MSTP设备网管软件的设计与实现，胡美红，余浩，本文基于MSTP的EOS实验平台，对MSTP的概念和相关技术进行了阐述，然后重点阐述MSTP设备对网管系统提出的新要求，最后介绍MSTP设备网管��
山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 2:如果采用坏网技术应支持相应的坏网管理功能。 对于嵌入RPR业务的主要管理功能应包括: l:节点信息配置; 2:RPR协议信息管理; A,B,C三类业务参数的配置 4:数据帧TTL值的配胃; 5:为RPR环指配SDH通道,配置上环业务; 6:RPR的 Steering和 Wrapping两种保护模式的配萓管理。 ·ATM业务的主要管理功能应包括: l:ATM交叉连接管坦(包括ⅤPI,ⅤCI的设定,速率选择和交叉连接配置); 2:ATM流量控制(CBR、rt-VBR、nrtⅤBR、UBR)管理; 3: ATM VP保护倒换管理。 提供强大的端到端业务调度能力 在城域网中,业务调度的频繁性比长途网要大的多,业务开通的时限性比长途网要紧得 多,因此,直接提供端到端电跻和端到端数据业务的自动配置功能,可以简化配置流程,快 速响应客户的需求。端到端业务的自动配置,就是指通过简单地选择源宿端口和业务类型, 在很短的时间内即建立起路径连接的过程。 在端到端业务的调度方面,不仅要考虑传统的各种速率的SDH业务,还需要考虑以太 ATM业务的端到端调度,只有城域网中的所冇业竻都能够实现端到端调度,才能够真正保 证业务的快速提供,满足客户需求。为了避免多层配置,减少配置步骤,最好能够做到在上 层配置数据业务后即可以在下面的SDH层生成相应的承载电路。 提供各种业务的端到端维护模式 业务的端到端维扩主要是指业务级别的告警监视和性能监测,也就是实现端凵上监视到 的告警性能与端口上承载的业务实现相关联,这种端到端的维护模式适应于提高业务管理能 力的需求。同样,在端到端维护模式中,不仅要考虑SDH业务,还需要考虑以太、ATM业 务的业务级的告警性能监视 实验平台的介绍 Ethernel over sdh(EoS)在功能选择上仍遵循MSTP当前的发展趋势,结合GFP、虚 级联和LCAS等技术,实现传统SDH网络中以太网业务的有效传送。在发送方向,用户侧 发来的以太网信号帧由支路接口单元的以太网接口接入,经过以太网处理模块进行沇量控 制、ⅥLAN处理、层交换、性能统计等操作后,然后由成帧映射模块执行封装映射,适配 到SDH虚容器中。虚容器经过SDH交又连接单元完成时隙交换后,再由线路接口单元添加 相应的复用段/再生段开销,通过SDH光接口进行传送。在接收方向,从光接口传来的SDH 帧首先经过段开销处理模块提取段开销,然后送至交叉连接单元进行时隙交换,再通过成帧 映射模垬执行虚级联或带宽调整处瑆,解封装后得到以太內信号帧,进行地址解析操作后, 送往特定的以太网接口或不回转发 EoS实验平台的总体功能结构可划分为支烙接口单元、交义连接单元、线烙接口单元 吋钟控制单元和网络管理单元等部分,其功能模型落实到具体的硬件板卡设计上,可将线路 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 接冂单元、支烙接冂单元、交叉连接单元和主控单元分别独立成为线路卡、支烙卡、交义卡 和控制板 各卡的大致情况如下 线路卡:主要功能是实现SD光路的上下路,提取与插入SDH的段开销并进行相应的 处理。线路卡主要由两个逻辑单元组成:一个是光收发模块,对信号进行光电与电/光变换 另一个是SDH开销处理芯片。 支路卡:主要完成封装适配、二层交换和虚容器级联、容量的调整等功能,需要考虑到 GFP、虚级联、LCAS等技术与以太网二层交换处理的应用。根据所处理的客户信号格式, 又可细分为以太网交换模块和成帧映射模块 860卡:实验台主要采用集中式控制,各板卡通过控制总线与MPC860控制板相连, 由MPC860控制板集中处理各种控制信息,包括:硬件初始配置,业务以及工作模式的选 择,出错中断处理,状态收集等。当然,某些频率较的查询任务可以由各个板卡自己完成, 旨在节省CPU资源,当查询发现错误后再向MPC860发起错误中断。 网管软件设计 基于实验平台的网管软件总体设计 软件的总体设计图: 物理窗口 主窗口 参数配置对话框 系统菜单 逻辑窗口 数据库 网络规划 网络快化 算法 算法 算法 图1软件的总体设计图 它主要有以下几个主要部分组成的: 主窗口 在该设计中,主窗口的内容比较简单,只是包括了系统菜单,用来选择是打来物理层窗 口还是逻辑层窗口。 2.显小网络各层面信息的窗口(物理层和逻辑层窗口) 它们均通过主窗口打廾,并由用户进行物理拓扑和逻辑拓扑的配置;在进行网络的功能 仿貞时,仿舆结果也是由这两个窗冂进行显示。 3.参数配置对话框 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 它们是用户在进行物理拓扑或逻辑拓扑配置吋婵岀的·系列对话框,用来提示用户输入 相应的网络参数 4.