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[摘 要]本文的研究工作主要围绕SNMP与光通信网管理系统相结合，网络管理与控制技术能够分辨当前故障与告警信息的位置、级别以及重要程度，实现故障管理功能，为实现具有高速光通信管理系统打下基础
[关键词]全光通信网；OADM；SNMP；故障管理
中图分类号：F626.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0083-02
1.引言
近年来Internet的普及引起带宽需求爆长，随着光纤网络的不断建设以及通讯量的倍增成长，意味着必须加速发展和部署支持基于高带宽网络业务的设备，目前倾向使用部署密集型波分复用系统来满足容量增长的需求。随着密集波分复用技术和高速数字交换技术的应用，使得越来越多的信息业务集中到较少的节点和线路上，每一条光纤所承载的通信量及实质带来的营收都不断地增长，对这些线路所在的光网络可靠性提出了越来越高的要求。据统计每年我国发生超过2000次的光缆阻断，造成超过10亿元的巨大直接通信损失和对国民经济各行业不可估量的重大损失。因此，网络生存能力成为影响网络设计与构建的重要因素，而光路层的故障管理、保护与恢复对于整个网络的生存能力有着重大的影响。
在已经建设成环状的SDH网中，虽然该网已经具备自愈的功能，但那是属于逻辑路由的切换，将通讯量转移到另一个方向，而非物理路由的实际切换，所以通讯量会累加到另一个方向，造成网络拥挤阻塞，情况严重时可能中断正常通信。对于波分复用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）传输系统，光路自动切换同样适用。目前应用的WDM系统基本是点到点传输，信息传输容量可到T比特量级，但目前大多数铺设的系统却没有有效的光层保护措施。
本文研究内容主要涉及光纤网络的故障检测和管理子系统，以及与光纤网络自动倒换的融合功能，研究的上海东方有线网络有限公司光网络节点设备具有全面的保护和管理机制，能够应用到波分复用传输系统的保护，并且采用光层的波长倒换保证链路倒换传输的带宽。
2.全光传送网管理系统的总体设计
2.1 全光网故障管理的体系架构
本系统采用SNMP来实现光层的网络管理，如图1所示，即使用传统的SNMP实现一个TMN代理，然后通过接口与数据通信网（DCN， Data Communication Network）相连。SNMP符合服务器/客户端模型，代理这边的MIB表现为一个随网路元素状态改变而改变的中心数据库。
SNMP协议描述的故障管理是一种平面的故障管理模型。模型分为两个部分，网络上维护着一个管理站，上面运行着管理进程，此管理进程同时管理此网络上大量的网络设备。这些被管网络设备向这个管理站发送故障信息，管理站要对所有收到的故障进行处理。
网络故障管理中心子系统从网络上的各个网络故障采集器接收处理后的故障告警，将故障进行进一步处理，按照一定标准将故障信息写入系统数据库，之后完成故障的呈现。
2.2 全光网节点设备的故障管理详细结构
图2描述了一个以光交换节点设备（本文中为OADM）组成的光网络管理体系。其中节点管理系统为Agent程序，负责OADM设备信息的收集、分析和上报。中心网管为Manager，负责整个光网络的系统管理，其中包括错误信息管理，进程管理和配置信息管理。其中进程管理实时发送进程检测信息给光谱分析仪，用来测试光节点的各类信号参数。配置信息管理来控制保护光缆的开关，分配波长资源。
3.基于SNMP的全光网故障管理系统的实现
全光网的故障管理子系统分为两个方面：基于SNMP故障管理子系统的实现，以及全光网自动链路保护和管理子系统的联动结合。故障管理子系统的设计主要包括被管理的OADM侧故障采集、解析、告警和上报模块的设计，故障管理中心能够对各种故障进行实时管理。基于全光网自动恢复机制的研究和实现，配合故障管理子系统提供了高可靠性、可管理的全光网络。
3.1 故障采集器子系统的实现
故障采集模块有两个主要流程，一个是Trap流程，一个是轮询流程。Trap采集到的报文将存入故障缓冲池。缓冲池实现为一个TrapStore类，类的私有成员使用Vector结构存放故障告警，并对操作Vector数据的行为进行同步。TrapStore类实现存入故障告警和取出故障告警两个方法。
snmp_trap（int trapType，int specificType，oid*enterpriseOid，
unsigned enterpriseOidLen，int specificVarCount，
struct trapVarOid*specificVars）；
調用参数：
