（通信与信息系统专业论文）epon网络管理系统的研究与实现.pdf

浙江t 业大学硕十学位论文 e p o n 网络管理系统的研究与实现 摘要 e p o n ( e t h e m e to v e rp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ) 基于以太网的无源光网络是一种新型的 光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光网络传输，在以太网之上提供多种业务。 它综合了p o n 技术和以太网技术二者的优点，以其高带宽、低成本、易使用和易升级的优 良特性成为光接入网的最佳选择。 为了保证e p o n 网络能够稳定、高效、准确的运行，为其提供一个有效的网络管理系 统显得尤为重要。根据e p o n 的结构特点，本文提出了一种基于s n m p ( s i m p l en e t w o r k m a n a g e m e n tp r o t o c o l ，简单网络管理协议) 的e p o n 网络管理系统，该系统包括管理端和代 理端两部分。 本文主要完成了e p o n 网络管理系统的研究与实现，主要内容如下： ( 1 ) 介绍了e p o n 的网络结构特点，阐述了网络管理的功能需求。 ( 2 ) 对简单网络管理协议的原理进行了详尽的阐述和研究，并给出了使用s n m p + + 在管理端实现s n m p 编程的方案。 ( 3 ) 从性能管理、配置管理、故障管理和安全管理四个方面，设计了e m s ( e l e m e n t m a n a g e m e n ts y s t e m ，网元管理系统) 的网管功能；并从e m s 界面、网络管理功能和本地数 据处理三个方面，详细剖析了实现e m s 的方法和原理。 ( 4 ) 详细剖析了实现代理端的方法和原理，给出了使用n e t s n m p 开发软件包实现 s n m p 代理的编程方案。 关键词：e p o n ，网络管理，e m s ，s n m p ，代理 浙江工业大学硕士学位论文 t h er e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o n o fe p o nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m a bs t r a c t e p o n ( e t h e r n e to v e rp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ) i so n en e ws o l u t i o nf o ro p t i c a lf i b e ra c c e s s n e t w o r k i th a sap o i n t t o m u l t i p o i n ta r c h i t e c t u r ea n d p r o v i d e sm u l t i s e r v i c eb a s i n go ne t h e m e t i tc o m b i n e st h ea d v a n t a g eo fp o n t e c h n o l o g ya n de t h e m e tt e c h n o l o g y w i t hi t sf e a t u r eo fh i g h b a n d w i d t h ，l o wc o s ta n db e i n gu s e da n du p d a t e de a s i l y ，e p o ni st h eb e s ts o l u t i o nf o ra c c e s s n e t w o r k i ti sv e r yi m p o r t a n tt op r o v i d ea ne f f e c t i v en e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mf o re p o nt oa s s u r e m o r es t a b l e ，e f f e c t i v ea n do r d e r l ys e r v i c i n g a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r so fe p o n ，o n en e t w o r k m a n a g e m e n ts o l u t i o nb a s i n go ns n m pi sg i v e n t h i