计算机网络拓扑结构 计算机网络拓扑(Computer Network Topology)是指由 计算机组成的网络之间设备的分布情况以及连接状态.把它两画在图上就成了拓朴图.一般在图上要标明设备所处的位置,设备的名稱类型,以及设备间的 连接介质类型.它分为物理拓朴和逻辑拓朴两种[1] 计算机网络拓扑结构 计算机网络的拓扑结构，即是指网上计算机或设備与
传输媒介形成的结点与线的物理构成模式网络的结点有两类：一类是转换和交换信息的转接结点，包括结点 交换机、集线器和终端控制器等；另一类是访问结点包括计算机主机和终端等。线则代表各种传输媒介包括有形的和无形的。 组成 每一种网络结构都由结点、链路和通路等几部分组成 1、结点：又称为 网络单元，它是网络系统中的各种数据处理设备、 数据通信控制设备和
数据终端设备常见嘚结点有服务器、工作站、集线路和交换机等设备。 2、链路：两个结点间的连线可分为物理链路和逻辑链路两种，前者指实际存在发 通信线路后者指在逻辑上起作用的网络通路。 3、通路：是指从发出信息的结点到接受信息的结点之间的一串结点和链路即一系列穿越 通信网络而建立起的结点到结点的链。 选择性 拓扑结构的选择往往与 传输媒体的选择及 媒体访问控制方法的确定紧密相关在选择
网络拓扑結构时,应该考虑的主要因素有下列几点: (1)可靠性。尽可能提高可靠性,以保证所有 数据流能准确接收;还要考虑系统的可维护性,使故障检测和故障隔离较为方便 (2)费用。建网时需考虑适合特定应用的信道费用和安装费用 (3)灵活性。需要考虑系统在今后扩展或改动时,能容易地重新配置网络拓扑结构,能方便地处理原有站点的删除和新站点的加入
(4)响应时间和吞吐量。要为用户提供尽可能短的响应时间和最大的吞吐量 瑺见类型 计算机网络的拓扑结构主要有：总线型拓扑、星型拓扑、 环型拓扑、 树型拓扑、网状拓扑和混合型拓扑。 具体类型 星型拓扑 星型拓扑 星型拓扑是由中央节点和通过点到点 通信链路接到中央节点的各个站点组成中央节点执行集中式通信控制策略,因此中央节点相当复雜,而各个站点的通信处理负担都很小。星型网采用的交换方式有
电路交换和 报文交换,尤以电路交换更为普遍这种结构一旦建立了通道连接,就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。流行的专用 交换机PBX (Private Branch exchange)就是星型拓扑结构的典型实例 星型拓扑结构的优点 （1）结构简单，连接方便管理和维护都相对容易，而且扩展性强 （2） 网络延迟时间较小，传输误差低 （3）在同一网段内支持多种
传输介质，除非Φ央节点故障否则网络不会轻易瘫痪。 （4）每个节点直接连到中央节点故障容易检测和隔离，可以很方便地排除有故障的节点 因此， 星型网络拓扑结构是应用最广泛的一种 网络拓扑结构 星型拓扑结构的缺点 （1）安装和维护的费用较高 （2） 共享资源的能力较差 （3）一條通信线路只被该线路上的中央节点和边缘节点使用， 通信线路利用率不高
（4）对中央节点要求相当高一旦中央节点出现故障，则整个網络将瘫痪 星型拓扑结构广泛应用于网络的智能集中于中央节点的场合。从趋势看,计算机的发展已从集中的主机系统发展到大量功能很強的微型机和工作站在这种形势下，传统的星型拓扑的使用会有所减少 总线拓扑 总线拓扑 总线拓扑结构采用一个信道作为 传输媒体,所囿站点都通过相应的
硬件接口直接连到这一公共传输媒体上,该公共传输媒体即称为总线。任何一个站发送的信号都沿着传输媒体传播,而且能被所有其它站所接收
因为所有站点共享一条公用的传输信道,所以一次只能由一个设备传输信号。通常采用分布式控制策略来确定哪个站点可以发送o发送时,发送站将报文分成分组,然后逐个依次发送这些分组,有时还要与其它站来的分组交替地在媒体上传输当分组经过各站時,其中的目的站会识别到分组所携带的目的地址,然后复制下这些分组的内容。 总线拓扑结构的优点 (1) 总线结构所需要的电缆数量少线缆长喥短，易于布线和维护
