SONPMSA系統(tǒng)通信平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)的研究

摘要：面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)性能管理系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的業(yè)務(wù)為被管理對(duì)象的，而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)的封閉性限制了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。SONPMSA系統(tǒng)通信平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是通過引入主動(dòng)代碼技術(shù)、定義基于應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)的主動(dòng)信包的格式、利用Java的平臺(tái)無關(guān)性解決了主動(dòng)代碼分發(fā)機(jī)制中關(guān)鍵主動(dòng)代碼的解析和加載兩大功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)問題。從而解決了面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)性能管理系統(tǒng)通信平臺(tái)動(dòng)態(tài)地執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理問題。
關(guān)鍵詞：面向業(yè)務(wù)；網(wǎng)絡(luò)性能管理；通信平臺(tái)；主動(dòng)代碼；動(dòng)態(tài)加載

0 引言
    隨著網(wǎng)絡(luò)使用的普及，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來越紛繁復(fù)雜，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求與服務(wù)質(zhì)量也要求越來越高，網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)也不斷更新。SONPMSA(Service-Oriented Network Performance Management System Based onActive Code)系統(tǒng)是基于主動(dòng)代碼的面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)性能管理系統(tǒng)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理將網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備作為主要被管理對(duì)象，但是用戶更關(guān)心的是網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的業(yè)務(wù)狀態(tài)與效率，因此SONPMSA系統(tǒng)是將網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的業(yè)務(wù)作為被管理對(duì)象，通過采集和分析網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的性能數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的性能。對(duì)網(wǎng)絡(luò)線路質(zhì)量進(jìn)行分析，同時(shí)，統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)運(yùn)行的狀態(tài)信息，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用發(fā)展做出評(píng)測(cè)、估計(jì)，為網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步的規(guī)劃調(diào)整提供依據(jù)等。
    要實(shí)現(xiàn)面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)管理必須打破傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的封閉性，因此SONPMSA系統(tǒng)利用主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)代碼技術(shù)，通過主動(dòng)包攜帶可執(zhí)行的主動(dòng)代碼，用戶根據(jù)具體的需求動(dòng)態(tài)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編程，從而達(dá)到對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)實(shí)施有效地控制與定制。SONPMSA系統(tǒng)通過借鑒的TMN(Telecommunication Management Network，電信管理網(wǎng))思想優(yōu)化通信平臺(tái)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)面向網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的性能管理。

1 SONPMSA通信平臺(tái)的設(shè)計(jì)
    SONPMSA系統(tǒng)中，信息的傳遞是面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)性能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。因此，網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的設(shè)計(jì)是非常重要的，通信平臺(tái)需要提供其他部件所需要的通信功能，保障能夠準(zhǔn)確地、沒有錯(cuò)誤地將數(shù)據(jù)傳送到目的節(jié)點(diǎn)。并且通信平臺(tái)除了提供通信的接口和服務(wù)，還負(fù)責(zé)進(jìn)行管理命令的偵聽?；谥鲃?dòng)代碼面向業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)性能管理通信的平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

    傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳遞的數(shù)據(jù)信息本身的語義是不做分析、理解的，而主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)上的主動(dòng)節(jié)點(diǎn)以及一些傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的。主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能夠傳遞封裝有可執(zhí)行代碼的主動(dòng)信包，主動(dòng)信包在主動(dòng)節(jié)點(diǎn)中移動(dòng)，主動(dòng)節(jié)點(diǎn)對(duì)流經(jīng)它的主動(dòng)信包進(jìn)行讀取、語義分析，并通過獲取主動(dòng)信包中的代碼而動(dòng)態(tài)地執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理。因此主動(dòng)代碼基礎(chǔ)是要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)代碼的解析，而要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)代碼的解析就需要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)信包格式的定義。目前主要有兩種封裝方式：主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)封裝協(xié)議ANEP(Active Network Encapsulation Protocol)和主動(dòng)IP(Acti-ve IP)。在SONPMSA系統(tǒng)中設(shè)計(jì)主動(dòng)信包的封裝格式時(shí)，沒有像Active IP信包格式那樣去修改數(shù)據(jù)報(bào)的IP Option，而是側(cè)重如何構(gòu)造通信雙方都能夠理解的數(shù)據(jù)報(bào)格式?；趹?yīng)用層實(shí)現(xiàn)的主動(dòng)信包的格式如圖2所示。

    在圖2所示主動(dòng)信包格式的基礎(chǔ)上，圖1的工作過程為主動(dòng)代碼平臺(tái)由主動(dòng)代碼平臺(tái)接口(ACAPI)和主動(dòng)節(jié)點(diǎn)AN(主動(dòng)節(jié)點(diǎn)兼容傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn))組成。接口ACAPI實(shí)時(shí)監(jiān)聽來自網(wǎng)管中心NMC的命令，即通過接口ACAPI接收主動(dòng)信包，根據(jù)主動(dòng)代碼的分發(fā)機(jī)制將其解析執(zhí)行。中間節(jié)點(diǎn)ANi允許用戶編程，節(jié)點(diǎn)之間的通信通過主動(dòng)信包完成。
    主動(dòng)代碼服務(wù)器(Active Code Server，ACS)：該服務(wù)器中可以動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)各種與業(yè)務(wù)相關(guān)的主動(dòng)代碼，如性能數(shù)據(jù)收集的主動(dòng)代碼，新業(yè)務(wù)引入配置的主動(dòng)代碼。當(dāng)主動(dòng)節(jié)點(diǎn)完成某項(xiàng)服務(wù)所需要執(zhí)行的主動(dòng)代碼在本地代碼庫(kù)中不存在時(shí)，采用動(dòng)態(tài)請(qǐng)求加載的方式動(dòng)態(tài)加載主動(dòng)代碼。
    業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)生成器將來自網(wǎng)元層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成面向業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)通過ACAPI返回到網(wǎng)管中心NMC使用。