sn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mi n c l u d e st h e m a n a g e m e n tc l i e n ta n dt h ea g e n tc l i e n t t h i sa r t i c l ef o c u s e so nt h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fe p o nn e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e m ，a n dt h em a i nc o n t e n t sa l ea sf o l l o w s ： ( 1 ) i n t r o d u c et h es t r u c t u r eo fe p o n ；d e p i c tt h ed e m a n do fn e t w o r km a n a g e m e n t ( 2 ) d od e t a i l e di n t r o d u c t i o na n dd i s c u s s i o no fs n m p ；p r o v i d eo n es n m pp r o g r a m m i n g s o l u t i o nb yu s i n gs n m p + + ( 3 ) d e s i g nt h ee m s 谢t l lt h e f u n c t i o no fc o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n t ，p e r f o r m a n c e m a n a g e m e n t ，f a u l tm a n a g e m e n ta n ds e c u r i t ym a n a g e m e n t ，a n dg i v et h ew a yf o ri m p l e m e n t a t i o n ( 4 ) a tt h ee n do ft h i st h e s i s ，w er e s e a r c hi n t oh o w t od e v e l o pas n m p a g e n tb yn e t - s n m p t o o l k i t k e yw o r d s ：e p o n ，n e t w o r km a n a g e m e n t ，e m s ，s n m p ，a g e n t i i 浙江工业大学硕十学位论文 图列 图1 1 网络管理一般模型结构3 图l - 2 故障管理系统结构示意图4 图1 3 配置管理系统结构示意图5 图2 1e p o n 在接入网中的典型应用8 图2 2o l t 功能块框图9 图2 3o 7 功能块框图1 0 图2 4o d n 通用物理结构1 1 图2 5e p o n 的下行传输1 2 图2 - 6e p o n 的上行传输1 3 图2 7e p o n 网络管理体系结构1 5 图3 1s n m p 管理模型1 8 图3 - 2s n m p 的协议环境2 0 图3 3m i b 树的上层结构2 2 图3 - 4t l v 编码2 5 图3 5 类型字段的编码2 6 图3 6b e r 编码示例2 7 图3 7s n m p 协议数据单元。2 8 图4 1e m s 管理系统的架构3 8 图4 2e m s 界面3 9 图4 3e p o n 网络单元拓扑图4 7 图4 4e p o n 网络拓扑发现流程图4 7 图4 5o l t 设备基本配置一4 8 图4 6v l a n 管理配置5 0 图4 7s l a 配置窗口5l 图4 8 实时性能管理界面5 3 图4 - 9 定时性能参数设置界面5 4 v 浙江工业大学硕士学位论文 图4 1 0 定时性能显示图一5 4 图4 1 1历史性能管理界面5 5 图4 1 2 轮询方式下拓扑图维护流程5 8 图4 13 o n u 状态信息5 8 图4 1 4 登陆界面5 9 图4 15 操作日志6 0 图5 1e p o n 系统代理端框架结构6 2 图5 2p o i n s o f t 的结构6 2 图5 3h o s t 软件架构一6 3 图5 - 4s n m p g e t 演示7 6 图5 - 5s n m p w a l k 演示7 6 图5 - 6 s n m p s e t 演示一7 7 图5 7p o n s o f t 事件处理函数流程图7 9 图5 8n o t i f i c a t i o n 发送模块的流程图7 9 图5 - 9 在s n m p t r a p d 接收到的o n u 注册信息8 