专利名称：利用对等网络协议的网络管理的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行具有作为管理器和/或作为代理机工作的节点的网络管理系统的方法。本发明还涉及一种网络管理系统和网络管理系统中的节点。
为了能够有效运行网络，采用可承担例如故障管理(Fault-Management)、配置管理(Configuration Management)、安全管理(Security-Management)、帐目管理(Accounting-Management)和性能管理(Performance-Management)的任务的网络管理系统。通过该网络管理应当提供适用于信息分配和信息管理的机制，从而在需要时向网络运营商提供关于网络状态的尽可能全面的情况，并且可以有效监控和配置各个网络节点。为此在采用信息模型的情况下借助数据库采集、存储和监控管理信息。所采集的数据根据需要由管理器分析，该管理器与依赖该管理器并位于网络节点上的代理机通信。在此该网络管理根据网络段、即所谓的管理域分开进行，给所述网络段分配相应的网络管理系统。
图1示出两个网络管理系统和配属于它们的网络段MD1和MD2。这些网络管理系统分别具有一个可由管理器M访问的数据库DB。向管理器分别分配多个代理机A。为了在网络管理的范围内实现一个管理器M和多个代理机A之间的通信，可以采用不同的网络管理协议，诸如SNMP(简单网络管理协议)、CMIP(通用管理信息协议)、CORBA(通用对象请求代理体系结构)、Q3。
目前的网络管理系统采用网络节点的角色的固定分配、以及固定的网络协议和信息模型。从而例如无法在网络管理系统的不同代理机之间进行通信，而是只能在一个管理器和配属于该管理器的代理机之间进行通信，而且也只能采用为此确定的网络管理协议。
文献EP0682429A2描述了一种采用SNMPv1运行网络管理系统的方法。该系统的代理机和管理器作为同位体(Peer)工作，而且相互之间具有相同的重要性。
本发明要解决的技术问题在于，给出一种运行网络管理系统的更为灵活的方法。还提出一种更为灵活的网络管理系统和用于这种网络管理系统的节点。
该技术问题是通过具有权利要求1特征的方法、通过一种网络管理系统的节点、以及通过具有并列权利要求特征的网络管理系统解决的。
优选实施方式和扩展是从属权利要求的内容。
在用于运行具有作为管理器和/或代理机工作的节点的网络管理系统的方法中，按照本发明至少一个节点采用对等协议与至少一个另外的节点通信。
网络管理系统执行网络管理的任务，如故障管理和/或配置管理和/或安全管理和/或帐目管理和/或性能管理。该系统包括就网络管理而言只作为管理器或代理机工作的节点，或者还可以同时或先后负责两个角色。管理器向代理机预先给定需要实现的管理操作，并对相应的返回消息进行分析，由此该管理器检查各代理机。代理机处理要由其实现的管理操作并针对要管理的对象应用该管理操作。由于该应用而产生发送给管理器的消息。管理器和代理机的角色描述例如可以在标准文档ISO 10040找到。网络管理系统的节点可以履行除该网络管理之外的其它功能。
在移动无线通信系统中，就作为管理域的无线接入网络而言，例如可以通过基站或节点B或者通过RNC(无线电网络控制器)来完成代理机的角色。管理器的角色通常通过一个只完成该角色而不履行其它涉及无线接入网络的任务的节点来实施。移动无线通信系统的另一个管理域一般是核心网。
按照本发明，节点在网络管理的范围内使用对等协议相互通信。特别适合该通信的对等协议例子是Chord，例如描写在I.Stoica等人的“Chord.A ScalablePeer-to-peer Lookup Protocol for Internet Applications”，ACMSIGCOMM，SAN DIEGO，California，USA，August 2001中；ZIGZAG，例如描述在D.A.Tran等人的“ZIGZAGAn EfficientPeer-to-Peer Scheme for Media Streaming”IEEE INFOCOM 2003中；Scribe，例如描述在M.Castro等人的“SCRIBEAlarge-scale anddecentralized application-level multicast infrastructure”，IEEE JSAC，2002中；
