WLAN網絡管理體系結構與管理功能
1、引言
作為無線通信網的重要組成部分的無線局域網(WLAN)和個人無線通信網(WPAN)已經成為未來無線通信的主要發展方向。在我國，以以太網為基礎的IEEE 802.11技術構成的網絡應用開始步入商用階段。IEEE 802.11經過多年的應用實踐，在技術上日益成熟和完善，在應用方面越來越廣泛，在成本上逐漸為用戶所接受。
要充分發揮WLAN的作用，使WLAN能夠提供高效、可靠的業務，功能強大的網絡管理應成為WLAN的重要組成部分。WLAN網絡管理是保證WLAN網絡正常運行的必要條件，研究WLAN的網管體系結構及其相應的網絡管理功能需求，不僅能夠解決WLAN建設的急需問題，指導廠家對設備網管接口、網管系統的開發，同時也能夠有效地避免因多廠商的異構環境而帶來的管理上的困難，減少不必要的重復勞動。
2、WLAN網絡管理體系結構
2.1 WLAN網絡結構
公眾無線局域網(PWLAN)的網絡結構如圖1所示。PWLAN由端站(STA)、接入點(AP)和接入控制單元(ACU)等組成。其中，ACU對應的物理實體可以為接入控制器(AC)設備和接入點網關(APGW)設備，ACU的部分功能(如用戶接入認證和計費功能)也可以由物理實體AP設備實現。PWLAN端站通過無線空中接口LA接入到接入點，接入點通過LB接口連接接入控制單元，與ACU對應的物理設備與因特網相連。本文只研究PWLAN接入部分的網管，它的管理范圍限于兩種設備：接入點(AP)設備和實現接入控制單元(ACU)功能的設備，即圖1虛線框中的內容。
圖1 PWLAN網絡結構
2.2 PWLAN網絡管理體系結構
2.2.1 PWLAN網管功能體系結構
PWLAN網管功能體系結構如圖2所示，網元管理級的運行系統功能(EM-OSF)通過f11、f12參考點向下直接或間接連接各被管設備上的網元級運行系統功能(NE-OSF)，并進行網管信息的交互，向上與網絡管理級運行系統功能(NM-OSF)相連。NE-OSF由SNMP管理代理(Agent)實現。EM-OSF和NM-OSF可以分別實現獨立的管理系統(MS)，也可以在同一個MS中合并實現，這些管理系統充當SNMP管理工作站(Manager)。Manager可以通過f12參考點直接連接Agent，也可以通過委托代理(Proxy Agent)間接連接Agent，Proxy Agent完成f11和f2參考點之間的轉換。
圖2 PWLAN網管功能體系結構
f11參考點與f12參考點的區別表現在：f12參考點對應的網管接口為標準SNMP接口，而f11參考點對應的網管接口為非標準的SNMP接口，其MIB與前者相同，為了支持Proxy Agent完成多Agent轉發工作機制，采用了非標準的網絡管理協議。 #p#
2.2.2 PWLAN網管物理體系結構
根據PWLAN網絡結構及其網管功能體系結構，按照PWLAN設備與EMS之間是否存在可互通的IP路由(IP路由可以經過網橋、交換機、路由器等設備，也可以由“隧道”來承載)，本文提出了3種可能的PWLAN網絡管理物理體系結構。
(1)集中式網元管理
集中式網元管理如圖3所示，實現了網元管理功能的管理系統與所有PWLAN設備之間存在直接互通的IP路由。其中，管理系統實現SNMP Manager功能，各網元實現SNMP Agent功能，PWLAN網元管理接口對應圖2中的f12參考點。
圖3 PWLAN集中式網元管理
集中式網元管理結構簡單，在網元數量較少，且都支持標準PWLAN網元管理接口的情況下，可以采用這種方式。當網元的數量較大時，這種結構就面臨著地址分配不足、管理系統壓力過大等問題。此外，如果網元不支持標準網元管理接口，這種方式就不再適用了。
(2)層次式網元管理
實現了網元管理功能的管理系統通過AC或單獨的Proxy Agent設備在IP層上與AP間接相連，如圖4所示。AC除了實現ACU功能外，還實現了Proxy Agent功能，負責完成AP北向接口與PWLAN網元管理接口之間的轉換;Proxy Agent設備是一種專門完成Proxy Agent功能的設備，用于實現AP、AC北向接口與PWLAN網元管理接口之間的轉換。
圖4 PWLAN層次式網元管理
層次式網元管理中的PWLAN網元管理接口對應圖2中的f11參考點。為了支持Proxy Agent完成多Agent轉發工作機制，集中式與層次式網元管理中的PWLAN網元管理接口有所差異，管理系統也要做相應調整，以適應這種差異。可以采用多種轉發工作機制，例如，基于SNMP Community字段的轉發、基于OID的轉發、采用網絡地址翻譯(NAT)以及其他方式等。本系列標準允許不同轉發工作機制造成的少量接口差異的存在。
