Network Managament 电信管理网(TMN)

xiaoxiao2021-03-01  7

Network Managament

网络管理


第3章 电信管理网(TMN)

3.1 概要

3.1.1 TMN与电信网的关系

3.1.2 应用领域

3.1.3 TMN的基本目标

3.1.4 与TMN相关的功能

3.1.5 体系结构要求

3.2 TMN功能体系结构

3.2.1 TMN功能块

3.2.2 功能成分

3.2.3 TMN参考点

3.2.4 TMN的数据通信功能

3.2.5 TMN参考模型

3.3 TMN信息体系结构

3.3.1 面向对象的方法

3.3.2 管理者与代理者

3.3.3 共享的管理知识(SMK)

3.3.4 逻辑分层结构(LLA)

3.4 TMN物理体系结构

3.4.1 TMN的物理元素

3.4.2 互操作接口概念

3.4.3 TMN标准接口

3.4.4 TMN协议族

 

 

3.1概要

3.1.1 TMN与电信网的关系

  TMN是Telecommunication Management Network的简称,是ITU-T从1985年开始制定的一套电信网络管理国际标准。世界企业团体及标准化组织目前仍在进一步充实TMN,对M.3000系列定义的TMN的体系结构、模型、定义、功能进行修改。  TMN为电信网和业务提供管理功能并提供与电信网和业务进行通信的能力。  TMN的基本思想是提供一个有组织的体系结构,实现各种运营系统(OS)以及电信设备之间的互连,利用标准接口所支持的体系结构交换管理信息。从而为管理部门和厂商在开发设备以及设计管理电信网络和业务的基础结构时提供参考。  TMN的复杂度是可变的,从一个运营系统与一个电信设备的简单连接,到多种运营系统和电信设备互连的复杂网络。  TMN在概念上是一个单独的网络,在一些点上与电信网相通,以发送和接收管理信息,控制它的运营。TMN可以利用电信网的一部分来提供它所需要的通信。

3.1.2 应用领域

  TMN可以管理的主要的网络、电信业务和设备:   ·公用及专用网,包括窄带及宽带ISDN、移动网、专用语音网、虚拟专用网和智能网;   ·TMN自身;   ·传输终端(复用设备、交叉连接设备、信道传输设备,SDH等);    ·数字及模拟传输系统(电缆、光纤、无线、卫星等);   ·恢复系统;    ·运营系统及其辅助设备;   ·主机、前端处理器、集群控制器、文件服务器等;   ·数字及模拟交换机;   ·区域网络(WAN、MAN、LAN);    ·电路及分组交换网;   ·信令终端和系统(包括信令传输点和实时数据库);    ·PBX,PBX接入和用户终端;   ·ISDN用户终端;   ·与电信业务有关的软件,如交换软件、名录、消息数据库等;   ·主机上运行的软件应用(包括支持TMN的应用程序);   ·相关的支持系统(测试模块、动力系统、空调、大楼告警系统等).

3.1.3 TMN的基本目标

  TMN的目标是提供一个电信管理框架。采用通用网络管理模型的概念、标准信息模型和标准接口完成不同设备的统一管理。  开发TMN标准的目的是管理异构网络、业务和设备。TMN通过丰富的管理功能跨越多厂商和多技术进行操作。它能够在多个网络管理系统和运营系统之间互通,并且能够在相互独立的被管网络之间实现管理互通,因而互联的和跨网的业务可以得到端到端的管理。   TMN逻辑上区别于被管理的网络和业务,这一原则使TMN的功能可以分散实现。这意味着通过多个管理系统,运营者可以对广范分布的设备、网络和业务实现管理。  安全性和分布数据的完整性是定义一般体系结构的基本要求。TMN可以由外部信息源访问和控制。因而需要各种层次的安全机制。   TMN采用OSI管理中的面向对象的技术对组成TMN环境的资源以及在资源上执行的功能块进行描述。

3.1.4 与TMN相关的功能

  TMN支持多个管理领域:  包括电信网及其业务的规划、安装、开通、运营、管理、维护和配备。    TMN中交换的某些信息可以用于支持多个管理领域。TMN采用从一组有限的管理服务出发确定管理服务功能成分,进而引出管理服务功能的方法。管理服务功能利用一个或多个被管对象。TMN中信息交换的分类独立于信息的应用。

