数据网光模块管理系统的设计和实现

张嵩

中国电信股份有限公司天津分公司

0 引言

电信设备的运维过程中，光模块的管理、测试、数据收集、模块调拨，是电信日常维护中一项必不可少的工作。随着互联网的发展，数据设备量持续大规模增长，板卡密度不断增加，光模块作为可跨设备利用的资源，其可用性、安全性、可靠性显得尤为重要。另外，对一些扩容、网络割接工程、软件升级等，工程前后也需要对光模块进行检查。可见光模块管理是一项非常重要的维护工作。

现有对光模块的管理比较粗放，实施方法是工作人员按照自己所管辖的设备进行管理，采取telnet登录设备的方式逐个查看，设备型号繁杂，命令种类较多，且无法记录和统一管理。这种查看方式存在很大缺陷，首先，如果对单个设备模块进行逐个查看，按照现有设备的端口密度，完成查看共需要30分钟，若完成多台设备将占用大量人力工时；其次，由于长时间的重复操作使工作人员容易产生厌烦情绪，稍有马虎就导致错误，这使得到的结果的准确性不高，对后续的故障定位排除、业务割接形成干扰；再有，即使今天完成查看确认，明天可能还需要再次查看，工作陷入无休止的重复之中。诸如此类的工作必将接踵而来。这让我们不得不去思考这样一个问题——能不能让机器来代替人进行管理呢？答案是肯定的，就是我们所研发的数据网光模块管理系统。

光模块管理系统的设计思想就是用机器来代替人工劳动，尽量将人从烦冗的光模块管理工作中解放出来。数据网智能化工程中引入了光模块管理系统，可以预见到的效果有：

（1）大大节省人力工时。显然，之前由人来完成的工作被机器替换了，一方面，将人从此项工作中解放出来，另一方面，也增添了其他工作的人力资源。

（2）大大缩短确认时长。系统通过程序登录设备并和设备MIB库进行比对，较短的时间就可轮询一遍所有端口。

（3）准确率可达到100%。这是因为测试管理过程全部通过系统自动完成，消除了人为因素干扰。

（4）模块管理率将提升到100%。因为采用了软件逻辑控制，自动定时采集模块信息，对异常情况进行人工确认，避免模块丢失、误用等情况的发生。

图1 系统架构图

1 系统架构

系统架构如图1所示，该系统总体上分成两大部分，第一部分是网络管理部分。该部分由网管软件、数据库、采集服务器、网络设备等组成。网管软件制定一定的采集策略，通过TCP/IP网络控制采集机对IP网中的网络设备进行采集。这个时候，采集机就替换了工作人员操作指令，自动发送出查看指令。采集上来的数据存入数据库，并通过应用服务器的程序进行归并、整理、分析、生成前台可管理的页面。

2 系统实现原理

2.1 采集流程

采集流程如图2所示，

（1）在系统中输入所要采集的设备信息（设备名称、IP地址、管理口令、SNMP口令等）；

（2）网管进行设备登录，采集设备基本信息，如设备类型，版本信息等；

（3）执行命令采集设备模块及板卡信息；

（4）将采集的模块信息进行入库管理，以便后续调用分析。

图2 采集流程图

2.2 采集方式

按照用户提供的每种设备型号的mib库，把相应的设备mib库信息都存储在服务器上，每天定时通过使用snmpwalk采集设备的OID信息方式采集全网可管设备模块信息（与存储在服务器上的mib信息作比对），把采集到的现网的所有模块信息存储到数据库中。

