鐵路通信承載網(wǎng)資源管理系統(tǒng)設(shè)計

王艷芹

（中國鐵路南寧局集團(tuán)有限公司 科學(xué)技術(shù)研究所，工程師，廣西 南寧 530029）

1 引言

隨著鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，通信承載網(wǎng)占用的空間資源越來越多，其網(wǎng)絡(luò)本身設(shè)備類型多種多樣，設(shè)備板卡、端口、時隙、鏈路、線路等數(shù)以萬計，邏輯及業(yè)務(wù)資源更是海量。現(xiàn)階段通信承載網(wǎng)的專業(yè)網(wǎng)管只是能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)及鏈路狀態(tài)進(jìn)行展示，當(dāng)有設(shè)備故障或鏈路中斷時提示告警信息，不能對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效管理，資源管理仍處于紙質(zhì)臺賬管理模式，落后的管理手段導(dǎo)致工作效率低，不利于資源合理運用和承載能力提升。研究建立一套完善的資源管理系統(tǒng)，能實現(xiàn)通信傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)數(shù)據(jù)管理及智能化數(shù)據(jù)采集分析，從而實現(xiàn)對鐵路通信承載網(wǎng)資源科學(xué)化、精細(xì)化管理。

2 設(shè)計方案

2.1 設(shè)計原則

資源管理系統(tǒng)實時采集專業(yè)網(wǎng)管動態(tài)數(shù)據(jù)，通過該系統(tǒng)構(gòu)建功能模塊，一是網(wǎng)絡(luò)資源運用和設(shè)備性能得以動態(tài)呈現(xiàn)，自動生成各類相關(guān)數(shù)據(jù)和圖形報表，有利于做好各類分析，提升資源合理運用和承載能力；二是可通過數(shù)據(jù)導(dǎo)入校對功能，日常資源調(diào)配合理性、準(zhǔn)確性大大提高，通過該系統(tǒng)提高日常維護(hù)效率。在設(shè)計中，遵循以下原則：先進(jìn)性、可行性、可擴(kuò)展性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、易用性。

2.2 主要技術(shù)指標(biāo)

①通過動態(tài)數(shù)據(jù)的采集，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D、設(shè)備面板圖、板卡、端口的運行狀態(tài)、業(yè)務(wù)路徑圖（包含跨網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路徑）、時隙圖的展示，實現(xiàn)與專業(yè)網(wǎng)管的關(guān)聯(lián)分析、同步更新、IP動態(tài)管理等功能。

②按照鐵總資源管理相關(guān)規(guī)范以及南寧局的實際傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)管理規(guī)范，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的增、刪、改、查和導(dǎo)入/導(dǎo)出等管理操作。

③實現(xiàn)承載網(wǎng)網(wǎng)元、單板、端口、時隙等資源統(tǒng)計和預(yù)警信息，生成統(tǒng)計分析報表等，定期生成資源運用數(shù)據(jù)和光功率性能等檢修數(shù)據(jù)，對于超過設(shè)定門限的資源進(jìn)行預(yù)警提示。

④實現(xiàn)對錄入系統(tǒng)的電路工單路徑信息，與實際資源對比校對，篩選出不可用的時隙、路徑，輔助電路設(shè)計。

⑤系統(tǒng)具備其它安全管理、系統(tǒng)日志管理、系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、系統(tǒng)自身監(jiān)控管理等功能。

2.3 設(shè)計內(nèi)容

2.3.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù) 傳輸網(wǎng)方面采用CORBA 技術(shù)研究，通過專業(yè)網(wǎng)管北向接口同步實現(xiàn)傳輸網(wǎng)管資源、性能、配置管理的各類接口，解析不同類型結(jié)構(gòu)體，完成傳輸網(wǎng)數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)網(wǎng)方面采用SNMP 技術(shù)研究，通過訪問MIB 中每個對象的一個特定實例；解析接口返回的報文，完成數(shù)通設(shè)備數(shù)據(jù)采集。

2.3.2 資源分析模型 連纖模型主要研究網(wǎng)元之間連接關(guān)系，分析整個鏈路上網(wǎng)元數(shù)量和端口使用情況。時隙模型主要研究端口使用率，研究VC-12、VC-4、VC-3使用情況，百分比顯示。

2.3.3 指標(biāo)預(yù)警策略 通過數(shù)據(jù)采集，動態(tài)觀測指標(biāo)數(shù)值變化，與閾值進(jìn)行比對，將波動范圍較大的指標(biāo)重點顯示，發(fā)出告警，自動關(guān)聯(lián)具體業(yè)務(wù)，提醒用戶對涉及業(yè)務(wù)重點關(guān)注。

2.3.4 可視化技術(shù) 基于Twaver 實現(xiàn)各類圖譜，在網(wǎng)元、線路、通道、端口上添加操作事件，實現(xiàn)業(yè)務(wù)級聯(lián)。

2.3.5 自定義報表技術(shù) 基于raqsoft 專業(yè)報表工具，定制光功率計表、端口臺賬、時隙運用臺賬；開發(fā)表頭無限擴(kuò)展算法，滿足用戶特定需求。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

鐵路通信承載網(wǎng)資源管理系統(tǒng)應(yīng)具有易用、安全、良好擴(kuò)展的特點。為保證系統(tǒng)間數(shù)據(jù)和功能共享便利，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用B/S架構(gòu)（即Web頁面方式），系統(tǒng)設(shè)計采用分層、模塊化結(jié)構(gòu)，具備良好的擴(kuò)展能力。系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1 所示，包括采集層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層。

