多網(wǎng)融合環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的研究與實現(xiàn)

韋福峰

摘要：隨著三網(wǎng)融合進程的不斷加快，人們對異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)的運營與管理提出了更高的要求。在多網(wǎng)融合的背景下，網(wǎng)絡(luò)管理不僅僅需要考慮網(wǎng)絡(luò)運營的“質(zhì)”，更要考慮網(wǎng)絡(luò)與綜合性業(yè)務(wù)控制平臺系統(tǒng)的互通、代理分立網(wǎng)絡(luò)的管理與控制數(shù)據(jù)服務(wù)集群的可靠性切換等問題。文章首先分析了多網(wǎng)融合背景下的業(yè)務(wù)控制平臺的需求，然后針對性地設(shè)計實現(xiàn)了面向多網(wǎng)融合的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：多網(wǎng)融合：網(wǎng)絡(luò)管理；研究

從狹義的角度來說，所謂的三網(wǎng)融合顧名思義就是將網(wǎng)絡(luò)進行融合，它融合廣播電視網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)和計算機互聯(lián)網(wǎng)，在三網(wǎng)相互融合的過程中形成一個基于TCP/IP技術(shù)的融合網(wǎng)絡(luò)。最終用來支持相應(yīng)的通信業(yè)務(wù)，其中包括語音、數(shù)據(jù)、視頻圖像。但從廣義的角度來看，三網(wǎng)融合不僅僅是簡單地將廣播電視網(wǎng)絡(luò)、電信通訊網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)整合成一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，更為重要的是將3種網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)和管理進行融合。當(dāng)前生活中關(guān)于網(wǎng)絡(luò)融合的業(yè)務(wù)已經(jīng)較為常見，如TV通話等，但是對于多網(wǎng)融合下的網(wǎng)絡(luò)管理研究進展不是特別理想。此外，在多網(wǎng)絡(luò)進程不斷加快的趨勢下，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展將會朝著大型化、綜合化的方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)也必須隨之進行改革才能夠適應(yīng)多網(wǎng)融合技術(shù)的發(fā)展。

1 多網(wǎng)融合背景下網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)需求

I.I 多網(wǎng)融合背景下網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

從用戶的角度來說，其所使用的終端無論是單一網(wǎng)絡(luò)還是多網(wǎng)融合之后的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，用戶關(guān)注的重點始終是良好的用戶體驗、友好的用戶界面以及多元化的業(yè)務(wù)服務(wù)等內(nèi)容，因此在多網(wǎng)融合的大背景下，一個能夠完全符合用戶需求的管理系統(tǒng)必須具備以下功能：用戶終端能夠在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中隨時切換，多媒體與用戶終端的高度契合，多業(yè)務(wù)協(xié)同觸發(fā)功能，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)注冊功能等。具體而言，多網(wǎng)融合背景下網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括以下幾個部分：首先是業(yè)務(wù)控制結(jié)構(gòu)部分。該部分主要包括多路徑控制、Qos控制、策略控制等內(nèi)容，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)連接和傳輸質(zhì)量的控制。從管理系統(tǒng)的角度來看，多網(wǎng)融合帶來的最大的調(diào)整是不同網(wǎng)絡(luò)之間的切換和資源整合問題，因此業(yè)務(wù)控制的主要目的是實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量和資源的高效率傳輸；其次是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的管理界面。毫無疑問，隨著三網(wǎng)融合進程的不斷加快，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理需要做好相應(yīng)的適應(yīng)設(shè)備，但是對于多網(wǎng)融合背景下不斷加入的新設(shè)備是無能為力的，管理界面也不例外。對此，筆者認(rèn)為SUN公司開發(fā)的JMX是一個比較好的選擇，JMX的主要作用就是統(tǒng)一當(dāng)前的不同管理程序，從而變相地減少了不同應(yīng)用服務(wù)器之間管理和移植的困難，為構(gòu)造多網(wǎng)融合下的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)界面創(chuàng)造了良好契機。

1.2 承載面終端節(jié)點管理

廣播電視網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)融合的過程中，電信網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)的融合已經(jīng)相當(dāng)成熟，出現(xiàn)了很多新業(yè)務(wù)如VOIP業(yè)務(wù)等，但是值得注意的是，廣播電視網(wǎng)絡(luò)雖然也在不斷加快與電信網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)的融合進程，但是效果并不是很理想。當(dāng)前只有個別大城市推出了IPTV等業(yè)務(wù)，其他地區(qū)仍舊以向用戶單向傳輸節(jié)目內(nèi)容為主，這毫無疑問是和信息時代交互式特性相違背的，因此多網(wǎng)融合下承載面終端節(jié)點管理的重點在于對廣播電視網(wǎng)絡(luò)的進一步改造上。對此，筆者建議采用美國的DOCSIS雙向改造方案。DOCSIS主要是對電纜數(shù)據(jù)服務(wù)接口進行規(guī)范，是當(dāng)前國際有線電纜標(biāo)準(zhǔn)組織制定的一個標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的最大優(yōu)勢是對有線電纜上提高數(shù)據(jù)服務(wù)所需的通信和運營支撐進行了明確的定義，如用戶端設(shè)備CM、廣播電視網(wǎng)絡(luò)前端設(shè)備CMTS、CMTS與數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的接口協(xié)議、CMTS/CM與HFC網(wǎng)絡(luò)之間的接口協(xié)議等，從而使得當(dāng)前的有線電纜高速度傳輸信息成為了可能。

