器应能执行一些诊断测试来辨别故障原因。
(2)计费管理(accountingmanagement)计费管理记录网络资源的使用,目的是控制和监测网络操作的费用和代价。
它对一些公共商业网络尤为重要。
它可以估算出用户使用网络资源可能需要的费用和代价,以及已经使用的资源。
网络管理员还可规定用户可使用的最大费用,从而控制用户过多占用和使用网络资源。
这也从另一方面提高了网络的效率。
另外,当用户为了一个通信目的需要使用多个网络中的资源时,计费管理应可计算总计费用。
(3)配置管理(configurationmanagement)配置管理同样相当重要。
它初始化网络、并配置网络,以使其提供网络服务。
配置管理是一组对辨别、定义、控制和监视组成一个通信网络的对象所必要的相关功能,目的是为了实现某个特定功能或使网络性能达到最优。
这包括:.设置开放系统中有关路由操作的参数.被管对象和被管对象组名字的管理.初始化或关闭被管对象.根据要求收集系统当前状态的有关信息.获取系统重要变化的信息.更改系统的配置(4)性能管理(perfonIl锄cemanagement)性能管理估价系统资源的运行状况及通信效率等系统性能。
其能力包括监视和分析被管网络及其所提供服务的性能机制。
性能分析的结果可能会触发某个诊断测试过程或重新配置网络以维持网络的性能。
性能管理收集分析有关被管网络当前状况的数据信息,并维持和分析性能日志。
一些典型的功能包括:.收集统计信息.维护并检查系统状态日志.确定自然和人工状况下系统的性能.改变系统操作模式以进行系统性能管理的操作2工程硕士论文C网网管系统的研究与开发(5)安全管理(securitymanagement)安全性一直是网络的薄弱环节之一,而用户对网络安全的要求又相当高,因此网络安全管理非常重要。
网络中主要有以下几大安全问题:网络数据的私有性(保护网络数据不被侵入者非法获取);授权(authentication)(防止侵入者在网络上发送错误信息);访问控制(控制对网络资源的访问)。
相应的,网络安全管理应包括对授权机制、访问控制、加密和加密关键字的管理,另外还要维护和检查安全日志。
包括:.创建、删除、控制安全服务和机制.与安全相关信息的分布.与安全相关事件的报告(6)本系统设计实现的网络管理功能在本C网网管的系统设计中,除了计费管理外,故障管理、配置管理、性能挂你、安全管理均提供了实现。
因而,可以说本系统基本上实现了网络管理的主要功能。
1.3研究的必要性及意义随着中国电信接手中国联通CDMA网络,其原有的C网网管系统的不足及一些设计上的缺陷也逐步呈现出来【孓51,如:>各设备厂家的专业网管系统只能实现本设备的基本网管,不能做到全程全网的统一网管,因而越来越不能满足网管及维护人员的综合网管需求。
>市场上的一些网管软件厂家做的都是通用网管软件,对具体的业务不熟,产品无法达到具体网络维护及管控的个性化要求,无法满足快速响应客户投诉的需求。
>网管功能分散,不能在统一的平台上实现,等等。
常州电信接管的原常州联通的CDMA网络其无线侧设备为MOTO的,核心侧设备为贝尔的;其综合网管为集中布放在省公司的亿阳网管,专业网管为MOTO公司的UNO网管。
不论是综合网管,还是专业网管,均存在较多的问题,主要体现在:>亿阳网管因采用CORBA及SNMP方式,获取的数据较少,因而仅仅是简单的考核指标的罗列,不能实现网元网管,管控级别也不能细化到载扇一级,且无同比、环比等周期性的趋势图及具体指标的预警分析等功能。
此外,亿阳网管及UNO网管均未与C网基础资料库对接,因而不能提供各个网元设备的基础信息,不利于查障。
>没有统一的数据库、统一的WEB界面。
UNO网管把告警、性能、话单和配置各自分开,且告警为C/S模式,性能为B/S模式,话单和配置仅仅是一些二进制和文本文件且未进行入库和呈现,登录方式也不统一。
而日常维护中,往往需要把这些数据关联起来进行统计和分析,且最好只用一个入口即能获取所需的所有信3l绪论工程硕士论文息,以便提高工作效率。
因而UNO网管不便于网络管控和维护工作。
>UNO网管的性能管理部分仅进行了简单的HTML的呈现,数据统计周期只有小时和天两种方式,若要统计如周、月、年等周期性的数据必须手工进行合并、计算,而且其也未能进行指标归类和趋势分析。
可以说,UNO网管性能部分仅仅是在原始性能计数器的基础上对相关的计数器按照性能分析要求进行了简单的提取和归并,进一步的分析和管控全部得通过人工进行,因而肯定满足不了管控及维护、优化人员的日常需求。
>至于UNO网管的告警管理部分,其功能也较为薄弱,既不能进行历史告警统计和分析,也无沟通、反馈信息,不利于网管人员的管控分析工作。
