Huihoo Power! - 基于TMN的IP业务支撑系统

当前我国IP网络发展迅猛，不断地出现高速和多样化趋势，同时可用性和安全性也在增强。

在网络提速方面，大容量、高速率的IP交换已经成为可能，而采用光交换技术，则交换能力将会达到数十T甚至数百T。在多样化方面，网络的服务领域不断向无线、多媒体、电子商务服务扩展。从技术角度，IP over ATM、 IP over SONET、 IP over DWDM等各种技术不断涌现。然而，在可用性和安全方面，当前的IP网络还比较缺乏。

可用性方面：本质上，IP网络是一种商品，向用户提供服务。商品价值的挖掘就在于满足用户纵深层次、特定的需求，实现个性化的服务。而差别服务是个性化服务的前提。IP网络要提高自身价值就意为着必须为不同的用户提供有差别的服务，也就是说必须划分QoS（Quality of Service）。当前有一个误区：认为只要带宽足够就可以满足所有用户的需求。这种认识无论从市场还是从技术角度都是非常错误的，其本质在于对市场细分的缺乏和技术多样性认识的不足。

安全性方面：这主要涉及信息加密技术和认证技术，保证IP网上电子商务的安全实施和个人通信的隐私保护。由于IP的“自由、开放”的精神，IP方面的相关协议从一开始定义在安全方面就不够严谨，靠“打补丁”不断完善。从本质上看，安全也是服务质量的一个方面，因此，对于网络的管理的核心都集中在对服务的管理上。

网络支撑系统的最终目标当然在于提高效益、减少成本、提高服务质量和支持业务可持续性的发展。而电信级服务，一般是指IP网络服务应向传统的语音服务水平看齐，以电信级的网络建设与服务水平满足用户需求。在设备按照“摩尔定律”发展的今天，电信级的服务首先在于电信级的管理。电信企业在长期的运营过程中已经形成了一套非常成熟的管理思想——TMN（Telecommunications Management Network）的思想，将TMN的思想引入IP网络管理领域已经成为当前IP网络管理讨论的热点。TMN的体系定义严格，层次清晰，同时有长期的技术和运营实践。但是，电信网络和IP网络在发展思想、技术基础以及运营模式上都有很多不同。将TMN技术引入IP网络的管理过程必须重在提升网络的服务，这是首要也是核心的目标。

在设备、用户和业务都按照指数规律发展的IP网络领域，网管的思想和方法非常重要，网络支撑系统的结构必须具备高度成熟性，从而达到高度的可扩充性。TMN是电信系统中三大网络系统（交换网、信令网，电信管理网）之一，从理论和技术标准的角度， ITU-T（International Telecommunication Union）从1988年以来定义了一套国际规范，主要包括GDMO的对象定义、ASN.1的数据描述和编码以及CMIP网络协议。在该规范体系下，不同的厂商，不同硬、软件平台的网络产品可以实现统一的管理。TMN中的系统都遵从开放体系标准，以面向对象的方法实现系统的内部功能。按照ITU-T的规范，TMF将一个TMN系统的结构用图1表示。

参照图1可以看出，TMN的层次结构在纵向上分为五层：网元层（Network Element）、网元管理层（Element Management System）、网络管理层（Network Management System）、服务管理层（Service Management System）和业务管理层（Business Management System）。同时，TMN的管理功能根据管理目的分为性能管理、故障管理、配置管理、计费管理和安全管理五大类。这五大功能与纵向的层次在两个维度上综合形成TMN系统的框架。在TMN每一层都有相应的GDMO信息模型描述相应的管理功能，各层可以相对独立扩充功能，最终支持业务逻辑的开展和企业效益的最大化。一个TMN系统的整体功能是各层功能的乘积，新设备、新服务的发展使得整体的功能也按照类似于“摩尔定律”的方式扩充，从而不断满足网络运营和客户的需要。经过长期的实践和各个厂商设备、各种技术发展的融合，该体系在迅速发展的电信领域一直占据网管的主流地位。TMN的思想非常简单，然而其在OSI系统上实现具有相当的复杂性，所以现在CORBA等技术纷纷出现。但是，CORBA等技术的核心仍然是TMN思想：其IDL（Interface Definition Language）中对象的定义与GDMO定义基本相同，交互数据的定义基本上是原来ASN.1数据的翻版。所以，由于TMN方法的成熟性以及功能的完备性，在此基础上综合各种技术，不仅可以保持接口的稳定、保护已有的投资，还可以满足今后业务的发展的需要。

在IP网络的应用上，其发展思想的主流是自由与开放，网络支撑系统面临的是难以约束的用户以及纷乱芜杂的设备；由于IETF对于厂商的约束远远低于ITU-T，现在的IP over DWDM将OSI七层中网络层以下的结构大大压缩，QOS的配置操作跨越网络所有的七层，这些技术应用使得系统的体系面临着电信领域从未出现过的考验；由于IP网络现有的特点，运营商在运营时对于网络控制力度相对于电信运营商普遍不足，所以各种网络抢线、黑客刺探工具在客户端普遍使用。

