Стандарт TMN

1.

СТАНДАРТ TMN

2.

Общие положения
Термин TMN
введен МСЭ-Т с 1992г. и означает «Сеть управления
электросвязью».
Концепция TMN основана на базовых принципах управления открытыми
системами в рамках ВОС.
Основные положения Концепции TMN и все виды ее архитектуры стали
результатом длительного исследовательского процесса и работ по
стандартизации.
Если посмотреть на TMN с системной точки зрения, то эта сеть управления
электросвязью представляет собой набор средств обмена информацией и
взаимодействия распределенных приложений между собой в гетерогенной
среде. Основная проблема состоит в унификации правил работы в этой
сети, которые удовлетворяли бы требованиям управления.

3.

Это прежде всего:
структура и принципы входа/выхода в сеть;
средства взаимодействия между объектами управления (протоколы);
средства структурного описания наборов данных и операций (объектноориентированный, структурный язык описания данных);
система поддержки работы распределенных объектов (информационная
база данных и средства работы с ней).

4.

Структура и развитие рекомендаций
МСЭ-Т в технологии TMN
Исследования по TMN были начаты в 1985 г. IV исследовательской группой
МККТТ (ныне — МСЭ-Т). Первая рекомендация TMN имела код М.30 и была
издана в 1988 г. как часть «Синей книги». В 1992г. появилась полностью
пересмотренная версия данной рекомендации, и ее номер был изменен на
М.3010. Эта версия вновь претерпела изменения в 1996-2000 гг.
По сравнению с версией М.30 от 1988 г., в версии М.3010 в 1992 г. удалены
разделы по планированию и проектированию и раздел «Функции, связанные с
TMN». В версии 1992 г. добавлен также ряд новых разделов, в первую
очередь, «Информационная архитектура TMN». Наиболее важные изменения
в версии 1996 г. касаются логической многоуровневой архитектуры TMN.
Однако для второй половины 1990-х годов были характерны новые
достижения в отрасли информационных технологий, началась практическая
конвергенция сетей для передачи речи и данных, развивались
интеллектуальные сети, существенно сократились сроки внедрения новых
услуг электросвязи. Это привело к необходимости пересмотра некоторых
принципов TMN. C февраля 2000 г., рекомендации были пересмотрены. В
дальнейшем, если не будет сделано специальных оговорок, рассматриваются
положения, вошедшие в версии рекомендаций TMN, начиная с 2000 г.

5.

Модель логической взаимосвязи между рекомендациями TMN

6.

С 1988 г. также сформированы более 20 рекомендаций серии М.3ххх,
связанных с TMN Эти рекомендации призваны совершенствовать
специфические аспекты TMN, используя при этом М.3010 как основу для
углубления и доработки положений TMN
Большое количество рекомендаций TMN было разработано для управления
сетями ISDN. Европейский институт по стандартизации (ETSI), в свою
очередь, разработал ряд спецификаций отдельных элементов TMN, в
частности, интерфейса Q.3 для управления сетями SDH, а также
выделенными линиями связи.
Архитектура сети TMN обладает рядом характеристик, отличающих ее от
основных конкурентов — SNMP-продуктов и фирменных систем управления,
основанных на частных стандартах, например, систем на основе TL/1(M),
широко используемого североамериканскими операторами, но мало
распространенного в Европе.

7.

Наиболее значимыми из особенностей архитектуры TMN являются:
- возможность интеграции управления разнородными сетями за счет
комплексной стандартизации большого числа аспектов поведения и структуры
системы управления, а также в силу того, что стандарты TMN являются
официальными стандартами МСЭ-Т;
- высокая степень масштабируемости решений благодаря поддержке
семиуровневой модели ВОС и специальным элементам для построения
больших распределенных систем: промежуточной сети передачи данных,
средств маршрутизации и фильтрации сообщений с управляемыми
объектами, наличие информационной базы данных, хранящей информацию
об их свойствах и местоположении и т. п.;
- защищенность управления посредством использования открытых
стандартов безопасности Международной организации по стандартизации/
Взаимодействия открытых систем (International Standard Organization/Open
System Interaction - ISO/OSI).

8.

Архитектура и назначение
компонентов TMN
TMN является самостоятельной сетью, которая соединена с сетью
электросвязи согласно Рек. МСЭ-Т М.3010. Архитектура и принципы
построения TMN обеспечивают реализацию задач по управлению,
оперативному
контролю
и
эксплуатации
разнородного
телекоммуникационного оборудования и систем электросвязи, которые
изготовлены различными фирмами-производителями. TMN предназначена
для управления услугами сетей связи, для эксплуатации и технического
обслуживания оборудования, для оперативно-технического контроля и
администрирования сетевыми устройствами в целях обеспечения
нормативного качества оказания услуг связи.

9.

Модель TMN и сеть электросвязи

10.

Объектами управления TMN являются телекоммуникационные ресурсы.
Телекоммуникационные ресурсы управления физически представляют
собой реальное оборудование связи – стативы, функциональные блоки,
модули, на определенные свойства которых можно осуществлять
целенаправленное управляющее воздействие.
TMN предоставляет оператору связи услуги по управлению сетями
электросвязи (management service). Услуги управления определяются как
компоненты, предлагаемые TMN для удовлетворения потребностей
оператора в сетевом управлении. Самая элементарная из этих компонентов,
например генерация сообщения о неисправности, определяется как функция
управления (management function). TMN предоставляет оператору связи
широкий набор функций управления телекоммуникационными сетями и
ycлугами, обеспечивая обмен информацией в процессе управления. Обмен
информацией предусматривает, прежде всего, выдачу команд управления,
получение подтверждения получения команд, их выполнение и передачу в
систему управления результатов выполнения команд.

11.

Обмен командами управления и иной информацией между TMN и
оборудованием связи осуществляется через опорные точки (reference
points),
которые
реализуются
в
виде
стандартизованных
или
нестандартизованных интерфейсов TMN. Для передачи сигналов и команд
управления TMN соединяется с оборудованием систем и средств
электросвязи при помощи сети передачи данных (Data Communication
Network, DCN). DCN реализует транспортные уровни TMN согласно модели
ВОС (взаимодействия открытых систем). Функции прикладного уровня TMN
реализуются с помощью одной или нескольких операционных систем
(Operational Systems, OS) .