此外,UNO网管为纯英文的,界面很不友好,不利于普及推广。
根据实际需求,我们研发了该C网网管系统,研发的主要内容是为C网网络的维护与优化提供告警、性能、CFC、指标、资源等的管理,包括查询、分析、比较、预警、测试、操作、配置等多种手段,并通过图形、报表等直观方式为网管及维护人员提供良好的系统平台支撑,从而打造CDMA的
精品网络。
4工程硕士论文C网网管系统的研究与开发2系统综述2.1CDMA20001XEV-DO概述迄今为止,现代商用蜂窝移动通信系统已发展至第三代【6】。
第一代(1G)移动通信系统采用频分复用和模拟调制方式,典型代表是AMPS、TACS和NMT等,其缺点是频谱效率低、业务种类有限和保密性差等。
第二代(2G)移动通信系统采用数字调制技术,典型代表是GSM/GPRS和IS95及其增强〔61。
在第三代(3G)移动通信技术标准(如WCDMA、CDMA2000和TD.SCDMA)中,均采用了CDMA多址方式。
要求它们能提供更高的数据带宽、更丰富的业务种类、更高的业务质量、实现全球覆盖和漫游功能等。
通常,GSM/GPRS沿着WCDMA或TD.SCDMA技术路线演进,IS95及其增强沿着CDMA2000技术路线演进。
高通公司从1996年开始开发了HDR(HighDataRate)技术,并于2000年被TIA/EIA接受为IS一856标准(Release0版本),又称为HRPD(HighRatePacketData)或lxEV-DO。
lx表示它与CDMA2000lx系统所采用的射频带宽和码片速率完全相同,具有良好的后向兼容性:EV(Evolution)表示它是CDMA2000lx的演进版本;DO(DataOptimization)表示它是专门针对分组数据业务而经过优化了的技术。
lxEV-DO于2001年被ITU.R接受为3G技术标准之一I硼。
目前,我常州电信采用的EV-DO版本为RevisionA,未采用Release0,因为Rel.0版本不支持语音,且前反向速率也较Rev.A低。
因而,本C网网管系统中涉及EV-DO部分的网管也是指对REV.A版本的网管。
52系统综述工程硕士论文2.1.1CDMA2000IXEVDO网络结构无线接入网桉心翔I盯P旦{源感斟髓}:Il《lj—HHA|Il…llI嬲:iI;盈一~I珧卜溉回AT|揍入终端.如手机ANI接入阿,包括BSC和BTSPCF=分组控未恸能PDSN,分组数据业务节点FAI外部代理HA:归属代理AAA:鉴权从证/计费服务毒AN-AAAI揍入阿鉴权从证/计费服务毒图2.1.1.1CDMA20001XEVDO网络结构CDMA20001XEVDO网络结构【9】如图2.1.1.1所示,它由无线接入网和核心网组成。
无线接入网(RadioAccessNetwork,&蝌)主要包含接入网(AccessNetwork,AN)、分组控制功能(PacketCcontrolFunction,PCF)和接入网鉴权/认证/计费服务器(AN.Authentication,AuthorizationandAccounting,AN.AAA)等功能实体。
AN完成基站收发及其控制器的功能。
其中,PCF完成A8和A10连接的建立以及分组数据业务节点(PacketDataServiceNode,PDSN)的选择功能。
AN.AAA存储接入鉴权的算法和参数,执行接入鉴权功能。
核心网构成与EVDO接入因特网的方式有关。
目前,中国电信采用的是简单IP方式。
在简单IP情况下,核心网主要包含PDSN及其鉴权/认证/计费服务器(Authentication,AuthorizationandAccounting,AAA)等功能实体。
PDSN完成分组数据会话的建立、管理和释放功能。
AAA负责与用户有关的登记、鉴权和计费工作。
6工程硕士论文C网网管系统的研究与开发本C网网管系统主要研发的是无线接入网((RAN)侧的网管。
2.1.2CDMA2000IXEVDO空中接口协议栈模型及研究蕞省甚子付蕞11的应用Il。
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I蕾令一%协坂冷的应用应用层i诂冷键畴协坂lI无焖砖协氓ll置置毫并协坂ll冀协坂I瀛J县I口主嚣坟I|譬盖葛坂ll民主蔷坟I会话层l喜嚣轰I款矗协皈I状塞嚣坂Il狄薹嚣试li缘层1分萎嚣杖ll更萎嚣坂ll馆耋:坂Il安垒协坂|啬饲文铁协议lI薹段协坟Il翱密协坂I安全层l篡镊I麓臼业务待遵ll繁八静迸ll爱一al,’9141疆lMAC协议IlM▲c协议IIMAC协讽IMAC层i物曩晨协坂l物理层图2.1.2.ICDMA2000IXEVDO网络协议栈模型EVDO空中接121由七个协议层组成【lo】,从下到上依次为物理层、MAC层、安全层、连接层、会话层、流层和应用层,如图2.1.2.1所示。