数据库 用来存储用户输入的网络参数信息;在算法运行结束后,所得到的仿真结果也是由数据 库来存储的(组成光网络的各种设备相关信息的存储正在考虑之中。) 5.网络规划和优化模块 包括了用来解决网络规划和优化问题的一系列算法流程,由于这些流程中可能调用到冋 一种子算法,所以把这部分和各种子算法分开来处理。 6.算法模块 提供了各种被调用的子算法 基于实验平台的网管软件 目前城域网网管并不是像传统的网管那样针对单业务丌发的,是包括SDH、以太网 以及AIM等的综合网络节点管理系统,MSIP的硬件设备已经实现了在一个平台上承载 SDH,以太网和ATM业务,需要对相应的接口进行配置以及故障性能监视维护等。MSTP 组网与业务更加贴近,实现统一平台上的多业务融合,加强各种业务的维护答理能力是必须 的 对于我们的城域网网终管理系统采用UDP和SNMP协议,多任务处理的方式。日前的 网管包括 Agent、 Manager和GUI三部分 木GUI网管软件主要是作为用户与系统的交互操作界面,对MSTP节点的运行进行管 理控制,完成与 Manager的通信。这种控制是通过GUⅠ接∏完成的,用户在界面上进行相 应的控制操作,软件将用户的操作指令转化为事先约定好的报文,通过 Socket通信发送给 底层的 Manager,由 Manager再控制 Agent完成对MSTP节点的操作。MSTP节点的上报信 息最终也由 Manager通过 Socket通信发送给(UJ,并通过界面显示出来。其上要部分是GU 界面与 Manager之间的通信。 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 交互界面(框架窗口:视图,对话椎 用广输入数据 提取显示数据 打包数折 丢介 添加报头 运行时数据斥 寸开始计时等待线程[不效 Socket通道 ( Server/Client)}检查报头主动上报数据拆包 MSTP网管系统(UI原理框图 Manager 图2MSTP网管系统GUI原理框图 本软件主要由三大部分组成,分别是 MSTPpacket, UDPServer和 MSTPmng主程序, 其中 MSTPpacket为GUI与 Manager通信使用的所有报文格式定义, UDPServer是GUl与 Manager通信的独立线程,保证GU与 Manager之间的实时通信, MSTPmng是本软件的上 稈序,根据不同功能的报文划分为多个相对独立的模块,完成“界面操作一报文一发送一接 收一报文一界面显示”的整个流程。图2是该网管软件GUI总流程。 流程介绍: 1.启动后初始化界面,启动 Socket通道进程监听指定端口,接收 Manager的上报消息, 建立运行吋数据(两组,组为保存数据,组为发送数据)。要求登陆,否则菜单不可用, 或直接弹出登陆对话框; 2.用户输入数据后发送数据报:在点击确定或发送的处理函数中添加报文头,调用 sender函数(参数为发送的buff); 3.接收到的数据报先检测报文头,上报数据归档,应答报文要先检查是否超时,再判 断类别,可能需要进行数据拆包归档 4.发送每个报文后等待应答,超时丢夼弹出消息框,如果返回成功则保存刚才的操作 结果; 5.再次等待用户操作或者 Manager上报消息。 网管软件设计 MSTPpacket, UDPServer和 MSTPmng三个模块分为三个小节来说明 -6 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 编程语言:java 开发环境: JBuilder7.0 模块( 本部分是与 Manager通信的所有报文的定义,基本上一个源文件对应一个报文,完成报 文的发送前打包报文数据,接收后拆包报文数据,报文的数据复制等功能,还包含有一些源 文件是整个软件的公共函数,在多个地方调用。 报文类函数: 各个报文类的结构基木相同,下面用 Device MacTelebusClg作例子说明其构成及各个函 数的功能 常量 buffLENgTH表示报文的数据长度(包括报文头在内),方便对报文长度的修改。 其他戌员变量就是 Device MacTelebusCfg包含的报文体,是与 Manager通信的数据部分。 函数 clone是复制函数,完成 DcviccMac Tclcbus Cfg对象的复制,用于在主程序中保存 当前系统成功配置的数据及修改的数据。 用法 deviceMac'TelebusCfgNew=(DeviceMac'TelebusCfg)deviceMacTelebusCfgOld clone( 函数pack(byte囗]buf{}是报文的打包函数,buff是保存数据的内存空间,将数据按约定 的顺序存入bu发送给 Manager 函数 unpack(byte]bυuf}是报文的拆包函数,buf是从 Manager接收到的数据,将数据 按约定的顺序拆包存到 Device MacTelebusClg的对象中。 公共函数 文件 Common java 变量 Public static int Count,是全局变量,用于发送报文个数的计数,保证发送报文与 应答报文的正确对应 函数 public static void inta2 byte(bytel]buf, int start,intx),在 packo函数中调用,实现报 文的一个int型数据成员x保存到 buff[start起始的4bit空间。 