Лекции по Синхронной цифровой иерархии SDH (СЦИ)   

3. Управление сетью: функционирование, администрирование и обслуживание

3.2. Сеть управления телекоммуникациями TMN

Сетевой-, элемент- и сервис-менеджеры формируют то, что принято сейчас считать ядром сети управления телекоммуникациями - TMN. TMN обеспечивает функции менеджмента и управления для телекоммуникационных сетей и сервиса и предлагает связь между TMN и этими сетями и сервисом [60].

3.2.1. Концепция TMN и общая схема управления

Основная концепция TMN заключается в формировании такой архитектуры, которая позволит связать различные типы управляющих систем OS - EOS, NOS, SOS, как между собой, так и с элементами сети NE (сетевым оборудованием) для обмена управляющей информацией с помощью стандартных интерфейсов, протоколов и сообщений.

Общая схема управления телекоммуникационными сетями TCN с помощью сети управления TMN приведена на рис.3-1 [60]. Здесь OSi могут быть связаны между собой через общую сеть передачи данных DCN (управляемую рабочей станцией WS), которая также связывает их с различным аналоговым и цифровым телекоммуникационным оборудованием, объединенным в общую телекоммуникационную сеть TCN. Предполагается [60], что TMN будет поддерживать пять типов менеджмента и управления:

- управление рабочими характеристиками систем;

- управление отказами и обеспечение надежности работы систем;

- управление конфигурацией систем;

- менеджмент бухгалтерской отчетности и тарификации (биллинга) в системе;

- управление безопасностью систем и обеспечение конфиденциальности информации, циркулирующей в них.

3.2.2. Архитектура TMN

Архитектура TMN рассматривается в трех аспектах:

- функциональном, определяющим состав функциональных блоков, позволяющий реализовать сеть TMN любой сложности;

- информационном, основанном на объектно-ориентированном подходе и принципах OSI;

- физическом, описывающем реализуемые интерфейсы и примеры физических компонентов TMN.

3.2.2.1. Функциональные блоки и их компоненты

TMN включает ряд функциональных блоков, выполняющие следующие одноименные функции (в скобках даны термины, используемые в русских переводах стандартов ITU-T):

OSF    - функции управляющей (операционной) системы OS;

MF      - функция устройств сопряжения М (медиаторная функция);

NEF    - функция сетевого элемента NE;

QAF    - функция Q-адаптера QA;

WSF   - функция рабочей станции WS.

Для передачи информации между указанными блоками TMN используется функция передачи данных DCF. Пары функциональных блоков, обменивающихся информацией, разделены между собой опорными (или интерфейсными) точками. Три из указанных блоков, выполняющих функции NEF, QAF и WSF, принадлежат TMN лишь частично (рис.3-2).

Функциональные блоки не только выполняют указанные функции, но и содержат дополнительные функциональные компоненты, реализующие определенные функции, а именно:

Блок OSF   - обрабатывает управляющую информацию с целью мониторинга и/или управления, а также реализует функцию управляющего приложения OSF-MAF;

Блок MF      - обрабатывает информацию, передаваемую между блоками OSF и NEF (или QAF), позволяя запоминать, фильтровать, адаптировать и сжимать информацию, а также реализует функцию управляющего приложения MF-MAF;

Блок NEF    - включает функции связи, являющиеся объектом управления, а также реализует функцию управляющего приложения NEF-MAF;

Блок QAF   - подключает к TMN логические объекты класса NEF или QSF, не являющиеся частью TMN, осуществляя связь между опорными точками внутри и вне TMN, а также реализует функцию управляющего приложения QAF-MAF;

Блок WSF   - позволяет интерпретировать информацию TMN в терминах, понятных пользователю управляющей информации.

Дополнительные функциональные компоненты, игравшие ранее самостоятельную роль в качестве блоков TMN, теперь включены в состав функциональных блоков. К ним относятся:

MAF - функция управляющего приложения фактически осуществляет управляющий (административный) сервис TMN, может играть роль либо Менеджера, либо Агента [65,67], используется в функциональных блоках MF, NF, OSF и QSF (см. п.3.2.2.2);

MIB   - база управляющей информации - играет роль репозитария (информационного архива) управляющих объектов, не является объектом стандартизации TMN, используется в схеме дистанционного мониторинга RMON, а также протоколом SNMP [70], применяется во всех, кроме WSF, функциональных блоках;

ICF   - функция преобразования информации - используется в промежуточных системах для трансляции информационной модели с интерфейса на интерфейс, используется в функциональных блоках MF, OSF, QAF;

PF    - функция представления - преобразует информацию к удобному для отображения виду, используется в функциональном блоке WSF;

НМА - человеко-машинная адаптация - преобразует информацию MAF к удобному для отображения виду, используется в функциональных блоках OSF, MF;

MCF - функция передачи сообщения - используется для обмена управляющей информацией, содержащейся в сообщении, используется во всех функциональных блоках;

DCF - функция передачи данных - используется для передачи информации между блоками, наделенными управляющими функциями.