各协议层按功能划分,而非按承载划分,各层之间没有严格的上下层承载关系:在时间上,各层协议可以同时存在,不存在严格的先后关系;在数据封装上,业务数据自上而下进行封装,可以跨越部分协议层。
>物理层规定了前反向物理信道的结构、输出功率、数据封装、基带及射频处理和工作频点等。
其中,基带及射频处理包括调制编码、编解码、序列重复、交织、信道复用、基带成形、加载波等步骤。
>MAC层完成对物理信道的访问控制功能。
其中,控制信道MAC协议规定了控制信道的传送方式和时序要求,接入信道MAC协议规定了终端接入系统的方式72系统综述工程硕十论文和长码(LongCode)生成方式,前向业务信道MAC协议规定了前向业务信道的速率控制和复用/解复用方式,反向业务信道MAC协议规定了反向业务信道的捕获和速率选择机制。
>安全层完成CryptoSync的生成、密钥交换、数据加密和空口鉴权等功能。
其中,安全协议用于生成鉴权和加密密钥的CryptoSync和时戳,密钥交换协议用于AT和AN交换空口鉴权和数据加密所需要的会话密钥,鉴权协议用于检验终端是否为某空口会话的合法拥有者,加密协议用于AT和AN加密业务数据。
>连接层完成系统的捕获、连接的建立/维持/释放、连接状态下的移动性管理和链路控制、以及对会话层数据分组的复用和对安全层数据分组的解复用功能。
其中,无线链路管理协议用于维护AT与AN之间的无线链路状态;初始化状态协议规定了终端接入网络的过程及消息;空闲状态协议定义了终端在已成功捕获网络但连接尚未打开时所遵循的流程及消息;连接状态协议定义了连接打开后AT与AN通信所需消息及交互过程;路径更新协议完成对终端位置的跟踪、维护及其跨扇区移动时的无线链路维护等功能;分组合并协议完成对会话层数据分组的复用和对安全层数据分组的解复用功能。
>会话层完成空口会话的建立、维持和释放功能。
其中,会话管理协议负责会话层其他协议的激活、会话KeepAlive和会话的关闭,地址管理协议负责会话终端的地址分配,会话配置协议负责与会话相关的协议类型及其属性的协商和配置。
注意,OSI协议模型中的会话层是端到端的,而EVDO空口的会话层只针对接入层面。
>流层完成应用层数据和信令流的QoS标识功能,将单个或多个应用层分组流(Flow)合成为流层的径流(Stream)。
>应用层完成分组应用和信令应用数据分组的收发及其控制功能。
在CDMA网络中,空口质量的好坏直接影响到用户的感知度,在本网管系统中,可以通过无线侧接入失败率、掉话率等指标来体现。
譬如用户空口鉴权未通过,则导致接入失败,因信号覆盖问题、干扰等导致连接或切换失败,则会导致掉话:等等。
这些影响空口质量的问题基本上可以通过上面所述的7个层面反映出来,因而在进行网管研发时,必须对空口的协议栈有所了解,以快速定位故障或响应用户投诉。
8工程硕士论文C网嘲管系统的研究与开发2.2基于Microsoft.NET框架的系统研发曰曰固日图2.2.1.NET框架主要元素.NET开发框架的几个主要组成部分【10〕如图2.2.1所示:首先是整个开发框架的基础,即通用语言运行时(CLR)以及它所提供的一组基础类库(FCL);在开发技术方面,.NET提供了全新的数据库访问技术ADO.NET,以及网络应用开发技术ASP.NET和Windows编程技术WinForms;在开发语言方面,.NET提供了VB,VC++,C群,Jscript等多种语言支持;而VisualStudio.NET则是全面支持.NET的开发工具。
l、CLR(通用语言运行时)通用语言运行时,即CommonLanguageRuntime。
Microsoft.NET给开发人员带来了一种全新的开发框架,而通用语言运行时则处于这个框架的最低层,是这个框架的基础。
通用语言运行时为多种语言提供了一种统一的运行环境。
另外它还提供了更多的功能和特性,比如统一和简化的编程模型;避免了DLL的版本和更新问题(常称为DLL地狱),从而大大简化了应用程序的发布和升级;多种语言之间的交互,例如我们甚至可以在VB中使用C++编写的类;自动的内存和资源管理等等。
