數據網光模塊管理系統的設計和實現

張嵩

中國電信股份有限公司天津分公司

0 引言

電信設備的運維過程中，光模塊的管理、測試、數據收集、模塊調撥，是電信日常維護中一項必不可少的工作。隨著互聯網的發展，數據設備量持續大規模增長，板卡密度不斷增加，光模塊作為可跨設備利用的資源，其可用性、安全性、可靠性顯得尤為重要。另外，對一些擴容、網絡割接工程、軟件升級等，工程前后也需要對光模塊進行檢查?？梢姽饽K管理是一項非常重要的維護工作。

現有對光模塊的管理比較粗放，實施方法是工作人員按照自己所管轄的設備進行管理，采取telnet登錄設備的方式逐個查看，設備型號繁雜，命令種類較多，且無法記錄和統一管理。這種查看方式存在很大缺陷，首先，如果對單個設備模塊進行逐個查看，按照現有設備的端口密度，完成查看共需要30分鐘，若完成多臺設備將占用大量人力工時；其次，由于長時間的重復操作使工作人員容易產生厭煩情緒，稍有馬虎就導致錯誤，這使得到的結果的準確性不高，對后續的故障定位排除、業務割接形成干擾；再有，即使今天完成查看確認，明天可能還需要再次查看，工作陷入無休止的重復之中。諸如此類的工作必將接踵而來。這讓我們不得不去思考這樣一個問題——能不能讓機器來代替人進行管理呢？答案是肯定的，就是我們所研發的數據網光模塊管理系統。

光模塊管理系統的設計思想就是用機器來代替人工勞動，盡量將人從煩冗的光模塊管理工作中解放出來。數據網智能化工程中引入了光模塊管理系統，可以預見到的效果有：

（1）大大節省人力工時。顯然，之前由人來完成的工作被機器替換了，一方面，將人從此項工作中解放出來，另一方面，也增添了其他工作的人力資源。

（2）大大縮短確認時長。系統通過程序登錄設備并和設備MIB庫進行比對，較短的時間就可輪詢一遍所有端口。

（3）準確率可達到100%。這是因為測試管理過程全部通過系統自動完成，消除了人為因素干擾。

（4）模塊管理率將提升到100%。因為采用了軟件邏輯控制，自動定時采集模塊信息，對異常情況進行人工確認，避免模塊丟失、誤用等情況的發生。

圖1 系統架構圖

1 系統架構

系統架構如圖1所示，該系統總體上分成兩大部分，第一部分是網絡管理部分。該部分由網管軟件、數據庫、采集服務器、網絡設備等組成。網管軟件制定一定的采集策略，通過TCP/IP網絡控制采集機對IP網中的網絡設備進行采集。這個時候，采集機就替換了工作人員操作指令，自動發送出查看指令。采集上來的數據存入數據庫，并通過應用服務器的程序進行歸并、整理、分析、生成前臺可管理的頁面。

2 系統實現原理

2.1 采集流程

采集流程如圖2所示，

（1）在系統中輸入所要采集的設備信息（設備名稱、IP地址、管理口令、SNMP口令等）；

（2）網管進行設備登錄，采集設備基本信息，如設備類型，版本信息等；

（3）執行命令采集設備模塊及板卡信息；

（4）將采集的模塊信息進行入庫管理，以便后續調用分析。

圖2 采集流程圖

2.2 采集方式

按照用戶提供的每種設備型號的mib庫，把相應的設備mib庫信息都存儲在服務器上，每天定時通過使用snmpwalk采集設備的OID信息方式采集全網可管設備模塊信息（與存儲在服務器上的mib信息作比對），把采集到的現網的所有模塊信息存儲到數據庫中。

