摘 要： 針對(duì)FOM網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的組成和功能設(shè)計(jì)了軟件的總體構(gòu)架。著重闡述了代理的設(shè)計(jì)，包括MIB樹(shù)的設(shè)計(jì)、MIB初始化、MIB訪(fǎng)問(wèn)以及Trap的實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)測(cè)試，證明了設(shè)計(jì)的正確性。
關(guān)鍵詞： FOM網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)；代理；MIB；Trap
FOM(Fiber Optical Multiplex)是一種中、小容量的時(shí)分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)。用它來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)4～16路E1(2.048 Mb/s)通道的單步復(fù)/分接，具有自定義的仿SDH偵結(jié)構(gòu)；預(yù)留網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理通道，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)豐富；采用光纖進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，可以組成二纖自動(dòng)倒換的光纖自愈環(huán)網(wǎng)[1]。
1 FOM網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)組成
FOM組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理分兩部分：(1)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)內(nèi)嵌網(wǎng)管單元；(2)通用PC機(jī)安裝網(wǎng)絡(luò)管理軟件構(gòu)成的網(wǎng)管終端。
內(nèi)嵌的網(wǎng)管單元采用嵌入式系統(tǒng)構(gòu)架，硬件由嵌入式CPU MPC850及其外圍電路構(gòu)成，軟件在嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks平臺(tái)上運(yùn)行。每個(gè)網(wǎng)管單元都可以通過(guò)Ethernet或RS232接口連接網(wǎng)管終端，同時(shí)經(jīng)FOM幀中的EOC通道與網(wǎng)中其他結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)管單元相連。與網(wǎng)管終端相連的結(jié)點(diǎn)為主結(jié)點(diǎn)，不僅要負(fù)責(zé)與網(wǎng)管終端通信，而且要實(shí)時(shí)匯集網(wǎng)中其他結(jié)點(diǎn)的運(yùn)行和維護(hù)信息，并傳送給網(wǎng)管終端FOM自愈環(huán)網(wǎng)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生嚴(yán)重故障(無(wú)光信號(hào)、無(wú)34.56 Mb/s信號(hào)等，將導(dǎo)致通信中斷的故障)時(shí)，網(wǎng)管終端或網(wǎng)絡(luò)主結(jié)點(diǎn)(網(wǎng)管終端不工作時(shí))會(huì)自動(dòng)發(fā)出命令、啟動(dòng)備用通道、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自愈。
PC機(jī)上安裝的網(wǎng)絡(luò)管理軟件既可以在本地通過(guò)RS－232接口對(duì)本地FOM進(jìn)行管理，也可以通過(guò)Internet。采用與之兼容的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理。SNMP協(xié)議由于其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、容易擴(kuò)展得到廣泛應(yīng)用，被采納為基于TCP/IP協(xié)議的各種互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)管理的標(biāo)準(zhǔn)[2]。
2 FOM網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的功能
