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摘要：
隨著通信網絡規模不斷擴大，對于網絡管理技術的要求逐漸提高。當前網絡管理系統多采用集中式管理模式，性能差、靈活性不高、寬帶利用率較低，分布式網絡管理成為研究熱點。筆者基于以太網接入技術，寬帶接入利用以太網接口和幀結，保證信息安全，設計基于Web的PUSH網絡管理系統，解決端口軟硬件資源訪問問題。
關鍵詞：
寬帶；交換機；網絡關系；以太網
光纖到用戶是寬帶接入系統的目標，當前國內很多城市已開始進入這個階段，但是想要實現光纖到用戶需要大量的建設費用，條件尚不成熟，在未來的十幾年仍然會采用現有環路建設。寬帶接入網技術是一種過渡型的技術，已開始應用到信息化小區建設中。以太網作為局域網技術已是發展非常成熟的一項技術，將它應用在接入網中有其明顯的優勢，功能不斷增強，本文研究的寬帶接入交換機就是以太網接入。
1信息化小區寬帶接入技術現狀
隨著信息網絡的發展，人們對網絡的需求逐漸轉變為多媒體方式，這對網絡寬帶有了更高的要求。近些年，信息化小區寬帶接入技術大致可以分為四種。CableModem與傳統Modem原理上一致，都是將數據進行調制后在Cable（電纜）的一個頻率范圍內傳輸，接收時進行解調，不同的是調制和解調都是利用有線電視傳輸頻帶實現，下行傳輸速度可以達到27～56Mbps，上行傳輸速率為10Mbps。ADSL是上網首選介入技術，屬于非對稱式傳輸，上行速度在640～1Mbps，下行速度在1Mbps，有效傳輸距離能夠達到3～5公里。以太網技術是全球使用最多的局域網技術，可以直接將用戶的局域網連接到主干網上，千兆以太網單模光纖傳輸距離在100公里，滿足部分廣域網需求，以太網接入技術受到人們的關注。光網絡在20世紀90年代后受到重視，具有無線寬帶、保密性好、傳輸距離遠等優點，將會在未來成為接入網主要技術。但是由于城市人口多居住在公寓單元套房中，上網人群較為集中，寬帶介入技術方案有更大優勢，而且這種技術也更加成熟，因此，信息化小區建設采用以太網技術優勢明顯。
2寬帶以太網接入交換機設計
寬帶以太網介入交換機是整個介入網絡的重要環節，需要完成遠程介入任務和本地交換功能。在體系結構設計中選用兩級交換結構，第一級采用交換矩陣，得到較高交換寬帶，第二級交換引擎采用共享存儲器交換方式，實現端口間的轉換。在結構設計中，采用模塊化設計，交換機由CPU控制、交換引擎和交換背板組成。CPU控制采用嵌入式RISC體系處理器，完成系統初始化配置、網絡管理功能，采用JMR3927AF處理器，可以訪問4G虛擬內存空間。交換背板是交換機信息樞紐，采用高速PCI總線，將CPU控制模板與以太網相連接，可以配置4塊以太網接入模塊。交換部分采用GT-48300芯片，構成兩級交換結構，第一級提供12Gbps交換寬帶，高速總線能夠最多與4個交換芯片連接。第二級GT48310交換芯片采用共享存儲器交換方式，提供以太網接口，并且能夠與交換矩陣相連，實現與其他芯片數據的交換。VxWorks實時操作中BSP主要是為高層和操作系統提供硬件結構，寬帶接入交換機CPU采用JMR3927AFCPU，建立BPS開發環境，創建BSP目錄，并將模板文件復制到目錄下。根據操作系統提供的BSP模板編寫初始化代碼，按照要求修改相應的文件。初始化代碼完成后編譯BSP，設置不同的編譯參數生成映像文件。在SENS中，網絡結構驅動程序通過END實現，為分離網絡協議接口和END硬件接口，增加數據鏈路層和網絡協議層應用接口。設計寬帶以太網接入交換機驅動程序，初始化寬帶接入交換機網絡。交換機內部存儲MAC地址能夠完成數據轉發，因此，新的MAV地址對于交換機非常重要，在交換芯片中都有MAC地址表。根據寬帶接入交換機需求，采用標簽模式。為方便網絡管理和控制，通過新地址將MAC地址轉交給CPU。
3基于Web的PUSH網絡管理系統
3.1網絡管理系統設計需求分析
