曹生林 柳立言

1寧夏師范學(xué)院計算機中心 寧夏 756000 2寧夏師范學(xué)院教育技術(shù)中心 寧夏 756000

0 引言

當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)深刻地改變著人們的生活方式，已成為了支撐現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和科技創(chuàng)新的最重要的基礎(chǔ)設(shè)施。但是隨著網(wǎng)絡(luò)功能的不斷增加，原有的基于“邊緣論”的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的局限性也暴露的越來越明顯，如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議多樣復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)管理越來越困難，網(wǎng)絡(luò)行為不可信，網(wǎng)絡(luò)管理更難控制。雖然IPv6技術(shù)解決了地址空間不足的問題但如何提高QoS控制能力，如何增強網(wǎng)絡(luò)安全，使網(wǎng)絡(luò)可信可控，以及如何將傳統(tǒng)無線移動通信與互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)高效的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，都成為了下一代互聯(lián)網(wǎng)急需要解決的焦點。

1 當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)及網(wǎng)絡(luò)管理的特點

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是一種軟件系統(tǒng)，軟件的結(jié)構(gòu)性是軟件的基本特性之一，同時網(wǎng)管系統(tǒng)涉及電信技術(shù)和計算機技術(shù)等各個領(lǐng)域的內(nèi)容又是一個復(fù)雜的系統(tǒng)。因此，網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)的研究一直是網(wǎng)絡(luò)管理研究的重要內(nèi)容。

目前被廣泛使用的網(wǎng)管系統(tǒng)是基于Manager/Agent方式的集中式網(wǎng)管。Agent指內(nèi)置于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的計算實體，它通過標(biāo)準(zhǔn)的接口可以對外提供相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各種信息，這些信息存儲在本地的管理信息庫(如 MIB)中；而實施網(wǎng)管功能的應(yīng)用集中在管理工作站Manager上，它使用SNMP或CMIP協(xié)議與Agent交互，并通過對獲得的信息進行處理之后將結(jié)果提交給網(wǎng)管人員。由于集中式網(wǎng)管系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)簡單，自應(yīng)用以來已得到了廣泛推廣，但同時也存在許多缺點：

（1）系統(tǒng)缺乏可集成性。如今的網(wǎng)絡(luò)是開放的異構(gòu)的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，存在不同的網(wǎng)管協(xié)議和網(wǎng)管系統(tǒng)。為了統(tǒng)一管理整個網(wǎng)絡(luò)，必須提供有效的技術(shù)手段以支持不同網(wǎng)管系統(tǒng)的集成。

（2）系統(tǒng)缺乏可擴展性。網(wǎng)管的需求在不斷的變化。這就需要管理的策略和任務(wù)不斷的增加或調(diào)整，而集中式網(wǎng)管是一種典型的Client/Server應(yīng)用，擴展與改造起來十分繁雜，周期長并且不能支持應(yīng)用的動態(tài)擴展，以快速的處理各種變化。

（3）高度集中的管理應(yīng)用，限制了網(wǎng)絡(luò)的可伸縮性。由于早期采用了集中式的管理模式是因為網(wǎng)管任務(wù)簡單，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的處理能力有限。但是隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷增大時，網(wǎng)絡(luò)管理的任務(wù)也在不斷增加，并且越來越復(fù)雜，因而需要監(jiān)測和處理的數(shù)據(jù)也就極度的增長。

（4）駐留在設(shè)備上的Agent只是用作收集和報告原始數(shù)據(jù)的，而沒有任何其它的處理功能，需要大量的帶寬完成設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸，所以有效性差。

（5）網(wǎng)絡(luò)管理工作站負責(zé)所有網(wǎng)管信息的處理當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擴大時，有可能成為系統(tǒng)的“瓶頸”。它也是系統(tǒng)中最脆弱的部分，極易因為單點故障造成網(wǎng)絡(luò)管理的失效。

