CN101617499A - 自形成网络管理拓扑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络管理系统、网络单元(1)和用于管理网络管理系统的方法、在计算机或电信网络中操作的系统。网络包括能通过链路在网络中通信的至少一个网络单元(1)。网络管理软件在网络单元(1)上包含和运行。根据本发明，网络管理软件包括用于网络单元(1)是其部分的多个管理功能和每个管理功能的控制部件，控制部件能形成、再形成和/或终止用于管理功能的拓扑。它还包括用于网络单元(1)是其部分的多个管理功能和每个管理功能的注册部件(4)，注册部件(4)能注册和共享有关用于管理功能的拓扑的信息。

Description

自形成网络管理拓扑

技术领域

本发明涉及网络管理系统、网络单元(network element)和用于管理网络管理系统的方法、在计算机或电信网络中操作的系统。网络包括能通过链路在网络中通信的至少一个网络单元(1)。网络管理软件在网络单元(1)上包含和运行。

背景技术

网络管理是基于软件的商务工具，其涉及不同大小的计算机和电信网络的管理。网络管理能涉及覆盖整个网络(多个系统)的功能，而不考虑受管理网络单元的技术或厂商。它也能涉及子网管理，覆盖用于整个网络的不同部分的功能。网络单元能是任何设备，例如基站、无线电控制器、路由器或交换机形式的电信或数据节点。

网络管理系统为网络的操作提供最终用户功能的包装。这些功能涉及在更高级别的网络的操作和维护。此类功能的示例有：

1.硬件管理-持续地保持存在的所有硬件的清单(inventory)。

2.软件管理-安装、升级、配置活动等。

3.配置管理-使操作员能够设置、修改和检查配置参数和文件。

4.性能管理-提供有关关于可访问性、可保持性等的网络性能的数据。

5.故障管理-警报和事件的处理、预订和记录。

网络管理软件在一些情况下可以案卷在网络中的任何节点中，并为操作提供GUI(图形用户接口)。管理系统支持日常操作和维护过程。

网络管理业务一般与用户/信令业务分开，但在相同的物理链路上运送。业务能被视为是逻辑或虚拟链路。接口用于提供与网络的管理通信。物理接口例如能是以太网或ATM上的IP(IP over ATM)。协议也需要用于通信，如FTP、HTTP或SSL。还使用应用接口。

网络管理拓扑是连接网络单元、管理那些网络单元(1)的管理系统及网络单元1与管理系统之间连接的链路的模式。今天熟知的管理系统使用形成层次的分层管理拓扑。图1示出在当前系统中使用的典型拓扑。用于管理功能X和Y的拓扑映射分别是标记TMM X和Y。在拓扑的底部，每个网络单元由单元管理器管理。在更高层中，单元管理器由网络管理器管理。单元管理器对各个网络单元起作用，并且在网络管理级别上呈现抽象视图。它通过从连接到该单元管理器的网络单元读取数据，形成用于其功能的逻辑拓扑映射。网络管理器可如前所述包括子网管理器，子网管理器管理单元管理器并由网络管理器管理。

每个网络管理器中的管理功能通过读取数据形成用于其功能的逻辑拓扑映射，并管理连接到网络管理器的单元管理器(和子网管理器)。管理功能通过读取和监视在它们下面的级别的实体中的数据，并通过从同一级别上的其它拓扑读取数据，形成和再形成这些逻辑拓扑映射。网络管理器连接到服务和商务管理系统。商务管理系统为客户服务提供“事务部门(back-office)”IT支持。此类客户能是在金融、零售、旅游业、销售等领域中。服务能是销售、订单处理和开票。服务管理与日常直接客户交互是一步之遥。与网络管理相对，焦点是在向客户的服务输送上。它例如能包括特定的客户设计和客户设备的配置。

通信区域另一熟知的概念是覆盖网络(overlay network)。它实质上是对等网络，其中网络中所有的管理模块相等并且在另一网络的顶部形成。覆盖网络不具有层次型分层结构；单元管理和一些网络管理在网络本身中在网络单元上运行。覆盖中的节点能被视为通过虚拟或逻辑链路连接，每个虚拟或逻辑链路对应在底层网络中可能通过许多物理链路的路径。图2示出典型的管理覆盖网络。

在管理覆盖网络中，管理模块在作为管理覆盖网络一部分的每个网络单元上运行。该管理模块能通过虚拟管理链路与管理覆盖网络中其它网络单元上的管理模块通信。管理模块是用于管理软件的SW容器(SW container)。用于管理网络的软件能在管理模块中运行，并使用管理覆盖网络提供的服务与其它管理模块中的软件通信。管理覆盖网络向管理模块中运行的管理软件提供以下服务：

1.找出与软件正在运行的管理模块相邻的其它管理模块的能力。

2.与其它管理模块中的软件通信的能力。

3.以自组织(自动)方式对网络添加和删除网络单元的能力。

用于网络管理系统的层次型拓扑结构有许多问题。网络中只有一个单一的网络管理层次型拓扑，该拓扑是静态的，并表示用于网络的管理系统的连接性。此拓扑对于每个管理功能不是最佳的。此外，管理功能必须通过读取和监视在其下级实体中的数据，再形成拓扑映射。这意味着监视网络及其服务的难度随着网络的复杂性而增大，这影响了拓扑映射的能力。该影响在于管理系统的开发更着重于监视网络的能力，而不是如何管理，从而为管理提供更好的特征。另外，在更高级别的管理系统假定管理功能实际上以层次方式部署，并预期在层次中的连接以受控方式形成。这意味着对管理结构添加和删除实体的过程被假定为是相当静态的。

每个管理器中的管理功能对于基于它了解的信息和它能从其下级节点读取的信息来为其管理功能本身形成和再形成拓扑图，将具有问题。形成跨管理器工作的高级管理功能极其困难；每个管理器知道其拓扑信息和其下级节点的拓扑信息。管理器不能共享拓扑信息。

出于多个原因，系统对于对管理覆盖(对等网络)进行管理也将具有问题，其中网络中所有管理模块相等并且在另一网络的顶部形成。管理覆盖不具有网络管理系统假定的层次型拓扑结构。管理功能也能以对等方式开发，其中数据在覆盖中的管理模块之间的东西接口(east-west interface)上交换，从而使网络管理系统难以跟踪数据。网络单元和因此的管理模块会最终在网络的正常操作中自动出现和消失，这是常规网络管理系统不期望的行为。

