XML在电力通信设备告警机制中的应用

北极星电力网技术频道作者:3 2007/12/21 15:27:55

关键词: 电力通信

摘　要：介绍了XML技术和Push在基于Web的网络管理体系中的应用。提出了基于XML的电力通信网络设备管理信息模型的建立，分析了Push机制实现通信设备的实时告警的方法。最后总结出XML技术在电力通信网中的应用前景。
　　关键词：XML；电力通信设备；Push；信息模型；告警信息　　Abstract：ThispaperintroducestheapplicationofXMLtechnologyandPushinwebbasednetworkmanagement.ItalsoproposestoestablishaXMLbasedelectricpowertelecommunicationmanagementinformationmodel,andanalyzestherealizationoftelecommunicationequipmentrealtimewarningthroughPushmechanism.Finally,itconcludestheapplicationforesightofXMLtechnologyinelectricpowertelecommunication.
　　Keywords：XML;electricpowertelecommunication;Push;informationmodel;warninginformation
　　故障管理是保证网络正常运行的一个重要部分，其功能包括故障检测、故障定位分析、诊断和相应的故障排除或恢复。尽管大型网络中的故障不可避免，但是对故障发生原因和位置的快速判定以及故障恢复的能力对于提高网络的稳健性和网络服务的可用性具有重要的意义。电力通信网是由多个厂商的多个时期的各种设备组成的典型的异质网络，由于各种设备大多是由不同厂家在不同时期生产的，各自的数据组织方式各不相同，造成各子网之间的告警信息的种类和数量日益增多。这对网管人员及时准确地接收告警信息，发现和解决故障极为不利，给管理工作带来很大困难。
　　TMN是ITUT为了解决电信网中多厂商设备管理环境下产生的统一的网络管理方案，是电力通信网管的发展趋势^［¹^］。TMN采用先进的技术，强调功能和接口的标准化，但由于其目标太理想化，抽象性要求太高，信息模型的标准化进程缓慢和实现代价高等问题使得多数网管系统只是在功能、概念上遵循TMN标准，而在网络管理系统的实现上，大多以TMN网管体系为基础，又采用了很多新技术。XML就是在保持TMN健壮性的同时，简化相关软件的开发，同时采用Push技术实现管理事件的上报。1基于Web的网络管理
1.1XML在基于Web的网络管理中的应用
　　1998年2月，W3C发布了XML1.0规范，1999年一些组织和个人就提出将XML应用在网络管理中。DMTF（DistributedManagementTaskForce）组织为建立WBEM^［2^］开发了一系列的核心标准，包括数据模型和通用信息模型（CIM）标准、编码规则和XMLCIM编码规则，定义了将CIM对象表示为XML格式的XMLSchema，并将这些XML片断封装为HTTP包，CIM类及其实例都必须是符合这个Schema的XML文档。在由John等提出的XNAMI^［3，4^］系统中允许管理系统在SNMP框架内扩展代理的MIB，并通过用XML来表示系统的MIB，并且以DOM树的方式存储在代理端，在管理端可以浏览MIB模型。1999年12月，ITUT发布了Q22/7标准，定义了ASN.1和XMLSchema数据类型的映射。2002年4月，ITUT发布了一个标准M.3030，定义了TML的一个框架，TML是XML在电信领域中的应用。
　　XML的自我描述性、内容和表现形式相分离、低成本及其能穿过防火墙的性质使其在电力通信设备管理中具有很重要的应用。
1.2Push技术在基于Web的网络管理中的应用
