智能列車數(shù)據(jù)傳輸與處理地面基站網(wǎng)管研究

劉 勁

（北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100073）

劉勁,男，碩士畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué),工程師。主要研究方向包括鐵路通信應(yīng)用研究，航天及小型飛行器控制，曾參與智能列車網(wǎng)管系統(tǒng)研究、小型無人機(jī)研制等項(xiàng)目。

智能高速列車地面基站網(wǎng)管系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)高速列車通信系統(tǒng)與通信地面基站之間的網(wǎng)絡(luò)通信的網(wǎng)絡(luò)管理。通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)管理，可以對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制、維護(hù)等，使網(wǎng)絡(luò)具有較好的運(yùn)行效率。

1 智能列車數(shù)據(jù)傳輸與處理概述

《智能高速列車系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及樣車研制》項(xiàng)目是科技部“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目，該項(xiàng)目的主要研究目標(biāo)為構(gòu)建以高速列車為核心，以全息化列車狀態(tài)感知和動(dòng)態(tài)數(shù)字化運(yùn)行環(huán)境為基礎(chǔ)，以信息智能處理與交互為支撐，具有自檢測、自診斷、自決策功能的高速列車系統(tǒng)。該項(xiàng)目分為5個(gè)課題進(jìn)行研究。網(wǎng)管項(xiàng)目屬于課題三（智能高速列車系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與處理平臺(tái)）的子課題，該課題包括以下兩個(gè)研究方面。

1）車地?cái)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

2）地面數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

地面設(shè)備包括基站、區(qū)域服務(wù)器和運(yùn)營中心，這些設(shè)備利用鐵路專網(wǎng)連接到VPN，實(shí)現(xiàn)京滬全程的車地寬帶通信。如圖1所示。

2 智能高速列車數(shù)據(jù)傳輸與通信概述

高速鐵路的寬帶通信要求不同于普通的地面寬帶通信系統(tǒng)，按照功能來分，可以分為面向用戶的、面向列車控制的和面向公務(wù)通信的。面向用戶的寬帶通信主要解決車載用戶在移動(dòng)過程中的語音、多媒體高質(zhì)量通信需求；面向列車控制的寬帶通信主要解決與列車正常運(yùn)行相關(guān)的調(diào)度、監(jiān)控、應(yīng)急通信方面的需求；面向公務(wù)通信的需求主要來自于區(qū)間作業(yè)的水電、工務(wù)、信號、通信、供電、橋梁守護(hù)等部門內(nèi)部的通信。

高速鐵路多通道通信系統(tǒng)（HRMC）是智能高速列車課題的寬帶無線通信部分，其目的是在列車和地面之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)寬帶通道，可以傳輸列車傳感器及網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，支持視頻監(jiān)控、IP電話及旅客服務(wù)。現(xiàn)有的車地通信系統(tǒng)是GSM-R，主要是為了列控使用，可用的數(shù)據(jù)通道帶寬最大只有幾百kbit/s；現(xiàn)有的移動(dòng)運(yùn)營商的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號在高速列車上質(zhì)量很差，速率也很低。而HRMC系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)10 Mbit/s量級的寬帶通道，它基于4G無線通信技術(shù)，以全I(xiàn)P基站為基礎(chǔ)，支持終端高速移動(dòng)，快速切換，能夠穩(wěn)定、可靠的實(shí)現(xiàn)列車與地面的數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)具有很高的頻譜利用率，超大的傳輸帶寬，這一類系統(tǒng)將是鐵路無線通信系統(tǒng)發(fā)展的下一代產(chǎn)品。

HRMC可實(shí)現(xiàn)鐵路無線通信有關(guān)的應(yīng)用，對于整合無線資源，簡化系統(tǒng)設(shè)備，減少投資等具有重大意義。

智能高速列車系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與處理平臺(tái)地面基站設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)的研究是對HRMC系統(tǒng)平臺(tái)的支撐。該系統(tǒng)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)管理，可以對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制、維護(hù)等，使HRMC系統(tǒng)具有較好的運(yùn)行效率。

