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【摘要】網絡管理系統是日常運維重要的輔助工具，是提高運維質量、強化運維管控的重要手段。本文介紹了廣電網絡網管系統建設的兩種模式，分析了網絡管理系統集中式部署和分布式部署的特點，給出了系統建設模式的選擇建議及具體實施案例。
【關鍵詞】網絡管理系統，集中式，分布式
0引言
網絡管理系統是日常運維重要的輔助工具，是提高運維質量、強化運維管控的重要手段。通過網絡管理系統的建設，可以進一步提升網絡智能化管控水平，更加有力的保障網絡的安全運行。網絡管理系統的作用主要體現在：實現對網絡全程全網管控，實時監控網絡運行狀況，確保故障在發生前得到預防，在發生后得到處理；幫助一線運維人員及時發現網元運行問題，準確定位故障，提高故障處置精度和效率；通過數據采集、數據分析、數據統計，使運維管理部門能夠準確的掌握網絡性能的變化規律以及變化趨勢，為業務的升級、網絡的擴容提供科學合理的依據；運維由被動變為主動，無需等業務用戶投訴業務中斷再發現問題、尋找問題、解決問題，從而轉換為主動發現問題、自動定位問題、快速解決問題的運維模式，最終減少網絡故障，提高用戶滿意度，提升產品的競爭力。隨著科技的不斷進步，有線電視網絡承載的信號已完成模擬向數字化演進，并向4K超高清、5G方向加速發展。隨著三網融合工作的不斷向前推進，有線電視網絡運營商的業務也從單一的廣播業務向點播互動、數據寬帶以及未來的5G移動等多業務融合轉變。業務的轉變，也對有線電視網絡的基礎網絡及運維管理提出更高的要求。因此，構建和開發適應有線電視網絡特點的各類網絡管理系統，以實現全網復雜業務的高效開通、保障、管理、運維、資源管理優化是十分必要的。近年來，廣電網絡各類網絡管理系統不斷完善，各大專業陸續建設了相應的網絡管理系統，如接入網網管系統、傳輸網網管系統、光平臺網管系統等，有力的支撐了日常運維工作，對業務的發展起到積極正面的推動作用。
1網絡管理系統建設模式
從現有的網絡管理系統建設模式來看，主要有集中式部署和分布式部署兩大模式。集中式部署，即所有的服務器、軟件集中部署在一地，所有的網元通過城域網絡集中接入。從網絡的層次結構上看，集中式部署的系統為扁平的兩層架構。分布式部署，即從物理界面上看，系統的服務器、軟件功能各模塊分布在各個地區，通過內部專用網絡互聯互通，構成一個地理上分散、功能上統一的網絡管理系統。
1.1集中式部署
由于軟件和硬件資源集中部署在中心端（如圖1所示），因此不管是從地理上還是系統上看，都是一個有機的整體。從系統功能上看，中心端的軟件系統具備了數據采集、集中監控、設備管理、資源呈現、運維管理等所有功能，系統的功能非常完善，系統規劃設計的網元接入能力非常強大；從服務器資源上看，中心端所有的服務器集中在一個機房，可以實現硬件資源的集中化運維管理，同時也能實現硬件資源利用的最大化。通過集中式部署，可以進一步強化上層對整個網絡管理系統的管控能力。不過集中式部署也存在一定的問題。首先是風險集中化。集中式部署的系統，其運維功能模塊和管理功能模塊全部集中一地，一旦中心系統、硬件出現異常，會影響全省的運維管理，影響面大且廣。其次是性能要求高。集中式系統對服務器的性能以及系統的設計能力要求很高，以接入終端設備的網管為例，接入100萬個終端和接入20萬個終端，系統的性能參數要求就存在很大的差異，對系統的架構設計能力要求通常不是按比例增長而很可能是呈幾何式增長。最后是前期投入大。由于涉及面廣且性能要求高，對系統設計能力、開發能力、保障能力提出了更高的要求，因此集中式部署的系統前期開發建設上需要投入更多的資源、更大的精力，鑒于此，其前期所需的投入一般較大。
1.2分布式部署
