电力通信网络管理系统的建设

　冯超

（广东省电力通信有限公司，广东广州510600）

分布式
1　建设网络管理系统的目标
　总的来说，用户和网络经营者对网络的要求是有效、可靠和经济。为了满足这个要求，整个信息产业在迅猛地发展，为广大用户提供既高效又经济的通信手段，而相对于通信网络本身的发展建设，网络管理要满足上述要求，无论在理论上，还是在实践上都远远滞后。通信网络设备的更新换代很快，通信设备功能复杂和规格不统一，生产厂商多，网络管理的行业标准不完善，管理需求的不断变化和发展，使得网络管理系统建设不可能一步到位。对于省级电力通信系统，网络如何管理是一个新课题，必然有一个逐步认识和发展的过程。近期我们希望能达到以下几个主要目标：
　a）为没有管理系统的网络提供管理功能。交换网络和计算机网络设备在建设的时候都没有考虑管理系统，随着运行方式的改革（例如从星型汇接变为分层汇接）和重要性的提高，需要增加网络管理能力　。　　　
　b)对各种零散设备进行管理。网络中必然存在大量不同功能的设备，例如电源、空调、消防设备以及各类接口设备，通信电路监控设备一般不对它们进行管理，但是在运行中，它们的作用和重要性往往不低于电路本身，这就需要有手段将它们管理起来。
　c)替代通信电路原有的监控系统。经过十几年的使用，一些通信电路自带的监控系统已经损坏，不可修复，需要有新的监控手段。
　d)在原有监控系统的基础上提高管理能力。过去的监控系统往往只是注重监视功能，不能提供性能管理和后台应用管理的功能。我们希望新的网络管理系统不仅仅能够弥补这些缺陷，而且要求它打破物理网络的封闭结构，改变多管理系统之间互通性差而造成低效和复杂的管理环境，提供一些新的功能，例如一段电路中断后对其它传输电路或通信方式产生的影响及其屏蔽。
　e）降低网络运行成本。减少现在运行中需要大量人工介入处理的、简单的和重复的工作，例如一些工作纪录和单据的自动生成、统计以及传送。
　f）满足不同人群对管理网络的不同要求。管网络的与管设备的要求不同，管资源、管财务、管运行的要求不同，不同通信专业的要求也会不同，例如某点失效可能引起不同范围和不同专业通信人员的重复检查和处理判断，以至扩大故障影响等。　
　g）具备开放性，为未来顺利接入新增设备打下良好基础。
2　网络管理系统的体系结构
　要实现上述目标，就需要在网络管理系统的体系结构和管理信息结构等方面作出很大改进。
2．1　主从式
　现在我们使用的管理系统属于主从式体系结构，所有的设备和电路都由后台直接操纵，所有的应用管理也是在同一个后台上进行。这种高度集中的系统存在着以下问题：
　a）由一个网管核心负责收集、分析所有被管资源的状态信息，并进行相应管理，造成网管站工作负担过重，没有充分发挥网络的分布计算资源优势。
　b）所有的网络管理数据都必须传送给网管站分析处理，这样易在管理者端形成通信瓶颈，如果是网络规模小，设备不多则自然采用集中式的管理，但是当网络具有几百个节点，轮询一遍就需要花费很长的时间，显然不可能做到对网络实时监控。
　c）当网络出现故障，尤其是后台失效的时候，会造成全网失控。
　d）由于系统规模和应用越来越复杂，加上用户需求的改变，现行的网络管理平台不易扩展升级。
　e）由于网络采用不同厂商的网络、协议、操作系统和数据库，网管人员不得不分别借助各种孤立的管理工具来监视和控制网络的运行和管理各种信息服务。这给网管人员带来了额外负担，给有效地管理好网络带来很大的困难。比如，有些电路是由不同厂家设备驳接而成的，如果要计算全电路运行率，就需要在各自的管理设备上分别进行，且由于计算方法不同，其结果可能产生差异。
　f）目前网络管理的重心仍然放在管理网络的硬件设备上，缺乏真正有效的包括各种应用服务的集成网络管理。
2．2　分布式
　当前，计算机网络技术的发展为我们解决上述问题铺平了道路，采用客户－服务器这样一种成熟的结构来实现网络管理系统的分布式管理方式，已经成为网络管理系统建设的共同模式。网络管理系统是以中央平台为中心的，各种管理应用集中在平台之中，并与被管数据和安装在设备中的控制功能分开，它由四部分组成：被管设备的代理、管理站、管理信息库和网络管理协议。
2．2．1　代理
　各种通信设备和各条电路是被管设备，由代理按照它们各自的特点、需求进行分管，并将采集的数据储存在自己的数据库中。例如话音交换网主要管理内容是话务量、信号资源、迂回分配和呼通率，传输设备则主要侧重于与中断和误码有关的传输质量管理，它们的管理内容有极大的差异，试图将它们从一个归口进行管理必然为纵横交错的问题所困扰，由代理按照它们不同的特点分别进行信息采集、分析和存储管理，再将有共性的、上层应用需要用到的数据提取出来，这不仅能解决眼前的实际需要，也为将来新增设备提供了采用模块解决的可扩展方案。