trapType：陷阱报文类型，取值范围为0-6；
specificType：厂商特定陷阱报文类型，在trapType=6时有效；
enterpriseOid：企业对象描述符，指出生成该trap报文的设备；
enterpriseOidLen：enterpriseOid的长度；
specificVarCount：报文所携带的变量的个数；
specificVars：变量数组的指针。
功能描述：
根据提供的报文类型，对变量数组中的每个变量，从MIB中得到它们的值，生成所要求的陷阱报文后交给UDP发送模块，发送给已经配置好的管理站。
Trap过程在上面进行了介绍，下面就轮询的实现做一个详细介绍。轮询采集的过程如下，首先从设备列表中找到设备的IP地址或主机名，其次向设备发送报文并等待，如果在等待时间之内收到返回报文则ping成功，否则将启动故障震荡消除功能并确定故障是否真实，若故障真将创建一个对监测设备ping失败的故障告警。然后将故障告警上报。
3.2 故障告警分析模块的实现
故障告警分析部分实现告警压缩的功能和告警震荡消除的功能。以下分别进行阐述。
1、阈值设置
对影响网络性能的各MIB变量提前设置网络阈值。在进行检测时，当网络性能达到一个特定的出错率或使用率时，开发的性能管理工具就会给出报警；只有当出错率使用率小于设置的阈值时，报警才会停止。如图3，对其中光模块的温度、电压等进行了阀值设置：
2.告警的压缩
告警压缩的实现中主要的问题就是判断两个故障告警信息是否为同一故障的两次告警。判断中需要将故障的类型、设备对象标识等字段进行比对，相同的判断为同一故障并进行压缩，同时将故障告警发生的次数增一，并记录最初告警时间和最后告警时间。
4.结束语
网络管理是网络技术研究的重要领域，它使得各通信网络能够稳定、高效、持续地运转，为社会生产和生活创造价值。故障管理是网络管理系统的重要组成部分，对于保证整个网络的稳定顺畅运行具有极其重要的意义。因而故障管理系统的实现不仅具有重要的学术意义，而且也极具实用价值。
参考文献
[1] 基于SNMP协议的网络管理系统设计[D].舒畅.武汉理工大学，2007.
[2] 基于SNMP的网络配置管理系统的设计与实现[D].李澍淞.河南大学，2007.
[3] 基于主动网络技术的网络管理模型研究[D].姚晓艳.山东师范大学，2007.
[4] IP网络故障监测系统的研究与实现[D].刘维嘉.西南交通大学，2006.
[5] 基于SNMP的网络管理系统的研究[D].赵君.武汉科技大学，2006.
[关键词]全光通信网；OADM；SNMP；故障管理
中图分类号：F626.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0083-02
1.引言
近年来Internet的普及引起带宽需求爆长，随着光纤网络的不断建设以及通讯量的倍增成长，意味着必须加速发展和部署支持基于高带宽网络业务的设备，目前倾向使用部署密集型波分复用系统来满足容量增长的需求。随着密集波分复用技术和高速数字交换技术的应用，使得越来越多的信息业务集中到较少的节点和线路上，每一条光纤所承载的通信量及实质带来的营收都不断地增长，对这些线路所在的光网络可靠性提出了越来越高的要求。据统计每年我国发生超过2000次的光缆阻断，造成超过10亿元的巨大直接通信损失和对国民经济各行业不可估量的重大损失。因此，网络生存能力成为影响网络设计与构建的重要因素，而光路层的故障管理、保护与恢复对于整个网络的生存能力有着重大的影响。
在已经建设成环状的SDH网中，虽然该网已经具备自愈的功能，但那是属于逻辑路由的切换，将通讯量转移到另一个方向，而非物理路由的实际切换，所以通讯量会累加到另一个方向，造成网络拥挤阻塞，情况严重时可能中断正常通信。对于波分复用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）传输系统，光路自动切换同样适用。目前应用的WDM系统基本是点到点传输，信息传输容量可到T比特量级，但目前大多数铺设的系统却没有有效的光层保护措施。
本文研究内容主要涉及光纤网络的故障检测和管理子系统，以及与光纤网络自动倒换的融合功能，研究的上海东方有线网络有限公司光网络节点设备具有全面的保护和管理机制，能够应用到波分复用传输系统的保护，并且采用光层的波长倒换保证链路倒换传输的带宽。
2.全光传送网管理系统的总体设计
2.1 全光网故障管理的体系架构
本系统采用SNMP来实现光层的网络管理，如图1所示，即使用传统的SNMP实现一个TMN代理，然后通过接口与数据通信网（DCN， Data Communication Network）相连。SNMP符合服务器/客户端模型，代理这边的MIB表现为一个随网路元素状态改变而改变的中心数据库。