與集中式部署相對應的是分布式部署。通常來說，網絡管理系統主要有兩大功能，一是面向一線客戶側的運維，是一個運維支撐工具；二是面向管理側的管控，是一個統計分析手段。因此，在系統的設計上，我們可以把起到運維支撐工具功能的系統模塊及所需的服務器部署在地市機房，把起到管控分析的系統模塊及所需的服務器部署在省中心機房。系統分布式部署的情況下，服務器和系統功能模塊可以分布在多地，從網絡的層級上來看，系統一般分成三層架構（如圖2所示）。在分布式部署方式下，可以將與內部BOSS系統、工單系統等系統接口對接以及與外網互聯的移動端工具等統一部署在中心端機房實現；在地市機房部署服務器用于數據采集和WEB服務，地市子系統負責具體的運維數據采集、監控、處理、分析、運維管理，同時將關鍵數據推送到中心端服務器。在具體的網絡設計上，中心端網絡與地市網絡之間可以建立MPLSVPN，通過MPLSVPN實現省中心端服務器與地市服務器互聯。地市服務器向上與中心端服務器互聯，向下與被監控設備互聯，所有對外數據接口服務統一由中心端實現，由中心端統一管控。中心端負責將網絡與內網各類系統打通，建立外網連接端口，并做好相關安全防護工作。一般來說，分布式部署遵循的建設思想是統一規劃、分批建設。因此，相對于集中式部署，分布式部署往往可以先行在一地做試點，其前期投入會相對較少。另外，分布在各地的運維管理子系統，其所需管理的終端數量遠少于集中式系統所管理的數量，運維管理子系統的系統設計、軟件開發的難度有所降低，管理100萬個終端的系統和管理20萬個終端的系統在性能設計要求上，差距還是比較大的。分布式部署風險會相對較小，特別是運維工具模塊部署在各地，各地市子系統相互獨立，如A地出現大故障，不會影響B地的正常使用，只影響到中心端對A地關鍵數據、關鍵指標的采集監控。不過與集中式部署一步到位、集中管理不同，分布式部署需要做更多協調和管理上的工作，對網絡的要求更高。由于通過網絡互聯，分布式系統的響應時間可能會相對變長。并且分布式部署的系統，其分布在各地的子系統技術可以很多樣，一定程度上也提高了整個系統后續運維的復雜度。
2網絡管理系統建設模式的選擇
一個網絡管理系統的規劃建設一般從以下幾個方面考慮：建設的目的、系統的功能、系統的性能、投入的預算、建設的周期。因此，在網絡管理系統的建設過程中，要根據實際情況進行總體規劃，既要避免過度超前設計，造成資源浪費；也要避免考慮不周，造成功能不全。滿足以下幾種情況下（如圖3所示），建議可以選擇集中式部署：系統成熟，已在其他單位或行業運行多年，功能和性能得到有效驗證；原有設備缺乏網絡管理系統，特別是存在一定數量級的設備需要接入系統管理；有充足的預算可以覆蓋大規模系統的開發；中心端有資源虛擬化平臺，服務器資源擴容和保障能力較強。特別是中心端資源的虛擬化，與單機服務器資源相比，能夠提供一個很好的部署條件。中心端資源的虛擬化一方面在前期數據量較少的情況下，可以節省服務器資源，避免計算能力的浪費；另一方面在后期為了應對更大的數據量及系統性能，可以方便的上升到更高配置如CPU、存儲、內存等，滿足系統運行到設計能力的需求。滿足以下幾種情況下（如圖4所示），建議選擇分布式部署：各地市已建設有獨立的網絡管理系統，可以通過系統比對，選取一個作為模板進行改造試點升級，讓其能夠覆蓋各地市系統的功能，滿足各地市運維的需求，而后在中心端部署省級數據管控平臺；在省級層面規劃的基礎上，如果各地基于本地化管理有很多自己的獨立需求，可采用分布式部署，分布式部署可以讓各地市子系統具備一定的擴展、擴容、自主開發的能力，減輕中心端升級的壓力；省市分工明確，省級層面只把控關鍵數據、關鍵指標，地市注重具體運維；前期預算有限，無法實現一步到位，這種情況下建議可優先采用分布式部署；部署的系統較不成熟，在其他公司或行業未經過長時間驗證，還處于迭代完善階段。
3建設案例
3.1建設背景
為進一步加強全省運維管控，為運維考核和管理提供可靠的分析數據，福建廣電網絡集團決定部署一套全省CMTS網絡管理系統，將全省CMTS設備全面納入到省網運維管控，在集團層面實時展示全省CMTS網絡的運維數據，從而快速、準確的掌握全省CMTS網絡運行情況及網絡運行質量。
