CN101577841A - 实现光纤同轴电缆接入网终端设备snmp管理的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种实现光纤同轴电缆接入网终端设备SNMP管理的方法，包括如下步骤：终端设备请求主控交换板分配内网IP地址；主控交换板收到终端设备的请求，分配内网IP地址至终端设备；后台网络系统发送SNMP管理报文至主控交换板；主控交换板接收SNMP管理报文；主控交换板在IP层将SNMP管理报文转发给接入网相应的终端设备。本发明中主Agent在IP层而不是应用层将SNMP报文转发到对应的终端设备子Agent上，不仅充分利用了SNMP管理方式高效、快捷的优点，节省了大量公网IP地址，提高了SNMP的管理效率。本发明可实现具有可管理性、可维护性的网络，并能够满足用户正常的网络拓扑发现及日常网络的配置及维护，从而提高网络的运营可靠性，降低网络的故障率。
Description
技术领域
本发明属于以太无源光网络(EPON)技术领域，涉及一种SNMP管理的方法，尤其涉及一种利用管理IP地址转换实现光纤同轴电缆接入网终端设备SNMP管理的方法。
背景技术
将EPON和基于同轴电缆介质的以太网数据传输技术应用于有线电视网双向改造，可以利用原有的有线电视HFC(Hybrid Fiber Coax，光纤/同轴混合)网络，将传统的电视业务、语音业务、宽带上网业务，通过IP技术实现三网融合，是有线电视网络发展的一种趋势。在不废弃有线电视原有HFC网络资源情况下，采用EPON光链路提供分前端到楼道的高速光纤接入，利用同轴高速以太网传输技术实现楼道高速铜轴电缆入户。
这种利用EPON和同轴高速以太网传输两种技术的宽带接入网，包括不同类型、特性和物理结构的网络设备，对宽带接入网网络管理提出了挑战。因此，为了实现接入网的日常管理、维护和运营，必须提供一套可行的SNMP网络管理方案。本发明基于具有EPON业务板和主控板区分的EPON局端光线路终端(OLT)设备；对于物理上不区分EPON业务板和主控板的OLT设备，从管理功能而言，也可将原分布在不同单板的SNMP管理程序的功能集成在同一块物理单板上实现。常规的SNMP解决管理方案是将SNMP管理代理Agent功能在OLT的主控板内实现(称为主Agent)，各EPON业务板也具有SNMP管理代理Agent功能(称为子Agent)，光网络单元(ONU)设备则通过OAM协议由OLT代理管理。主控板与各EPON业务板均有自身管理IP地址，可通过IP层进行通信，当主控板收到后台网管中心发送的针对某个EPON业务板的SNMP请求报文时，由主控板上的SNMP Proxy功能负责将该SNMP请求报文进行解析，并转发到相应的EPON业务板。这一管理方案对EPON系统的管理是非常有效的，但对连接在ONU下面的同轴电缆以太网传输设备的管理则存一些缺陷。
采用EPON和同轴电缆以太网传输两种技术融合组网的宽带接入网，每个ONU需要下连一个由同轴电缆以太网传输设备组成的以太网数据传输网络，该网络由一个主控设备和若干个终端设备通过同轴电缆连接组成。如果采用上节所述的SNMP管理方案，每一个同轴电缆以太网传输设备上应实现SNMP Agent(子Agent)功能，并且需要由EPON主控板上的主Agent程序的Proxy功能进行SNMP报文的解析和转发。对于这种由两个异构子网组成的接入网而言，一个EPON OLT设备下会存在大量同轴电缆以太网传输终端设备，因此这一方案存在以下三个缺陷：
1、由于对该接入网终端设备的SNMP管理信息需要通过OLT主控板的主Agent程序代理进行SNMP报文解析并转发到每一个子Agent，其消息转发效率会随终端设备数量的增加而大大降低，特别是当接入网的后台网管系统更新拓扑进行设备发现时，可能会由于超时而无法完成拓扑发现。