CAN，例如描述在S.Ratnasamy等人的“A Scalable Content-Addressable Network”，ACM Sigcomm 2001，San Diego，California中；PAST，例如描述在P.Druschel等人的“PASTA large-scale，persistent peer-to-peer storage utility”，Hot OS VIII，SchlossElmau，Germany，May 2001中。
总的来说适用于本发明的尤其是基于DHT(分布式散列表)的对等协议。
对等协议给出了在存储器中存储数据和在该存储器或相应匹配的存储器中找到数据的指导。由此，对等协议使得一个同位体、即一个使用该对等协议与其它节点通信的节点能够找到另一个同位体，其中为了寻址该同位体而采用专门用于相应对等协议的命名空间。此外对于一个同位体还能够通过有效方式找到由其它同位体存储的数据。
本发明的对等通信可以在管理器之间、在代理机之间以及在管理器和代理机之间进行。有利的是，采用对等协议来进行网络管理系统的节点之间的通信，尤其是在具有多个代理机的时候，因为对代理机的数据查询可以与传统方法相比更为快捷和有效地通过对等协议进行，也就是说在节点之间使用了更少数量的消息。即使在由代理机提供的数据快速变化的情况下，也证明采用对等协议的数据查询与传统方法相比是更为有利的，因为对等协议可以更有效地将数据变化通知管理器数据。
在本发明的一个扩展中，网络管理系统的所有节点都采用对等协议来进行相互之间的通信。尤其是所有节点都可以使用相同的对等协议。但不同的节点也可能使用不同的对等协议，或者所有节点或一些节点使用多个对等协议。
按照本发明的一个优选实施方式，至少一个节点有时作为管理器工作，有时作为代理机工作。附加地或替代地，至少一个节点可以对于一部分网络管理而言作为管理器工作，而对于另一部分网络管理而言作为代理机工作。在此一部分网络管理例如可以是一个确定的任务、一个确定的功能、一个或多个确定的网络管理的方法步骤。
有利的是，至少一个节点为了进行网络管理而访问分布在多个节点上的数据库。这意味着网络管理系统的多个节点或者所有节点都具有存储器，其中该存储器的全部内容就是数据库。在此，多个节点可以具有公用存储器。特别有利的是，不存在中央数据库，而是只存在分布在多个节点的存储器中的数据库。优选地，网络管理系统的所有节点都可以使用对等协议访问该分布式数据库。
在本发明的一个扩展中，至少一个节点采用对等协议与另一个网络管理系统的至少一个节点通信。这导致多个网络管理系统的逻辑连接，从而一个网络管理系统可以访问另一个网络管理系统的数据或者向该另一个网络管理系统发送指令。这在不同网络管理系统之间存在相反的相互作用时特别有利。不同网络管理系统的例子是属于不同无线接入网络或不同无线接入技术(RAT，无线电介入技术)的网络管理系统，如GSM(全球移动通信系统)的网络管理系统和UMTS(通用移动电信系统)无线通信系统的网络管理系统。尤其是在网络动态耦合时，例如在飞机、船只或火车上的无线网络的网络设施应当与其它无线网络耦合或去耦合的情况下，不同网络管理系统相互之间的通信是有利的。此外还支持网络管理系统的灵活性，其方法是通过不同网络管理系统的节点之间的通信实现网络管理系统的结构转换或新结构形成。
在本发明的实施方式中，至少一个节点采用不同的网络管理协议进行通信。附加或可替换地，至少一个节点可以采用不同的对等协议进行通信。在此例如可以有时采用第一对等协议和/或网络管理协议，有时采用另一个对等协议和/或网络管理协议。还可能的是，对于作为通信伙伴的特定节点和/或网络管理的任务或功能采用一种对等协议和/或网络管理协议，而对于作为通信伙伴的其它节点和/或网络管理的任务或功能采用另一种对等协议和/或网络管理协议。