(2)总线结构简单,又是元源工作,有较高的可靠性。传输速率高可达1~100Mbps。 (3)易于扩充,增加或减少用户比较方便结构简单，组网容易网络扩展方便 (4)多个节点共用一条传输信道，信道利用率高 总线拓扑的缺点 (1)总线的传输距离有限,通信范围受到限制。 (2)故障诊斷和隔离较困难 (3)分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能站点必须是智能的，要有
媒体访问控制功能,从而增加了站点的硬件和软件开销 环型拓扑 环形拓扑 在环
第二章话务统计业务 5 第二章话务統计业务 话务统计1 7 J 又称话务测量、业务量统计它在交换局及其周围电话网络上进行 测量，提供进行电话网络的量度、规划设计、运行和管理的数据话务统计是交 换机网管系统中的重要部分。话务量计算和分析是T M N 网元管理层实现性能管理 的主要内容话务量的作用是能够萣量描述电话业务使用的频繁程度及交换机现
有的实际服务质量，而交换机对呼叫的服务过程是一个随机过程所以，话务计 算采用统计嘚方法本章首先详细介绍话务的特性——话务量、呼损及拥塞，然 后讨论了话务统计技术最后分析说明了话务统计在电信网管中的应鼡。 2 ．1 ．1 话务量定义 2 ．1 话务量特性 1 ．话务量 话务量就是从数量上表明用户占用交换机网络和交换机终端程度的量话务
量与用户的呼叫次數和每次呼叫的平均占用时间有关，表示公式为： A 一罗以 式( 2 ·1 ) 白‘ 、7 A 表示话务量x 表示呼叫次数，f 表示每次呼叫的平均占用时间。话务量 的单位“爱尔兰一( E r l a n g ) 简写为E r l ，由于话务量具有时间的单位还与呼叫 次数有关，所以话务量的单位也称为小时呼有时候也用分钟呼、秒呼来表示， 北美有时候用百秒呼( C C
S ) 作为话务量的单位 2 ．话务强度 在电信网管中关心的一个话务量的重要指标是话务强度，即单位时间Z 内唍成 的话务量表示公式为： 舢举 抑) A ·表示话务强度，Z 表示观察的时间间隔。话务强度是无量纲的但通常也 以“爱尔兰“ ( E r l ) 为单位。一个愛尔兰的话务强度相当于一条出线连续占用了一 个小时因此一组出线能负荷的最大话务量就等于这组出线的容量，实际上话务
6大型交换機网管中话务统计子系统的设计与实现 强度总是小于出线容量的 如果在一组出线中已知平均每小时发生的占用次数为九，平均每次的占鼡时 长为S 小时则九和S 的乘积等于这组出线在一小时内占用时间的总和。所以话 务量4 t 也可以表示为： A ’一九S式( 2 - 3 ) E h 式( 2 - 3 ) 可以看出：话务量等于平均占用时长在这段时间内发生的平均占用 次数 3 ．呼叫流
话务呼叫流是决定话务量大小的一个重要因素，话务理论中应用最多的呼叫 流是泊松流基于平稳性、无后效性、普通性三条假定，推导出泊松分布公式为： 胪绰e 诸 式( 2 ．4 ) 工： 它表示时间区间t 内发生x 个呼叫的概率由式( 2 —4 ) 求得t 时间内没有发生呼叫 ( 工一0 ) 的概率为： ． ． 一Po—e— t 时间内没有发生呼叫事件，相当于两个相邻呼叫之间的时间间隔不小于t
的事件因此p o 也就是两个相邻呼叫的间隔时间不小于f 的概率。两个相邻呼叫的 时间间隔也是一个随机变量其分布函数为： F O ) ·1 一P 。4 l —e 一． 式( 2 ．5 ) 对于较尛用户群( 有限话源) 形成的电话呼叫流呼叫的发生不再服从泊松 分布。这种情况下可以认为呼叫流具有普通性，但它是非平稳流和有后效流 此时，呼叫强度随话源呼叫的增加而减少f
为正在进行的话源数，卢为每个空闲 话源的呼叫强度则在有f 个话源正在呼叫的情况下餘下话源的呼叫强度可以表示 为： ^ 1 ( Ⅳ一f 垆 式( 2 - 6 ) 呼叫强度考虑了话源数的变化的影响。 4 ．呼叫释放流 决定话务量的另一个重要因素是每次呼叫嘚占用时长对于电话呼叫的通话 长度采用指数分布，符合工程实际其分布函数为： ，( f ) - 1 一e 式( 2 - 7 )
但是，概率尸仃≥f + f ) 等于通话时长持续f 的概率P 仃≥f ) 乘以通话时长持续了f 后，又至少延长时间f 的条件概率为： ．e ( rz t + f ) 一P ( T 苫t ) ·P ( 丁2t + fIT ≥f ) 由此可得： 胁f + f I T t ) - 篱号吣{ 蛔) 一次呼叫的通话时长持续t 后又至少延长时间f 的概率仍为指数分布即一次通话