3 地面基站設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)技術(shù)方案

3.1 主要研究內(nèi)容

本課題主要研究內(nèi)容如下。

1）HRMC系統(tǒng)架構(gòu)的研究

HRC通道是指采用以O(shè)FDMA技術(shù)為基礎(chǔ)的無線通信系統(tǒng)構(gòu)建的數(shù)據(jù)傳輸通道，系統(tǒng)包括車載基站（MS）、地面基站（BS）、接入服務(wù)網(wǎng)關(guān)（ASN-GW），以及核心網(wǎng)網(wǎng)元等。該通道目前設(shè)計(jì)帶寬為8 Mbit/s，主要用來傳輸列車視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、旅客語音通信數(shù)據(jù)、上網(wǎng)等娛樂數(shù)據(jù)，并且為GPRS通道的備用通道，一旦遇到GPRS通道斷開或者堵塞時(shí)采用HRC通道進(jìn)行傳輸列車的傳感器數(shù)據(jù)。

URC通道是指以IEEE 802.11n為標(biāo)準(zhǔn)的無線通信技術(shù)構(gòu)建的通道，該通道具有帶寬大、頻譜利用率高、傳輸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。目前設(shè)計(jì)帶寬為80 Mbit/s，主要用來提供海量數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域基站的管理以及海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（列車視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，旅客服務(wù)信息等數(shù)據(jù)信息）。該通道主要位于區(qū)間車站，為方便管理和帶寬分配，URC通道的數(shù)據(jù)和信令也需要經(jīng)過ASN-GW網(wǎng)關(guān)。

GPRS通道是指以GSM-R系統(tǒng)的GPRS通道構(gòu)建的車地傳輸通道，主要用來傳輸列車控制傳感器數(shù)據(jù)。

2）HRC、URC通道通信信令的研究

本系統(tǒng)中涉及到的HRC、URC通道協(xié)議結(jié)構(gòu)均不相同，需要進(jìn)一步研究其接口的硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。

3）HRMC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理的功能實(shí)現(xiàn)

為了保證HRMC系統(tǒng)的正常運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通過對HRMC系統(tǒng)的管理，使網(wǎng)絡(luò)能正常高效地運(yùn)行。完成網(wǎng)絡(luò)管理的五大功能：a故障管理；b配置管理；c性能管理；d安全管理；e協(xié)調(diào)、保持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高效運(yùn)行等功能。

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)配合HRMC系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于下一代無線通信技術(shù)的多協(xié)議，多數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的傳輸和實(shí)時(shí)存儲(chǔ)處理，可實(shí)現(xiàn)鐵路各種無線通信有關(guān)的應(yīng)用，對于整合無線資源，簡化系統(tǒng)設(shè)備，減少投資等具有重大意義。

由于網(wǎng)管系統(tǒng)所研究的下一代通信技術(shù)為無線通信網(wǎng)絡(luò)的多通道信息融合技術(shù)，其中GSM-R通道為現(xiàn)有成熟應(yīng)用技術(shù)，HRC及URC通道為成熟技術(shù)首次應(yīng)用于高鐵系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于無線通信網(wǎng)絡(luò)的多通道信息融合。

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要研究支撐整個(gè)HRMC系統(tǒng)平臺(tái)的硬件及軟件架構(gòu)，考慮到下一階段的直放站及車載設(shè)備網(wǎng)管的研發(fā)，現(xiàn)階段重點(diǎn)研究系統(tǒng)通用性、可擴(kuò)展性、可重構(gòu)性、互操作性的實(shí)現(xiàn)策略及方法，系統(tǒng)架構(gòu)擬采用兩層C/S架構(gòu)，軟件技術(shù)擬采用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究。

4）SNMP網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)

在對網(wǎng)絡(luò)管理和簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）相關(guān)理論研究的基礎(chǔ)上，從專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理現(xiàn)實(shí)需求目標(biāo)入手，對專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)行功能模塊劃分；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)方法結(jié)合專網(wǎng)現(xiàn)實(shí)情況，充分貫徹面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)了多層次的專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。