FOM網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要包括：設(shè)置功能、報(bào)警處理功能、loopback功能、傳輸功能。設(shè)置功能包括基本設(shè)置：系統(tǒng)識(shí)別碼、系統(tǒng)位置、系統(tǒng)IP地址、系統(tǒng)管理人員設(shè)置，E1設(shè)置，即16路E1上下設(shè)置。報(bào)警處理功能包括高速信號(hào)告警：高速信號(hào)分為東向、西向，每個(gè)方向都包括光信號(hào)丟失告警、偵信號(hào)丟失告警、本站錯(cuò)誤告警(正常，有錯(cuò)，嚴(yán)重錯(cuò)誤或通信中斷)、對(duì)方錯(cuò)誤告警(正常，有錯(cuò)，嚴(yán)重錯(cuò)誤或通信中斷)。E1信號(hào)告警處理，即每一路E1信號(hào)的丟失。loopback功能包括：本地FOM高速環(huán)回、本地FOM低速環(huán)回、遠(yuǎn)端FOM高速環(huán)回、遠(yuǎn)端FOM低速環(huán)回、遠(yuǎn)端LIU(Line Interface Unit)模擬(HDB3)環(huán)回、遠(yuǎn)端手動(dòng)電纜連接環(huán)回。傳輸功能：網(wǎng)管利用FOM系統(tǒng)的384 KB/s通道進(jìn)行傳輸，并且采用TCP/IP和SNMP協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)管理模塊的1個(gè)結(jié)點(diǎn)可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，對(duì)本地管理員提供所有的功能(包括提供遠(yuǎn)端管理功能)。
3 FOM系統(tǒng)網(wǎng)管軟件的總體結(jié)構(gòu)
FOM嵌入式網(wǎng)管功能強(qiáng)大，所有這些功能的實(shí)現(xiàn)不可能在同一個(gè)任務(wù)中完成，整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件通過(guò)FOM_SM、SM Agent、SNMP、LCD Control、Tributary control 0～3、Test等共15個(gè)任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，F(xiàn)OM_SM是主任務(wù)，所有其他各個(gè)任務(wù)之間的交互都通過(guò)該任務(wù)實(shí)現(xiàn)中轉(zhuǎn)，這樣可以避免系統(tǒng)中存在過(guò)多的消息隊(duì)列。SMAgent則把用戶(hù)發(fā)來(lái)的管理命令進(jìn)行翻譯歸類(lèi)后，通知FOM_SM做出相應(yīng)的回答并轉(zhuǎn)發(fā)該次的回答消息[3]。其中主要任務(wù)的通信機(jī)制如圖1所示。
4 SM Agent的實(shí)現(xiàn)
SM Agent將管理站對(duì)管理對(duì)象的操作進(jìn)而轉(zhuǎn)換為對(duì)相應(yīng)的設(shè)備參數(shù)的操作，并確保管理功能的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)管理進(jìn)程基于UDP的SNMP協(xié)議進(jìn)行通信，將管理站的命令轉(zhuǎn)發(fā)給FOM_SM，再把FOM_SM做出的相應(yīng)回答轉(zhuǎn)發(fā)給管理站，利用這種中介作用，使管理站可以對(duì)FOM－ADM設(shè)備實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)和控制。
4．1 MIB樹(shù)設(shè)計(jì)
FOM系統(tǒng)的嵌入式網(wǎng)管單元使用VxWorks作為其操作系統(tǒng)，利用Tornado自帶的WindNet SNMPv1/v2的支持，創(chuàng)建SNMP代理。具體步驟如下：FOM系統(tǒng)特定MIB文件的編寫(xiě)，將得到的MIB文件轉(zhuǎn)化為.c和.h文件編寫(xiě)、修改，最終將代理相關(guān)功能整合到VxWorks中，即可以實(shí)現(xiàn)基于WindNetSNMPv1/v2c的代理，從而與管理站進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)FOM－ADM監(jiān)測(cè)與控制的目的。
