基于SNMP協議的CSG-T3000網管軟件的服務端子系統設計

楊震斌，許 強，方 成

(1.科大智能(合肥)科技有限公司，安徽 合肥 230088;2.合肥學院計算機科學及技術系，安徽 合肥 230601)

隨著通信技術的迅速發展，通信網絡也不斷地擴大，設備的種類和數量也越來越多，需要開發出與之配套和同步的商用網絡管理系統.網絡管理系統能夠集中管理網絡中各個設備及網絡的性能、故障和配置，能夠保存歷史數據供用戶對網絡過去運營狀況進行分析、評價，對未來狀況進行一定的預測，為保證網絡正常、高效、經濟和安全地運行具有非常重要的作用.

1 系統架構設計

1.1 系統架構設計策略

在網管軟件進行系統架構設計之前，結合實際的應用需求和筆者的工程經驗，明確以下設計策略:

平臺性策略:系統設計致力于打造科大智能網絡產品的基礎性平臺，需為融入公司未來通信產品奠定基礎;

擴展性策略:主要包括交換機數量可擴展，交換機種類可擴展，架構可擴展，同時考慮其他類型通信產品的擴展性;

移植性策略:在客戶端將業務邏輯單獨分離出來，形成中間層，簡化了客戶端，而且減輕了服務器的負擔，提高了代碼的重用性，使系統可方便地移植到不同操作系統和數據庫;

可用性策略:系統采用主—從式部署，從而保證服務器或軟件系統出現故障可提供不間斷服務;

兼容性策略:為了便于與其他公司設備的網管連接，提供基于CORBA協議、TL1協議、SNMP協議等多種北向接口模塊，并可根據實際需要進行選擇;

可配置性策略:為了做到更靈活的監控和管理，系統各功能模塊中的運行參數均能做到可配置.

1.2 系統架構設計實現

系統采用C/S結構，分服務端和客戶端兩個子系統，如圖1所示.客戶端通過外部網訪問服務端，查看網絡的各類數據，并進行管理.服務端通過內部網監控和管理所有交換機設備，將數據存儲在數據庫中.服務端通過SNMP協議管理交換機設備，支持 Get/GetNext/GetBulk/Request/Response/Trap/Inform 7種協議類型.客戶端與服務端通訊采用TCP和RMI兩種模式并用的方式，其中TCP負責傳輸設備參數信息和告警數據，RMI負責傳輸管理數據.這樣既保證了重要信息的實時性，又提高了信息完整性和代碼的執行效率.

圖1 系統架構設計示意圖

2 服務端子系統設計

服務端子系統分為設備管理層、工作隊列、數據代理層、心跳和數據庫5個部分，如圖2所示.

圖2 服務端子系統設計圖

2.1 工作隊列

工作隊列保存當前網絡中設備的實時狀態，根據設備的狀態建立不同工作隊列，分正常隊列、重試隊列和故障隊列3種，對設備進行有效管理.每個設備的狀態也對應地分為正常、重試和故障3種，其狀態圖如圖3所示.

圖3 工作隊列狀態圖

其中故障恢復手段有兩種:

(1)管理員手工恢復.

(2)設備通過Trap機制上報告警信息.當服務器收到該信息后，根據IP將指定設備恢復到正常隊列中.

2.2 設備管理層

設備管理層負責訪問設備，實現網絡掃描、數據采集和故障監控等功能.

網絡掃描分為初始掃描和重試掃描兩類:初始掃描由系統啟動和手工初始化觸發，掃描整個網絡，找出所有需要管理的交換機設備，計算設備之間的拓撲關系并將設備IP保存到“正常隊列”中.重試掃描根據重試隊列中的內容掃描該設備是否正常.如果正常則恢復到“正常隊列”中，如果連續掃描3次仍不正常則移到“故障隊列”.

數據采集根據“正常隊列”采集設備的各類數據，保存到數據庫中.

故障監控由設備Trap觸發和定時掃描中發現設備斷網或指標異常時觸發，對設備Trap信息進行捕捉，并存儲到數據庫中.故障內容保存數據庫后，同時在內存中保留一份數據(最近24 h)，用于客戶端請求故障信息時及時反饋，提高效率.

2.3 數據代理層

數據代理層負責接受客戶端訪問，實現配置管理、故障管理、性能管理和安全管理等功能.

配置管理有查詢和更新兩種操作，將數據返回客戶端，根據用戶請求更新數據，并采用SNMP SET更新設備.

故障管理有查詢、故障處理、故障配置3種操作.查詢分為當前查詢和歷史查詢兩類:當前查詢是從內存中返回最近24 h的故障數據;歷史查詢是根據用戶查詢條件從數據庫中返回結果.故障處理分確認和處理兩種操作，更改故障狀態，并保存到數據庫中.故障配置可以配置各種故障的級別、類型、門限等屬性，把管理員的配置信息保存到數據庫中.其中，故障級別分緊急、主要、次要、提示、未確定、清除6種.故障類型分設備、服務質量、通訊、環境、處理失敗5種.故障狀態分未確認、已確認和已處理3種，狀態變化如圖4所示.

圖4 故障狀態遷移圖

性能管理有查詢、監測配置二種操作.查詢是根據用戶查詢條件從數據庫中返回結果.監測配置是接受管理員的配置請求，存儲到數據庫中，并控制數據采集模塊按照配置進行性能數據采集.其中，配置參數包括性能監測對象(指定的網元、單元盤、端口、通道等)、需要監測的參數名稱、監測周期(15 min或者24 h)、監測狀態(打開/關閉)、開始時間、結束時間、是否自動上報等.

安全管理包括用戶組管理、用戶管理、權限管理、日志、參數配置、登錄注銷等.

2.4 心跳機制

系統支持主—從方式的多服務器部署，建立“軟”心跳機制實現在服務器出現故障可由從機順利接管，保證服務的可用性.心跳機制流程如圖5所示.心跳重試次數為3次，3次未接收到主服務響應視為主服務宕機.

圖5 主從服務器心跳管理示意圖

2.5 數據庫

系統采用MySQL數據庫，集中存儲各類數據，實現數據庫的備份與動態創建.

利用MySQL備份功能實現主—從備份，實時地將主數據庫備份到遠程從數據庫中，保證數據的安全性.

對于數據量較大的表，采用動態創建歷史表的技術進行數據的移動，保證主表的容量在可控范圍內，提高系統的運行效率.

3 服務端子系統的啟動過程

服務端啟動后，初始化工作如圖6所示.

圖6 服務端子系統的啟動流程圖

4 結語

本文設計的網管軟件系統架構及服務端子系統，應用于科大智能CSG-T3000網管軟件中，經過實際應用，完全滿足了可靠性、可擴展性和兼容性的需求.其中，服務端子系統的相關設計很好地滿足了功能與性能的指標要求，對廣大工程研發人員有參考意義.

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