WLAN網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)與管理功能
1、引言
作為無(wú)線通信網(wǎng)的重要組成部分的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)和個(gè)人無(wú)線通信網(wǎng)(WPAN)已經(jīng)成為未來(lái)無(wú)線通信的主要發(fā)展方向。在我國(guó)，以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的IEEE 802.11技術(shù)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開(kāi)始步入商用階段。IEEE 802.11經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用實(shí)踐，在技術(shù)上日益成熟和完善，在應(yīng)用方面越來(lái)越廣泛，在成本上逐漸為用戶所接受。
要充分發(fā)揮WLAN的作用，使WLAN能夠提供高效、可靠的業(yè)務(wù)，功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)成為WLAN的重要組成部分。WLAN網(wǎng)絡(luò)管理是保證WLAN網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的必要條件，研究WLAN的網(wǎng)管體系結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能需求，不僅能夠解決WLAN建設(shè)的急需問(wèn)題，指導(dǎo)廠家對(duì)設(shè)備網(wǎng)管接口、網(wǎng)管系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，同時(shí)也能夠有效地避免因多廠商的異構(gòu)環(huán)境而帶來(lái)的管理上的困難，減少不必要的重復(fù)勞動(dòng)。
2、WLAN網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)
2.1 WLAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
公眾無(wú)線局域網(wǎng)(PWLAN)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。PWLAN由端站(STA)、接入點(diǎn)(AP)和接入控制單元(ACU)等組成。其中，ACU對(duì)應(yīng)的物理實(shí)體可以為接入控制器(AC)設(shè)備和接入點(diǎn)網(wǎng)關(guān)(APGW)設(shè)備，ACU的部分功能(如用戶接入認(rèn)證和計(jì)費(fèi)功能)也可以由物理實(shí)體AP設(shè)備實(shí)現(xiàn)。PWLAN端站通過(guò)無(wú)線空中接口LA接入到接入點(diǎn)，接入點(diǎn)通過(guò)LB接口連接接入控制單元，與ACU對(duì)應(yīng)的物理設(shè)備與因特網(wǎng)相連。本文只研究PWLAN接入部分的網(wǎng)管，它的管理范圍限于兩種設(shè)備：接入點(diǎn)(AP)設(shè)備和實(shí)現(xiàn)接入控制單元(ACU)功能的設(shè)備，即圖1虛線框中的內(nèi)容。
圖1 PWLAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
2.2 PWLAN網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)
2.2.1 PWLAN網(wǎng)管功能體系結(jié)構(gòu)
PWLAN網(wǎng)管功能體系結(jié)構(gòu)如圖2所示，網(wǎng)元管理級(jí)的運(yùn)行系統(tǒng)功能(EM-OSF)通過(guò)f11、f12參考點(diǎn)向下直接或間接連接各被管設(shè)備上的網(wǎng)元級(jí)運(yùn)行系統(tǒng)功能(NE-OSF)，并進(jìn)行網(wǎng)管信息的交互，向上與網(wǎng)絡(luò)管理級(jí)運(yùn)行系統(tǒng)功能(NM-OSF)相連。NE-OSF由SNMP管理代理(Agent)實(shí)現(xiàn)。EM-OSF和NM-OSF可以分別實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的管理系統(tǒng)(MS)，也可以在同一個(gè)MS中合并實(shí)現(xiàn)，這些管理系統(tǒng)充當(dāng)SNMP管理工作站(Manager)。Manager可以通過(guò)f12參考點(diǎn)直接連接Agent，也可以通過(guò)委托代理(Proxy Agent)間接連接Agent，Proxy Agent完成f11和f2參考點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)換。
圖2 PWLAN網(wǎng)管功能體系結(jié)構(gòu)
f11參考點(diǎn)與f12參考點(diǎn)的區(qū)別表現(xiàn)在：f12參考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)管接口為標(biāo)準(zhǔn)SNMP接口，而f11參考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)管接口為非標(biāo)準(zhǔn)的SNMP接口，其MIB與前者相同，為了支持Proxy Agent完成多Agent轉(zhuǎn)發(fā)工作機(jī)制，采用了非標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。 #p#
2.2.2 PWLAN網(wǎng)管物理體系結(jié)構(gòu)
