信息通信網絡一體化綜合運維監控系統設計

晉榮 張謙 張巖 程洪閃

摘要：隨著網絡管理技術的發展，信息通信網絡對綜合管理提出了更高的需求。在分析綜合網絡管理需求的基礎上，研究了網絡管理新技術，設計了基于微服務架構的分層次的軟件體系，在云平臺服務器上進行了軟硬件系統的集成，實現了對分布式信息通信網絡資源統一管理、流量實時監測、態勢一張圖顯示的功能，切實提高了運維管理的效率。

關鍵詞：信息通信網絡;一體化;綜合運維;網絡監控

中圖分類號：TP393文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2021）05-62-3

0引言

隨著信息網絡管理技術的飛速發展，信息通信網絡管理范圍從單一的專業網管發展到多專業融合的綜合網管，隨著應用場景的不斷更新，用戶運維管理的需求不斷升級，面向各網系整合和發展現有各專業管理系統，形成統一、綜合、一體化的管理體系，完成海量管理數據的采集、分析、處理和多維度呈現，支撐空天地一體信息通信網絡的可靠運行，為不同層次的管理、組織人員提供高效可靠的支撐平臺，成為新一代綜合網管系統的重中之重。

1系統功能

1.1系統概述

信息通信網絡一體化運維系統是信息通信系統的重要組成部分，實現對信息通信網絡的集中綜合管理。在通信系統開設前，綜合運維軟件輔助通信指揮人員進行站點和資源的靈活編排，輔助網絡快速開通和調整。在網絡運行過程中，綜合運維軟件實時監視網絡運行狀態、收集、處理、統計、存儲網絡運行數據，為業務管理人員實時呈現通信網絡運行綜合態勢，保障通信網絡安全可靠的運行。在信息通信系統裝備的日常管理維護中，自動生成裝備臺賬，按日、按周進行裝備維護統計，按年度生成故障統計、態勢分析、健康評估等報告，為裝備管理員呈現豐富的報表。

1.2功能需求

隨著信息通信系統的發展，網管的需求是一個持續增進的過程，作為一個綜合型的一體化管理平臺，綜合網管系統需要管理的不僅是設備、網系和任務，更需要兼顧不同角色的業務員、管理員與組織者，實現“一點采集、全網共享、個性定制”的需求。

（1）網元管理

網元主要包括信息通信系統中的各類設備、節點及設施等。具體有光傳輸節點設備、網絡傳輸設備、無線寬帶設備、通信控制器、頻譜感知設備、時間統一設備、視頻會商設備、指揮調度設備、通信電源、安全防護設備、服務器、客戶終端以及環境監測設備等。

（2）專業網管管理

除了離散的終端外，信息通信網路系統在前期的發展中，各網系林立，通過專業網管，能夠提取到更多的網元信息、鏈路信息和業務信息，因此，對于具有專業網管的子網，綜合網管通過北向接口直接獲取子網內各網元的狀態、故障、告警及配置等信息，而不直接面向網元設備接口。

（3）網絡管理

主要是整合整個信息通信網絡相關信息，包括網絡拓撲的規劃、監視和維護，網絡資源配置管理、網絡性能的評估、網絡故障管理、日志管理及系統自身管理等。

（4）運行分析

主要對網絡運行狀態進行綜合地顯示、分析和預測，包括網絡流量的采集、監測、分析和評價，網絡、節點、設備、板卡、端口的故障分級、呈現、預警以及處置各種信息的查詢、統計、記錄、導出等。

（5）態勢綜合

通過對網絡數據的分析，能夠以高度集成化的動態軟件界面綜合呈現網絡的整體運行態勢信息，包括系統態勢、網絡態勢、資源態勢及業務態勢等內容，便于在大型電子監控屏幕展示。

