基于CORBA技术的网络计费系统模型研究与实现.docx

1、网络计费系统模型研究与实现 Abstraet WiththerapidPrevaleneeandapPlianceofInternet， networkusersandnetwork resourcesneedtobesuPervisedeffeetively.Thereoforenetworkaeeountingsystem Performmoreandmorefunctioninnetworkmanagementnowadays. ThisPaPerPresentasolutiontodesignandimPlementnetworkaeeountingsystem fromtwoasPe

2、etsinwhiehnetworkaPPlieaeeProtocolandaeeountingsystemeonstructare ineluded.Firstly， theQoSstrategy15analyzedtobilluserswhiehhavethevariousquality requirementtonetW0rkresouresandamethod15giventoadoPttheQoSstrategyin aeeountingsystem.Aimingatthefaetualeasethatuesersharedifferentnetworkresourees andacc

3、ountigStandard， accountingdata15eolleetedbyRS232Protoeol， RADIUSProtoeol andSNMPProtoeol.Thenfunetionmodulesofaeeountingsystemareintegratedon CORBAsoft 一 busandhadthePerformaneeofoPeningandexPandabilitytomatehthetrend ofdistributedaPPlieationdemand.Finally， themodulesaredeseribedanddrewoutin detailo

4、napPlieationPlatform.AeeordingtotheProject， thebetteraeeountingsystem15 gained. DuringthewholeProcess， theideabasedondistributedobjectinterfaee15usedto suPPortanalysis， designandimPlementation.Theeonelusion15thatthethread15Powerful. KeyW6rds:networkaccounting， PBXaceounting， dial 一 uPnetworkaccounti

5、ng， router networkaeeounting， CommonObjeetRequestBrokerArehiteetureinterfaee， SimPle NetworkManagementProtoeol， RemoteAeeessDialinUserServieeProtoeol， Qualityof Serviee. 各 大学硕士研究生学位论文 目录 摘要 . I Abstract.11 目录 .， . In 第一章绪论 . . . . . . . .一 1 1.1 课题研究背景 . . . . . . . . .2 LZ 网 络 应 用 技 术 的 发展 2 L3 主要研

6、究内容 4 2 1 . 4 论文工作量评估 . . . . . 3 第二章网 络计费系统设计参考 . . 4 2 . 1 电话网管理模型一 TMN 管理模型 . . 4 2 . 2 计算机数据网管理模型一 1、 CP/IP 体系结构 . . 5 2.3QOS 计费机制 7 2 . 3 . 1Q()S 模型 . . . . 7 2.3.2 基于 Diffsery 的 QOS 网络计费 . . 7 2 . 3 . 3 基于网络用量的计费方式 . 8 2.4 目前网络计费系统的新特点 . 9 第三章公共对象请求代理体系结构 CORBA.， . 11 3 . 1 对象管理体系结构 0MA.， 11 3

7、 . 2CORBA 结构基础 . 12 3 . 3 对象请求代理。 RB. . . . 13 3 . 4 接口定义语言工DL. 巧 3 . 5 接口库 .， .， . 16 3.6 上下文对象 . 18 3.7CORBA 体系结构特点 . 4 18 3.8CORBA 服务和设施 .， 19 第四章网络计费系统总体设计 . 22 4.1 网络计费系统的拓扑结构 . 22 4 . 2 网络计费系统的平台结构 . 23 4 . 2 . 1HPOpenview 网络管理平台 .， . 23 4 . 2 . 2SUNNetManager 网络管理平台 . 24 4.2.3IBMNetView 网络管理平

8、台 .、二，、 .， .，二、 . 24 4.2.4 基于 coRBA 技术的网络计费系统模型 .， 25 4 . 3 网络计费系统应用平台分析 .， . 27 子 网络计费系统模型研究与实现 第五章网络计费系统功能模型设计 . . .一 29 5 . 1 程控用户计费数据采集子系统分析与设计 . 29 5 . 1 . 1 程控用户计费数据采集子系统结构 . 29 5 . 1 . 2 程控用户话单输出格式 . 30 5 . 2 拨号用户计费数据采集子系统分析与设计 . 4 . 31 5.2.1RADIUS 协议对拨号用户访问的支持 . 31 5 . 2 . 2RADIUS 协议在计费采集中的应