根據信息化小區網絡管理的需求，提出基于Web的網絡管理系統，并給出實現方法。傳統客戶機/服務器結構采用PULL工作方式，服務器響應客戶請求，存在寬帶浪費、時間長等缺點，因此推出PUSH方式，根據客戶請求定期將數據包推向客戶，改變被動局面。在網絡管理系統中應用PUSH能夠實現積極主動管理，與傳統模式相比，用戶界面和可操作性得到改善。在設計網絡管理系統中，需要考慮采用分層網絡拓撲結構，考慮到小區交換機一般在中心或者樓道，想要現場配置設備不太現實，因此，應提供兩款交換機功能，為節省寬帶，需要能夠提供配置功能。樓道交換機是組網關鍵，也是用戶接受ISP服務的保證，因此，需要配置監視網絡設備，配置交換機物理接口。
3.2網絡管理系統設計
客戶機與服務器之間的通信模式分為兩種，一種是客戶提出要求，建立連接，然后發送數據。另一種是提出請求后，建立長期連接，定期發送數據。第一種模式每次傳輸數據都需要建立連接，效率很低，但是能夠節省資源。第二種模式效率較高，能夠及時更新數據，但是浪費服務器資源。Web網絡管理同樣分為這兩種方式，采用第一種方式減少網絡流量，服務器公布所支持的信息、數據、管理站管理員訂閱的信息，并制定刷新頻率。按照制定的刷新頻率將數據發送到管理站，實現客戶端定時連接服務器，無需自己點擊。網絡管理模型構建中，TRAP信息異步產生，因此，模型分為異步處理和同步處理兩大模塊。同步處理包括數據同步服務器、訂閱頁面、RapidControl模塊、推調度器、SNMP等模塊，訂閱頁面公布交換機支持的MIB數據、管理站、刷新頻率，根據管理員的要求制定調度表。MIB數據格式轉換器將MIB數據轉換為Web數據，分布服務器將Web數據封裝成報文。異步處理部分包括TRAP分布服務器、過濾器和訂閱頁面，訂閱頁面支持TRAP類型。TRAP根據系統狀態發送SNMP信息，過濾掉沒有訂閱的TRAP。TRAP分布服務器將Web封裝成MIME報文，SNMP模塊支持冷啟動、身份認證、鏈路改變、熱啟動、VLAN更改創建。ZAN交換機采用嵌入式操作vxWorks系統，關鍵部分包括分布服務器、訂閱頁面、MIB數據轉換器。訂閱MIB數據封裝到瀏覽器，內容存儲到交換機文件系統中。訂閱MIB數據頁面列出MIB數據、管理站等，TRAP列出知識的類型和管理站。MIB數據轉換器類似雙向網關，提取數據并將數據轉換為定義的格式，訪問ZAN交換機MIB數據時可以通過snmp_get_bulk()、snmp_get()等函數實現。snmp_get()函數獲取節點對象值，snmp_get_next()函數獲取指定下一個葉子節點對象值，snmp_get_bulk()獲取一個組的對象值，snmp_walk()函數獲取多組對象值。分布服務器定義數據格式分為三個部分，分別是數據段、邊界、頭標，頭標是指文檔類型，邊界表示推的開始，數據段表示返回值顯示位置和風格。MIB數據分布服務器是實現Web服務器的關鍵部分，涉及的函數有多個，datapush_init()函數初始化邊界和頭標，將其初始化為隨機字符串，服務器與客戶機器建立連接，瀏覽器能夠得到Web服務器推過來的新數據。datapush_start是啟動函數，數據封裝在MIME數據段，每一組數據均由三部分組成，在解析到報文邊界時，刪除上一次的數據，解析到頭標顯示后面的數據。datapush_stop()是終止函數，實現終止請求和主動終止服務。與傳統網絡管理相比，這種設計模式能夠節省寬帶，人際接口友好，不受位置限制，管理站能夠訂閱所有MIB數據。
4結語
筆者應用太網接入技術實現千兆以太網接入交換機，為寬帶接入技術提供新的思路，性價比高，同時分析信息化小區網絡管理系統結構和實現關鍵技術。當前寬帶以太網接入系統已有城市成功建設，隨著寬帶接入的廣泛應用，接入交換機可以考慮采用三層路由交換機。
參考文獻
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作者:伍擎 單位:中國電子科技集團公司第七研究所