关于STP网元集中管理系统的实现方案分析

七号信令系统是一种国际性标准化的通用公共信道信令系统。作为电信网的三大支撑之一、电信网的重要组成部分，其应用十分广泛。通讯设备之间任何实际应用信息的传送总是伴随着一些控制信息的传递，它们按照既定 的通讯协议工作，将应用信息安全、可靠、高效地传送到目的地。这些信息在计算机网络中 叫做协议控制信息，而在电信网中叫做信令（Signal）。英文资料还经常使用"Signalling"（ 信令过程）一词，但大部分中文技术资料只使用"信令"一词，即"信令"既包括"Signal"又包括 "Signalling"两重含义。信令指通信网中的控制指令，是控制交换机动作的信号和语言。信令系统指完成上述控制过程的控制信号的产生、发送、接受的硬件及操作程序的全体。信令方式指信令在传送过程中必须遵守的规约和规定的集合， 内容包括信令的结构形式、传送方式和控制方式。

1 CORBA技术简介

通用对象请求代理体系结构CORBA（Common ORB Architecture）技术是当今主流的三大构件技术之一。CORBA（Common Object Request Broker Architecture,公共对象请求代理体系结构，通用对象请求代理体系结构）是由OMG组织制订的一种标准的面向对象应用程 序体系规范。或者说 CORBA体系结构是对象管理组织（OMG）为解决分布式处理环境（DCE）中，硬件和软件系统的互连而提出的一种解决方案；OMG组织是一个国际性的非盈利组织，其职责是为应用开发提供一个公共框架，制订工业指南和对象管理规范，加快对象技术的发展。CORBA使用一种接口定义语言用于刻画物件将呈现出来的接口。CORBA又规定了从IDL到特定程序语言，如C++或Java，实现的映射。这个映射精确的描述了CORBA资料类型是如何被用户端和服务器端实现的。标准映射的有Ada、C、C++、Smalltalk、Java、以及Python。 还有一些非标准的映射，为Perl和Tcl的映射由这些语言写的ORB实现。

ORB （Object Request Broker） 对象请求代管者。在一个面向对象的分布式计算环境，一个对象请求代管者（ORB）可以为应用程序、服务器、网络设施之间分发消息提供关键通信设施。可以将ORB想象成一组软件总线、支柱，它提供了一个公用消息传递接口通过这个接口，许多不同类型的对象可以以对等层策略进行通信。对象请求代理 （Object Request Broker, ORB） 是 CORBA 的核心组件。ORB 提供了识别和定位对象、处理连接管理、传送数据和请求通信所需的框架结构。CORBA 对象之间从不直接进行通信，对象通过远程桩对运行在本地计算机上的 ORB 发出请求。本地 ORB 使用 Internet Inter-Orb 协议（IIOP 为缩写形式）将该请求传递给其他计算机上的 ORB。然后，远程 ORB 定位相应的对象、处理该请求并返回结果。 对象服务是为公共设施和各种应用对象提供的基本服务，它包括命名服务、事件服务、事件处理服务、通知服务、交易服务、生命周期服务和安全服务等等，其体系结构如图1所示。

图1说明了客户应用和服务对象是如何交互的。客户应用不必知道服务对象位于本机上或者远程的机器上。客户应用只需要知道服务对象的对象引用（或者机器名和端口号）及如何来使用服务对象的公共接口即可。由ORB来处理发送请求、对象定位和返回结果等具体问题。

2 TL1协议简介

TL1由Telcordia（先前的Bellcore）定义，全称Transaction Language -1，是一种ASCII型的人机（man-machine）交互协议，也是一种标准的电信管理协议。

TL1作为网络设备和网络管理程序间的基本接口，用于操作、管理和维护电信网络。TL1代理位于被管设备上提供访问被管设备数据的接口，TL1管理者使用这个接口监视和控制被管设备。数据（TL1 messages）在两者之间以二进制流的方式传送。

TL1定义了四种消息类型：（1）输入消息（Input Message）。输入消息是一条从OS或其他（如管理者）到网元（如代理）的命令，这条消息要求NE进行一些动作；（2）响应消息（Response Message）。响应消息是对应一条输入命令的详细回复（可以是一个回复或多个回复），它包含了命令是否执行成功的信息以及所需要返回的数据；（3）应答消息（Acknowledgment Message）。应答消息是一个从NE的简短回复，标志输入命令消息正在处理或已经被拒绝执行，主要是通知用户NE对所收到的命令需要较长时间的处理；（4）自发消息（Automomous Message）。当NE进行周期性的操作或报告异常事件发生时产生自发消息。图2说明了TL1与STP的通信过程。

传输提供者接口（Transport Provider Interface）作为底层传输协议和会话层之间的一个桥梁，传输提供者接口对应于管理者和TL1代理之间的通信方式。使用特定的协议以满足通信需求，并可以让会话层不必理会底层所用的传输协议。