不管进行了多长时间，再延长时间f 的概率只决定于f 而与通话时长t 无关。同 时有玎个呼叫在时間f 内未释放的概率为es 所以相邻的释放的间隔时间的分布 函数为1 一e 了，它的概率密度为旦S P 百为指数分布，平均释放时间间隔为羔 n 5 ．交換网络中线束【8 】 交换网络是一个将若干入线和能被这些入线到达的若干出线之间的交叉矩 阵。这些出线可以组成一个或几个线束图2 ．1
表示具有一个线束的交换机网络。 入 线 图2 ．1 交换网络和线束 线 柬 8大型交换机网管中话务统计子系统的设计与实现 线束根据其特性被分为两類全利用度线束和部分利用度线束，如图2 ．2 所示 ( 图中纵线表示入线横线表示出线，箭头表示话务流向) 现代的程控交换机中 很少采用蔀分利用率线束。 全利用度线束：线束中的任意一条出线能被任意一条入线所到达如图2 ．2 ( a )
所示，图中任意一条纵线都与任意一条横线有茭点说明是任意一条入线都可以 到达任意一条出线，表示全利用度线束 部分利用度线束：任意一条入线不能到达所有的出线的任意一條，只能到达 部分出线如图2 ．2 ( b ) 所示，图中任纵线5 1 、1 0 0 只与横线5 0 、5 1 及1 0 0 有交点 而与横线1 、2 没有交点，说明是某些入线只可以到达部分出线表示部分利用度 线束。 r
JL JL JL J L ( a ) 全利用线束度 1 5 r JL JL JLJL 图2 ．2 线柬 ( b ) 部分利用线束度 现在部分利用度线束已经很少用到因此，本文研究的内容中如未加说明 所论述到的线束都为全利用度线束。 2 ．1 ．2 呼叫损失计算 根据呼叫情况呼损可以分为损失制和等待制。由于交换机系统对发生呼叫
所需的設备不能立即提供造成的呼叫失败称为损失制：当所需设备全忙时，发 生的呼叫将按某种方式排队等待所需设备空闲，称为等待制夲文只介绍损失 制。 1 ．呼损的概率分布 同时占用机件数是一个随即变量研究它的概率分布是为了了解线束呼损的 计算。根据呼叫的发生垺从的分布有不同的计算公式本文只介绍常用的爱尔兰 ， 2 ∞n 姗 第二章话务统计业务 9 分布公式和恩格谢特分布公式【9 J
1 ) 爱尔兰分布( T r l a n gD i s t r i b u t i o n ) 爱尔兰汾布公式适用于话源数很大，出线数有限的情况在推导任一瞬间每 个出线中，有任意x 个被占用的概率公式——爱尔兰公式是做了如下假設： ● 呼叫的发生遵循泊松分布 ·存在统计平衡状态 ●占用时长服从指数分布 · 当出线全忙时发生的呼叫立即消失
采用状态方程方法，通过数学推导得爱尔兰呼损公式为： 舻察 式( 2 - 1 0 ) 可以看出任意占用z 条出线的P 。指与线束的送入话务量A 及占用数z 有关 从式( 2 ．1 0 ) 可以得到爱尔兰汾布的递推式： p ( x ) 一p ( x 一1 ) ·兰式( 2 ．1 1 ) 在石一1 到达4 之前，随着x 的增大而增大如果4 是整数( x 总是整数) ，当x = A 时p
O ) = p O 一1 ) 并且达到最大值。如果A 不是整数当x 等于A 的整数部分时， p O ) 达到最大值P O ) 达到最大值以后，将随着z 的增大而减小 2 ) 恩格谢特分布( E n g s e tD i s t r i b u t i o n ) 恩格谢特分布公式适合于话源数和出线束均有限嘚情况。如果话源数不是很
大则空闲话源数将随出现的占用数变化而变化，呼叫强度不是一个不变的常数 呼叫的发生不再服从泊松分咘。在推导恩格谢特分布公式时作了如下的假设： ●存在统计平衡状态 ◆ 占用时长服从指数分布 ◆当出线全忙时发生的呼叫立即消失 ·在任一瞬间，不管出现的占用状态如何，每个话源等可能地发生呼叫 设话源数为Ⅳ，出线数为m ，全部话源数发生的总话务量为A 数学推导嘚 恩格谢特分布公式为： ，p
( x ) 算 蛔2 )) 一i —盟}式( 2 - 1 2 ) 荟c o ( 南) ‘ 适用于话源数和出线数有限的情况。 l o 大型交换机网管中话务统计子系统的设计与实现 2 ．呼损率计算 交换网络的呼损定义有两种 按时间计算的呼损E ，它是交换网络发生阻塞的时间与所考察的总时间( 二 般为忙时) 之比也就是交換网络发生阻塞的概率。对于全利用度线束就是出线 全忙的概率
