 果附 加(Ap p e n d)于 F i l e l之后；只有 当系统榆删到定时 到或接收到网错 中心发米Ij J 提取命令时 才将F i l e 内 容附加(Ap p e n d，于 F i l e 2之后，同 于 删除F i l e!中 内容+并通知 X 2 5透信服 务器开 始将 F i l e 2发 送 至 网管 中心 发送 成 功后 删 障 F i c 2。由于接 _ 帆 预 处理 和定 日 寸 发 送 工 作是 由两 个 不 同 的线 程 来 完 成 因此对 F i l e 1和 F i l e 2的文件操作需要定义互 斥量来进行列步。采取 两级 文件缓存 技术可以获得 以下好 处：接 口机向 F i l e l 后附加内容与 X 2 5通信服 务器向嘲 管中心发选 F i l e 2可 以同时进 行 避免了可能的冲 突 和长时间等待；如果 x 2 5通信 务 器向网管中 心发送 F i l e 2失 败，下一次定时到后仍把 F i l e J内 容附加 于 F i l e 2原有 内容之后 保证 了所有数据项 只发送一次且在 F i l e 2文件中的时间次序 不变；不 沧 F i l e 2每 次发送成 功与否，F i l e l内容总 会定时 I 砸F i l e 2附加并 删除 因此 F i l e l文件长度总 会 变得很大，这样，就减轻了经常性 F i l e I 文件操作的 负担。3 TL t 解释器 对 于以 P AD方式接人 的 B I r s，其 通过 x 2 网络发 送 至 网管 中心 的数 据是 未 经 任何 处理 的 F I 1 语 言命令。为此需要在网管中心驻 留该“TJ|l 解释器”程序 主要用于将从 P AD收到的原始 TI 1 语言命 令进行预处理，转换成为网管 中心后台监听 程序能够识别的格式 化数据。4 网管中心后台监听程序 主要用 于监听由 x 2 5通信眼务器接 收到的各 类数据文件，井对其进行处理。对于告警和告警清除 数据，它一方面将其存于网管数据库 片一方面还通 过进程问消息传递机制向省 中心 前台用户界面发出 一消息，通知其向网管用户发 出图像和声音提示。对 于其它如性能数据和 配氍响应信息 等 则仅将其按 规定格式存入网管数据库即可。如果收到的告酱或 性 能数据 满足相 应的转 发条 件 该程序还 负责 向 x 2 5 通信服务器发送消息以通 知它向 上级嘲管 中 心转发相应文件 5 网管中心前台用户界面程序 为刊管用户提供实现其所有网管功能图形用 户界 面。本系统采用图形窗口界 面，壤单、提示信息全中 文化。主画面 显示 该 网管 中心辖 地 图，如 全 国陌嚣 中心 主画面为一 一 幅全国地 匿 备 省H管 中心王蜥 为 一 幅 浚省的全省地图 地 上 图标形式 应 的地理位置标出该辖区内各下级嘲管中 和同步 瀣 备 当需要对某下级网营中心辖区内同步设备进行 维普资讯 http:/ 第 2期 全 国数 字同步网集中监控 管理 系统项 目开发组：垒 国数字 同步网集中监控管理系统 的设 计 宴 现 1 7 管理时，还可 通过点击相应圈标将 当前画面放大 至该下级 网管 中心辖区地图 操作完毕后点击返 回 图标可再次返【上级网管中心地图 本系统采用面向对 象和数据库相结合 的技术来 实现对各嗣管元素的管理。以省中心对其所辖同步 _ 设备的管理为例，系统在 内存 中为每一 同步设备定 义了一个对象，它在屏幕上对应用一个图标来表示，同时在数据库中叉对应于关系数据库 的一条记 录。