12.

Модель операционной системы в TMN

13.

B первую очередь, операционные системы обеспечивают обработку данных,
поступающих от управляемой сети электросвязи, в целях мониторинга и
контроля функционирования телекоммуникационного оборудования, а также
для обеспечения работы собственно TMN; поддерживают информационную
модель сети электросвязи, которая представляет собой описание физических
объектов электросвязи с использованием принятой информационной
технологии и специальных программных средств, например систем
управления базами данных (СУБД); обеспечивают работу прикладных
программных средств управления (приложение управления), которые,
собственно, и реализуют большинство услуг и функций управления
системами. Функции управления могут выполняться непосредственно
человеком-оператором или в автоматическом режиме. Кроме того, OS
обеспечивает поддержку терминалов пользователя, форматирование данных.
Некоторые
функции
управления
могут
выполняться
несколькими
операционными системами. В этом случае DCN используется для обмена
информацией между различными управляющими системами, а также для
соединения между рабочими станциями (Work Stations, WS) и операционными
системами, что позволяет операторам и администраторам получать и
интерпретировать информацию управления.

14.

Рабочие станции имеют графические человеко-машинные интерфейсы
согласно Рек. МСЭ-Т Z.300. Рабочая станция поддерживает язык общения
«человек-машина» и обладает возможностями обработки данных, средствами
ручного и автоматического ввода-вывода информации. Вместо WS может
использоваться терминал управления.
Кроме того, на основе DCN, данная TMN может взаимодействовать с другими
аналогичными
TMN.
Это
взаимодействие,
по
сути,
является
взаимодействием различных операционных систем.

15.

Минимальные возможности TMN обеспечивают единичное соединение между
управляющей системой, рабочей станцией и отдельным устройством
электросвязи. В максимальной конфигурации TMN представляет собой
технически сложную сеть, которая объединяет в единый комплекс управления
значительное число различных систем и средств электросвязи, используя при
этом несколько типов управляющих систем, с учетом территориальной
удаленности объектов управления друг от друга. При этом в TMN
учитывается, что сеть электросвязи состоит из многих типов аналогового и
цифрового оборудования, в частности, систем передачи SDH, PDH,
электронных и цифровых АТС, сигнальных пунктов системы общеканальной
сигнализации – ОКС № 7, оборудования для оказания телематических услуг,
серверов доступа в Интернет, маршрутизаторов и коммутаторов сетей
передачи данных. По стандартам TMN такое оборудование обычно
называется элементом сети, или сетевым элементом (Network Element, NE).
При необходимости описание элемента сети в TMN можно детализировать до
уровня отдельной стойки, статива, функционального блока, модуля. Элементы
сети предоставляют клиентам и абонентам услуги электросвязи благодаря
использованию телекоммуникационных технологий, а также поддерживают
обмен с OS. При этом элемент сети может быть централизованным или
распределенным, в том числе географически. В последнем случае имеется в
виду, например, АТС и ее выносы, территориально протяженная система
передачи и т.п.

16.

Характеристика функций и
уровней TMN
С учетом характеристик управления
функционально должна обеспечивать:
открытыми
системами
TMN
- обмен информацией управления между сетями электросвязи и сетью TMN;
- преобразование информации управления для различных систем связи в
единый формат с целью обеспечения совместимости и согласованности
данных в TMN;
- перенос информации управления между различными компонентами в TMN;
- анализ и соответствующую реакцию на информацию управления;
-преобразование информации управления в форму, которая понятна
пользователю системы управления — оператору или администратору.
- защищенный доступ к информации по управлению для пользователей
TMN;
- контроль крупных и сложных объектов управления.

17.

С точки зрения оператора связи можно сформулировать следующие цели,
которые должны быть достигнуты при внедрении TMN:
- минимальное время реакции системы управления на существенные
сетевые события;
- минимизация нагрузки, создаваемой системой управления; это особенно
важно в случае, когда для передачи информации управления используются
ресурсы сети электросвязи общего пользования, а не выделенные каналы
связи;
- реализация процедур для изоляции мест повреждения (неисправностей) в
реальном времени, возможность дистанционного вызова и запуска
процедур восстановления повреждений;
учет различных схем организации сетей связи при реализации функций
управления.

18.

Структура уровней управления в сети TMN

19.

Можно выделить три функциональных уровня (plane):
Уровень пользователя (user plane). На этом уровне осуществляется
оказание пользователю услуг электросвязи, например, прием и передача
речи, пакетизированных данных, видеоизображений и т.п. Уровень
пользователя или абонента сети электросвязи рассматривается в TMN с точки
зрения обмена данными по управлению с элементами сети NE. Обмен
осуществляется через стандартизованные интерфейсы TMN. На уровне
пользователя технически осуществляется доступ к услугам управления.
Уровень управления оборудованием (control plane) представляет собой
непосредственное управление оборудованием связи с помощью встроенного
или загружаемого программного обеспечения, использующего общепринятые
протоколы сигнализации, которое в реальном времени осуществляет
технологическое управление процессом установления соединений и
разъединений, маршрутизацию вызовов, обмен и обработку сигнализации и
т.п. Для устаревшего электромеханического оборудования управление
осуществляется с помощью релейных схем.

20.

Уровень менеджмента (management plane) включает общее
управление сетью и управление развитием телекоммуникаций. Здесь можно
выделить управление установкой, монтажом, техобслуживанием и
эксплуатацией оборудования связи, контроль настроек и тестирование
средств связи, управление трафиком, обеспечение информационной
безопасности, мониторинг сетевой инфраструктуры, реконфигурацию сети в
случае неисправностей с тем, чтобы позволить уровню пользователя и
уровню контроля функционировать с максимальной эффективностью.
Уровень менеджмента содержит функции, реализованные с помощью
прикладного программного обеспечения, что обеспечивает вмешательство в
работу технологического управления сетей и систем электросвязи. На этом
уровне непосредственно не затрагивается процесс обслуживания
поступающих вызовов.
TMN осуществляет мониторинг всей сети электросвязи (а не только
локальных участков, как это делается на уровне управления
оборудованием), вырабатывает управляющие решения, исходя из реальных
сетевых условий и сопутствующей информации. При этом могут
использоваться элементы экспертных систем и баз знаний о возможном
развитии сетевых событий. В сущности, «интеллект» сетевого управления
функционирует «снаружи» сети электросвязи, что расширяет возможность
централизованного
предоставления
услуги
управления
для
интеллектуальных сетей, сетей подвижной радиосвязи, сетей доступа и т.п.