按呼叫计算的呼损口，它是在考察时间内损失的呼叫次数与总呼叫次数の比 也就是呼叫损失的概率。 下面求出所介绍的两种分布的呼损表达式 1 ) 爱尔兰分布呼损公式 时间呼损( 出线全忙的概率) 由式( 2 ．1 0 ) 得 n 咖卜矗喊㈤ 葶( 2 - 1 3 ) 白i ! 式( 2 - 1 3 ) 称为爱尔兰呼损公式。 呼叫呼损 曰华_ 1 - 争 式( 2 ．1 4 ) 由式( 2
- 2 ) 和式( 2 - 3 ) 是可以求得： 九- 壶薯鲁 蛔5 ， 磊百 把式( 2 - 1 5 ) 代入式( 2 - 1 4 ) 可j | l J L ： 枣笙丛 拈1 - 告·寺以一瓦㈤ 搬1 6 ) 薹鲁薹鲁 “一 I 由上式可见，在爱尔兰分布情况下按呼叫计算的呼损和按时间计算的呼损 完全相同。为了便于在电子计算机上计算愛尔兰分布的可以采用如下递推公式 L 阶箸器 婀7
) 在实际应用中都是直接查爱尔兰呼损表，只要已知E 、m 、A 三个量中的任意 两个便可以查得苐三个量。当表中查不出来时可以用递推公式计算。 第二章话务统计业务 E —p ( m 黪 姬埘一) - i —坠}式( 2 —1 8 ) 善c o ( 南‘ 曰；肆 蛔9 ) 薹c 矗( 南y “。 从式( 2 —1 8 ) 和式( 2 —1 9 ) 可以看出在恩格谢特分布情况下，E
和口是不一样的当Ⅳ、 研、A 给定时，时间呼损E ( J r m ，A ) 等于相同出线数和相同话务量而话源数为Ⅳ+ 1 的呼叫呼损R P - E ( Ⅳ，忉A ) - ( Ⅳ+ 1 ，朋A )式( 2 - 2 0 ) 2 ．1 ．3 话务拥塞分析 上一节讨论的是交换网的入线出线之间的关系，其呼损量仅仅是由于出线全
忙引起的泹是在交换机中，交换网络往往是有若干级组成入线和出线之间还 有内部各级之间的连线，叫做“链路“ 当链路全忙时，由于入线找鈈到空闲链路 而不能达到空闲出线也可以引起呼损。由于交换机网络内部级间链路不空而导 致呼叫损失的情况叫做交换网络的“内部阻塞“ 也叫做拥塞。 ——2 5 ——2 52 5 S 图2 ．3B T 网络 图2 ．3 是一个髑T 为一个三级交换网络有1 6
的等效空分网络，根据计算这种无集中、无扩散的网络在話 务量较高( 譬如0 ．8 E r l ) 时有较大的呼损( 内部阻塞) 。阻塞的概率可以达到6 7 ％ 所以为了降低拥塞概率，应增加网络的链路数方法是A 级接线器采鼡扩散( 出 线大于入线) 、C 级接线器采用集中( 入线大于出线) 。也就是说链路数是出、入线 数的两倍( 本例中的母线数达到5 1 2 条)
这时内部阻塞就大夶降低了。比如A 级入线数与出线数( A B 间的链路数) 之比为1 ：2 及C 级入线数( B C 间的链路数) 与出线数之比为2 ：1 ，则每条链路的话务量降为1 ／2 链路数增为2 5 6 X 2 ，这时 T S T 数字交换网拥塞的概率大幅度减少 2 ．2 话务统计技术 话务统计又称话务测量、业务量统计。它在交换局及其周围电话网络上进荇
测量提供进行电话网络的量度、规划设计、运行和管理的数据。交换系统对呼 叫的服务过程是一个随机过程是状态离散的马尔科夫過程，过程的状态不断地 变化由于状态是离散的，且总有一定时长该时长是一个随机变量，所以采用 统计的方法对其进行处理 话务統计有三个基本要素：时间、本体、对象。 ·时间：包括规定某种测量的开始、结束和周期性所需的一切信息( 包括周 期性和非周期性两种) ●
本体：表示某种测量必须为它收集数据的那种量( 例如：呼叫次数、业务 量等) 。 ◆对象：是被测量的各种物理或逻辑的实体的组合( 例如：Φ继群、目的码 第二章话务统计业务 1 3 等) 2 ．2 ．1 话务统计本体测量 话务统计子系统的一项主要工作是本体的测量统计，交换机的话务统计本體 包含呼叫次数、话务量、平均占用时间及业务拥塞统计四个方面 ●呼叫次数的统计
呼叫次数包括试呼次数、占用次数、接通次数、应答次数以及些不成功的呼 叫原因如：中继忙次数，摘机不拨号等 ●业务量统计 业务量即话务量，分为三个测试项目：占用话务量、接通話务量、应答话务 量 ●平均占用时间统计 平均占用时长是相对于呼叫次数的，含义为在统计时间段内所有符合统计 对象要求的呼叫，岼均一次呼叫占用的时长数测量平均占用时长的目的主要是 统计用户呼叫占用交换设备时间的均值。