9、用 . 33 5 . 3 路由用户计费数据采集子系统分析与设计 . 35 5 . 3 . 1SNMP 协议概述与模型 . 35 5 . 3 . 2MIB 库访问方式及其属性值 .， . 39 5 . 3 . 3 路由用户计费数据采集方法 . 43 5 . 4 计费数据处理子系统分析与设计 . . 45 5 . 4 . 1 计费数据处理流程描述 . 45 5 . 4 . 2 费用查询功能模块分析与设计 . 46 第六章网络计费系统应用功能实现 . 50 6.1 程控电话用户计费数据采集模块的实现 . . 50 6.1.1 串行通信编程实现方法 .， 50 6 . 1 . 2 程控交换机数据采集模

10、块的实现 . . .， 51 6.2 拨号用户计费数据采集模块的实现 . 54 6.2.1Sockets 编程实现方法 . . 54 6 . 2.2 基于“侦听一转发”技术的计费数据采集模块的实现 . 55 6 勺沙 Q 了，、一、口、甘 206 . 3 路由用户计费数据采集模块的实现 . 6.3.1SNMP/CORBA 网关模型 6 . 3 . 2SNMP/CORBA 网关的实现 第七章总结与展望 致谢 .， . . 63 参考文献 . 64 才 摘要 随着 Intemet 网的快速普及与应用，对网络用户和网络资源需要进行高效地管理， 网络计费系统在网络管理中起着越来越重要的作用。 论文将从

11、网络应用协议和计费系统架构两个方面，提出网络计费系统设计和实现 的方法。首先根据网络用户对网络资源的不同服务质量需求，分析了 Intemet 的 QoS 机制，给出了网 络计费系统中应用 Qos机制的计费方法。针对网络用户使用网络资 源的实际情况，对网络用户采用不同的计费依据，利用 RS232 协议、 RADIUS 协议、 SNMP 协议采集程控电话用户、拨号用户、路由用户的计费数据。其次，考虑到网络 计费系统分布式应用的趋势，将计费系统的各个功能模块集成到 CORBA 软总线上， 使计费系统功能模块架构具有开放型和扩展性。最后，在应用平台上对计费系统应用 模块进行了功能描述，同时阐述了实现思

12、路。通过上述的解决方案，能够设计和实现 强有力的网络计费系统。 在计费系统实施的整个过程中，利用分 布式对象接口方法来支持系统的分析、设 计和实现，实践表明分布对象接口技术给系统的开发提供了坚实的保障。 关键一词 :网络计费，程控电话计费，拨号网络计费，路由网络计费， CORBA 接口， SNMp协 议， RAD 川 S 协议， QoS 机制 大学硕士研究生学位论文 第一章绪论 1.1 课题研究背景 网络计费功能作为网络管理的五大功能之一，是大、中、小型网络管理的重要组 成部分。同时网络计费系统是一个复杂的、涉及面宽的软件系统，它涉及计算机应用 技术的多方面，如网络通信协议技术、数据库管理技术

13、、人机界面技术等等。网络计 费系统不仅可以用来统计网络用户使用网络资源应当承担的费用，还可利用网络计费 系统采集到的计费数据，分析用户使用网络设备的情况，监控网络的数据流量，发现 网络的使用瓶颈。从而调整网络的拓扑结构，合理分配网络资源，提高网络运行性能， 保证网络高效、稳定、可靠。为了加强网络的管理能力，合理控制使用成本，建设一 个更具生产力的网络应用环境，我们需要一个功能强大的网络计费系统去管理各种类 型的网络。 网络通信技术的快速发展，对相应的技术管理手段也提出了更高的要求。准确性 、 规范性是网络计费系统的基本要求，综合性、开 放性是网络计费系统的应用趋势。 网络用户的管理和计费要适应