  TMN的能力:   ·跨越电信环境与TMN环境的界限交换管理信息的能力;   ·将管理信息由一种格式转换为另一种格式的能力;   ·在TMN环境中传递管理信息的能力;   ·分析和适当地反作用于管理信息的能力;   ·将管理信息转换为对用户有用或有意义的形式的能力;   ·将管理信息递交给用户并用适当的方式表达管理信息的能力;    ·保证管理信息被合法用户安全访问的能力。

 

 

 

3.1.5 体系结构要求

   ·允许实现策略的多样化和管理功能的多种程度的分布;   ·能够管理电信环境中的异构网络、设备和业务;    ·允许隔离结构,在隔离结构中,管理功能可以自动运行;    ·允许技术和功能的变化;   ·具有对早期实现进行改造的能力;    ·在管理功能的支持功能中提供一定的可靠性和安全性;    ·使用户、增值业务提供者和其它管理部门能够访问管理信息;    ·在不同处具有不同的或相同的管理服务,即使访问相同的NE;    ·相互分离的被管网络之间能够互通,以便在管理部门之间提供网络的互联服务;   ·准备管理混合网络设备所构成的异构网络;    ·在所有的网络管理要素中提供可靠性与费用之间的折衷能力。  

 从3个基本方面考虑的TMN体系结构:   ·TMN功能体系结构;   ·TMN信息体系结构;   ·TMN物理体系结构。

 

3.2 TMN功能体系结构

  TMN功能体系结构建立在提供一般功能的多个功能块之上。功能块之间的信息传输由数据通信功能(DCF)完成。  具体地,TMN包含运营系统功能(OSF)、中介功能(MF)、数据通信功能,也部分地包含网元功能(NEF)、工作站功能(WSF)、以及Q适配器功能(QAF)。

3.2.1 TMN功能块

  运营系统功能(OSF)块:  TMN的管理功能由OSF完成,为了进行网络和通信业务的管理,需要各类OSF。一般的分类方法是按抽象程度将OSF划分为商务、业务(客户)、网络和基层4类。商务OSF进行整个企业的商务协调。业务OSF与一个或多个网络的业务有关,一般完成用户接口任务。客户OSF是业务OSF的对等实体。网络OSF通过与基层OSF通信实现基于网络的TMN应用功能。基层OSF和网络OSF通过横跨网络的协调活动提供管理网络的功能,支持业务OSF的联网要求。基层OSF和网络OSF分担电信网基础结构的管理。在较小的网络中,可以不提供基层OSF,网络OSF将直接与NEF和MF通信。  管理功能的实现,依赖于处理大量的管理信息,因此OSF的具体任务是处理管理信息。

  网元功能(NEF)块:  NEF是为了使NE得到监视和控制与TMN进行通信的功能块。NEF提供电信功能和管理电信网所需要的支持功能。

  工作站功能(WSF)块:  WSF将管理信息由F接口形式转换为管理信息用户可理解的G接口形式,向用户提供TMN管理信息的输入输出的手段。WSF包括对人的接口的支持,为终端用户提供数据输入输出的一般功能。例如:   ·对终端的安全访问、登录;   ·识别和验证输入;   ·格式化和验证输出;   ·支持菜单、屏幕、窗口、滚动、翻页等;   ·访问TMN;   ·提供屏幕开发工具。

  中介功能(MF)块:  当两个需要交换信息的功能块不能接受和理解对方的信息时,需要用MF进行中介。MF块主要对OSF和NEF(或QAF)之间传递的信息进行处理。  MF块的典型功能有:协议变换、消息变换、信号变换、地址映射变换、路由选择、集线、信息过滤、信息存储以及信息选择等。

  Q适配器功能(QAF)块:  QAF的作用是连接那些类NEF和类OSF的非TMN实体,实现TMN标准的信息与非TMN标准的信息之间的转换。

3.2.2 功能成分

  TMN的功能块由一些作用和结构更加基本的功能成分构成。  

  管理应用功能(MAF):  MAF是实现TMN的管理服务的功能成分。MAF既可以担当管理者角色也可以担当代理者角色。MAF可以用包含它们的功能块进行命名。  OSF-MAF:OSF中重要而基础的部分。功能从简单到复杂,例如:   ·访问被管对象信息的管理者和代理者的实体;   ·增加原始数据的价值,例如:数据集中、告警关联、统计以及性能分析等;   ·对入局信息进行反应,例如:自动重新配置、故障跟踪等。  MF-MAF:这些管理应用功能被包含在MF代理者和管理者角色的实体中。可以将它们看作是支持OSF应用功能的MF部分。这些功能包括暂存、过滤、调节阈值、集中、安全、测试等。   NEF-MAF:这些管理应用功能主要被包含在NEF的代理者角色实体中。  QAF-MAF:这些管理应用功能主要在QAF的代理者和管理者角色实体中出现。

