徐云斌，張 杰，顧畹儀
北京郵電大學(xué) 光通信中心 100876
摘 要：光虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（OVPN）是一種新興的光網(wǎng)絡(luò)增值業(yè)務(wù)，光網(wǎng)絡(luò)的智能化也為OVPN代理了新的功能，使得OVPN客戶可以通過服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的智能控制平面獲得智能帶寬提供服務(wù).文章對OVPN的管理實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行分析，提出了基于JMAPI的管理結(jié)構(gòu)，并對用于OVPN的核心管理對象模型和事件通知機(jī)制進(jìn)行了分析設(shè)計(jì).
關(guān)鍵詞：光虛擬專用網(wǎng)絡(luò)； 服務(wù)提供商邊界光網(wǎng)絡(luò)單元； 客戶邊界設(shè)備； Java管理應(yīng)用編程接口
光虛擬專用網(wǎng)（OVPN）是一種新興的光網(wǎng)絡(luò)增值業(yè)務(wù).同傳統(tǒng)的IP虛擬專用網(wǎng)業(yè)務(wù)相類似，OVPN業(yè)務(wù)使得用戶能在減少通信費(fèi)用的情況下在公用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部靈活地組建自己的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�，并允許服務(wù)提供商對物理網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行劃分，提供給終端用戶全面的、安全地查看和管理他們各自O(shè)VPN的能力.OVPN的兩個(gè)很重要的客戶就是小型運(yùn)營商和大型企業(yè)用戶，這些運(yùn)營商或企業(yè)沒有自己的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，OVPN技術(shù)可以使它們從大型運(yùn)營商那里獲得光網(wǎng)絡(luò)帶寬服務(wù)，大大降低了其本身網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本.
光網(wǎng)絡(luò)智能化也為OVPN帶來了新的功能，OVPN操作者希望他的客戶能夠動(dòng)態(tài)地獲得網(wǎng)絡(luò)資源，由于OVPN本身不能提供智能服務(wù)，其網(wǎng)絡(luò)資源的動(dòng)態(tài)分配由服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的控制平面完成.另一方面，OVPN客戶本身對其業(yè)務(wù)連接有著控制管理的需求，主要包括OVPN業(yè)務(wù)執(zhí)行狀況的查詢、由客戶發(fā)起的業(yè)務(wù)定制以及客戶發(fā)起的業(yè)務(wù)參數(shù)調(diào)整等，因此需要對OVPN客戶提供一個(gè)管理系統(tǒng).本文將對OVPN的管理實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行分析研究，提出基于Java管理應(yīng)用編程接口(JMPAI)的管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)對用于OVPN管理目的的對象模型以及事件通知機(jī)制進(jìn)行分析設(shè)計(jì).
1 OVPN的基本結(jié)構(gòu)
在對OVPN管理系統(tǒng)進(jìn)行分析研究之前，這里首先介紹OVPN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).對一個(gè)服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)來說，其網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備可以劃分為以下的3類[1]，如圖1所示.
(1) 提供商邊界光網(wǎng)絡(luò)單元（PE-ONE），簡稱PE.PE連接服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONE）以及客戶邊界設(shè)備；
(2) 提供商ONE（P-ONE），簡稱P.P只在服務(wù)提供商光網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部；
(3) 客戶邊界設(shè)備（CE）.CE可以是路由器、SONET/SDH交叉連接設(shè)備或者是以太網(wǎng)交換機(jī).
CE可以通過多個(gè)鏈路連接到PE上，它們之間至少有一條控制通道連接.另外，在本文中假設(shè)所有的節(jié)點(diǎn)都具有通用多協(xié)議標(biāo)簽交換(GMPLS)信令功能，一個(gè)OVPN內(nèi)部的CE之間通過GMPLS信令建立一條標(biāo)簽交換路徑（LSP）.