1.3 承載面云服務(wù)節(jié)點管理

近幾年來，云計算技術(shù)可以說是計算機信息技術(shù)的研究熱門，而多網(wǎng)融合進程的不斷加快是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因之一。一般來說，狹義云計算主要指的是通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需要的硬件和軟件資源；廣義云計算則是從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的交付和使用模式2個角度對其定義的，其主要是指網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需服務(wù)，即云服務(wù)。對此，筆者認(rèn)為云服務(wù)應(yīng)當(dāng)包括以下幾個內(nèi)容：基礎(chǔ)設(shè)施即時服務(wù)、平臺即時服務(wù)和軟件即時服務(wù)。其中基礎(chǔ)即時設(shè)施服務(wù)的主要目標(biāo)是提供性能穩(wěn)定且規(guī)模可變的基礎(chǔ)設(shè)施資源；平臺即時服務(wù)指的是為用戶提供虛擬化平臺以確保服務(wù)工作的順利進行。一般而言，平臺即時服務(wù)要具備靈活可定制的特點，從而滿足用戶能夠根據(jù)詳細(xì)的應(yīng)用需求來獲得服務(wù)的目的；軟件可隨時服務(wù)，并且面向客戶的服務(wù)需求，可以說，這一來源能夠在相應(yīng)的云計算下提供相應(yīng)的專用平臺，而且由相應(yīng)的服務(wù)開發(fā)應(yīng)用進行平臺的接口調(diào)整，并且還需要由客戶制定開發(fā)，另外需要進行租用軟件服務(wù)。基礎(chǔ)設(shè)施即時服務(wù)、平臺即時服務(wù)和軟件即時服務(wù)三者是相互獨立的，它們面對的是需求不同的用戶，而且它們之間也存在必然的聯(lián)系。具體來說，平臺服務(wù)基于相應(yīng)的物理來源。另外，軟件中的即時服務(wù)可基于平臺即時服務(wù)，也可以直接部署于基礎(chǔ)設(shè)施即時服務(wù)之上。

2 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的實現(xiàn)與設(shè)計中，一般較為成熟，并且相應(yīng)的IP計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)時無組織網(wǎng)絡(luò)，它們不能夠有效地建立統(tǒng)一、完善的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。因廣播電視網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)建設(shè)比例落后，統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的建立不能夠?qū)崿F(xiàn)。此外，針對網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)而言，多網(wǎng)融合需要統(tǒng)一的技術(shù)支撐，它在對廣電網(wǎng)絡(luò)進行系統(tǒng)的管理時需要進行多網(wǎng)融合，并且對其中的發(fā)展需要具備多重發(fā)展的重要意義。

2.1 數(shù)據(jù)模型設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)管理項目在具體的開發(fā)過程中，一般采用的開發(fā)網(wǎng)子系統(tǒng)是C語言，而且在開發(fā)過程中通常按照C語言的相關(guān)要求對數(shù)據(jù)模型存在的信息模型進行分析，還可采集到MIB節(jié)點信息的數(shù)據(jù)類型，可用相關(guān)的MIB進行觀察。另外，數(shù)據(jù)模型需要對網(wǎng)管系統(tǒng)采用oracle等數(shù)據(jù)庫類型的格式進行分析。為此，還可利用Powerdesigner，在具體生成的表格中建立soL語句，進而在相應(yīng)的管理數(shù)據(jù)中對數(shù)據(jù)模型列表進行管理。相應(yīng)的網(wǎng)管子系統(tǒng)中，需要讀取數(shù)據(jù)配置更新，獲得CMTS信息。而后，通過CMTS的IP地址、共同體community信息訪問相應(yīng)的CMTS設(shè)備，由此便可以查詢到CMTS下被管理的CM信息，依據(jù)CM信息，能夠獲得CMTS與CM之間上行信道UCHTAB和下行信道DCH TAB相關(guān)的信息。另外，通過CM設(shè)備連接CPE設(shè)備信息。