基于通用语言运行时开发的代码称为受控代码,它的运行步骤大体如下:首先使用一种通用语言运行时支持的编程语言编写源代码,然后使用针对通用语言运行时的编译器生成独立于机器的微软中间语言(MicrosoftIntermediateLanguage),同时产生运行所需的元数据,在代码运行时再使用即时编译器(JustInTimeCompiler)生成相应的机器代码来执行。
92系统综述工程硕士论文2、FCL(.NET基础类库).NET框架包含有一组基础类库(FrameworkClassLibrary)程序集。
这组基础类库包括了从输入输出到数据访问等各方面,提供了一个统一的面向对象的、层次化的、可扩展的编程接口。
表2.2.1列出了一些通用的FCL命名空间。
表2.2.1通用FCL命名空间命名空间描述System其中的娄利是为所有应用程序位用的一些基本类犁其中的类型用于管理对象集合。
包括常用的集合类型,System.Collections如堆栈、队列、散列表等System.Diagnostics其中的类型用于帮助诊断和调试应用程序其中的类型用于操作二维图形。
它们典型地用于System.DrawingWindows窗体应用程序,以及创建WEB窗体页面中显示的图象其中的类型用于管理事务、队列组件、对象池、JIT激System.EnterpriseServices活、安全以及其他一些提高服务器程序中托管代码效能的特性其中的类型用于多国语言支持,例如字符串比较、格式System.Giobalization化以及日历功能System.IO其中的类型用于操作I/O流、遍历目录和文件其中的类型通过Windows管理设备来管理企业中的计System.Management算机System.Net其中的类型用于网络通信其中的类型用于查看元数据以及延迟绑定类型和它们System.Reflection的成员System.Resources其中的类型用于操作外部数据资源其中的类型允许托管代码访问非托管操作系统平台中System.Runtime.InteropServices的一甚功能,如COM组件和Win32DLL内的函数System.Runtime.Remoting其中的类型用于从远程机器上访问类型其中的类型用于持久化对象实例,以及从一个流中重新System.Runtime.Serialization产生对象实例System.Security其中的类型用于保护数据和资源System.Te妞其中的类型用于以不同的编码方式来操作文本System.Threading其中的类型用于异步操作,以及同步访问资源System.Xml其中的类型用于处理XML模式和数据System.Web.Services其中的类型用于创建XMLWeb服务System.Web.UI其中的类型用于创建Web窗体System.Windows.Forms其中的类型用于创建WindowsGUI应用程序System.ServiceProcess其中的类型用于创建由SCM控制的Windows服务10工程硕士论文C网网管系统的研究与开发3、ASP.NE。
I’ASENET是一种建立在CLR基础之上的程序开发构架,它主要用于在服务器上开发功能强大的W曲应用【11。
121。
ASENET的优点主要有:>简易性。
ASENET使执行常见任务交得容易,从简单的窗体提交和客户端身份验证到部署和站点配置。
>增强的性能。
ASENET是在服务器上运行的编译好的公共语言运行库代码。
ASENET可利用早期绑定、实时编译、本机优化和盒外缓存服务。
这相当于在编写代码行之前便显著提高了性能。
>灵活性。
由于ASP.NET基于公共语言运行库,因此Web应用程序开发人员可以利用整个平台的威力和灵活性。
.NET框架类库、消息处理和数据访问解决方案都可从Web无缝访问。
ASP.NET也与语言无关,所以可以选择最适合应用程序的语言,或跨多种语言分割应用程序。
另外,公共语言运行库的交互性保证在迁移到ASENET时保留基于COM的开发中的现有投资。
>世界级的工具支持。
ASENET框架补充了VisualStudio集成开发环境中的大量工具箱和设计器。
>可管理性。
ASENET采用基于文本的分层配置系统,简化了将设置应用于服务器环境和Web应用程序。
只需将必要的文件复制到服务器,即可将ASP.NET框架应用程序部署到服务器。
不需要重新启动服务器,即使是在部署或替换运行的编译代码时。
>可缩放性和可用性。
ASENET在设计时考虑了可缩放性,增加了专门用于在聚集环境和多处理器环境中提高性能的功能。
另外,进程受到ASENET运行库的密切监视和管理,以便当进程行为不正常(泄漏、死锁)时,可就地创建新进程,以帮助保持应用程序始终可用于处理请求。
>自定义性和扩展性。
ASENET随附了一个设计周到的结构,它使开发人员可以在适当的级别”插入”代码。