14、不同业务、不同设备、不同接入方式的要求，适应不同 用户的使用需求，满足用户详细账单需求。业务综合性是工 nternet 应用的最重要特 性之一，网络计一费应用可根据接入方式、信息内容、时段、资源使用量、服务等级的 不同而改变计费方法 ;用户计费帐单可列出各个项目清单，如月租费、基于使用量的 费用、基于服务等级的费用，计费系统由专一计费处理功能提升到帐务处理功能，用 户账单由分业务列账单到综合业务列账单。 随着分布对象 /中间件技术应用研究的不断深入，作为拥有 众多知名 IT 厂商支持 的 CORBA 软总线技术逐渐浮出水面。在 OMG 组织不断地努力下， CORBA 技术的标准得 到了较大的发

15、展。现在采用 CORBA 技术设计的网络管理产品层出不穷，而且可以很好 地适应网络应用技术的发展，提高了产品的核心竞争力。 从本次学位论文开题起，我就密切跟踪 CORBA 技术标准的发展，积极介入 CORBA 技术实践应用。通过一系列的学习和研究，体会到 CORBA 技术标准和应用的先进性， 因此决定将网络计费系统中功能模块在 CORBA 软总线上进行集成与开发。首先，网络 计费系统设计和实现的主要工作是网 络计费数据信息的采集和处理，在系统实现时需 要采用分布式设计思想，提高系统应用效率，而 CORBA 技术最大的特点是分布性应用， 代表着计算机系统分布式应用的发展方向。在网络计费系统设计中

16、应用 CORBA 技术， 系统层次架构将更加清晰，符合应用系统设计的趋势。其次，采用 CORBA 软总线技术， 可以使应用软件的功能模块升级和增减更加方便，满足计费系统的规范性、标准性、 开放性要求。最后，采用 CORBA 应用结构，一方面可以降低软件代码编制的工作量， 同时可以提升一网络计费系统的设计应用水平，获得更好的经济效益和社会效益。 大学硕士研究生学位论文 设备的情况记录、用户占用电信网的时间、以及电信设备的工作情况的记录等各类数 据信息，然后进行数据整理、筛选，将处理后的数据传递到网络管理层和业务管理层， 为完成各类统计报表提供准确、坚实的基础。 基于以上的业务流程， TMN 模型

17、主要包括业务开通、业务保障、业务计量三大功 能 : l)业务开通。服务商接受客户关于定购电信运营商提供服务的订单，并通过对 电信资源的分配、配置、安装和部署，使其能够为客户提供其需要的服务。 2)业务保障。提供量化的测量指标，确保网络服务能够达到客户所定购的要求， 服务保障是基于测试的基础上实现的。 3)业务计量。统计和电信网络中各种业务的使用情况，计算处理使用电信业务 的应收费用，并对电信业务的收费过程提供支持，同时根据服务商的营运计划，适时、 快捷、准确的汇总服务商营运完成情况，从图表和数据上为服务商找到问题所在和系 统改进意见，为解决问题指引思路。让服务商最大限度地利用电信网络资源，提高

18、网 络的运行质量和效率，向用户提供良好的通信服务 TMN 的信息体系结构强调在面向事务 (Transaction 一 oriented)处理的信息交换 中采用面向对象 (object 一 Oriented)的技术。主要包括管理信息模型及管理信息交 换两个方面，管理信息模型是对网络资源及其所支持的管理活动的抽象表示。在信息 模型中，网络资源被抽象为被管理的对象 (ManagedObject)，模型决定了以标准方 式进行信息交换的范围，模型中的活动 (Activity)实现了 TMN 的各种管理操作，如 信息的存储，提取与处理。管理信息交换涉及 TMN 的数据通信功能 DCF、消息传递功 能 MC