2.2 總體框架設(shè)計

該部分的設(shè)計主要包括幾個方面：首先是SNMP源碼與數(shù)據(jù)庫接口。針對此，筆者建議利用開放源碼包，主要包括netsnmp。netsnmp源碼包是一種比較簡單的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議軟件，它是一種比較開放的源代碼。另外，在支持SNMP vl，SNMP v2c與SNMP v3hog中，一般使用到的是IPV4及IPV6。具體系統(tǒng)開發(fā)過程中，netsnmp5.7.1經(jīng)常會被應(yīng)用到，源碼中的SNMP消息收發(fā)模塊，其定義的SNMP消息結(jié)構(gòu)體與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)程序中定義的消息結(jié)構(gòu)體不同。具體來說，需要編碼函數(shù)、SNMP源碼函數(shù)的最主要功能是對碼流進行解碼，還需要在結(jié)構(gòu)信息中進行程序的自定義；其次是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫的接口。操作數(shù)據(jù)庫中的讀寫操作時，需要將相應(yīng)的程序及數(shù)據(jù)進行連接，在登錄到數(shù)據(jù)庫上，能夠?qū)⒈贿B接到的命令作為應(yīng)用程序的第一個可執(zhí)行命令。對此，筆者認(rèn)為采用預(yù)編譯工具Pro術(shù)C來完成這一功能是一種較為理想的選擇；最后是系統(tǒng)總模塊設(shè)計，該系統(tǒng)模塊包括6個部分：主函數(shù)模塊、CMTS模塊、CM模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、CMTS數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、CM數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。因模塊的功能分布不同，相應(yīng)的系統(tǒng)主要分為5個線性流程，其中有CMTS采集線程、CM采集線程、數(shù)據(jù)庫采集線程、CMTS數(shù)據(jù)收發(fā)線程、CM數(shù)據(jù)收發(fā)線程。另外，這其中較為重要的函數(shù)模塊包括最后執(zhí)行的CM模塊工作，另外，主函數(shù)模塊包括CM模塊上的線性工程。

2.3 GMTS管理模塊設(shè)計

基于整個網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的模塊而言，其中CMTS位于網(wǎng)絡(luò)的最前端，它在網(wǎng)絡(luò)中處于網(wǎng)絡(luò)的最節(jié)點位置。另外，互聯(lián)網(wǎng)及廣電傳統(tǒng)HFC的網(wǎng)絡(luò)中，需要對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行協(xié)調(diào)及調(diào)制，在對CM進行調(diào)整認(rèn)證后，需要給CM的分配寬帶進行管理分配。GMTS管理模塊需要具備以下功能：采集CMTS的信息，而且對采集表的采集狀態(tài)進行采集，而且能夠?qū)⑿畔⒋嫒氲綌?shù)據(jù)庫線程中。因為數(shù)據(jù)線程在存入數(shù)據(jù)庫功能能夠?qū)M進行采集，還需要將CM的信息進行列表，其中包括：IP地址，送入CM。具體來說，CM線程主要負(fù)責(zé)采集CMTS線程，另外，CM線程中共分為2種狀態(tài)：CMTS_INIT_M和CMTS_RUNING。CMTS線程在接受信息后，對其迸發(fā)顆粒進行判斷，準(zhǔn)確判斷之后按照相應(yīng)的操作步驟進行列表。另外，在CMTS進入CMTSRUNING_M后，如果是事物型并發(fā)顆粒，則初始化事務(wù)列表，觸發(fā)相關(guān)操作，CMTS進入CMTS_RUNING_M狀態(tài)。如果收到其他類型消息，則CMTS線程一直處于CMTS_INIT_M狀態(tài)。

2.4 DB模塊設(shè)計

數(shù)據(jù)庫模塊中的工作主要是從數(shù)據(jù)庫線程的隊列中的多數(shù)據(jù)信息進行獲取，并且將信息存入到數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)數(shù)據(jù)庫處于DBOK狀態(tài)上，在收到其他數(shù)據(jù)庫隊列中獲取的數(shù)據(jù)時，它能夠?qū)⑾鄳?yīng)的信息存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。如果遇到刷新配置，按照配置指標(biāo)進行更新，在讀取之后，CMTS_LIST讀取遇到阻礙時，必須對數(shù)據(jù)庫信息進行測試鏈接。最后，在回到DB_INIT的狀態(tài)后，遇到讀取指標(biāo)失敗后，使得測試數(shù)據(jù)庫進行鏈接，最終回到DB，最后在不能夠接受相應(yīng)的信息后，仍然處于DM_OK狀態(tài)。

3 結(jié)語

筆者所研究的多網(wǎng)融合背景下的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要是通過PL/soL數(shù)據(jù)庫客戶端供給對數(shù)據(jù)庫中儲存的相關(guān)數(shù)據(jù)進行查看，并沒有涉及可供用戶之間進行操作的圖形界面平臺，也沒有實現(xiàn)基于XCP的系統(tǒng)原型下虛擬機節(jié)點的自動遷移和內(nèi)存自動分配。因此，筆者認(rèn)為，未來網(wǎng)絡(luò)管理的研究重點將更多地集中在開發(fā)具有圖形界面操作平臺的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。另外，在虛擬化的系統(tǒng)下可以實現(xiàn)自動遷移及內(nèi)存的自動控制。