　　通常,在基于Web的网络管理中，均采用Pull方式获取信息。近年来,出现了一种新的Push（推送）技术,它与使用浏览器查找信息的Pull技术不同。Pull技术是浏览器发出请求后,Web服务器就将信息传送给用户;Push技术是Web服务器根据事先规定的设置文件,而不是用户的即时要求,有目的性地按时将用户感兴趣的信息主动发送到用户计算机中。用户只要在初次使用时自己设定所需信息,不必进行任何信息检索操作,就能方便地获得所需信息,更新信息会随时Push给用户。
　　目前，实现Web服务器主动向浏览器发送数据的技术主要有3种：ClientPull、SeverPush和JavaApplet。其中ClientPull方式要求浏览器以一定的周期访问服务器，用以检查有无新事件发生。如果周期太长，则事件的延迟太大；如果周期太短，则不仅会给系统增加负担，还会增加网络开销。SeverPush方式是由Web服务器派生一个进程执行NPH(nonparseheader)的CGI程序与浏览器建立一个TCP连接。这样，各功能模块产生的告警信息通过内部消息传递、广播给各NPH进程，由这些进程Push给浏览器。ServerPush实现的优点是XPH进程运行在服务器，对客户浏览器的要求较少。但是，因为服务器要为每个浏览器派生一个NPH进程，这就加重了服务器的负担。JavaApplet运行在客户端浏览器上，每个Applet与服务器上的消息传递守护进程建立一个TCP连接，在消息传递进程收到各功能模块的告警事件后，通过JavaApplet向管理员报告。可以看出，JavaApplet实现了把告警事件的处理交给浏览器，有效地平衡客户与服务器之间的负载。2XML在电力通信网络设备管理中的应用
2.1TMN中物理设备的信息建模
　　信息模型是用面向对象的方法为与管理相关的资源建立的模型，由此产生了一套构造管理信息库的方法。信息模型在网络管理中处于核心位置。根据XML可以描述大量的现有管理标准和部署方案中所表示的信息模型，还可以使用其它普通的工具来浏览、编辑和处理这些模型。根据电力通信网管理功能的要求，需要对设备的工作状态进行监视，对设备的状态告警和相关资料进行管理。由此，要对电力通信网中的所有设备进行类划分。针对不同的要求确定不同的监测信息，并用不同的状态量表示，通过监测状态信息来判断设备的运行情况。当对设备的状态告警进行管理，要把设备的告警级别分为不同的等级。要确保设备的告警信息能及时准确地上报给管理者，管理者收到告警信息后做进一步处理。同时还有提供告警数据的统计功能。设备的相关资料包括设备的生产厂家、使用情况、配置方式、规格型号等。根据电力通信网的组成情况，可以将设备分为数字微波、电力线载波、卫星通信、光纤通信、数字程控交换机、移动通信、多路模拟载波和通信机房等8种类型。作为电力通信网的被管物理资源，按照功能和特性，可分别定义这些设备的管理信息模型。根据ITUT建议书M.3100的建议，用UML图建立被管对象类之间的继承关系，如图1所示。2.2基于XML的物理信息建模
　　参照M.3030中有关GDMO/ASN.1与XMLSchema之间信息模型的映射规则，GDMO规范中的每个被管对象类都可以转换成TML类型，而且GDMO模板中的属性也能转换。当被管对象类转换时，类中所包含的包将转换为元素；将属性组转换成为TMLSchema中的命名组；被管对象条件包中的presentif语句在包转换之后转换成minOccurs=“0”；动作、行为、通知均转换成注释；名字绑定由XML的命名空间来完成。GDMO使用ASN.1来定义属性、操作和通知中的参数，当GDMO模板转换成TML模板时这些句法要进行重新定义。由于包注册在命名空间中定义的唯一性，所以没有必要对其进行必要的转换。TML不能携带功能性的操作，可以将其转换成注释，通过XML提供的DOM/SAX接口用具体操作语言（例如Java，C＋＋等）来实现。
　　参照GB17246—1998《电力系统通信业务导则》中关于通信设备编号方法的规定给设备进行编号。设备编号由3部分8位组成：前5位为通信站编号，由区域代码、地区局代号和通信站序号5位数字组成；第6位为通信设备编号；第7和第8位为通信设备序号。按照这种规则对设备进行逐层命名后形成管理信息树，体现了被管设备实例之间的包含关系。3系统结构
