信息通信網(wǎng)絡(luò)一體化綜合運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

晉榮 張謙 張巖 程洪閃

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的發(fā)展，信息通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)綜合管理提出了更高的需求。在分析綜合網(wǎng)絡(luò)管理需求的基礎(chǔ)上，研究了網(wǎng)絡(luò)管理新技術(shù)，設(shè)計(jì)了基于微服務(wù)架構(gòu)的分層次的軟件體系，在云平臺(tái)服務(wù)器上進(jìn)行了軟硬件系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)分布式信息通信網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)一管理、流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、態(tài)勢(shì)一張圖顯示的功能，切實(shí)提高了運(yùn)維管理的效率。

關(guān)鍵詞：信息通信網(wǎng)絡(luò);一體化;綜合運(yùn)維;網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2021）05-62-3

0引言

隨著信息網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的飛速發(fā)展，信息通信網(wǎng)絡(luò)管理范圍從單一的專業(yè)網(wǎng)管發(fā)展到多專業(yè)融合的綜合網(wǎng)管，隨著應(yīng)用場(chǎng)景的不斷更新，用戶運(yùn)維管理的需求不斷升級(jí)，面向各網(wǎng)系整合和發(fā)展現(xiàn)有各專業(yè)管理系統(tǒng)，形成統(tǒng)一、綜合、一體化的管理體系，完成海量管理數(shù)據(jù)的采集、分析、處理和多維度呈現(xiàn)，支撐空天地一體信息通信網(wǎng)絡(luò)的可靠運(yùn)行，為不同層次的管理、組織人員提供高效可靠的支撐平臺(tái)，成為新一代綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的重中之重。

1系統(tǒng)功能

1.1系統(tǒng)概述

信息通信網(wǎng)絡(luò)一體化運(yùn)維系統(tǒng)是信息通信系統(tǒng)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息通信網(wǎng)絡(luò)的集中綜合管理。在通信系統(tǒng)開(kāi)設(shè)前，綜合運(yùn)維軟件輔助通信指揮人員進(jìn)行站點(diǎn)和資源的靈活編排，輔助網(wǎng)絡(luò)快速開(kāi)通和調(diào)整。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，綜合運(yùn)維軟件實(shí)時(shí)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)、收集、處理、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)，為業(yè)務(wù)管理人員實(shí)時(shí)呈現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行綜合態(tài)勢(shì)，保障通信網(wǎng)絡(luò)安全可靠的運(yùn)行。在信息通信系統(tǒng)裝備的日常管理維護(hù)中，自動(dòng)生成裝備臺(tái)賬，按日、按周進(jìn)行裝備維護(hù)統(tǒng)計(jì)，按年度生成故障統(tǒng)計(jì)、態(tài)勢(shì)分析、健康評(píng)估等報(bào)告，為裝備管理員呈現(xiàn)豐富的報(bào)表。

1.2功能需求

隨著信息通信系統(tǒng)的發(fā)展，網(wǎng)管的需求是一個(gè)持續(xù)增進(jìn)的過(guò)程，作為一個(gè)綜合型的一體化管理平臺(tái)，綜合網(wǎng)管系統(tǒng)需要管理的不僅是設(shè)備、網(wǎng)系和任務(wù)，更需要兼顧不同角色的業(yè)務(wù)員、管理員與組織者，實(shí)現(xiàn)“一點(diǎn)采集、全網(wǎng)共享、個(gè)性定制”的需求。

（1）網(wǎng)元管理

網(wǎng)元主要包括信息通信系統(tǒng)中的各類設(shè)備、節(jié)點(diǎn)及設(shè)施等。具體有光傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、無(wú)線寬帶設(shè)備、通信控制器、頻譜感知設(shè)備、時(shí)間統(tǒng)一設(shè)備、視頻會(huì)商設(shè)備、指揮調(diào)度設(shè)備、通信電源、安全防護(hù)設(shè)備、服務(wù)器、客戶終端以及環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備等。

