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电力综合数据网网管的研究与设计
文章来源:本站原创  发布时间:2014-08-19  浏览次数:748
作者:黄兴1,张晓慧1,李威2,孟威2
(1.国网阜新供电公司,辽宁 阜新 123000;2.国网辽宁省电力有限公司,辽宁 沈阳 110006)
摘要:近年来,随着电力信息化业务增多,电力综合数据网经历了一个快速发展的过程,网络规模不断扩大,智能化水平不断提高,功能日益强大,但配置及应用却越发复杂。本文立足工作实际需求,对网络资源的调配,网络性能、设备告警的监控方式等方面提出了解决方案。
关键字:电力;数据网;网管;设计
1引言
      综合数据网是电力通信专业近几年开始快速部署的业务承载网络,其技术体制与电力通信传统使用技术差别较大,且无统一图形化界面网管,使电力通信专业人员对其运维存在诸多难点。
      本文主旨研究并解决电力综合数据网在智能化管理中存在的问题,对电力综合数据网管理系统进行设计,将不同厂商、不同类型设备的告警整合处理,并对全网的网络运行状态进行分析,提高网络运维水平。
2网络演进与管理需求
2.1网络演进
      随着电力信息化的深入,电力信息业务逐步增多、类型多样,而电力通信专业传统的传输网络已很难协调业务的数量、弹性速率及拓扑形式之间平衡问题。
      为解决上述问题,综合数据网络应运而生,进入电力通信专业。其主要承载IP电话、动力环境、视频监控、营业缴费等电力三、四大区业务,业务承载能力、覆盖范围及网元数量已超出传输网络。
2.2管理需求
      数据技术与传统的电力通信传输技术相比,网络数据帧的监控开销并不丰富,基于图形化界面、交互式网管系统也很少见,造成对该类网络的故障监测、业务配置难度加大。同时,各家厂商提供的网管具有一定局限性,彼此之间耦合性差,只能对本家设备进行管理,不能对全网进行统一、集中的管理及承载业务的监控。因此,需要一种可以监管各类数据设备及其承载业务,图形化呈现相关数据的网管产品出现。
3系统结构设计
3.1功能结构
      功能结构主要包含四部分,分别为:
1)监控管理。提供全部数据网资源多角度、自动化、精细化监管。包括:配置管理、拓扑管理、性能管理、告警管理等基础功能,以及业务及应用管理、数据量分析等主题管理功能。
2)综合呈现。采用B/S的方式,提供资源、拓扑、告警、性能、流量等数据的综合呈现。
3)支撑管理。提供支撑系统运行的基础功能,主要包括自身管理、安全管理以及向用户提供定制的综合运行报表等功能。
4)外部接口。向外部系统提供DB或其他方式的接口,同时实现与其它层级系统间数据交互。
3.2软件结构

      软件结构由一系列完成不同功能的软件模块构成,各软件模块之间互联采用分布式软件总线实现。总线支持即插即用的软件模块配置方式,使得系统具有很强的扩展性与开放性,方便后期纳入新的管理功能模块时系统整体架构不会变化。系统的软件结构应如下图所示:

图1 网络管理系统软件结构
3.3物理结构
      物理结构主要包括网管服务器、终端、交换机及相关的设备,主要设备及功能如下:
1)网络交换机2台。采用结构化布线,负责连接网管系统的各个设备。
2)主用服务器1台。网管系统的主要承载设备,负责系统的数据采集、后台处理和运算功能,用于提供报表分析、报表自动生成、报表分发等报表管理相关的功能,用于处理下级系统上报的数据。同时安装数据库软件,与备用服务器保持准实时数据同步,作为备用服务器的备份。
3)备用服务器1台。网管系统专用的数据库服务器,用来存储网管数据。同时安装网管系统的主要组件,作为主用服务器的备份。
4)应用服务器1台。用于提供系统的操作维护界面,终端设备通过可视化的界面对网元设备进行各种操作。
4系统功能设计
4.1拓扑管理