5）SNMP管理信息庫（MIB）

SNMP管理信息庫（MIB）和管理信息結(jié)構(gòu)（SMI），結(jié)合專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的功能需求，對系統(tǒng)所需MIB對象進(jìn)行劃分。討論了系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的作用及其與MIB的緊密關(guān)系，依據(jù)系統(tǒng)功能和MIB對象邏輯劃分，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

6）多通道通信信息融合技術(shù)

HRMC系統(tǒng)采用3種不同的通信通道，具備3種不同的通信方式，網(wǎng)管系統(tǒng)需研究分析3種協(xié)議結(jié)構(gòu)，然后分層分析每層的協(xié)議類型及信令內(nèi)容，進(jìn)而解析出相關(guān)信令信息，進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、分析等信息管理。

3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成

HRMC網(wǎng)管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成如圖2所示。

本系統(tǒng)設(shè)置有網(wǎng)管服務(wù)器，一般與GSM-R基站網(wǎng)管設(shè)置在同一機(jī)房位置，具備接入綜合網(wǎng)管的接口功能。本試驗(yàn)段中在連接核心網(wǎng)的任一車站處設(shè)置即可。

HRMC系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

專業(yè)網(wǎng)管在系統(tǒng)中位置如圖3所示。

網(wǎng)管系統(tǒng)硬件組成如圖4所示。

網(wǎng)管系統(tǒng)硬件包括接入HRMC設(shè)備、數(shù)據(jù)服務(wù)器以及網(wǎng)管客戶端等設(shè)備。通過以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)及信息交互。

3.3 系統(tǒng)功能

地面基站網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)具有專業(yè)網(wǎng)管功能，實(shí)現(xiàn)被管基站設(shè)備注冊注銷、參數(shù)查詢設(shè)置，狀態(tài)/消息管理，安全管理、軟件升級、報(bào)告分析等功能。

具有接入綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的功能，可向綜合網(wǎng)管上報(bào)告警信息，實(shí)現(xiàn)故障管理，也可為綜合網(wǎng)管提供信息查詢結(jié)果。

HRMC網(wǎng)管系統(tǒng)具體功能如下。

1）配置管理（Configuration Management）：

配置管理的功能是掌握和控制網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，包括網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各設(shè)備的狀態(tài)及其連接關(guān)系。包括：自動(dòng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、構(gòu)造和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配置，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)被管對象的狀態(tài)，完成網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵設(shè)備配置的檢查、配置自動(dòng)生成和自動(dòng)配置備份系統(tǒng)，對于配置的一致性進(jìn)行檢查。

a．設(shè)備參數(shù)設(shè)置

提供對設(shè)備的部分配置參數(shù)的數(shù)據(jù)修改功能，可實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制功能。

b．注冊/注銷設(shè)備

指在網(wǎng)管服務(wù)器新增網(wǎng)元，創(chuàng)建網(wǎng)元的基本信息，以便對網(wǎng)元進(jìn)行監(jiān)控和管理。創(chuàng)建網(wǎng)元有手動(dòng)創(chuàng)建和自動(dòng)創(chuàng)建兩種方式。

c．設(shè)備軟件升級

可遠(yuǎn)程升級設(shè)備部分軟件。

配置報(bào)告應(yīng)提供有關(guān)各種系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和本系統(tǒng)用戶的信息。報(bào)告在屏幕上顯示后，用戶應(yīng)可以選擇保存或打印生成的報(bào)告。

2）性能管理（Performance Management）：

性能管理考慮的是網(wǎng)絡(luò)的利用情況。包括：采集、分析網(wǎng)絡(luò)對象的性能參數(shù)，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)對象的性能，對網(wǎng)絡(luò)線路質(zhì)量進(jìn)行分析。同時(shí)，統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)信息，對網(wǎng)絡(luò)的使用發(fā)展做出評測、估計(jì)，為網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步規(guī)劃與調(diào)整提供依據(jù)。

設(shè)備參數(shù)查詢，提供對設(shè)備的配置信息的數(shù)據(jù)查詢功能，可查詢各網(wǎng)元設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并以拓?fù)湫问竭M(jìn)行顯示。