網(wǎng)絡(luò)管理的功能是負責(zé)監(jiān)控全網(wǎng)設(shè)備，保證網(wǎng)絡(luò)高效、安全、可靠運行，但當(dāng)前的管理模式以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為被管對象，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)并不能真正代表網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的正常運轉(zhuǎn)。而作為網(wǎng)絡(luò)中的用戶只關(guān)心網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)是否正常，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量是否有保證。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)經(jīng)過基礎(chǔ)平臺建設(shè)和網(wǎng)管系統(tǒng)整合兩個階段的后，現(xiàn)已進入了以網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)為中心的網(wǎng)絡(luò)管理階段。

2 下一代網(wǎng)絡(luò)的主要特性

下一代網(wǎng)絡(luò)(Next Generiation Networks, NGN)是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和演進的方向，美國等發(fā)達國家從上世紀(jì) 90年代中期就先后開始下一代互聯(lián)網(wǎng)研究，中國于 90年代后期開始的下一代互聯(lián)網(wǎng)研究。2003年，清華大學(xué)、國防科技大學(xué)、北京郵電大學(xué)、東南大學(xué)和中科院網(wǎng)絡(luò)信息中心5個單位共同承擔(dān)了國家“973”計劃項目“新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)理論研究”。在研究的過程中，人們越來越認(rèn)識到下一代互聯(lián)網(wǎng)研究的重要性、復(fù)雜性、艱巨性和長期性。雖然對下一代網(wǎng)絡(luò)的概念、體系結(jié)構(gòu)和定義仍在討論研究和爭論中，但對下一代網(wǎng)絡(luò)的一些特性根據(jù)NGN 2004 PROJECT的建議業(yè)界還是達成了共識。

（1）下一代網(wǎng)絡(luò)是業(yè)務(wù)驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)，其功能特點是：業(yè)務(wù)與呼叫控制分離、呼叫與承載分離。分離的目標(biāo)是使業(yè)務(wù)真正獨立于網(wǎng)絡(luò)，靈活有效實現(xiàn)業(yè)務(wù)的提供。軟交換平臺完成對呼叫和業(yè)務(wù)的控制。

（2）采用開放的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架體系。將傳統(tǒng)交換機的功能模塊分離成為獨立的網(wǎng)絡(luò)部件，各個部件可以按相應(yīng)的功能劃分各自獨立發(fā)展；部件間的協(xié)議接口基于相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）下一代網(wǎng)絡(luò)是基于統(tǒng)一協(xié)議、基于分組的網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)，無論是電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)不可能以其中某一網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)平臺來生長信息基礎(chǔ)設(shè)施。但近幾年隨著IP的發(fā)展，才使人們真正認(rèn)識到電信網(wǎng)絡(luò)、計算機網(wǎng)絡(luò)及有線電視網(wǎng)絡(luò)將最終匯集到統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)之中。

3 NGN對網(wǎng)絡(luò)管理的要求

NGN是一種面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，因此網(wǎng)絡(luò)管理要面向應(yīng)用業(yè)務(wù)，必須對所有參與通信的單元進行綜合監(jiān)控管理而不再局限于傳統(tǒng)的交換、傳輸?shù)染W(wǎng)絡(luò)設(shè)備。其分析的結(jié)果既要滿足業(yè)務(wù)決策的支持，也要滿足對運行維護的要求。即 NGN中的網(wǎng)絡(luò)管理不但要完成傳統(tǒng)的網(wǎng)元層和網(wǎng)絡(luò)層的管理，而且要實現(xiàn)對業(yè)務(wù)層的管理，支持事務(wù)管理；NGN網(wǎng)絡(luò)管理的重點要從網(wǎng)元層、網(wǎng)絡(luò)層上升到業(yè)務(wù)層。這就需要 NGN網(wǎng)絡(luò)管理實現(xiàn)對各種網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的兼容，因為協(xié)議兼容是網(wǎng)元層和網(wǎng)絡(luò)層管理實現(xiàn)的關(guān)鍵，也是實現(xiàn)業(yè)務(wù)管理的基礎(chǔ)?？傮w來講，NGN對網(wǎng)絡(luò)管理的需求是支持與目前運行的各種網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的互操作，綜合有效地監(jiān)管 NGN所包含的各種網(wǎng)絡(luò)；統(tǒng)一支持互操作的網(wǎng)絡(luò)管理平臺，具有較高的平臺無關(guān)性，能夠管理不同廠商、不同標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備；還要具有很高的擴展性符合開放型網(wǎng)絡(luò)的特點。