      拓扑管理采用可视化的形式呈现资源以及资源之间的拓扑关系,关联告警、性能、配置等信息,展示资源的逻辑关系,包括拓扑浏览、拓扑监视等功能,并且可以通过声音、拓扑图颜色变化动态反映网络告警信息与告警级别。其主要包括5类视图:
1)逻辑拓扑视图。对三层设备的逻辑连接关系进行展示和监控。
2)物理拓扑视图。对设备的大小和摆放位置进行展现。
3)VPN逻辑视图。显示每个VPN业务的逻辑拓扑图,视图中对VRF中的相关PE、CE设备和逻辑连接进行监控。
4)链路视图。呈现、监控管理范围下各个网元的物理链路连接关系。以设备图标表示网元节点,以线表示链路。
5)设备面板视图。以设备实际物理外观的形式直观显示设备的端口使用情况,对工作状态进行监控。不同的占用情况、不同的工作状态显示为不同的颜色。支持在设备面板上浏览端口的性能信息和配置信息,可以查看端口对端相连设备和端口信息。
4.2配置管理
      配置管理主要完成对配置信息的采集、录入和处理等管理功能。
4.2.1配置识别
      系统提供配置自动发现功能,以自动识别路由器、交换机等智能IP设备的厂家、型号等信息,可以自动计算出设备之间的拓扑关系。可采取2种发现方式:
1)自动配置发现。可设置的条件包括:种子路由器IP、开始时间、周期以及自动发现的IP范围。资源自动发现的定时周期和开始时间可以根据网络的实际情况设置。
2)触发配置发现。可设置发现过滤规则立即发现指定范围内的数据,发现过滤的条件包括开始IP地址以及结束IP地址等。当网络中新增加设备时,可以通过此功能立即发现新增加的设备。
4.2.2配置呈现
      系统应提供资源管理器,以实现资源浏览、资源维护等功能。管理员可通过资源管理器对系统中被管资源进行统一管理,支持对被管资源的手动添加、修改、删除操作,通过资源管理器可方便的查看其告警、性能以及配置信息。
      资源管理器需提供资源信息维护功能,针对系统无法自动发现的资源或者是无法自动更新的配置属性,可以通过资源信息维护功能来完成配置信息的增加、修改、删除。
4.3告警管理
      系统实时采集网元的告警信息,通过告警预处理将非关注的告警过滤,压缩重复的告警,将告警信息以列表、视图、声音等形式呈现给运维人员。告警管理应提供告警前转功能,将重要告警信息通过电子邮件和短信息的方式及时告知相关运维人员。
      业务告警监控界面提供以业务系统相关的告警监控,提供图形化、列表方式的告警监视器,操作人员可以在视图上监视到业务系统相关网元的实时告警,对相关告警网元进行告警确认、清除等操作,或启动相关网元的告警历史信息查询浏览功能。
4.3.1告警采集
      系统支持实时采集网元的告警信息,至少支持三类告警来源:从设备采集的原始告警信息、性能门限告警以及网管系统自身告警。原始告警信息通过直接从设备获取,如SNMP,TRAP或SYSLOG上报的告警事件。包括路由器、交换机等设备运行时上报的各类告警事件信息。
      性能门限告警是根据用户的设置对实时采集的性能数据进行分析后,由系统产生的。系统根据用户设置对象的性能门限阈值,对实时采集的性能数据进行分析,当实时采集的性能数据落到门限设置范围之外时,系统根据用户的设置产生相应级别的告警。
4.3.2告警预处理
      系统应提供完备的告警预处理功能,以帮助用户提高处理告警信息的工作效率。包含但不限于告警采集过滤、告警压缩以及告警重定义等功能。
      在告警生成以后,被处理完之前,有可能生成重复告警,例如当某设备通过状态轮询发现其状态异常后,每次状态轮询将生成一个重复告警,同时同一告警可能由于告警来源不同而生成多个告警,告警压缩需对相同的告警或派生型告警进行压制和归并,以达到在告警管理模块中保持告警信息的准确性和精确性。
4.3.3告警呈现
      系统应支持以图形、声音、颜色、列表等方式对告警信息进行呈现。用不同的颜色区分不同级别的告警,告警级别至少包括严重告警、主要告警、次要告警、提示告警以及不确定告警。
      在各类拓扑图上,如果有告警发生,则对应的节点或设备也应显示为对应的告警颜色。当告警被清除时,拓扑图上相应对象的显示颜色需同步发生改变。