21.

Виды архитектуры TMN
- функциональная архитектура TMN, которая описывает ряд функций управления;
- физическая архитектура TMN, которая определяет, как и какими средствами
функции управления могут быть реализованы на вычислительном и ином
оборудовании;
- информационная архитектура TMN, которая описывает понятия TMN на основе
стандартов управления ВОС в рамках объектно-ориентированного подхода;
- логическая многоуровневая архитектура TMN (Logical Layered Architecture, LLA),
которая показывает, как управление сетью может быть структурировано в
соответствии с различными потребностями администрации связи.

22.

Функциональная архитектура TMN
Функциональная архитектура TMN состоит из следующих основных компонентов:
функциональные блоки (functional blocks) — наименьшие (элементарные)
единицы TMN, которые могу быть стандартизированы;
функции приложений управления (Management Application Functions, MAF) функции, которые предоставляют одну или несколько услуг управления. Они
являются основой для формирования услуг управления. В рамках одного
функционального блока реализуется одна MAF;
функции управления TMN (TMN Management Function, TMN MF) и набор
функций управления TMN (TMN management function sets). Функции
управления TMN обеспечивают взаимодействие между парами MAF в
управляющей и управляемой системах и группируются в набор функций
управления. Набор TMN MF - многократно используемый компонент, который
можно применять для различных услуг управления, не зависит от протоколов,
применяемых в коммуникационной модели управления;
опорные точки (reference points) — описание требований к интерфейсам
TMN. Опорные точки не определяют протокол информационного обмена, но
отражают суть взаимодействия между функциональными блоками, позволяют
определить все возможные функции, которые данный функциональный блок
запрашивает у других блоков, и служат своего рода «разделителями»
функциональных блоков.

23.

четыре типа функциональных блоков:
- управляющей системы (Operations
Systems Function block, OSF);
- элемента сети (Network Element
Function block, NEF);
- рабочей станции
Function block, WSF);
- преобразования
Function block, TF).
Функциональные блоки TMN
(Workstation
(Transformation

24.

Функциональная архитектура TMN вводит понятие опорных точек (reference
points), чтобы обозначить границы взаимодействующих функциональных
блоков. Три класса опорных точек (q, f и x) полностью описаны в
рекомендациях TMN, а другие классы (g и m) располагаются вне систем
TMN и описываются рекомендациями МСЭ-Т лишь частично
Опорные точки и функциональные блоки TMN

25.

Функциональный блок элемента сети, NEF. Как говорилось выше, в
терминологии TMN управляемое оборудование, т.е. физические компоненты
сетей и систем связи, обозначаются как элементы сети (NE). Таким образом,
NEF описывает функции оборудования электросвязи, которые доступны для
управления со стороны TMN. Эти функции не являются частью TMN. Кроме
того, NEF поддерживает обмен информацией с TMN для обеспечения
передачи управляющих команд и информации управления. Именно эта
часть NEF, которая доступна TMN, изображена внутри границ TMN.
Функциональный блок управляющей системы, OSF. Функции управляющей
системы
инициализируют
операции
управления
и
получают
сообщения/уведомления об их выполнении. OSF устанавливает связь и
взаимодействует с NEF через опорную точку q. В отдельно взятой TMN
(эксплуатируемой одной администрацией связи) обмен между несколькими
OSF осуществляется через опорную точку q. Связь между OSF в различных
TMN
(эксплуатируемых
различными
администрациями
связи)
осуществляется на основе опорной точки х.

26.

Функциональный блок рабочей станции, WSF позволяет представлять
информацию управления для пользователя в наиболее доступной и ясной
форме. WSF включает поддержку интерфейса с пользователем через
опорную точку g. Этот аспект WSF не является частью стандартов TMN,
поэтому WSF расположена на краю оболочки TMN, a опорная точка g— вне
рамок TMN.
Функциональный блок преобразования, TF используется для организации
связи между двумя сущностями, которые имеют несовместимый механизм
информационного
обмена.
Несовместимыми
могут
оказаться
информационные модели, протоколы обмена или оба этих элемента. TF
может использоваться как для связи функциональных блоков внутри сети
TMN, так и для организации взаимодействия с внешними системами. В
частности, на границе TMN TF обеспечивает взаимодействие с окружением,
которое не соответствует стандартам TMN, и преобразует информацию на
участке от опорных точек q (которые являются стандартными опорными
точками TMN) и опорными точками m. Так как опорная точка m не является
целиком стандартной с точки зрения TMN, часть TF показана на краю
оболочки TMN. Кроме того, TF осуществляет хранение, фильтрацию и
преобразование информации управления из некоторой локальной или
частной формы в стандартизированную форму.

27.

Функциональный блок TF выполняет функции Q-адаптера (Q Adaptor
Function, QAF), которая присутствовала в прежних версиях рекомендаций
TMN. Так же, как TF, функция QAF использовалась, чтобы соединить с TMN
объекты, которые не поддерживают опорные точки стыка TMN.
Одновременно на TF возложена реализации ранее существовавшей
функции медиации (Mediation Functions, MF), которая использовалась для
организации соединения и взаимодействия между одиночными или
множественными NEF/QAF и OSF.

28.

Рек. МСЭ-Т М.3010
NEF
NEF
OSF
TF
q
q
WSF
OSF
q
q, x*
q
f
TF
q
q
q
f
f
f
WSF
Не TMN
m
Примечания.
*x интерфейс применяется, когда OSF находятся в разных функциональных блоках.
Опорная точка g находится между WSF и персоналом, управляющим сетью.
He TMN
m
g
g

29.