（2）專業(yè)網(wǎng)管管理

除了離散的終端外，信息通信網(wǎng)路系統(tǒng)在前期的發(fā)展中，各網(wǎng)系林立，通過(guò)專業(yè)網(wǎng)管，能夠提取到更多的網(wǎng)元信息、鏈路信息和業(yè)務(wù)信息，因此，對(duì)于具有專業(yè)網(wǎng)管的子網(wǎng)，綜合網(wǎng)管通過(guò)北向接口直接獲取子網(wǎng)內(nèi)各網(wǎng)元的狀態(tài)、故障、告警及配置等信息，而不直接面向網(wǎng)元設(shè)備接口。

（3）網(wǎng)絡(luò)管理

主要是整合整個(gè)信息通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)信息，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)劃、監(jiān)視和維護(hù)，網(wǎng)絡(luò)資源配置管理、網(wǎng)絡(luò)性能的評(píng)估、網(wǎng)絡(luò)故障管理、日志管理及系統(tǒng)自身管理等。

（4）運(yùn)行分析

主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合地顯示、分析和預(yù)測(cè)，包括網(wǎng)絡(luò)流量的采集、監(jiān)測(cè)、分析和評(píng)價(jià)，網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)、設(shè)備、板卡、端口的故障分級(jí)、呈現(xiàn)、預(yù)警以及處置各種信息的查詢、統(tǒng)計(jì)、記錄、導(dǎo)出等。

（5）態(tài)勢(shì)綜合

通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分析，能夠以高度集成化的動(dòng)態(tài)軟件界面綜合呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)行態(tài)勢(shì)信息，包括系統(tǒng)態(tài)勢(shì)、網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢(shì)、資源態(tài)勢(shì)及業(yè)務(wù)態(tài)勢(shì)等內(nèi)容，便于在大型電子監(jiān)控屏幕展示。

2設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1設(shè)計(jì)思路

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵在于建立穩(wěn)定、高效、易擴(kuò)展的系統(tǒng)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)，提高系統(tǒng)和應(yīng)用的擴(kuò)展性和伸縮性，保證系統(tǒng)能夠很好地適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的變化。

①系統(tǒng)架構(gòu)方面做好軟件和硬件產(chǎn)品的選擇以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，充分保證系統(tǒng)的先進(jìn)、安全、穩(wěn)定、高效。

②網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的架構(gòu)綜合使用數(shù)據(jù)緩存技術(shù)、分層設(shè)計(jì)、服務(wù)器集群、負(fù)載平衡、庫(kù)表散列等技術(shù)，采用當(dāng)前主流分布式技術(shù)構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)，為將來(lái)系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ);充分考慮并保證系統(tǒng)對(duì)異常事件的處理、容錯(cuò)能力及系統(tǒng)恢復(fù)能力，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠。

③建立完整的安全保障體系，防止從各個(gè)子系統(tǒng)采集到的大量數(shù)據(jù)信息被非法訪問(wèn)、非法修改或非法破壞。

④基于SOA理念進(jìn)行設(shè)計(jì)和構(gòu)建，具備良好的處理能力，能夠應(yīng)對(duì)大規(guī)模的訪問(wèn)、擴(kuò)展方便，以適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展的最新需要。

2.2實(shí)現(xiàn)方式

2.2.1體系架構(gòu)

信息通信網(wǎng)絡(luò)一體化綜合運(yùn)維軟件采用面向服務(wù)的開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)構(gòu)建通用的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)，提供管理服務(wù)之間的靈活組合能力，實(shí)現(xiàn)按需網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)，體系架構(gòu)如圖1所示。

2.2.2系統(tǒng)流程

通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維系統(tǒng)整體運(yùn)行流程如圖2所示。

①在系統(tǒng)開(kāi)設(shè)前的資源維護(hù)階段，通信保障人員完成各類資源數(shù)據(jù)的錄入，形成通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維系統(tǒng)所需的各類資源數(shù)據(jù)。