根據(jù)PWLAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其網(wǎng)管功能體系結(jié)構(gòu)，按照PWLAN設(shè)備與EMS之間是否存在可互通的IP路由(IP路由可以經(jīng)過(guò)網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器等設(shè)備，也可以由“隧道”來(lái)承載)，本文提出了3種可能的PWLAN網(wǎng)絡(luò)管理物理體系結(jié)構(gòu)。
(1)集中式網(wǎng)元管理
集中式網(wǎng)元管理如圖3所示，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)元管理功能的管理系統(tǒng)與所有PWLAN設(shè)備之間存在直接互通的IP路由。其中，管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)SNMP Manager功能，各網(wǎng)元實(shí)現(xiàn)SNMP Agent功能，PWLAN網(wǎng)元管理接口對(duì)應(yīng)圖2中的f12參考點(diǎn)。
圖3 PWLAN集中式網(wǎng)元管理
集中式網(wǎng)元管理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在網(wǎng)元數(shù)量較少，且都支持標(biāo)準(zhǔn)PWLAN網(wǎng)元管理接口的情況下，可以采用這種方式。當(dāng)網(wǎng)元的數(shù)量較大時(shí)，這種結(jié)構(gòu)就面臨著地址分配不足、管理系統(tǒng)壓力過(guò)大等問(wèn)題。此外，如果網(wǎng)元不支持標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)元管理接口，這種方式就不再適用了。
(2)層次式網(wǎng)元管理
實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)元管理功能的管理系統(tǒng)通過(guò)AC或單獨(dú)的Proxy Agent設(shè)備在IP層上與AP間接相連，如圖4所示。AC除了實(shí)現(xiàn)ACU功能外，還實(shí)現(xiàn)了Proxy Agent功能，負(fù)責(zé)完成AP北向接口與PWLAN網(wǎng)元管理接口之間的轉(zhuǎn)換;Proxy Agent設(shè)備是一種專(zhuān)門(mén)完成Proxy Agent功能的設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)AP、AC北向接口與PWLAN網(wǎng)元管理接口之間的轉(zhuǎn)換。
圖4 PWLAN層次式網(wǎng)元管理
層次式網(wǎng)元管理中的PWLAN網(wǎng)元管理接口對(duì)應(yīng)圖2中的f11參考點(diǎn)。為了支持Proxy Agent完成多Agent轉(zhuǎn)發(fā)工作機(jī)制，集中式與層次式網(wǎng)元管理中的PWLAN網(wǎng)元管理接口有所差異，管理系統(tǒng)也要做相應(yīng)調(diào)整，以適應(yīng)這種差異。可以采用多種轉(zhuǎn)發(fā)工作機(jī)制，例如，基于SNMP Community字段的轉(zhuǎn)發(fā)、基于OID的轉(zhuǎn)發(fā)、采用網(wǎng)絡(luò)地址翻譯(NAT)以及其他方式等。本系列標(biāo)準(zhǔn)允許不同轉(zhuǎn)發(fā)工作機(jī)制造成的少量接口差異的存在。
下面3種情況比較適合采用層次式網(wǎng)元管理。
1)如果IP地址分配不足，層次式網(wǎng)元管理中與Prxoy Agent相連的設(shè)備可以采用私網(wǎng)IP地址，從而降低對(duì)地址分配的要求。
2)如果管理系統(tǒng)直接連接的設(shè)備過(guò)多、負(fù)荷太大，可以引入Proxy Agent分擔(dān)一部分網(wǎng)管工作，降低管理系統(tǒng)的壓力。
3)如果AP不支持標(biāo)準(zhǔn)的PWLAN網(wǎng)元管理接口，則需要引入Proxy Agent進(jìn)行接口適配轉(zhuǎn)換。
(3)混合式網(wǎng)元管理
混合式網(wǎng)元管理是集中式網(wǎng)元管理和層次式網(wǎng)元管理的融合，如圖5所示。在PWLAN網(wǎng)絡(luò)中部分PWLAN設(shè)備采用集中式直接連接管理系統(tǒng)，部分PWLAN設(shè)備則采用層次式通過(guò)Proxy Agent功能接入到管理系統(tǒng)。
圖5 PWLAN混合式網(wǎng)元管理#p#
3、WLAN網(wǎng)元管理功能需求
3.1 拓?fù)涔芾砉δ?/STRONG>
拓?fù)涔芾砉δ苡美鐖D6所示。MS是指實(shí)現(xiàn)PWLAN網(wǎng)元管理功能的管理系統(tǒng)，其管理范圍為某地域范圍內(nèi)形成PWLAN接入功能的子網(wǎng)。用戶指使用該管理系統(tǒng)的人員。
圖6 拓?fù)涔芾砉δ苡美?/P>
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D應(yīng)能提供網(wǎng)絡(luò)組織圖和網(wǎng)元視圖。網(wǎng)絡(luò)組織圖能夠顯示所管轄的所有網(wǎng)元以及網(wǎng)元之間的連接情況，網(wǎng)元以相應(yīng)的圖標(biāo)表示。網(wǎng)元視圖能夠顯示具體網(wǎng)元的組成情況，例如機(jī)架、機(jī)框、插槽、電路板等。
網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能包括視圖查看功能、視圖導(dǎo)航功能和視圖定位功能。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視功能應(yīng)能夠動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)地顯示被管網(wǎng)元的運(yùn)行狀態(tài)。拓?fù)渚庉嫻δ茉试S用戶通過(guò)該功能手工生成部分拓?fù)鋱D。