  管理信息库(MIB):  MIB是管理信息的概念上的存储库,代表一个被管系统中的被管对象的集合。

  信息转换功能(ICF):  ICF用于中介系统中,负责将一个接口的信息模型转换为其它接口的信息模型。

  表示功能(PF):  PF完成将TMN信息模型中的信息转换为可由人-机接口显示的形式。PF完成提供用户友好的输入、显示、修改被管对象细节的设备所需要的功能。

  人机适配(HMA):  HMA完成MAF信息模型向PF信息模型的转换。另外,它支持对用户的证明和认证。

  消息通信功能(MCF):  每个具有物理接口的功能块都与MCF有联系,用于交换消息中的管理信息。MCF由一个允许功能块的连接具有数据通信功能的协议栈构成。MCF可以为不支持7层协议的接口提供协议压缩功能。  当一个功能块被两类接口连接时,使用两类MCF提供必要的协议转换。

3.2.3 TMN参考点

  参考点是非覆盖的管理功能块之间概念上的信息交换点。参考点在两个管理功能块之间定义服务边界,确定它们之间的关系,目的是规范功能块之间交换的信息。每个参考点需要不同的信息交换接口特性。  TMN定义了q、f、x三类参考点。另外与TMN关系密切的还有在其它标准中定义的g和m两类参考点。

  q参考点:  q参考点按照各个功能共同支持的信息模型的定义,对功能块之间所交换的一部分信息进行描述。通过q参考点通信的功能块可以不支持信息模型的所有范围。当参考点两侧所支持的信息模型有差异时,需要利用中介功能进行补偿。  q参考点被直接或通过DCF置于功能块NEF与OSF、NEF与MF、MF与MF、QAF与MF、MF与OSF、QAF与OSF、OSF与OSF之间。在q类参考点中:  qx参考点被置于功能块NEF与MF、QAF与MF、MF与MF之间;  q3参考点被置于功能块NEF与OSF、QAF与OSF、MF与OSF、OSF与OSF之间。

  f参考点:  f参考点被置于功能块WSF与OSF、WSF和MF之间。

  x参考点:  x参考点被置于不同的TMN中的OSF功能块之间。x参考点外侧的实体可以是另一TMN(OSF)的一部分,也可以是非TMN环境(类OSF)。

  g参考点:  g参考点被置于TMN之外的人与WSF功能块之间。尽管g参考点上传送TMN信息,但它不被看作是TMN的一部分。

  m参考点:  m参考点被置于TMN之外的QAF功能块和非TMN被管实体之间。

3.2.4 TMN的数据通信功能

  TMN功能块利用数据通信功能(DCF)交换信息。DCF的主要作用是提供信息传输机制,也可以提供路由选择、中继和互通功能。DCF配备OSI参考模型的1到3层的功能。  DCF主要进行OS与OS、OS与NE、NE与NE、WS与OS、WS与NE的各模块间的信息传递。  DCF可以由不同类型子网的通信能力支持。这些子网包括X.25分组交换网络、MAN、WAN、LAN、7号信令网或SDH的嵌入型通信信道。对应不同的子网、需要的DCF的传输能力不同。当不同的子网互连时,有时需要将互通功能包含在DCF之中。

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3.2.5 TMN参考模型

  图5.6通过各个参考点两端的功能块概括描述了TMN功能参考模型,同时也描述了层次排列的功能块之间的典型的信息流。该图对于从总体上了解TMN功能体系结构有很大帮助。

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3.3 TMN信息体系结构

3.3.1面向对象的方法

  为了有效地定义被管资源,TMN运用了OSI系统管理中被管对象的概念。由被管对象表示资源在管理方面的特性的抽象视图。被管对象也可以表示资源或资源组合(如网络)之间的关系。被管对象与资源之间的关系为:  ·被管对象和实际资源之间不一定一一对应;  ·一个资源可以由一个或多个被管对象表示;  ·被管对象不止表示电信网资源,还可以表示TMN逻辑资源;  ·如果资源没有采用被管对象表示,就不能通过管理接口对它进行管理;   ·一个被管对象可以为其它被管对象表示的多个资源提供一个抽象视图;   ·被管对象能够被嵌入在其它被管对象中。