2、每一个终端设备需要手工配置IP地址，终端设备数量大，增加了网络维护的工作的难度。同时，还会占用大量的公网IP地址资源，使得接入网变成一个极难维护的网络。
3、当网管的需求发生变化时，不仅终端设备的子Agent功能需要更新，主控板的主Agent功能也需要适当修改，不利于软件版本的可维护性和相对独立性。
目前业界的接入网管理方案，特别是集群设备管理，大多用主控SNMP Agent的Proxy模式转发后台网管系统的SNMP报文到各下连设备，或开发一个特定的SNMP报文转发模块来完成类似功能。但这些实现方式都是基于应用层转发的，SNMP报文转发模块的性能是提升整个接入网管理效率的瓶颈。特别是终端设备数量较大时，这一瓶颈会对网络管理造成影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够对由EPON设备和同轴电缆以太网传输设备构成的宽带接入网中各设备进行高效SNMP管理的方法。利用该接入网中处于管理中心的OLT主控板，为其他各设备自动分配管理内网IP，当OLT主控板的主Agent程序收到后台网管系统的SNMP管理报文时，在IP层将报文转发给接入网各被管理设备，反之将从各被管理设备收到的SNMP管理报文转发给后台网管中心，从而提高利用SNMP机制对宽带接入网的管理效率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种实现光纤同轴电缆接入网终端设备SNMP管理的方法，所述接入网包括若干光网络单元，每个光网络单元连接一个以太网数据传输网络，该网络包括通过同轴电缆连接的一主控设备及若干终端设备，所述主控设备包括一主控交换板；所述以太网数据传输网络连接一后台网络系统；该方法包括如下步骤：
步骤A、所述终端设备请求所述主控交换板分配内网IP地址；
步骤B、所述主控交换板收到步骤A中终端设备的请求，分配内网IP地址至所述终端设备；
步骤C、后台网络系统发送SNMP管理报文至主控交换板；
步骤D、主控交换板接收步骤C中的SNMP管理报文；
步骤E、主控交换板在IP层将所述SNMP管理报文转发给接入网相应的终端设备。
进一步地，步骤A中，所述终端设备加电启动后通过接入网的集群管理协议，在请求报文中附带唯一标识该设备的物理拓扑信息；当主控交换板收到请求后，根据请求报文中的物理拓扑信息，用固定规则计算所分配的内网IP地址，并通过接入网的集群管理协议消息响应给请求设备。
进一步地，所述步骤D中，主控交换板接收到终端设备的集群管理请求后，添加2条MAT映射规则：一条为PREROUTING规则，用于完成SNMP请求报文的转发；一条为POSTROUTING规则，用于完成SNMP响应报文的转发。
进一步地，所述MAT的映射规则通过系统内核命令iptables在主控交换板上进行添加、删除和修改，规则添加应用成功后，主控交换板即完成SNMP报文的转发。
进一步地，所述主控交换板及终端设备利用心跳消息来维护整个网络的拓扑关系。
进一步地，所述步骤C中，SNMP管理报文包括SNMP请求报文及SNMP响应报文。
进一步地，所述接入网中每个被管理设备将在主控交换板上被分配一个应用层端口号，端口号的分配根据分配的内网IP地址的后两个字节计算得来；所述主控交换板包括主Agent模块，终端设备包括子Agent模块；后台网管系统对于整个接入网的管理仅通过主控交换板的管理IP地址来实现，后台网管系统通过向主控交换板管理IP地址不同的应用层端口发送SNMP报文，将利用MAT规则映射到相应的被管理设备的内网IP地址上，并被主控交换板上的主Agent模块转发给相应设备的子Agent模块；此时，通过访问主控交换板的外网管理IP地址，对整个接入网设备进行SNMP管理。
