基于ＡＣＥ＋ＴＡＯ的傳輸網性能分析系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

何　建　李進軍

【關鍵詞】TAO ACE TMF GIS

1.系統(tǒng)背景

電信網管系統(tǒng)對于網元等網管元素能夠實現(xiàn)自動化的管理。但是對于業(yè)務元素如電路,DDF/ODF連接等,電信網管系統(tǒng)無法把它們納入管理范疇。這樣就造成了兩者的割裂:電信網絡維護人員一方面要通過網管系統(tǒng)來獲取網元等網管系統(tǒng)元素的運行信息,并通過人工的方法來和業(yè)務元素進行對應,從而獲知業(yè)務元素的狀態(tài)信息并及時進行調整。這種工作方式費時費力,且容易出錯,需要得到改進。

另一方面,網管系統(tǒng)無法提供直觀的告警和性能信息,維護人員無法進行傳輸告警和性能的綜合分析工作。維護人員仍舊停留在故障處理階段,猶如救火隊員,而不是對傳輸網絡性能進行分析提前消除安全隱患。

2.系統(tǒng)平臺

本系統(tǒng)需要從電信網管系統(tǒng)獲取網管數(shù)據(jù)。而該網管系統(tǒng)基于ACE +TAO構建。

2.1 ACE

ACE(自適配通信環(huán)境,Adaptive Communication Environment)是可以自由使用、開放源碼的面向對象框架,在其中實現(xiàn)了許多用于并發(fā)通信軟件的核心模式。ACE提供了一組豐富的可復用的C++ Wrapper Facade(包裝外觀)和框架組件,可跨越多種平臺完成通用的通信軟件任務,其中包括:事件多路分離和事件處理器分派、信號處理、服務初始化、進程間通信、共享內存管理、消息路由、分布式服務動態(tài)(重)配置、并發(fā)執(zhí)行和同步,等等。

ACE的目標用戶是高性能和實時通信服務和應用的開發(fā)者。它簡化了使用進程間通信、事件多路分離、顯式動態(tài)鏈接和并發(fā)的OO網絡應用和服務的開發(fā)。此外,通過服務在運行時與應用的動態(tài)鏈接,ACE還使系統(tǒng)的配置和重配置得以自動化。

在ACE組件的幫助下,很容易在一種OS平臺上編寫并發(fā)網絡應用,然后快速地將它們移植到各種其他的OS平臺上。而且,因為ACE是開放源碼的自由軟件,你無需擔心被鎖定在特定的操作系統(tǒng)平臺或編譯器上。ACE的設計使用了許多可提高軟件質量的關鍵模式,這些質量因素包括通信軟件靈活性、可擴展性、可復用性和模塊性。ACE經仔細設計,支持廣泛的應用服務質量(QoS)需求,包括延遲敏感應用的低響應等待時間、高帶寬應用的高性能,以及實時應用的可預測性。

2.2 TAO

即使使用像ACE這樣的通信框架,開發(fā)健壯、可擴展和高效的通信應用仍富有挑戰(zhàn)性。

通過采用像CORBA、DCOM或Java RMI這樣的高級分布式計算中間件,可以降低開發(fā)通信應用的復雜性。高級分布式計算中間件駐留在客戶端和服務器之間,可自動完成分布式應用開發(fā)的許多麻煩而易錯的方面。

The ACE ORB(TAO)給通信軟件的開發(fā)者提供這些特性。TAO是使用ACE提供的框架組件和模式構建的CORBA實時實現(xiàn),包含有網絡接口、OS、通信協(xié)議和CORBA中間件組件等特性。TAO基于標準的OMG CORBA參考模型,并進行了增強的設計,以克服傳統(tǒng)的用于高性能和實時應用的ORB的缺點。TAO像ACE一樣,也是可自由使用的開放源碼軟件。

3.系統(tǒng)結構

本系統(tǒng)首先在TAO基礎上構建tmf客戶端,通過tmf服務器端訪問傳輸網網管系統(tǒng)。Tmf客戶端一方面通過corba總線獲取性能信息,并存入數(shù)據(jù)庫;一方面通過socket接受用戶界面的指示并向用戶發(fā)送告警信息。用戶端以GIS的形式展現(xiàn)傳輸網的拓撲結構,并實時顯示告警和性能數(shù)據(jù)。在用戶端,用戶通過導入excel表格來導入電路等業(yè)務元素的數(shù)據(jù)。這樣,網管系統(tǒng)的性能告警數(shù)據(jù)就可以直接映射到業(yè)務元素上,給用戶的業(yè)務處理帶來極大的方便。

3.1 網管接口代理/服務

網管接口服務負責和傳輸網網管系統(tǒng)(EMS,Element Management System)交互,獲取3方面的信息。首先是配置信息,包括網元設備、機盤、端口、保護組、纖芯連接、子網交叉連接、子網交叉連接路由等數(shù)據(jù)。然后是傳輸網告警信息,最后是傳輸網性能信息。接口服務采用TMF814協(xié)議與傳輸網網管系統(tǒng)通信。