按采集到模块的序列号，读取OpticalView中的现网采集到的光模块，并与OpticalModule表中的光模块进行比对。OpticalView中序列号非空的光模块记为A。OpticalModule中序列号非空的光模块记为B，按序列号进行比对，如果A中有，B中没有，则为新增硬件，插入OpticalModuleCheck表一条新增记录（OMCheckSEQ，系统时间，add，A中的设备ID，硬件序列号，所在端口，硬件类型，硬件描述，硬件型号，硬件版本）。如果A中没有，B中有，则为删除硬件，插入OpticalModuleCheck表一条删除记录（OMCheckSEQ，系统时间，del，B中的设备ID，硬件序列号，所在端口，硬件类型，硬件描述，硬件型号，硬件版本）。如果A和B都有，则比较A的设备+所在端口和B的设备+所在端口。如果一致，则跳过。如果不一致，则为变化硬件，插入OpticalModuleCheck表一条变化记录（OMCheckSEQ，系统时间，mod，A中的设备ID，硬件序列号，所在端口，硬件类型，硬件描述，硬件型号，硬件版本，B中的设备ID，B中的所在端口）。

对于没有序列号的光模块，按所在端口比对。读取OpticalView中序列号为空的光模块记为C。读取OpticalModule中序列号为空的光模块记为D。C有D没有的，则为新增硬件，插入OpticalModuleCheck表一条新增记录（OMCheckSEQ，系统时间，add，C中的设备ID，硬件序列号，所在端口，硬件类型，硬件描述，硬件型号，硬件版本）。C没有D有的，则为删除硬件，插入OpticalModuleCheck表一条删除记录（OMCheckSEQ，系统时间，del，D中的设备ID，硬件序列号，所在端口，硬件类型，硬件描述，硬件型号，硬件版本）。

不同类型设备采集根据其设备特点有不同的采集差异，具体分为如下三类：

（1）二层汇聚交换机系列设备

a）首先确定采集硬件信息的实体范围。

采集硬件实体class，对应class类型为 container（5）或者module（9）时，过滤出对应实体进一步获取实体的index和entityName。

b）根据entity-mib采集额外信息。

根据以下mib补充硬件信息：

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.2'， #entPhysicalDescr

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.4'， #entPhysicalContainedIn

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.8'， #entPhysicalHardwareRev

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.11'， #entPhysicalSerialNum

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.7'， #entslotName

'1.3.6.1.2.1.47.1.1.1.1.13' #entpartno

示例如下：

Cardsn硬件序号：entPhysicalSerialNum

ENTITY-MIB：entPhysicalSerialNum 47.1.1.1.1.11.51="SAD131800J6"

Carddescr硬件描述：entPhysicalDescr

ENTITY-MIB：entPhysicalDescr 47.1.1.1.1.2.51="ISE 10G Modular Services Card v2"

（2）二层接入交换机设备

a）导入硬件实体信息值对应的模块类型说明。

根据MIB对应模块的硬件类型，型号过多仅列举如下说明：

{1}='type-10OR100M（10M/100M Ethernet Copper Interface Module）'

{2}='type-1000BASE-LX-SM（1000BASE-X Module （SMF， LC））'

{3}='type-1000BASE-SX-MM（1000BASE-X Module （MMF， SC））'

{4} = 'type-1000BASE-TX'

{5}='type-100M-SINGLEMODE-FX（100M Ethernet Single Mode Optical Interface Module）'

{6}='type-100M-MULTIMODE-FX（100M Ethernet Multi-mode Optical Interface Module）'

{7}= 'type-100M-100BASE-TX（100M Ethernet copper Interface Module（RJ45））'

{8}='type-100M-HUB（100M Base-TX transportation Interface Module）'

{9} = 'type-VDSL（VDSL）'

{10} = 'type-STACK（GigaStack Module）'

{11}='type-1000BASE-ZENITH-FX（1000M Ethernet Single Mode Optical Interface Module（1550nm，70km，LC））'

{12}='type-1000BASE-LONG-FX（1000M Ethernet Single Mode Optical Interface Module（1550nm，40km，LC））'

b）通过lsw-dev-adm mib私有mib采集板卡和子卡信息，并通过Entity-mib进行补充，对应实体序号、标识等。

举例如下所示：

$ snmpwalk -v2c -c switch-huawei

59.43.224.29 .1.3.6.1.4.1.2011.2.23.1.18.4.3.1.2

enterprises.2011.2.23.1.18.4.3.1.2.0.0 = 256

type-Main(256)

