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我国网管标准研究的现状发展趋势
双击自动滚屏 发布时间:2009-11-16 15:11:57 【字体:
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1 概述

电信管理网与信令网、同步网一样,是保证电信网正常运行的支撑网。随着电信网技术的不断发展,电信网对电信管理网的依赖性越来越强,正如电信网的建设需要标准、设备入网需要测试一样,电信管理网的建设也必须遵循同样的方法论。
当前,对于电信管理网标准的研究,主要集中在网络管理框架、网络管理研究方法论和网管接口等方面。其中,核心内容是网管接口,对于厂家提供的网管接口应该定位在哪一层次、提供什么样的管理功能、采用什么样的技术、需要多大的成本等问题,这直接影响到业务运营商和设备提供商之间的主权和利益分配,可以说网管标准规定的内容是业务运营商和设备供应商之间此进彼退的战略要地。

2 我国网管标准的现状

经过十多年的网管建设,我国在网管标准化方面取得了很大的成绩,同时也有一些深刻的教训。总结过去的经验和教训,同时借鉴ITU-T和其它国际、区域、专业性标准化组织的成果,目前我国已经基本完成了网管标准化体系的建设。
在电信管理网理论方面,确定了电信管理网标准化研究的内容和方法论;在此基础上,先后制定了一系列行业标准和企业标准,并承担了ITU-T的建议制定任务;在标准的实施方面,提出了一整套保证措施,所有这一切都已经产生了较好的社会效益和经济效益。