虽然IP网络对于电信网络的诸多不同，但是，从服务和效益的角度来看，新设备和新技术的引入仍然应该服务于运营商的商业策略，利润最大化和增强服务的核心思想不会改变，网络支撑系统所涉及的管理领域和运营商的营运流程密不可分，对用户提供类似Qos的服务必然涉及管理层的风险分析，服务管理中对客户/合同等管理，而网络管理中也必须进行整网范围的核查和策略制定，设备实施时也必然是一个端到端的操作。所以，TMN的思想不仅对于服务系统开发商，对于运营商流程的规范也具有重要的指导意义：

由于TMN体系和运营商的营运过程天然的联系，基于TMN的IP业务支撑系统对于新设备、新业务的引入具有天然的适应性。而GDMO中长期考验的对象模型仍然是现在适用面最广的设备管理思想：当网络中引入了支持softswitch的新的交换设备，其性能的管理仍然是定时对于原始和统计数据的扫描（CurrentData—ITU-T Q.822，Scanner—ITU-T X.721），告警仍然应该实施分流、分级管理（EventForwardDiscriminator、AlarmSeverity—ITU-T X.721），监控仍然在各个阈值中进行（Threshold—ITU-T X.721/Q.822）。所以，网络管理层仍然可以将这些softswitch设备对于网络整体的影响纳入管理范围，相应的服务、管理策略自然也就应用在新设备上。同样道理，新的用户类型、新的服务、新的业务策略（比如JAIN Application Server的服务）也将一视同仁的通过网络管理施加在所有新老设备上。

其实，现在的很多网络管理和服务系统，比如HP、IBM等大厂商的全网管理或者Micromuse专门针对性能管理的系统中，TMN的思想到处可见，在告警的级别、性能Qos设置等方面几乎都符合ITU的GDMO定义，在安全管理方面，更是严格符合ITU X.509等规范。但是，从整体上使用TMN的体系结构来完成对于整个运营商的IP网络服务的支持，形成一个OSS（Operation Support System）的还比较少。

当然，TMN思想的应用也不是完美无缺。ITU在定义各种规范所用的GDMO、ASN.1以及CMIP原语时，主要考虑的时无二义性和信息的合理性，而简明易用方面则非常不足。现在情况有了一些好转，一些从GDMO翻译到UML的工具逐渐出现，从ASN.1到XML的对应也渐渐标准化。但是，由于多年思想的沉淀，多种技术的融合，TMN的实施过程远比一般针对SNMP的管理系统复杂。

4 相关技术分析

从前面的论述可以看出，用TMN思想建立IP网络的支撑系统的关键在于系统的灵活性以及层次的清晰和稳定。这里主要以天盟的IP业务支撑系统TBE——China TMN Broadband Engine为例来论述技术实现的关键点。

4.1 分布的要求

TMN的思想从电信网领域应用到IP网络时，最大的不同就在于网络的设备的差异，这主要体现在CMIP和SNMP的差异。和电信网络一样，IP设备往往是被多个管理点进行管理，主要有设备自带的管理系统以及各个管理级别的管理系统。这种多头管理是造成设备信息与管理信息相互矛盾的主要源头。在电信网络中，设备往往可以通过Event Notification将自身属性的变化通知给管理点。但是IP网络的设备智能往往比较低，这就对网元管理层提出了比较高的要求，为了保障网络层管理视图的完整，网元管理层必然有很多按照设备地域和管理域不同的分布的管理点，增强相应设备的管理接口。天盟TBE基于分布式平台Team Platform基础上，结构如图3所示：

在TeamPlatform中，Worker（计算单元）和Team之间、Team和操作系统的线程之间，Worker和具体发布的计算机系统之间，以及通信的SAP和物理通讯端口之间都是多对多的关系。基于这种灵活的关系，TBE的EMS模块可以实现灵活的拆分组合，负担重的Worker可以分布在多个计算机上，负荷轻的多个Team可以共享一个线程。从而达到完全的逻辑与物理分布需求。

4.2 可靠性要求

和电信网不同，由于IP网络属于公网，而且运行系统的计算机种有大量稳定性很差的微机，一个分布式系统在这种环境下可能会经常性的受到各种意外损坏，这就要求IP业务支撑系统能够在出现计算机故障、网络故障的情况下继续工作。TBE采用TeamPlatform的100%容错技术，其纯Java实现使得程序的数据和代码在网络种自由流动，用户任务中任何代码运行的终止、通讯的中断都能够被网络种别的模块恢复和继续执行。所以，网络和相应计算机的不稳定性影响的仅仅是系统运行的效率，不会对业务逻辑本身产生致命的影响。

同时，TBE利用TeamPlatform对于通讯资源和计算资源的灵活绑定，为用户的关键任务提供QOS保障，使重要的操作能够不受日常工作负荷的影响，保证执行的效率和关键数据的实时性。

5 总结

基于当前IP网络的现状，一个良好的业务支撑系统成为现在宽带营运商向纵深要效益，从服务加强自身社会和经济效益的重要手段。TMN的思想以其成熟性、灵活性，必然成为当前和今后IP-OSS建设的主流思想。