扁平化指挥背景下的网管架构研究

王 伟，牟其林

（中国电子科技集团公司第三十研究所，四川 成都 610041）

0 引言

为了适应通信指挥模式由树形指挥模式向扁平化指挥模式的转变，军事通信网络及其网络管理系统也需要做相应改变，以保障作战指挥信息在各级作战指挥机构之间可靠高效传输。

目前，通信网络的网络管理系统主要采用树形管理模式。这种管理模式在树形的通信指挥模式下可以很好的工作，但是在扁平化的指挥模式下就很难适应指挥中心灵活切换和指挥流向的动态调整。

1 管理需求分析

通信网络管理功能需求主要包括:①网络运行态势监视:监视通信网络运行态势；②资源动态调整:按照作战应用要求，动态调整网络资源配置、频谱资源分布；③运行指标分析:实时监视网络和业务运行指标，对网络性能进行统计分析，为网络资源动态调整提供决策依据[1]；④通信资源统一管理:采集各类通信资源数据，面向各类用户提供不同资源视图。

在通信指挥模式转变后，需要重点关注管理需求:①管理架构能适应通信指挥的扁平化需要:即一级二级网管中心可以随时互换，任何位置可受控升级成全网管理中心；②可跨域调度资源:即能实现全网规划，可以跨不同管理范围，调度网络资源；③管理信息流向可以根据网管中心的变迁而灵活定制。

2 体系架构

2.1 管理架构

对于大型异构的复杂通信网络的综合管理，选择合适的管理架构，是提高管理效率、提升管理能力、减少管理开销的关键环节。目前流行的网络管理架构有下列几种:

（1）集中式管理架构

集中式管理架构是建立一个集中式管理中心，实现对对所有被管对象的集中管理。分级管理架构

分级管理架构是将被管对象划分为若干个管理区域。按区域对所属区域的网络进行集中管理，管理信息层层上报，最终实现对全网的集中统一管理。

（2）分布式管理架构

分布式管理架构是管理系统中包含若干地位平等的管理系统，每个管理系统负责一部分被管对象的管理，各管理系统之间相互协作，没有管理中心。

集中式管理架构比较简单，但占用通信带宽太多，并且管理中心的单点故障会造成全局的管理功能失效；分级管理架构相对比集中式管理效率更高，但是增加了实现和管理的复杂度；分布式管理架构对全局性的管理支持较弱，对一些服务需求比较低的商用领域是合适的，但不适合网络之间需要快速协作和响应的军事应用环境。

军事通信网络管理架构需要综合考虑军事通信网络特点和指挥管理关系等因素，主要需要考虑下列需求:

1）通信网络管理架构需要适应军事网络特点，适应无中心的分布式网络的管理。

2）通信网络管理架构需要适应指挥管理架构，需要区分不同管理级别；不同等级管理中心之间可以互换，任何一个管理中心可以临时作为全网管理中心。

3）通信网络管理架构需要适应网络管理系统建设现状，需要考虑现有网络管理系统特点，构建综合网络管理架构。

综合考虑上述因素，军事网络管理架构应如图1所示。

图1 分区、分级、分层的协作式管理架构

整个网络管理架构采用分区、分级、分层的协作式管理架构。

分区是指按照指挥管理区域将管理范围划分为若干个区域，每个区域内部署一套网管系统，负责对本辖区内的网络进行管理。各个区域管理系统通过对等协作的方式对全网进行协同管理，互相协同，动态调整。

分级是指可以在各区域网管系统之中，选举一个逻辑管理中心，形成分级管理架构。

分层是指在每个区域内，通过综合网管[2]和专业网管两层管理架构，实现对不同专业网络的综合管理。通过这种分层管理架构，既可以保障专业网管独立发展，又可以保障整个网管系统的持续演进。

按照分区、分级和分层的网络管理架构:①可以适应各无中心网络的分布式管理需求；②也可适应分级指挥的管理结构；③可以根据扁平化指挥需求，通过改变选举条件，形成不同的逻辑管理中心。

