DE69930096T2 - Architektur eines mit CORBA Anwendungen zusammenarbeitenden Agents - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme zur Verwaltung von Telekommunikationsnetzen. Die Norm M.3010 der ITU-T (International Telecommunication Union) stellt eine Architektur eines solchen Systems vor, die als TMN stehend für Telecommunication Management Networt oder RGT für das französische Réseau de Gestion des Télécommunications bezeichnet wird.
• 1 veranschaulicht ein derartiges Telekommunikationsverwaltungsnetz.
• Die Symbole NE₁, NE₂ ... NE_n stehen für Netzelemente oder NE für das englische Networt Elements. Bei diesen Netzelementen kann es sich um Hardwaremittel wie insbesondere Umschalter oder Softwaremittel handeln.
• Die Symbole MO₁ bis MO_p stehen für verwaltete Objekte oder MO für in englischer Sprache Managed Objects. Jedes verwaltete Objekt bildet eine Abstraktion oder Ansicht von einem oder mehreren Netzelementen. So bildet das verwaltete Objekt MO₁ eine Ansicht der Netzelemente NE₁ und NE₂. Diese verwalteten Objekte MO₁ bis MO_p sind in einem Software-Bauelement gruppiert, das mit Agent A bezeichnet wird.
• Das Symbol M steht für einen Manager. Im Allgemeinen kommunizieren die Manager mit den Agenten in beide Richtungen über ein Kommunikationsprotokoll des Typs CMIP (Common Management Information Protocol), wie durch die Empfehlung X.711 der ITU-T festgelegt.
• Jedoch erweist es sich, dass die RGT immer mehr Öffnungen hin zu anderen Datenverarbeitungssystemen benötigen.
• Insbesondere die CORBA-Architektur der OMG (Open Management Group) wird für verteilte Anwendungen äußerst häufig verwendet. Eines der Hauptmerkmale von CORBA (Common Object Request Broker Architecture) besteht darin, die Schnittstellen und die Implementierungen der verschiedenen Objekte, welche eine verteilte Anwendung bilden, zu trennen. Die Schnittstellen werden in einer speziellen Sprache mit der Bezeichnung IDL (Interface Description Language) geschrieben und bilden den einzigen sichtbaren Teil der Objekte. Die Implementierung kann in jeder beliebigen Programmiersprache (beispielsweise C++ oder Java) erfolgen und ist von den anderen Objekten der Anwendung nicht sichtbar.
• Die Kommunikation zwischen zwei CORBA-Software-Bauelementen erfolgt über ein Kommunikationsprotokoll mit der Bezeichnung GIOP (General Inter-ORB Protocol), das ebenfalls von der OMG-Gruppe festgelegt wurde.
• Es ist sinnvoll, die Vorteile von CORBA zu nutzen und gleichzeitig Kompatibilität mit den Empfehlungen der ITU-T zu wahren. Es ist insbesondere sinnvoll, die Kommunikation zwischen Agenten gemäß den CORBA-Spezifikationen und Managern gemäß den Spezifikationen der ITU-T und umgekehrt zu ermöglichen.
• So wird ein Agent zu einer Menge von CORBA-Objekten, wobei jedes CORBA-Objekt einem verwalteten Objekt entspricht. Auf Grund von CORBA wird die Entwicklung der verwalteten Objekte unabhängig vom Informationsverarbeitungssystem, auf dem sie ausgeführt werden, und insbesondere von der Lokalisierung dieser in einem verteilten System.
• In einem objektorientierten verteilten System unterscheidet man die so genannten Server-Schnittstellen und die so genannten Client-Schnittstellen. Die Server-Schnittstellen ermöglichen den verwalteten Objekten den Empfang der von den Managern kommenden Nachrichten. Die Client-Schnittstellen ermöglichen den verwalteten Objekten die Sendung von Nachrichten an die Manager.