按采集到模塊的序列號，讀取OpticalView中的現網采集到的光模塊，并與OpticalModule表中的光模塊進行比對。OpticalView中序列號非空的光模塊記為A。OpticalModule中序列號非空的光模塊記為B，按序列號進行比對，如果A中有，B中沒有，則為新增硬件，插入OpticalModuleCheck表一條新增記錄（OMCheckSEQ，系統時間，add，A中的設備ID，硬件序列號，所在端口，硬件類型，硬件描述，硬件型號，硬件版本）。如果A中沒有，B中有，則為刪除硬件，插入OpticalModuleCheck表一條刪除記錄（OMCheckSEQ，系統時間，del，B中的設備ID，硬件序列號，所在端口，硬件類型，硬件描述，硬件型號，硬件版本）。如果A和B都有，則比較A的設備+所在端口和B的設備+所在端口。如果一致，則跳過。如果不一致，則為變化硬件，插入OpticalModuleCheck表一條變化記錄（OMCheckSEQ，系統時間，mod，A中的設備ID，硬件序列號，所在端口，硬件類型，硬件描述，硬件型號，硬件版本，B中的設備ID，B中的所在端口）。

對于沒有序列號的光模塊，按所在端口比對。讀取OpticalView中序列號為空的光模塊記為C。讀取OpticalModule中序列號為空的光模塊記為D。C有D沒有的，則為新增硬件，插入OpticalModuleCheck表一條新增記錄（OMCheckSEQ，系統時間，add，C中的設備ID，硬件序列號，所在端口，硬件類型，硬件描述，硬件型號，硬件版本）。C沒有D有的，則為刪除硬件，插入OpticalModuleCheck表一條刪除記錄（OMCheckSEQ，系統時間，del，D中的設備ID，硬件序列號，所在端口，硬件類型，硬件描述，硬件型號，硬件版本）。

不同類型設備采集根據其設備特點有不同的采集差異，具體分為如下三類：

（1）二層匯聚交換機系列設備

a）首先確定采集硬件信息的實體范圍。

采集硬件實體class，對應class類型為 container（5）或者module（9）時，過濾出對應實體進一步獲取實體的index和entityName。

b）根據entity-mib采集額外信息。

根據以下mib補充硬件信息：

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.2'， #entPhysicalDescr

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.4'， #entPhysicalContainedIn

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.8'， #entPhysicalHardwareRev

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.11'， #entPhysicalSerialNum

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.7'， #entslotName

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.13' #entpartno

示例如下：

Cardsn硬件序號：entPhysicalSerialNum

ENTITY-MIB：entPhysicalSerialNum 47.1.1.1.1.11.51="SAD131800J6"

Carddescr硬件描述：entPhysicalDescr

ENTITY-MIB：entPhysicalDescr 47.1.1.1.1.2.51="ISE 10G Modular Services Card v2"

（2）二層接入交換機設備

a）導入硬件實體信息值對應的模塊類型說明。

根據MIB對應模塊的硬件類型，型號過多僅列舉如下說明：

{1}='type-10OR100M（10M/100M Ethernet Copper Interface Module）'

{2}='type-1000BASE-LX-SM（1000BASE-X Module （SMF， LC））'

{3}='type-1000BASE-SX-MM（1000BASE-X Module （MMF， SC））'

{4} = 'type-1000BASE-TX'

{5}='type-100M-SINGLEMODE-FX（100M Ethernet Single Mode Optical Interface Module）'

{6}='type-100M-MULTIMODE-FX（100M Ethernet Multi-mode Optical Interface Module）'

{7}= 'type-100M-100BASE-TX（100M Ethernet copper Interface Module（RJ45））'

{8}='type-100M-HUB（100M Base-TX transportation Interface Module）'

{9} = 'type-VDSL（VDSL）'

{10} = 'type-STACK（GigaStack Module）'

{11}='type-1000BASE-ZENITH-FX（1000M Ethernet Single Mode Optical Interface Module（1550nm，70km，LC））'

{12}='type-1000BASE-LONG-FX（1000M Ethernet Single Mode Optical Interface Module（1550nm，40km，LC））'

b）通過lsw-dev-adm mib私有mib采集板卡和子卡信息，并通過Entity-mib進行補充，對應實體序號、標識等。

舉例如下所示：

$ snmpwalk -v2c -c switch-huawei

59.43.224.29 .1.3.6.1.4.1.2011.2.23.1.18.4.3.1.2

enterprises.2011.2.23.1.18.4.3.1.2.0.0 = 256

type-Main(256)

