SONPMSA系统通信平台关键技术的研究

摘要：面向业务的网络性能管理系统是以网络中运行的业务为被管理对象的，而传统网络中间节点的封闭性限制了系统的实现。SONPMSA系统通信平台的设计与实现是通过引入主动代码技术、定义基于应用层实现的主动信包的格式、利用Java的平台无关性解决了主动代码分发机制中关键主动代码的解析和加载两大功能的设计与实现问题。从而解决了面向业务的网络性能管理系统通信平台动态地执行网络业务数据的管理问题。
关键词：面向业务；网络性能管理；通信平台；主动代码；动态加载

0 引言
    随着网络使用的普及，网络应用越来越纷繁复杂，用户对网络的需求与服务质量也要求越来越高，网络管理技术也不断更新。SONPMSA(Service-Oriented Network Performance Management System Based onActive Code)系统是基于主动代码的面向业务的网络性能管理系统。传统的网络管理将网络中的设备作为主要被管理对象，但是用户更关心的是网络上运行的业务状态与效率，因此SONPMSA系统是将网络中运行的业务作为被管理对象，通过采集和分析网络业务的性能数据，监测网络业务的性能。对网络线路质量进行分析，同时，统计网络业务运行的状态信息，并对网络的使用发展做出评测、估计，为网络进一步的规划调整提供依据等。
    要实现面向业务的网络管理必须打破传统网络中间节点系统的封闭性，因此SONPMSA系统利用主动网络的主动代码技术，通过主动包携带可执行的主动代码，用户根据具体的需求动态对网络中间节点进行编程，从而达到对网络中的业务实施有效地控制与定制。SONPMSA系统通过借鉴的TMN(Telecommunication Management Network，电信管理网)思想优化通信平台设计，以实现对面向网络业务的性能管理。

1 SONPMSA通信平台的设计
    SONPMSA系统中，信息的传递是面向业务的网络性能管理系统实现的关键。因此，网络通信平台的设计是非常重要的，通信平台需要提供其他部件所需要的通信功能，保障能够准确地、没有错误地将数据传送到目的节点。并且通信平台除了提供通信的接口和服务，还负责进行管理命令的侦听。基于主动代码面向业务网络性能管理通信的平台结构图如图1所示。

    传统网络的中间节点对网络传递的数据信息本身的语义是不做分析、理解的，而主动网络是由网络上的主动节点以及一些传统节点构成的。主动网络能够传递封装有可执行代码的主动信包，主动信包在主动节点中移动，主动节点对流经它的主动信包进行读取、语义分析，并通过获取主动信包中的代码而动态地执行网络业务数据的管理。因此主动代码基础是要实现主动代码的解析，而要实现主动代码的解析就需要实现主动信包格式的定义。目前主要有两种封装方式：主动网络封装协议ANEP(Active Network Encapsulation Protocol)和主动IP(Acti-ve IP)。在SONPMSA系统中设计主动信包的封装格式时，没有像Active IP信包格式那样去修改数据报的IP Option，而是侧重如何构造通信双方都能够理解的数据报格式。基于应用层实现的主动信包的格式如图2所示。

    在图2所示主动信包格式的基础上，图1的工作过程为主动代码平台由主动代码平台接口(ACAPI)和主动节点AN(主动节点兼容传统节点)组成。接口ACAPI实时监听来自网管中心NMC的命令，即通过接口ACAPI接收主动信包，根据主动代码的分发机制将其解析执行。中间节点ANi允许用户编程，节点之间的通信通过主动信包完成。
    主动代码服务器(Active Code Server，ACS)：该服务器中可以动态存储各种与业务相关的主动代码，如性能数据收集的主动代码，新业务引入配置的主动代码。当主动节点完成某项服务所需要执行的主动代码在本地代码库中不存在时，采用动态请求加载的方式动态加载主动代码。
    业务数据生成器将来自网元层的数据转换成面向业务的数据通过ACAPI返回到网管中心NMC使用。

2 主动代码分发机制设计
    基于主动代码面向业务网络性能管理通信平台的实现关键是要有一个良好、可行的主动代码分发机制。目前，主动网络的实现技术可以分为：封装法、可编程交换法和结合法，它们都能够实现主动代码插入到主动节点的功能。根据研究，本文采用以下的方法设计实现。为了兼容传统网络，将主动信包建立在传统的IP信包格式的基础之上，格式如图2所示，由于它使用IP信包，恨制了信包中代码的长度要小于1 KB，即也限制代码的处理功能。因此，根据不同的情况分两种方法解决。具体过程可如图3所示。

    首先，如果定制的网管程序小于1 KB，就将其封装在主动信包中一起传递到主动节点，然后所包含的代码就被解释执行完成应用任务。
    其次，如果定制网管程序较大，使用频率较高，在主动节点均定制程序不仅不必要，而且加重了网络的负担，因而可以建立一个主动代码服务器ACS。在主动信包中设定一个指针域(标识不同应用的主动代码)，通过网络按需动态请求加载主动代码，进而完成各种网络业务管理任务。并且这种方法也有利于新业务的引入。

3 基于主动代码分发机制设计的实现
    主动代码分发机制实现的关键主要是实现主动代码的解析与加载两大功能。图2给主动代码的解析提供了实现的基础，图3所示的动态加载的过程提供了主动代码加载的思路。考虑到Java的平台无关性使网管系统能够在多种平台上运行，且具有良好的可移植性的特点。因此，在系统开发时，主动代码是由Java类来实现的，启动主动应用实际上就是启动某个Java程序，所以图2所示的主动信包格式中应包含启动程序所包含main函数的Java类名。
    主动节点在下载主动代码的时候，可以优先考虑该节点上设置的缺省下载位置，比如某个临近的节点，在其他较近节点中没有找到相应的主动代码时，才去查找这个位置。这样做可以防止所有节点一接收到主动信包就到指定的主动代码服务器下载，造成该服务器必然的繁忙，引起系统的拥塞。
    在实现过程中，所有的参数数据是作为一个字符串进行传递的，能够同时包含多个命令行参数。类加载器加载Java类时将把这些参数传递给它。利用这些信息，管理员能够设定主动应用在目标节点上启动的设置条件和初始参数。
    类PackReceiver()可以实现接收回应信包和主动节点中主动信包的接收。PackReceiver类图如图4所示。

4 结语
    随着网络的发展，网络业务会不断的增加，因此需要能在必要的节点上进行动态配置，但是传统的数据网络只是被动的传输数据。为了面向业务的网络性能管理的有效实现，本文引入了主动网的概念，将主动网中主动代码的移动性、可编程性应用到面向业务的网络性能管理中，并设计了基于主动代码面向业务网络性能管理的通信平台。对于通信平台实现过程中涉及到的主动代码分发机制等关键技术进行了研究。随着对课题不断深入的研究，系统的实现将会进一步完善。