②在系統(tǒng)初始開(kāi)通過(guò)程中，通信保障人員基于錄入的資源數(shù)據(jù)和實(shí)際組網(wǎng)需求，完成車廂編排、無(wú)線鏈路的規(guī)劃等，并基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)、設(shè)備參數(shù)等進(jìn)行規(guī)劃，生成設(shè)備開(kāi)通所需的規(guī)劃參數(shù)文件。

③在網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通或調(diào)整過(guò)程中，根據(jù)規(guī)劃結(jié)果對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的一鍵加注或調(diào)整。

④在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視并收集網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)，形成反映網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況的態(tài)勢(shì)視圖。

⑤在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)頻譜監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線通信設(shè)備頻率進(jìn)行調(diào)整。

2.3關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1優(yōu)化的分層次軟件體系

傳統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法是所有模塊以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)和編碼，導(dǎo)致各模塊都緊密耦合到數(shù)據(jù)庫(kù)上，各模塊之間耦合性強(qiáng)、調(diào)試維護(hù)困難。為解決此問(wèn)題，在系統(tǒng)軟件架構(gòu)中進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，分為呈現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。開(kāi)發(fā)人員將網(wǎng)管應(yīng)用進(jìn)行邏輯抽象，放到業(yè)務(wù)邏輯層中進(jìn)行處理。呈現(xiàn)層重點(diǎn)關(guān)注界面呈現(xiàn)，和業(yè)務(wù)邏輯層之間定義明確清晰的接口。

2.3.2全局性的性能數(shù)據(jù)采集技術(shù)

目前的性能監(jiān)測(cè)或網(wǎng)管系統(tǒng)大都屬于集中式監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、調(diào)度管理、性能測(cè)量都由單臺(tái)主機(jī)完成，這類系統(tǒng)得到的性能數(shù)據(jù)（如端性能數(shù)據(jù)）描述的是以運(yùn)行該系統(tǒng)的主機(jī)為源點(diǎn)、目標(biāo)設(shè)備為終點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)路徑上的性能數(shù)據(jù)，不能得到其他指定源點(diǎn)開(kāi)始對(duì)應(yīng)的性能數(shù)據(jù)，因此這樣的數(shù)據(jù)具有片面性，無(wú)法反映全局性的網(wǎng)絡(luò)性能態(tài)勢(shì)，不便于值勤維護(hù)人員全方位了解所管轄網(wǎng)絡(luò)的整體或局部性能數(shù)據(jù)。一體化綜合網(wǎng)管系統(tǒng)部署多個(gè)探針進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理與呈現(xiàn)，可以得到較全面的數(shù)據(jù)。

2.3.3基于大數(shù)據(jù)挖掘的態(tài)勢(shì)感知技術(shù)

支持對(duì)分布式探針獲得的指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、本地緩存，支持流量、性能、安全等結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，支持100萬(wàn)并發(fā)業(yè)務(wù)流記錄的存儲(chǔ)，支持多層次、多粒度的網(wǎng)絡(luò)流量匹配和處理。

2.4效果展示

信息通信網(wǎng)絡(luò)一體化綜合運(yùn)維管理系統(tǒng)界面如圖3所示。

3結(jié)束語(yǔ)

信息通信網(wǎng)絡(luò)一體化綜合運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)依據(jù)信息通信系統(tǒng)的組成、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用集中式管理、分布式存儲(chǔ)、分級(jí)部署的方式，通過(guò)可視化方式從多個(gè)視角多個(gè)維度實(shí)現(xiàn)了對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的資源、拓?fù)?、配置管理及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行態(tài)勢(shì)顯示，可以達(dá)到管理集中、處理可靠、存儲(chǔ)安全、自動(dòng)維護(hù)的目的，提高網(wǎng)絡(luò)管理的質(zhì)量和效率，通過(guò)不斷積累更多的數(shù)據(jù)，對(duì)裝備管理、任務(wù)保障及決策支撐發(fā)揮的作用會(huì)更加可靠。

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