2 主動(dòng)代碼分發(fā)機(jī)制設(shè)計(jì)
    基于主動(dòng)代碼面向業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)性能管理通信平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵是要有一個(gè)良好、可行的主動(dòng)代碼分發(fā)機(jī)制。目前，主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)可以分為：封裝法、可編程交換法和結(jié)合法，它們都能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)代碼插入到主動(dòng)節(jié)點(diǎn)的功能。根據(jù)研究，本文采用以下的方法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。為了兼容傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，將主動(dòng)信包建立在傳統(tǒng)的IP信包格式的基礎(chǔ)之上，格式如圖2所示，由于它使用IP信包，恨制了信包中代碼的長(zhǎng)度要小于1 KB，即也限制代碼的處理功能。因此，根據(jù)不同的情況分兩種方法解決。具體過程可如圖3所示。

    首先，如果定制的網(wǎng)管程序小于1 KB，就將其封裝在主動(dòng)信包中一起傳遞到主動(dòng)節(jié)點(diǎn)，然后所包含的代碼就被解釋執(zhí)行完成應(yīng)用任務(wù)。
    其次，如果定制網(wǎng)管程序較大，使用頻率較高，在主動(dòng)節(jié)點(diǎn)均定制程序不僅不必要，而且加重了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，因而可以建立一個(gè)主動(dòng)代碼服務(wù)器ACS。在主動(dòng)信包中設(shè)定一個(gè)指針域(標(biāo)識(shí)不同應(yīng)用的主動(dòng)代碼)，通過網(wǎng)絡(luò)按需動(dòng)態(tài)請(qǐng)求加載主動(dòng)代碼，進(jìn)而完成各種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)管理任務(wù)。并且這種方法也有利于新業(yè)務(wù)的引入。

3 基于主動(dòng)代碼分發(fā)機(jī)制設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)
    主動(dòng)代碼分發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵主要是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)代碼的解析與加載兩大功能。圖2給主動(dòng)代碼的解析提供了實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，圖3所示的動(dòng)態(tài)加載的過程提供了主動(dòng)代碼加載的思路?？紤]到Java的平臺(tái)無關(guān)性使網(wǎng)管系統(tǒng)能夠在多種平臺(tái)上運(yùn)行，且具有良好的可移植性的特點(diǎn)。因此，在系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，主動(dòng)代碼是由Java類來實(shí)現(xiàn)的，啟動(dòng)主動(dòng)應(yīng)用實(shí)際上就是啟動(dòng)某個(gè)Java程序，所以圖2所示的主動(dòng)信包格式中應(yīng)包含啟動(dòng)程序所包含main函數(shù)的Java類名。
    主動(dòng)節(jié)點(diǎn)在下載主動(dòng)代碼的時(shí)候，可以優(yōu)先考慮該節(jié)點(diǎn)上設(shè)置的缺省下載位置，比如某個(gè)臨近的節(jié)點(diǎn)，在其他較近節(jié)點(diǎn)中沒有找到相應(yīng)的主動(dòng)代碼時(shí)，才去查找這個(gè)位置。這樣做可以防止所有節(jié)點(diǎn)一接收到主動(dòng)信包就到指定的主動(dòng)代碼服務(wù)器下載，造成該服務(wù)器必然的繁忙，引起系統(tǒng)的擁塞。
    在實(shí)現(xiàn)過程中，所有的參數(shù)數(shù)據(jù)是作為一個(gè)字符串進(jìn)行傳遞的，能夠同時(shí)包含多個(gè)命令行參數(shù)。類加載器加載Java類時(shí)將把這些參數(shù)傳遞給它。利用這些信息，管理員能夠設(shè)定主動(dòng)應(yīng)用在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)上啟動(dòng)的設(shè)置條件和初始參數(shù)。
    類PackReceiver()可以實(shí)現(xiàn)接收回應(yīng)信包和主動(dòng)節(jié)點(diǎn)中主動(dòng)信包的接收。PackReceiver類圖如圖4所示。

4 結(jié)語
    隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)會(huì)不斷的增加，因此需要能在必要的節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置，但是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)只是被動(dòng)的傳輸數(shù)據(jù)。為了面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)性能管理的有效實(shí)現(xiàn)，本文引入了主動(dòng)網(wǎng)的概念，將主動(dòng)網(wǎng)中主動(dòng)代碼的移動(dòng)性、可編程性應(yīng)用到面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)性能管理中，并設(shè)計(jì)了基于主動(dòng)代碼面向業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)性能管理的通信平臺(tái)。對(duì)于通信平臺(tái)實(shí)現(xiàn)過程中涉及到的主動(dòng)代碼分發(fā)機(jī)制等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。隨著對(duì)課題不斷深入的研究，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)將會(huì)進(jìn)一步完善。