  M.3100建议定义了一组被管对象,由此构成了一个一般网络信息模型。这个模型涵盖整个TMN,并可在所有网络中通用。但是,要用TMN传送网络设备的细节数据,还需要对这个模型进行扩充。

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3.3.2 管理者与代理者

  在建立的管理联系(association)中,一个管理进程或者担当管理者角色,或者担当代理者角色。管理者发出管理操作指令和接收代理者发来的通报;代理者管理被管对象,应答管理者发出的指令,向管理者反映被管对象的视图,发出通报以反映被管对象的行为。

  管理者和代理者之间在以下意义上存在"多对多"关系:  ·一个管理者可以加入到与多个代理者的信息交换中。在这种情况下,它将以多个管理者角色同对应的代理者角色相互作用。  ·一个代理者可以加入到与多个管理者的信息交换中。在这种情况下,它将以多个代理者角色同对应的管理者角色相互作用。

  代理者可以由于多种原因(例如,安全、信息模型一致性等)拒绝管理者的指令。因而管理者必须准备处理来自代理者的否定应答。  管理者和代理者之间所有的管理信息交换都要利用CMIS和CMIP实现。

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3.3.3 共享的管理知识(SMK)

  TMN功能块利用管理者与代理者关系完成管理活动。

  TMN中的一个系统可以对许多系统承担代理者角色,将它们表示为许多不同的信息模型。一个TMN系统也可以对许多系统承担管理者角色,按照不同的信息模型对这些系统进行处理。  为了互通,系统之间需要共享一个公共的MIB视图,否则至少相互理解下列信息:   1.支持的协议能力;   2.支持的管理功能;   3.支持的被管对象类;   4.可用的被管对象实例;   5.授权的能力;   6.对象之间的包含关系。  这些信息被称为共享的管理知识(SMK)。当两个功能块交换管理信息时,它们必须理解对方使用的SMK。因此需要进行某种形式的环境协调。根据管理应用的要求、策略等,环境协调可以为静态的也可以是动态的。

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3.3.4 逻辑分层结构(LLA)

  LLA是基于层次结构的概念。上层的范围比下层宽。层次越高功能越通用,层次越低功能越特殊。  LLA意味着将管理功能划分到各个层次,它使用递归的方法将特定的管理活动分解为一系列嵌套的功能域。每个功能域是一个在运营系统功能(OSF)控制下的管理域,因而被称为OSF域。一个OSF域可以包含其它OSF域而进一步分层,也可以将资源表示为该域内的被管对象。

  

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3.4 TMN物理体系结构

  TMN物理体系结构中包含的元素有:运营系统(OS)、数据通信网(DCN)、中介装置(MD)、工作站(WS)、网元(NE)、以及Q适配器(QA)。其中MD和QA不是所有TMN的必要元素。另外,DCN可以取1对1接续形态,也可以采用分组交换网。如果将相互接续功能嵌入装置中,则参考点表现为Q、F、G、X接口。

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3.4.1 TMN的物理元素

  运营系统(OS):  OS是完成OSF的系统。OS可以选择性地提供MF、QAF和WSF。  OS物理体系结构中包括:   ·应用层支持程序;   ·数据库功能;   ·用户终端支持;   ·分析程序:   ·数据格式化和报表。  OS的体系结构可以是集中式,也可以采取分布式。

  中介设备(MD):  MD是完成MF的设备。MD也可以选择性地提供OSF、QAF和WSF。  当用独立的MD实现MF的情况下,MD对NE、QA和OS的接口都是一个或多个标准接口(Qx和Q3)。当MF被集成在NE中时,只有对OS的接口被指定为一个或多个标准接口(Qx和Q3)。

  Q适配器(QA):  QA是将具有非TMN兼容接口的NE或OS连接到Qx或Q3接口上的设备。一个Q适配器可以包含一个或多个QAF。Q适配器可以支持Q3或Qx接口。