0 v l 浙江工业人学硕士学位论文 表列 表3 1 a s n 1 语法中常见符号特定含义一2 5 表3 - 2u n i v e r s a lc l a s s 中的类型及编码2 6 表3 - 3a p p l i c a t i o nc l a s s 中的类型及编码2 6 表3 4c o n t e x t - s p e c i f i c 中的类型及编码2 7 表3 - 5s n m pp d u 中的元素说明2 8 表4 1 告警信息表4 2 表4 - 2 操作日志表一4 3 表4 - 3o l t 基本信息m i b 对象4 9 表4 - 4 定时性能数据表5 3 表4 - 5t r a p 的类型5 6 表4 - 6p o n 端口信息节点5 7 表4 7o n u 状态信息节点5 8 表5 一le p o n 系统m i b 对象6 6 表5 - 2 性能相关的m i b 对象6 7 v i i 浙江t 业大学硕士学位论文 符号说明 a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a mi n t e r f a c e ) a s n 1 ( a b s t r a c ts y n t a xn o t a t i o no n e ) a t m ( a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e ) b e r ( b a s i ce n c o d er u l e ) d s l ( d i g i t a ls u b s c r i b e r l o o p ) e f m ( e t h e m e tf i r s tm i l e ) e g p ( e x t e r i o rg a t e w a yp r o t o c 0 1 ) e m s ( e l e m e n tm a n a g es y s t e m ) e p o n ( e t h e m e tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ) f i t x ( f i b e r t ot h ex ) f t t b ( f i b e rt ot h eb u i l d i n g ) f t t h ( f i b e rt ot h eh o m e ) g p o n ( g i g a b i t c a p a b l ep o n ) i c m p ( i n t e m e tc o n t r o lm e s s a g ep r o t o c 0 1 ) i e e e ( i n s t i t u t eo fe l e c t r i c a la n de l e c t r o n i ce n g i n e e r s ) i e t f ( i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c ei n t e m e t ) i p ( i n t e m e tp r o t o c 0 1 ) i p t v ( i n t e m e tp r o t o c o lt e l e v i s i o n l i s o ( i n t e m a t i o n a lo r g a n i z a t i o nf o rs t a n d a r d i z a t i o n ) i t u - tr i n t e m a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o n su n i o n t e l e c o m m u n i c a t i o n s s t a n d a r d i z a t i o ns e c t o r ) m a c ( m e d i a a c c e s sc o n t r 0 1 ) m i b ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ) m p c p ( m u t i - p o i n tc o n t r o lp r o t o c 0 1 ) n m s ( n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ) n m p ( n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) v i i i 应用程序接口 抽象语法定义 异步传送模式 基本编码规则 数字用户环路 以太网第一英里 外部网关协议 网元管理系统 