對于OVPN運(yùn)營者來說，它對使用OVPN的客戶負(fù)責(zé)，OVPN客戶只能觀測到OVPN運(yùn)營者提供給他的資源，而不能感覺到服務(wù)提供商的存在.OVPN運(yùn)營者給OVPN客戶提供的網(wǎng)絡(luò)功能包括：
(1) 良好的管理操作能力.OVPN客戶能夠?qū)VPN內(nèi)部資源進(jìn)行資源分配以及管理維護(hù)，OVPN運(yùn)營者應(yīng)該向OVPN客戶提供良好的圖形用戶界面接口；
(2) 動(dòng)態(tài)的資源提供能力.OVPN客戶能夠?qū)崟r(shí)地按照需求申請網(wǎng)絡(luò)資源，獲得網(wǎng)絡(luò)資源的動(dòng)態(tài)分配.由于OVPN本身不會(huì)提供光網(wǎng)絡(luò)的智能，這種“虛擬”的動(dòng)態(tài)資源分配由光網(wǎng)絡(luò)的控制平面功能模塊完成.
對于服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)來說，OVPN的管理能力是由光網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)管理系統(tǒng)來完成的.服務(wù)管理系統(tǒng)通過管理其內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫，完成對不同OVPN的管理，對外提供不同的OVPN管理視圖.服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的智能控制平面完成OVPN客戶的動(dòng)態(tài)資源請求.
2 OVPN管理實(shí)現(xiàn)方案
以下介紹OVPN的管理實(shí)現(xiàn)方案，并提出基于JMAPI的服務(wù)管理方案.
JMAPI是由Cisco，Novell, Bay Network等公司提出的一種網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，它提供了一系列的類庫并制定了管理網(wǎng)絡(luò)管理的基本架構(gòu).由于Java具有可移植性、便于支持安全性、提供遠(yuǎn)端方法調(diào)用（RMI）以及各種豐富的類庫支持等特點(diǎn)，因此JMAPI管理方案具有以下的特點(diǎn)：
(1) 可移植性和平臺(tái)獨(dú)立性；(2) 協(xié)議無關(guān)性，提供抽象的模型對管理資源和服務(wù)進(jìn)行描述；(3) 便于支持安全性，消除了版本的問題；(4) 綜合了從網(wǎng)元到圖形用戶接口的管理方案，基于Java的瀏覽器可以方便地實(shí)現(xiàn)圖形用戶界面接口（GUI）；(5) JMAPI支持簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP），提供了一系列的類庫；(6) 事件通知服務(wù)，可以將SNMP陷阱（Trap）轉(zhuǎn)換為JMAPI的事件通知.
由上述的討論可以看出，基于JMAPI的管理方案給出了網(wǎng)絡(luò)管理的體系結(jié)構(gòu)，提供了良好的管理界面，能夠很好地描述服務(wù)對象模型，對SNMP有很好的支持，所有這些特點(diǎn)對于OVPN這種服務(wù)層的管理是十分適用的.
基于JMAPI的OVPN管理總體視圖結(jié)構(gòu)如圖2所示.整個(gè)結(jié)構(gòu)可以劃分為4個(gè)部分：
（1） OVPN客戶GUI.基于Java的瀏覽器提供面向客戶的接口，管理視圖模塊（AVM）提供了一系列的用戶接口圖形工具，管理對象接口通過RMI/HTTP完成同服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)管理系統(tǒng)（SMS）的交互.
�。�2） 光網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理系統(tǒng)(SMS)提供OVPN的管理，其管理運(yùn)行模塊（ARM）中的管理對象工廠為OVPN客戶管理對象的服務(wù)方，提供OVPN的服務(wù)管理功能.其OVPN數(shù)據(jù)庫管理了所有的OVPN，ARM通過基于Java的數(shù)據(jù)庫管理接口（JDBC）對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢等操作.另一方面，ARM中的管理對象工廠又作為底層網(wǎng)絡(luò)層管理系統(tǒng)(NMS)的代理對象工廠的客戶，它通過RMI或者公共對象請求代理結(jié)構(gòu)（CORBA）等技術(shù)獲得底層的服務(wù).
