一種基于智能適配技術的全專業(yè)通信管控平臺研究

［呂永慶］

1 引言

我國當前正處在“兩個百年”奮斗目標的歷史交匯期，“十四五”規(guī)劃編制專題會議中明確提出經濟社會發(fā)展的關鍵任務中就包括推動高質量發(fā)展，改革創(chuàng)新破解發(fā)展難題等任務。這就對工業(yè)和信息化事業(yè)發(fā)展提出了更高要求，由網絡大國向網絡強國進行邁進。

由于通信網絡的高速建設發(fā)展，網絡的規(guī)模不斷擴大,技術復雜性逐漸增加,需要通信提供的業(yè)務范圍越來越多，通信服務質量的要求也越來越高,從而使通信網絡管理能力和技術不斷面臨新的挑戰(zhàn)，專業(yè)網管系統(tǒng)現已成為各運營商和電力通信中最重要的組成部分,其對于網絡的運營、維護以及可靠性都有著千絲萬縷的影響,網絡運行維護支撐能力已經成為企業(yè)的核心競爭力之一。如何通過網絡運維支撐系統(tǒng)的建設提高網絡運維的質量是網絡運行維護支撐能力中的重要環(huán)節(jié)。為此，筆者所帶領的研發(fā)團隊經過不斷總結，提出了全專業(yè)網管采集的創(chuàng)新想法，對各通信專業(yè)網管的采集、分析工作進行全面信息化支撐，提高通信運維工作效率。

本文主要闡述如何構建一個有效的全專業(yè)網管采集平臺設計與實現過程，通過在通信網絡中對象實體（就是通信設備及其設備上的板卡、端口、各種狀態(tài)指示燈等），通過邏輯關系將這些對象實現和通信網絡相關聯(lián)，實現網管系統(tǒng)對通信網絡運行狀態(tài)的分析和管理通過對象化將網元及各網元之間的關系集中存儲在數據庫中，由對象和對象之間的關系組成數據化的網絡，利用對象數據和對象之間的關系，根據網管提供多種數據處理的應用程序分析，對通信網絡進行智能化管理并提高告警分析、定位等管理功能。

本文主要研究的問題：（1）基于通信領域幾大主要通信企業(yè)的網絡結構和運維體制，分析了現有網絡管理的體系結構和管理方式；（2）從多個層面對全專業(yè)網管采集平臺的要求和目的進行了分析，并給出了本平臺的主要研究內容；（3）詳細闡述了全專業(yè)網管采集平臺的功能實現方式；（4）結合已有的技術平臺和資源能力，對現有的研究基礎進行了分析：本文是在結合網絡管理技術研究和網絡管理運維的實際基礎上總結出來的全專業(yè)網管采集平臺設計與實現方案，對于通信綜合網管的建設具有較好的指導作用。

2 現狀和難點分析

（1）行業(yè)現狀分析

國外研究現狀：通信領域早期都是由國外幾大跨國通信企業(yè)把持，例如思科JUNIPER 等，因此以思科、IBM、HP 等公司為代表很早就介入通信網管的研究并推出成熟網管產品，但是受知識產品保護等多種因素影響，這些廠家主要還是集中在專業(yè)網管這一層級進行各自專業(yè)領域的通信設備管理。而且國外網管長期與國內脫節(jié)，在綜合網管領域無法和國內技術相提并論。

國內研究現狀：國內網管分3 層，第一層設備廠家網管即設備廠家自帶的只管理本廠設備的各類網管，比如大唐、華為、瑞斯康達、烽火等；第二層專業(yè)綜合網管，即設備廠家之外的第三方對某個專業(yè)網絡進行管理的網管，如移動網管、IP 網管；第三層即綜合性網管，在上兩層之上建設的、支撐特定領域的、或跨專業(yè)應用的網管，如綜合告警、分析等。廠家網管用于對網絡的操作和控制，專業(yè)網管用于對專業(yè)網絡較為全面的配置、監(jiān)控和分析，綜合性網管用于某個特定專題應用，如集中告警的監(jiān)控分析等。

