一、通信網絡需要管理的要因
電信網在建設時都要先期進行業務預測與網絡規劃。以最典型、規模最大、最完善的電話網為例,它是根據話務量的分布、局間話務量的流量與流向以及話務量與業務發展情況,在保證一定的服務質量的前提下進行網絡的規劃、設計、配置交換設備和傳輸設備等。在網絡話務量不超過負荷設計值情況下,通信設備和網絡能夠正常高效地運行,為用戶提供優質的通信服務。但當出現話務量超負荷或某部分機線設備重大故障等異常情況時,網絡將不能有效地承載超量的負荷,造成通信服務質量的下降甚至中斷。導致的原因有以下幾個因素:網絡內部因素、網絡外部因素和自然因素等,具體釋義歸納在下表1中。
表1:導致通信服務質量下降甚至中斷的因素
上述因素引起的網絡負荷狀態變化與實際完成接續的話務量變化的關系如下圖1所示。圖中曲線第①段為話務負荷在設計范圍內的正常情況,接通次數Y與呼入次數X成正比,接通率(Y/X)=1,第②段為過負荷情況,此時話務量已達滿負荷并開始超過設計值,接通率雖然還是正值,但開始減小,(Y/X)<1,此段是由于接續電路不足所引起的,因而這種狀態稱為“電路限制型”;第③段為話務量嚴重超過設計值,不僅接續電路不足,交換系統也因嚴重過負荷造成接續時延增加,大量接不通的無效呼叫使接通率劇烈下降,并隨時間的延續而變得越來越嚴重。這種情況主要是因交換機內部處理能力限制所引起的,稱為擁塞或阻塞,這種狀態稱為“交換型限制”,此時(Y/X)<0。
圖1:網絡負荷狀態與完成話務接續關系曲線
上述情況在數據傳輸、分組交換、移動通信等各類電信業務網中也會發生。
以上情況有些是可以預見的,并可以通過制定周密的計劃、措施和通過實施管理來預防和化解;有些過負荷情況常常是突發性和無法預見的,這需要增加網絡的實時管理功能,設置電信管理網絡,及時發現異常情況并及時采取控制措施,對電信網實施綜合、系統與實時的管理,以保證全網協調、有效與可靠地運行。這些充分說明:通信網絡需要管理!
二、網絡管理與TMN的定義
網絡管理是指對網絡性能、品質進行實時監測和控制,適時調度和協調資源,以便所有時間都能使設計、計劃和管理目標得以實現,并為分析、評估、設計和擴充通信網絡提供資料、數據和依據,達到以最合理的成本和最佳的能力來滿足服務的要求。網絡管理進一步拓展可以包括網絡控制。
早在1984年國際電聯就(ITU-T)對電話網管理作了如下定義:“監視網絡運行,在必要時,采取行動控制通信流量的功能。”網絡管理的要求是對運行中的網絡狀態和性能進行實時監控和測量,并具有立即控制業務流量流向的能力,達到盡可能高的呼叫接通率,使網絡設備和設施發揮出最大效益。國際電聯的網管功能總稱OAM&P,即運行(Operation)、管理(Administration)、維護(Maintenance)和指配(Provisioning)。其四種功能的含義詳見下表2。基本的OAM原則以網絡控制和維護為基礎。
表2:ITU-T所定義OAM&P的含義
ITU-T在M.3010建議中給出的電信管理網絡(TMN,Telecommunications Management Network)的定義是:一種管理的架構,包括電信設備、網絡和業務的計劃(Planning)、指配(Provisioning)、安裝(Installation)、維護(Maintenance)、運行(Operation)和管理(Administration)。TMN的體系架構還包括其TMN功能體系結構,TMN信息體系結構和TMN物理體系結構。TMN在概念上是一個獨立的網絡,它在幾個不同的點上接口一個電信網絡,以發送/接收信息并控制其操作。TMN可以使用部分的電信網絡提供通信。下圖2顯示了TMN和它所管理的電信網絡之間的基本關系。
圖2:TMN和它所管理的電信網絡之間的基本關系
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三、網絡管理系統發展的3個階段
網絡管理系統的發展與網絡技術、計算機技術、網絡管理需求、市場環境的發展和變化等密切相關,不同的外部環境下形成了不同的網絡管理思想。按照網絡管理體系架構的差異以及不同的時間段,網絡管理系統的發展可以分為3代:第一代主要是廠家專用和私有的運行維護管理系統(OAM&P);第二代以ITU-T的TMN 1996和IETF的SNMP為代表;第三代以TMF(Telecom Management Forum)的NGOSS(New Generation Operations Systems&Software)和ITU-T的TMN 2000為代表。這3代網絡管理系統在技術背景、標準化及程度、接口協議、軟件技術等的比較詳見下表3。
表3:網絡管理系統的發展階段及比較
四、網絡管理的標準
網絡管理的標準主要由國際標準化組織(ISO)、國際電聯(ITU-T)、網絡管理論壇(NMF)、因特網工程任務組(IETF)等制定。ISO為網絡管理標準建立了模型,給出了指導準則,是各種網絡管理的基礎;ITU-T和NMF主要針對電信管理網TMN制定網絡管理規范;IETF主要制定了網絡管理的協議(如SNMP)。
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1、ISO的網絡標準
ISO定義了網絡管理的五個管理功能,即配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及計費管理(TMN和NMF網絡管理功能與ISO定義一致)。ISO網絡管理系統引入了網絡管理器和被管代理(Manager/Agent)的概念。
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2、ITU的TMN的管理體系
通信網絡管理系統隨著體系的不斷發展,逐步形成為獨立于業務網絡的專門網絡,ITU將通信網絡管理系統命名為通信管理網絡(TMN),并制定了具體的管理體系。
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四、網絡管理的協議
現行應用最普遍的主要是ITU應用于電信交換網的TMN和IETF的計算機通信網的簡單網絡管理協議(SNMP,Simple Network Management Protocol)兩種網絡管理協議。
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