WLAN網(wǎng)絡管理體系結(jié)構(gòu)與管理功能
1、引言
作為無線通信網(wǎng)的重要組成部分的無線局域網(wǎng)(WLAN)和個人無線通信網(wǎng)(WPAN)已經(jīng)成為未來無線通信的主要發(fā)展方向。在我國，以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的IEEE 802.11技術(shù)構(gòu)成的網(wǎng)絡應用開始步入商用階段。IEEE 802.11經(jīng)過多年的應用實踐，在技術(shù)上日益成熟和完善，在應用方面越來越廣泛，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，功能強大的網(wǎng)絡管理應成為WLAN的重要組成部分。WLAN網(wǎng)絡管理是保證WLAN網(wǎng)絡正常運行的必要條件，研究WLAN的網(wǎng)管體系結(jié)構(gòu)及其相應的網(wǎng)絡管理功能需求，不僅能夠解決WLAN建設的急需問題，指導廠家對設備網(wǎng)管接口、網(wǎng)管系統(tǒng)的開發(fā)，同時也能夠有效地避免因多廠商的異構(gòu)環(huán)境而帶來的管理上的困難，減少不必要的重復勞動。
2、WLAN網(wǎng)絡管理體系結(jié)構(gòu)
2.1 WLAN網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
公眾無線局域網(wǎng)(PWLAN)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示。PWLAN由端站(STA)、接入點(AP)和接入控制單元(ACU)等組成。其中，ACU對應的物理實體可以為接入控制器(AC)設備和接入點網(wǎng)關(guān)(APGW)設備，ACU的部分功能(如用戶接入認證和計費功能)也可以由物理實體AP設備實現(xiàn)。PWLAN端站通過無線空中接口LA接入到接入點，接入點通過LB接口連接接入控制單元，與ACU對應的物理設備與因特網(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備：接入點(AP)設備和實現(xiàn)接入控制單元(ACU)功能的設備，即圖1虛線框中的內(nèi)容。
圖1 PWLAN網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
2.2 PWLAN網(wǎng)絡管理體系結(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)元管理級的運行系統(tǒng)功能(EM-OSF)通過f11、f12參考點向下直接或間接連接各被管設備上的網(wǎng)元級運行系統(tǒng)功能(NE-OSF)，并進行網(wǎng)管信息的交互，向上與網(wǎng)絡管理級運行系統(tǒng)功能(NM-OSF)相連。NE-OSF由SNMP管理代理(Agent)實現(xiàn)。EM-OSF和NM-OSF可以分別實現(xiàn)獨立的管理系統(tǒng)(MS)，也可以在同一個MS中合并實現(xiàn)，這些管理系統(tǒng)充當SNMP管理工作站(Manager)。Manager可以通過f12參考點直接連接Agent，也可以通過委托代理(Proxy Agent)間接連接Agent，Proxy Agent完成f11和f2參考點之間的轉(zhuǎn)換。
圖2 PWLAN網(wǎng)管功能體系結(jié)構(gòu)
f11參考點與f12參考點的區(qū)別表現(xiàn)在：f12參考點對應的網(wǎng)管接口為標準SNMP接口，而f11參考點對應的網(wǎng)管接口為非標準的SNMP接口，其MIB與前者相同，為了支持Proxy Agent完成多Agent轉(zhuǎn)發(fā)工作機制，采用了非標準的網(wǎng)絡管理協(xié)議。 #p#
2.2.2 PWLAN網(wǎng)管物理體系結(jié)構(gòu)
根據(jù)PWLAN網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及其網(wǎng)管功能體系結(jié)構(gòu)，按照PWLAN設備與EMS之間是否存在可互通的IP路由(IP路由可以經(jīng)過網(wǎng)橋、交換機、路由器等設備，也可以由“隧道”來承載)，本文提出了3種可能的PWLAN網(wǎng)絡管理物理體系結(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，實現(xiàn)了網(wǎng)元管理功能的管理系統(tǒng)與所有PWLAN設備之間存在直接互通的IP路由。其中，管理系統(tǒng)實現(xiàn)SNMP Manager功能，各網(wǎng)元實現(xiàn)SNMP Agent功能，PWLAN網(wǎng)元管理接口對應圖2中的f12參考點。
圖3 PWLAN集中式網(wǎng)元管理
集中式網(wǎng)元管理結(jié)構(gòu)簡單，在網(wǎng)元數(shù)量較少，且都支持標準PWLAN網(wǎng)元管理接口的情況下，可以采用這種方式。當網(wǎng)元的數(shù)量較大時，這種結(jié)構(gòu)就面臨著地址分配不足、管理系統(tǒng)壓力過大等問題。此外，如果網(wǎng)元不支持標準網(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