（2）技術現狀分析

在通信運營商網管管理領域網管技術應用較為成熟，運營商都要求通過一個控制臺能對多個互聯(lián)的網絡進行管理,只有建立起多廠商的、多技術領域的綜合網管體系，才能符合運營商的業(yè)務運營需要，因此相關電信運營商在2010 年前后對綜合網管管理模式進行了探索和實踐，在2014 年前后完成了綜合網管、綜合資源、綜合運維的系統(tǒng)改造工作，而CORBA（公共對象請求代理體系結構），SNMP（簡單網絡管理協(xié)議），CMIP（公共管理信息協(xié)議）相結合，屏蔽編程語言、網絡協(xié)議和操作系統(tǒng)的差異性，成為基于CORBA 的網絡管理系統(tǒng)是當前技術研究和實現的主要方向。

（3）最新發(fā)展趨勢

目前通信管控平臺系統(tǒng)內部管理體系非常復雜，專業(yè)網管采集平臺從原先的僅需關注通信網絡自身的維護管理向所承載業(yè)務的服務管理方面發(fā)展，即更加關注承載業(yè)務應用及業(yè)務應用和通信網絡之間的關聯(lián)。與此同時，通信管控體系正朝著標準化和智能化的方向發(fā)展，從當前的專業(yè)分散管理,人工維護操作管理轉變?yōu)閷θ珜I(yè)網絡的集中采集、集中告警,統(tǒng)一調度管理,通過對全網的實時運行情況數據進行控制,逐漸做到少人值守或智能值守,實現全程全網的統(tǒng)一通信管控支撐，來支持更高的實時性、更快的響應性、更安全的網絡保障、更穩(wěn)定的業(yè)務應用服務。

3 研發(fā)目標

通過對各大運營商和通信運維管理企業(yè)的網管現狀的調研和分析，網絡作為企業(yè)業(yè)務應用的重要基礎支撐設施，已經逐漸從后端走向業(yè)務前端，做好全專業(yè)網管采集平臺的總體規(guī)劃，需要將網管放到戰(zhàn)略的高度來考慮，不能僅從以前的“配套設施”角度來考慮。圍繞客戶的網絡和業(yè)務發(fā)展主線，緊密跟隨網絡的發(fā)展步伐，通過對各專業(yè)網管進行整合集中、創(chuàng)新突破，集中高效、支撐網絡轉型，精確智能、運維優(yōu)異等目標，實現一體化網絡及網管運維管理能力。

作為對通信服務網絡的支撐系統(tǒng)來說，全專業(yè)網管采集平臺在用戶對網管統(tǒng)一的維護體制下，不再根據傳統(tǒng)的分段、分級、分專業(yè)維護模式進行支撐，而是建立在統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一的信息模型之上，有統(tǒng)一網管標準化的服務能力的“一個網管”平臺，這個網管的核心是集約化、智能化，所以我們將它稱為“全專業(yè)網管”。

站在業(yè)務的角度看，全專業(yè)網管提供的是一個完整的、支撐“一張網絡”端到端的運維管理融合網管系統(tǒng)，站在使用者的角度看，全專業(yè)網管平臺具有統(tǒng)一的界面感知，具有更加智能的、更加靈活的綜合支撐能力，它具備對網絡的統(tǒng)一感知、統(tǒng)一控制、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分析和對業(yè)務的統(tǒng)一支撐等支撐能力。

本質上，全專業(yè)網管采集平臺是網管領域內“實現網絡運維數據的集中管理與共享、網管能力的標準封裝與網管服務的對外開發(fā)、新網管新應用的靈活構建、網絡控制的智能決策與聯(lián)動”的高度集中的網管系統(tǒng)或網管體系，它是實施現有網絡系統(tǒng)整合的平臺，也是進行跨專業(yè)網管創(chuàng)新的應用平臺。

4 研發(fā)內容分析

研究通過統(tǒng)一訪問控制、異構網絡的統(tǒng)一資源模型、統(tǒng)一采集適配平臺，異地容災方案。采用基于微服務架構，構建安全可靠，彈性可擴展的網管統(tǒng)一采集調度平臺；通過自動化服務目錄實現服務能力開放。

主要包括：（1）統(tǒng)一采集適配平臺

采用微服務架構及分布式消息隊列實現對傳輸、交換、數據、動環(huán)、視訊等異構網絡進行實時告警采集、資源發(fā)現及性能采集分析。研究分布式的實時告警采集分析處理框架、性能采集任務管理框架及。