发明内容

本发明的目的是提供用于网络管理的系统和方法，其能通过监视它们的下级实体中的数据而再形成拓扑映射和管理不同的管理功能拓扑。

该目的通过在计算机或电信网络中操作的网络单元和网络管理而得以实现。网络包括能通过链路在网络中通信的至少一个网络单元。网络管理软件在网络单元上包含和运行。网络管理软件包括用于网络单元是其部分的多个管理功能或每个管理功能的控制部件，控制部件能形成、再形成和/或终止用于管理功能的拓扑。它还包括用于网络单元是其部分的多个管理功能或每个管理功能的注册部件(registermeans)，注册部件能注册和共享有关用于管理功能的拓扑的信息。

在一个优选实施例中，至少一个网络单元形成用于管理功能的拓扑群。群中的一个单元具有用于此群的群领导的角色，其中群领导协调和显示其群的拓扑。根据管理功能，网络单元能是不止一个拓扑群的部分。另外，用于每个功能的拓扑群能是分层群的层次拓扑的部分，并形成用于管理功能的整个网络。另外，一个拓扑级别中的网络单元(1)能是下一低级别上的网络单元群的群领导，其中最高拓扑群的群领导表示整个网络。

在一个优选实施例中，拓扑群基于参数形成、再形成和终止。参数在系统启动前静态设置、在系统正运行时例如通过直接的操作员干预或使用策略来动态设置、或者在运行时通过从网络读取状态信息并计算其值而进行推断。再形成与层次或拓扑的结构、群的大小或群领导的晋级/降级有关。

在一个优选实施例中，特定网络单元的注册部件出现在用于特定管理功能的拓扑中的不止一个位置。注册部件也能使用表格保存拓扑数据，所述表格对于其中注册部件出现的管理功能拓扑中的每个位置具有条目。注册部件还能相同，并且参数影响它注册和共享有关用于管理功能的拓扑的信息的方式和与其它注册部件交互的方式。

在另一优选实施例中，控制部件包括角色控制器，如领导角色控制器或成员角色控制器，控制器在用于网络单元是其部分的多个管理功能或每个管理功能的管理模块中包含和运行。通过控制执行指派到管理功能拓扑中某些角色的某些操作的许可，角色控制器能形成、再形成和/或终止管理功能的拓扑。不止一个角色控制器能在每个存储部件中运行。

在一个优选实施例中，管理模块在网络单元上运行，模块包括网络管理软件。在另一优选实施例中，网络单元存在于电信或数据节点，例如以基站、无线电控制器、路由器或交换机的形式。单元也能在网络内以软件协议通信。

在另一优选实施例中，网络单元根据上述优选实施例在计算机或电信网络中设置，其中，管理模块正在运行并包括管理软件。

该目的还通过用于管理在计算机或电信网络中操作的网络管理系统的方法得以实现。网络包括能通过链路在网络中通信的至少一个网络单元，其中，网络管理软件在网络单元上包含和运行。执行的第一步骤是形成、再形成和/或终止用于网络单元是其部分的多个管理功能或每个管理功能的拓扑，所述步骤由网络管理软件中包括的控制部件来执行。执行的第二步骤是注册和共享有关用于网络单元是其部分的多个管理功能或每个管理功能的拓扑的信息，所述步骤由在网络管理软件中包括的注册部件来执行。

根据一个优选实施例，用于特定管理功能的注册部件与其它注册部件通信和协作以形成和再形成用于网络的整个拓扑。在另一个实施例中，注册部件还能跟踪用于网络单元本身的拓扑数据和网络单元与其它网络单元中的注册部件具有的拓扑连接。

在又一个实施例中，诸如管理功能拓扑的再形成等拓扑事件由网络管理软件发布并且被发送到外部管理系统。

本发明的主要优点在于能存在用于一个或多个网络的多个管理拓扑。管理拓扑在网络本身中自动建立和发展。其结构和层次由网络单元自动形成和再形成。管理拓扑是动态、自形成的，并在网络中的条件更改时自动调整。

网络单元上的管理实体能以对等方式交换管理信息。网络单元本身能使用拓扑在网络中提供更好的管理功能。网络单元能寻址其拓扑群中的其它单元，并且如此知道其环境。群领导能协调群的管理，能聚集用于群的数据，并且能充当用于其群的仲裁点。管理应用因而能以更具分布性的方式形成和运行，并且因此一些管理功能现在能在网络本身的管理覆盖中以分布式运行。

网络管理系统不再必须知道和直接配置管理拓扑。拓扑在网络本身中构建和再形成，并且管理应用被动地读取和监视网络中的拓扑。它能将管理拓扑的配置委托给网络单元，并且能读取拓扑的结构并通过监视事件来映射变化。参数或策略也能用于控制适合特定管理功能的网络管理拓扑。

另外，系统允许外部系统查找网络管理拓扑并与其通信、浏览网络管理拓扑和从网络管理拓扑读取数据、更改用于控制网络管理拓扑的参数、重置和再形成网络管理拓扑、以及监视网络管理拓扑中的变化。许多情况下，单元管理器和甚至网络管理器可以甚至是冗余的。外部系统直接连接到网络中的管理功能。

附图说明

图1是现有技术网络管理拓扑

图2是管理覆盖网络

图3是用于管理功能X和Y的拓扑群

图4是用于管理功能X和Y的拓扑群的拓扑领导

图5是用于管理功能X的拓扑群层次

图6是用于管理覆盖中两个管理功能的拓扑实体

图7a和7b是用于拓扑的拓扑实体表

图8是在拓扑级别协作的领导角色控制器和成员角色控制器

图9是成员角色控制器启动序列

图10是群查询消息的拓扑实体处理

图11是添加群成员序列

图12是群成员删除序列

图13是群领导关闭序列

图14是拓扑的外部注册

具体实施方式

现在将参照一个实施例，描述用于执行本创造性网络管理的系统和方法。该实施例包含多个特征，每个均对本发明有贡献。本文所述的实施例公开了一种系统和方法，其中，协作网络单元形成(自举)网络单元的拓扑群以用于网络管理的目的。

