面向業務管理中業務層與管理層接口研究與設計

1 引言

??? 層之間的接口是網絡管理系統設計和實現的關鍵之一，接口直接影響網絡管理系統的通信效率、管理功能和系統的可擴展性。目前傳統面向設備網絡管理系統中，網絡層與下層之間的接口通常是標準化的SNMP(Simple Network Man-agement Protocol)接口或CMIP(Common Management Infor-mation Protocol)接口或Q3接口或開發商提供的專用接口。與傳統的面向設備網絡管理系統不同，面向業務的網絡管理以網絡業務為被管對象，其管理對象和管理功能均以網絡業務為中心，而不再以網絡設備為出發點進行設計和開發，網絡設備層不可能也不需要直接向業務層提供統一的信息格式和統一的接口。

??? 而在目前的面向業務的網絡管理系統中，系統設計一般遵循分層的設計方法，即從上往下依次是業務層、網絡層和網元層。網絡業務管理處于業務層，它還必須得到網絡層的服務支持，網絡層是網絡業務管理的基礎和支撐，業務層需要對網絡層發布相應的業務管理任務，通過收集網絡層提供的相關信息，推斷網絡業務的狀態，進而進行網絡業務管理。但目前，網絡層向上提供的信息還沒有統一的格式，也沒有統一的接口規范。因此，一方面需抽象千變萬化網絡業務，從而屏蔽上層各種管理業務的差異性，同時需規范網絡層向上層提供的信息格式，從而在網絡層和業務層之間建立一個統一規范的接口。

??? 借鑒主動網絡技術和電信網絡業務管理的先進思想，提出一種基于主動網絡技術的面向業務管理模型，并開發一個基于主動網絡技術的面向業務管理原型系統，在該系統中，在網絡層和業務層之間設計和實現一個統一接口層，使面向業務的網絡管理系統的網絡層和業務層能夠方便地通信，同時提高網管系統的可擴展性。

2 業務的抽象

??? 這里可將計算機網絡應用理解為網絡服務，而將網絡服務理解為網絡業務，將業務定義為由一組網絡層功能支持的面向終端用戶的網絡應用。面向對象技術在描述被管對象方面具有很大優勢，因為面向對象的分析方法是利用面向對象的信息建模概念(如實體、關系、屬性等)，同時運用封裝、繼承、多態等機制構造模擬現實系統的方法。因此，在將網絡業務作為被管對象時，也應采用相同的方法進行抽象。利用面向對象技術，提出一套較為完整的業務抽象原則、抽象方法、抽象粒度、抽象等級、業務描述方法等。

2．1 網絡業務的抽象原則、粒度和等級

??? 在進行網絡業務抽象時，應遵循如下原則：(1)抽象出來的業務應該能夠支撐完整的用戶功能需求；(2)對業務管理而言沒有顯著意義的、網絡提供的其它業務可以不抽象為網絡管理業務對象；(3)應該遵循統一性，一致性的原則，力求抽象的業務具備可重用性，兼容性。總之，在業務抽象時，需充分考慮業務對象是否是用戶所關心的、對用戶是否具有管理的意義、對用戶是否能夠支撐完整的管理功能需求。

??? 業務的粒度對管理功能子模塊的劃分以及與網元的影射有直接影響。粒度太大容易抽象，但不利于功能模塊的劃分和與網元的影射，粒度太小，則增加系統的復雜性和實現難度。把握粒度的原則是支持功能的完整性，如果一個網絡功能不能完成完整的用戶功能需求，就不定義為一個管理業務對象。例如。E-mail業務需要檢驗用戶的身份和口令，然而身份認證功能對用戶而言，不是使用網絡的目的，而是E-mail業務所包含的安全功能，因此不被定義為獨立的業務。對網絡業務的抽象應遵循統一性、一致性原則，使抽象的網絡業務之間盡量不出現重疊、模棱兩可的情況。利用面向對象技術，將業務進行抽象、封裝，并在相關的業務之間建立繼承關系，使定義的屬性和管理功能在最大的范圍內能夠重用。例如，E-mail業務就可以分為兩種，一種是基于Web的郵件，一種是利用POP和SMTP協議實現的郵件功能。

2．2 業務抽象實例

??? 根據上述業務抽象的原則、粒度和等級，可采用面向對象的方法對業務進行抽象。從面向對象的觀點來看，網絡業務可視為一個抽象類，作為各種具體網絡業務的公共父類。因為網絡業務類定義的特性(屬性和服務)每個業務子類都能繼承。例如，FTP、Telnet、E-mail等業務都是網絡業務Ser-vice類的子類。而E-mail業務又分為兩種，一種是基于Web的郵件，一種是利用POP和SMTP協議實現的郵件功能，這兩種郵件業務雖然是利用不同方式提供給用戶的，但在用戶的視角中，它們提供的是相同的服務，因此，既應該抽取它們的共同之處，建立郵件業務對象；又應該強調它們各自的特點。分別建立相應的業務子類對象進行管理，如圖1所示。