網管接口代理是整個系統(tǒng)的核心部分。一方面,它通過CORBA總線與網管接口服務交互,獲取配置、告警和性能信息,然后把它寫入數(shù)據(jù)庫(SQL Server 2000)。一方面,它通過UDP協(xié)議與客戶端程序交互,接受用戶的指令并向用戶實時傳送告警和性能信息。網管接口代理在TAO基礎上采用C++語言實現(xiàn)。

網管接口代理與網管接口服務交互的類是TaoFiberhomeAgentObject,其核心代碼如下:

class NETWORKAGENT_EXPORT TaoFiberhomeAgentObject {….

void getAllManagedElements(CSubnetWorkAttributeData *pSubnetwork,CAttributeDataList &entityAttributeDatas);

void getAllEquipments(const CAttributeData *meOrHolderName, CAttributeDataList &eqList);

void getAllPTPInME(const CMEAttributeData *meAttr, CAttributeDataList &ptpList);….}

TaoFiberhomeAgentObject封裝了與網管接口服務交互的細節(jié),包括TAO,CORBA等調用細節(jié)。它只向調用者提供簡單明了的傳輸網信息。上述代碼片段就是獲取網元、終端節(jié)點的調用函數(shù)。

TaoFiberhomeAgentObject首先連接CORBA ORA,然后建立EMS會話過程、事件通道等資源?？蛻舳顺绦蛲ㄟ^SOCKET發(fā)過來的請求都傳給了TaoFiberhomeAgentObject對象。

網管系統(tǒng)的管理對象,如網元均用類封裝。

無論是網管接口代理還是網管接口服務對最終用戶都是不可見的。

3.2客戶端程序

客戶端程序本身也是一個復雜的子系統(tǒng)。它主要由四大模塊組成:

客戶端程序是用戶直接操作的部分。資源配置模塊把網管代理模塊傳過來的網管系統(tǒng)信息通過地圖以圖形化的方式呈現(xiàn)出來。用戶首先通過定制的Excel表格導入站點經度和緯度數(shù)據(jù),然后為網元設備指派站點,這樣就可以在地圖上顯示網元設備及其連接關系?？蛻舳顺绦蛞哉军c為節(jié)點,纖芯連接為連接線段,組成系統(tǒng)網絡拓撲圖,利用地圖顯示控件呈現(xiàn)給用戶。由于網元信息量大,系統(tǒng)采用分層方式顯示系統(tǒng)網絡拓撲。第一層,顯示所有的骨干節(jié)點之間的纖芯連接。可以在圖形上用鼠標點擊特定纖芯連接,突出顯示該纖芯連接所在的骨干環(huán)?？梢曰诠歉森h(huán)顯示延伸環(huán)和延伸段。

以站點為中心,客戶端程序可以把傳輸網網管系統(tǒng)無法管理的資源,如ODF設備、DDF設備、桿路資源、管道資源等同網絡拓撲圖相關聯(lián),以便建立基于網絡拓撲圖的資源查詢統(tǒng)計管理?？蛻舳顺绦蜻€可以在地圖上形象的顯示子網交叉連接的路由信息。

客戶端程序按照電路資料模板導入業(yè)務電路資料。電路根據(jù)其兩端的網元設備/端口名稱與網管系統(tǒng)里的元素建立聯(lián)系。這樣當網元設備等網管元素發(fā)生告警,其影響的電路就一目了然。

客戶端程序最重要的一個設計,就是告警規(guī)則的定義。為了防患于未然,客戶端程序提供定義環(huán)路故障和故障比對規(guī)則的支持。用戶通過設置公式和閾值,客戶端程序能從海量的告警和性能數(shù)據(jù)中分揀出符合條件的數(shù)據(jù)并及時提供給維護人員,使其盡早去排除隱性的故障,從而保證傳輸網絡的正常運行。

3.3 地圖服務

由于有多個客戶端程序,每個客戶端程序都可以在地圖上編輯傳輸網絡拓撲。地圖服務負責搜集各個客戶端程序提交的編輯動作,并實時地向其他客戶端程序傳送,這樣來保證每個客戶端程序呈現(xiàn)完全相同的傳輸網絡拓撲。當某個客戶端程序增加/刪除節(jié)點時,其他客戶端程序能夠馬上在圖形上顯示出來。

4.結束語

本系統(tǒng)做為網管系統(tǒng)的外圍系統(tǒng),為傳輸網維護人員呈現(xiàn)了直觀清晰的維護界面,擴展了網管系統(tǒng)的功能。綜合利用了各種技術,包括CORBA,地理信息系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫技術,ACE+TAO等等,在實際運行中獲得了很好的效果。

參考文獻:

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