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题名:
社区宽带综合业务网络管理技术研究
作者: 孙延涛
答辩日期: 2006-05-31
授予单位: 中国科学院软件研究所
授予地点: 软件研究所
学位: 博士
关键词: 社区宽带网络 ; 综合业务 ; 网络管理 ; 拓扑发现 ; 故障管理 ; 性能管理 ; 网络管理体系结构
摘要: 社区宽带综合业务网络系统是由中国科学院软件研究所研制的基于交换式以太网技术解决计算机网络、电话网络和电视网络三网融合的网络系统,属于用户驻地网的范畴。它为社区提供家庭上网、IP电话和数字有线电视等多种服务。 为了管理和维护社区宽带综合业务网络系统,保障其正常运行,研究开发了社区宽带综合业务网络管理系统,提供配置管理、性能管理、故障管理和账务管理等功能。 本文深入研究了网络拓扑发现、故障管理、性能管理以及网络管理体系结构等方面的内容,并将研究成果应用于社区宽带综合业务网络管理系统当中。本文的主要贡献和创新点在于: (1)针对不同网络应用环境,提出了3个物理网络拓扑自动发现算法。 第一个是基于连接推理技术的多子网拓扑发现算法,适用于支持地址转发表的各种网络环境。该方法把地址转发表翻译为一组谓词公式,把拓扑发现问题转变为一个谓词逻辑推理的数学问题,借助数学工具对拓扑发现问题进行研究。该方法不需要完整的地址转发表信息就可以把整个网络拓扑构建出来。 第二个算法是一个单一子网环境下的拓扑发现算法。该方法把网络拓扑结构看作一棵拓扑树,把网络节点之间的连接关系分为直系关系和旁系关系,并给出一组判定定理用以确定网络节点之间的连接关系。和第一个算法相比,它充分利用单一子网的拓扑结构是一个完全连通树这一特点,减少了大量不必要的连接计算,算法更简洁,开销更小。该方法同样不需要完整的地址转发表信息。 第三个算法是基于生成树协议+地址转发表的拓扑发现算法。该算法只能用在交换机支持生成树协议的网络环境中。算法利用生成树协议构造交换机之间的连接关系,利用地址转发表信息构造交换机和其它主机之间的连接关系。其优点是能够发现被STP协议阻塞的连接,且算法开销小,时间复杂度低。 (2)提出了S-P-A (State-Performance-Alert)网络性能异常检测模型和阈值自适应的网络性能异常检测方法。 网络性能异常检测是整个故障管理的基础,网络故障通常表现为一组网络性能异常。S-P-A网络性能异常检测模型给出了网络性能异常的定义方法,在此模型上提出了一种基于概率统计的阈值自适应的网络性能异常检测方法,该方法给出了样本空间内性能数据的样本均值和方差的具有无偏估计特性的近似算法,该算法计算简单,资源占用少,时间和空间复杂度都达到O(1)。该方法根据均值和方差自动调整告警阈值,同时算法增加噪声平滑和消除抖动等措施来减少性能噪声和抖动引起的漏报和误报问题。文中提出了异常显著性的概念并应用到消除抖动措施中。 (3)提出一个可扩展的性能计算方法。 准确、全面地定义出网络性能的管理范围是非常困难的事情,对于不同类型、不同功能的网络,网络管理人员所关注的网络性能范围肯定是不相同的。本文提出了一个可扩展的性能计算方法,该方法采用上下文无关文法给出了性能计算公式的定义规则,把网络性能定义为一组相关MIB对象的算术或逻辑运算结果。社区宽带综合业务网络管理系统提供一个性能定义接口,允许用户自行定义各种性能和性能计算公式。 (4)提出一个分布式的大规模网络管理系统模型。 社区宽带综合业务网络管理系统采用集中式结构,只能一个有几百台设备的中等规模的网络系统。对于一个拥有上千个用户的大型社区,采用集中式方式管理起来就会力不从心。本文针对这一问题,提出了一个分布式网络管理系统模型DCBISNMS(Distributed CBISNMS)。该模型把性能故障计算等功能分布到多个辅助管理站上面,从而减轻了中心管理站的负担。DCBISNMS具备负载均衡的能力,根据各辅助站的实际处理能力合理分配管理设备的数量。另外,DCBISNMS借助社区宽带综合业务网络管理系统能够发现二层网络拓扑的能力,提出了基于拓扑的设备最优分配方案,把每个设备分配给距离其最近的未负荷满的辅助站来管理,该方案最大限度的减少网络管理信息对业务运营网络的影响。通过少量的修改工作,就可以把社区宽带综合业务网络管理系统扩展到DCBISNMS分布式系统上。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.iscas.ac.cn/handle/311060/6576
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孙延涛. 社区宽带综合业务网络管理技术研究[D]. 软件研究所. 中国科学院软件研究所. 2006-05-31.
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