3.2模式選擇
為確定系統最佳建設方案，對系統的建設背景進行了梳理。首先是各地已獨立建有網絡管理系統。在省級系統建設前，集團下屬福州、廈門、泉州分公司已經按照各自的運維理念建設有CMTS網絡管理系統并運行多年。其次是各地市網管功能差異較大。從功能數量上看，福州網管功能197項，廈門網管功能162項，泉州網管功能97項。雖然福州網管功能相對較全，但也未能完全覆蓋廈門和泉州網管功能。最后是省級和市級對系統功能的訴求不同。省級層面偏向管理，以數據匯總分析、考核為主；地市層面偏向具體運維，要求數據分析功能和運維功能兼顧。根據上述情況，考慮廣電網絡先天具備的遍布全省可靠、穩定、高速的傳輸網絡，最終決定全省CMTS網絡管理系統采用分布式架構部署。地市子系統參考福州CMTS網管系統進行開發設計，最終要能覆蓋現有福州、廈門、泉州網管功能。各地市子系統通過內部網絡與省級子系統互聯互通，構成一個完整的系統平臺。各地市子系統間相互獨立，可根據地市特色需求做二次開發。
3.3具體方案
從系統架構來看，系統平臺采用分布式部署，由1個省級CMTS運營監測子系統及3個地市CMTS運營監測子系統組成。省級子系統部分主要由省級報表、數據分析、安全管理、接口管理、APP應用、系統管理模塊構成；地市子系統主要由數據采集、設備管理、故障管理、地市報表、性能管理、配置管理模塊構成（如圖5所示）。硬件方面，根據系統平臺性能和功能要求在全省部署7臺PowerEdgeR630服務器，其中省中心機房部署1臺，福州、廈門、泉州機房各部署2臺；網絡方面，省中心網絡與福州、廈門、泉州建立MPLSVPN，省中心服務器通過MPLSVPN與福州、廈門、泉州的服務器互聯互通，地市服務器通過各地市專網與被管理的CMTS設備互聯互通；接口方面，省級子系統負責與省BOSS系統對接，同時通過特定端口與互聯網聯通，為移動端應用服務提供訪問入口（如圖6所示）。接口管理省級報表安全管理系統管理APP應用數據分析故管理地市報表設備管理性能管理數據采集配置管理地市CMTS運監測子系統省級CMTS運營監測子系統全省CMTS網絡管理系統圖6全省CMTS網絡管理系統部署示意圖防移動端PC端省中心子系統州CMTS設備州子系統門子系統州子系統BOSS系統門CMTS設備州CMTS設備省中心服務器州服務器門服務器州服務器由于采用分布式部署方式，整個系統平臺上線分兩階段進行。第一階段先行部署省中心子系統、福州子系統。經過一段時間試運行成熟、功能完善后，第二階段部署廈門子系統、泉州子系統。系統平臺上線以來，各子系統組成的系統平臺整體運行穩定,達到分布式部署的預期目標，極大的增強了省級運維部門對全省CMTS網絡的運維管控能力，有力的推動了各分公司網絡優化改造工作，為各方面決策提供了全局、可靠、準確的依據。
4結束語
不論是集中式網絡管理系統的建設還是分布式網絡管理系統的建設，目的都是為了持續提升網絡的管理水平。傳統的電信運營商很早就建立了各種層級、各種類型的網絡管理系統，有效的把控了全程全網運行的質量，為市場競爭提供有力支撐。廣電行業由于網絡整合起步晚，資金規模小，各類網絡管理系統近幾年才陸續完成建設并完善。但從現狀來看，網絡的智能化管控水平和傳統的電信運營商還存在一定的差距，特別是5G時代的到來，網元規模將呈現爆發式的增長，未來需要進一步推進相關系統的建設。通過各類網絡管理系統的建設完善，搭建一個強大的有線電視網絡智能化管控平臺，能夠進一步推進各類網絡資源的標準統一、規劃統一、建設統一、運維統一工作。
參考文獻：
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［4］孟洛明,亓峰.現代網絡管理技術[M].北京，北京郵電大學出版社,2001.
作者:黃飛 單位:福建廣電網絡集團