（3） 網(wǎng)絡(luò)層管理系統(tǒng)包含OVPN代理對象工廠，它基于SNMP技術(shù)獲得底層的OVPN管理對象資源.
�。�4） 控制模塊中的SNMP代理.OVPN管理信息庫（MIB）將控制模塊存儲(chǔ)的OVPN信息轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的SNMP信息上報(bào)給管理平面.
由上述分析可以看出，OVPN客戶GUI可以為用戶提供管理操作功能，客戶可以通過GUI對OVPN的資源進(jìn)行管理.由圖2我們可以看出，經(jīng)由管理系統(tǒng)的OVPN通道建立是一種軟永久連接方案.OVPN客戶GUI不能直接操作底層的網(wǎng)絡(luò)資源，它只能通過底層的服務(wù)管理系統(tǒng)向服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的控制平面發(fā)送請求，由控制平面完成對資源的分配.
JMAPI提供了抽象的模型描述管理資源和服務(wù)，圖3給出了用于OVPN管理的核心管理對象（MO）.
其中左圖用于OVPN客戶GUI和服務(wù)管理系統(tǒng)之間的管理對象接口，右圖用于服務(wù)管理系統(tǒng)和底層管理系統(tǒng)之間的管理對象接口.由圖3我們可以看出，所有的對象都由管理對象（Managed Objects）繼承，主要?jiǎng)澐譃?種對象類型.邏輯單元（Logical Element）用于表示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滟Y源，物理單元（Physical Element）用于表示物理資源，外部單元（External Element）用于表示其它網(wǎng)絡(luò)資源，在這里主要對拓?fù)滟Y源進(jìn)行設(shè)計(jì).OVPN對象從網(wǎng)絡(luò)（Network）對象繼承，它由OVPN網(wǎng)元對象以及LSP對象組成，其中OVPN NE對象又可以分為PEONE以及CE.CE由客戶端口（CPI）組成，PE-ONE由服務(wù)提供商端口（PPI）組成.這里在客戶管理系統(tǒng)和服務(wù)提供商管理系統(tǒng)分別采用不同的對象模型，是由于服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)不希望它的OVPN客戶獲知其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞募?xì)節(jié)，使用兩種不同的管理對象接口，就可以在OVPN客戶和服務(wù)提供商之間形成兩種不同的管理視圖.
通過這種模型，OVPN客戶只能獲知對客戶終端和它們之間的LSP連接，而且對LSP連接只能獲知服務(wù)等級(jí)協(xié)商（LSA）等相關(guān)參數(shù)，不能獲知LSP的內(nèi)部路由；服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)φ麄�(gè)OVPN的資源細(xì)節(jié)進(jìn)行管理控制.因此在模型的設(shè)計(jì)過程中，OVPN客戶所用的對象模型中的LSP沒有路由這一子對象.
JMAPI提供了事件通知服務(wù)，可以直接將SNMP Trap轉(zhuǎn)換為事件通知信息.針對OVPN可以設(shè)置LSP的設(shè)置（Set）、添加（Add）、調(diào)制（Mod）和刪除（Del）通知事件，將控制模塊對OVPN的資源配置狀況實(shí)時(shí)地上報(bào)給管理系統(tǒng).使用事件通知機(jī)制與輪詢（Polling）機(jī)制相比較可以更快地獲得底層網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài).
3 結(jié)論
本文對OVPN的管理實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了分析研究，提出了基于JMAPI的管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)為運(yùn)營商以及OVPN客戶提供了一套管理實(shí)現(xiàn)方案；在此基礎(chǔ)上，對OVPN的核心管理對象模型進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)，基于此管理對象模型，就可以在OVPN客戶和服務(wù)提供商之間形成兩種不同的管理視圖；最后本文對用于OVPN管理的事件通知服務(wù)機(jī)制進(jìn)行了分析.
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