消息处理（Message Processing）用于处理从客户端收到的输入消息，它解析和处理TL1引擎收到的输入消息，并且发送输出的响应消息和自发消息到网元。

管理者只需要建立一个连接到被管理者，之后可以通过连接发送字符消息对被管理者进行操作。管理者只需要对接收到的字符消息进行解析就可以了。

3 CORBA在STP管理中的实现

借助于CORBA创建某个应用X，该应用包括两个部分，即客户方程序和服务方程序。首先，定义一个接口，接口中定义了服务端提供的操作。服务器程序的功能是实现应用中定义的接口，为接口提供一个实现对象，该对象也称为服务对象（Servant）为客户方提供服务。当服务对象被请求时，该对象可以实现被请求的功能。通过一个CORBA对象来提供这一功能，并用IDL接口来描述访问语法。X_impl类是提供这一功能的C++语言级对象类，通过创建一个X_impl对象实例并将其注册到对象适配器上或发布一个对象引用，便使C++语言级对象变成了可被远程访问的分布对象。

（1）接口。使用IDL语言来描述服务对象的公共接口。IDL语言描述服务方对外提供，客户方可以访问的共有操作。

（2）对象适配器。对象适配器（Object Adapter）是ORB的一个组成部分，它提供产生和解释对象引用、激活对象实现和访问对象状态相关的各种服务。

（3）客户方和服务方的框架代码。客户方框架代码（stub）负责将对服务对象的本地接口请求转换成为网络请求。服务方的框架代码（skeketon）帮助对象适配器将相应的接口传到服务对象（Servant）的具体实现。

（4）服务方程序。服务方程序（Server）是一个拥有一个或多个CORBA对象的应用程序，用来实现接口中所声明对象。服务方程序负责创建提供接口服务的实例X_impl类，将该命令注册到对象适配器中并创建对象引用。对象引用包括了对象ID和它在网络中的位置信息。

（5）客户方程序。客户方程序通过对象引用中的信息来定位将请求发送给对象，获得相应的服务。

4 STP网元集中管理系统的实现

4.1 网元管理系统（EMS）对STP的管理

图3显示了EMS与STP的通信方式。EMS使用TL1通过TCP/IP协议与STP进行通信。EMS对STP的管理分为主动方式、被动方式和数据库方式。（1）主动方式。EMS可以向STP发送指定的TL1命令，STP接收到TL1命令后，解析该命令并向EMS发送相应的返回字符串。EMS通过解析该返回字符串就可获得与所发送命令相关STP的属性和状态；（2）被动方式。EMS可以通过设定时间间隔，使得STP定期向EMS报告其所处的状态。EMS还可以设置STP需要上报的告警和事件类型，使得STP可以主动向EMS上报相应的告警和过滤；（3）数据库方式。EMS设定STP更新数据库的时间间隔，可以通过访问该数据库中的内容获得STP的相关属性。

4.2 STP网元集中管理系统的实现

图4显示了STP网元集中管理系统的层次结构。该系统总共分四层。第一层是STP网元集中管理系统；第二层是适配器；第三层是EMS；第四层是信念转接点设备。网元管理系统（EMS）北向接口为EMS与STP网元集中管理系统传递信息的接口，STP网元集中管理系统通过该接口可以实现对EMS下的STP的管理。网元集中管理系统通过适配器与若干个EMS相连，通过EMS管理该EMS下的若干个STP。STP网元集中管理系统对STP的管理分为与网元管理系统对STP的方式类似。只是STP网元集中管理系统首先需要通过适配器将相应的TL1命令发送到STP所属的EMS，再由EMS对指定的STP进行管理。此外，适配器需要根据STP返回的TL1字符串更新相关的数据库。STP网元集中管理系统也可以通过查询该数据库获得相应的STP属性。

采用CORBA和TL1技术来实现STP网元集中管理系统具有明显的优势，使STP网元集中管理系统具有以下特点：（1）灵活性。由于CORBA具有跨平台性、跨操作系统和跨语言的特性，因此在开发平台和运行平台以及编程语言的选取上有极大的灵活性。（2）可维护性。由于接口的屏蔽作用，使得服务方可以在实现服务的情况下随意改动服务的实现方式而不影响客户端的实现。（3）可扩展性。由于采用了接口语言IDL，只需要通过修改IDL代码，并在服务方程序中添加相应的功能代码，服务方就可以实现其功能范围的扩展而不影响现存服务方程序和客户方程序。

STP网元集中管理系统的开发使得STP管理员可以实现远程对信令网的管理和维护，减轻了信令网管理和维护的代价以及管理员的负担。而且，为进一步对信令网的检测和历史数据的采集、分析等提供了基础。