2.1 网管理论
随着电信网络技术和电信管理网所采用的计算机技术的不断发展,对于网管理论的研究也在不断深入,目前,这方面的研究内容主要包括以下几个方面:
2.1.1 网络管理框架的研究
当前最典型的网络管理体系结构主要有Internet/SNMP管理体系结构、TMN管理体系结构和TINA体系结构三种。随着理论研究和实际应用的不断深入,TMN通过吸收其它两种结构的某些思想而不断完善,在电信网络管理领域逐渐占据了主导地位。
TMN的核心思想是一种网管网的概念,它将管理网提供的管理业务与电信网提供的电信业务分开,相对于被管理的电信网来说属于一种带外管理。TMN通过对网管接口的引入,将业务网和管理网分开,在保持接口相对稳定的同时,尽量屏蔽了电信网络技术和网络管理技术的发展对彼此的影响。同时,TMN通过引入信息模型管理功能和软件体系结构的重复使用,以及开发方法的重复使用等软件重用的思想,缩短了网管系统的开发周期,提高了网管软件的质量。
相对于TMN管理体系结构,TINA体系结构将管理业务和电信业务统一考虑,更像是一种带内管理方式,从理论上来说更容易满足网络管理实时性的要求,特别适合处理高层网络管理问题。但是,它所要求的计算技术较高,在短时间内还不可能达到实用化的程度,在没有得到市场认同的情况下,其影响力会逐渐丧失。
Internet/SNMP管理体系结构在计算机网的网络管理领域取得了巨大成功。根据计算机网管理信息较少的特点,采用这种带内管理的方式一般不会对网络的性能带来太大的影响,但是,其轮询机制所固有的缺点限制了被管节点的数目和操作响应时间,决定了该体系结构不可能用于大型网络的实时管理。
在传统的电信网和IP网融合趋势日益明显的今天,在TMN管理体系结构基础上,如何解决信息网的综合管理问题是网络管理体系结构标准化研究的主要内容。
2.1.2 网络管理接口研究的方法论
在TMN管理框架内,网管标准化研究的核心问题是网管接口问题。ITU-T在M.3020建议中给出了电信管理网接口规范标准化研究应该遵循的方法论,据此,可以从三个方面定义网络管理接口,它们分别是管理业务定义指南(GDMS)、管理功能定义指南(GDMF)和管理对象定义指南(GDMO)。
其基本思想是将网管接口定义过程划分为一系列的任务(Task),每一阶段的任务具有相关联的任务信息库(TIB),TIB描述了关于完成该任务所必须具备的知识和方法以及完成该任务后产生的结果。在按照一定的时序完成指定的任务序列后,根据生成的TIB就可以得到满足用户需求的网管接口规范。1995年版的M.3020建议的图10中详细描述了网管接口方法论中定义的两类共14个任务、与每个任务相关联的TIB以及完成整个网管接口定义的流程。
该方法在基于Q3接口的网管接口规范制定过程中起到了很好的作用,按照该方法论,ITU-T先后完成了一系列通用的网管接口建议。在此基础上,我国也制定了一系列关于特定业务网的网管接口规范。但是,传统管理信息建模方法存在一些不足。首先,GDMO本身的描述能力不足,例如模型中对行为的描述采用自然语言,这无法清楚定义对象的具体行为,因而可能引起二义和歧义;其次,在信息建模过程中缺少需求、分析和设计阶段的可溯性,无法体现信息建模的全过程;再次,往往最终给出的只是静态的信息模型,无法描述被管对象的动态特性;最后,得出的信息模型只适用于本管理框架,无法在其他管理框架中得到直接的重复使用。
随着基于CORBA(公共对象请求代理体系结构)平台管理应用的出现,越来越要求信息模型在不同管理框架下实现互通,如传统的基于Q3的信息模型可以在基于CORBA的平台中应用。目前JIDM工作组提出的静态和动态GDMO/IDL映射作为一种方案在一定程度上可以解决信息模型的互通,但是在模型翻译过程中存在不可避免的语义丢失。因此,只有从管理信息建模方法本身入手,找到一种可以得到与管理框架无关的信息模型的建模方法,才能解决这个问题。
为此,ITU-T在1999年3月决定简化网管接口规范制定的方法论,提出了RAD(Requirements, Analysis, and Design)方法。与传统管理信息建模不同,RAD方法将整个建模过程分为需求、分析和设计三个阶段。但是,这三个阶段并不是严格的从上到下的过程,而是一个反复的逐步求精的过程。需求阶段主要涉及问题域空间、系统策略和外部系统与该系统所扮演的角色的定义,它可分为事务(business)需求定义和详述(specification)需求定义。事务需求从宏观的角度完整地定义被解决的管理问题的需求;详述需求则给出在分析和设计阶段可以直接使用的详细的需求细节,详述需求是最终分析和设计结果的来源。分析阶段主要根据需求阶段的结果,定义实体与实体间的关系以及实体所支持的接口,分析阶段的工作独立于具体设计的要求。在分析阶段的信息主要包括对象类的描述、类中数据的定义、对象类间的关系、类中的动作以及类间相互交互的脚本的描述。设计阶段主要是依据需求和分析阶段的工作,基于特定的管理框架,如Q3或CORBA,将需求和分析结果映射为与特定管理框架相关的管理信息模型。例如:Q3采用GDMO描述、CORBA则采用IDL描述。
通过将建模过程分为RAD三阶段,可以做到模型在需求和分析阶段的结果与具体管理框架无关,而在设计阶段才使之与特定管理框架相关联,这就使信息模型与管理框架无关,从而实现了信息模型间的互通。
在RAD三阶段中均融合了ODP的企业视点、信息视点和计算视点。在建模的全过程中使用的主要描述语言是UML。在设计阶段,与具体管理框架相关的建模语言是GDMO或IDL。
目前,ITU-T内部各个网管标准化工作组正在评估RAD方法论的提出对过去已经完成的工作带来的影响。对于我国已经制定的标准,也应该重新审查,消除引进新的方法论带来的影响;同时,应该直接在新方法论的指导下进行新标准的制定工作。
2.1.3 网络管理接口研究的内容
作为网管标准化工作的核心,网管接口标准化主要包括三个方面的内容:接口通信协议、接口信息模型和接口的测试。
对于接口通信协议,目前,已普遍接受的是基于Q3接口的CMIP、基于CORBA接口的IIOP以及基于Internet/SNMP框架结构的SNMP。对于接口信息模型,与以上三种接口相对应,分别采用GDMO/ASN.1、IDL/UML和MIBII方式进行信息模型的描述。对此,有关各方已达成共识,未来的工作主要集中于如何完成具体业务网的信息建模工作。
但是,以上两部分工作的贯彻实施必须有足够的技术保证,正如电信网的设备入网需要测试一样,电信管理网的建设也必须遵循同样的方法论。网管标准的制定应该着重于网管接口的标准化,相应地,网管系统的测试也应该着重放在网管接口的测试方面。
从纯技术角度来看,与电信网中的其它测试一样,厂家提供的产品与规范并不总是一致。相对而言,网管接口包含的内容更复杂,包括通信协议测试、信息模型测试和接口功能等,要想解决网管接口的标准化问题,接口测试是必不可少的。
从网管产品的市场角度来看,厂家为了达到广告效应,对网管接口的承诺与产品的实现往往不一致,从测试的结果来看,这种不一致性也是必然的。业务运营商只有通过对产品供应商的网管接口进行测试,才能做到知彼知己。
从我国电信管理网建设的现状来看,我们已经尝到了沉痛的历史教训,对于已经建成的部分重要的电信基础网,由于没有能够在网管接口方面进行规范、测试,导致了后续网管建设的被动。其客观原因在于,我们对网管建设应该遵循的方法论理解不深刻,对网管标准应该规范的内容认识不足,而且没有对厂家的所谓标准接口进行测试。
目前,在信息产业部和中国电信的共同努力下,一套指导网管接口测试的方法论已经形成;在此指导下,多个企业级的测试规范已经完成,相关的测试系统已经具备。承担测试任务的北京邮电大学网络管理系统测试中心已经能够对外提供Q3接口、CORBA接口和传统的基于TCP/IP码流的测试业务,并在国内外产生了很大影响,引起世界各大产品供应商的高度重视。