EkX public static void short2byte(byte[] buff, int start, short x) public static void string 2byte(bytel buff, int start, charl c) public static void datc2bytc(bytcl buff, int start, Datc d) 完成类似的功能 函数 public static int byte2int(byte]bun, int start)与上面的int2byte()对应,在 unpack 凶数中调用,实现 bum[start起始的4bi空间保存到报文的一个in型数据成员 ek x public static short byte short(byte[l buff, int start) public static charl byte astring(byte[ buff, int start, char[ c public static Date byte2date(bytel buff, int start) 完成类似的功能 eK x public static void addHead (bytel] buff, bytell type, int packCnt, int result, int length)>i 现添加报文头的功能。 函数 public static byte[send(byte[]bu把打包好的报文通过本机的2215端口发出,并 监听本机的2214端口以接收 Manager的应答报文。 函数 public static byte] sendo0(byte]buf)完成GUI与多粒度网管的通信。 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 模块 这是一个独立的线程,在程序廾始运行时启动,直到程序退出才结束,就是说运行于整 个程序生存期间,监听本机的2213端∏,接收来自 Manager和多粒度网管的报文。如果是 应答报文,就转发给本机的2214端凵,由 Commonsendo函数接收处理,其他类型的报文 也进行相应的处理。 根据建立线程的过程,本类上要包含 public void run(函数,实时监听本机的2213端口, 当接收到UDP包时,检测包头bufo,此bit指示的是报文数据类型,根据不同的数据类 型进行不同的处理 如果是应答ack报文,则转发给本机的2214端口, Common sendo函数在监听这个端口, 并根据收到的报文进行处理 如果是多粒度网管的报文,则调用相应的处理函数。 如果是其他类型的报文,也将进行相应的处理。当前网管软件倣的比较简单,还没有用 到其他类型的报文,只实现了基本功能,如果今后需要处理其他类型的报文,已经预留了处 理部分,方便以后功能护展的需要。 模块( 主程序) 这是本软件的主程序,上面的模块1和模块2都是为这个主程序服务的。 主程序由 MSTPApplication的 public static void main( String[]args开始运行,创建主界 面,同时启动与 Manager通信的监测2213端∏的 Server Testmain()线程( UDPServer) 在创建主界面时,同时创建存储报文的各个数据对象,为每个数据赋个系统运行默认的初 始值。系统启动完成,向 Manager发送管理员用户名和密码进行验证,以防止非法的控制操 作。登录成功后,就可以与 Manager进行管理操作了。 源文件由多个包组成,基本是基于对话框组织在一起,每个对话框处理与这个对话框相 关的数据,与用户交互及信息显示。各个对话框之间彼此独立,是独立的模块,山人家分 完成,但其数据处理流程基本相同。下面以 DevMACPortTeleBus Cfg Dialog包为例详细说明 各个对话框的处理流程 BasicDevMACTeleBusDialog为业务基本配置(设备模式,MAC及 Telecombus配置) 基础对话框, DeviceModeCfgDialog为设备模式配置对话框,基于业务基本配置对话框,对话框的数 据项对应报文 DeviceMac TelebusCfg的设备模式部分数据。 MACPortCfgDialog为MAC端口配置对话框,基于业务基本配置对话框,对话框的数 据项对应报文 DcviccMacTclcbusCfg的 MACPort部分数据。 TeleBus CfgDialog为 Telecombus总线配置对话框,基于业务基本配置对话框,对话框的 数据项对应报文 Device Mac Telebus Cfg的 Telecombus总线部分数据。 