实际上,可以用自己编写的自定义组件扩展或替换ASP.NET运行库的任何子组件。
>安全性。
借助内置的Window¥身份验证和基于每个应用程序的配置,可以保证应用程序是安全的。
本网管系统在设计时,考虑到ASENET技术拥有方便、高效、安全等优点,因而决定采用ASENET技术进行开发,开发语言为C群。
4、ADO.NETADO.NET是一组向.NET程序员公开数据访问服务的类。
ADO.NET为创建分布式数据共享应用程序提供了一组丰富的组件【13.15】。
它提供了对关系数据、XML和2系统综述工程硕士论文应用程序数据的访问,因此是.NETFramework中不可缺少的一部分。
ADO.NET的优点主要有:>互操作性。
由于数据是以XML格式储存的,所以用不同工具开发的组件可以通过数据存储进行通信。
>性能。
ADO.NET中的数据存储是用XIVIL传送的,所以不需要数据类型转换过程,提高了数据访问的效率。
>可扩展性。
ADO.NET是一种断开式数据结构,也就是说,从数据库中检索到的数据缓存在本地机上,只有在操作或更新数据时才需要重新建立连接。
这样可以提高应用程序的能力,而不需要增加维护成本。
>标准化。
位于数据集中的数据以XML形式保存并在不同的层之间传送,因此使得数据的统一成为可能。
>可编程性。
ADO.NET可使用C撑和VB.NET等语言编写程序,因此向开发人员提供了强类型化环境,这对于ADO是不可能的。
作为网管系统,其最主要的部分就是告警、性能、配置、安全等方面的海量数据的收集、汇总、呈现,因而C网网管系统最主要的交互即数据库与Web服务器之间的交互,而ADO.NET对数据交互的便捷性正是系统选用.NET框架的原因所在。
5、ASP:NETAJAXAjax(AsynchronousJavaScriptandXML(异步JavaSeript和XML))无疑是现在最为热门的一项技术‘16。
171。
ASENETAJAX可以相应地分为服务器端和客户端两个部分,前者包含ASP.NET2.0AJAXExtensions以及ASP.NETAJAXControlToolkit,后者包含MicrosoftAJAXLibrary,如图2.2.2所示:IASP,NETAJAXControlToolkitll●厂——————————————————I厂————————————————————〕IASP.NET2.0AJAXExtensionsI|MicrosoftAJAXLibraryl图2.2.2ASP.NETAJAX组成采用AJAX具有下列优点:>基于标准技术构建XMLHttpRequest对象最早是作为IE内嵌的ActiveX组件提供的,然后各种其他的主流浏览器也随之使用。
Ajax所用到的其他技术,包括JavaScript、XML、CSS和DOM等,均早已成为标准并被所有的主流浏览器所实现。
这样,典型的Ajax应用程序无需客户端进行任何形式的安装部署,即可兼容地运行于每一个主流浏览器之12工程硕士论文C网网管系统的研究与开发上,因而其优势是Flash、JavaApplet和ActiveX等需要下载、安装插件的技术所无法比拟的。
>友好地与服务器交互Ajax应用程序借助XMLHttpRequest对象的帮助,仅重绘更新部分的页面,从而解决了整页重绘带来的页面闪烁问题。
>能够建立更强大的UIAjax能够实现更加完善的功能如鼠标拖动、右键菜单、自动完成、拼写检查、键盘快捷键等。
在C网网管系统中,告警是非常重要的一部分。
对于实时告警,在未采用AJAX之前,出现一条新告警则页面“闪烁”一下,界面交互很不友好。
因而,在系统研发时,即考虑用AJAX技术来实现实时告警部分的Web呈现、Web交互,从而实现“无刷新”的效果。
2.3C撑设计模式研究2.3.1设计模式遵循的原则设计模式从本质上说是一种规则【181,其遵循的一般原则有:1.开-闭原贝lJ(Open-ClosedPrinciple,OCP):一个软件实体应当对扩展开放,对修改关闭。
说的是,在设计一个模块的时候,应当使这个模块可以在不被修改的前提下被扩展。
换言之,应当可以在不必修改源代码的情况下改变这个模块的行为,在保持系统一定稳定性的基础上,对系统进行扩展。
这是面向对象设计(OOD)的基石,也是最重要的原则。
2.里氏代换原则(LiskovSubstitutionPrinciple,LSP)”由BarbarLiskov(芭芭拉.
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