Физическая архитектура TMN
После определения функциональной архитектуры необходимо определить
физическую архитектуру TMN, которая показывает, как функции TMN,
определенные в функциональной архитектуре, могут быть реализованы с
помощью информационных технологий, вычислительной техники и
телекоммуникационного оборудования. Физическая архитектура TMN менее
абстрактна, чем функциональная архитектура, и показывает, как
функциональные блоки могут быть реализованы с помощью физических
блоков (phisical blocks).
Физическим блокам соответствуют оборудование связи, ЭВМ, системное или
прикладное программное обеспечение. Опорные точки реализуются с
помощью интерфейсов (interfaces). Физическая архитектура определяет, как
функциональные блоки и опорные точки могут быть реализованы с
помощью программно-аппаратных средств.

30.

Взаимосвязь между различными архитектурами TMN

31.

Физическая архитектура TMN состоит из следующих физических блоков:
- элемент сети (NE);
- устройство медиации (Mediation Device, MD);
- Q-адаптер (QA);
- операционная система (OS);
- рабочая станция (WS);
- сеть передачи данных (DCN).

32.

Физическая архитектура TMN

33.

Физические блоки являются реализацией одноименных функциональных
блоков. Например, блок «элемент сети» выполняет функции оборудования
связи. Функции трансформации в данном случае разделяются на две
составляющие: функции адаптации, которую реализуют устройства
адаптации, и функции медиации, которую выполняют устройства
медиации.
Функции адаптации и реализующие данную функцию устройства
адаптации (Adaptation Device, AD) обеспечивают информационный обмен
между физическими элементами, не поддерживающими стандарты TMN, и
элементами сети или операционной системой, которые соответствуют
принципам TMN. В этом случае необходимо применение физического
устройства, которое называется Q-адаптером (Q-adapter, QA).

34.

Q-адаптер обеспечивает подключение элемента сети с несовместимым с
TMN интерфейсом к Q-интерфейсу TMN. Характерным примером такого
взаимодействия может быть подключение устаревшей электромеханической
или квазиэлектронной АТС к сети TMN. Адаптер поддерживает интерфейсы
TMN, интерфейс к не-TMN системе, а также при необходимости внешние
интерфейсы для вывода информации (например, аварийной). Выделяют
также Х-адаптер (X-adapter, ХА), который позволяет организовать обмен
информацией между операционной системой TMN и несовместимой с TMN
операционной
системой,
которая
не
поддерживает
стандартный
коммуникационный механизм TMN. Таким образом, унаследованная
автоматизированная система технической эксплуатации с устаревшим типом
программного управления может взаимодействовать с операционной
системой TMN через Х-адаптер.
В свою очередь, устройства медиации MD осуществляют трансформацию
данных при обмене между физическими блоками TMN, которые
поддерживают несовместимый механизм обмена информацией. Здесь также
различают Q-медиатор (Q-Mediator, QM) и Х-медиатор (X-Mediator, ХМ). Qмедиатор поддерживает соединения внутри TMN, а Х-медиатор — между
операционными системами различных TMN. Адаптеры и медиаторы могут
выполнять функции преобразования форматов данных.

35.

Существует техническая возможность разработки на базе одного
физического блока нескольких функциональных блоков одного и того же или
различных типов. Например, операционная система может быть
использована для выполнения нескольких OSF, а также применяться для
реализации OSF, MF и WSF. В случае если блок построения реализует
несколько функциональных блоков различных типов, выбор наименования
блока определяется его преобладающим использованием. Функциональное
разделение
должно
осуществляться
так,
чтобы
взаимодействие
осуществлялось через четко определенные опорные точки.

36.

Рек. МСЭ-Т М.3010
NE
NEF
TF
OSF
WSF
Об
Вз
Вз
Вз
Об
Вз
QA, ХА, QM, ХМ
Об
OS
Вз
WS
Примечание. Об — обязательно; Вз — возможно.
Об

37.

Интерфейсы TMN
Интерфейсы могут рассматриваться как физическая реализации опорных
точек TMN. В то время как опорные точки можно сравнить с услугами
управления, интерфейсы можно сравнить со стеками протоколов, которые
реализуют эти услуги. Интерфейсы осуществляют реализацию физического
взаимодействия между различными элементами (физическими блоками)
TMN или взаимодействие TMN и внешнего окружения. С точки зрения
модели ВОС интерфейсы обеспечивают интероперабельность, т.е. позволяют
сохранять взаимодействие между различными открытыми системами или
между уровнями открытых систем. Для TMN это означает организацию
взаимодействия между физическими блоками TMN безотносительно к типу
устройств и фирме-поставщику. При этом стандартный интерфейс TMN
получает то же самое имя (записывается прописными буквами), что и
соответствующая опорная точка.

38.

Интерфейсы TMN можно рассматривать в двух аспектах: в аспекте
концепции TMN и в физическом аспекте. Концептуальный аспект описания
интерфейса определяется посредством опорной точки. В этом аспекте
интерфейс характеризуется подсистемой сообщения M-Part (message part),
в то время как в физическом аспекте — подсистемой протокола P-Part
(protocol part). В рамках модели ВОС, которая используется в TMN, M-Part
определяет структуру сообщения, посланного или полученного от
управляемого объекта. P-Part определяет стек протоколов, используемый
для передачи этого сообщения. Последнее определяет профиль
интерфейса, т.е. совокупность протоколов различных уровней модели ВОС,
которые поддерживают данный протокол.

39.

Интерфейсы TMN
Взаимосвязь между опорной точкой и интерфейсом

40.

Взаимосвязь опорных точек и соответствующих им интерфейсов выглядит
следующим образом: опорной точке q соответствует интерфейс Q, опорной
точке x соответствует интерфейс X, опорной точке f соответствует
интерфейс F.
Q-интерфейс характеризуется прежде всего тем, какая часть информации
об управляемом объекте используется совместно операционной системой
и элементом сети (другой операционной системой). Другими словами, Qинтерфейс определяет, какие телекоммуникационные ресурсы и операции
элемента сети будут «видны» TMN, а какие ресурсы «не видны». Qинтерфейс применяется также на стыках OS – NE и OS – OS.
F-интерфейс позволяет соединить рабочую станцию WS и физические блоки
TMN, которые поддерживают реализацию OSF и TF. Соединение
осуществляется через сеть передачи данных.
Х-интерфейс поддерживает взаимосвязь TMN и других внешних систем,
включая, разумеется, иные TMN, а также используется для управления
предоставлением коммерческих услуг. Это возможно при наличии в
соответствующих системах интерфейсов, взаимодействующих с TMN.