  数据通信网(DCN):  DCN实现OSI的1到3层的功能,是TMN中支持DCF的通信网。   在TMN中,需要的物理连接可以由所有类型的网络,如专线、分组交换数据网、ISDN、公共信道信令网、公众交换电话网、局域网等提供。  DCN通过标准Q3接口将NE、QA和MD与OS连接。另外,DCN通过Qx接口实现MD与NE或QA的连接。  DCN可以由点对点电路、电路交换网或分组交换网实现。设备可以是DCN专用的,也可以是共用的(例如,利用CCSS No.7或某个现有的分组交换网络)。

  网元(NE):  NE由电信设备构成,支持设备完成NEF。根据具体实现的要求,NE可以包含任何TMN的其它功能块。NE具有一个或多个Q接口,并可以选择F接口。当NE包含OSF功能时,还可以具有X接口。一个NE的不同部分不一定处理同一地理位置。例如,各部分可以在传输系统中分布。

  工作站(WS):  WS是完成WSF的系统。WS可以通过通信链路访问任何适当的TMN组件,并且在能力和容量方面是不同的。然而,在TMN中,WS被看作是通过DCN与OS实现连接的终端,或者是一个具有MF的装置。这种终端对数据存储、数据处理、以及接口具有足够的支持,以便将TMN信息模型中具有的并在f参考点可利用的信息转换为g参考点的显示给用户的格式。这种终端还为用户配备数据输入和编辑设备,以便管理TMN中的对象。  在TMN中,WS中不包含OSF。如果一个实体中同时包含OSF和WSF,则这个实体被看作是OS。

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3.4.2 互操作接口概念

  TMN的各元素间要相互传递管理信息,必须用信道连接起来。并且相互通信的两个元素要支持相同的信道接口。为了简化多厂商产品所带来的通信上的问题,TMN采用了互操作接口。  互操作接口是传递管理信息的协议、过程、消息格式和语义的集合。具有交互性的互操作接口基于面向对象的通信视图,所有被传送的消息都涉及到对象处理。  互操作接口的消息提供一个一般机制来管理为信息模型定义的对象。在每个对象的定义中,含有对该对象合法的一系列操作类型。另外,还有一些一般的消息被用于多个被管对象类。

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3.4.3 TMN标准接口

  NE、OS、QA、MD之间利用标准接口相互接续。利用这些接口,可以使TMN的各个管理系统相互接续起来。为此,在实现TMN管理功能的时候,需要制定标准通信协议,对被管设备及其不依赖厂商的一般信息进行定义。  TMN标准接口定义与参考点相对应。当需要对参考点进行外部物理连接时,要在这些参考点上应用标准接口。每个接口都是参考点的具体化,但是某些参考点可能落入设备之中因而不作为接口实现。参考点上需要传递的信息,由接口的信息模型来描述。需要注意的是,需要传递的信息往往只是参考点上能够提供的信息的一个子集。

  Qx接口:  Qx接口被用在qx参考点。Qx接口至少实现简单协议栈(OSI的1层和2层)所限定的最低限度的运营、管理和维护(OAM)功能。这些功能可用于简单事件的双向信息流,如逻辑电路故障状态的变化、故障的复位、环回测试等。  要实现更多OAM功能,Qx需要3层到7层之间的高层服务。

  Q3接口:  Q3接口被用在q3参考点。Q3接口用于实现最复杂的功能。Q3接口利用OSI参考模型第1到第7层协议实现OAM功能。但从经济性及性能要求考虑,一部分服务(层)可以为"空"。

  F接口:  F接口被应用在f参考点,被用于实现工作站通过数据通信网与包含OSF、MF的物理要素相连接的功能。

  X接口:  X接口被应用在x参考点。它被用于两个TMN或一个TMN与另一个包含类TMN接口的管理网之间的互连。因此,该接口往往需要高于Q类接口所要求的安全性。因此,在各个联系建立之前需要进行安全检查,如口令、访问能力。

 

3.4.4 TMN协议族

  Q3、Qx、X和F,每个TMN接口都有一族协议。协议的选择取决于物理配置的实现要求。  每个族的应用层是共通的,以提供互操作的基础。第7层的某些功能有时不需要(如文件传输)。在特定的接口中,某层的功能可以被简化。低层的作用是支持高层。已经认定了一些适合传输TMN消息的网络。但只要能够实现互通,任何一个网络或混合网络都可以使用。  对于没有互操作接口的网络设备,需要将协议和消息转换为互操作接口格式。这种转换由消息通信功能(MCF)和Q适配器功能完成,MCF功能可以驻留在Q适配器、网元、中介设备或运营系统中。

 

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