以太网无源光网络 光纤接入 光纤到楼 光纤到户 吉比特无源光网络 因特网控制报文协议 电气和电子工程师协会 i n t e m e t 工程任务组 互联网协议 交互式网络电视 国际标准化组织 国际电信联盟一电信标准部 媒体接入控制 管理信息库 多点控制协议 网络管理系统 网络管理协议 浙江工业大学硕士学位论文 o a m ( o p e r a t i o n ，a d m i n i s t r a t i o na n dm a i n t e n a n c e ) o l d ( o b j e c ti d e n t i f i e r ) o d n ( o p t i c a ld i s t r i b u t i o nn e t w o r k ) o l t ( o p t i c a ll i n et e r m i n a l ) o n u ( o p t i c a ln e t w o r ku n i t ) o s i ( o p e ns y s t e mi n t e r c o n n e c 0 p d u ( p r o t o c o ld a t au n i t ) p o n ( p a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ) q o s ( q u a l i t yo fs e r v i c e ) 操作管理与维护 对象标识符 光分配网络 光链路终端 光网络单元 开放式系统互联 协议数据单元 无源光网络 服务质量 r a d i u s ( r e m o t ea u t h e n t i c a t i o nd i a li nu s e rs e r v i c e )远程用户拨号认证系统 r f c ( r e q u e s tf o rc o m m e n t ) s g m p ( s i m p l eg a t e w a ym o n i t o r i n gp r o t o c 0 1 ) s m i ( s t r u c t u r eo fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n ) s n m p ( s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) t c p ( t r a n s m i s s i o nc o n t r o lp r o t o c 0 1 ) t d m a ( t i m ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) u d p ( u s e rd a t a g r a mp r o t o c 0 1 ) v o l p ( v o i c eo v e ri n t e m e tp r o t o c 0 1 ) i x 请求注解 简单网关监控协议 管理信息结构 简单网络管理协议 传输控制协议 时分多址接入 用户数据报协议 网络电话 浙江工业大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的 学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中 以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。 作者签名： 恋婿意 日期：v 州睁 月 秒日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：棋象 刷磁轹桫弋 日期：川年f 月砷日日期：训7 年r 月砷日 日期：沙1 年 月y e l 浙江工业大学硕七学位论文 第1 章绪论 1 1宽带接入网的发展及国内外研究现状 宽带在全球发展非常迅速，并成为电信运营商重要的业务收入来源。据统计，至2 0 0 8 年6 月份，全球宽带用户已达到3 8 2 亿，而我国的宽带用户已达到7 9 0 0 万，用户规模跃 居世界第一。 从宽带接入网的发展趋势来看，d s l 技术仍然占据宽带市场的主导地位，但宽带面临 全面提速使d s l 从第二代a d s l 2 + 技术向第三代v d s l 2 技术演进。而且，宽带接入网正 从传统的铜线接入网向“有线铜退光进、无线宽带移动化、有线无线相互补充、实现无缝 接入的目标演进。近年来，以e p o n ( e t h e m e tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ) 和g p o n ( g i g a b i t - c a p a b l ep o n ) 为代表的光接入技术产业链逐步成熟，光纤接入网规模应用的时机已经来临， 全球光纤接入部署开始加速。