4 下一代網(wǎng)絡(luò)管理模型

傳統(tǒng)的網(wǎng)管系統(tǒng)以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議仍在被廣泛的使用著。因此需要給出一種不但能為新技術(shù)提供管理功能，而且也能實現(xiàn)與已有的傳統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)無縫集成的新網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理(SNMP、CMIP)的集中式管理傾向，在大型網(wǎng)絡(luò)管理中容易造成管理者負擔(dān)過重，并且因大量的管理信息在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，造成網(wǎng)絡(luò)負荷的增加。新興的基于CORBA的網(wǎng)絡(luò)管理符合分布式管理的需求。但由于CORBA中不具備多對象訪問功能和專門的對象發(fā)現(xiàn)/命名功能，在網(wǎng)絡(luò)管理的應(yīng)用中也出現(xiàn)了些問題。出于不同應(yīng)用的考慮，人們還提出了其他一些新的網(wǎng)絡(luò)管理模型，如基于移動代理的網(wǎng)絡(luò)管理、基于智能代理的網(wǎng)絡(luò)管理、基于主動網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理和等。由于Web相關(guān)協(xié)議的優(yōu)點，與其他管理協(xié)議相比，基于Web的NGN網(wǎng)絡(luò)管理有其特有的優(yōu)勢：協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化程度高，并且統(tǒng)一、簡明、易于實現(xiàn)；特有的開放性使它完全適合 NGN這個開放的網(wǎng)絡(luò)；平臺無關(guān)性是又一個突出優(yōu)點；完全的分布式概念符合 NGN的特征；同時統(tǒng)一簡明的管理界面降低了對管理人員的要求，提高了管理效率等等。基于上述原因，在這里提出一種基于Web的NGN網(wǎng)絡(luò)管理(Web-based management for NGN，WBMN)框架(如圖 1)。

圖1 下一代網(wǎng)絡(luò)管理模型

（1）在框架的底層網(wǎng)元層里由運行著 SNMP，CMIP，CORBA等協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)組成，包含各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

（2）在第二層中，由 PCG(協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān))按照轉(zhuǎn)換規(guī)則將網(wǎng)絡(luò)管理的API映射成具體的SNMP/CMIP/CORBA命令向下與底層的各個管理子域進信通信，以實現(xiàn)各種管理操作，通過網(wǎng)絡(luò)管理API實現(xiàn)統(tǒng)一接口。

（3）第三層網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用層中。通過調(diào)用下一層提供的網(wǎng)絡(luò)管理 API并結(jié)合管理應(yīng)用數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)該層的各項功能，如業(yè)務(wù)管理，甚至是事務(wù)管理。在管理應(yīng)用上架設(shè)了Web服務(wù)器并通過對WebS DB的操作來向上一層提交信息，以Web方式實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理。

（4）第四層是網(wǎng)絡(luò)管理交互層，向管理員顯示網(wǎng)絡(luò)各項數(shù)據(jù)以及收集管理員各種網(wǎng)絡(luò)管理的操作。用戶也可通過Web瀏覽器完成業(yè)務(wù)的訂制、修改、查詢等操作。