41.

Информационная архитектура TMN
На
технологическом
уровне
управление
телекоммуникациями
представляет собой обработку информации, поступающей от элементов
сети, специализированными программными приложениями. Необходимо
осуществлять
информационный
обмен
между
многочисленными
устройствами и оборудованием связи, операторами и провайдерами услуг.
Поэтому в настоящее время управление телекоммуникациями реализуется
на базе распределенных программных приложений. Информационная
архитектура TMN, в рамках которой осуществляется обмен данными по
управлению, основана на модели управления согласно стандарту ВОС,
Рек. МСЭ-Т Х.720,
использует объектно-ориентированный подход и
оказывает непосредственное влияние на спецификацию интерфейсов
TMN. Ключевыми элементами информационной архитектуры являются
информационные элементы, модели взаимодействия элементов и
собственно информационные модели.

42.

Информационные элементы с точки зрения объектно-ориентированного
подхода и принципов ВОС моделируются как управляющие и управляемые
объекты. В дальнейшем рассматривается описание управляемого объекта как
наиболее существенной части информационной архитектуры TMN. Согласно
модели ВОС описание управляемого объекта осуществляется с помощью
контура управляемого объекта (managed object boundary). В этом контуре
указаны характеристики объекта, доступные для управления, в частности:
- атрибуты, которые описывают свойства объекта;
- операции, которые могут выполняться на объекте;
- поведение или режим работы объекта, которые задаются согласно операции;
- сообщения или уведомления, которые выдаются объектом.

43.

Информационная архитектура TMN
Управляемый объект

44.

Взаимодействие менеджера и агента в информационной архитектуре TMN

45.

Программное приложение, которое выдает команды управления и
принимает уведомления, является программой-менеджером. Приложение,
установленное на элементе сети, выполняющее управляющие команды и
посылающее уведомления от имени управляемых объектов, является
программой-агентом. Менеджер устанавливает взаимосвязь с агентом для
осуществления управляющего взаимодействия. Возможное нарушение
такой взаимосвязи может быть обнаружено обеими сторонами.
Как только связь между менеджером и агентом установлена, может
начаться обмен управляющей информацией. Программа-менеджер может
потребовать выполнения операций «Создать» (CREATE), «Удалить»
(DELETE), «Выполнить» (ACTION) в отношении Управляемых объектов в
целом, а также операций «Получить» (GET) и «Установить» (SET)
относительно атрибутов управляемых объектов. В итоге, получив команду
начать ту или иную операцию, программа-агент выполняет требуемое
действие на управляемом объекте и посылает менеджеру сообщение о
результатах или подтверждение о выполнении операции.

46.

Программа-агент выступает своего рода посредником между менеджером и
управляемым ресурсом. При этом агент с помощью функционального
интерфейса взаимодействует с управляемыми физическими ресурсами.
Описание ресурсов агент поддерживает с помощью информационной модели
управляемого ресурса. В этой модели отражаются рабочие характеристики
ресурса, на которые можно воздействовать или которые можно
контролировать в процессе управления. С другой стороны, менеджер также
поддерживает информационную модель управляемого ресурса, т.е.
информационные модели агента и менеджера в основном одинаковые. Но
информационная модель менеджера может быть более точна, так как
информация менеджера является нормализованной, упорядоченной. Это
происходит благодаря агенту, который фильтрует поток данных в сторону
менеджера от
незначительных ошибок,
искажений. Кроме того,
информационная модель менеджера включает модели нескольких ресурсов.
Модель агента часто называют базой данных управляющей информации
(Management Information Base, MIB). Для обновления своей базы данных
менеджер всегда запрашивает агента. В MIB хранятся атрибуты управляемых
объектов, описания классов, которые соответствуют элементам сети. MIB
является по сути абстрактным описанием характеристик управляемых
ресурсов, и позволяет хранить описание действий, которые можно
осуществлять над управляемыми объектами. Т.е. MIB позволяет
программным приложениям управления (в первую очередь агенту, затем
менеджеру) получать информацию об управляемых объектах.

47.

Управляемые объекты могут самостоятельно выдавать уведомления,
например, о своем состоянии при наступлении некоторых заданных
событий. Уведомления обычно означают, что на объекте произошло чтолибо, представляющее интерес, например, создание, удаление объекта или
изменение значений его атрибутов. Агенты доставляют уведомления
менеджеру
либо
непосредственно,
либо
через
дискриминаторы
(descriminators)
передачи
событий.
Дискриминаторы
являются
управляемыми объектами, фильтрующими события, поступающие от
агентов. Фильтрация гарантирует прием менеджером информации только о
событиях, представляющих интерес, или согласно приоритета сообщения.
Например, сообщения о критических неисправностях будут направлены
менеджеру в первую очередь, а сообщения о незначительных
неисправностях смогут поступить только после отработки сообщения о
критических неисправностях.
Другой важный аспект управления системами в TMN состоит в том, что
передача управляющих команд основана на модели асинхронной передачи
сообщений.

48.

Все операции, осуществляемые над управляемым объектом, могут быть
разделены на четыре примитива (или типа): запросы, ответы, подтверждения
и указания. Эти примитивы используются следующим образом:
- чтобы выполнить операцию, менеджер посылает управляющую команду
(сообщение-запрос);
- когда такое сообщение поступает агенту, оно принимается как сообщениеуказание;
- агент выполняет требуемое действие и может послать сообщение-ответ;
- сообщение-ответ принимается менеджером как сообщение-подтверждение.
Агент посылает ответное сообщение, если в исходном запросе затребовано
подтверждение. Операции GET (получить), CANCEL-GET (отменить
получение), CREATE (создать) и DELETE (удалить) подтверждаются всегда;
операции SET (установить), EVENT-REPORT (сообщение о событии) и
ACTION (выполнить) могут подтверждаться или нет. С учетом использования
технологии «агент-менеджер» функциональная архитектура TMN имеет вид,
представленный на следующем слайде.