特别有利的是，在至少一个节点上实现层模型，其中●第一层具有特定于至少一个对等协议的功能，●第二层具有特定于网络管理的功能，●第三层既具有特定于至少一个对等协议的功能又具有特定于网络管理的功能。
在网络管理系统中作为管理器和/或代理机工作的本发明的节点，具有用于采用对等协议与至少另一个作为管理器和/或代理机工作的节点通信的装置。
在本发明的具有作为管理器和/或代理机工作的节点的网络管理系统中，至少一部分节点具有用于采用对等协议与其它节点通信的装置。
在本发明的实施方式中，在一个时刻作为管理器工作的节点和/或作为代理机工作的节点的数量是可变的。
在网络管理系统中的本发明节点和本发明的网络管理系统都特别适用于执行本发明方法，其中这还涉及所述实施方式和扩展。为此可以设置其它合适的装置。
下面借助实施例详细解释本发明。其中图1示出按照现有技术的两个网络管理系统，图2示出本发明的网络管理系统，图3示出用于实现本发明的节点的层模型。
上面已经描述了图1所示的现有技术。
图2示出由两个管理器M和5个代理机A组成的本发明网络管理系统。该网络管理系统的节点M和A采用对等协议相互通信。不存在可由管理器在其中存储和调用数据的中央数据库。而是在网络管理系统的每个节点M和A存在可由其它节点M和A采用该对等协议访问的数据。因此，网络管理系统的数据库DB由节点M和A的各个存储器中具有的该网络管理系统的管理信息组成(通过椭圆表示)，网络管理系统的节点M和A可以访问该管理信息。由此通过图2所示网络管理系统的节点M和A的不同存储器中的管理信息撑开了对节点来说是数据库DB的管理信息空间。存储在节点M和A中的数据通常互不相同，但为了提高冗余并因此增大节点M和A故障时的安全性，还可以在多个节点M和A中存储数据。
通过使用对等协议，原则上网络管理系统的每个节点都可以与另一个节点通信并访问其数据。因此消除了管理器角色和代理机角色之间的严格区分。从而图2中用A表示的每个节点都可以调用首先其它每一个用A表示的节点的数据和其次每一个用M表示的节点的数据，并因此相对于其它每一个节点来说都是管理器。网络管理系统的节点的这种同等地位可以采用对等协议来实现。但还可以限制节点的权限，从而该节点例如完全只能作为代理机工作或仅对于网络管理的特定部分而言只作为代理机工作。这相当于将该节点限制到数据库DB的观点。权限可以通过网络运营商在建立管理信息空间之前集中确定。
此外可以将网络管理系统的部件组合为虚拟的子网络管理系统VMD1和VMD2(VMD虚拟管理域)。虚拟的子网络管理系统VMD1和VMD2例如可以是图1所示的两个按照传统方式分离的网络管理系统。从而对于只分别涉及两个虚拟子网络管理系统VMD1或VMD2之一的网络管理的特定部分而言，仅在这两个虚拟予网络管理系统VMD1或VMD2内部进行通信。采用对等协议进行两个虚拟子网络管理系统VMD1或VMD2内部的通信。相反，对于网络管理的系统干预部分、如两个虚拟子网络管理系统VMD1或VMD2相互之间的耦合和去耦合或者两个虚拟子网络管理系统VMD1或VMD2之间配置的相互匹配，第一虚拟子网络管理系统VMD1的节点可以采用对等协议与第二虚拟子网络管理系统VMD2的节点通信。
按照现有技术，每个管理器对其代理机的状态有个概略性的了解，而每个代理机只能看到自身的状态。但在图2的本发明系统中，每个管理器既可以概略性地了解其每个代理机的状态，又可以了解属于另一个虚拟子网络管理系统的其它管理器的状态，还可以了解该其它管理器的代理机的状态。取决于所处的权限，网络管理系统的每个节点都可以如此安排。