$ snmpwalk -v2c -c switch-huawei

59.43.222.15 .1.3.6.1.4.1.2011.2.23.1.18.4.3.1.2

enterprises.2011.2.23.1.18.4.3.1.2.0.0 = 364

type-LSB2SRP1N2(364), -- Switching and Route Process Unit, 5*LPU

enterprises.2011.2.23.1.18.4.3.1.2.0.1 = 364

enterprises.2011.2.23.1.18.4.3.1.2.0.2 = 98

type-LSB1GP24B(98), -- 24-Ports 1000Base-X Ethernet Interface Module B

enterprises.2011.2.23.1.18.4.3.1.2.0.3 = 183

（3）BRAS、路由器等设备

先通过disp device命令判断单框还是多框，然后根据不同类型进行采集。

a）单框

首先确定光模块所在板卡信息，然后进行光模块的端口拼接，最后采集光模块信息与之对应。具体如下所示：

disp ela 1

[Slot_1]……………………………………………槽位信息

/$[Board Integration Version]

/$BoardIntegrationVersion=3.0

[Main_Board_0]

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=CR52P4UFG0

BarCode=030FMV108 9000058

Item=03030FMV

Description=NetEngine80E，CR52P4UFG0，4-port 2.5G POS SFP Optical Interface LPU G………………………板卡信息

Manufactured=2008-09-06

VendorName=Huawei

IssueNumber=00

CLEICode=

BOM=

[Main_Board_1]

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=CR52FADD

BarCode=0291326T88001595

Item=03029132

Description=NetEngine80E，CR52FADD，Fabric Adapter Board D，1*1

Manufactured=2008-09-06

VendorName=Huawei

IssueNumber=00

CLEICode=

BOM=

[Main_Board_2]

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=CR52LPUG

BarCode=020DTB6T88000514

Item=03020DTB

Description=NetEngine80E，CR52LPUG，Line Processing Unit G，1*1

Manufactured=2008-09-06

VendorName=Huawei

IssueNumber=00

CLEICode=

BOM=

[Daughter_Board_0]………………………光模块所在子卡

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=CR52TCMH

BarCode=020DTU6T88001147

Item=03020DTU

Description=NetEngine80E，CR52TCMH，Search Engine Daughter Card H，1*1

Manufactured=2008-09-06

VendorName=Huawei

IssueNumber=00

CLEICode=

BOM=

[Daughter_Board_1]

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=CR52P4UF

BarCode=020EJX1089000010

Item=03020EJX

Description=NetEngine50 00E，CR52P4UFX，4 Port 2.5G POS SFP Optical Interface Daughter Card ，1*1…………光模块所在板卡信息

Manufactured=2008-09-06

VendorName=Huawei

IssueNumber=00

CLEICode=

BOM=

[Port_0]……………光模块拼接，1/0/0

/$[ArchivesInfo Version]

/$ArchivesInfoVersion=3.0

[Board Properties]

BoardType=SCP6828-H1-BNE

BarCode=877010E00195 ………光模块信息

Item=

Description=2500Mb/s-1310nm-LC-2km（0.009mm）

Manufactured=2008-07-17

VendorName=SumitomoElectric

IssueNumber=

CLEICode=

BOM=

b）多框

多框采集过程和单框相比增加了一个业务框的判定过程。

其他基本类似，在此不再一一说明。

2.3 采集程序

根据业务需要编写了采集程序，如下所示：

DevUSwitchHuaVRP.pl

DevUSHuaLsw.pl

DevURouterhwNE5k.pl

DevUBHuawei.pl

3 界面展现及应用设计

3.1 光模块管理维护界面设计

图3 光模块变更管理页面设计

如图3所示：

●节点为登录用户有配置权限的节点树，作用于OpticalView表、OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的设备所在节点。

●设备厂商，类型，型号下拉框联动，可空。设备属性下拉框为多选下拉框，可空。均作用于OpticalView表、OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的设备相关字段。本文型号均为设备详细型号。

●所在设备/IP，所在端口，文本框，like匹配。作用于OpticalView表、OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的设备和所在端口字段。