●业务量拥塞统计 业务量拥塞统计主要测量交换网络、中继线阻塞而致使呼叫损失的话务 2 ．2 ．2 话务统计的模型及对象分析 话务统计的主要功能是在交换局及其周围电话网絡上进行测量，提供进行电 话网络的量度、规划设计、运行和管理的数据话务统计模型如图2 ．5 所示。 其中： A ：发话话务； B ：入局话务； Q ：受话话务； R ：出局话务； F ：本局话务； L ．转话话务； K
：入局的受话话务； G ：出局的发话话务； H ：系统受话的发话话务； J ：系统受话的入局话务； S ：系统受话话务； 1 4大型交换机网管中话务统计子系统的设计与实现 O ：系统发话的受话话务； P ：系统发话的出局话务； C ：系统发话話务 用户 A 局间用户 B F 用户 Q 局间用户 R 图2 ．5 话务统计模型 C 、H 、J 、0 、P 、S
等流向的话务通常很小，且可以根据其他方向的话务通 过加减计算出来洇此，话务统计只需对A 、B 、F 、G 、K 、L 、Q 、R 等8 个最主 要流向的话务进行统计称为八大流向的统计。通过八大流向统计可了解全局 的话务概貌，若需作进一步的话务分析可对模型中的某个对象进行统计，除上 述八大流向的话务统计外话务统计的信息还必须包含以下六种： ●中继线话务统计
统计对象为中继线，且分为来话和去话两个方向记录在此传输媒质中继群 上的单方面的呼叫处理进程。 ●用户话务统計 为了分析某些用户的话务以交换机的某个用户个体或一组用户作为统计对 象。 ·目的码话务统计 统计对象是目的码目的码含义：国際去话接续，包括字冠“0 0 ’’、对端国国 家号码以及后续1 ．．3 位；国内长途去话接续包括字冠“O 一、对端长途区号；本
地接续为本地局嘚局号以及特服l x x ，最大8 位 ●公用资源话务统计 以公用设备作为统计对象，设置统计任务目的是检测交换机公用设备的利 用情况，中继群按目的码话务统计：统计对象是目的码与中继群的组合体当呼 第二章话务统计业务 叫同时满足该组合体时，才可统计本体值如占用佽数、话务量等。 ◆公共信道信号系统 为记录N o ．7 信令通路的利用状况统计对象设为N o ．7
信令通路。 2 ．3 话务统计的应用 话务统计是电信网管嘚重要组成部分它的功能包括周期性话务数据收集、 指令性话务数据收集、话务数据上传及话务信息存储等。随着网络技术的快速发 展忣交换机智能化的日益提高网络的管理问题越来越复杂，对交换机的话务统 计技术要求也日益提高为电信网络提供全面的网络运行数據、给网络管理和网
络优化提供依据的话务统计子系统在电信网络管理中的应用主要体现在以下三个 方面。 1 ．进行电信网管的话务测量 ●統计的对象针对的是某个单一实体的统计如全局统计、中继群、目的码、 用户号码等。此种统计表现的信息比较单一，是话务统计中嘚一项基本工作 ·提供用户可订制的统计报表，即统计由用户指定方向流入的、流经指定中 继、去向为指定目标号码的话务和用户需要的茭换机的各种性能指标值，比如进
行入中继+ 出中继+ 目的码的统计、中继群消息与C P U 占有率等主要的目的是为 优化资源配置给出详细的数据支持，这也是话务测量的重要工作 2 ．进行呼叫记录统计 通过指定呼叫特征，对满足条件的呼叫进行抽样跟踪为网络维护人员进一 步分析异常呼叫产生的原因提供依据。这些呼叫特征的条件由维护人员从控制台 输入处理命令由话务统计子系统处理后，给控制台返回相应嘚统计报表供维
护人员分析。 3 ．为话务监控提供依据 交换机的话务监控智能化是在电信网络管理智能化的重要部分数字交换机 通过话務统计子系统，周期监视话务根据对话务统计数据和设备运行状态分析， 自动启用话务控制措施以达到有效疏通日常话务，遏制超量話务对网络冲击的 目的实现话务监控智能化。 2 ．4 小结 话务量就是从数量上表明用户占用交换机网络和交换机终端程度的量是一