??? 在面向業務的網絡管理系統，把可以存儲、管理和操作的所有業務用一個統一的抽象名字“業務對象”標記。實際上，業務對象就是對被管對象和相關支撐資源的抽象。按照面向對象技術的思想，將具有相同管理操作、屬性、特性組、通知和行為特性的業務對象組合成一個“業務對象類”。“業務對象類”只是一個虛的概念類，它僅描述類的類別。業務對象類可以派生子類，子類可繼承父類的各種特征量，如圖2所示。當一個具體的業務實體作為某類業務對象存在(創建)時，該實體就被稱為業務對象實例。對于接口的實現，在網絡層和業務層進行交互時，更多需考慮對象實例的屬性，因此首先需描述對象實例的屬性。對象實例的屬性主要包含屬性名字、屬性值、對屬性的操作特性等。同一個類中的屬性名應具有唯一標識性。屬性值可通過內在的系統手段、網絡活動或管理活動讀取和修改，但修改活動受屬性操作特性的限制。在定義業務對象時可以規定某些屬性對外部系統是只讀的，也可規定屬性值改變的條件等。一般每個業務對象擁有多個屬性。為方便網絡業務的管理。為業務對象定義許多可見屬性，如業務名稱、業務類型、業務響應時間、業務接入時間、業務活動訪問計數、業務數據吞吐量、業務通路延遲、業務通路延遲抖動、業務通路丟包率等。如圖2所示。

3 統一接口的設計

??? 處于業務層的網絡業務管理需得到網絡層的服務支持，因此，網絡層和業務層間通過接口進行交互，業務層需對網絡層發布相應的業務管理任務。通過收集網絡層提供的相關信息。推斷網絡業務狀態，進而管理網絡業務。但目前網絡層向上提供的信息還沒有統一格式，也沒有統一的接口規范。由于網管系統中的各種設備在邏輯上和物理上都分布在整個被管網絡中，并且經常處于動態變化中，而CORBA很好地結合面向對象和分布處理技術，其體系結構很好地解決了對象的可重用性、可移植性和互操作性等問題。它基于事件服務的主動服務PUSH和PULL技術，可實時收集各種告警信息、進行信息處理；同時對象之間還可以通過互相調用對方提供的服務，有分布透明的支持，業務對象和組件還可以在網絡內動態遷移。為此，根據上述對業務對象的抽象、對業務對象屬性的描述以及面向業務網絡管理的分層結構，同時考慮到接口的實現，引入CORBA(Common Object Re-quest Architecture，公共對象請求代理體系結構)在業務層和網絡層之間設計一種統一的規范接口，如圖3所示。

??? 在此規范接口方式中，各個子管理層間的通信方式有：

??? (1)CORBA／IDL接口即采用CORBA作為通信平臺，管理層間的接口信息模型采用IDL(Interface Definition Lan-guage，接口定義語言)描述，使用C／S交互方式。該接口存在于業務管理層和網絡業務層之間，各實體成員間的通信采用CORBA/IDL作為進程間的通信方式。

??? (2)SNMP接口即采用SNMP協議作為傳送信息的方式。層次間的接口信息模型采用SMI／ASN．1的描述。使用管理者／代理的交互方式。這種接口存在于網絡管理層和網元管理層以及網元管理層和網元之間，是標準化的接口。

??? (3)專用接口這種接口只存在于網元管理層和網元間，一般由廠家提供。

4 接口描述和實現

??? 接口通過消息的封裝來實現。在面向業務的網絡管理體系結構中，為管理網絡業務，定義一種協議數據單元PDU(Protocol Data Unit)描述業務數據。PDU中包含的域有serID、serType、serName、serTime、serAddress、dataLong、 serData，各個域的含義如下serID：表示業務的編號；serType表示業務的類型，不同的編碼表示與業務有關的故障、性能、配置、安全、計費等5項功能；serName表示業務的名稱；serTime表示業務管理任務得到相應的時間；serAddress表示發出管理業務任務的IP地址；dataLong表示后面數據的總長度，以Byte為單位；serData表示與該業務有關的各個屬性的值，包含圖3中描述的屬性值；業務數據包封裝在UDP中，前面依次加上UDP的頭結構：2字節的UDP源端口號、2字節的UDP目的端口號、2字節校驗和、2字節的信息長度。

??? 用CORBA的IDL語言定義接口如下：

???

??? 把IDL模式轉換為JAVA源代碼后，生成serviceMes-sageStub．java和serviceMessage Operation．java等多個文件。業務數據包封裝在UDP的數據項中。業務層中客戶端的樁程序把用戶的請求進行編碼、發送到對象實現端．并對接收到的處理結果進行解碼，將結果返回給用戶。網絡層中服務端的框架程序對用戶請求進行解碼，定位所要求的對象方法并執行，將執行結果或異常信息編碼后送回業務層中的用戶。

??? 在業務層的客戶端要求一些特定的代碼得到對遠程對象的引用，一旦客戶代碼擁有對遠程對象的引用，調用遠程對象的方法就和涮用本地方法一樣。網絡層服務端的代碼必須定義類并實例化類的遠程對象，之后，在服務端要求提供一些特定的代碼登記對象并導出方法給客戶，則這些被導出的方法就可被遠程調用。客戶端的代碼和服務端的代碼都必須訪問以上定義的IDL文件，使客戶和服務器相聯系。

5 結論

??? 詳細討論與接口設計和實現相關的業務對象的抽象方法，并詳細描述業務對象的屬性。根據面向業務管理的需要，在業務層和網絡層之間設計一個統一的接口層，并闡述該接口的描述和實現。該接口層在基于主動網絡技術的面向業務網絡管理原型系統中得到應用，應用結果表明該接口層能夠使業務層與網絡層方便地交互，提高了網管系統的可擴展性。同時由于該接口層屏蔽上層業務的差異性，對下層提供的數據格式具有透明性，可作為其他面向業務網絡管理系統的通用基礎設施。