●原所在设备/IP，原所在端口，文本框，like匹配作用于OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的原设备和原端口字段。

●光模块序列号，文本框，等匹配，作用于OpticalView表、OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的硬件序列号字段。

●变化类型，下拉框，可空。add：新增；del：删除；mod：变更。作用于OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的Changetype字段。

●变化日期，日期控件。作用于OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的changeTime字段。

●确认人，文本框，like匹配，作用于OpticalModuleCheckH表的Operator字段

●备注，文本框，like匹配，作用于OpticalModuleCheck表、OpticalModuleCheckH表的remark字段。

●点击“变更查询”按钮，显示第一个红框的列表。点击“当前光模块查询”按钮，显示第二个红框的列表。点击“确认历史查询”，显示第三个红框的列表。页面上的查询条件对3个按钮，能生效的都生效。

●页面打开后，默认执行变更查询。

●导出excel功能，与下面列表查询的数据保持一致，只是忽略翻页，显示符合条件的全部数据。

●变更查询：列表显示OpticalModuleCheck表中数据。

●当前光模块查询：列表显示OpticalView表数据。

●确认历史查询：列表显示OpticalModuleCheckH表数据。

●变更历史查询结果，点击列表中的备注，可弹出浮现框编辑备注，并保存到OpticalModuleCheck.remark字段。

●选中多条记录点击批量确认时，浮现弹出页面如图4：

图4 确认页面

点击确认，校验备注必填，执行下述入库逻辑：

●更新选中checkno对应的remark字段（只更新remark为空的记录）。

●对于选中的记录，根据checkno将OpticalModuleCheck表中记录复制到OpticalModuleCheckH表（确认人为当前登录用户，确认时间为系统时间）。

●删除OpticalModuleCheck表选中checkno对应的记录。

3.2 界面效果及功能

（1）点击界面变更查询：界面可以显示模块变化日期，变化类型（新增、删除、变更），模块序列号，所在设备，设备IP，所在端口，以及硬件描述。其中对于变更的，会显示模块所在原设备、原设备IP，及原设备端口信息。如图5所示。

图5 前台页面-1

（2）点击当前模块查询：可显示光模块序列号、所在设备、所在设备IP、设备厂商、设备型号、设备属性、所在端口、硬件描述（传输距离等）。如图6所示。

图6 前台页面-2

（3）点击确认历史查询：可显示变化日期、变化类型、光模块序列号、所在设备、所在设备IP、所在端口、硬件描

述（传输距离等）、原设备、原设备IP、原设备端口、确认人、确认时间，以及确认填写备注情况等。如图7所示。

图7 前台页面-3

（4）点击导出excel，可以把当前查询结果导出到表格。

3.3 邮件通知功能设计

为了对设备模块变更实现自动提醒，特别设计了邮件通知功能，对当天发生的模块变化进行邮件通知，以便维护人员及时进行确认和操作。

设计了OpticalModuleCheck.pl程序，每天运行一次。查询系统参数表，若光模块发生变化，执行下面发邮件功能：

收件人：XXX（可以是逗号分隔的多个邮箱地址。）

邮件主题：2015年1月20日光模块变化情况：新增：XX个 变更：XX个 删除：XX个。

邮件内容：

邮件附件：上述表格的excel文件。

表格数据来自OpticalModuleCheck表，按变化日期过滤，只发变化日期为当天的记录。列表中变化日期字段显示到日即可。如果没记录，则不用带附件和正文，邮件标题改为：2015年1月20日光模块变化情况：无变化。

4 结束语

本文提出了采用系统替换人工进行光模块的方案，并从软硬件角度分析了该方案的实现原理。最后实现了系统功能，可以说该系统填补了我们运维领域中的一项空白，既减少了人工参与，提高了管理效率，也节省了人力工时。

但是目前该系统还有几个地方在未来有待改进，首先是应用的设备类型问题，随着设备厂家和设备类型的不断增加，还需要对系统的适配性进行更新；另外，该系统对模块轮询的周期只能为24小时，时效性还有待提高。