据统计，至2 0 0 8 年6 月全球光纤接入用户已达到4 0 0 0 万户， f t t x ( f i b e rt ot h ex ) 是目前用户增长速度最快的宽带接入技术，2 0 0 8 年第二季度，f t t x 的 增长率为6 9 ，同期d s l 和c a b l em o d e m 的用户增长率分别为3 8 和3 0 。从全球来看， f 订x 的部署呈现“日本成熟、北美和欧洲规模导入”的总体特点。 我国宽带光纤接入网从2 0 0 7 年开始进入了规模部署期，从我国f t t x 未来的发展策 略来看，运营商“大力推进光进铜退，实施接入网光纤化战略，新建区域实现光纤到楼、 光纤到村，加强城市已有区域的改造”的目标已经非常清晰。据最新统计，我国电信运营 商f t t x 建设规模已经达到4 5 0 万用户端1 2 1 。建网模式“以f t t b c 为主，f t t h 为辅”【1 】。 e p o n 作为一种新兴的接入网技术，非常适合光纤接入网络( f t t b f t t h ) 建设，从运 营商的角度来看：无源的特性可以降低建设、管理和运营成本，提高投资回报率，增加新 的赢利机会；e p o n 网络的体系结构非常适合接入网建设，使运营商可以快速有效地开展 业务并易于进行网络扩展；e p o n 提供的高带宽将满足用户对网络带宽日益增长的应用需 求，使运营商开展多业务有可靠的网络资源保证；e p o n 网络的兼容性良好，可以和现有 网络很好地融合；e p o n 在提供上述优点的同时，还具有其他f t t x 技术无可比拟的经济 性，可以减少投资和长期建设成本【2 j 。 浙江工业大学硕士学位论文 1 2网络管理的需求 随着大规模互连网络的建设及应用的迅猛发展，新技术、新设备的广泛应用使网络变 成一个多厂商混合网络，网络的类型、服务的种类和设备的来源更加复杂化。在这种环境 下，资源分布程度和共享程度大大提高，任何微小的故障都可能导致用户应用的失败。如 何及早发现并排除潜在的故障隐患，有效地管理好网络，是网络设备和网络服务提供者共 同关心的问题。 管理好一个网络与网络的建设同等重要。研究表明，一个普通的局域网络在一年内平 均出现重大的故障达2 0 次，由此而产生的服务失效时间长达1 6 小时。网络管理系统可以 给网络管理员提供良好的信息来源，减少网络故障，缩短网络失效时间，最大限度地提高 商业利润。人们迫切需要功能完善、安全可靠、使用方便灵活的网络管理工具来加强网络 管理的能力，提高网络的使用效率1 3 l 。 以太网的高速发展，特别是近年来以e p o n 为代表的接入网逐步成熟，要求其有运营 级网管技术的呼声越来越高。为了保证e p o n 网络能够稳定、高效、准确的运行，为其提 供一个有效的网络管理系统显得尤为重要。为此，i e e e 8 0 2 3 委员会在其关于e f m ( e t h e m e t i nt h ef i r s tm i l e ，以太网第一英里) 的8 0 2 3 a h 协议中制定了接入网的o a m 协议，并在2 0 0 4 年4 月成为标准。o a m 协议主要是通过故障检测、告警、定位和隔离等手段提高网络的运 维水平。它能够有效提高网络可靠性，简化操作，降低网络运行成本，帮助运营商有效地 管理网络，最大限度地利用投资。有了o a m 协议，以e p o n 为代表的接入网在运行维护方 面可达到电信级水平，可以顺利进入需要付费的电信运营领域。 1 3 网络管理简介 网络管理就是监视和控制一个复杂的计算机网络，以确保其尽可能长时间地正常运 行，或当网络出现故障时尽可能地发现故障和修复故障，使之最大限度地发挥其应有效益 的过程。也就是说网络管理包括网络监视和网络控制两个方面。网络管理的体系结构主要 涉及到网络管理系统的组成部件和结构、各部件之间的关系、网络管理应该包括的功能以 及这些功能如何划分。 1 3 1 网络管理的一般结构模型 现代计算机网络的任何网络管理系统基本上由四部分组成：至少一个网络管理系统 浙江工业人学硕士学位论文 n m s ( n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m ) 、多个被管代理( a g e n t ) 、一种通用的网络管理协议 n m p ( n e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) * d - - 个或多个管理信息库m i b ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n b a s e ) 。