2.2 行业标准
截止到1999年上半年,我国在电信管理网方面已经发布的标准如表1所示。其中,大部分是关于TMN的基本框架结构的标准,通过这些标准的制定,一个电信管理网标准的基本体系已经形成,为具体业务网管标准化工作的开展打下了基础。
在信息产业部颁布的一系列行业标准所规定的TMN框架范围内,以中国电信和中国移动集团(筹)为代表的企业已经完成了或正在制定有关特定业务网的网管标准,主要包括电话交换网、移动通信网、数据通信网、七号信令网、寻呼网、接入网、传送网和电信管理网本身等。
其中具有代表性的是:
2.2.1 中国电信关于接入网网管的标准系列
该标准系列包括接入网网管规范、接入网网管测试规范、接入网网管测试系统以及网管系统测试实验室。这些行业标准的制定规范了接入网的建设,为接入网网管的建设提供了充分的技术保证。
在标准的制定过程中,作为业务运营商的中国电信在完成网管接口信息模型定义的基础上,选择接口实现技术时只选用了Q3,而没有选择当时还不太成熟的CORBA或其它通信协议。在尽可能地考虑到业务运营商利益的前提下,选择一种而且仅选择一种接口技术作为行业标准是十分合理的,而且事实也证明Q3技术是目前最成熟的接口技术。而CORBA产品还仅仅停留在实验阶段,作为网管接口技术,相关的后续准备措施还不充分,距离实用化还有很大的差距。而且,仅仅从技术角度考虑,将采用GDMO/ASN.1定义的接口信息模型语义等价地转化为IDL信息模型而采用CORBA接口技术也是非常容易的。
2.2.2 GSM网管接口技术规范
中国移动在制定厂商OMC向上层网管系统提供网管接口的标准时,充分考虑了设备供应商的利益,为了在二者利益之间找到一个平衡点,采用了Q3和CORBA两种接口技术。但是,对业务运营商来说,增加了其上层网管系统的开发工作量。
在标准的制定过程中,首先基于Q3接口技术,对网管接口信息模型进行了标准化,由此,准备支持Q3接口的设备厂商可以遵循该标准进行相应网管接口的开发;同时,采用ITU-T最新提出的制定接口标准的方法论,语义等同地将Q3接口信息模型转换为CORBA的信息模型。