这三个基于业务基本配置对话框的对话框运行流程基本相同,以 MACPortCfg Dialog为 例说明: private void jblnito函数,对话框初始化函数,当生成一个 MACPortcfgdialo对象时调 用,实现界面上各个 Swing控件的显示,显示的数据米自相应报文的NeW对象 void j ButtonOK actionPerformed( Action event e)函数,点击确定”按钮的消息响应函数, 将用户更改的数据存入相应报文的Ncw对象,这样下次再打开这个窗口时显示的就是用户 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 更改过的数据,就是说用户的操作就保存卜来了 void j Button Cancel action Performed( Actionevent e)函数,点击取消”按钮的消息响应函 数,不保存用户更改过的数据,直接退出关闭当前窗口 Basic DeⅤ MACTeleBusDialog类构成 private void jbInito函数,对话框初始化函数,当生成一个 BasicDcvMACTelcBusDialog 对象时调用,实现界面上各个 Swing控件的显示。 void jButton DeviceModeDefine actionPerformed( Action event e)函数,设备模式“自定义” 按钮的消息响应函数,用于生成一个 DeviceMode CfgDialo对象,弹出设备模式配置对话框 void jButlonmACPoriclgDeline actionPerformed(Action Event e)函数,MAC端口“自定义” 按钮的消息响应函数,用于生成一个 MACPortCfg Dialog对象,弹出MAC端口配置对话框 void jButton Telecom BusCfgDefine action Performed(Action Event e)pk E, Telecombus a 线配置“自定义按钮的消息响应函数,用于生成一个 TeleBusCfgDialog对象,弹出 Telecombus 总线配置对话框。 void jButtonOK action Performed( Action event e)函数,“发送”按钮的消息响应函数,将用 户配置的数据(保存在New对象甲)打包发送给 Manager,并且根据 Manager的返回结果 给出提小,如果处理成功则保留配置的数据在相应对象中,如果处理失败则放弃此次用户的 操作,恢复上一次成功配置的数据。 void jButton Cancel actionPerformed( Action event e)函数,“关闭”按钮的消息响应函数, 不发送数据,直接关闭窗口,相当于取消此次配置操作。 void j ButtonDefault actionPerformed( Action event e)函数,“默认配置”按钮的消息响应函 数,使用系统默认数据进行一次配置槳作。 void jButtonInquirc action Pcrformcd( Action Evcnt c)函数,“查询配置”}按钮的消息响应函 数,向 Manager发送一个査询当前网元、当前端口配置的查询类型报文,并根据 Manager 返回结果进行显小。 其他对话框的流程与 BasicDevMACTeleBusDialog基木相同,只是由」报文中的数据要 与界面关联起来,尽量给用户提供一种直观、方使的友好界面,所以在界面的设计上要讲究 很多技巧,这也使得有些界面的实现难度很大,很复杂。 -9 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 参考文献 []顾畹仪,张杰等.《全光通信网》(修订版),北京:北京邮电大学出版社,2001 2」陈晓峰.《多业条传输平台的技术定位》,电信科学,2003.8 Hu Meihong, Yu hao Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing, PRC(100876) In the establishment of the next optical network, MstP based on sdh will take place the traditional SDH and it has become a good choice of the development of optical network. This paper focuses on the management software of MStP facility. The first part is focused on the concept of mstP and relative technology of MSTP. The second part is about the architecture of management software and three design modules MSTP, EOS Management software, design module 作者简介:胡美红,女,1983年生,硕士研究生,上要研究方向软交换与下一代网终。