$ snmpwalk -v2c -c switch-huawei

59.43.222.15 .1.3.6.1.4.1.2011.2.23.1.18.4.3.1.2

enterprises.2011.2.23.1.18.4.3.1.2.0.0 = 364

type-LSB2SRP1N2(364), -- Switching and Route Process Unit, 5*LPU

enterprises.2011.2.23.1.18.4.3.1.2.0.1 = 364

enterprises.2011.2.23.1.18.4.3.1.2.0.2 = 98

type-LSB1GP24B(98), -- 24-Ports 1000Base-X Ethernet Interface Module B

enterprises.2011.2.23.1.18.4.3.1.2.0.3 = 183

（3）BRAS、路由器等設備

先通過disp device命令判斷單框還是多框，然后根據不同類型進行采集。

a）單框

首先確定光模塊所在板卡信息，然后進行光模塊的端口拼接，最后采集光模塊信息與之對應。具體如下所示：

disp ela 1

[Slot_1]……………………………………………槽位信息

/$[Board Integration Version]

/$BoardIntegrationVersion=3.0

[Main_Board_0]

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=CR52P4UFG0

BarCode=030FMV108 9000058

Item=03030FMV

Description=NetEngine80E，CR52P4UFG0，4-port 2.5G POS SFP Optical Interface LPU G………………………板卡信息

Manufactured=2008-09-06

VendorName=Huawei

IssueNumber=00

CLEICode=

BOM=

[Main_Board_1]

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=CR52FADD

BarCode=0291326T88001595

Item=03029132

Description=NetEngine80E，CR52FADD，Fabric Adapter Board D，1*1

Manufactured=2008-09-06

VendorName=Huawei

IssueNumber=00

CLEICode=

BOM=

[Main_Board_2]

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=CR52LPUG

BarCode=020DTB6T88000514

Item=03020DTB

Description=NetEngine80E，CR52LPUG，Line Processing Unit G，1*1

Manufactured=2008-09-06

VendorName=Huawei

IssueNumber=00

CLEICode=

BOM=

[Daughter_Board_0]………………………光模塊所在子卡

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=CR52TCMH

BarCode=020DTU6T88001147

Item=03020DTU

Description=NetEngine80E，CR52TCMH，Search Engine Daughter Card H，1*1

Manufactured=2008-09-06

VendorName=Huawei

IssueNumber=00

CLEICode=

BOM=

[Daughter_Board_1]

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=CR52P4UF

BarCode=020EJX1089000010

Item=03020EJX

Description=NetEngine50 00E，CR52P4UFX，4 Port 2.5G POS SFP Optical Interface Daughter Card ，1*1…………光模塊所在板卡信息

Manufactured=2008-09-06

VendorName=Huawei

IssueNumber=00

CLEICode=

BOM=

[Port_0]……………光模塊拼接，1/0/0

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=SCP6828-H1-BNE

BarCode=877010E00195 ………光模塊信息

Item=

Description=2500Mb/s-1310nm-LC-2km（0.009mm）

Manufactured=2008-07-17

VendorName=SumitomoElectric

IssueNumber=

CLEICode=

BOM=

b）多框

多框采集過程和單框相比增加了一個業務框的判定過程。

其他基本類似，在此不再一一說明。

2.3 采集程序

根據業務需要編寫了采集程序，如下所示：

DevUSwitchHuaVRP.pl

DevUSHuaLsw.pl

DevURouterhwNE5k.pl

DevUBHuawei.pl

3 界面展現及應用設計

3.1 光模塊管理維護界面設計

圖3 光模塊變更管理頁面設計

如圖3所示：

●節點為登錄用戶有配置權限的節點樹，作用于OpticalView表、OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的設備所在節點。

●設備廠商，類型，型號下拉框聯動，可空。設備屬性下拉框為多選下拉框，可空。均作用于OpticalView表、OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的設備相關字段。本文型號均為設備詳細型號。

●所在設備/IP，所在端口，文本框，like匹配。作用于OpticalView表、OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的設備和所在端口字段。

●原所在設備/IP，原所在端口，文本框，like匹配作用于OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的原設備和原端口字段。