各部分功能说明如下f 4 5 】： 网络管理系统：网络管理的实体( e n t i t y ) ，处于网络中一个主机节点( 网络管理器或网 络管理站) 上，是整个网络系统的核心，实施各项网络管理功能，如配置网络、监视网络性 能、排除网络故障等。 一被管代理：是一种软件，驻留在被管理的网络设备( 如路由器和寻径服务器、交换机 和网桥、集线器、计算机主机或网络打印机等) 上，负责向管理系统提供各种该网络设备的 信息和根据管理系统的请求设置相应的信息。 一网络管理协议：描述网络管理系统和被管代理之间的数据通信机制，既定义了网络 管理的通信报文格式和管理信息库的数据库格式。它的定义决定了网络管理系统的主要功 能。 一网络管理信息库：是种动态刷新的数据库，存储被管理设备的各种信息，如配置 信息、通信统计信息、安全信息及该设备生产厂商的特有信息等，负责向被管代理提供数 据和存储被管代理设置的数据。 网络管理的一般模型结构如图l l 所示： 网管系统网管协议 被管代理管理信息库 图1 1网络管理一般模型结构 1 3 2 网络管理的功能 在o s i 的网络管理框架标准中，定义了五个基本的功能模块：故障管理( f a u l t m a n a g e m e n t ) 、配置管理( c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ) 、性能管l 里( p e r f o r m a n c em a n a g e m e n t ) 、 计费管理( a c c o u n t i n gm a n a g e m e n t ) 和安全管j 里( s e c u r i t ym a n a g e m e n t ) 。其中故障管理是整个 网络管理的核心，配置管理是基础。这五个功能域是一个网络管理系统应该实现的基本功 能，其他的诸如网络规划、网络设计和网络管理系统操作人员的管理等功能则由具体的网 络管理系统自行实现【5 j 。 浙江工业大学硕士学位论文 1 3 2 1 故障管理 故障管理是网络管理中最基本的功能之一。当网络中某个组成部分发生故障时，网络 管理系统必须迅速查找到故障并及时排除。故障管理的主要任务是发现和排除网络故障。 故障管理用于保证网络资源的无障碍无错误的运营状态，包括障碍管理、故障恢复和预防 保障。障碍管理的内容有告警、测试、诊断、业务恢复、故障设备更换等。预防保障是为 网络提供自愈能力，在系统可靠性下降，业务经常受到影响的准故障条件下实施。 图1 2 故障管理系统结构示意图 络 故障管理应包括： 故障检测：维护和检查差错日志；接收故障报告。 故障诊断：寻找故障发生的原因，可执行诊断测试，以寻找故障发生的准确位置。 故障纠正：将故障点从正常系统中隔离出去，并根据故障原因进行修复。 1 3 2 2 配置管理 一个计算机网络由各种各样的网络设备连接而成，这些设备组成网络的各种物理结构 和逻辑结构。网络管理的配置管理需要管理每个可管理的网络设备的信息以及整个网络环 境的拓扑结构信息，以保证整个网络的正常运作。网络的配置信息包括：网络设备的拓扑 关系( 存在性和连接关系) 、网络设备的域名、i p 地址( 寻址信息) 、网络设备的运行特性( 运 行参数) 、网络设备的备份情况( 是否有备份及其启用条件) 和网络设备的配置更改条件等。 配置管理至少应该包括以下些方面的功能： 定义配置信息：描述那些对网络管理有意义的对象的状态和属性。 设置和修改被管对象的属性值：允许管理系统远程修改和设置网络设备的属性值，当 然要考虑安全因素。 定义和修改管理对象之间的关系：描述可管理对象之间的联系、连接关系以及相互的 依赖条件。例如网络的拓扑关系、层次关系和管理域等。 浙江工业大学硕士学位论文 式。 定义和更改管理域：确定合理的管理范围，保证在管理域内一致的管理授权和管理模 通过网络发布新软件：及时更新网络设备所需的软件。 图1 3 配置管理系统结构示意图 络 1 3 2 3 性能管理 性能管理的目的是维护网络服务质量( q o s ，q u a l i t yo f s e r v i c e ) 和网络运营效率。为此， 性能管理要提供性能监测功能、性能分析功能以及性能管理控制功能。同时，还要提供性 能数据库的维护以及在发现性能严重下降时启动故障管理系统的功能。 网络服务质量和网络运营效率有时是互相制约的。较高的服务质量通常需要较多的网 络资源( 带宽、c p u 矛l j 用率等) ，因此在制定目标时要在服务质量和运营效率之间进行权衡。 在网络服务质量必须优先保证的场合，就要适当降低网络的运营效率指标；相反，在强调 网络运营效率的场合，就要适当降低服务质量指标。但在一般的性能管理中，维护服务质 量是第一位。 性能管理评估系统资源的运行状况及通信效率等系统性能。其功能包括监视和分析被 管网络及其所提供服务的性能机制。性能分析的结果可能会触发某个诊断测试过程或重新 配置网络以维持网络的性能。