49.

Функциональная архитектура TMN, менеджеры (М) и агенты (А)

50.

В целом информационная модель управления в TMN представляет собой
информационную конструкцию, которая поддерживается функциональными
блоками менеджеров и распределенными знаниями по управлению (Shared
Management Knowledge, SMK), которые могут быть распределены по
нескольким узлам TMN.
Информационная модель управления представляет собой абстрактное
описание сетевых ресурсов, доступных для управления, и соответствующих
операций
управления,
определяет
стандарты
для
содержания
информационного массива, который появляется в ходе сетевого управления.
Информационная модель относится к прикладному уровню модели ВОС,
поэтому при ее разработке требуется организовать взаимодействие с
другими приложениями 7-го уровня модели ВОС, которые используются для
хранения, поиска и обработки информации.

51.

Логическая многоуровневая архитектура TMN
В рамках концепции TMN существует определенная
иерархия
«обязанностей», связанных с управлением теми или иными объектами. Такая
иерархия может быть описана с помощью термина «уровень управления»;
соответственно архитектура, которая описывается с помощью уровней,
называется логической многоуровневой архитектурой (Logical Layered
Architecture, LLA) TMN.
Для упрощения управления и разграничения полномочий между различными
участниками процесса управления функциональные возможности TMN
вместе с необходимой информацией могут быть разбиты на ряд логических
уровней. Принцип такой иерархического разбивки показан на следующем
слайде.

52.

Фрагмент функциональности управления SAP

53.

Уровень 2 на границе между уровнями 1 и 2 предоставляет услуги по
управлению уровню 1. Предоставление услуг реализовано с помощью
передачи на вышестоящий уровень 1 информации управления, которая
формируется с помощью программы-агента уровня 2. Управление, которое
осуществляется на уровне 1, не требует детальной и подробной
информации о состоянии уровня 2; программа-агент на уровне 2 будет
формировать только ту информацию управления, которая необходима для
принятия решений на уровне 1 по принципу «знать только то, что нужно для
работы». Принцип иерархического представления может применяться
рекурсивным способом — предоставление информации управления
уровнем 3 может быть обеспечено для уровня 2 с помощью программыагента уровня 3.
Принципиально важно отметить, что по аналогии с моделью ВОС уровень 1
не может напрямую управлять уровнем 3, для этого уровень 1 получает
услуги управления от уровня 2, а уровень 2, в свою очередь, получает
услуги управления от уровня 3. Другими словами, уровень 1 управляет
уровнем 3 через уровень 2.

54.

Функциональные возможности сети TMN могут быть разбиты на
следующие уровни:
- элемента сети (Network Element Layer, NEL);
- управления элементом (Element Management Layer, EML);
- управления сетью (Network Management Layer, NML);
- управления услугами (Service Management Layer, SML);
- управления бизнесом (Business Management Layer, BML).
Эти уровни, включая их функциональные блоки и опорные точки, показаны на
следующем слайде.

55.

Логическая многоуровневая архитектура TMN и связь с другими архитектурами

56.

Реализации TMN могут включать бизнес-функции (Business Operation System
Function, B-OSF), которые имеют отношение ко всем управляемым
сетям/системам связи и осуществляют общую координацию делового
управления оператора связи.
Сервисные функции (S-OSF) на уровне управления услугами имеют
отношение к услугам связи, предоставляемым с помощью технических
средств одной или нескольких сетей электросвязи,
и обеспечивают
интерфейс с абонентом или клиентом.
Сетевые функции (N-OSF) реализуют функции управления приложениями
TMN, которые ориентированы на управление сетями связи. При этом N-OSF
взаимодействуют с функциями элементов сети (E-OSF). В свою очередь, EOSF обеспечивают управление отдельными сетевыми элементами. В итоге
N-OSF и E-OSF обеспечивают управление сетью электросвязи на уровне
телекоммуникационного
оборудования
и
предоставляют
сетевую
информацию по запросам сервисных S-OSF.
Функции элемента сети (Network Element Function, NEF) входят в состав
уровня EML и управляются с его стороны или со стороны уровня сетевого
управления.

57.

В рамках LLA предполагается, что программы-менеджеры OSF любого
уровня могут управлять OSF-агентами, находящимися на том же уровне,
либо на нижерасположенном уровне. Это управление как в пределах данной
TMN, так и между различными системами TMN осуществляется через
опорные точки q или x соответственно. Управление агентами NEF
осуществляется с помощью E-OSF либо OSF других уровней.
Уровень элемента сети — это собственно телекоммуникационное
оборудование с функционирующей программой-агентом для сбора
информации и обработки управляющих воздействий, поступающих от
уровня управления элементом.
Уровень управления элементом сети. Отдельные элементы сети
управляются с помощью E-OSF на уровне управления элементом сети. На
этом уровне осуществляется взаимодействие со специфическими
функциями данного оборудования, реализация которых зависит от
поставщика оборудования. В результате специфические функции
оборудования «скрываются» уровнем управления сетевым элементом от
других уровней модели TMN.

58.

В качестве примера можно привести следующие функции, выполняемые на
уровне управления элементом сети:
- обнаружение ошибок и неисправностей телекоммуникационного
оборудования и систем связи;
- измерение потребляемой мощности;
- измерение температуры оборудования;
- измерение задействованных ресурсов оборудования связи, например,
загрузки центрального процессорного элемента, наличия свободного места в
буфере передачи/приема, длины очереди и т.п.;
- регистрация статистических данных;
- модификация программного обеспечения.
Следует отметить, что OSF на уровне управления элементом и NEF могут
быть выполнены в виде единого или различных программно-аппаратных
модулей.
Уровень управления сетью осуществляет функции управления, касающиеся
взаимодействия
между
многими
видами
телекоммуникационного
оборудования. На уровне управления сетью внутренняя структура элемента
сети «невидима», это означает, к примеру, что состояние буфера устройства
приема/передачи, температура оборудования и т.п. не могут напрямую
контролироваться и управляться этим уровнем.

59.

