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摘要：通過對網絡管理自動化研究的發展歷程的回顧與思考，提出了網絡管理自動化中閉環形成的概念。網絡管理自動化中閉環形成有兩項關鍵技術：網絡控制自動化和閉環調用。閉環形成技術是網絡管理自動化研究的基礎性工作，而系統地解決閉環形成問題還有很多工作要做。
關鍵詞：網絡管理；網絡管理自動化；閉環
降低成本、改善性能和保障運行是網絡管理系統持續建設過程中始終追求的目標。從21世紀初開始，人們逐漸認識到進一步降低成本，改善性能，需要提高網絡管理的自動化程度。此后，經歷了20余年的發展，相關技術的不斷出現持續推動著網絡管理自動化技術的進步。
1網絡管理自動化的發展過程
1）基于策略的網絡管理早期的網絡管理自動化是基于策略的網絡管理[1]。該管理方式是指，在不對網絡管理系統重新編碼且在其在線運行的情況下，動態改變網絡管理系統，從而提高網絡管理的自動化程度。2）基于智能的網絡管理隨著研究的不斷進展，人們發現在大規模的網絡環境下，基于策略的網絡管理會產生策略沖突，尤其是在復雜的環境中：越是復雜的網絡環境，策略沖突越嚴重。在這種情況下，網絡管理自動化的程度有限。因此，從21世紀初，基于智能的網絡管理逐漸成為研究熱點[2]。基于智能的網絡管理是指，通過將網絡管理領域專家的經驗總結為知識，形成知識庫，然后基于該知識庫進行網絡管理。采用這樣的方法，同樣可以在不對網絡管理系統重新編碼且在其在線運行的情況下，動態改變網絡管理系統，從而提高網絡管理的自動化程度。3）自主管理的網絡管理隨著研究的深入，人們遇到了和基于策略的網絡管理類似的問題：將網絡管理領域不同的專家經驗總結為統一的知識表示是一件相當困難的事情。同時，由于網絡管理系統建設具有周期性，那么在一個新網絡對應的網絡管理系統建設的初期，網絡管理領域專家的經驗還不能及時總結出來。在基于智能的網絡管理研究時期，在歐盟FP7和H2020的支持下，研究人員開展了基于自主管理的網絡管理的研究[3]。自主管理的基本思想是讓網絡本身具有管理能力，其目標是實現5S（自感知、自配置、自保護、自優化、自修復），并在異構無線接入網、軟件定義網絡（SDN）、網絡功能虛擬化（NFV）等網絡上開展具有2S或3S的初步驗證性實驗，同時在5G等新型網絡上探索具有自主管理能力的體系結構[4]。有關實驗顯示：自主管理能夠在自感知方面有較好的效果，但總體上網絡管理自動化程度并無明顯提高。4）基于深度學習的網絡管理在圖像、語音、自然語言處理方面取得重要進展的深度學習方法也逐漸被業界關注，初步的實驗表明：深度學習在故障管理和性能管理預期有比較好的效果，但總體上網絡管理自動化程度并無明顯提高，特別是需要海量的訓練數據也是一件比較困難的事情。以上幾種方法的共同特征是：1）提出一種基于X1的網絡管理自動化方法，可以很快地將網絡管理自動化程度從零提高到一定程度；但到達一定程度后，想再進一步提高網絡管理自動化程度就顯得困難。2）又提出一種基于X2的網絡管理方法，又可以很快地將網絡管理自動化程度從零提高到一定程度；但到達一定程度后，想再進一步提高網絡管理自動化程度還是顯得非常困難。3）以上過程一遍一遍地重復，似乎存在一個天花板，只要碰到這個天花板后，自動化程度就很難再上升了。這個現象引起我們對網絡管理自動化的思考：如果有一個天花板的話，這個天花板是什么？
2網絡管理自動化中閉環形成的概念
在網絡管理初期，網絡管理面對的是單一網絡的簡單環境，其過程是執行一些簡單重復的操作。網絡管理發展到現在，面對是疊加/混合/綜合/融合/異構的復雜網絡管理環境，其過程是執行一些復雜精細的操作。雖然發生了如此大的變化，但網絡管理過程并沒有發生變化，網絡管理過程就是3個基本操作：監視、分析和控制。實現網絡管理過程的一般方法是先對規劃的網絡管理功能確定管理參數，再確定管理參數的管理指標，然后對管理指標進行監視、分析和控制。例如，在故障管理中，監視就是故障監視，采用主動或被動的方式，實時或周期地收集告警事件；分析就是故障定位，根據告警事件進行故障定位；控制就是故障恢復。如果能夠進行故障管理的自動化，這3個操作應當形成閉環，即故障管理閉環。目前的各種網絡管理方法主要是為了提高這3個管理操作中某個操作的質量或效率，并沒有解決管理操作形成閉環這個技術難題。例如，故障管理的故障監視中采用的各種方法，就是從海量事件中過濾出告警事件，然后將大量重復的告警事件收斂為可供分析的有效告警事件。目前使用的各種方法就是提高過濾和收斂的質量或效率。因此，提高網絡管理自動化程度就是要提高形成閉環的程度。提高形成閉環的程度有兩項關鍵技術問題：一是實現網絡控制自動化（網絡管理過程中控制操作的自動化），二是閉環調用技術。網絡控制自動化的難點是網絡控制結果存在不確定性。網絡在運行的情況下，特別是在不正常的情況下，如果改變網絡配置，結果則存在不確定性。目前在自配置、自保護、自修復等方面主要是兩種辦法：一種是啟動備用（保護）部件，一種是部件升級。1）啟動備用（保護）部件實質上沒有對網絡配置進行改變，只是在線更換了相同配置的部件。2）部件升級實際上是網絡擴容的常用方法。在網絡擴容時進行部件升級，一般選擇在網絡穩定、低載時有計劃地進行。在實施網絡控制進行部件升級時，實現網絡穩定和低載，常用的方法就是部分降級和閉塞部分用戶；但這都有可能產生部件升級原因的正反饋，從而增加網絡控制結果的不確定性。閉環調用是一個閉環調用另一個閉環。例如，在故障管理閉環的故障恢復操作中，故障管理的資源中不足以保證故障恢復的質量，需要通過配置管理改變配置，以提高故障管理中資源的數量。在這種情況下，就需要故障管理閉環中的故障恢復調用配置管理閉環中的配置控制。實際的閉環調用要比圖3中復雜得多。圖3顯示的是最大管理功能粒度，但實際閉環的管理功能粒度要小得多，閉環調用也就復雜得多。通常用閉環調用圖來表示閉環調用的關系。在閉環調用圖中，結點表示一個閉環，如果一個閉環調用另一個閉環，那么這兩個閉環對應的兩個結點是鄰接結點。在使用閉環調用圖時，閉環調用中的一些判定問題，如閉環調用循環、閉環調用死鎖、閉環調用嵌套等，就可以轉化為對圖或子圖的處理。
3結束語
網絡管理自動化研究面臨著巨大的技術挑戰，迫切需要研究人員開展網絡管理自動化方面系統性、長期性的研究，其中基礎性的工作是閉環形成技術，系統解決閉環形成問題還有較長的路要走。
作者:孟洛明 單位:北京郵電大學