可以組合查詢設(shè)備的所有信息內(nèi)容（包括基本信息、告警信息、參數(shù)信息等）。

對參數(shù)的查詢還應(yīng)包括定時(shí)輪詢功能，即提供對選定的單個(gè)或多個(gè)設(shè)備的部分或全部參數(shù)進(jìn)行周期性查詢。

存檔和輸出特性：應(yīng)提供存檔功能來保存基本的統(tǒng)計(jì)圖和報(bào)告。用戶應(yīng)能夠接入并刪除用他／她的登錄ID 創(chuàng)建的已保存報(bào)告和圖形。

有關(guān)圖形和報(bào)告的存檔數(shù)據(jù)文件應(yīng)能夠?qū)С龅紼xcel 數(shù)據(jù)表中。

3）故障管理（Malfunction Management）：

監(jiān)測、定位和排除網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件中的故障。包括：過濾、歸并網(wǎng)絡(luò)事件，有效地發(fā)現(xiàn)、定位網(wǎng)絡(luò)故障，給出排錯(cuò)建議與排錯(cuò)工具，形成整套的故障發(fā)現(xiàn)、告警與處理機(jī)制。故障管理要能分別監(jiān)視互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)被管設(shè)備，以便能確定它們是否在正常運(yùn)行。

網(wǎng)管可主動(dòng)查詢設(shè)備狀態(tài)/消息，也可以被動(dòng)接收設(shè)備上報(bào)狀態(tài)/消息。

狀態(tài)/消息管理，網(wǎng)管設(shè)備采集系統(tǒng)設(shè)備告警信息、監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各應(yīng)用設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和故障告警處理。對系統(tǒng)設(shè)備（包括光纖直放站、車載基站、地面基站、各應(yīng)用設(shè)備）的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的綜合監(jiān)測系統(tǒng)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能迅速而準(zhǔn)確地采集到詳細(xì)的故障信息并顯示出來。

告警信息都儲(chǔ)存在中心數(shù)據(jù)庫并可顯示給用戶（當(dāng)告警信息滿足用戶定義的報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)時(shí)）。告警信息（當(dāng)前的和過去的，激活的和被中止的等）可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)（網(wǎng)絡(luò)元素或維護(hù)區(qū)域，時(shí)間，嚴(yán)重性，報(bào)警編號，告警類型，時(shí)段等）進(jìn)行顯示和打印輸出。

故障報(bào)告：故障報(bào)告應(yīng)提供有關(guān)本系統(tǒng)中告警、報(bào)警和為技術(shù)人員準(zhǔn)備的信息。報(bào)告既可以為整個(gè)系統(tǒng)生成，也可以針對特定對象生成。

4）安全管理（Security Management）：

安全管理是對網(wǎng)絡(luò)資源及其重要信息訪問的約束和控制，包括：用戶認(rèn)證（Authentication）、訪問控制（Access Control），保障網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)本身的安全。維護(hù)系統(tǒng)，使系統(tǒng)的使用和網(wǎng)絡(luò)對象的修改有據(jù)可查，控制對網(wǎng)絡(luò)資源的訪問。

a日志

提供系統(tǒng)訪問日志、操作日志和定時(shí)輪詢等日志的記錄、查詢、報(bào)表和備份等管理功能。

b網(wǎng)管用戶

默認(rèn)用戶名：Admin；可以設(shè)置、修改用戶名及密碼。

3.4 系統(tǒng)架構(gòu)

網(wǎng)管系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，系統(tǒng)采用分層次、模塊化的架構(gòu)，以使系統(tǒng)具有良好的通用性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。

服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及與HRMC設(shè)備之間的通信；相關(guān)原始數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)能夠做到系統(tǒng)可查可追溯。

客戶端主要實(shí)現(xiàn)對HRMC設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理，其中有相關(guān)參數(shù)設(shè)置、查詢、用戶管理、故障信息管理等網(wǎng)絡(luò)管理功能。

系統(tǒng)架構(gòu)如圖5所示。

3.5 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

網(wǎng)管系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)軟件設(shè)計(jì)，軟件按需求及功能進(jìn)行了劃分，分為兩大部分：客戶端和服務(wù)器。