此框架模型融合了現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，支持業(yè)務(wù)管理，并且實現(xiàn)了對網(wǎng)元層和網(wǎng)絡(luò)層的管理。最大限度地利用了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，在SNMP管理子域內(nèi)充分發(fā)揮SNMP所實現(xiàn)的網(wǎng)元管理功能，在CMIP和CORBA的管理子域內(nèi)，WBMN直接利用了它們的網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)元層的管理功能；這樣既有利于發(fā)揮現(xiàn)今各種協(xié)議的優(yōu)勢，又為 NGN中網(wǎng)絡(luò)管理的平滑過渡提供了良好的支持。網(wǎng)絡(luò)由各子域中的管理者管理，完成維護和更新管理數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)需要轉(zhuǎn)發(fā)上層管理者的命令或者上報本子域的管理信息；管理中心從管理者收集數(shù)據(jù)進行分析，得到全網(wǎng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為業(yè)務(wù)管理和事務(wù)管理提供依據(jù)，構(gòu)造全網(wǎng)的管理視圖。域內(nèi)之間的通信是管理分站與被管網(wǎng)元之間的信息交互，仍然采用原有的協(xié)議管理，如SNMP、CMIP、CORBA等。域間通信是指多個管理者或管理者與管理中心之間的通信采用了HTTP作為域間通信協(xié)議。另外，在基于Web的網(wǎng)絡(luò)管理中，存在Web程序與數(shù)據(jù)庫之間的交互，這里用CGI作為Web程序訪問數(shù)據(jù)庫的協(xié)議。系統(tǒng)基于Web的技術(shù)(HTTP和CGI等協(xié)議)將運行著不同網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來，不但實現(xiàn)了各協(xié)議之間的兼容，而且由于這些協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)性和通用性，使得系統(tǒng)有很大的開放性和可擴展性。

由于面向業(yè)務(wù)網(wǎng)管系統(tǒng)的被管對象是網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)而不再是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所以與傳統(tǒng)的網(wǎng)管系統(tǒng)在管理內(nèi)容和管理方法有很大區(qū)別，如：面向設(shè)備的傳統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)僅僅監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能數(shù)據(jù)而面向業(yè)務(wù)的性能管理需要監(jiān)測業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量；監(jiān)測業(yè)務(wù)量的生成、業(yè)務(wù)量的大小、業(yè)務(wù)量的變化規(guī)律。在故障管理中的傳統(tǒng)網(wǎng)管需要監(jiān)測設(shè)備是否正常運轉(zhuǎn)而面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)管理中，設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)并不能代表業(yè)務(wù)的正常運轉(zhuǎn)，需要關(guān)注的是網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)運行故障的查找、定位、預(yù)警和告警。因此面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)管理具有更大的復(fù)雜性。

基于Web的網(wǎng)絡(luò)管理模式融合了Web的功能和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，可使用Web瀏覽器在網(wǎng)絡(luò)任何節(jié)點上去監(jiān)測、配置、控制、訪問網(wǎng)絡(luò)和它的各個部分的管理功能。這種網(wǎng)絡(luò)管理模式將會降低網(wǎng)管復(fù)雜性與網(wǎng)管費用。它最大的特點是維護簡單，發(fā)布容易，能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的“瘦”客戶端的管理。

5 結(jié)束語

在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)向NGN演進的過程中，新網(wǎng)絡(luò)和當(dāng)前的各種網(wǎng)絡(luò)必將在一個相當(dāng)長的時間內(nèi)同時并存。現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)是高度混雜的，各個部分內(nèi)部所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)尚且存在差異，不能很好互通；各個網(wǎng)絡(luò)之間的異構(gòu)性更高，尤其是各個網(wǎng)絡(luò)運行著不同的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，而下一代網(wǎng)絡(luò)要求網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)在高異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上建立統(tǒng)一的綜合管理，并且能夠?qū)崿F(xiàn)各部分的互通和互操作。如何兼容現(xiàn)存的各種不同的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，管理演進中高度異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)資源，便成了 NGN進行綜合網(wǎng)絡(luò)管理的主要問題。

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