19、F，主要是接口规范及协议栈 。 TMN 中共有四种接口，即 Qx、 Q3、 X、 F，目前的 标准化主要集中在 Q3 接口上。 2.2 计算机数据网管理模型一 TCP 江 P 体系结构 国际标准化组织主要致力于计算机数据网络方面的研究，作为研究的成果之一， 该组织首先提出了开放系统互连参考模型 051/RM，以作为各种协议国际标准化的第 一步。开放系统互连参考模型的提出，标志着第三代计算机网络的新纪元的开始。 051/RM 模型共有七层，主要根据功能的需要分层，如图 2.2 所示。每一层定义 了一个明显的功能，各层界面之间的选择尽量减少跨过接口的信息量。物理层涉及在 通信信道上传输与原始比特的

20、有关规程，从机械角度、电气角度等多方面确保通信双 方可靠的交换数据。数据链路层的主要任务是把物理层传输比特流的功能加强，同时 尽可能向网络层提供几种不同的服务类别，每种类别具用不同的服务质量和价格，为 建立基于服务质量 (QoS)的计费功能提供一定的支持。网络层关心的是通信子网的 运行控制，在此层常常设有计费功能，对每一个通过此层的用户连接进行统计，汇总 的网络计费系统模型研究与实现 第二章网络计费系统设计参考模型 随着网络系统与电话系统的应用越来越普及，世界上不同的组织和公司对网络 系 统和电话系统的管理与应用越来越重视，推出了多种网络管理与应用模型。比较著名 的有 TMN 管理模型、 TC

21、P/IP 管理模型、 CISCO 网络管理模等等。网络计费功能是网 络管理的五大功能之一，借鉴已有的网络管理功能模型，结合与网络用户管理和计费 相关的应用协议，根据计费系统应用需求，有助于提取出网络计费系统的功能模型和 接口模型。 2.1 电话网管理模型一 TMN 管理模型 根据国际电信管理标准化组织 TMF 的定义， TMN 模型包括网络网元层 (物理设备 )、 网元管理层、网络管理层、服务管理层和业务管理层。指令从上到下进行 ，每一层都 对其下一层提出要求，而下层对上层提供支持能力，如图 2.1 所示。 干 !” ML 业务管理层 牛巨竺些些翌星 网络管理 NNNEL 网络网元层层 图 2

22、.1TMN 管理模型 根据 TMN 模型， TMF 提出了以客户为中心的电信业务管理框架，这个框架以客户 为中心，描述了电信业务端到端的主要业务流程，主要是对用户使用电话业务和电话 网资源的管理。具体来讲， TMF 对 TMN 模型每个流程的定义如下 : 1)业务管理流程。该流程涉及到与用户的直接交互接触，包括服务的提供、维 护、报告和计费。在这个过程中，主要对客户在电信网络中使用电信设备的记录、占 用电信网络的时间的 一 记载、以及系统管理者为用户提供业务的跟踪，根据采集到的用 户数据和业务数据制作门类齐全的业务报表和统计数据。在客户提出需要时，可以提 供及时而且有意义的用户活动经验一记录。

23、 2)服务开发和操作流程。此流程关注的核心是系统管理者对用户的服务提交和 管理，另外还包括服务能力计划、针对特定用户的服务设计应用，主动改善服务的管 理以及与用户经验记录的连接。 3)网络和系统管理流程。此流程确保网络和信息技术基础结构能支持所需要的 服务。该流程的职责是建立需要的基础构造，确保其正常运行，简化接入服务，易维 护并且对服务或用户的需求进行响应。网络和系统管理也是网络管理层和服务管理层 的集成层。它基本的功能就是采集来自网元管理系统的信息，例如有关用户使用电信 大学硕士研究生学位论文 第四个子系统进行了设计和实现。 在计费系统分析、设计和实现中，结合 CORBA 软总线结构，提取