實現(xiàn)了網(wǎng)元管理功能的管理系統(tǒng)通過AC或單獨的Proxy Agent設備在IP層上與AP間接相連，如圖4所示。AC除了實現(xiàn)ACU功能外，還實現(xiàn)了Proxy Agent功能，負責完成AP北向接口與PWLAN網(wǎng)元管理接口之間的轉(zhuǎn)換;Proxy Agent設備是一種專門完成Proxy Agent功能的設備，用于實現(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)元管理接口對應圖2中的f11參考點。為了支持Proxy Agent完成多Agent轉(zhuǎn)發(fā)工作機制，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)也要做相應調(diào)整，以適應這種差異?？梢圆捎枚喾N轉(zhuǎn)發(fā)工作機制，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)絡地址翻譯(NAT)以及其他方式等。本系列標準允許不同轉(zhuǎn)發(fā)工作機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相連的設備可以采用私網(wǎng)IP地址，從而降低對地址分配的要求。
2)如果管理系統(tǒng)直接連接的設備過多、負荷太大，可以引入Proxy Agent分擔一部分網(wǎng)管工作，降低管理系統(tǒng)的壓力。
3)如果AP不支持標準的PWLAN網(wǎng)元管理接口，則需要引入Proxy Agent進行接口適配轉(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)絡中部分PWLAN設備采用集中式直接連接管理系統(tǒng)，部分PWLAN設備則采用層次式通過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 拓撲管理功能
拓撲管理功能用例如圖6所示。MS是指實現(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 拓撲管理功能用例
網(wǎng)絡拓撲圖應能提供網(wǎng)絡組織圖和網(wǎng)元視圖。網(wǎng)絡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)元以相應的圖標表示。網(wǎng)元視圖能夠顯示具體網(wǎng)元的組成情況，例如機架、機框、插槽、電路板等。
網(wǎng)絡瀏覽功能包括視圖查看功能、視圖導航功能和視圖定位功能。網(wǎng)絡監(jiān)視功能應能夠動態(tài)、實時地顯示被管網(wǎng)元的運行狀態(tài)。拓撲編輯功能允許用戶通過該功能手工生成部分拓撲圖。
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)設備配置管理。配置管理功能用例如圖7所示，MS可以對PWLAN網(wǎng)元的配置信息進行查詢和修改。
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)測是在指定時間段內(nèi)以指定監(jiān)測周期對指定監(jiān)測對象的性能參數(shù)進行連續(xù)測量。MS應能支持網(wǎng)元性能監(jiān)測參數(shù)、性能監(jiān)測對象的監(jiān)測狀態(tài)和上報狀態(tài)的設定/查詢等操作。
圖8 性能管理功能用例
MS應能適時、準確地獲取性能監(jiān)測參數(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。
用戶可以對一個監(jiān)測對象的某個性能參數(shù)設置上限和(或)下限。當該監(jiān)測對象的指定性能參數(shù)超過設定的上限或下限時，MS應能產(chǎn)生越限告警(TCA)。MS還應提供查詢和修改某個或某組性能參數(shù)門限的功能。
MS應該提供查詢和統(tǒng)計性能數(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)計結(jié)果，并對查詢統(tǒng)計結(jié)果進行打印輸出。
MS應能通過分析告警記錄和性能測量數(shù)據(jù)得出引發(fā)性能監(jiān)測參數(shù)劣化的大致原因，并能通過對當前和歷史性能測量數(shù)據(jù)的分析，預測性能監(jiān)測參數(shù)的變化趨勢。
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應能實時收集網(wǎng)元發(fā)出的告警信息，并自動更新當前告警列表，對于新接收到的告警，應該有明顯的提示方式。MS應允許用戶根據(jù)條件設置新接收到告警的提示方式，在網(wǎng)絡拓撲圖中以不同形式(如鏈路變色)顯示告警發(fā)生的位置及其他告警信息，并提示用戶對告警進行確認。
告警前轉(zhuǎn)功能負責將告警信息以各種手段(手機短信、內(nèi)部E-mail等)通知維護人員。
MS應提供對當前告警或歷史告警的查詢和統(tǒng)計功能，并以表格或圖形方式顯示。同時，MS應提供告警查詢或統(tǒng)計信息的輸出功能。
MS應提供告警確認功能，支持操作用戶對所有從網(wǎng)元接收到的、尚未確認的告警進行確認。未經(jīng)確認的告警應保持對用戶的提示，直到用戶進行確認為止。MS還應提供告警清除功能。MS提供的清除手段包括手工清除和自動清除兩種方式。用戶可以打開或關(guān)閉某種告警上報。
告警過濾是指MS根據(jù)用戶設定的過濾條件，有選擇地顯示當前告警事件。
告警同步是把MS顯示的當前告警與網(wǎng)元實際的告警狀態(tài)進行核準，應有人工和自動兩種校正模式。
4、結(jié)束語
本文根據(jù)WLAN的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，提出了WALN的網(wǎng)絡管理體系結(jié)構(gòu)，包括WLAN網(wǎng)絡管理功能體系結(jié)構(gòu)和可能的WLAN網(wǎng)絡管理物理體系結(jié)構(gòu);定義了WLAN網(wǎng)元管理系統(tǒng)功能，包括對接入點設備、網(wǎng)關(guān)設備、認證服務器等WLAN設備進行配置、性能、安全、故障管理所需的功能。但WLAN網(wǎng)管是一個復雜的工作，還有很多問題尚待研究。例如，如何實現(xiàn)WLAN配置控制管理功能，如何對配置下發(fā)數(shù)據(jù)進行選擇、驗證等。本文著重于研究設備層面的管理功能，而對于WLAN業(yè)務層面的管理尚待進一步研究。
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