本发明不限于使用特定的对等协议。而是可以将不同的对等协议用于网络管理系统的节点之间的通信。图3示出层模型的结构，为了实现本发明，该层模型在网络管理系统的节点上实现。在最底层起作用的是对等协议，其中示出两个对等协议P2P协议1和P2P协议2。倒数第二层“P2P协议抽象”用于抽象最底层对等协议的具体特性，从而原理上可以采用任意对等协议。这两个最下面的层通过对等协议的扩展来创建，它们与网络管理无关。相反，最上层“通用管理功能”与对等协议无关，并用于采用不同的网络管理协议来实现网络管理。
在两个特定于对等的最底层和特定于网络管理的最上层之间还具有两层“P2P管理基本功能”和“P2P管理高级功能”，它们既实现特定于对等的功能又实现特定于网络管理的功能。这些层使用对等协议的功能来建立管理信息空间。它们负责控制，并提供适用于操作该管理信息空间中存在的管理信息的方法，而且负责抽象底层的对等协议。
“P2P管理基本功能”层实现以下功能●控制和抽象底层的对等协议，●实现引导程序，即找到另一个同位体，●产生和监管管理名称空间、即网络管理系统的各个节点的表示，●实现安全功能，以保证与其它对等空间的隔离和实现并监控对进入自己空间的规则的检查。
●保证在网络管理系统中保持的数据的一致性。
“P2P管理高级功能”实现以下功能●表示管理信息空间中的不同网络管理信息模型，这通过抽象不同信息模型、各个节点及其特性来实现，●实现在管理信息空间中访问各个节点和节点组的方法，●实现用于更高实例的处理方法，●实现针对管理信息空间中保持的信息的任意冗余水平，●实现可以分布式地查找管理信息所需的过滤方法，●实现由其它节点进行的自动化功能接管。
因此，通过采用图3所示的层模型实现一系列相对于传统网络管理系统的优点●抽象所使用的信息模型，现在在该网络管理系统中可以使用任意信息模型，●抽象所使用的网络管理协议，现在在该网络管理系统中可以使用任意网络管理协议，●根据所选择的信息模型和网络管理协议动态分配虚拟子网络管理系统的组件，●根据所使用的信息模型的角色和权限，通过使用对等协议在代理机之间协作，●通过由节点任意查询管理信息空间中保持的数据，简化了网络管理数据的处理，●通过用各节点的物理位置来分开对管理信息空间中保持的数据的逻辑视图，有效地管理网络管理数据，●网络管理信息的自动、可扩展、冗余的分布，●为节点动态分配角色，
●与各节点的物理位置无关地分布式查找网络管理信息，从而可以避免从多个节点不明确地下载数据以便接着在本地搜索或过滤该数据，●整个管理信息空间的可缩放性，●网络管理系统的高度可靠性和鲁棒性而没有高成本的基础结构，通过将功能分布在任意节点上提高了故障防护性，●支持自组织网络，诸如Ad Hoc网络或移动无线通信系统的移动网络段。
在下面的具体例子中考察一种由一个管理器和100个代理机组成的网络管理系统，该代理机通过其管理信息扩大管理信息空间。该管理信息空间例如可以这样建立，使得实例、即网络管理系统的节点由有权限的人针对相应的对等协议和信息模型配置。其它所有节点获得关于该“源实例”的知识，其中这可以无线地或有线地进行。通过涉及选择要使用的对等协议和信息模型的处理算法，新的实例、即节点可以用该“源实例”扩大信息空间。信息模型包含所有用于操纵管理信息空间内的管理信息的方法以及用于保持该管理信息空间的安全功能。因此新节点或节点组可以直接加入或退出该管理信息空间。
详细示出管理器分布地搜索的流程。在此可以考察这种情况为了实现网络的最佳功能，管理器必须确定在哪些节点中特定计数器(如用于在一段时间间隔内对节点的被转发分组进行计数的计数器)已经超过了阈值。
按照现有技术，为此管理器直接寻址所有100个代理机，其方法是管理器发送对该计数值的相应查询。其中的计数器有值或配置了计数器的代理机发送响应。管理器将接收的计数值存储在存储器中并针对每个计数器检查该计数器是否超过阈值。
在本发明使用对等协议时，在对等协议的密钥值范围内构成该计数器，并由管理器向管理信息空间发送查询。每个代理机在本地检查计数器是否超过阈值的条件。那些满足该条件的代理机使用对等协议向管理器发送相应的消息。因此，尤其是在代理机的数量很大时，通过使用对等协议避免了消息的多次发送。管理器很快就得到所需要的信息，并且网络管理系统不会由于管理机及其代理机之间多次发送消息而被阻塞。