用于网络管理的拓扑群

图3示出一个网络的示例，其网络单元形成用于分别命名为TGMX和TGM Y的两个假定管理功能(拓扑管理功能X和拓扑管理功能Y)的此类拓扑群。管理模块命名为MM，并形成命名为NE的网络单元顶部上的覆盖。如图3的覆盖区域所示，根据管理功能，网络单元能是不止一个群的一部分。因此，它将能依赖存在的功能与许多不同网络单元通信3。

如背景技术中所述，网络单元能是任何设备，例如基站、无线电控制器、路由器或交换机形式的电信或数据节点。管理模块是用于诸如网络管理软件等软件的纯软件容器。此类软件容器已经存在，如背景技术部分中所述。然而，这些容器现在将转而需要保存新的创造性管理特征。这些特征将在后面描述。

对于每个功能有一个拓扑群。每个拓扑群有群领导，并且还可具有一个或多个群成员。群领导协调和显示其群的拓扑。在图4中，标示了用于功能X的群领导(命名为GLM X)、用于功能Y的群领导(命名为GLM Y)及用于功能X和Y的群领导(命名为GLM XJY)。管理功能如背景技术部分中所述是硬件或软件管理、故障管理、配置管理和性能管理。模块之间的通信3(示为在模块之间画出的线条)经有线或无线电链路，由诸如FTP、HTTP或SSL等某些管理应用协议等启用。

用于网络管理的层次型拓扑

如图3和4所示，用于不同功能的扁平化分群(flat grouping)是对在特定的小网络单元群中聚集数据或执行管理功能很有用的方案。每个管理模块能包含为拓扑映射功能监视每个群成员和为此管理功能的操作聚集数据所需的软件。然而，在许多情况下，数据聚集和管理功能必须在不止一个群上工作。

因此，提供了群的层次型拓扑以使得管理任务能在不同群上工作。图5中示出此类管理功能拓扑的一个示例。拓扑群被分层以便更好地划分网络的管理。在第1级群中的网络单元是对于第0级群的群领导，并因此管理在该特定第0级群中的所有网络单元。这源于此第0级群中的网络单元，其选举还将在第1级拓扑群中表示第0级拓扑群的群领导。随后，第1级群(例如NE A和G)选举谁应该是群领导并在第2级中做为代表，并且对第3级以此类推。

管理系统可同时映射多个拓扑，其中，特定的管理功能可具有其自己的拓扑。管理功能还可共享拓扑或者同时使用一个或多个拓扑。

层次型拓扑中网络单元的角色

对于每个管理功能，网络单元可在一个级别的管理拓扑中存在，但本发明的重要方面是它能同时在不止一个级别中和不同的群中存在。因此，在理论上，它能以对等方式与每个网络单元通信。拓扑中的各个网络单元能以对等方式与该拓扑中其它网络单元通信。网络单元可在其拓扑群中寻址其它网络单元。

群领导能协调该群的管理，能聚集用于群的数据，并且能充当其群的仲裁点。这意味着管理应用能以比在传统管理方案中更具分布性的方式形成和运行。如图5所示，层次(第3级)中的最高拓扑群中的群领导节点将为特定管理功能向外部系统表示整个网络。该群领导负责公布网络的拓扑。群领导向熟知的注册处(registry)注册其地址。外部用户查找该注册处以找到群领导的地址，并在他们想要对于给定管理功能使用该拓扑时与该群领导通信。

外部系统在具有系统中任何网络单元的地址时，也能获得有关该网络单元的拓扑信息。外部系统能为拓扑中所有网络单元、拓扑的子树中的网络单元或拓扑中的单个网络单元读取与管理功能相关联的数据或拓扑数据。外部系统能通过使用用于查询网络单元的父和子的操作，在拓扑的级别中上移和下移，从而从拓扑中的任何点到任何点浏览拓扑。

拓扑群的形成、再形成和终止的基础

拓扑群的形成、群领导的选举及层次中拓扑群级别的控制是基于参数。那些参数能在系统启动前静态地设置。系统正在运行时，通过直接的操作员干预或使用策略，参数也能动态地改变或设置。通过从网络读取状态信息并计算其值，参数也能在运行时推断。下面的非穷举的列表给出了可能影响拓扑的形成的参数的示例。：

1.网络单元的类型

2.网络单元运行的连网技术

3.网络单元的位置

4.网络单元能提供的服务

5.网络单元知道的其它网络和网络单元

6.允许网络单元连接到网络的权力(authority)

7.网络单元的可用性调度

8.网络单元的能力，如CPU功率、可用内存或可用磁盘存储

9.与使用网络单元相关联的成本，如等待时间、负载、带宽使用及资金成本

10.已经在拓扑群中的网络单元数量

11.网络单元已经是其一部分的拓扑群

参数能用于影响拓扑的结构并且能由外部系统设置。外部系统能使用此方面命令整个拓扑或其部分的再形成。参数也能使用策略来设置。如果网络单元添加到网络，围绕网络移动或从网络中删除，拓扑也将自动再形成。如果影响拓扑的任何参数已更改，拓扑也可再形成。拓扑可变得更大或更小。新拓扑群可在拓扑内出现、合并、划分或消失。拓扑领导的晋级和降级可发生。在拓扑的层次中，新的级别可出现，或者级别可消失。

管理功能的拓扑优选以为所述管理功能优化它的方式进行调谐。例如，性能管理功能可使用具有数据库支持和大磁盘的网络单元作为群领导，以便那些网络单元能为其群成员缓存数据。

用于外部系统的事件预订

外部系统可对拓扑事件进行注册。通知预订可具有整个拓扑、拓扑的子树或单个网络单元的范围。在外部系统已预订的某个类型的事件发生时，网络单元发布消息，并将它发送到外部系统。下面的非穷举的列表示出外部系统可能预订的事件的类型：