2．2．2　管理站　
　管理站是联接管理人员与网络管理系统的界面，它实际上是一台运行特殊管理软件的计算机，管理人员对网络的各种操作，以及网络管理系统主动和被动产生的各种信息需要告知管理人员，均通过管理站完成。管理站也允许有多个，分别按照不同的应用和管理需求来配置。例如监视网络的值班人员，可以通过运行图形界面来定位设备的管理站监管网络，一旦网络发生故障，可以快速地通过图形界面定位故障点，检修人员则可以通过运行表格的管理站来接受故障检修任务。
2．2．3　管理信息库
　管理信息库顾名思义是存储网络运作信息的地方，有静态的也有动态的。各个代理也可以有自己的管理信息库，存放所代理范围内的运作数据，这视设备现状和管理需求而定，例如同步数字系列（SDH）电路本身就有管理系统和数据库，并能够与外部互相传递数据。
2．2．4　网络管理协议
　网络管理协议定义了管理者(管理站和中心管理信息库)与被管代理间的通信方法，规定了管理信息库的储存结构、信息库中关键字的含义以及各种事件的处理方法。如何选择网络管理协议取决于网络的大小以及扩展、管理要求的复杂与否和当前设备所采用的网络管理协议的趋势。简单网络管理协议(SNMP)、公共管理协议(CMIP)和电信管理网(TMN)是三种研究得较多的网络管理协议，其中的SNMP由于秉承了因特网TCP/IP协议使用有效和简单的特点，在目前的设备中应用最为普遍。我们现在的网络规模在300个节点左右，相当一部分的设备本身就带有SNMP协议，并且如何对整个网络进行综合管理的研究才起步，采用CMIP和TMN等大而全又复杂的协议，会因为经验和应用不足而使开发工作进展缓慢，耗资也将与收益极不相符，以SNMP作为主要协议比较符合我们的网络现状和管理要求，投入费用也不至于太大。
3　管理信息结构
　网络管理协议中的管理信息结构，定义了各个角色所管理的信息库中信息结构和数据类型。为什么需要规范管理信息结构呢？它之所以在我们过去传统的集中式管理系统中不显得重要，是因为集中式管理只有一个数据库和管理后台，只有放射型的信息收集处理，所以它不需要交换信息的协议平台，这是它功能和应用难以扩展的致命之处。分布式网络管理系统中的每个角色需要与其它角色交换信息，要使大家都能解析交换的信息，定义信息的规则是必不可少的。例如微波设备的无线组件、中频组件或复接器等实体，对它们的命名是面向过程还是面向对象、如何才能唯一地被识别、它们的工作状态变化如何读取，需要用命名规则和数据语法来规范。另外为了扩展应用，还应该给每个实体赋予类或属性，并为指导这些工作如何进行给出模板和指南。在上面的例子中，信号的流程从无线组件、中频组件到复接器，当然也可以逆转，仅考虑信号流向可以采用面向过程命名，但是复接器的故障还将影响各种用户，那么在跨专业的管理应用时就带来很多的困难。面向对象的技术具有抽象性、封装性、继承性和同质异构性，在设备种类繁多、厂商众多，管理要求多样化的网络环境下，在克服复杂性方面有很大的优势，理所当然成为网络管理系统的信息管理技术。
4　安全问题
　网络管理系统的安全问题也应该予以注意，因为一方面在网络运行中，网络管理的重要性日益体现，系统本身的运行可靠性必须予以重视，对系统的重要部分采用冗余技术是需要考虑的；另一方面系统本身是一个网络平台结构，存在内外交换管理信息的必要及渠道，包括远程上网，对系统不正常的操纵和数据的存取会危害通信网络正常运行。SNMP协议可以提供访问控制、隐私和认证服务，目前的情况下，我们只是对系统的访问进行控制，随着应用的不断深化和广泛，就有必要提供隐私和认证服务。比如将网络运行信息传送到相应的单位，应该得到认证回答，作为网络维护质量和计算费用的依据。
5　结束语
　人工智能（专家知识）是我们最希望得到的系统功能，庞大的网络、繁多的参数和数据、日益增长的复杂性、保证管理的实时性和处理网络问题的连贯性，都要求网络管理系统越来越多地基于知识。基于目前的研究开发水平，我们不期望全面引入人工智能来管理网络，只是在隔离和诊断故障等方面具备一定程度的人工智能，提高网络实时维护水平。
随着管理需求的不断增加，网络管理系统在不断地变化，现有的网络管理协议都不同程度地存在缺陷，期盼管理系统的体系结构是可以分层分范围的，并且与协议无关，可想而知网络管理系统是一个相当复杂的系统。[1][2]下一页