Примеры функций, выполняемых на уровне управления сетью:
- создание полного представления о сети (информационная модель сети);
- создание обходных путей установления соединения с целью поддержки
QoS для конечных пользователей;
- модификация и обновление таблиц маршрутизации;
- мониторинг загрузки линий и каналов связи;
- оптимизация возможностей сети для повышения эффективности
использования средств и систем связи;
- обнаружение неисправностей и ошибок программного обеспечения.
OSF на уровне управления сетью используют информацию управления,
которая не зависит от производителей систем. Эта информация
предоставляется OSF на уровне управления элементом сети. OSF на уровне
управления сетью функционирует в виде программы-менеджера, а на уровне
управления элементом сети — в виде программы-агента.

60.

Уровень управления услугами (сервисами) затрагивает вопросы управления,
которые непосредственно касаются пользователей услуг связи. Это могут
быть клиенты оператора, абоненты сетей связи, а также администрации
операторов связи или провайдеров услуг. Управление услугами
осуществляется на основе информации, которая предоставляется уровнем
управления сетью; при этом уровень управления услугами «не видит»
детальную внутреннюю структуру сети. Маршрутизаторы, АТС, системы
передачи не могут непосредственно управляться с уровня управления
услугами.
Примеры функций управления, которые выполняются на уровне управления
услугами:
- контроль качества услуг связи (задержки, потери, и т.д.);
- учет объема использования услуг связи;
- добавление и удаление пользователей;
- назначение сетевых адресов и номеров телефонных аппаратов;
- сопровождение группы адресов или номеров, например, присоединенного
оператора.

61.

Формулировка и использование понятия «управление услугами» является
одним из наиболее ценных вкладов концепции TMN в разработку системы
управления услугами и сетями связи.
Управление услугами может использоваться в таких случаях:
Первый случай — два оператора обмениваются информацией по управлению
для
того,
чтобы
управлять
своими
взаимосвязанными
сетями
(межоператорское управление). Из соображений безопасности и в условиях
конкуренции на рынке связи каждый из этих двух операторов будет скрывать
внутреннюю структуру своей сети связи от другого оператора. Обмен будет
осуществляться только в той части информации управления, которая
необходима для обеспечения качества предоставления услуг связи. К примеру,
это могут быть данные о приоритетах абонента или профиль услуг абонента.
Второй случай — оператор, который предоставляет определенные виды
связи, использует транспортную сеть другого оператора, чтобы соединить свои
элементы сети. Данный случай характерен для поставщиков услуг IPтелефонии или других IP-сервисов, которые используют сеть оператора ATM,
чтобы осуществить соединение IP-маршрутизаторов.
Третий случай — оператор сети связи обменивается информацией
управления с системой управления, которая принадлежит одному из клиентов
оператора или присоединенному оператору связи. Основной оператор
скрывает внутреннюю структуру сети от клиента и обеспечивает доступ только
к общей информации о качестве предоставленных услуг.

62.

Уровень управления бизнесом отвечает за управлением целым
предприятием. Этот уровень следует рассматривать в широком контексте,
при этом управление связью — это только часть управления бизнесом.
Управление бизнесом можно рассматривать скорее как целевую установку,
нежели как достижение цели. По этой причине управление бизнесом
связано скорее со стратегией управления сетями электросвязи в
экономическом аспекте, нежели с оперативным управлением сетью.
На основании логической многоуровневой архитектуры TMN можно
осуществлять логическое разбиение систем управления (Management
System, MS), которые являются физической реализацией системы
управления на принципах TMN. Система управления представляет собой
распределенную или централизованную вычислительную систему, которая
состоит из серверных ЭВМ, рабочих станций и персональных компьютеров,
которые связаны между собой с помощью сетевого оборудования DCN. На
серверах и компьютерах установлено разнообразное программное
обеспечение (ПО): сетевые операционные системы, ПО удаленного доступа,
системы управления базами данных (СУБД), операционные системы
рабочих станций, приложения управления электросвязью и средства
администрирования этими приложениями.

63.

Традиционно системы управления включают в физические архитектуры
TMN вместо физических блоков. Это позволяет упростить схемы
функциональных архитектур, так как MS может содержать несколько OS.
Для описания принадлежности систем управления к уровням LLA
применяются следующие обозначения:
- система управления бизнесом (Business Management System, BMS);
- система управления услугами (Service Management System, SMS);
- система управления сетью (Network Management System, NMS);
- система управления элементами (Element Management System, EMS).
Администрации связи пользуются услугами управления сетями связи с
помощью программных приложений управления, которые поддерживаются
операционной системой. Приложения управления могут осуществлять
аналитическую обработку данных и взаимодействовать с пользователями.
Например, пользователь может вывести на экран графики ежедневной
нагрузки, сведения об отказах оборудования, проанализировать качество
предоставления услуг связи и т.п. Кроме того, приложения управления
осуществляют сбор, обработку данных от оборудования и систем
электросвязи, генерируют и передают управляющие воздействия на элемент
сети.

64.

Управление открытыми
системами
Наиболее важными принципами управления, позаимствованными из модели
управления ВОС, являются:
- использование концепции «агент-менеджер»;
- использование объектно-ориентированного подхода;
- использование идеи «управления доменами» (management domains).
Различия в подходах к управлению в Концепции TMN и на основе принципов
ВОС следующие.
1.Модель ВОС определяет единственно возможную архитектуру системы
управления, в то время как TMN — множество архитектур для различных
уровней представления объектов управления. В принципе множественность
архитектур управления является полезной, так как в этом случае каждая
архитектура предоставляет дополнительные возможности управления. Однако
в этом случае разработчикам необходимо быть крайне осторожными, чтобы
взаимосвязи между различными архитектурами были максимально ясными
для понимания пользователей.

65.