权利要求
1.一种用于运行具有作为管理器和/或作为代理机工作的节点(A，M)的网络管理系统的方法，在该网络管理系统中至少一个节点(A，M)采用对等协议与至少一个另外的节点(A，M)通信，其中在至少一个节点(A，M)上实现层模型，在该层模型中●第一层具有特定于至少一种对等协议的功能(P2P协议1，P2P协议2，P2P协议抽象)，●第二层具有特定于网络管理的功能(通用管理功能)，●第三层具有既特定于至少一种对等协议又特定于网络管理的功能(P2P管理基本功能，P2P管理高级功能)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络管理系统的所有节点(A，M)都采用对等协议来进行相互之间的通信。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个节点(A，M)有时作为管理器工作，有时又作为代理机工作。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个节点(A，M)对于一部分网络管理而言作为管理器工作，而对于另一部分网络管理而言作为代理机工作。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个节点(A，M)为了网络管理而访问分布在多个节点(A，M)上的数据库(DB)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个节点(A，M)采用对等协议与另一个网络管理系统的至少一个节点(A，M)通信。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个节点(A，M)采用不同的网络管理协议进行通信。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个节点(A，M)采用不同的对等协议与其它节点(A，M)进行通信。
9.一种在网络管理系统中作为管理器和/或代理机工作的、用于网络管理的节点(A，M)，其中所述节点(A，M)具有用于采用对等协议与至少一个另外的作为管理器和/或代理机工作的节点(A，M)通信的装置，其中在所述节点(A，M)上实现层模型，在该层模型中●第一层具有特定于至少一种对等协议的功能(P2P协议1，P2P协议2，P2P协议抽象)，●第二层具有特定于网络管理的功能(通用管理功能)，●第三层具有既特定于至少一种对等协议又特定于网络管理的功能(P2P管理基本功能，P2P管理高级功能)。
10.一种具有作为管理器和/或代理机工作的节点(A，M)的网络管理系统，其中至少一部分节点(A，M)具有用于采用对等协议与其它节点(A，M)通信的装置，其中在所述至少一部分节点(A，M)上实现层模型，在该层模型中●第一层具有特定于至少一种对等协议的功能(P2P协议1，P2P协议2，P2P协议抽象)，●第二层具有特定于网络管理的功能(通用管理功能)，●第三层具有既特定于至少一种对等协议又特定于网络管理的功能(P2P管理基本功能，P2P管理高级功能)。
11.根据权利要求10所述的网络管理系统，其特征在于，在一个时刻作为管理器工作的节点(M)和/或作为代理机工作的节点(A)的数量是可变的。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行具有作为管理器和/或作为代理机工作的节点(A，M)的网络管理系统的方法。按照本发明，至少一个节点(A，M)采用对等协议与至少另一个节点(A，M)通信。本发明还涉及一种网络管理系统和在网络管理系统中用于执行该方法的节点。
文档编号H04L12/24GK1989736SQ200580025286
公开日2007年6月27日 申请日期2005年7月11日 优先权日2004年7月26日
发明者M·伯杰, S·鲁斯特施卡, A·索萨尔, J·索科尔, H·桑奈克 申请人:西门子公司