Опорные точки сети TMN

В сети TMN вводятся опорные (интерфейсные) точки, определяющие границы сервиса. Эти точки делятся на две группы. Первая - включает точки внутри TMN, вторая - вне ее. Точки первой группы делятся на три класса:

- q - точки между блоками OSF, QAF, MF и NEF, обеспечивают информационный обмен между блоками в рамках информационной модели, описанной в стандарте ITU-T М.3100 [62]; эти точки - делятся на два типа:

- qx    - точки между двумя блоками MF или блоком MF и остальными блоками;

- q3    - точки между двумя блоками OSF или блоком OSF и остальными блоками;

- f - точки для подключения блоков WSF к OSF и/или к MF, подробнее описаны в рекомендации ITU-Т Rec. M.3300 [66];

- х - точки между OSF, принадлежащих двум TMN. Точки второй группы делятся на два класса:

- g - точки между WSF и пользователем (см. определение в стандарте ITU-T Rec. Z.300 [71]);

- m - точки между QAF и управляемым объектом, не принадлежащим TMN.

В соответствии с положением указанных опорных точек определяется положение соответствующих им интерфейсов TMN, обозначаемых заглавными буквами. Оно показано на рис.3-2 и рис.3-4 [60]. Пунктиром на рис.3-2 отмечены границы TMN. В соответствии с ними интерфейсы Q и F являются внутренними для TMN, интерфейс X - пограничным, а интерфейсы М и G - внешними.

Функция передачи данных DCF

Основная цель DCF - создать транспортный механизм для передачи информации между блоками, наделенными управляющими функциями (рис.3-3). В нашем случае это функции TMN блоков А и В. Характер взаимодействия между ними равноправный (одноранговый). Механизм взаимодействия осуществляется путем ретрансляции DCF на уровне OSI. Этот механизм может обеспечить все функции, характерные для первых трех уровней модели OSI (физического, звена передачи данных и сетевого), или их эквивалент.

Внешний доступ к TMN

Доступ к TMN должен быть как со стороны другой такой же TMN, так и со стороны пользователя сети. Схема такого доступа и взаимодействия двух сетей TMN приведена на рис.3-4. При организации доступа пользователя должны быть предусмотрены стандартные в таких случаях процедуры, включая меры защиты, преобразование протоколов, трансляцию функций и сервисное обслуживание.

3.2.2.2. Информационный аспект архитектуры

При  создании  информационной  модели  обмена данными  (сообщениями)   в  TMN   используется объектно-ориентированный подход (ООП) и концепция Менеджер/Агент.

ООП рассматривает управление обменом информацией в TMN в терминах Менеджер - Агент - Объекты. Менеджер (рис.3-5), представляя управляющую открытую систему, издает в процессе управления управляемой открытой системой директивы и получает в качестве обратной связи от объекта управления уведомления об их исполнении. Директивы, направленные от Менеджера к объекту, доводятся до объекта управления Агентом. Уведомления, направленные от объекта к Менеджеру, доводятся до Менеджера тем же Агентом.

Один Менеджер может быть вовлечен в информационный обмен с несколькими Агентами и, наоборот, один Агент может взаимодействовать с несколькими Менеджерами. Агент может игнорировать директивы Менеджера по соображениям нарушения секретности доступа к объекту или другим причинам. Все взаимодействие между Менеджером и Агентом осуществляется на основе использования протокола общей управляющей информации CMIP и сервиса общей управляющей информации CMIS, описанных в рекомендациях ITU-T Rec. X.711 и ITU-T Rec. X.710, [71,72].