FOM的網(wǎng)管功能包括系統(tǒng)工作模式設(shè)置、配置管理、性能監(jiān)視、故障報(bào)警和系統(tǒng)維護(hù)等。針對(duì)上述功能對(duì)FOM(1)給出了6個(gè)組：系統(tǒng)組(FOMsystem)、卡的類(lèi)型組(FOMcard)、pm設(shè)置組(FOMsetpm)、pm查詢(xún)組(FOMgetpm)、報(bào)警組(FOMalarm)、維護(hù)組(FOMmaintence)。每個(gè)組都有很多變量，包括簡(jiǎn)單變量和表變量。圖2描述了FOM系統(tǒng)的MIB樹(shù)結(jié)構(gòu)。
其中，F(xiàn)OMsystem描述了配置系統(tǒng)相關(guān)的變量；FOMcard描述了應(yīng)用卡配置的相關(guān)變量，各路信號(hào)的編碼方式、傳輸參數(shù)等設(shè)置；FOMsetpm描述設(shè)置最近1天內(nèi)15 min間隔和1周內(nèi)24 h間隔的誤碼秒(ES)、嚴(yán)重誤碼秒(SES)、不可用秒(UAS)的極限值的變量；FOMgetpm則描述PM查詢(xún)后存放ES、SES、UAS返回值的變量；FOMalarm描述報(bào)警歷史的相關(guān)變量，以及查詢(xún)報(bào)警歷史的相關(guān)條件變量；FOMmaintence則描述了設(shè)置系統(tǒng)需要的環(huán)回信號(hào)測(cè)試參數(shù)變量，以及得到的測(cè)試結(jié)果變量。
在編輯構(gòu)造MIB文件后，通過(guò)mib2c等第三方工具，利用mib文件構(gòu)建原始的mib.c和mib.h框架。
4．2 MIB初始化
初始化首先對(duì)全局變量(包括當(dāng)前通道號(hào)、卡號(hào)等)賦默認(rèn)值。利用msgQCreate函數(shù)，創(chuàng)建了1個(gè)ID為APP_SNMP_Mbox的消息隊(duì)列，用來(lái)接收FOM_SM任務(wù)發(fā)給SMAgent的消息，它的隊(duì)列長(zhǎng)為64。消息按優(yōu)先級(jí)排列。然后向FOM_SM發(fā)送初始化成功的信息，若成功，則WindNet SNMPv1/v2c中自帶的函數(shù)使代理進(jìn)入消息處理循環(huán)。
在需要的時(shí)候，給訪(fǎng)問(wèn)變量設(shè)初始值。其流程圖如圖3所示。
4．3 MIB訪(fǎng)問(wèn)
在創(chuàng)建代理MIB樹(shù)時(shí)，訪(fǎng)問(wèn)函數(shù)已經(jīng)賦予了MIB樹(shù)葉節(jié)點(diǎn)中的訪(fǎng)問(wèn)函數(shù)指針，這樣當(dāng)查找到相應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)時(shí)，就會(huì)通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)函數(shù)指針調(diào)用相應(yīng)的訪(fǎng)問(wèn)函數(shù)。主要包括Get函數(shù)、Next函數(shù)、Test函數(shù)、Set函數(shù)，其中Get函數(shù)、Next函數(shù)、Set函數(shù)分別完成對(duì)Get、GetNext、 Set命令的響應(yīng)。
4．4 Trap設(shè)計(jì)
代理的作用之一就是檢查異常事件的發(fā)生，并及時(shí)向管理站發(fā)送Trap消息。Trap設(shè)計(jì)中要考慮兩方面問(wèn)題：一是定義何種事件可以產(chǎn)生Trap；二是Trap中含有什么信息。在一些標(biāo)準(zhǔn)MIB文件規(guī)范中已經(jīng)定義了產(chǎn)生Trap的事件，而對(duì)于企業(yè)專(zhuān)有MIB，要根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況確定產(chǎn)生Trap的事件。
在SM Agent的Trap設(shè)計(jì)中，既有標(biāo)準(zhǔn)MIB文件規(guī)范中預(yù)定義的Trap事件(表示代理已經(jīng)開(kāi)始工作的coldStart)，也有為FOM系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的Trap事件，如對(duì)出現(xiàn)卡的狀態(tài)變化、系統(tǒng)各路信號(hào)的ES、SES、UAS超過(guò)設(shè)定閾值，各路信號(hào)出現(xiàn)信號(hào)丟失(LOS)、幀失步(LOF)等情況時(shí)給出實(shí)時(shí)告警。
在PC機(jī)上運(yùn)行MIB Browser軟件，通過(guò)向目標(biāo)機(jī)發(fā)送Get、Set指令，制造FOM預(yù)定義的異常現(xiàn)象，觀察Trap警告信息，均可以得到正確的信息。
參考文獻(xiàn)
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