采集層：實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，通過統(tǒng)一接口上傳到應(yīng)用層，本系統(tǒng)采集層分別通過Corba接口SNMP技術(shù)適配不同廠商專業(yè)網(wǎng)管，采集網(wǎng)管的資源數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)等；

數(shù)據(jù)層：接收采集層上報的原始數(shù)據(jù)，將不同數(shù)據(jù)類型分表存入關(guān)系庫中，非關(guān)系型數(shù)據(jù)存入mongodb中；并使用緩存技術(shù)緩存元數(shù)據(jù)；

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

服務(wù)層：預(yù)處理服務(wù)、定時任務(wù)管理服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)資源抽取服務(wù)、報表查詢服務(wù)、統(tǒng)計分析服務(wù)、拓?fù)浞?wù)；

應(yīng)用層：負(fù)責(zé)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括資源信息管理、拓?fù)涔芾?、統(tǒng)計分析、報表管理，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)邏輯分發(fā)給相應(yīng)的操作界面，通過靈活配置實現(xiàn)具體功能。

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和管理功能

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源屬性和用途，將資源歸納為五類：空間資源、管線資源、設(shè)備資源、邏輯資源、業(yè)務(wù)資源；將系統(tǒng)分為六大板塊：采集管理、配置管理、拓?fù)涔芾?、資源關(guān)聯(lián)分析、統(tǒng)計與報表、安全管理。

系統(tǒng)利用傳輸、數(shù)據(jù)網(wǎng)資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和網(wǎng)管運行數(shù)據(jù)，分別建立傳輸、數(shù)據(jù)網(wǎng)資源使用分析體系及管理平臺，通過圖形化展示和綜合分析工具，支撐鐵路通信運維部門進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源快速查詢、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一分析，實現(xiàn)傳輸、數(shù)據(jù)網(wǎng)資源信息共享，提升通信網(wǎng)資源管理效率，減輕運維人員工作量，保障鐵路傳輸、數(shù)據(jù)網(wǎng)運行的安全可靠。

3.2.1 傳輸網(wǎng)資源管理系統(tǒng) 鐵路承載網(wǎng)資源管理系統(tǒng)傳輸網(wǎng)部分功能主要有：首頁展示、空間資源管理、設(shè)備信息管理、業(yè)務(wù)資源管理、拓?fù)涔芾?、資源調(diào)度、資源統(tǒng)計、配置管理。傳輸資源管理系統(tǒng)功能界面如圖2所示。

圖2 傳輸資源管理系統(tǒng)界面

3.2.2 數(shù)據(jù)網(wǎng)資源管理系統(tǒng) 鐵路承載網(wǎng)資源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)部分功能主要有：拓?fù)湔故?、網(wǎng)元單板管理、單板性能采集、端口性能采集、IP 地址核查、IP地址搜索、空閑IP地址統(tǒng)計。數(shù)據(jù)網(wǎng)資源管理系統(tǒng)功能界面如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)網(wǎng)資源管理系統(tǒng)界面

4 系統(tǒng)應(yīng)用實施

本項目系統(tǒng)實現(xiàn)分別對不同廠家傳輸和數(shù)據(jù)網(wǎng)的統(tǒng)一管理，使得網(wǎng)絡(luò)資源運用和設(shè)備性能得以動態(tài)呈現(xiàn)，切實提高維護(hù)人員工作效率。

傳輸資源系統(tǒng)突出優(yōu)勢：（1）實現(xiàn)資源統(tǒng)計和預(yù)警：主要包括資源使用率、性能預(yù)警、光功率統(tǒng)計、端口臺賬及時隙運用臺賬查詢統(tǒng)計，形象直觀的看出資源使用情況，對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供直觀幫助。（2）資源調(diào)度功能：包括路由核查和施工監(jiān)察兩部分，通過此模塊可以及時了解電路開通情況，尤其跨系統(tǒng)電路查詢核驗，工單安排方便快捷，工單追蹤詳細(xì)直觀。（3）實現(xiàn)精準(zhǔn)遠(yuǎn)程指揮功能：通過設(shè)備面板圖顯示及跨系統(tǒng)網(wǎng)管徑路展示，網(wǎng)管指揮更精準(zhǔn)、便捷，可避免因指代不明產(chǎn)生的誤操作隱患。

數(shù)據(jù)網(wǎng)資源系統(tǒng)突出應(yīng)用：（1）實現(xiàn)IP 地址復(fù)用功能，有利于標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，及時整治復(fù)用、冗余、異常IP地址；（2）動靜態(tài)IP查詢功能，及時排查出業(yè)務(wù)地址路由來源，有利于故障處理時路由追蹤；（3）臺賬整理及預(yù)警功能，電子臺賬及時更新，方便維護(hù)；資源預(yù)警形象顯示。

5 結(jié)論

鐵路通信承載網(wǎng)資源管理系統(tǒng)是著重研究、開發(fā)和解決現(xiàn)階段通信承載網(wǎng)資源管理問題，可實現(xiàn)對承載網(wǎng)資源的集中管理、集中監(jiān)控、統(tǒng)一協(xié)調(diào)、共享查詢，保障網(wǎng)絡(luò)資源使用合理和有效利用，為運維人員提供快速、準(zhǔn)確服務(wù)；其他承載網(wǎng)管理工作可圍繞資源管理系統(tǒng)展開，可強化承載網(wǎng)物理資源和邏輯資源的科學(xué)合理管理，實現(xiàn)傳輸網(wǎng)管理和組織優(yōu)化，有利于提高鐵路通信的經(jīng)濟(jì)效益。