3.2 配置管理功能
配置管理主要包括AP配置管理和ACU相關(guān)設(shè)備配置管理。配置管理功能用例如圖7所示，MS可以對(duì)PWLAN網(wǎng)元的配置信息進(jìn)行查詢和修改。
圖7 配置管理功能用例#p#
3.3 性能管理功能
性能管理功能用例如圖8所示。性能監(jiān)測(cè)是在指定時(shí)間段內(nèi)以指定監(jiān)測(cè)周期對(duì)指定監(jiān)測(cè)對(duì)象的性能參數(shù)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。MS應(yīng)能支持網(wǎng)元性能監(jiān)測(cè)參數(shù)、性能監(jiān)測(cè)對(duì)象的監(jiān)測(cè)狀態(tài)和上報(bào)狀態(tài)的設(shè)定/查詢等操作。
圖8 性能管理功能用例
MS應(yīng)能適時(shí)、準(zhǔn)確地獲取性能監(jiān)測(cè)參數(shù)的數(shù)據(jù)，提供采用輪詢的方法獲取性能數(shù)據(jù)的功能。
用戶可以對(duì)一個(gè)監(jiān)測(cè)對(duì)象的某個(gè)性能參數(shù)設(shè)置上限和(或)下限。當(dāng)該監(jiān)測(cè)對(duì)象的指定性能參數(shù)超過(guò)設(shè)定的上限或下限時(shí)，MS應(yīng)能產(chǎn)生越限告警(TCA)。MS還應(yīng)提供查詢和修改某個(gè)或某組性能參數(shù)門(mén)限的功能。
MS應(yīng)該提供查詢和統(tǒng)計(jì)性能數(shù)據(jù)的功能，以表格和圖形(如折線圖、直方圖、餅圖等)的方式顯示查詢統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并對(duì)查詢統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行打印輸出。
MS應(yīng)能通過(guò)分析告警記錄和性能測(cè)量數(shù)據(jù)得出引發(fā)性能監(jiān)測(cè)參數(shù)劣化的大致原因，并能通過(guò)對(duì)當(dāng)前和歷史性能測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測(cè)性能監(jiān)測(cè)參數(shù)的變化趨勢(shì)。
3.4 告警管理功能[/v]
告警管理功能用例如圖9所示。
[b]圖9 告警管理功能用例
MS應(yīng)能實(shí)時(shí)收集網(wǎng)元發(fā)出的告警信息，并自動(dòng)更新當(dāng)前告警列表，對(duì)于新接收到的告警，應(yīng)該有明顯的提示方式。MS應(yīng)允許用戶根據(jù)條件設(shè)置新接收到告警的提示方式，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中以不同形式(如鏈路變色)顯示告警發(fā)生的位置及其他告警信息，并提示用戶對(duì)告警進(jìn)行確認(rèn)。
告警前轉(zhuǎn)功能負(fù)責(zé)將告警信息以各種手段(手機(jī)短信、內(nèi)部E-mail等)通知維護(hù)人員。
MS應(yīng)提供對(duì)當(dāng)前告警或歷史告警的查詢和統(tǒng)計(jì)功能，并以表格或圖形方式顯示。同時(shí)，MS應(yīng)提供告警查詢或統(tǒng)計(jì)信息的輸出功能。
MS應(yīng)提供告警確認(rèn)功能，支持操作用戶對(duì)所有從網(wǎng)元接收到的、尚未確認(rèn)的告警進(jìn)行確認(rèn)。未經(jīng)確認(rèn)的告警應(yīng)保持對(duì)用戶的提示，直到用戶進(jìn)行確認(rèn)為止。MS還應(yīng)提供告警清除功能。MS提供的清除手段包括手工清除和自動(dòng)清除兩種方式。用戶可以打開(kāi)或關(guān)閉某種告警上報(bào)。
告警過(guò)濾是指MS根據(jù)用戶設(shè)定的過(guò)濾條件，有選擇地顯示當(dāng)前告警事件。
告警同步是把MS顯示的當(dāng)前告警與網(wǎng)元實(shí)際的告警狀態(tài)進(jìn)行核準(zhǔn)，應(yīng)有人工和自動(dòng)兩種校正模式。
4、結(jié)束語(yǔ)
本文根據(jù)WLAN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提出了WALN的網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)，包括WLAN網(wǎng)絡(luò)管理功能體系結(jié)構(gòu)和可能的WLAN網(wǎng)絡(luò)管理物理體系結(jié)構(gòu);定義了WLAN網(wǎng)元管理系統(tǒng)功能，包括對(duì)接入點(diǎn)設(shè)備、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、認(rèn)證服務(wù)器等WLAN設(shè)備進(jìn)行配置、性能、安全、故障管理所需的功能。但WLAN網(wǎng)管是一個(gè)復(fù)雜的工作，還有很多問(wèn)題尚待研究。例如，如何實(shí)現(xiàn)WLAN配置控制管理功能，如何對(duì)配置下發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇、驗(yàn)證等。本文著重于研究設(shè)備層面的管理功能，而對(duì)于WLAN業(yè)務(wù)層面的管理尚待進(jìn)一步研究。
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