1.拓扑中任何级别或特定级别的拓扑群中网络单元的出现或消失

2.网络单元晋级为拓扑中任何级别的群领导或从拓扑中任何级别的群领导降级

3.网络单元晋级为拓扑中的顶级群领导和外部接口点或者从拓扑中的顶级群领导和外部接口点降级

4.拓扑中有关网络单元的管理功能数据的变化。

5.管理功能特定事件在拓扑中发生

用于拓扑的自形成的拓扑实体

如前面所述，网络单元能成为不止一个功能拓扑的成员，并在拓扑的形成和再形成中起到主动的作用。这通过管理模块的重叠而实现，管理模块具有用于新管理软件特征的软件容器的角色，所述新管理软件特征将为网络单元提供用于成为网络管理系统的主动部分的工具。

为了提供这些自形成的拓扑，为网络单元是其一部分的每个管理功能拓扑在每个网络单元的管理模块重叠中包含和运行一个从现在开始命名为TE的拓扑实体4。TE 4是注册部件，其在用于网络单元1是其部分的多个管理功能或每个管理功能的管理模块2中包含和运行。注册部件能注册和共享数据，并控制所述注册和共享。共享涉及在不同注册部件之间传递数据。从此处开始，TE将用于表示注册部件。

TE 4的角色是注册和共享有关用于管理功能的拓扑的信息。用于特定管理功能的拓扑实体进行通信和协作以形成和再形成用于如图2-4所示网络的整个拓扑。TE将具有如本专利申请后面所述的多个任务，并且管理模块为这些任务包含的软件特征的示例是：

1.生命周期管理。允许拓扑实体启动、停止、重新启动以记录消息，将TE相互隔离，以及提供有关TE使用的资源的信息。

2.通知服务。允许TE将通知发送到其它管理模块中的TE。

3.目录服务。允许TE找出有关其它管理模块中的TE。

4.连接性服务。允许TE在不同管理模块中建立、再形成和关闭对等会话。

5.永久性服务。允许TE将数据保存到永久性储存器。

6.代码分发。提供用于更新、安装和删除管理模块中的TE的机制。

具有不同角色的公共拓扑

对于每个管理功能，网络中所有管理模块中的每个TE 4是相同的。如前面所述，参数用于影响TE注册其拓扑数据的方式和它与其它拓扑实体交互以形成或再形成如图5-6所示完整的网络拓扑的方式。完整的管理功能拓扑由该拓扑中包括的所有拓扑实体中注册的所有本地拓扑之和组成。在拓扑完全形成时，它在逻辑上作为层次分层结构存在，即使它在扁平化管理覆盖(flat management overlay)中例示也是如此。TE管理用于其本地网络单元的拓扑的拓扑结构。它记住用于网络单元本身的拓扑数据和网络单元与其它网络单元中拓扑实体具有的拓扑连接。

层次型拓扑中拓扑实体的角色

特定网络单元的TE 4可在层次型拓扑的许多级别出现。另外，如果TE在拓扑中的某个级别出现，则它必定在拓扑中该级别下的每个级别出现。原因在于当形成成员的拓扑群时，参见图2，它们将委任它们之一成为群领导，参见图3，并在下一更高级别上代表群。从图5中也示出在逻辑上TE必定是它在层次中存在的最高级别的群成员和该级别下层次的每个级别的群领导。原因在于在最低级别上方的所有级别上只有群领导。甚至在最高级别，TE也将成为群成员，这是因为外部系统将在此级别的顶部起作用。

拓扑实体的内容

包含在每个网络单元的管理模块中的TE 4使用表格来保存拓扑数据。这能在图7a和7b中看到。表格对于其中出现TE的拓扑中的每个层次级别具有条目。在一个列中，表格记录TE在某个级别的角色。当TE在某个级别具有群成员的角色时，TE记录角色中对于该群的群领导的地址或指示该TE是否是拓扑中顶级实体的标志。如果TE是某个级别的群领导，则它记录在该级别它是领导的群的每个成员的地址。

用于再形成拓扑结构的群角色控制器和领导

拓扑实体彼此通信以便形成和再形成如图8所示的管理功能拓扑结构。TE 4使用角色控制器为它参与的每个级别记住拓扑，参见图8。角色控制器是控制部件，在用于网络单元1是其部分的多个管理功能或每个管理功能的管理模块2中包含和运行。如后面将描述的一样，控制部件能形成、再形成和/或终止用于管理功能的拓扑。从此处开始，角色控制器将用于表示控制部件。

角色控制器是作为计算机系统中的管理模块2中的管理软件的一部分的访问控制，其将系统访问限制于授权的用户。执行某些操作的许可被指派到特定的角色。在网络内，为各种管理功能创建角色。执行某些操作的许可被指派到特定的角色。使用此类控制器意味着TE 4能具有许多领导角色控制器6(从现在起命名为LRC)，每一个对应于TE是群领导的每个级别。对于TE在拓扑中参与的最高拓扑级别，该TE具有单个成员角色控制器5(从现有起命名为MRC)实例。在拓扑中，在拓扑实体中特定级别的LRC和MRC彼此协作以便为整个拓扑或拓扑的子树处理在该级别的拓扑。

LRC 6和MRC 5监管拓扑的所有级别的拓扑。如果在LRC或MRC上发生监管超时，则LRC或MRC重置并再形成其拓扑。这样，拓扑自动调整以适应网络变化。

用于拓扑的形成和再形成的方法

用于网络管理功能拓扑的自动形成和再形成的方法是基于多个序列。现在将参照图9-13进行描述。

初始启动

一个序列与网络单元的初始启动有关。在TE 4启动时，清除并初始化其拓扑数据表格。随后，它在表格中在第0级别放置单个条目，其指示TE是在该级别拓扑的成员并且没有群领导。

MRC启动和重新启动

另一个序列与在第0级别的MRC 5的启动有关，该序列在图9中示出。MRC在给定级别启动时，它认识到它是群的成员并且没有群领导。如果MRC在之前已假定它是拓扑的顶部的群成员，并且设置了“顶部”标志，则该标志将被清除。MRC将不是拓扑的顶部事件发布到已预订该事件的任何外部实体。MRC等待参数化的随机时间长度。随后，作为管理软件的一部分，MRC将带有其网络地址和其拓扑位置的群领导查询消息发送到网络单元的参数化集合。该消息作为多播或广播消息发送。只要MRC未收到对其群领导查询消息的回复，它便继续等待参数化的时间长度，并继续重新发送群领导查询消息。

