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基于TCP/IP协议的电力通信综合监控管理系统设计与实现

发布时间:2021-06-01 17:17:00点击:

TCP/IP协议简介 
  TCP/IP协议由一组庞大的软件程序所组成,TCP/IP协议组的准确名称是Internet协议组,TCP 和IP是其中的两个协议;事实上,TCP/IP包括与这两个协议有关的其他协议以及网络应用。 


1、连网协议模块(IP) 
  互连网协议模块(IP)最基本的服务是提供非可靠的、尽最大努力去完成好任务的、无连接的 分组投递系统;向传输层提供统一的IP数据报。通过IP协议把各种不同的帧统一转换成IP数据报 之后,这些帧的差异对上层协议便不复存在。这种转换的意义是非常重要的,正是通过实现这一转 换,才使通信网综合监控系统可以监控各种通信设备。 


2、传输控制协议(TCP) 
  IP协议解决了不同主机之间的通信问题,但是还有一些问题有待解决,其中之一就是IP协议不 能检测数据报的丢失,而这种情况是经常发生的。这一问题需要在传输层解决,依靠TCP协议。TCP 协议是面向连接的,所提供的服务具有高可靠性;TCP协议保证在数据报丢失后进行重发,能够去掉 重复的数据报,还能保证精确地按原来的发送顺序重新组装数据。 


3、TCP/IP协议的特点 
  ● 构造对等网络:TCP/IP网络以一种自治和对等的操作方式,互联的计算机都可以作为主机 出现,任一计算机上的应用都可以动态地与对等计算机上的另一个应用建立一个连接,而不需要中心 控制服务器。对等网络的主要优点是允许网络范围内的系统资源得到最大限度的共享。 
  ● 连接主机的多样性:TCP/IP网络对主机没特殊的要求,和其他网络一样,TCP/IP的目标是为 各种应用和最终用户提供连接和信息交换的能力,它的主机可有多种形式,只要每台主机上具有支持 TCP/IP的实现就可以。TCP/IP网络对主机平台也没有特殊的要求,从DOS和Windows,到OS/2和VM, 
每一个都可以作为主机。 
  ● 对链路层协议的广泛支持:网络环境下的物理层固然非常重要的,然而,TCP/IP协议中没有 对物理层协议的具体规定,这就给TCP/IP网络的拓扑结构提供了很大的自由度。TCP/IP对物理层和 链路层的支持体现在网际层中提供对多种标准协议的支持,而且随具体实现而不同。 


通信网综合监控管理系统的发展过程及发展方向 

1、通信网综合监控管理系统的发展过程 

  通信网络的监控管理系统的发展进程大致分为以下三个阶段: 

  第一代系统是为不同的且相互独立的设备和电路等分别配备各自的监控装置。这就造成网络的 维护管理效率低下,往往由于同一原因产生的告警事件而引起的响应,但又无从分析诸多告警现象的 内在关系,难以尽快地排除故障和恢复业务。 

  第二代系统是将各类设备和电路的监控管理物理地综合为一个集中监控管理系统,利用一套显 示装置对全网进行集中监控。由于各个系统的逻辑功能仍旧是相互分离的,难以具备较强地故障管 理和系统维护功能。 

  第三代系统是将电信网所需的一切监控和管理的功能综合于一个公共的智能平台上,全方位地 
检测整个网络的运行状态。能够提供具有高级自动化水平的告警分析和故障定位功能,支持维护控 制行动的决策,预测网络异常情况对业务性能的冲击并作出相应的应急对策,具有充分支持新技术、 新业务、新标准的扩展和升级能力。 

  目前,我国电力专用通信网监控、维护、管理的总体水平还比较低,基本处于正在逐步实现第三 
代网络管理系统的初级阶段。 


2、通信网综合监控管理系统的发展方向 

  随着计算机网络技术的发展,网络管理协议的发展趋向标准化。网络界开发了两种专门为网络 管理设计的技术:基于TCP/IP网络的简单网络管理协议SNMP(Simple Network Management Potocol)和由国际标准化组织(ISO)开发的公共管理信息服务/公共管理信息协议CMIS/CMIP (Common Management Information Services/Common Management Information 
Protocol)。这两种网络管理协议都和ISO开放系统互联(OSI)参考模型相一致。SNMP协议是建 立在简单网关监视协议(SGMP)的基础上的,作为基于TCP/IP的网络的公共网络管理协议使用; 

CMIS/CMIP意在成为非特定协议的并用于所有网络设备的管理。IAB在估价CMIS/CMIP后,考虑一个 使用TCP/IP进行传输的协议实现,形成了在TCP/IP之上的公共管理信息服务与协议(CMOT);这 一协议在TCP/IP协议簇之上实现CMIS。 