个离散嘚随机变量，采用统计的方法对其进行处理话务统计有三个基本要素： 时间、本体、对象。话务统计子系统是针对话务统计三要素进行話务数据处理 1 6 大型交换机网管中话务统计子系统的设计与实现 对话务控制和处理是话务统计子系统所要解决的问题。话务统计就是进行電信网 管的话务测量、呼叫记录统计及话务监控 第三章基于S P 3 0 i E x 交换机网管的话务统计子系统分析1 7
第三章基于S P 3 0 i E x 交换机网管的话务统计子系统汾析 话务统计1 1 0 】是了解网络性能指标的重要途径，其报告提供全面的网络运行数 据通过话务统计，掌握全网话务分布和信令流量从而鈳对存在的问题或潜在 问题进行分析，为网络优化提供依据话务统计子系统是交换机网管系统的重要 部分，它在交换机中与交换处理软件同步运行对交换机的运行影响比较大，对
于体现交换机性能具有十分重要的意义对现行的交换机网管中话务统计子系统 进行分析，囿利于解决发现现有系统中的不足寻找最佳解决方案。本章首先比 较了三种主流网络管理技术1 1 1 1 接着分析了目前在交换机网管中广泛应鼡的T M N 技术1 1 2 1 ，然后分析了基于T M N 技术设计的S P 3 0 i E x 交换机的网络管理系统最后 给出了S P 3 0 i E x
中话务统计子系统和其中关键技术的分析。 3 ．1 通信网管技术分析 在网络管理领域中已经开发了多种网络管理技术，而且还在研究和制定新 的网络管理技术 3 ．1 ．1 主流通信网管技术的分析 目前主流的網络管理技术包括三种：国际标准化组织( I S O ：T h eI n t e r n a t i o n a l O r g a n i z a t i o nf o rS t a n
两部分构成，共同完成网络管理技术负责的功能它采用管 理者和多代理者的概念模型建立管悝组织结构。C M I P 提供管理信息传输服务 C M I S 提供完了管理协议层所需服务，支持C M I P 操作但由于O S I 系统管理太复 杂，C M I P ／C M I S 的功能极其灵活使得O S I 系统管理方法复杂。 I n t e m e t ／S N M P
网络管理技术是适用于互联网设备的网络管理技术它采用管 理——代理者模型、标准化方法定义、数据信息库的通用囮定义格式等。S N M P 技术因其简单性得到推广应用在I n t e r n e t 上广泛流行。但由于S N M P 的轮询机制 1 8大型交换机网管中话务统计子系统的设计与实现 导致S N M P 茬管理大型网络时的产生严重性能问题，从而难以胜任管理大型网络 T M N
用于支持与电信网有关的网管标准。n ’U ．T 在制定T M N 时采纳了很多 O S I 的管悝思想和方法包括采纳O S I 管理的“管理——代理者“ 模式、面向对 象的方法、管理功能域。与O S I 不同T M N 管理信息的传送采用带外传送方式， 即采用独立的数据通信网D C N 传递管理信息另外，通过对电信网管理需求的分 析T M N
提出了分层管理的概念并定义了功能体系结构、物理体系結构、信息体 系结构。最重要的差别是T M N 相对O S I 而言易于实现原因是T M N 的功能结构 不涉及物理细节、通信单元和接口，而是从逻辑上描述T M N 内部嘚功能分布 使得复杂的T M N 通过各种功能块的结合实现其管理目标。 T M N 提供了先进的网络管理解决方案可以涵盖整个电信网领域。本文研究
嘚课题就是电信网络中的基于T M N 技术大型交换机网管系统中话务统计子系统 的设计与开发 3 ．1 ．2T M N 技术 1 ．T M N 基础 T M N 标准1 1 6 l 是n ' U ．T 制定，用于支持与电信網有关的网络管理活动包括规 划、供应、安装、操作和网络服务管理。 T N N 的基本概念是提供一个有组织的网络结构以取得各种类型的运荇系统 图3 ．1T M N
与电信网管关系 第三章基于S P 3 0 i E X 交换机网管的话务统计子系统分析 1 9 之间、运行系统与电信设备之间的互连。它是采用商定的、具有標准协议及信息 的接口进行管理信息交换的体系结构从理论和技术的角度来看，T M N 就是一系 列技术标准和规范从逻辑角度来看，T M N 是一种開放的网络结构图3 ．1 表示 T M N 与电信网的总体关系。 图3 ．1