2設計與實現

2.1設計思路

網絡管理系統的關鍵在于建立穩定、高效、易擴展的系統架構和應用架構，提高系統和應用的擴展性和伸縮性，保證系統能夠很好地適應技術的發展和應用的變化。

①系統架構方面做好軟件和硬件產品的選擇以及網絡系統的設計，充分保證系統的先進、安全、穩定、高效。

②網絡管理系統的架構綜合使用數據緩存技術、分層設計、服務器集群、負載平衡、庫表散列等技術，采用當前主流分布式技術構建應用系統，為將來系統的進一步發展奠定基礎;充分考慮并保證系統對異常事件的處理、容錯能力及系統恢復能力，保證整個系統的安全可靠。

③建立完整的安全保障體系，防止從各個子系統采集到的大量數據信息被非法訪問、非法修改或非法破壞。

④基于SOA理念進行設計和構建，具備良好的處理能力，能夠應對大規模的訪問、擴展方便，以適應業務發展和技術發展的最新需要。

2.2實現方式

2.2.1體系架構

信息通信網絡一體化綜合運維軟件采用面向服務的開放體系結構，通過構建通用的網絡管理服務，提供管理服務之間的靈活組合能力，實現按需網絡管理服務，體系架構如圖1所示。

2.2.2系統流程

通信網絡運維系統整體運行流程如圖2所示。

①在系統開設前的資源維護階段，通信保障人員完成各類資源數據的錄入，形成通信網絡運維系統所需的各類資源數據。

②在系統初始開通過程中，通信保障人員基于錄入的資源數據和實際組網需求，完成車廂編排、無線鏈路的規劃等，并基于網絡拓撲對網絡業務、設備參數等進行規劃，生成設備開通所需的規劃參數文件。

③在網絡開通或調整過程中，根據規劃結果對相關設備進行運行參數的一鍵加注或調整。

④在網絡運行過程中，對網絡運行情況進行監視并收集網絡運行數據，形成反映網絡運行狀況的態勢視圖。

⑤在網絡運行過程中，根據頻譜監測結果對網絡中無線通信設備頻率進行調整。

2.3關鍵技術

2.3.1優化的分層次軟件體系

傳統的軟件設計方法是所有模塊以數據庫為中心進行設計和編碼，導致各模塊都緊密耦合到數據庫上，各模塊之間耦合性強、調試維護困難。為解決此問題，在系統軟件架構中進行分層設計，分為呈現層、業務邏輯層和數據訪問層。開發人員將網管應用進行邏輯抽象，放到業務邏輯層中進行處理。呈現層重點關注界面呈現，和業務邏輯層之間定義明確清晰的接口。

2.3.2全局性的性能數據采集技術

目前的性能監測或網管系統大都屬于集中式監測管理系統，數據呈現、調度管理、性能測量都由單臺主機完成，這類系統得到的性能數據（如端性能數據）描述的是以運行該系統的主機為源點、目標設備為終點所對應的網絡路徑上的性能數據，不能得到其他指定源點開始對應的性能數據，因此這樣的數據具有片面性，無法反映全局性的網絡性能態勢，不便于值勤維護人員全方位了解所管轄網絡的整體或局部性能數據。一體化綜合網管系統部署多個探針進行多點測量，數據進行集中處理與呈現，可以得到較全面的數據。

2.3.3基于大數據挖掘的態勢感知技術

支持對分布式探針獲得的指標進行綜合分析，支持數據采集、存儲、本地緩存，支持流量、性能、安全等結構化及非結構化數據的存儲，支持100萬并發業務流記錄的存儲，支持多層次、多粒度的網絡流量匹配和處理。

2.4效果展示

信息通信網絡一體化綜合運維管理系統界面如圖3所示。

3結束語

信息通信網絡一體化綜合運維監控系統依據信息通信系統的組成、網絡規模和拓撲結構，采用集中式管理、分布式存儲、分級部署的方式，通過可視化方式從多個視角多個維度實現了對通信網絡的資源、拓撲、配置管理及網絡運行態勢顯示，可以達到管理集中、處理可靠、存儲安全、自動維護的目的，提高網絡管理的質量和效率，通過不斷積累更多的數據，對裝備管理、任務保障及決策支撐發揮的作用會更加可靠。

參考文獻

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