信息通信网络一体化综合运维监控系统设计

晋荣 张谦 张岩 程洪闪

摘要：随着网络管理技术的发展，信息通信网络对综合管理提出了更高的需求。在分析综合网络管理需求的基础上，研究了网络管理新技术，设计了基于微服务架构的分层次的软件体系，在云平台服务器上进行了软硬件系统的集成，实现了对分布式信息通信网络资源统一管理、流量实时监测、态势一张图显示的功能，切实提高了运维管理的效率。

关键词：信息通信网络;一体化;综合运维;网络监控

中图分类号：TP393文献标志码：A文章编号：1008-1739（2021）05-62-3

0引言

随着信息网络管理技术的飞速发展，信息通信网络管理范围从单一的专业网管发展到多专业融合的综合网管，随着应用场景的不断更新，用户运维管理的需求不断升级，面向各网系整合和发展现有各专业管理系统，形成统一、综合、一体化的管理体系，完成海量管理数据的采集、分析、处理和多维度呈现，支撑空天地一体信息通信网络的可靠运行，为不同层次的管理、组织人员提供高效可靠的支撑平台，成为新一代综合网管系统的重中之重。

1系统功能

1.1系统概述

信息通信网络一体化运维系统是信息通信系统的重要组成部分，实现对信息通信网络的集中综合管理。在通信系统开设前，综合运维软件辅助通信指挥人员进行站点和资源的灵活编排，辅助网络快速开通和调整。在网络运行过程中，综合运维软件实时监视网络运行状态、收集、处理、统计、存储网络运行数据，为业务管理人员实时呈现通信网络运行综合态势，保障通信网络安全可靠的运行。在信息通信系统装备的日常管理维护中，自动生成装备台账，按日、按周进行装备维护统计，按年度生成故障统计、态势分析、健康评估等报告，为装备管理员呈现丰富的报表。

1.2功能需求

随着信息通信系统的发展，网管的需求是一个持续增进的过程，作为一个综合型的一体化管理平台，综合网管系统需要管理的不仅是设备、网系和任务，更需要兼顾不同角色的业务员、管理员与组织者，实现“一点采集、全网共享、个性定制”的需求。

（1）網元管理

网元主要包括信息通信系统中的各类设备、节点及设施等。具体有光传输节点设备、网络传输设备、无线宽带设备、通信控制器、频谱感知设备、时间统一设备、视频会商设备、指挥调度设备、通信电源、安全防护设备、服务器、客户终端以及环境监测设备等。

（2）专业网管管理

除了离散的终端外，信息通信网路系统在前期的发展中，各网系林立，通过专业网管，能够提取到更多的网元信息、链路信息和业务信息，因此，对于具有专业网管的子网，综合网管通过北向接口直接获取子网内各网元的状态、故障、告警及配置等信息，而不直接面向网元设备接口。

（3）网络管理

主要是整合整个信息通信网络相关信息，包括网络拓扑的规划、监视和维护，网络资源配置管理、网络性能的评估、网络故障管理、日志管理及系统自身管理等。

（4）运行分析

主要对网络运行状态进行综合地显示、分析和预测，包括网络流量的采集、监测、分析和评价，网络、节点、设备、板卡、端口的故障分级、呈现、预警以及处置各种信息的查询、统计、记录、导出等。

（5）态势综合

通过对网络数据的分析，能够以高度集成化的动态软件界面综合呈现网络的整体运行态势信息，包括系统态势、网络态势、资源态势及业务态势等内容，便于在大型电子监控屏幕展示。

2设计与实现

2.1设计思路

网络管理系统的关键在于建立稳定、高效、易扩展的系统架构和应用架构，提高系统和应用的扩展性和伸缩性，保证系统能够很好地适应技术的发展和应用的变化。

①系统架构方面做好软件和硬件产品的选择以及网络系统的设计，充分保证系统的先进、安全、稳定、高效。

②网络管理系统的架构综合使用数据缓存技术、分层设计、服务器集群、负载平衡、库表散列等技术，采用当前主流分布式技术构建应用系统，为将来系统的进一步发展奠定基础;充分考虑并保证系统对异常事件的处理、容错能力及系统恢复能力，保证整个系统的安全可靠。

③建立完整的安全保障体系，防止从各个子系统采集到的大量数据信息被非法访问、非法修改或非法破坏。

④基于SOA理念进行设计和构建，具备良好的处理能力，能够应对大规模的访问、扩展方便，以适应业务发展和技术发展的最新需要。

2.2实现方式

2.2.1体系架构

信息通信网络一体化综合运维软件采用面向服务的开放体系结构，通过构建通用的网络管理服务，提供管理服务之间的灵活组合能力，实现按需网络管理服务，体系架构如图1所示。

2.2.2系统流程

通信网络运维系统整体运行流程如图2所示。

①在系统开设前的资源维护阶段，通信保障人员完成各类资源数据的录入，形成通信网络运维系统所需的各类资源数据。

②在系统初始开通过程中，通信保障人员基于录入的资源数据和实际组网需求，完成车厢编排、无线链路的规划等，并基于网络拓扑对网络业务、设备参数等进行规划，生成设备开通所需的规划参数文件。

③在网络开通或调整过程中，根据规划结果对相关设备进行运行参数的一键加注或调整。

④在网络运行过程中，对网络运行情况进行监视并收集网络运行数据，形成反映网络运行状况的态势视图。

⑤在网络运行过程中，根据频谱监测结果对网络中无线通信设备频率进行调整。

2.3关键技术

2.3.1优化的分层次软件体系

传统的软件设计方法是所有模块以数据库为中心进行设计和编码，导致各模块都紧密耦合到数据库上，各模块之间耦合性强、调试维护困难。为解决此问题，在系统软件架构中进行分层设计，分为呈现层、业务逻辑层和数据访问层。开发人员将网管应用进行逻辑抽象，放到业务逻辑层中进行处理。呈现层重点关注界面呈现，和业务逻辑层之间定义明确清晰的接口。

2.3.2全局性的性能数据采集技术

目前的性能监测或网管系统大都属于集中式监测管理系统，数据呈现、调度管理、性能测量都由单台主机完成，这类系统得到的性能数据（如端性能数据）描述的是以运行该系统的主机为源点、目标设备为终点所对应的网络路径上的性能数据，不能得到其他指定源点开始对应的性能数据，因此这样的数据具有片面性，无法反映全局性的网络性能态势，不便于值勤维护人员全方位了解所管辖网络的整体或局部性能数据。一体化综合网管系统部署多个探针进行多点测量，数据进行集中处理与呈现，可以得到较全面的数据。

2.3.3基于大数据挖掘的态势感知技术

支持对分布式探针获得的指标进行综合分析，支持数据采集、存储、本地缓存，支持流量、性能、安全等结构化及非结构化数据的存储，支持100万并发业务流记录的存储，支持多层次、多粒度的网络流量匹配和处理。

2.4效果展示

信息通信网络一体化综合运维管理系统界面如图3所示。

3结束语

信息通信网络一体化综合运维监控系统依据信息通信系统的组成、网络规模和拓扑结构，采用集中式管理、分布式存储、分级部署的方式，通过可视化方式从多个视角多个维度实现了对通信网络的资源、拓扑、配置管理及网络运行态势显示，可以达到管理集中、处理可靠、存储安全、自动维护的目的，提高网络管理的质量和效率，通过不断积累更多的数据，对装备管理、任务保障及决策支撑发挥的作用会更加可靠。

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