4.3.4告警前转设置
      当系统出现重要故障或者管理人员关注的某些故障时,管理人员可能不在现场,无法获知这些重要信息,在这种情况下,告警前转就显得尤其重要。
      系统应提供告警前转功能,当出现符合前转条件的告警时,系统自动根据告警前转条件通过电子邮件或手机短信等方式通知相关的运维人员,便于管理人员及时得知故障情况。告警前转的功能包括:创建告警前转规则、删除告警前转规则以及修改告警前转规则。
4.3.5告警查询处理
      系统应提供当前活跃告警和历史告警的查询统计功能。可设置相应的查询条件,如告警网元名称、告警对象编号、告警对象类型、告警类型、告警级别、告警原因、告警发生时间、最后一次发生时间、所属厂家、告警计数等,系统可显示所有符合查询条件的相应告警的详细信息,并且按照不同的颜色标记告警级别。
4.4性能管理
      性能管理通过采集、分析网络设备、链路等资源的性能数据、流量数据,可以帮助管理员准确量化网络的运行质量,发现潜在问题,防患于未然。
4.4.1性能数据采集
      系统应提供任务化的性能数据采集功能,管理员可以灵活设定需要采集的设备、采集周期、采集方式等参数。获取性能数据的方式包括:通过定时轮循机制来查询网元设备MIB获得SNMP信息、通过监听代理的TRAP消息获取信息。
4.4.2性能数据管理
      性能数据处理应可对采集来的原始数据进行格式转换、检错纠错,形成内部标准性能记录数据。处理后的数据存到数据库中,供分析和呈现使用。系统应提供对性能数据备份、清除等管理功能。
4.4.3性能门限管理
      需提供性能门限管理功能,完成性能越限的判定和报警功能。它根据性能数据值的大小以及性能门限设置而产生相应级别的告警。
网管系统应支持灵活的性能门限规则定制功能,包括添加、修改以及删除门限规则的功能。性能门限的设置方式需实现按对象设置以及按类型设置两类。
4.4.4性能数据展现
      系统应提供从不同的角度展现性能数据的功能。系统在拓扑图上选中网元,对其的实时性能数据进行监视。用户可以通过指定查询对象、时间以及性能指标的范围来查看对象的历史性能数据,系统支持对查询结果的排序及导出。
      系统应提供网络运行质量趋势分析功能,可以通过区域图、折线图、柱状图等多种形式,来展现网络的流量、带宽利用率、丢包率等历史数据,提供多台设备的某一性能指标在同一时间段内的对比呈现功能。
4.5自身管理
      系统提供自身管理的功能,为正常使用系统、及时发现系统自身的问题提供监控手段。用户可在系统自身管理功能中完成对管理软件以及相关设备的管理监控,监控设备以及系统进程的运行状态。
4.5.1系统自身监控管理
      系统需实现对管理系统自身资源的监控和管理,对网管系统自身的组件(服务器、交换机、核心进程等)进行健康状态监控,发现故障或性能劣化时通过告警通知用户。
4.5.2安全管理
      系统采用基于角色的权限机制。用户可在系统中管理用户角色以及部门信息,包括对用户的添加、删除和修改,对角色的添加、删除和修改以及权限分配和权限控制。
5结语
      电力综合数据网管理系统功能实现,为调控、运维人员带来方便,随着系统的深入推广及应用,将改变数据网的管理模式,由被动发现演变为主动监测,切实提高电力通信数据网的安全性、高效性及可管理性,为加强电力通信网的整体运维、管理水平提供有力支持,为电力通信专业更好的支撑电力系统信息化工作奠定基础。
参考文献
[1]彭胡.浅谈信息通信“大融合”[J].中国新技术新产品,2012.
[2]胡宪泽.贵州电网信息通信专业冰灾后的反思和对策[J].电力系统通信,2008.
[3]石友康.下一代网络的核心—软交换技术[J].电信科学,2002.
[4]智能电网通信管理系统功能规范.国家电网公司发布,2011.
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