进一步地，当异常出现时，所述子Agent模块产生报警信息，产生的报警信息先发送到主控交换板的主Agent模块，由主Agent模块将报文中源端口号修改成相应的MAT映射端口号后，转发给后台网管系统的SNMP协议默认端口。
一种实现光纤同轴电缆接入网终端设备的SNMP管理系统，该系统包括若干光网络单元，每个光网络单元连接一个以太网数据传输网络，该网络包括通过同轴电缆连接的一主控设备及若干终端设备；所述以太网数据传输网络连接一后台网络系统；所述主控设备与终端设备之间连接有MAT映射模块，该MAT映射模块用于实现本地IP地址、公网IP地址的转换。
进一步地，所述MAT映射是基于NAT端口映射原理实现的；接入网中每个被管理设备将在主控交换板上被分配一个应用层端口号，端口号的分配根据分配的内网IP地址的后两个字节计算得来；后台网管系统对于整个接入网的管理仅通过主控交换板的管理IP地址来实现，后台网管系统通过向主控交换板管理外网IP地址不同的应用层端口发送SNMP报文，将利用MAT规则映射到相应的被管理设备的内网IP地址上，并被主控交换板上的主Agent模块转发给相应设备的子Agent模块；此时，通过访问主控交换板的外网管理IP地址，对整个接入网设备进行SNMP管理。
本发明的有益效果在于：本发明通过设计接入网内主Agent和各个子Agent之间的通信协议，为接入网内终端设备自动分配内网管理IP地址，利用管理IP地址转换(MAT)，主Agent在IP层而不是应用层能够将SNMP报文转发到对应的终端设备子Agent上，这样不仅充分利用了SNMP管理方式高效、快捷的优点，而且节省了大量公网IP地址，提高了SNMP的管理效率，同时，提高了网络及设备软件版本的可维护性。本发明可实现具有可管理性、可维护性的网络，并能够满足用户正常的网络拓扑发现及日常网络的配置及维护，从而大大提高网络的运营可靠性，降低网络的故障率。
附图说明
图1为本发明SNMP管理系统的组成示意图。
图2为本发明SNMP管理方法的流程图。
图3为MAT基于NAT端口映射的示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
请参阅图1，本发明揭示了一种实现光纤同轴电缆接入网终端设备的SNMP管理系统，该系统包括若干OLT 10(以太网数据传输网络中的一种)，每个OLT连接若干光网络单元；图1及本实施例中仅描述了系统中的一个OLT。如图1所示，所述OLT 10包括通过同轴电缆连接的一主控设备11及若干终端设备12；主控设备11连接一后台网络系统13；所述主控设备11与终端设备12之间连接有MAT映射模块13，该MAT映射模块13用于实现本地IP地址、公网IP地址的转换。
所述MAT映射模块中的MAT映射是基于NAT端口映射原理实现的；接入网中每个被管理设备将在主控交换板上被分配一个应用层端口号，端口号的分配根据分配的内网IP地址的后两个字节计算得来；后台网管系统对于整个接入网的管理仅通过主控交换板的管理IP地址来实现，后台网管系统通过向主控交换板管理外网IP地址不同的应用层端口发送SNMP报文，将利用MAT规则映射到相应的被管理设备的内网IP地址上，并被主控交换板上的主Agent模块转发给相应设备的子Agent模块；此时，通过访问主控交换板的外网管理IP地址，对整个接入网设备进行SNMP管理。
请参阅图2，本发明揭示了一种实现光纤同轴电缆接入网终端设备SNMP管理的方法，所述接入网包括若干光网络单元，每个光网络单元连接一个以太网数据传输网络，该网络包括通过同轴电缆连接的一主控设备及若干终端设备，所述主控设备包括一主控交换板；所述以太网数据传输网络连接一后台网络系统；该方法包括如下步骤：
【步骤A】所述终端设备请求所述主控交换板分配内网IP地址。
所述终端设备加电启动后通过接入网的集群管理协议，在请求报文中附带唯一标识该设备的物理拓扑信息；当主控交换板收到请求后，根据请求报文中的物理拓扑信息，用固定规则计算所分配的内网IP地址，并通过接入网的集群管理协议消息响应给请求设备。所述主控交换板及终端设备利用心跳消息来维护整个网络的拓扑关系。