MRC 5可能获得或可能未获得对群领导查询消息的回复。如果没有邻居在所述拓扑级别为所述拓扑正在运行LRC 6或MRC，则MRC将接收不到回复。如果LRC接收群领导查询事件，并决定不允许所述MRC进入其群，则LRC将不回复该MRC。如果MRC发送参数化数量的群领导查询事件而未收到回复，则它假定它是拓扑的顶部的群成员并且在用于该级别的TE拓扑数据条目中设置“顶部”标志。MRC将拓扑的顶部事件发布到已预订该事件的任何外部实体。

群领导晋级

一个序列与群领导的晋级有关，参见图10，该图示出TE 4进行的群领导查询消息的处理。如果TE已经是某个级别的群领导，则TE将消息传递到该级别的LRC 6以用于处理。如果TE是具有群领导的某个级别的群成员，则TE丢弃该消息，因为它假定带有用于此群的LRC的TE将转而处理该消息。如果TE是没有群领导的该级别的群成员，则它检查拓扑参数，并在参数检查允许时，将自己晋级为在所述级别的群领导。它通过以下连续的步骤进行此操作：(1)关闭在所述级别正运行的MRC 5；(2)启动用于所述级别的LRC；(3)启动用于从所述级别向上的下一级别的MRC；以及(4)在TE中更改拓扑数据表格以指示TE是所述级别的群领导和从所述级别向上的下一级别的群成员。群领导查询消息传递到新LRC以用于处理。

LRC启动

还有的另一个序列与LRC 6启动有关。当LRC启动时，它初始化列表以保存其群成员的地址。此列表最初包括TE本身的地址。LRC将群领导已晋级事件发布到已预订该事件的任何外部实体，参见图11。

群成员添加

图11还示出用于添加成员到拓扑群的消息的序列。如上所述，MRC 5通过将群领导查询消息发送到邻居的参数化集合，查找群领导。消息由邻居的集合中用于该拓扑的TE中在所述拓扑级别正运行或启动的任何LRC 6接收和处理。每个LRC检查其参数的集合以了解是否允许它接受发送该消息的MRC为其群的成员。如果MRC被接受为群成员，则LRC为成为其群的成员的该MRC保留位置，并将群领导查询回复消息发送到该MRC。如果MRC不被接受为成员，则LRC丢弃群领导查询消息，并且不回复MRC。

MRC 5接收群领导查询回复消息时，它检查一些参数以了解是否允许它成为该LRC 6的群的成员。它将群成员确认消息发送到LRC，指示它同意成员该群的成员。MRC可接收不止一个对群领导查询消息的回复。MRC始终响应和加入回复且可接受的第一个LRC的群，而忽略所有其它回复。在一定的超时到期后，那些LRC上的群成员监管删除MRC保留。

当LRC 6接收群成员确认消息时，它确认MRC 5为其群的成员。LRC将群成员已添加事件发布到已预订该事件的任何外部实体。MRC在一定时期内未收到群领导查询回复事件时，假定它在拓扑的顶部。这种情况下，MRC将拓扑的顶部事件发布到已预订该事件的外部实体。当MRC确实收到群领导查询回复事件时，它不再是在拓扑的顶部。它清除其拓扑的顶部标志，并且如果它以前已发布了拓扑的顶部事件，则将不是拓扑的顶部事件发布到外部实体。

群领导监管的群成员

一个序列与群领导进行的群成员控制有关，参见示出在LRC 6与MRC 5之间的轮询交互的图12。LRC启动时，它开始监管在其成员表中包括的群成员。LRC记住用于每个其MRC成员的计数器的集合。每个计数器被初始化为参数设置的值。监管扫描定期运行，扫描间隔由参数控制。每次监管扫描运行时，LRC递减用于每个MRC成员的每个计数器。当计数器的值达到零时，LRC执行与该计数器有关的某一动作。LRC使用群成员监管来监视用于群成员的注册过程，并执行群成员的轮询里以确保它们仍作为群的成员存在。LRC对群成员监管以下三种情况。

1.在由于群领导查询消息而保留群的成员资格时，为该成员设置扫描计数器。如果在用于该成员的扫描计数器超时前MRC未通过群成员确认消息确认成员资格，则LRC从群中删除该MRC。

2.在通过群成员确认消息确认MRC为群的成员时，为该成员设置轮询计数器。在该计数器达到零时，LRC通过成员轮询消息轮询MRC。

3.当通过成员轮询消息轮询MRC时，为该成员设置轮询超时计数器。如果在用于该成员的轮询超时计数器超时前MRC未通过成员轮询回复消息确认成员轮询消息，则LRC从群中删除该MRC。

当LRC 6完成所有其成员的扫描时，它检查用于其群的成员列表。如果LRC本身是群的唯一成员，则TE将不应再是该级别的群领导。TE将所述级别的LRC降级为MRC 5。

群成员删除

存在与群成员删除有关的序列，也参见图12，该图示出用于群成员删除的消息序列。在多种情况下，从群中删除群成员，如：(1)在某个群成员被关闭或重新启动时，(2)在LRC 6由于底层通信故障而不能与MRC 5通信时，(3)在LRC向MRC的轮询失败时，或者(4)在LRC本身被关闭时。在所有上述情况下，LRC从其成员列表中删除MRC。如果群成员是已确认的成员，则LRC将群成员已删除事件发布到已预订该事件的任何外部实体。

群领导降级

另一个序列与群领导降级有关，还参见示出LRC 6将群领导已降级事件发布到外部实体的图12。在群领导监管算法确定群领导是对于此TE 4的特定级别的群的唯一成员时，TE必须修正其拓扑表条目，并调整TE中处理拓扑级别的LRC和MRC 5。它通过以下步骤完成此操作：