24、出网络计费系统 的功能模型。利用面向对象设计技术对各个功能模块进行分析和细化，将各个功能模 块集成在 CORBA 软总线上，便于系统功能模块的集成与开发。描述和设计出基于 CORBA 技术的网络计费系统模型，在一定程度上达到软件功能模块的重用，提高了应用系统 的开放性和扩展性。 1.4 论文工作量评估 整个论文的写作从开题、收集资料、应用开发、到论文完成，历时一年。在一年 中我阅读了相关著作、文献 (中、英文 )达 60 篇。对网络计费系统的结构模型和功 能模型有了一定的认识，通过学习和了解 CORBA 软总线技术的概念与应用，运用分布 式对象接口技术对网络计费系统的数据接口和功能应用进行集成

25、，实现网络计费系统 功能模块的设 计和实现。最终完成了 4 万多字的研究生学位论文。 通过本次研究生学位论文地撰写，不仅使本人熟悉了网络计费系统的功能模型和 接口模型，而且使本人掌握了 CORBA 软总线技术的工程应用经验和运用分布式对象接 口集成功能模块的设计能力。 的网络计费系统模型研究与实现 1.2 网络应用技术的发展 计算机数据网的发展离不开电话网的支持，而计算机数据网的发展从某种程度来 说，又拓宽电话网的业务范围，反过来支持和壮大了电话网的应用。 电话交换网络的发展史经历了从人工到自动，从自动发展到具有高度智能化的数 字交换机，电话的业务从原来单纯的语音发展到如今的数据传真、多媒体的

26、会议电话 、 可视电话，给人们的生活和工作带来了极大的方便。计算机与通信的结合产生计算 机网络，计算机与通信的相互综合主要有两个方面 :一方面通信网络为计算机之间数 据传送与交换提供了必要的手段 :另一方面，数字计算技术的发展渗透通信技术中， 又提高了通信网络的各种应用性能。 与此同时，网络系统的自身管理和控制问题也变得越来越突出。网络计费管理功 能与故障管理功能、配置管理功能、性能管理功能、安全管理功能是网络管理的五 大功能。良好的网络管理系统 对网络的正常运行提供了坚实的基础。网络计费系统不 但可以统计用户使用网络资源情况，而且可以根据统计结果优化网络的配置，消除网 络中运行瓶颈。早期的电

27、话计费由手工完成计费记录，不是一个计算机数据处理系统。 随着计算机技术的发展和程控交换机的大量应用，采用计算机应用技术的网络计费系 统应运而生，计算机技术是网络计费系统自动化的基础。数据库技术的成熟使得计费 系统中的报表制作、统计汇总功能更加详细，更加灵活。人机界面技术的易用性、友 好性，使得计费系统使用界面更加简洁，更加容错。数字电路和数字化通信技术的普 遍应 用，使得网络计费系统中计费数的采集更加准确、更加快捷。 在电话网的管理中， TMN 模型起了重要的作用。在计算机数据网的管理中， 051/RM 模型七层结构和 TCp/IP 四层结构提供了理论模型与功能参考依据。随着 SNMP 协议、

28、 RADIUS 协议、即 P 协议的标准化，为网络计费数据采集提供了应用支持。信息处理工 程的发展和软件工程的普及，面向对象技术和中间件技术的应用，网络计费系统从文 件计费模式发展到数据库管理模式，计费系统的软件功能架构由集中式结构向分布式 结构迈进，取得了较大的发展。 1.3 主要研究内容 本文首先分析了 TMF 组织的 TMN 电话网管理模型以及 051 组织的 TCP/IP 网络管 理模型，分析了网络管理的层次结构模型和适用的网络管理协议。接着对网络计费应 用中的 QOS 机制进行了分析，提出了 QOS 计费的实现方法和计算公式。 在网络计费系统分析、设计和实现的过程中，从网络应用协议和计费系统架构两 个方面出发，考虑到计费数据采集在计费系统系统中的重要性，将网络计费系统分成 程控用户计费数据采集子系统，拨号用户计费采集子系统，路由用户计费数据采集子 系统和计费数据处理子系统。对三个子系统进行了比较详细的设计和实 现，简要的对