2.3 国际标准
自从1997年北京邮电大学代表中国首次向ITU-T第四研究组提交“基于TMN接口的ATM网络管理所使用的管理目标定义”文稿以来,经过两年的努力,已经完成了M.3208.3的建议草案,并在1999年3月的ITU-T全会上讨论,同时M.3108.3建议也将在2000年1月的全会上审批,这是中国在电信网络管理标准化领域第一次被ITU-T接受的建议,将使我国在VPN网络管理的研究、实现和标准化方面具有优势。

3 网管标准发展趋势

在电信管理网标准的基本体系已经初步形成的基础上,我国网管标准研究的下一步工作应该是积极参与ITU-T建议的制定、跟踪其它相关标准化组织的发展;同时,制定实用化的、符合中国实际情况的国家或行业标准。在将来一段时期内,亟待解决的问题表现在以下几个方面:

3.1 网管标准研究方法论的完善
在1999年全会上,ITU-T就目前网管技术发展的现状,对M.3010和M.3020建议进行了修改。其中,M.3010定义的TMN体系结构更强调与技术无关及与协议无关,这一点会影响今后Q3接口的内涵;M.3020确定了UML作为今后有关TMN建议中信息建模和功能描述的一般方法。对此,我国应该尽快对现有的相关行业标准进行修正,并制定对标准化工具进行规范的相关标准,使我国的标准化工作与国际保持同步。
对于现有的各个具体业务网的网管标准,各相关单位应该认真思考RAD方法论的提出对过去已经完成的工作的影响,同时,应该直接在新方法论的指导下完成新标准的制定工作。

3.2 网管标准化工作的定位
从制定标准的主体和标准的作用范围来看,电信管理网的标准可以划分为三个层次,即国际建议、国家标准和行业标准。按照TMN方法论,标准规范的内容应该包括对所研究客体的需求、分析、设计以及产品验证与标准是否相符的测试等四个阶段。
对于不同的标准制定主体来说,其对所研究的客体的标准化内容可以不同,如表2所示。
对于国际建议和国家标准来说,标准的制定可以仅仅涉及需求和分析阶段,而不用关心设计阶段采用的具体技术;为了加强对产品和市场的控制,对于国家标准来说,也有可能对设计阶段采用的某些技术进行限定。
对于行业标准来说,不仅要关心需求、分析和设计三个阶段的所有内容,甚至还要规范按照标准进行产品实现的具体内容;同时,必须要通过测试解决产品与标准的一致性问题,保证异构环境下网管系统的可持续建设。
在将来的标准化工作中,不同的标准制定主体应该根据不同客体的实际情况,在国家利益、业务运营商利益和产品供应商利益三者之间找到一个平衡点,对所负责的标准化工作的内容进行定位。