1.关闭在所述级别正运行的LRC。

2.启动用于所述级别的MRC

3.在TE中更改拓扑数据表格以指示TE是所述级别的群成员

作为其关闭序列的一部分，如图所示，LRC将群领导已降级事件发布到已预订该事件的任何外部实体。

丢失群领导的群成员

群成员能以多种方式丢失其群领导。例如，在群领导被关闭或重新启动时，它将群领导关闭消息发送到所有其群成员。当MRC 5接收此消息时，它知道它丢失了其群领导。第二种可能性是在MRC具有群领导时。它定期运行监管扫描。监管扫描清除轮询标志，并在参数化的间隔内等待来自群领导的轮询。群领导通过成员轮询消息定期轮询MRC。如果从MRC已记录为其群的领导的群领导收到成员轮询消息，则MRC立即通过成员轮询回复消息回复。MRC设置轮询标志。当MRC监管扫描完成其等待时，MRC检查轮询标志是否已设置。如果该标志尚未设置，则MRC假定群领导丢失了与MRC的联系。第三可能性是在MRC由于底层通信故障而不能与其群领导通信时。此类情况下，它知道它丢失了其群领导。在所有这三种情况下，MRC重新启动它自己。MRC清除其群领导并开始搜索新的群领导。

拓扑实体关闭和重新启动

拓扑关闭和重新启动序列具有以下步骤。在拓扑实体被关闭时，它从顶部拓扑级别开始，在其拓扑数据表格中用于每个拓扑级别的条目上循环(loop)，并按顺序在用于那些级别的每个MRC 5和LRC 6上命令关闭。TE 4重新启动通过执行在TE关闭之后立即执行TE启动而实现。

群领导关闭

一个序列与群领导关闭有关，参见图13。在LRC 6被关闭时，它在其成员上循环。它将群领导关闭消息发送到每个其群成员。随后，它将用于其群中每个群成员的群成员已删除事件发布到已预订该事件的任何外部实体。最后，它将群领导已降级事件发布到已预订该事件的任何外部实体。

群成员关闭

一个序列与群成员关闭有关，参见图12。在MRC 5关闭时，它检查它是否有群领导。如果有，则如图12所示，它将离开群消息发送到其群领导。如果MRC已假定它是拓扑的顶部的群成员，并且设置了“顶部”标志，则该标志被清除。MRC将不是拓扑的顶部事件发布到已预订该事件的任何外部实体。

在网络条件更改时的自动拓扑调整

在网络单元且更具体地说TE 4出现和消失时，拓扑自动调整。参阅上面参照图9-13描述用于形成和再形成拓扑的这些序列的文字。TE的出现导致该TE要添加到群，并且可导致要形成新群，或甚至要创建新拓扑级别。TE的消失导致要删除该TE的成员资格和群的领导资格。这可导致拓扑级别和群消失。如果用于控制拓扑结构的参数被修正，拓扑也能自动调整。

拓扑之间管理信息的交换

拓扑中拓扑实体及其LRC 6和MRC 5能发现彼此的地址并能交换信息。实体能使用拓扑来传递信息到拓扑中的单个节点、拓扑的子树中的所有节点或拓扑中的所有节点。如果不止一个拓扑正在网络中运行，则用于每个拓扑的拓扑实体能交换信息。

拓扑的外部注册

图14示出用于拓扑的外部注册的消息序列。在MRC 5假定它是在拓扑的顶部时，它将拓扑的顶部消息发送到订户。MRC也能将该事件发送到例如UDDI储存库的已知注册处的参数化地址。外部系统能向注册处注册以获得网络单元，更具体地说在拓扑的顶部的TE 4的地址。外部系统随后能与在拓扑的顶部的TE开通直接通信会话。如果拓扑更改，使得原来在拓扑的顶部的TE不再是在拓扑的顶部，则TE将不是拓扑的顶部消息发送到熟知的注册处。外部系统因而被通知它们正用于寻址拓扑的地址不再有效。如果另一个TE变成拓扑的顶部，则它又向注册处注册，并且外部系统将被通知在拓扑的顶部的新TE的地址。

外部系统浏览拓扑和读取拓扑数据

外部系统一旦具有拓扑中的任何TE的地址，便能与该TE通信和从该TE浏览。外部系统能使用如刚刚描述的机制，在拓扑中查找顶部TE 4的地址。在拓扑外部的系统访问网络单元上用于拓扑的TE时，该系统能使用多个操作读取和浏览拓扑。从外部系统连接到的TE可用的操作包括在下面列表上描述的那些操作。

1.读取已连接TE的ID和地址信息。

2.读取与已连接TE相邻的所有TE的ID和地址信息。

3.读取在已连接TE上定义的分群的顶部级别。

4.检查已连接TE是否是层次中的顶部TE。

5.读取已连接TE是其成员的群的群领导的ID和地址。

6.读取已连接TE是其成员的群的群成员的ID和地址信息。

7.读取用于已连接TE、拓扑中已连接TE下的所有TE或者由给定范围和过滤参数标识的拓扑中已连接TE下的TE集合的拓扑的结构。

8.读取与用于已连接TE、拓扑中已连接TE下的所有TE或者由给定范围和过滤参数标识的拓扑中已连接TE下的TE集合的拓扑相关联的应用数据。

使用上面列表上的操作，外部系统一旦具有拓扑中任何TE的地址，能遍历整个拓扑。

网络管理拓扑的参数化

拓扑的结构和维护通过多个参数控制。下面的非穷举的列表描述能由拓扑使用的参数。

1.LRC 6或MRC 5在启动之前等待的最小时间长度，及在那之后其中LRC或MRC将启动的随机间隔。因此，MRC或LRC将在启动前始终等待某个间隔，然后在启动前从给定时间间隔等待随机的时间。

2.MRC在假定它是在拓扑的顶部前发送的群领导查询的数量。

3.应用参数，指示在TE能成为某个拓扑级别的群领导前必须满足的条件。

4.拓扑参数，如群领导用于评估群成员是否能加入其群的群大小。

5.群领导用于评估群成员是否能加入其群的应用参数。

6.例如跳计数(hop count)的拓扑参数，跳计数由群成员用于评估它是否应加入群领导已邀请它加入的群。

7.群成员用于评估它是否应加入群领导已邀请它加入的群的应用参数。

8.群领导对群成员的扫描之间的时间长度。

9.群领导在取消保留前保存群成员保留的时间量。

10.群领导对成员轮询之间的时间量。

11.群领导在从其群中删除成员前等待对群成员的轮询的回复的时间量。

12.群成员在决定其群领导不可用前等待来自群领导的轮询的时间量。

13.能注册在拓扑的顶部的TE的地址的熟知注册处的地址。

外部系统对拓扑的修改、控制、重置和再形成

操作从外部系统连接到的TE 4可用，以允许该外部系统读取和更改参数值。从TE可用于允许该外部系统读取和更改参数值的操作能由基于策略的管理系统(PBMS)用于控制拓扑参数。操作还从外部系统连接到的TE可用，以允许该外部系统重置和再形成用于已连接TE、拓扑中已连接TE下的所有TE或者由给定范围和过滤参数标识的拓扑中已连接TE下的TE集合的拓扑。