2.TMN определяет структуру управления для нескольких уровней
ответственности за управление, которые действительно существуют на
реальных телекоммуникационных сетях. Управление ВОС не обеспечивает
такую структуру. Структура управления TMN сейчас широко известна как
логическая многоуровневая архитектура. Преимущество такой структуры
состоит в упрощении понимания целей управления; в результате методы
управления становятся проще и понятнее для администратора сети.
3. В противоположность ВОС концепция TMN предполагает принципиально
разделить сеть, которая является объектом управления (сеть электросвязи),
и сеть, которая осуществляет управление (TMN) с помощью передачи
данных по DCN.
Разделение сети управления и телекоммуникационной сети предотвращает
потенциальные проблемы, связанные с надежностью работы сети. Даже в
случае отказа телекоммуникационной сети остается возможность
обращаться к неисправному объекту через сеть управления. В этом плане
TMN имеет лучшие возможности по управлению, нежели подходы,
предлагаемые ВОС или SNMP. Однако выделенная сеть управления
требует дополнительного оборудования, что приводит к росту стоимости
объектов.

66.

Следует отметить, что отказы могут происходить и в сети управления, и,
следовательно, возникает необходимость управления самой сетью
управления (метауправление). В итоге создание платформы метауправления
вновь приводит к дополнительным затратам.
Несмотря на указанные выше различия, концепция TMN в целом
соответствует модели управления открытыми системами. В результате
управление по стандартам TMN обладает недостатками, присущими модели
ВОС, а именно:
- протоколы ВОС имеют достаточное число произвольно используемых
возможностей (опций), в результате чего зачастую сложно достигнуть
взаимодействия между стеками протоколов ВОС, которые разработаны
различными поставщиками;
- программа, выполняющая роль менеджера или агента, исполняется, как
правило, на одном физическом элементе (узле) и не включает компоненты,
распределенные по всем узлам сети связи;
-информационная модель тесно связана только с одним протоколом CMIP и
не всегда может поддерживать взаимодействия в других средах (например,
CORBA);
-недостаточно развиты инструментальные средства проектирования и
разработки систем управления на базе платформы ВОС.

67.

В результате на базе платформы управления ВОС в современных
конвергентных сетях невозможно достичь взаимодействий между
процессами. Поэтому разработка новых рекомендаций имеет следующие
цели:
- обеспечение независимости информационных и функциональных моделей
управления от коммуникационной модели управления;
- обеспечение возможности использования в TMN-системах всех наиболее
распространенных коммуникационных моделей и соответствующих
протоколов — OSI (CMIP), SNMP и CORBA IDL;
- гарантии преемственности и возможности взаимодействия с системами
управления, унаследованными от «классической» TMN;
- стандартизация эксплуатационных процессов, образующих услуги
управления. В первую очередь эти стандарты будут разрабатываться для
процессов, которые выполняются совместно персоналом разных
операторов;
применение при проектировании систем управления унифицированного
языка моделирования (Unified Modeling Language, UML), который принят в
качестве стандарта для проектирования объектно-ориентированных систем.

68.

В результате на базе платформы управления OSI в современных
конвергентных
телекоммуникационных
сетях
невозможно
достичь
взаимодействие между процессами. В связи с этим МСЭ-Т с 2000г. приступил
к выпуску пересмотренных рекомендаций по TMN (TMN-2000).
Новые Рекомендации содержат реализацию следующих задач:
обеспечение независимости информационных и функциональных моделей
управления от коммуникационной модели управления;
обеспечение возможности использования в TMN-системах всех наиболее
распространенных моделей и соответсвующих протоколов – OSI (CMIP),
SNMP и CORBA IDL;
гарантии преемственности и возможности взаимодействия с системами
управления, унаследованными от «классической» TMN;
стандартизация эксплуатационных процессов, образующих услуги
управления.

69.

Таким образом, к настоящему моменту кандидатами являются четыре
технологии для использования в управлении сетями связи:
TMN, базирующаяся на протоколе СМIР и на языке описания объектов
(компонентов) ASN.1/GDMO. Концепция поддерживается Комитетом МСЭ-Т;
CORBA, базирующаяся на программной шине ORB и на языке описания
объектов IDL. Концепция поддерживается Группой OMG и Форумом TMF;
JavaBeans, базирующаяся на языке Java, протоколе TCP, методах RMI.
Концепция поддерживается фирмой SUN и опирается на мощь мирового
сообщества производителей (TMF), проповедуя политику открытого подхода к
совершенствованию технологии;
DCOM, базирующаяся на компонентном подходе и методах RPC,
использующая механизм взаимодействия, ориентированный на платформу
Windows 9x/NT.

70.

DCOM
(RPC, Windows
9x/NT)
Чистый TMN (CMIP,
ASN.1/GDMO)
ITU-T ?
Microsoft ?
СЕТИ
СВЯЗИ
OMG + TMF ?
CORBA
(ORB, IDL)
Sun + TMF ?
JAVA (Beans)
(RMI, TCP)
Кандидаты на работу в среде TMN

71.

Технология находится в монопольном владении Microsoft.
Каждая из рассмотренных технологий сейчас находится сегодня на
переходном этапе развития .
Следует отметить, что практические задачи на ближайшее будущее —
создание адаптеров сетевых элементов и центров управления с
использованием компонентного подхода, разработка объектных моделей
для них, реализация Агентов и Менеджеров для работы с этими объектами.

72.

Вопросы и задания для самоконтроля
1. Дать определение Концепции развития TMN
2. Какие основные особенности архитектуры TMN?
3. Перечислить основные функции TMN
4. Какие разработаны виды архитектуры TMN?
5. Пояснить назначение интерфейсов TMN
6. Назначение менеджера в управляющей системе
7. Назначение агента в управляюшей системе
8. Какие существуют уровни управления в сети TMN?
9. Какие особенности управления в рамках ВОС?

73.

Письменные задания
1. Перчислить рекомендации МККТТ и МСЭ-Т серии М.3ххх и обосновать их
назначение, связанное с технологией TMN
2. Обосновать взимодействие стандарта TMN с сетью электросвязи
3. Привести структурную схему модели операционной системы в TMN
4. Обосновать назначение уровней управления в сети TMN
5. Пояснить структуру размещения и назначение опорных точек и
функциональных блоков в сети TMN
6. Привести структурную схему и пояснить взаимосвязь различных видов
архитектур в технологии TMN
7. Обосновать выбор структурной схемы взаимосвязи опорных точек с
интерфейсами в TMN
8. Привести и пояснить структурную схему взаимодействия МЕНЕДЖЕРА и
АГЕНТА в TMN
9. Представить основные методы управления сетью и услугами