EPON网管理系统软件的设计方案

网管系统方案--基于SNMP的EPON网管系统软件的设计和实现2011-5-25修改记录制定日期生效日期制定/修订内容摘要页数版本拟稿审查批准2011-5-26创建141.0目录1．概述...........................................................32．环境需求.......................................................32.1硬件环境需求.................................................32.1.1硬件设备................................................32.1.2硬件配置................................................42.2软件环境需求..................................................42.2.1操作系统................................................42.2.2数据库类型..............................................52.2.3开发工具................................................52.2.4开发语言................................................52.2.5系统所使用的关键类库....................................53．EPON网管系统总体结构概述.....................................53.1EPON网管系统总体结构.........................................53.2SNMP协议概述................................................63.3OLT端SNMP代理...............................................84．软件系统的总体设计............................................84.1软件系统的概述...............................................84.2软件系统功能结构.............................................94.3MIB的扩展...................................................104.4Agent的设计................................................124.5网络管理站NMS的设计........................................125．软件系统主要功能的实现.......................................135.1图形界面....................................................135.2SNMP协议和数据通信模块......................................136．结束语.......................................................131．概述以太网无源光网络（EthernetPassiveOpticalNetwork：EPON）是当今世界上新兴的覆盖最后一公里的宽带光纤接入技术，中间采用光分路等无源设备，单纤接入各个用户点（ONU），更多地节省光缆资源，并具有带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点。EPON系统由OLT与ONU构成。目前业内对EPON系统的研究大部分集中于EPON的硬件部分，对EPON系统的物理规范、硬件设备都有了详细讨论，但是，如何给硬件部分配备软件，还没有很好的标准。在这种情况下，本文给出的EPON管理操作规范，详细地说明了EPON的管理与控制协议，指出管理与控制是保证EPON稳定安全运行的关键，提出了网管系统总体结构。在分析EPON系统结构与功能模块的基础上，说明了EPON的网络管理以及管理实体的关系。接着分析了SNMP协议，提出了软件系统的总体设计，重点探讨了基于SNMP的EPON网络管理软件系统的设计。2．环境需求2.1硬件环境需求2.1.1硬件设备网管系统由网管服务器、网管客户端和关系数据库系统组成，采用Client/Server组网方式。网络管理硬件设备包括：网管服务器一台数据库服务器一台客户端若干网元，即被管理的网络设备若干网管系统的结构示意图如图：注：网管服务器与数据库服务器可共享同一服务器2.1.2硬件配置网管服务器建议采用下列配置：处理器类型PentiumIV2.6G内存1G以上硬盘空间160G以上操作系统Windows操作系统2.2软件环境需求2.2.1操作系统Windows2000Server、Windows2000Advanced、Windows2003、WindowsXP。客户端网管理服务器数据库服务器网元网元网元网元2.2.2数据库类型MSSQLServer2000,要求打sql2ksp3补丁2.2.3开发工具VC++6.0或Visualstido20082.2.4开发语言C++2.2.5系统所使用的关键类库MFC、WinSNMP或HPSNMP++3．