性能管理收集分析有关被管网络当前状况的数据信息，并维 护和分析性能日志。 性能管理的一些典型功能包括： 从被管对象中收集与性能相关的信息； 对被管对象的性能数据的统计，与性能有关的历史数据的产生、记录和维护； 形成并改进性能评价准则和性能门限。 1 3 2 4 计费管理 计费管理依据用户对网络资源的使用情况来统计用户需付的网络使用费用，让用户一 浙江t 业大学硕士学位论文 起分担网络运行成本。 根据用户使用网络资源的种类，一般有三种计费标准： 基于网络流量计费：根据用户网络或用户主机在一段时间内的网络流量统计数据来收 取用户费用。 基于使用时间计费：根据用户使用网络的时间长短来收取用户费用。 基于网络服务计费：根据用户使用的网络服务的次数或时间来收取用户费用。 计费管理的主要功能有：制定计费政策、收集计费信息、计算用户帐单和生成统计报 表。其中计费信息的收集是关键。 1 3 2 5 安全管理 安全管理有两层含义：一方面，网络安全管理要保证网络用户和网络资源不被非法使 用；另一方面，网络安全管理也要确保网络管理系统本身不被未经授权的用户访问。个 计算机网络的管理系统必须制定网络管理的安全策略，并根据这一策略设计和实现网络安 全管理系统。 安全管理的主要内容包括： 与安全措施有关的信息分发，如密钥的分发和访问权限的设置等。 与安全有关的事件通知，如网络有非法侵入、无权限用户对受限信息的访问等。 与安全有关的服务的创建、控制和删除。 与安全有关的网络操作事件的记录、维护和查询等日志管理工作等。 1 4 主要工作和内容安排 本文主要完成了e p o n 网络管理系统的研究与实现，e o p n 网管系统主要包括网元管 理系统和嵌入式代理端两个部分，本文详细介绍了这两部分的设计思路和实现细节。论文 总共由六章组成。 第一章绪论。介绍了光接入网的发展及国内外研究现状；阐述了网络管理的重要性，分 析了网络管理的一般模型以及网络管理的五大功能；最后说明了本文的主要工作和研究内 容。 第二章e p o n 系统简介。简单介绍了e p o n 的技术及其工作原理，对比了e p o n 与g p o n 技术，最后提出了e p o n 的网管体系结构模型。 6 浙江1 = 业大学硕士学位论文 第三章s n m p 简单网络管理协议。阐述了s n m p 的体系结构，内容涉及管理信息库、管 理信息结构和a s n 1 语法等。最后介绍了如何使用s n m p + + 实现s n m p 编程。 第四章e m s 的设计与实现。从网管软件设计模块的角度，详细介绍了e m s 实现的方法， 包括界面、网管功能和数据存储三个方面的设计与实现。并用v c + + 开发工具实现了e m s 网络管理软件，完成了对e p o n 网络中设备的配置、性能、故障和安全的管理。 第五章代理端的设计与实现。结合p o n s o f t 和n e t s n m p 开发了s n m p 代理。详细的给 出了扩展代理的方法和步骤。最后实现了s n m p 代理的g e t 、s e t 和t r a p 功能。 第六章总结和展望。是对整个毕业设计期间工作的总结和展望，指出了当前设计中的不 足及以后的研究方向。 浙江工业大学硕士学位论文 第2 章e p o n 系统简介 2 1e p o n 技术简介 由于i p 技术在骨干网和城域网中逐渐占主导地位，2 0 0 1 年i e e e 8 0 2 3 工作组成立第一英 里以太n - - j ( e f m ) 研究小组，致力于制定e p o n 接入技术1 6 1 。在e p o n 系统中，下行方向采用 广播方式，数据以i e e e 8 0 2 3 帧格式的最大1 5 1 8 字节变长信息包从o l t ( o p t i c a ll i n e t e r m i n a l ) 经过s p l i t t e r ( 无源光分路器) 到多个o n u ( o p t i c a ln e t w o r ku n i t ) ，每个信息包都带有 一个标签：上行方向，数据从各个o n u 经过o d n ( o p t i c a ld i s t r i b u t i o nn e t w o r k ) 汇聚至u o l t ， 为了防止来自各个o n u 的信息包相互干扰，上行接入采用t d m a ( 时分多址) 方式，给o n u 分配专门的时隙。e p o n 传输距离最远可达2 0 k m ，一根光纤最多可以支持6 4 个用户，总带 宽为6 2 2 m b i t 一2 4 g b i t 。 2 1 1e p o n 的基本组成单元 和其它无源光网络一样，e p o n 系统也是由局侧的光链路终端( o l t ) 、用户侧的光网络 单元( o n u ) 和光分配网络( o d n ) 组成，为单纤双向系统。