其它应用或外部系统对拓扑的监视

TE 4支持对于事件的通知预订的概念。TE正在运行于其上的网络单元上的其它应用或在外部系统上运行的应用能预订这些通知。事件允许那些应用在拓扑更改时记住拓扑。下表详细列出能对其进行预订的事件。

1.拓扑的顶部事件。在MRC 5(及因此TE)认识到它是在拓扑的顶部时发布。在MRC尝试了参数化数量的次数以查找在其级别的另一MRC并已失败时，发布此事件。随后，它假定它是在拓扑的顶部。注意，在此事件被发布时，MRC继续搜索在其级别的另一MRC，因为另一MRC也可能随时出现。

2.不是拓扑的顶部事件。在MRC 5(及因此TE)认识到它不再是在拓扑的顶部时发布。

3.群领导已晋级事件。在LRC 6创建时发布。

4.群成员已添加事件。在LRC添加MRC到其群时发布。

5.群成员已删除事件。在LRC从其群中删除MRC时发布。

6.群领导已降级事件。在LRC已删除时发布。

操作从外部系统连接到的TE 4可用，以允许该外部系统处理其对事件的预订。可用的操作在下面列出。

1.在已连接TE上预订用于拓扑中已连接TE下的所有TE或者由给定范围和过滤参数标识的拓扑中已连接TE下的TE集合的事件的集合。

2.在已连接TE上从来自拓扑中已连接TE下的所有TE或者来自由给定范围和过滤参数标识的拓扑中已连接TE下的TE集合的事件的集合取消预订。

3.从已连接TE、从拓扑中已连接TE下的所有TE或者从由给定范围和过滤参数标识的拓扑中已连接TE下的TE集合删除所有事件预订。

Claims (37)

1.一种在计算机或电信网络中操作的网络管理系统，所述网络包括能通过链路在所述网络中通信的至少一个网络单元(1)，其中网络管理软件在所述网络单元(1)上包含和运行，其特征在于所述网络管理软件包括：

-控制部件(5，6)，用于所述网络单元(1)是其部分的多个管理功能或每个管理功能，所述控制部件(5，6)能形成、再形成和/或终止用于所述管理功能的拓扑，

-注册部件(4)，用于所述网络单元(1)是其部分的多个管理功能或每个管理功能，所述注册部件(4)能注册和共享有关用于所述管理功能的拓扑的信息。

2.如前面权利要求任一项所述的网络管理系统，其特征在于至少一个网络单元(1)形成用于管理功能的拓扑群。

3.如权利要求2所述的网络管理系统，其特征在于所述群中的一个网络单元(1)具有用于此组的群领导的角色，其中所述群领导协调和显示其群的拓扑。

4.如权利要求2-3的任一项所述的网络管理系统，其特征在于根据所述管理功能，所述网络单元(1)能是不止一个拓扑群的部分。

5.如权利要求2-4的任一项所述的网络管理系统，其特征在于对于每个管理功能，至少有一个拓扑群。

6.如权利要求2-5的任一项所述的网络管理系统，其特征在于所述管理功能群构成分层群的层次型拓扑的部分，并形成用于所述管理功能的整个网络。

7.如权利要求6所述的网络管理系统，其特征在于一个拓扑级别中的网络单元(1)是用于下一个低级别上的网络单元群的群领导，其中最高拓扑群的群领导表示整个网络。

8.如权利要求2-7的任一项所述的网络管理系统，其特征在于所述拓扑群基于参数形成、再形成和终止。

9.如权利要求8所述的网络管理系统，其特征在于所述参数在系统启动前静态设置、在所述系统正在运行时例如通过直接的操作员干预或使用策略来动态设置、或者在运行时通过从所述网络读取状态信息并计算其值来推断。

10.如权利要求8-9的任一项所述的网络管理系统，其特征在于所述再形成与所述层次或所述拓扑的结构、所述群的大小或群领导的晋级/降级有关。

11.如前面权利要求的任一项所述的网络管理系统，其特征在于特定网络单元(1)的注册部件(4)出现在用于特定管理功能的拓扑中的不止一个位置。

12.如前面权利要求的任一项所述的网络管理系统，其特征在于所述注册部件(4)使用表格保存拓扑数据，所述表格对于其中所述注册部件(4)出现的管理功能拓扑中的每个位置具有条目。

13.一种用于管理在计算机或电信网络中操作的网络管理系统的方法，所述网络包括能通过链路在所述网络中通信的至少一个网络单元(1)，其中网络管理软件在所述网络单元(1)上包含和运行，其特征在于执行以下步骤：

-形成、再形成和/或终止用于所述网络单元(1)是其部分的多个管理功能或每个管理功能的拓扑，所述步骤由所述网络管理软件中包括的控制部件(5，6)来执行，

-注册和共享有关用于所述网络单元(1)是其部分的多个管理功能或每个管理功能的拓扑的信息，所述步骤由所述网络管理软件中包括的注册部件(4)来执行。

14.如权利要求13所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于网络单元(1)的启动包括以下步骤：

-作为所述控制部件(5，6)的部分的成员角色控制器(5)将用于每个管理功能的群领导查询消息发送到网络单元(1)的参数化集合，

-等待参数化时间长度并且只要未收到回复，便继续重新发送所述消息，所述消息包含所述网络单元(1)地址及其拓扑位置。

15.如权利要求13-14的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于用于管理功能的拓扑群的群领导的晋级包括以下步骤：

-当所述注册部件(4)是所述群领导时，它将群领导查询消息传递到是所述控制部件的部分的领导角色控制器(6)，

-如果不存在用于所述群的群领导，则用于那个群的注册部件(4)控制将它自己晋级为用于这个群的群领导的许可。

16.如权利要求13-15的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于在作为控制部件(5，6)的部分的领导角色控制器(6)启动时，它初始化保存与它有关的用于管理功能的拓扑群的成员的地址的列表，最初包括用于此控制器(6)的注册部件(4)的地址。