客戶端包括十個(gè)功能模塊，分別是：初始化模塊、客戶端系統(tǒng)配置模塊、配置管理模塊、性能管理模塊、故障管理模塊、安全管理模塊、客戶端通信處理模塊、客戶端數(shù)據(jù)庫管理模塊、幫助模塊和公共處理模塊。

服務(wù)器端包括七個(gè)功能模塊，分別是：服務(wù)器系統(tǒng)配置模塊、配置處理模塊、性能處理模塊、故障處理模塊、安全處理模塊、服務(wù)器通信處理模塊、服務(wù)器數(shù)據(jù)庫管理模塊。

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

3.6 軟件功能結(jié)構(gòu)

3.6.1 客戶端

1）系統(tǒng)配置功能模塊

系統(tǒng)配置模塊包含：Mib配置、線路配置、線路基站IP規(guī)劃、地圖配置，網(wǎng)管服務(wù)器配置，數(shù)據(jù)庫配置；

2）配置管理模塊

包含功能：網(wǎng)元注冊、網(wǎng)元注銷、網(wǎng)元查詢、網(wǎng)元修改、參數(shù)設(shè)置；

3）性能管理模塊

包含功能：輪詢?nèi)蝿?wù)設(shè)置、輪詢結(jié)果查詢、性能參數(shù)查詢；

4）故障管理模塊

包含功能：告警配置、告警確認(rèn)、告警查詢、告警監(jiān)測、告警統(tǒng)計(jì)；

5）安全管理模塊

包含功能：用戶管理、日志管理；

6）通信處理功能模塊

網(wǎng)管客戶端與網(wǎng)管服務(wù)器之間采用TCP協(xié)議進(jìn)行通信。客戶端啟動(dòng)后連接服務(wù)器，連接成功后，與服務(wù)器保持聯(lián)通狀態(tài)，接收發(fā)送信息；如果連接出現(xiàn)故障，嘗試重新連接，并將該故障顯示在客戶端界面的狀態(tài)欄中，同時(shí)，存入數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)告警表中。

7）數(shù)據(jù)庫操作功能模塊

數(shù)據(jù)庫基本操作：連接、查詢、更新、關(guān)閉；

數(shù)據(jù)庫管理功能：數(shù)據(jù)庫備份。

8）幫助功能模塊

幫助模塊為用戶提供軟件使用說明及版本信息的查看功能。

幫助模塊為網(wǎng)管系統(tǒng)軟件的輔助模塊，主要包括軟件使用說明及版本信息的顯示。

9）初始化功能模塊系統(tǒng)初始化設(shè)置模塊。10）公共處理模塊通用函數(shù)功能模塊。3.6.2 服務(wù)器端

1）系統(tǒng)配置功能模塊

服務(wù)器系統(tǒng)配置包括：客戶端上限配置、數(shù)據(jù)庫配置；

客戶端上限配置：網(wǎng)管服務(wù)器最多允許10個(gè)客戶端同時(shí)連接；

數(shù)據(jù)庫配置：通過XML文件配置數(shù)據(jù)庫的用戶名、密碼、IP地址等參數(shù)。

2）配置處理功能模塊

配置處理模塊包括：網(wǎng)元注冊、網(wǎng)元注銷、網(wǎng)元查詢、網(wǎng)元修改、參數(shù)設(shè)置。

3）性能處理功能模塊

性能管理模塊包含：輪詢?nèi)蝿?wù)響應(yīng)、啟動(dòng)停止任務(wù)。

4）故障處理功能模塊

故障管理模塊包含： 告警告警恢復(fù)處理。

告警告警恢復(fù)處理功能：當(dāng)網(wǎng)元設(shè)備發(fā)生告警告警恢復(fù)時(shí)，服務(wù)器將告警告警恢復(fù)信息存入數(shù)據(jù)庫，并將告警告警恢復(fù)信息通知所有客戶端；收到客戶端的告警確認(rèn)信息之后，服務(wù)器修改數(shù)據(jù)庫，并將處理結(jié)果發(fā)送給所有客戶端。