e p o n 系统在接入网中的典型应 用结构图如图2 1 所示： 乞 k r 蕊 o n ul 。 f r 、忒 o n un 电t 苫机 ： 用户驻地网! 接入分布层 核心层 i 图2 ie p o n 在接入网中的典型应用 - 8 浙江工业人学硕士学位论文 2 1 1 1o l i o l t 位于中心交换局的机架上，是e p o n 的核，1 1 , ，o l t 的作用是向上提供光接入网与 业务节点之间的接口，向下( r 甸o n u ) 广播发送数据帧，收集来自各个o n u 的数据帧，并作 相应的处理。 从系统功能的角度来看，o l t 既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台， 提供e p o n 系统与业务供应商的核心数据、视频和电话网络间的接口，它通过一个e m s ( 网 元管理系统) 链接到业务供应商的网络上。o l t 可提供各种广域网接口，可与d c s ( 数字交 叉连接) 、话音网关和i p 路由器等设备相连：还可提供多个吉比特以太网和1 0 吉比特以太网 接口，提供第二层和第三层的交换与路由功能。o l t 除了提供网络集中和接入的功能外， 还可以针对用户的q o s s l a 的不同要求进行带宽分配、网络安全和管理配置。 由于从o d n 到每个o n u 之间光纤长短不一，所以每路上行光信号的延时和衰减都不一 样。为了调整整个系统使性能趋于最佳，o l t 要有测距和功率控制功能，以便做出相应的 调整。测距功能主要使o l t 为每个o n u 测出延迟时间，合理地分配每个o n u 的时隙；而功 率控制功能则动态地控制每个o n u 单元中激光器的发送功率。为了充分利用带宽并且使 e p o n 技术具有一定的服务质量( q o s ) ，o l t 应能够以一定的粒度为o n u 分配带宽。 i o d n 能，u 首， 接口功冉皂 业务端口 功冉色 i 陋j 络l 传输复用交叉连接 同 f o d n i 功能功t i p i 接1 2 ：1 功能i 业务 蟓a 4 - 公共部分 o a i v i 功能供a a , 功茸皂 l l 图2 - 2o l t 功能块框图 o l t 由三部分组成，分别为核心部分、业务部分和公共部分，如图2 2 所示。 ( 1 ) o l t 核心部分 o l t 的核心部分主要包括数字交叉连接功能、传输复用功能和o d n 接口功能。数字交 叉连接功能为o l t 的o d n 侧的可用带宽与o l t 网络侧的可用带宽提供交叉连接的功能；传 输复用功能提供在o d n 上发送或接收业务通道所需要的功能；o d n 接口功能提供一组物理 光接口功能以及终端相应的o d n 的一组光纤，它包括光电和电光转换。 浙江t l k 人学硕士学伉论文 ( 2 ) o l t 业务部分 o l t 业务部分包含业务端口功能。业务端口至少传一个i s d n 基群速率，并能配置成一 种业务或者同时能支持两种或多种不同的业务。该部分还应该能提供手段以处理通过o l t 的信令信息。 ( 3 ) o l t 公共部分 o l t 的公共部分包括供电和o a m 功能。供电功能将外部电源转换为所需要的机内电 压。o a m 对o l t 的所有功能块，提供运行操作、管理和维护的手段，它也提供o a m 接口 功能。 2 1 1 zo n u o n u 位于用户端，放在一个住户、企业处。o n u 提供客户的数据、视频和电话网络与 p o n 间的接e l 。o n u 的主要功能是接收光信号并将其转换为客户需要的形式，如以太网、 l p 多播、p o t s 和t l 等。o n u 必须缓存用户传来的信号，并在o l t 分配的时隙里发送至o l t 。 同时由于上行采用的是t d m 方式，为了使各个o n u 发出的信号不会发生碰撞o n u 还必须 响应o l t 发出的测距及功率控制命令并作相应的调整。e p o n 的独特之处还有，o n u 除了 终结和转换光信号外，还提供第- - n 和第三层交换功能，允许在o n u 上实现企业数据流的 内部路由。 对应o l t ，o n u 也由三部分组成，定义为核心部分、业务部分和公共部分，如图2 - 3 所示。 核心部分 用户端口 o o d n 传输复用 用户和q l , 务 功能 1 月j 户l d 接口功能功能复用功能 n 业务 一 部分 公共部分 o a m 功能供电功能 图2 - 3o n u 功能块框图 ( 1 ) o n u 核心部分 o n u 核心部分包括：传输复用功能、用户和业务复用功能以及o d n 接口功能。传输复 浙江工业大学硕士学位论文 用功能提取来自o d n 接口和到o d n 接口的输入、输出信号的鉴别和分配所要求的功能，提 取和输入与这个o n