17.如权利要求13-16的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于到用于管理功能的拓扑群的拓扑群成员添加包括以下步骤：

-作为所述控制部件(5，6)的部分的注册部件(4)的成员角色控制器(5)发送由领导角色控制器(6)接收的群领导查询消息，

-如果所述注册部件(4)被允许成为这个群的成员，则作为所述控制部件(5，6)的部分的用于那个组的领导角色控制器(6)发送群领导回复消息，

-如果所述注册部件(4)同意成为所述群的成员，则所述成员角色控制器(5)发送群成员确认消息，

-所述领导角色控制器发布群成员已添加事件以确认所述注册部件(4)被允许成为这个群的成员。

18.如权利要求13-17的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于用于管理功能的拓扑群的群成员的拓扑群领导监管包括以下步骤：

-作为所述控制部件(5，6)的部分的用于所述群的领导角色控制器(6)记住用于其群成员的每个的计数器的集合

-扫描定期运行，所述扫描间隔由参数控制

-每次所述扫描运行时，所述领导角色控制器(6)递减用于成员角色控制器(5)群成员的每个计数器

-计数器达到0时，所述控制器(6)执行与该计数器有关的一些动作。

19.如权利要求13-18的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于从用于管理功能的拓扑群的拓扑群成员删除包括以下步骤：

-领导角色控制器(6)从其成员列表删除用于所述拓扑群成员的成员角色控制器(5)，这些控制器是所述控制部件(5，6)的部分，

-如果所述群成员是已确认的成员，则发布群成员已删除事件。

20.如权利要求13-19的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于在用于管理功能的拓扑群中的拓扑群领导降级包括以下步骤：

-领导角色控制(6)确定群领导是对于这个注册部件(4)的特定群级别的群的唯一成员

-用于这个成员的注册部件(4)修正其表格条目

-所述注册部件(4)调整成员角色控制器(5)和处理所述注册部件(4)中的拓扑群的领导角色控制器(6)

-所述领导角色控制(6)向外部实体发布群领导降级事件

-所述控制器是所述控制部件(5，6)的部分。

21.如权利要求13-20的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于从用于管理功能的拓扑群的注册部件(4)关闭包括以下步骤：

-从顶部拓扑级别开始，在其拓扑数据表格中用于每个拓扑级别的条目上循环

-在用于那些级别的每个成员角色控制器(6)和领导角色控制器(5)中命令关闭，所述控制器是所述控制部件(5，6)的部分。

22.如权利要求13-21的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于在用于管理功能的拓扑群中的群领导关闭包括以下步骤：

-在所述拓扑群的成员上循环

-将群领导关闭消息发送到所述群成员的每个

-发布群成员已删除事件

-发布群领导降级事件。

23.如权利要求13-22的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于在用于管理功能的拓扑群中的群成员关闭包括以下步骤：

-检查它是否有群领导，并且是否发送离开群消息到所述领导

-发布群成员已删除事件。

24.如权利要求13-23的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于用于管理功能的拓扑的外部注册包括以下步骤：

-发送拓扑的顶部消息到外部实体

-所述外部实体向注册处注册以获得所述网络单元(1)的地址

-所述外部实体开通与在所述拓扑的顶部级别的注册部件(4)的直接通信会话。

25.如权利要求13-24的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于用于特定管理功能拓扑的注册部件(4)与其它注册部件(4)通信和协作以形成和再形成用于所述网络的整个拓扑。

26.如权利要求13-25的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于所述注册部件(4)跟踪用于所述网络单元(1)本身的拓扑数据和所述网络单元(1)与其它网络单元(1)中的注册部件(4)具有的拓扑连接。

27.如权利要求13-26的任一项所述的用于管理网络管理系统的方法，其特征在于诸如管理功能拓扑的再形成等拓扑事件由所述网络管理软件发布并且被发送到外部管理系统。

28.一种能通过链路在计算机或电信网络中通信的网络单元(1)，其中网络管理软件在所述网络单元(1)上包含和运行，其特征在于所述网络管理软件包括：

-控制部件(5，6)，用于所述网络单元(1)是其部分的多个管理功能或每个管理功能，所述控制部件(5，6)能形成、再形成和/或终止用于所述管理功能的拓扑，

-注册部件(4)，用于所述网络单元(1)是其部分的多个管理功能或每个管理功能，所述注册部件(4)能注册和共享有关用于所述管理功能的拓扑的信息。

29.如权利要求28所述的网络单元(1)，其特征在于每个注册部件(4)相同，并且参数影响它(4)注册和共享有关用于所述管理功能的拓扑的信息的方式和与其它注册部件(4)交互的方式。

30.如权利要求28-29的任一项所述的网络单元(1)，其特征在于所述控制部件包括角色控制器，如领导角色控制器(6)或成员角色控制器(5)，所述控制器在所述网络单元(1)中包含和运行以用于所述网络单元(1)是其部分的多个管理功能或每个管理功能。

31.如权利要求30所述的网络单元(1)，其特征在于通过控制执行指派到管理功能拓扑中某些角色的某些操作的许可，所述角色控制器能形成、再形成和/或终止所述管理功能的拓扑。

32.如权利要求30-31的任一项所述的网络单元(1)，其特征在于不止一个角色控制器在每个存储部件中运行。

33.如权利要求28-32的任一项所述的网络单元(1)，其特征在于管理模块(2)在所述网络单元上运行，所述模块包括所述网络管理软件。

34.如权利要求28-33的任一项所述的网络单元(1)，其特征在于所述网络单元存在于电信或数据节点，例如以基站、无线电控制器、路由器或交换机的形式。

35.如权利要求28-34的任一项所述的网络单元(1)，其特征在于所述单元(1)在所述网络内以软件协议通信。

36.如权利要求28-35的任一项所述的网络单元(1)，其特征在于所述注册部件(4)使用表格保存拓扑数据，所述表格对于其中所述注册部件(4)出现的管理功能拓扑中的每个位置具有条目。

37.如权利要求28-36的任一项所述的网络单元(1)，其特征在于特定网络单元(1)的注册部件(4)出现在用于特定管理功能的拓扑中的不止一个位置。

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