SNMP协议描述的故障管理是一种平面的故障管理模型。模型分为两个部分，网络上维护着一个管理站，上面运行着管理进程，此管理进程同时管理此网络上大量的网络设备。这些被管网络设备向这个管理站发送故障信息，管理站要对所有收到的故障进行处理。
网络故障管理中心子系统从网络上的各个网络故障采集器接收处理后的故障告警，将故障进行进一步处理，按照一定标准将故障信息写入系统数据库，之后完成故障的呈现。
2.2 全光网节点设备的故障管理详细结构
图2描述了一个以光交换节点设备（本文中为OADM）组成的光网络管理体系。其中节点管理系统为Agent程序，负责OADM设备信息的收集、分析和上报。中心网管为Manager，负责整个光网络的系统管理，其中包括错误信息管理，进程管理和配置信息管理。其中进程管理实时发送进程检测信息给光谱分析仪，用来测试光节点的各类信号参数。配置信息管理来控制保护光缆的开关，分配波长资源。
3.基于SNMP的全光网故障管理系统的实现
全光网的故障管理子系统分为两个方面：基于SNMP故障管理子系统的实现，以及全光网自动链路保护和管理子系统的联动结合。故障管理子系统的设计主要包括被管理的OADM侧故障采集、解析、告警和上报模块的设计，故障管理中心能够对各种故障进行实时管理。基于全光网自动恢复机制的研究和实现，配合故障管理子系统提供了高可靠性、可管理的全光网络。
3.1 故障采集器子系统的实现
故障采集模块有两个主要流程，一个是Trap流程，一个是轮询流程。Trap采集到的报文将存入故障缓冲池。缓冲池实现为一个TrapStore类，类的私有成员使用Vector结构存放故障告警，并对操作Vector数据的行为进行同步。TrapStore类实现存入故障告警和取出故障告警两个方法。
snmp_trap（int trapType，int specificType，oid*enterpriseOid，
unsigned enterpriseOidLen，int specificVarCount，
struct trapVarOid*specificVars）；
調用参数：
trapType：陷阱报文类型，取值范围为0-6；
specificType：厂商特定陷阱报文类型，在trapType=6时有效；
enterpriseOid：企业对象描述符，指出生成该trap报文的设备；
enterpriseOidLen：enterpriseOid的长度；
specificVarCount：报文所携带的变量的个数；
specificVars：变量数组的指针。
功能描述：
根据提供的报文类型，对变量数组中的每个变量，从MIB中得到它们的值，生成所要求的陷阱报文后交给UDP发送模块，发送给已经配置好的管理站。
Trap过程在上面进行了介绍，下面就轮询的实现做一个详细介绍。轮询采集的过程如下，首先从设备列表中找到设备的IP地址或主机名，其次向设备发送报文并等待，如果在等待时间之内收到返回报文则ping成功，否则将启动故障震荡消除功能并确定故障是否真实，若故障真将创建一个对监测设备ping失败的故障告警。然后将故障告警上报。
3.2 故障告警分析模块的实现
故障告警分析部分实现告警压缩的功能和告警震荡消除的功能。以下分别进行阐述。
1、阈值设置
对影响网络性能的各MIB变量提前设置网络阈值。在进行检测时，当网络性能达到一个特定的出错率或使用率时，开发的性能管理工具就会给出报警；只有当出错率使用率小于设置的阈值时，报警才会停止。如图3，对其中光模块的温度、电压等进行了阀值设置：
2.告警的压缩
告警压缩的实现中主要的问题就是判断两个故障告警信息是否为同一故障的两次告警。判断中需要将故障的类型、设备对象标识等字段进行比对，相同的判断为同一故障并进行压缩，同时将故障告警发生的次数增一，并记录最初告警时间和最后告警时间。
4.结束语
网络管理是网络技术研究的重要领域，它使得各通信网络能够稳定、高效、持续地运转，为社会生产和生活创造价值。故障管理是网络管理系统的重要组成部分，对于保证整个网络的稳定顺畅运行具有极其重要的意义。因而故障管理系统的实现不仅具有重要的学术意义，而且也极具实用价值。
参考文献
[1] 基于SNMP协议的网络管理系统设计[D].舒畅.武汉理工大学，2007.
[2] 基于SNMP的网络配置管理系统的设计与实现[D].李澍淞.河南大学，2007.
[3] 基于主动网络技术的网络管理模型研究[D].姚晓艳.山东师范大学，2007.
[4] IP网络故障监测系统的研究与实现[D].刘维嘉.西南交通大学，2006.
[5] 基于SNMP的网络管理系统的研究[D].赵君.武汉科技大学，2006.