（2）統(tǒng)一告警分析處理

統(tǒng)一告警信息格式，實現跨專業(yè)的告警規(guī)則分析及跨專業(yè)的告警關聯(lián)分析。

（3）統(tǒng)一的訪問安全控制

基于微服務架構，實現統(tǒng)一服務入口、統(tǒng)一數據加密傳輸及訪問控制。

（4）異地容災方案

實現系統(tǒng)級的主用和備用異地容災方案。研究主用系統(tǒng)和備用系統(tǒng)的對外統(tǒng)一接入訪問方案，實現主用系統(tǒng)和備用系統(tǒng)的熱備，實現主用系統(tǒng)到備用系統(tǒng)實時數據同步?？紤]到廠商網管也采用主、備用的異地容災方案。實現采集適配平臺到到廠商主、備網管的實時切換。

采用最新成熟的分布式服務架構，實現安全可靠、高可用、易擴展的綜合管控平臺，為業(yè)務運營決策以及各種智慧化應用提供支撐，最大化挖掘和利用數據價值，實現企業(yè)數據的價值升級。

5 技術研究分析

（1）結合微服務架構研發(fā)實現平臺功能

PaaS（平臺即服務）組件化開發(fā)，將通用組件（如流程引擎、短信通知、日志、緩存）等抽象成獨立的一層，極具通用性；同時采用業(yè)界最主流的開源技術路線（前端React Native+后端微服務），充分考慮產品的擴展性以及高并發(fā)支持。

（2）多專業(yè)網管統(tǒng)一采集框架

不同廠商提供的性能采集接口差異很大。有些采用任務方式、有些采用實時方式。實時方式可轉化為任務方式，但反過來不成立。所以采用任務方式才能提供統(tǒng)一的性能采集服務接口，如圖1 所示。

圖1 采集任務流程圖

（3）實時數據處理及數據采集適配標準化

對網管采集的配置數據、性能數據以及告警數據進行規(guī)范化處理，同時制定平臺的接入規(guī)范，對后續(xù)入網廠家和設備實施強制標準，減少平臺對接工作量。采用實時處理框架，實現告警從廠商EMS 網管發(fā)出，到展示層采用實時推送技術，能達到從采集層接收告警到頁面展示層的秒級響應。如圖2 所示。

圖2 數據實時標準化處理

（4）根告警分析-因果關聯(lián)規(guī)則

告警實時分析引擎：靜態(tài)告警相關性分析往往不能滿足實時分析應用的要求，需設計告警相關性分析引擎系統(tǒng)，實現相關性分析，如圖3 所示，并通過友好的可視化界面實現分析規(guī)則的配置調用。

圖3 相關性告警分析

6 現有研究開發(fā)基礎

（1）基于微服務架構的傳輸網網管平臺，已經傳輸網網管告警采集、告警壓縮、告警確認、告警采集配置、拓撲展示功能，可以作為本系統(tǒng)框架和功能的基礎平臺使用。

（2）傳輸子網拓撲管理系統(tǒng)，作為本系統(tǒng)多層架構傳輸拓撲展示參考。

（3）資源管理系統(tǒng)已經采集傳輸網資源數據（傳輸網管、綜資系統(tǒng)、數據網管），作為數據分析的基礎。

（4）基于activity 流程引擎的資源業(yè)務平臺，作為本系統(tǒng)流程框架基礎。

7 結束語

針對目前工作的難點：如何對通信網絡分級管理、分段維護、分專業(yè)管理的各網管進行統(tǒng)一采集，促使從網絡層面實現一體化的、全程全網的網管支撐，更高的實時性、更快的協(xié)同性、一點申告全網保障、一處故障全程管控、網絡質量端到端的監(jiān)控與分析，本項目通過管理思路和技術手段的相結合的方式解決了這個難題，并在某省級電網用戶的實際工作中取得了一些成績。

伴隨著網絡業(yè)務的綜合發(fā)展，新業(yè)務網絡的逐漸增加，例如物聯(lián)網、5G 網絡在業(yè)務中的普遍應用，全專業(yè)網管采集平臺通過提供更多樣化的數據接口對接能力，提供統(tǒng)一的標準框架和部署環(huán)境，未來可簡單擴展就能夠支撐外部系統(tǒng)、無線公網平臺、物聯(lián)網網管、智能設備終端的接入，相信本平臺會有良好市場應用前景。