解析基于SNMP的ROADM設備網管軟件
1引言
近幾年，IP、數據、視頻等業務的廣泛開展迅速消耗了光纖帶寬，已配波長逐漸被占用，業務的發展呈現出動態特征。WDM系統在擴大其規模的同時，必然向新一代WDM系統ULH+ROADM轉化。ROADM(可重構光分插復用器)以其方便的配置、可改變的波長資源分配，可以滿足動態的業務需要，并可以根據需要設置中間上下節點的波長數量和具體波長值，可以避免波長阻塞和構建端到端的虛波長通道[1]。
ROADM是ASON的關鍵節點。在城域網建設時，選用ROADM設備，不但可以降低運營費用，保證業務靈活開展，保證所需帶寬，提供透明、高效的傳輸和交換;還能實現靈活的組網，以利于ASON的流量控制;并為向下一代網絡平滑過渡做好準備。ROADM的實現主要有兩種思路，廣播/選擇式和解復用/交叉/復用式。廣播/選擇式ROADM設備由可調諧濾波器及波長阻塞器等器件構成。解復用/交叉/復用式ROADM設備通常采用波分復用/解復用器，再加上可控光開關構成[2]。
隨著硬件芯片及處理器的快速發展，ROADM設備單盤已經能進行更多的處理。因此可以將具體的任務處理放在單盤上進行，而不用Agent實現。下面介紹一種ROADM設備網管代理的設計實現方案。這種方案對ROADM設備的性能、告警、配置及專有命令等不進行特殊處理，簡化在命令處理模塊和響應幀處理模塊中實現。這樣可以使Agent的設計更加簡潔，把重點放在設備的實時性管理和多任務的協調運行上，從而使ROADM設備能實時響應網管需求并能及時上報網元信息，以更優的性能工作。
2SNMP協議
以SNMP協議為基礎的簡單網絡管理框架，由于Internet的普及而得到迅速推廣，成為目前的重要網絡管理技術之一。SNMP處于不斷發展的進程中，目前有SNMPv1/v2/v3三個主要版本;此外，遠程網絡監控(RMON)的出現使SNMP向分布式管理邁進了一大步。
SNMP的網絡管理模型包括四個關鍵部分：管理者(Manager)、代理(Agent)、管理信息庫(MIB)和網絡管理協議(SNMP)。Manager運行SNMP客戶端(Client)程序和網管應用軟件，負責將網管命令下發給Agent，從MIB中提取管理信息和接受來自于Agent的異常事件上報。Agent運行SNMP服務器端(Server)程序和MIB操作處理程序，負責接收網管命令并對MIB執行相關操作，上報異常事件。MIB：保存和組織從被管網絡資源中抽象出的管理信息。SNMP：Manager和Agent之間交換管理信息的通信規則，一般是基于TCP/IP實現的。
3軟件設計與實現
3.1ROADM設備的網絡管理
基于SNMP協議的ROADM設備的網絡管理模型。圖中網管代理(Agent)作為ROADM設備和管理站之間的橋梁，是運行在被管理設備(ROADM)中的軟件,執行管理進程的管理操作,直接操作本地的管理信息庫[3]。ROADM設備Agent具有響應管理站命令、采集ROADM設備信息、配置ROADM設備、將ROADM設備信息及命令執行結果發送給管理站、發送TRAP給管理站、保存配置信息等功能。
ROADM設備Agent選擇MPC860作為運行軟件的硬件平臺，操作系統選用VxWorks嵌入式實時多任務操作系統;MPC860與設備各單盤的通信通過MPC860的SPI口來實現。這樣能實現對設備的實時監控，獲得良好的管理性能。
3.2MIB設計與實現
按SNMP協議規定[4]，所有的被管對象都被排列在一個樹型結構之中，處于葉子位置上的對象是實際的被管對象，每個實際的被管對象表示某些被管資源、活動或相關信息。樹型結構本身定義一個將對象組織到邏輯上相關的集合之中的方法。
ROADM設備Agent管理ROADM設備的系統信息(設備名稱、設備類型、設備制造廠商、設備地址)，設備運行狀態(告警或正常)，槽位信息(槽位類型、槽位板卡在位信息)，單盤基本信息(硬件版本、軟件版本、制造商信息)，單盤運行狀態(告警或正常)，單盤溫度，端口基本信息和端口運行狀態。ROADM的MIB。
3.3軟件設計(模塊劃分)
依照ROADM設備Agent需實現的功能，將Agent軟件劃分為下面幾個模塊，每個模塊實現特定的功能，相互之間通過函數接口聯系。ROADM設備Agent軟件模塊框圖如圖4所示。
3.4各模塊具體實現
上層通信模塊：該模塊建立socket連接，幀聽網管請求。從接收到的UDP包中解析出信息來源(網管IP地址)。并將UDP中的數據塊頭指針傳遞給命令解析模塊。響應信息封裝模塊可調用本模塊函數來發送Trap或響應信息給網管。在嵌入式系統中，一般將161端口作為接收管理站請求和向管理站發送響應信息的端口，而把162端口用來向管理站發送Trap。
命令解析模塊：本模塊對接收到的UDP包的數據塊進行解析，取出共同體字段信息進行驗證，以確保是合法的操作;***將解析出來的操作對象及操作參數傳遞給命令處理模塊，由命令處理模塊進行對設備的操作。
命令處理模塊：本模塊實現管理站向ROADM設備發送的讀、寫命令的分析與傳送。其流程見圖5。首先接收命令解析模塊傳遞過來的操作對象和操作參數。然后對操作對象進行分析，通過OID找到對應的設備屬性(Equipment屬性、Slot屬性、Card屬性或是Port屬性)。按照硬件層協議將設備屬性及屬性值轉換成設備硬件可識別的十六進制數，封裝成數據幀，傳遞給下層通信模塊。
響應幀處理模塊：本模塊處理從下層通信模塊發來的上報信息和響應幀，解析出相應的被管對象屬性(OID)和被管對象屬性值，傳遞給響應信息封裝模塊，并通過接口函數更新數據庫。在有告警及重要信息時發送Trap給Manager。
響應信息封裝模塊：本模塊將接收到的被管對象屬性(OID)及其屬性值綁定在一起，封裝成相應PDU(協議數據單元)包，再加上共同體名和版本號，傳遞給上層通信模塊。
配置模塊：網管下達Set命令時，如響應幀返回Set成功消息，則通知配置模塊將新的配置數據存儲在數據庫里。系統重新上電時，該模塊從數據庫讀出***一次的配置數據，通過命令處理模塊對設備進行配置。
下層通信模塊：該模塊建立兩消息隊列，一個用于向ROADM設備發送數據，另一個從ROADM設備接收響應幀。實現交互信息透明傳輸，完成Agent軟件與ROADM設備之間的通信。
4結束語
ROADM在本地/城域網絡中的應用，引起各設備制造商和運營商的熱切關注。尤其國外的運營商對ROADM投以極高的熱忱，均有想用ROADM升級自己的基礎網絡的想法，并準備在未來部署ROADM技術。
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