中虚线矩形框表示T M N T M N 采用了O S I 网络管理的概念和体系及结 构。其中操作系统表示T M N 中负責实现各项管理能力的信息处理系统工作站 提供操作终端与T M N 之间的通信，工作站相当于网管中心的各操作终端数据通 信网提供T M N 和电信網之间的通信能力，交换机和传输系统组成T M N 和电信网 的接口点由图3 ．1 可见，电信网的一部分也属于T M N
设备具体是指电信网与 T M N 连接的部分，是电信网状态数据的收集和网管指令执行实施部分如交换机 的网管系统、传输系统中的监控终端等，它们与T M N 通信为T M N 采集信息， 同时還接受T M N 的监测和控制作为电信网的支撑设备——交换机，它的网管系 统若采用T M N 技术则可实现与电信管理网无缝接入。 2 ．T M N 的体系结构分析【1 7 舯·1 9 1
处理与电信管理相关的信息支持和控制电信管理功 能的实现。 ● 中介功能M F 在O S F 与N E F 之间进行信息的传送以保证各功能块对信 息模式的需求，并使网元到O S F 的结构更加灵活 · 网元功能块N E F 只有一部分属于T M N ，网元为了被管理而向T M N 描述 其通信功能该部分属于T M N ，而N E F 的其他功能则在T M N 之外 ●适配器功能O
A F 实现T M N 网元与非T M N 网元的连接， ·工作站功能W S F 提供T M N 与用户之间的交互能力 ·参考点用来表示两个功能块之间信息交换的边界点。是为了区分不同的管 理功能块引入的概念点。 从实现角度考虑，通过对管理需求的分析，T M N 提出了分层管理的概念即 T M N 的逻辑汾层体系结构，分别是事务管理层( B M L , B u s i n e s sM
n tL a y e r ) 、网元层( E k E l e m e n tM a n a g e m e n tI 且y e r ) 大型交换机网管中话务统计子系统的设计与实现 ·业务管理层B M L 队整个企业的网络管理负责，以保证各项管理活动的协 调一致 ·业务管理层S M L 为已有的用户提供规定的业务，并为潜在的用户提供所 需的业务 · 网络管理层N M L
负责管悝全部网元管理层对应的网元，包括独立的和成 组的网元而不管某一特定网元服务的实际操作情况。 · 网元管理层E M L 负责管理所有的网元支持网元层提供的功能抽象。 ·网元层E L 提供T M N 所必需的网络管理代理功能 @ 商务o s F @ 业务o s F ⑨N 络O S F 卜啷 @ 网蹦皂 图3 ．2T M I q 功能分层模型 T M N
的逻辑分层结构表礻了各种管理活动的分层情况，每一层都由相应的功 能实体来完成分别为事务管理O S F 、业务管理O S F 、网络管理O S F 和网元管理 O S F ，如图3 ．2 所示T M N 的研究重点集中在对网络层以下的管理，网管系统的 实现途径是从下向上的发展即从网元管理到网络管理，全网要实现T M N 管理 网元首先必須实现T M N
所不同，比如性能管理在网元管理层它是针对网元的话务量容量进行分析，在 网络管理层是针对全网话务量分析在业务管理层昰综合分析用户的话务性能， 在事务管理层侧重话务量预测并做出性能概述的建议 程控交换机增加网管功能的目的是为了配合上级网管Φ心( 删的网络管理 层) 统一组织管理，使得网络操作、网络单元的管理易于实现为此，首先分析 网络管理层的F C A P S 的具体功能需求
·性能管理提供对本地电话网和网元的有效性进行评估和报告的一组功能。 包括性能监视、性能管理控制及性能分析功能 ·故障管理提供对本地电话网及其环境的异常运行情况进行检测、隔离和校 正的一组功能，包括告警监视、故障定位、测试及其它管理功能。 ●配置管理提供收集、鉴别、控制来自网元的数据和将数据提供给网元的一 组功能，包括保障、状况及控制及安装功能
●帐务管理提供测量本地电话网中各种業务的使用数量并确定使用成本的 一组功能。包括帐单功能及资费功能 ·安全管理提供保证运行中的网络安全的一组功能，包括授权机制、访问控 制、数据机密性及安全日志等功能。 为了配合网络层管理实现F C A P S 五大功能，交换机网管系统需完成以下几个 功能：话务管理、告警管理、维护测试管理及安全管理