　　这套基于XML的电力通信网络管理系统提供了一种灵活有效的方法去控制MIB中的变量。管理者与代理之间的通信采用通过HTTP协议的JavaApplet和Servlet来实现。通过采用公布—订阅—发行的机制来完成告警信息的上报。系统体系结构见图2。　　XML分析器和解析器的目的是在系统的设计过程中保持传统的HTML的优势，把它们结合起来。XML分析器/解析器的主要任务是把浏览器端提交的HTML格式的表单内容转换成XML文档，将服务器端的XML文档以HTML格式在WEB浏览器上显示。系统会根据鼠标选中的设备在索引目录中的ID号，利用XPath匹配MIB中设备序号，以统一的形式来显示相应设备的所有参数。应用程序还可以利用XMLDOM提供的API来和任何编程语言一起使用，完成动态的访问、添加、删除和修改MIB的内容以及显示结构和样式等。
　　通过对1.2节中Web服务器主动向浏览器发送数据的3种技术的分析和比较发现，使用JavaApplet方法比较合适。Java是操纵XML的最有力的工具，而且Java的跨平台特性和XML的平台无关性使得他们的结合非常完美。Java虚拟机（JVM）被绑定在Web浏览器中，使得Web浏览器可以执行Java代码。浏览器端一旦键入服务器端的URL就可以从服务器端下载一个包含有JavaApplet程序的HTML文档。这样运行在浏览器端的JavaApplet与服务器上的消息传递进程建立一个TCP连接，其作用就是在客户端处于等待状态，对从服务器端扩展程序发来的告警标志信号进行监听。运行在服务器端的JavaServlet通过JDBC连接或用户输入的订阅信息，从数据库中提取出查询数据，依据已经设计好的DTD/Schema，动态地生成XML文件。用XSLT作为转换工具，把XML文件转成HTML文件，在浏览器上浏览。通过这种方式可以屏蔽异构网络设备之间的数据差异，达到对电力通信网中通信设备的统一管理。
　　采用XML作为文件传输格式是因为XML具有以下优点。
　　a.分离数据和表现形式。XML文件可以由XSL/CSS文件加以显示，更改XML文件的内容不会影响到它的显示效果。
　　b.XML可以实现不同应用间的数据共享。使用XML表示的数据内容很容易被理解和解析，这样也很有利于数据格式的向前兼容性。
　　c.基于XML的管理应用程序能够利用现存的网络安全交互功能，XML表示的信息由于利用HTTP来传输，所以信息能够穿过防火墙，这一点也正是其它的分布式协议所面临的主要问题。4结束语
　　XML/HTTP在Internet上使用比较方便，它具有的有效性、可扩展性和防火墙互操作性，使其成为异构环境下的通用数据语言和转换协议。由于XML的灵活、简单和技术无关性，业界在XML互联上能够比较容易地达成一致，可以认为基于XML的信息技术改革将是中国网络管理实现跨越式、可持续发展的方向。参考文献［1］焦群.建设电力通信网络管理系统［J］.电力系统自动化，2002，（12）.
［2］WBEM.http://www.dmtf.org/wbem.
［3］A.John,K.Vanderveen,SuglaB.Suglar.AnXML-basedFrameworkforDynamicSNMPMIBExtension［C］.IFIP/IEEInternationalWorkshoponDistributedSystemsOperationandManagement(DSOM),Zurich.1999,P107_~120.
［4］A.John,K.Vanderveen,SuglaB.Suglar.XNAMI-AnextensibleXMLbasedparadigmfornetworkandapplicationmanagementinstrumentation［C］.IEEEInternationalConference,1999,P115_~124.
［5］MartinFlatin,J.P.Pushvs.pullinWebbasednetworkmanagement［C］.ProceedingsoftheSixthIFIP/IEEEInternationalSymposium,1999,P3_~18.

来源：徐　扬，高会生，丁　杰

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