5）安全處理功能模塊

安全處理客戶端發(fā)出的相關(guān)安全的信息請求；6）通信處理功能模塊

通信處理服務(wù)功能模塊主要負(fù)責(zé)網(wǎng)管服務(wù)器與網(wǎng)管客戶端、被管理設(shè)備之間的通信處理；

網(wǎng)管服務(wù)器與網(wǎng)管客戶端之間的通信，采用TCP/IP協(xié)議；

網(wǎng)管服務(wù)器與被管理設(shè)備服務(wù)器之間的通信協(xié)議采用SNMP簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。

7）數(shù)據(jù)庫管理功能模塊

數(shù)據(jù)庫的相關(guān)操作：a連接數(shù)據(jù)庫；b數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改、查詢；c日志的增加、刪除、查詢。

3.7 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

網(wǎng)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫選用Oracle數(shù)據(jù)庫，類型主要采用VARCHAR，NVARCHAR，DATE，NUMBER等。網(wǎng)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表類型采用：基本信息類、設(shè)備類、告警類、輪詢相關(guān)類、日志類、用戶管理類等表類型。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)信息保存時(shí)間：告警信息不小于6個(gè)月；日志信息保存時(shí)間不應(yīng)小于6個(gè)月；其他歷史信息保存時(shí)間應(yīng)不小于3個(gè)月。

3.8 界面設(shè)計(jì)

網(wǎng)管系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，客戶端界面采用圖形界面，C#設(shè)計(jì)，服務(wù)器采用命令行設(shè)計(jì)，無圖形界面。

3.9 接口設(shè)計(jì)

1）外部接口設(shè)計(jì)

網(wǎng)管系統(tǒng)外部接口分物理接口和協(xié)議接口。

物理接口（硬件接口）：物理接口為10/100 Mb，RJ45的以太網(wǎng)接口。

協(xié)議接口（軟件接口）：網(wǎng)路層協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議為UDP協(xié)議； 應(yīng)用層協(xié)議：采用SNMP協(xié)議。

服務(wù)器客戶端接口：客戶端與服務(wù)器之間硬件接口采用RJ45以太網(wǎng)接口，軟件接口采用TCP/IP協(xié)議；

網(wǎng)管系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口：網(wǎng)管系統(tǒng)與設(shè)備網(wǎng)管接口的硬件接口采用RJ45以太網(wǎng)接口，軟件接口采用SNMP協(xié)議，采用SNMPv2c標(biāo)準(zhǔn)。

2）內(nèi)部接口設(shè)計(jì)

各模塊間的功能相對比較獨(dú)立，在程序邏輯上沒有強(qiáng)聯(lián)系。網(wǎng)管客戶端和網(wǎng)管服務(wù)器通信協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議，每個(gè)數(shù)據(jù)包以#開頭，以&結(jié)尾，中間內(nèi)容用;間隔，數(shù)據(jù)內(nèi)容中的第一個(gè)字段為數(shù)據(jù)包長度，此長度包含#、&頭尾標(biāo)識(shí)，第二個(gè)字段為模塊分類，第三個(gè)字段為數(shù)據(jù)包類型。

4 結(jié)論

本文詳細(xì)論述了基于SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)原理以及相關(guān)功能模塊的實(shí)現(xiàn)方法。重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體框圖、網(wǎng)管功能模塊的設(shè)計(jì)思想和編程實(shí)現(xiàn)以及網(wǎng)絡(luò)通信模塊的相關(guān)原理和編程實(shí)現(xiàn)。對開發(fā)過程中用到的關(guān)鍵技術(shù)也做了相應(yīng)的闡述。經(jīng)過前期的開發(fā)和測試，已經(jīng)基本達(dá)到了項(xiàng)目設(shè)計(jì)書的要求。

[1]武孟軍,徐龔,任相臣.Visual C++開發(fā)基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理軟件[M].北京：人民郵電出版社，2007．

[2]謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001.

[3] Net-SNMP 5.41 網(wǎng)管協(xié)議[S].