  TMN是基于OSI系统管理的模式进行电信网和电信业务管理的分布式计算机网络系统,是利用一 系列标准接口(包括协议和信息规则)的统一体系结构来提供有组织的开放式网络系统,具有标准 化的网络管理功能和面向目标的管理信息模型以及标准化的管理信息交换处理过程,将各类操作系 统(网管系统)与电信设备(网元)互连。 

通信网综合监控管理系统的设计与实现 

1、综合监控管理系统体系结构 
  通信网综合监控系统要提供一种访问由任何生产厂商生产的任何通信设备(包括相关的的辅助 设备及环境检测)的方法,目前存在的通信监控系统几乎全是由生产厂商针对自己的设备而开发的 专用系统。因此,在一个复杂的通信网络环境中,对不同厂商设备采用各自专用的监控系统是非常耗 时而且麻烦的。对于网络的运行维护管理人员来说需要一个收集关于通信网络中所有组成部分信息 的一致性方法,考虑到对原有专用监控系统的兼容性,综合监控系统的协议的设计应不受信息采集和传输设备的影响。 

  通信网综合监控管理系统功能的实现与建立有效的网络管理结构紧密相关,通信网资源的分布 式性质决定了对整个网络的管理过程是一个分布式的信息交换和处理过程,因此通信网管理系统也 必然是分布式的网络系统。在Client/Servert体系结构基础上提出的分布式计算环境(DCE)和分 布式管理环境(DME)使得开发和编制独立于生产厂商网管平台的应用程序成为可能。使用TCP/IP将 NE和QA与MD、MD与综合服务器(Server)以及Server与工作站连接起来。 

  管理进程和管理代理之间用同一个信息模型来统一对网络资源的认识、协调操作与管理动作。 管理信息模型是对网络资源及其所支持的管活动的抽象表示。 

  网络中接受管理的所有网络资源(包括网络和单独的设备以及设备中的各种资源)都抽象为管 理对象,是用面向对象的方法分析网络资源得到的抽象表示,称为被管对象MO(Managed Object)。每个对象都有一些属性、动作和事件。 

2、通信网综合监控系统的设计 

  监控管理中心是整个通信网监控管理系统的中心,要完成与各监控站之间的双向实时数据通信; 负责整个通信网内各种设备的集中监控、任务调度、系统配置、数据分析与处理;保存监控站发来 的监控数据。同时提供对外数据库接口,向更高层次的网络管理系统提供数据与功能调用。这对监 控管理中心的设计提出了很高的要求,在设计中监控中心用多台计算机连接,组成计算机高速局域网 
络(LAN)。 

  在数据传输方式上可采用多路由方式,数据传输路由将根据系统数据传输链路和数据传输拥塞 情况自动选择;整个监控系统通过路由器形成一个广域网(WAN),使用Modem池支持备用路由以保证 系统数据传输的安全,Modem池同时支持远程拨入服务。监控管理中心采用这样的硬件结构,可以保 证整个监控系统的数据安全与可靠地运行。 


  软件是整个监控系统的核心部分,软件覆盖系统的每一个组件。依据TMN,网络管理站和代理之 间的通信协议以TCP/IP协议为基础;而在数据库的设计中,以OSI管理模型中的管理信息结构 (SMI)和管理信息库(MIB)为基础;并结合Web技术和计算机网络技术,通信网综合监控系统包 


括下面的软件模块: 


● 数据库系统 

● 数据引擎 

● WEB Server互连网数据服务器 

● 前置数据采集系统 

● 协议分析模块 

● 数据采集模块 


结束语 

  在通信网监控管理系统中一般采用管理者--代理模型,如果各个厂商提供的管理者和代理之间 的通信方式各不相同,将会大大地影响综合监控管理系统的通用性,影响不同厂商设备间的互连,因 此需要将不同厂商使用的通信设备监控管理信息的协议转换成一个统一的协议。TCP/IP协议数据 格式和协议在分层结构上不是很严格,同时对操作系统和物理介质具有独立性,在实现上也具有很大 的灵活性。在系统中使用TCP/IP协议,实现了不同厂商设备监控信息协议的转换和互连,解决了通 信网综合监控管理系统建设中的一个难题。 


  基于TCP/IP协议的综合监控管理系统,采用分布式的网络管理,使管理者的操作不受地理位置 的限制;同时可以在任何平台下访问,只要该平台下装有合适的Web浏览器。此系统具有技术先 进、性能优良的特点,符合通信网监控管理系统的发展方向。 


  在总结各种设备技术性能和通信系统运行特点的基础上,根据目前通信网监控系统和计算机网 络与互联网技术的发展方向,通信网综合监控管理系统应具有以下主要技术特点: 


● 采用Internat/Intranet技术 

● 采用Browse/Server体系结构 

● 协议表格驱动 

● 采用快速、可靠的数据库系统作后台支持 

● 形象逼真的全图形界面显示和地图背景 

● 基于TCP/IP协议,实现跨平台的网络管理系统的信息交换与联网 

● 用一个公共的智能平台实现对各种通信设备监控 


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