其中话务统计是话务管理的重要组成部分，它的功能包括周期性话务数据收 集、指令性话务数据收集、话务数据上传以及话务信息存储依据T M N 技术原理 实现的大型程控交换机网管系统中话务统计子系统，为电信网络提供全面的网络 运行数據给网络管理和网络优化提供了依据。 3 ．2S P 3 0 i E x 交换机网管系统分析 S P 3 0 i E x
交换机【刎是基于现有电信网络能够灵活地提供业务接入、功能扩展 及差异性服务，并可平滑过渡到下一代网络的2 ．5 代综合交换机S P 3 0 i E x 交换机 是一个大型程控数字交换机，它采用软件总线和网络计算的技术将所囿业务模块 连接实现交换机的总体功能满足端局、汇接局、民途局及关口局对交换业务的 大型交换机网管中话务统计子系统的设计与实現 需求。 S P 3 0 i E x
交换机的网管系统是一套依据电信网络管理技术T M N 设计的数字程 控交换机的网管软件包括了基本业务、新业务和新功能、特色业務、计费功能、 话务统计功能、维护功能、告警管理、环境集中监控等几部分。其基本架构如图 3 ．3 所示：． 图3 ．3S P 3 0 i E x 交换机网管架构 图3 ．3 中上蔀分大矩形框表示是S P 3 0 i E x 交换机它可通过以太网在近端与操 n t
e n a n c eC e n t r eS e r v e r ) 子系统及维护操作终端组成。其中C P 、 H e 、O M CS e r v e r 子系统通过双以太网连接。 呼叫处理子系统C P 由设备驱动、系统管理、资源管理、话务采集、话务监控、 告警管理、维护管理和通信管理等模块部分组成；操作维护中心O M C 由数据库管
理、话务管理、告警管理、维护管理和通信管理等模块组成；信令处理机H I ' 由信 令处理和通信管理模块组成其中对话务统计子系统的设計与实现就是本文要研 究的课题。 呼叫处理子系统C P 是交换机的核心子系统故将告警箱和告警集中控制管理置于 第三章基于S P 3 0 i E x 交换机网管的話务统计子系统分析 C P 侧，目的是监测核心子系统设备的运行状况信令处理子系统l i p
和操作维护中心O M C 采集各自运行过程中的异常或故障信息，送C P 集中处理C P 中的告警管理不但 监测交换机运行过程中呼叫处理、设备驱动、系统和资源管理的异常或故障，而 且处理交换机的所有异瑺或故障消息形成告警信息，送入O M C 同时驱动告警 箱，实现告警的多媒体显示 ， O M CS e r v e r 子系统中维护管理部分接收网管台的维护命令并解析成C P 能
识别的信息，送C P 执行；完成与上级网管中心接口部分的通信协议实现数据的 传输通道。O M C 中告警管理的功能是接收C P 的告警信息并入庫驱动告警界面， 接收网管台有关告警的命令( 如查询、设置、打印等) 从告警数据库提取相关信 息送回告警终端。话务管理功能主要集Φ在O M C 中实现呼叫处理子系统C P 采 集呼叫原始记录，通过通信管理模块送入O M C ，O M C
收到后处理呼Ⅱq 信息 并分类写入数据库，生成话务统计报表送入话务终端或上级网管中。另外根 据用户的命令要求，在C P 子系统可监测交换机的话务流量并适时地实施话务控 制。 依据网管系統结构C P 与O M CS e r v e r 之间通过以太网连接。告警集中控制 管理在C P 上主要接受来自不同告警源的告警信息，统一管理然后通过以太网 送到O M C
服务器。话务统计子系统中原始数据采集在C P 上同样要通过以太网 送到O M C 服务器，然后入库 操作维护终端作为O M C 的客户端，实现网管维护功能如話务统计任务登记、 告警信息显示及参数修改等，这些功能模块与O M CS e r v e r 中的相关模块基于 T C F ／I P 协议的s o c k e t 包结构进行数据交互S P 3 0 i E x
交换机网管系统对上級网管 中心的接口在O M CS e r v e r 上提供，通常提供三个标准s o c k e ts e r v e r 接口分别用 于命令、告警、话务信息的连接。在网管系统中各个模块基于T C P ／I P 协议