EPON网管系统总体结构概述3.1EPON网管系统总体结构EPON网络由光线路终端（OpticalLineTermination，OLT）、光纤分配网（OpticalDistributionNetwork，ODN）及光网络单元（OpticalNetworkUnit，ONU）组成。EPON网络管理体系结构如图1所示，接入网的管理接口位于OLT端，而接入网的光网络终端设备在ONU端，也就是说在EPON接入系统中，光网络终端设备的网管信息由ONU端收集整理送到OLT端的管理接口。图1：EPON网管管理系统3.2SNMP协议概述SNMPvl基于Internet标准，其中定义了三个主要部件：管理信息结构(SMI)、管理信息库(MIB)和管理信息协议SNMP。SMI描述了管理信息的标准符号，最关键的原则是管理对象的形式化定义要用抽象语法记法1(ASN．1)来描述；MIB中包古代管理的各种变量，它经常被当作是管理对象的虚拟数据库；SNMP协议是NMS(网络管理站)和代理之间的异步请求和响应协议。SNMP是应用层上的协议，主要通过一组Internet协议及其所依附资源提供网络管理服务，它提供了一个基本框架用来实现对鉴权、授权、访问控制以及网络管理政策实施等的高层管理，由三个要素组成：一个或多个被管理的管理设备，每个都含有一个代理Agent，此代理随时纪录网络设备的各种情况；一个或多个网络管理设备，每个都含有网络管理站NMS，NMS必须具备在Internet上通信的能力；代理进程和NMS之间的协议用于交换管理信息，即SNMP，网络管理程序再通过SNMP通信协议查询或修改代理所纪录的信息。SNMP的管理结构的核心思想是在每个网络节点上存放一个管理信息库（MIB，ManagementInformationBase），由节点上代理（Agent）负责维护，管理者通SNMP协议代理OLT代理OLTONUONUONUONUEPONEPON网管系统客户端过应用层协议对这些代理进行轮询进而对管理信息库进行管理。SNMP最大的特点就是其简单性。它的设计原则是尽量减少网络管理所带来的对系统资源的需求，尽量减少Agent的复杂性。它的整个管理策略和体系结构的设计都体现了这一原则。如下图所示，SNMP管理分为SNMP管理站和SNMP代理站。代理站（Agent）位于被管理端，可以是代理端PC，受监控设备等，管理站（Manager）通过代理站采集，修改受控设备的各种参数，完成管理功能。图2：SNMP网络管理模型SNMP提供了一种从网络上的设备中收集网络管理信息的方法。从被管理设备中收集数据有两种方法：一种是轮询(polling-only)方法，另一种是基于中断(interrupt—based)的方法。但是两种方法各有缺点．而两种方法的结台——面向自陷的轮询方法(trap—directedpolling)可能是执行网络管理最有效的方法了。一般来说，网络管理工作站轮询由被管理设备中的代理来收集数据．并且在控制台上用数字或图形来显示这些数据被管理设备中的代理可以在任何时候向网络管理工作站报告错误情况．而不必等到管理工作站因获得这些错误情况而轮询它的时候才报告。管理信息库（MIB，ManagementInformationBase），是设备所维护的全部被管理对象的结构集合，即网管中的被管资源。SNMP用层次结构命名方案来识别管理对象，就像一颗树，树的节点表示管理对象，每一个对象都有唯一的对象标识符（OID），该标识由从根节点开始的唯一路径决定。MIB文本包含了被管理设备的所有的管理信息，为应答器的设计提供了有效的依据。3.3OLT端SNMP代理由图1可以看到，要完成管理端对ONU的控制，必须要在OLT端对ONU进行管理。而SNMP对MIB有很好的支持，并且简单，易于实现并进行管理。要实现SNMP协议的管理，必须在OLT端实现SNMPAgent，在管理端实现Manager（见图2）。Agent它主要有三个功能：（1）Agent通过SNMP协议与Manager进行通信，获取Manager发送的管理指令并响应该管理指令，或者以trap的形式向Manager报告被管理对象发生的一些重要事件。（2）Agent与被管理设备间采用专用管理协议进行通信（多为自定义协议，对OMCI帧进行编解码），获取被管理设备对象的信息，完成参数配置，性能统计，以及故障上报。（3）维护MIB，包括读取或者修改MIB中的各种变量值。4．软件系统的总体设计4.1软件系统的概述本EPON网管系统采用基于SNMP的体系结构，网络的前端，是整个系统的管理控制中心，是人与系统的接口界面。网管系统软件通过标准的简单网络管理协议（SNMP）访问OLT，代理嵌入在OLT节点内，管理站和代理之间采用SNMP协议进行通信，管理站和代理之间共享的管理信息由OLT给出。网管系统软件对网元节点设备OLT进行实时监测控制、显示设备状态，给出故障报警，讲EPON网络设备和设备所在的地理位置信息界面上显示，准确定位故障，识别故障的类型，记录故障的信息，为网络管理提供必要的数据资料。基于SNMP的EPON网络管理系统Client/Sever结构，利用专用服务器作为图档文件服务器和数据库服务器，客户端采用高档PC机。数据库管理系统采用SQLSever2000。因网络操作系统采用WindowsXP，故该软件也应针对Windows系列操作系统并应该有友好的界面和尽量简单的操作。为此，采用了MicrosoftVisualC++。不仅因为VC也是Microsoft公司的产品，和操作系统结合性比较好，而且在于它提供的MFC类库体系对操作系统调用进行了较好的封装。便于使用。4.2软件系统功能结构本系统的总体功能结构如图3所示，该网络管理系统采用分层的方法，将整体分为三层：第一层是用户界面模块，第二层是功能模块，第三层是通信模块。根据系统的不同功能及其面向对象的不同又分为不同的模块。（当然根据不同业务需求做相应功能的开发）图3：系统功能结构4.3MIB的扩展管理信息库MIB是所有可以由SNMP管理的对象的集合，这些对象包括由各种IETF(Internet任务工程组)定义的标准对象、各大学和研究机构为实验