●光模塊序列號，文本框，等匹配，作用于OpticalView表、OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的硬件序列號字段。

●變化類型，下拉框，可空。add：新增；del：刪除；mod：變更。作用于OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的Changetype字段。

●變化日期，日期控件。作用于OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的changeTime字段。

●確認人，文本框，like匹配，作用于OpticalModuleCheckH表的Operator字段

●備注，文本框，like匹配，作用于OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的remark字段。

●點擊“變更查詢”按鈕，顯示第一個紅框的列表。點擊“當前光模塊查詢”按鈕，顯示第二個紅框的列表。點擊“確認歷史查詢”，顯示第三個紅框的列表。頁面上的查詢條件對3個按鈕，能生效的都生效。

●頁面打開后，默認執行變更查詢。

●導出excel功能，與下面列表查詢的數據保持一致，只是忽略翻頁，顯示符合條件的全部數據。

●變更查詢：列表顯示OpticalModuleCheck表中數據。

●當前光模塊查詢：列表顯示OpticalView表數據。

●確認歷史查詢：列表顯示OpticalModuleCheckH表數據。

●變更歷史查詢結果，點擊列表中的備注，可彈出浮現框編輯備注，并保存到OpticalModuleCheck.remark字段。

●選中多條記錄點擊批量確認時，浮現彈出頁面如圖4：

圖4 確認頁面

點擊確認，校驗備注必填，執行下述入庫邏輯：

●更新選中checkno對應的remark字段（只更新remark為空的記錄）。

●對于選中的記錄，根據checkno將OpticalModuleCheck表中記錄復制到OpticalModuleCheckH表（確認人為當前登錄用戶，確認時間為系統時間）。

●刪除OpticalModuleCheck表選中checkno對應的記錄。

3.2 界面效果及功能

（1）點擊界面變更查詢：界面可以顯示模塊變化日期，變化類型（新增、刪除、變更），模塊序列號，所在設備，設備IP，所在端口，以及硬件描述。其中對于變更的，會顯示模塊所在原設備、原設備IP，及原設備端口信息。如圖5所示。

圖5 前臺頁面-1

（2）點擊當前模塊查詢：可顯示光模塊序列號、所在設備、所在設備IP、設備廠商、設備型號、設備屬性、所在端口、硬件描述（傳輸距離等）。如圖6所示。

圖6 前臺頁面-2

（3）點擊確認歷史查詢：可顯示變化日期、變化類型、光模塊序列號、所在設備、所在設備IP、所在端口、硬件描

述（傳輸距離等）、原設備、原設備IP、原設備端口、確認人、確認時間，以及確認填寫備注情況等。如圖7所示。

圖7 前臺頁面-3

（4）點擊導出excel，可以把當前查詢結果導出到表格。

3.3 郵件通知功能設計

為了對設備模塊變更實現自動提醒，特別設計了郵件通知功能，對當天發生的模塊變化進行郵件通知，以便維護人員及時進行確認和操作。

設計了OpticalModuleCheck.pl程序，每天運行一次。查詢系統參數表，若光模塊發生變化，執行下面發郵件功能：

收件人：XXX（可以是逗號分隔的多個郵箱地址。）

郵件主題：2015年1月20日光模塊變化情況：新增：XX個 變更：XX個 刪除：XX個。

郵件內容：

郵件附件：上述表格的excel文件。

表格數據來自OpticalModuleCheck表，按變化日期過濾，只發變化日期為當天的記錄。列表中變化日期字段顯示到日即可。如果沒記錄，則不用帶附件和正文，郵件標題改為：2015年1月20日光模塊變化情況：無變化。

4 結束語

本文提出了采用系統替換人工進行光模塊的方案，并從軟硬件角度分析了該方案的實現原理。最后實現了系統功能，可以說該系統填補了我們運維領域中的一項空白，既減少了人工參與，提高了管理效率，也節省了人力工時。

但是目前該系統還有幾個地方在未來有待改進，首先是應用的設備類型問題，隨著設備廠家和設備類型的不斷增加，還需要對系統的適配性進行更新；另外，該系統對模塊輪詢的周期只能為24小時，時效性還有待提高。