【步骤B】所述主控交换板收到步骤A中终端设备的请求，分配内网IP地址至所述终端设备。
【步骤C】后台网络系统发送SNMP管理报文至主控交换板；SNMP管理报文包括SNMP请求报文及SNMP响应报文。
【步骤D】主控交换板接收步骤C中的SNMP管理报文。
主控交换板接收到终端设备的集群管理请求后，添加2条MAT映射规则：一条为PREROUTING规则，用于完成SNMP请求报文的转发；一条为POSTROUTING规则，用于完成SNMP响应报文的转发。
【步骤E】主控交换板在IP层将所述SNMP管理报文转发给接入网相应的终端设备。
所述MAT的映射规则通过系统内核命令iptables在主控交换板上进行添加、删除和修改，规则添加应用成功后，主控交换板即完成SNMP报文的转发。
请参阅图3，MAT实现是基于NAT(Network Address Translation)端口映射原理实现的。接入网中每个被管理设备将在主控板上被分配一个应用层端口号，端口号的分配根据分配的内网IP地址的后两个字节计算得来，这样保证了内网地址计算出的端口的唯一性，如表1所示。后台网管系统对于整个接入网的管理仅通过OLT主控板的管理IP地址来实现，后台网管系统通过向主控板管理外网IP地址不同的应用层端口发送SNMP报文，将利用MAT规则映射到相应的被管理设备的内网IP地址上，并被主控板上的主Agent程序转发给相应设备的子Agent。此时，可仅通过访问OLT主控板的外网管理IP地址，对整个接入网设备进行SNMP管理。
当异常出现时，所述子Agent模块产生报警信息，产生的报警信息先发送到主控交换板的主Agent模块，由主Agent模块将报文中源端口号修改成相应的MAT映射端口号后，转发给后台网管系统的SNMP协议默认端口(即162端口)。
| 公网IP | 公网端口号 | 内网IP | 内部端口 | 设备MAC |
| 204.1.1.1 | 1001 | 172.16.1.1 | 161 | 00:0b:0a:00:00:01 |
| 204.1.1.1 | 1002 | 172.16.1.2 | 161 | 00:0b:0a:00:00:02 |
| 204.1.1.1 | 1003 | 172.16.1.3 | 161 | 00:0b:0a:00:00:03 |
| ….. | …… | …… | ….. | …….. |
表1MAT的转发规则表
通过以上的步骤自动分配内网IP；添加MAT映射规则；IP层转发SNMP报文；从而实现由主Agent在IP层代理转发SNMP报文的功能，大大提高SNMP报文的转发效率，并节省了大量的公网IP地址。
综上，本发明通过设计接入网内主Agent和各个子Agent之间的通信协议，为接入网内终端设备自动分配内网管理IP地址，利用管理IP地址转换(MAT)，主Agent在IP层而不是应用层能够将SNMP报文转发到对应的终端设备子Agent上，这样不仅充分利用了SNMP管理方式高效、快捷的优点，而且节省了大量公网IP地址，提高了SNMP的管理效率，同时，提高了网络及设备软件版本的可维护性。本发明可实现具有可管理性、可维护性的网络，并能够满足用户正常的网络拓扑发现及日常网络的配置及维护，从而大大提高网络的运营可靠性，降低网络的故障率。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1、一种实现光纤同轴电缆接入网终端设备SNMP管理的方法，其特征在于：所述接入网包括若干光网络单元，每个光网络单元连接一个以太网数据传输网络，该网络包括通过同轴电缆连接的一主控设备及若干终端设备，所述主控设备包括一主控交换板；所述以太网数据传输网络连接一后台网络系统；该方法包括如下步骤：
