基于ＡＣＥ＋ＴＡＯ的傳輸網性能分析系統的設計與實現

何　建　李進軍

【關鍵詞】TAO ACE TMF GIS

1.系統背景

電信網管系統對于網元等網管元素能夠實現自動化的管理。但是對于業務元素如電路,DDF/ODF連接等,電信網管系統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來獲取網元等網管系統元素的運行信息,并通過人工的方法來和業務元素進行對應,從而獲知業務元素的狀態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.系統平臺

本系統需要從電信網管系統獲取網管數據。而該網管系統基于ACE +TAO構建。

2.1 ACE

ACE(自適配通信環境,Adaptive Communication Environment)是可以自由使用、開放源碼的面向對象框架,在其中實現了許多用于并發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(重)配置、并發執行和同步,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者。它簡化了使用進程間通信、事件多路分離、顯式動態鏈接和并發的OO網絡應用和服務的開發。此外,通過服務在運行時與應用的動態鏈接,ACE還使系統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,開發健壯、可擴展和高效的通信應用仍富有挑戰性。

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的許多麻煩而易錯的方面。

The ACE ORB(TAO)給通信軟件的開發者提供這些特性。TAO是使用ACE提供的框架組件和模式構建的CORBA實時實現,包含有網絡接口、OS、通信協議和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.系統結構

本系統首先在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。Tmf客戶端一方面通過corba總線獲取性能信息,并存入數據庫;一方面通過socket接受用戶界面的指示并向用戶發送告警信息。用戶端以GIS的形式展現傳輸網的拓撲結構,并實時顯示告警和性能數據。在用戶端,用戶通過導入excel表格來導入電路等業務元素的數據。這樣,網管系統的性能告警數據就可以直接映射到業務元素上,給用戶的業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(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據。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協議與傳輸網網管系統通信。

網管接口代理是整個系統的核心部分。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,然后把它寫入數據庫(SQL Server 2000)。一方面,它通過UDP協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。

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,包括TAO,CORBA等調用細節。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、終端節點的調用函數。

TaoFiberhomeAgentObject首先連接CORBA ORA,然后建立EMS會話過程、事件通道等資源。客戶端程序通過SOCKET發過來的請求都傳給了TaoFiberhomeAgentObject對象。

網管系統的管理對象,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。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信息通過地圖以圖形化的方式呈現出來。用戶首先通過定制的Excel表格導入站點經度和緯度數據,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。客戶端程序以站點為節點,纖芯連接為連接線段,組成系統網絡拓撲圖,利用地圖顯示控件呈現給用戶。由于網元信息量大,系統采用分層方式顯示系統網絡拓撲。第一層,顯示所有的骨干節點之間的纖芯連接。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。可以基于骨干環顯示延伸環和延伸段。

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,以便建立基于網絡拓撲圖的資源查詢統計管理。客戶端程序還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務電路資料。電路根據其兩端的網元設備/端口名稱與網管系統里的元素建立聯系。這樣當網元設備等網管元素發生告警,其影響的電路就一目了然。

客戶端程序最重要的一個設計,就是告警規則的定義。為了防患于未然,客戶端程序提供定義環路故障和故障比對規則的支持。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據中分揀出符合條件的數據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完全相同的傳輸網絡拓撲。當某個客戶端程序增加/刪除節點時,其他客戶端程序能夠馬上在圖形上顯示出來。

4.結束語

本系統做為網管系統的外圍系統,為傳輸網維護人員呈現了直觀清晰的維護界面,擴展了網管系統的功能。綜合利用了各種技術,包括CORBA,地理信息系統,數據庫技術,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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