3.3 网管具体实现技术
按照TMN的方法论,标准化工作在实现阶段必须与具体的技术相结合。目前,引起激烈争论的是对CORBA和Q3这两种技术的应用,现将二者比较如下:
首先,CORBA代表了分布式计算技术的未来,当我们把目光转移到网管系统产品的现实中来时,会发现要为分布式处理系统提供一个有效的环境(包括可靠的网络、高速运算的硬件等),其代价是相当昂贵的。在我国,尽管信息网络建设在超高速发展,但是由于许多具体的历史、经济、自然条件所限,许多电信网络运营商不可能为电信管理网提供一个如此昂贵的DCN(数据通信网),在某些地方,甚至传统的Modem通信方式还要存在一个较长的时期。因此,对于现有网上运行的网管系统,无论CORBA技术,还是Q3技术都是作为一种数据通信接口技术来使用的。通过该通信接口,所有的网管数据都被收集到本地的NMS,然后再对这些数据进行集中分析、处理,而没有充分利用分布式计算的特性。
从方法论角度来看,在网管系统的分析和设计阶段,与OMG IDL语言相比较,Q3接口技术采用的GDMO/ASN.1描述语言可以更方便地进行信息建模,如果UML与IDL相结合,有可能满足电信管理网的建模要求。目前的现状是,如果给定一个GDMO/ASN.1描述的信息模型,花费较少的时间就可以对其精确地理解;如果给出的是用IDL描述的同样的一个信息模型,接口双方将会花费很多时间对其细节进行无休止地讨论。
从软件重复使用角度来分析,CORBA的标准对象服务还不足以方便地用来进行网管系统的开发。在基于Q3接口的TMN框架内,类似事件管理、日志管理、性能管理等一系列通用系统管理功能,已经作为标准被普遍接受。然而,OMG目前定义的CORBA服务大部分是支持分布式处理通用的一些服务,针对网络管理领域的服务或者与ITU-T的建议有很大出入,或者还没有涉及,总之,距离TMN的要求还很远。CORBA规范3.0版本中,可能在一定程度上会对该问题做出明确规范。
从系统开发角度分析,OMG IDL转换为编程语言的标准化工作要优于GDMO/ASN.1转换为编程语言的标准化工作。在解决GDMO/ASN.1转换为编程语言的标准化问题上,ITU-T没有参与。对此,TMF曾经做出了很大努力,但是由于某些历史和商业原因,它将某个厂家已经实现的产品中采用的转换方法作为标准,使得所谓的标准成为一纸空文,没有得到大多数主要网管平台开发商的支持。但是,在CORBA规范的制定过程中,直接完成了OMG IDL转换为编程语言的标准化任务,并且规范了到各种流行的编程语言的转换方法,从而得到了所有CORBA产品供应商的支持,成为了事实上的标准。同时,令开发人员鼓舞的是,该方法得到了X/Open的支持。
从目前产品的现状来看,在经历了十几年的发展之后,基于Q3技术的网管开发、运行平台要比采用CORBA技术的产品更稳定,而且在大量的实际工程中已经得到了验证。产品之间的互联、互通得到了很好的保证。对于目前的CORBA产品,一方面,CORBA规范是如此的完美;另一方面,没有专门的机构和措施来检验CORBA产品与CORBA规范的一致性,从而导致实际中不同厂商的CORBA产品之间的互联存在问题,而没有达到CORBA本身所希望的目标。更为遗憾的是,即使同一个产品供应商的基于不同硬件平台的CORBA产品也不能进行很好的互联,但是,应该相信CORBA产品经过一段时间的锤炼,相应的问题会得到解决,我们有理由对其未来充满信心。

3.4 综合网管的问题
由于IP业务和网络在全球的迅猛发展,如何解决IP网和基于电路概念的传统电信网的综合管理问题是目前网管标准化工作的重点。1998年9月ITU-T在美国奥兰多举行了IP技术研讨会,并召开了TSAG会议,一致通过为满足日益增长的IP业务和技术标准化的需求而加强对IP网管理的标准化力度的建议。
目前,ITU-T各研究组都已经开展IP方面的研究,第四研究组特别增设了相关专题,对电路交换和包交换综合网络的统一管理框架、统一的IP和电路交换网络的控制功能和基于服务器的应用的管理等问题进行标准化研究。
网管标准的制定仅仅为网管系统的建设创造了技术条件,但是如何保证网管标准的贯彻实施,还需要相应的行政管理措施相配合。对此,中国电信在接入网和DWDM传输网网管建设中,已经通过基于接口测试、发放入网认可等措施积累了一套行之有效的经验。

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