下面3種情況比較適合采用層次式網元管理。
1)如果IP地址分配不足，層次式網元管理中與Prxoy Agent相連的設備可以采用私網IP地址，從而降低對地址分配的要求。
2)如果管理系統直接連接的設備過多、負荷太大，可以引入Proxy Agent分擔一部分網管工作，降低管理系統的壓力。
3)如果AP不支持標準的PWLAN網元管理接口，則需要引入Proxy Agent進行接口適配轉換。
(3)混合式網元管理
混合式網元管理是集中式網元管理和層次式網元管理的融合，如圖5所示。在PWLAN網絡中部分PWLAN設備采用集中式直接連接管理系統，部分PWLAN設備則采用層次式通過Proxy Agent功能接入到管理系統。
圖5 PWLAN混合式網元管理#p#
3、WLAN網元管理功能需求
3.1 拓撲管理功能
拓撲管理功能用例如圖6所示。MS是指實現PWLAN網元管理功能的管理系統，其管理范圍為某地域范圍內形成PWLAN接入功能的子網。用戶指使用該管理系統的人員。
圖6 拓撲管理功能用例
網絡拓撲圖應能提供網絡組織圖和網元視圖。網絡組織圖能夠顯示所管轄的所有網元以及網元之間的連接情況，網元以相應的圖標表示。網元視圖能夠顯示具體網元的組成情況，例如機架、機框、插槽、電路板等。
網絡瀏覽功能包括視圖查看功能、視圖導航功能和視圖定位功能。網絡監視功能應能夠動態、實時地顯示被管網元的運行狀態。拓撲編輯功能允許用戶通過該功能手工生成部分拓撲圖。
3.2 配置管理功能
配置管理主要包括AP配置管理和ACU相關設備配置管理。配置管理功能用例如圖7所示，MS可以對PWLAN網元的配置信息進行查詢和修改。
圖7 配置管理功能用例#p#
3.3 性能管理功能
性能管理功能用例如圖8所示。性能監測是在指定時間段內以指定監測周期對指定監測對象的性能參數進行連續測量。MS應能支持網元性能監測參數、性能監測對象的監測狀態和上報狀態的設定/查詢等操作。
圖8 性能管理功能用例
MS應能適時、準確地獲取性能監測參數的數據，提供采用輪詢的方法獲取性能數據的功能。
用戶可以對一個監測對象的某個性能參數設置上限和(或)下限。當該監測對象的指定性能參數超過設定的上限或下限時，MS應能產生越限告警(TCA)。MS還應提供查詢和修改某個或某組性能參數門限的功能。
MS應該提供查詢和統計性能數據的功能，以表格和圖形(如折線圖、直方圖、餅圖等)的方式顯示查詢統計結果，并對查詢統計結果進行打印輸出。
MS應能通過分析告警記錄和性能測量數據得出引發性能監測參數劣化的大致原因，并能通過對當前和歷史性能測量數據的分析，預測性能監測參數的變化趨勢。
3.4 告警管理功能[/v]
告警管理功能用例如圖9所示。
[b]圖9 告警管理功能用例
MS應能實時收集網元發出的告警信息，并自動更新當前告警列表，對于新接收到的告警，應該有明顯的提示方式。MS應允許用戶根據條件設置新接收到告警的提示方式，在網絡拓撲圖中以不同形式(如鏈路變色)顯示告警發生的位置及其他告警信息，并提示用戶對告警進行確認。
告警前轉功能負責將告警信息以各種手段(手機短信、內部E-mail等)通知維護人員。
MS應提供對當前告警或歷史告警的查詢和統計功能，并以表格或圖形方式顯示。同時，MS應提供告警查詢或統計信息的輸出功能。
MS應提供告警確認功能，支持操作用戶對所有從網元接收到的、尚未確認的告警進行確認。未經確認的告警應保持對用戶的提示，直到用戶進行確認為止。MS還應提供告警清除功能。MS提供的清除手段包括手工清除和自動清除兩種方式。用戶可以打開或關閉某種告警上報。
告警過濾是指MS根據用戶設定的過濾條件，有選擇地顯示當前告警事件。
告警同步是把MS顯示的當前告警與網元實際的告警狀態進行核準，應有人工和自動兩種校正模式。
4、結束語
本文根據WLAN的網絡結構，提出了WALN的網絡管理體系結構，包括WLAN網絡管理功能體系結構和可能的WLAN網絡管理物理體系結構;定義了WLAN網元管理系統功能，包括對接入點設備、網關設備、認證服務器等WLAN設備進行配置、性能、安全、故障管理所需的功能。但WLAN網管是一個復雜的工作，還有很多問題尚待研究。例如，如何實現WLAN配置控制管理功能，如何對配置下發數據進行選擇、驗證等。本文著重于研究設備層面的管理功能，而對于WLAN業務層面的管理尚待進一步研究。
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