步骤A、所述终端设备请求所述主控交换板分配内网IP地址；
步骤B、所述主控交换板收到步骤A中终端设备的请求，分配内网IP地址至所述终端设备；
步骤C、后台网络系统发送SNMP管理报文至主控交换板；
步骤D、主控交换板接收步骤C中的SNMP管理报文；
步骤E、主控交换板在IP层将所述SNMP管理报文转发给接入网相应的终端设备。
2、根据权利要求1所述的SNMP管理方法，其特征在于：步骤A中，所述终端设备加电启动后通过接入网的集群管理协议，在请求报文中附带唯一标识该设备的物理拓扑信息；当主控交换板收到请求后，根据请求报文中的物理拓扑信息，用固定规则计算所分配的内网IP地址，并通过接入网的集群管理协议消息响应给请求设备。
3、根据权利要求2所述的SNMP管理方法，其特征在于：所述步骤D中，主控交换板接收到终端设备的集群管理请求后，添加2条MAT映射规则：一条为PREROUTING规则，用于完成SNMP请求报文的转发；一条为POSTROUTING规则，用于完成SNMP响应报文的转发。
4、根据权利要求3所述的SNMP管理方法，其特征在于：所述MAT的映射规则通过系统内核命令iptables在主控交换板上进行添加、删除和修改，规则添加应用成功后，主控交换板即完成SNMP报文的转发。
5、根据权利要求2所述的SNMP管理方法，其特征在于：所述主控交换板及终端设备利用心跳消息来维护整个网络的拓扑关系。
6、根据权利要求1或2或3或4或5所述的SNMP管理方法，其特征在于：所述步骤C中，SNMP管理报文包括SNMP请求报文及SNMP响应报文。
7、根据权利要求1或2或3或4或5所述的SNMP管理方法，其特征在于：所述接入网中每个被管理设备将在主控交换板上被分配一个应用层端口号，端口号的分配根据分配的内网IP地址的后两个字节计算得来；所述主控交换板包括主Agent模块，终端设备包括子Agent模块；后台网管系统对于整个接入网的管理仅通过主控交换板的管理IP地址来实现，后台网管系统通过向主控交换板管理IP地址不同的应用层端口发送SNMP报文，将利用MAT规则映射到相应的被管理设备的内网IP地址上，并被主控交换板上的主Agent模块转发给相应设备的子Agent模块；此时，通过访问主控交换板的外网管理IP地址，对整个接入网设备进行SNMP管理。
8、根据权利要求7所述的SNMP管理方法，其特征在于：当异常出现时，所述子Agent模块产生报警信息，产生的报警信息先发送到主控交换板的主Agent模块，由主Agent模块将报文中源端口号修改成相应的MAT映射端口号后，转发给后台网管系统的SNMP协议默认端口。
9、一种实现光纤同轴电缆接入网终端设备的SNMP管理系统，其特征在于：该系统包括若干光网络单元，每个光网络单元连接一个以太网数据传输网络，该网络包括通过同轴电缆连接的一主控设备及若干终端设备；所述以太网数据传输网络连接一后台网络系统；所述主控设备与终端设备之间连接有MAT映射模块，该MAT映射模块用于实现本地IP地址、公网IP地址的转换。
10、根据权利要求9所述的SNMP管理系统，其特征在于：所述MAT映射是基于NAT端口映射原理实现的；接入网中每个被管理设备将在主控交换板上被分配一个应用层端口号，端口号的分配根据分配的内网IP地址的后两个字节计算得来；后台网管系统对于整个接入网的管理仅通过主控交换板的管理IP地址来实现，后台网管系统通过向主控交换板管理外网IP地址不同的应用层端口发送SNMP报文，将利用MAT规则映射到相应的被管理设备的内网IP地址上，并被主控交换板上的主Agent模块转发给相应设备的子Agent模块；此时，通过访问主控交换板的外网管理IP地址，对整个接入网设备进行SNMP管理。
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