对象中封装 r该 同步设 备的各种属性 以及对该设备 进行各种操作的方法 设备对象属性主要包括：该设 备 的设备标识(B i d)、设备名、安装地点、级别、生产 厂家、接入方式 及通信地址、告警状态、告 警转发条 件、性能转发条件、位图文件名以及设备图标在网管 中心地图中所处位置等。当用户在网管地图上新建 一同步设 备时，系统首先在 内存 中创建一个设备对 象，根据用户输入填充各属性值，并以图标方式显示 于地 图上的相应位置 同时用一 条记 录的形式保存 于数据库 中。当系统退出后重新启动或从别的地图 画面重新缩放 回原画面时，系统 只需从数据库 中取 出相应记录，重新创建设备对象，并在地图上显示 图 标即可。设备对象方法定 义了一系列对该设备进行 管理 的操作 如故障管理、性 能管理、配置管理以及 查看并设置设备属性等、在地图画面中对位于相应 没备图标的各快捷菜单项。网管用户 日常操作主要 围绕地图画面 中代 表同步设 备的设备 图标来 进行，一方 面可以通过观察设备 图标周 围的文字和告警信 号灯状态来查看设 备的主要 属性 另一方 面又 可以 通过选择设备图标中相应菜单项来向内存中设备对 象发送 消 息。由于在本系统 中所有剥 Ac c e s s数据库 的访 问 全 部 通 过 在 Vi s u a l C+中直 接 调 用 DA O 和 AP I 来完成，从而不仅提高了访问效率和灵活性，而且可 有效阻止用户对数据库的非法访问，大大增强了系 统 的安全 性。6 C G1 程序和 We b服务器及 We b浏览器 C GI 程 序 和 We b服务 器 及 W e b浏览 器用 于 网 管用户移动远程接人 本系统 中存在这样 的用户需求 即允许网管人 员通过远程 电话拨号来访问网管 中心，从 中提取 网 管数据并进行分析。例如：电信总局同步网技术支撑 中心，需要通过电话投入方式来提取网管中心数据。再如当某 网管人员出差时，也可通过随身携带的笔 记本电脑随时访问网管中心数据。这些用 户的网管 权 限基本都是只可以提取部分 数据 而不能进行任 何配置操作。为此我们采用 了 目前较成熟并且广 为流行 的 l n t e r n e t 和 We b技 术来满足这种需求。在网管中心 设一台 We b服务器，远程 网管人员操作 的机器 中只 需装一 套 We b浏览器即可。用户在浏览器 中通 过 HT TP向 we b服务器发 出提 取数据请 求 we b服 务器收到该请求后启动 C GI 程序，将 网管 中心数据 库中的数据以 HTMI 标准格式动态放入 We b服务 器，然后，再通过 HT TP返 回给浏览器用户。其中 还可采用 J AVA等技术来实现交互式 多媒体 图形 用 户界 面 结束 语 全国数字同步 网集 中监控管理系统现已在全国 数字同步骨干网二期工程以及 山西、湖南、河南、江 西等省的省内数字同步网中全 面投 入运行 而全国 数字同步骨干 网一期_j 程网管改造也已在南京市电 信局和石家庄市 电信局进行 了为期一个月的试验 并准备开始启动。本地 网管中心版本和移动远程接 入敬件也正在开发之中。开发和运行的实践经验都 表明 由我国 自主组织 力量开发网管系统，不仅是可 行的，而且只要肯下功夫，加强投入，虚心学 习，开发 出的网管系统也会是高水平的。(编辑 李薇薇)简讯 韩 国 Ha n s o l网络 于 1 9 9 8年 投入 使用 韩 国 H a n s o l P C S电信 公 司 采 用 c D MA 技 术，投 资 9 3 0 0 万关元 建立有 3 0 0十基 站的 Ha n s o 网嬉。c D MA 设备 由 朗讯(I u c e l l t)膺 司提 供与安装。谊网络 于 l 9 9 7年 1 0月开 始试 验，1 9 9 8年初授 使用。(套其炯)维普资讯 http:/