Указанная схема взаимодействия может быть использована при организации связи и взаимодействия между несколькими системами на основе TMN. На рис.3-6 показана схема взаимодействия трех каскадно связанных сетями TMN систем А, В и С, в которой система А управляет системой В, которая, в свою очередь, управляет системой С. Здесь Менеджер М системы А управляет системой В, ориентируясь на информационную модель системы В, которую он "видит" благодаря тому, что она хранится в базе MIB системы В и доступна для М через Агента А этой системы. На основе этой информации М, используя сервис CMIS и протокол CMIP организует движение вниз по стеку протоколов OSI системы А от прикладного уровня до физического, на котором происходит связь со стеком протоколов OSI системы В, а затем движение по нему вверх с выходом через CMIS/CMIP на Агента системы А. Он реализует директиву от Менеджера М по управлению объектами (ресурсами) системы В, отображаемыми в MIB. По цепи обратной связи Менеджер М системы А получает уведомление от этого объекта через Агента системы В. По цепи прямой связи информация об изменении статуса/состояния объекта (ресурса) отображается в MIB системы В и поступает Менеджеру М системы В, управляющему системой С. Алгоритм действий Менеджера М системы В аналогичен описанному для системы А. Ясно, что уведомление, получаемое Менеджером М системы В, передается далее в систему А и производит изменение в MIB систем С и В.

3.2.2.3. Общий аспект архитектуры TMN

Функциональный и информационный аспекты взаимодействия систем на основе TMN, кратко описанные выше, являются хорошей основой для рассмотрения общего аспекта или собственно архитектуры TMN. На рис.3-7 представлен простой пример такой архитектуры управления сетями, где функциональные блоки представлены выполняющими только свои обязательные функции (NEF, MF, QAF, OSF, WSF для NE, MD, QA, OS и WS соответственно). Эти блоки могут выполнять и другие (необязательные) функции.

В этой схеме (рис.3-7) управляющая система OS взаимодействует с телекоммуникационными сетями через три типа интерфейса, соответствующие опорным точкам: X, F, Q3. Взаимодействие осуществляется через сеть передачи данных DCN, реализующую протоколы уровней OSI 1-3 и поддерживающую функцию DCF. DCN может состоять из нескольких связанных между собой подсетей различного типа. Например, это могут быть подсети, образованные каналами связи данных типа DCC в сетях SDH.

Через интерфейс F сеть DCN связана с рабочей станцией WS, играющей роль монитора управляющей системы. Интерфейс X связывает DCN с "внешним миром", через интерфейс Q3 DCN может быть напрямую связана с сетевым элементом NE или с Q-адаптером QA, позволяющим подключать оборудование, имеющее несовместимые с TMN интерфейсы. Наконец, через интерфейсы 03 и F сеть DCN подключается к устройствам сопряжения MD.

Устройства MD, в свою очередь, через интерфейс Qх подключаются к другим DCN или к подсетям той же DCN, которые через интерфейсы Qx связаны напрямую с NE и QA.

Протоколы TMN

Кроме указанных выше протоколов CMIP, CMIS, существуют группы протоколов, поддерживающих каждый из указанных выше интерфейсов: Q3, Qx, X и F. Выбор протокола зависит от требований по реализации данной физической конфигурации. Прикладной уровень (верхний уровень семиуровневой модели взаимодействия открытых систем OSI/ISO) является общим для всех групп протоколов, причем он не всегда требуется. Для интерфейса Q3 на верхних уровнях (с 4 по 7) модели OSI используются протоколы в соответствии с рекомендацией ITU-T Rec. Q.812 [74], на нижних уровнях (с 1 по 3) - в соответствии с рекомендацией ITU-T Rec. Q.811 [73]. При этом первые три уровня требуются практически всегда, так как транспорт сообщений TMN осуществляется протоколами сетевого уровня.

Для оборудования, не имеющего такого интероперабельного интерфейса как 0-интерфейс, приходится конвертировать используемые протоколы и сообщения в формат соответствующего интероперабельного интерфейса. Такая конвертация осуществляется MCF, а также QAF, которые могут быть реализованы в QA, NE, MD или OS.

Примеры реализации DCN

В сетях SDH, использующих концепцию Менеджер-Агент, взаимодействие DCN реализуется с использованием MCF. На рис.3-8а,б приведены два примера реализации таких сетей, обеспечивающих функцию DCF в среде SDH. Объединяющий овал на рисунке указывает, что оба интерфейса имеют объединенный транспорт.

В первом примере Менеджер управляющей системы OS, реализует функцию управляющего приложения OSF-MAF и управляет, используя интерфейс Q3 и встроенные каналы управления ЕСС, устройством сопряжения MD и элементами сети NE1 и NE2 через MCF. Кроме этого, через интерфейсы Q3 и Qx реализуется и стандартная для концепции Менеджер-Агент схема управления устройствами MD, NE1 и управляемым объектом МО.

Во втором примере используется только эта стандартная схема управления всеми устройствами, поддержанная функцией MF-MAF и осуществляемая через интерфейсы Q3 и Qx.



*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.