2.2 通信架构

传统树形结构的网管系统上下级之间、管理中心与被管对象之间通信架构主要采用的是点对点的通信架构[3]。信息流向主要包括:

1）被管对象到管理中心的信息上报。

2）下级管理中心向上级管理中心信息汇总上报。

3）上级管理中心向下级管理中心逐级下发指令。

4）管理中心向被管对象下发指令。

这种相对固定的通信方式和信息流向，很难满足管理中心随需迁移、管理范围动态改变的需求。

扁平化指挥背景下的网管通信架构需要支持点对点、点对多点、组播、广播等通信方式，管理信息流向需要根据指挥架构要求进行灵活定制。

因此，网管通信架构需要打破点对点的通信模式，建立适合多种通信模式的总线式的通信架构。在总线式通信架构基础上，建立点对点、点对多点、组播和广播等通信模式。同时，需要建立信息分发管理服务，支持信息流向定制、信息按需订阅等功能。

按照这种方式建立的通信架构，通过改变信息流向、改变信息订阅模式等，可以满足管理中心的随需切换、管理范围动态变化的需求。

2.3 信息架构

在新的网管架构下，需要对全网基础通信资源信息、通信网络信息和通信业务信息进行统一的采集、处理和呈现。基础通信资源信息包括天线、收发信机等物理资源信息和IP地址、通信频率等逻辑资源信息；通信网络信息包括有线、无线等专业网络的节点、路由等信息，以及网间控制、网间路由、网间承载关系等综合网络信息；通信业务信息包括业务用户、业务号码等业务资源信息，以及业务统计、分析等信息。

系统需要将上述信息进行抽象，建立基础资源信息模型、网络信息模型[4]和业务信息模型等，实现对上述信息的统一描述和处理。信息架构如图2所示。

图2 信息架构

图中，在各层信息模型之间，建立关联映射关系，用于实现对各类信息的关联分析和信息锥取。

2.4 软件架构

软件架构既要考虑现役网管系统集成，又要适应指挥管理架构和扁平化指挥要求，同时要考虑整个系统的可持续发展和平滑演进。因此，网络管理软件架构需要重点解决下列几个问题:

1）各网络管理系统由不同厂家研制，软件技术体制和架构各不相同。

2）传统分级管理架构很难适应管理中心随时互换的要求。

综合考虑上述因素，可采用图3所示软件架构。

软件架构可采用面向服务[5]的软件架构构建。在每一个区域构建专业网管理服务、综合管理服务等管理服务，经目录服务器（UDDI，Universal Description,Discovery and Integration）[6]对服务进行注册、查找和管理，由业务流程管理实现服务间的协同工作，通过统一的用户门户实现对本区域内的专业网络、综合网络态势的展现。在区域和区域之间，可通过统一的服务运行环境实现服务的跨区域协作，从而实现全网的综合管理。

3 结语

根据军事通信网的特点及管理需求，提出了军事通信网络管理系统的管理架构、通信架构、信息架构和软件架构，在通信网络管理顶层设计方面进行了有益的探索，可为扁平化指挥背景下的通信网络管理系统建设提供有效支撑。

[1]董向华,杨勇.基于网络的视频监控系统的设计与实现[J].通信技术,2013,46(02):64-66.

[2]邵华欣,李振富,鲁志东.综合网络管理系统框架设计及具体实现[J].情报杂志,2011,30(06):142-145.

[3]徐孝娜,江涛,胡燕清.基于web的拓扑管理的设计与实现[J].通信技术,2013,46(02):42-43.

[4]谭大礼,王明政,王璇.面向服务的信息安全威胁分析模型[J].信息安全与通信保密,2011(09):97-99.

[5]李伟平,魏明欣,李东风.一种简单高可用的服务体系结构[J].信息安全与通信保密,2011(09):58-59.

[6]伍枫,胥锐雷.基于UDDI的服务注册中心的研究与优化[J].现在电子技术,2011,34(12):1-3.