• Die Normierungsgruppen Telemanagement Forum, Open Group und OMP (Open Management Group) haben eine gemeinsame Lösung gewählt, um die Interoperabilität zwischen TMN-Systemen entsprechend den Spezifikationen der ITU-T und denjenigen, die unter Einsatz der CORBA-Technologie entwickelt wurden, zu verwalten. Die entsprechende Spezifikation heißt „Inter-domain Management" und wurde im November 1996 veröffentlicht. Ihr Prinzip wird durch 2 veranschaulicht.
• Der Manager M kommuniziert mit einem Gateway G₁, das seine Nachrichten an einen Agenten A übermittelt. Umgekehrt überträgt Agent A seine Nachrichten an ein Gateway G₂, das die umgekehrte Übersetzung in Richtung Manager M durchführt. Natürlich können Gateway G₁ und Gateway G₂ durch die gleiche physische Instanz implementiert werden.
• Das zwischen dem Manager M und den Gateways G₁ und G₂ verwendete Kommunikationsprotokoll kann das GIOP-Protokoll von CORBA sein, während es sich zwischen den Gateways und Agent A um das CMIP-Protokoll (Common Management Information Protocol) handeln kann, so wie durch die Empfehlung X.711 der ITU-T definiert.
• Die Aufgabe dieser Gateways ist es also, jede vom Manager M ausgehende GIOP-Nachricht in eine oder mehrere CMIP-Nachrichten für den Agenten A zu übersetzen und umgekehrt jede vom Agenten A ausgehende CMIP-Nachricht in eine oder mehrere GIOP-Nachrichten für den Manager M zu übersetzen.
• Die umgekehrte Konfiguration ist selbstverständlich genau so gut möglich und Agent A kann den CORBA-Spezifikationen entsprechen und mit den Gateways über das GIOP-Protokoll kommunizieren, während der Manager gemäß den Empfehlungen der ITU-T mit den Gateways gemäß dem CMIP-Protokoll kommuniziert. Derartige Lösungen werden beispielsweise beschrieben in „Integrating CORBA and TMN environments" von Q. Kong et al. und in „Design and implementation of a CORBA-based TMN SMK System" von Jong-Tae Park et al.
• Diese Idee, eine Gateway-Funktion einzufügen, um die Übersetzungen durchzuführen, ermuntert den Fachmann natürlich dazu, diese Funktion in Form eines autonomen Softwaremoduls hinzuzufügen.
• Jedoch weist das Vorhandensein eines die Übersetzungen durchführenden autonomen Softwaremoduls zahlreiche Nachteile auf, unter anderem:
• • Eine bestimmte Anzahl von Informationen ist bereits in den Managern und/oder Agenten vorhanden. Dadurch, dass eine neue Kopie dieser Informationen erstellt wird, wird die Zunahme der Zahl der im System verwendeten Betriebsmittel bewirkt.
• • Eine Kommunikation zwischen einem Manager und einem Agenten läuft immer über das Übersetzungsmodul. Daraus ergeben sich zwei Kommunikationen, eine zwischen dem Manager und dem Gateway, die andere zwischen dem Gateway und dem Agenten. Da die Kommunikationen zwischen autonomen Modulen zeitintensiv sind, bewirkt deren Verdoppelung eine starke Leistungsbeeinträchtigung des Systems.
• • Jedes autonome Modul verbraucht eine Mindestmenge der Betriebsmittel des Systems. Beispielsweise wird jedem Modul vom System ein Teil des Speichers für seine Ausführung zugewiesen. Eine Erhöhung der Anzahl der Module kommt einer Erhöhung der im System verwendeten Betriebsmittel gleich.
• • Die Steigerung der Anzahl der Module im System verkompliziert die Wartung dieses Systems. Dieses Problem ist besonders offensichtlich, wenn die Module starke Interdependenzen haben, was bei Telekommunikationsverwaltungsnetzen der Fall ist. Es kann zum Beispiel erforderlich sein, die Reihenfolge zu steuern, in der die Module gestartet werden, und der Stopp eines der Module kann es erforderlich machen, dass andere Module gestoppt und neu gestartet werden.
• Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Alternative zu diesem Kommunikationsproblem zwischen heterogenen Softwareanwendungen in einem Telekommunikationsnetzverwaltungskontext zu bieten, die den Normen aus der ITU-T und der OMG-NMF- Gruppe entspricht und die die Leistungen deutlich verbessert.
• Genauer gesagt ist der Gegenstand der Erfindung ein Agent, der eine Menge von verwalteten Objekten in einem Telekommunikationsverwaltungsnetz beinhaltet, wobei diese verwalteten Objekte jeweils Mittel besitzen, um Nachrichten gemäß dem CMIP-Protokoll zu senden und zu empfangen, und außerdem Mittel, um Zugriff auf CORBA-Client-Schnittstellen zu haben oder damit CORBA-Server-Schnittstellen Zugriff auf sie selbst haben, wobei diese Schnittstellen im Agenten enthalten sind.
• Gemäß verschiedenen Ausführungsarten der Erfindung können die CORBA-Schnittstellen in den verwalteten Objekten enthalten sein oder in den zu diesen verwalteten Objekten zugehörigen Repräsentantenobjekten enthalten sein.
• In diesem letztgenannten Fall kann man unterschiedliche Ausführungen unterscheiden je nachdem, ob es sich um CORBA-Server-Schnittstellen oder CORBA-Client-Schnittstellen handelt.
• Bei CORBA-Server-Schnittstellen kann jedes der Repräsentantenobjekte mit einem einzigen verwalteten Objekt verknüpft werden, oder jedes Repräsentantenobjekt kann mit einer Menge von verwalteten Objekten verknüpft werden, und kann ein Mittel zur Verteilung der auf der in ihm enthaltenen CORBA-Schnittstelle eintreffenden Nachrichten zu dem oder zu den betreffendem/n verwalteten Objekten in dieser Menge besitzen.
• Bei CORBA-Client-Schnittstellen kann jeder Manager, welcher Nachrichten von den verwalteten Objekten erhalten kann, die im Agenten enthalten sind, durch ein Repräsentantenobjekt dargestellt werden, dass innerhalb des Agenten liegt, der die ihm entsprechende CORBA-Client-Schnittstelle enthält.
• Ein Agent gemäß der Erfindung ist also im Stande, gleichzeitig mit Anwendungen (insbesondere Manager) zu kommunizieren, die den CORBA-Spezifikationen entsprechen, indem das GIOP-Protokoll verwendet wird, und mit Anwendungen (insbesondere Manager), die den Empfehlungen der ITU-T entsprechen, wobei das CMIP-Protokoll verwendet wird.
• Außerdem bleibt diese Lösung entsprechend den „Inter-domain management"-Spezifikationen, obwohl die CORBA-Schnittstellen in IDL und ihre Implementierungen im Agenten enthalten sind.
• Die verschiedenen Vorteile und Kennzeichen der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung deutlicher, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erfolgt.
• Die bereits kommentierte 1 zeigt äußerst schematisch die allgemeine Architektur eines Telekommunikationsverwaltungsnetzes gemäß der Empfehlung M.3010 der ITU.
• Die ebenfalls bereits kommentierte 2 stellt die allgemeine Architektur der Schnittstelle eines Agenten gemäß den OSI-Normen mit einem Manager gemäß den „Inter-domain management"- Spezifikationen dar.
• 3 illustriert eine erste Ausführungsart der Erfindung.
• 4 illustriert eine zweite Ausführungsart der Erfindung.
• 5 illustriert eine dritte Ausführungsart der Erfindung.
• 6 illustriert das Instanziierungsverfahren der Repräsentantenobjekte bei ihrer ersten Verwendung.
• 7 illustriert eine vierte Ausführungsart der Erfindung betreffend die Client-Schnittstellen der verwalteten Objekte.
• 8 stellt die Fertigungskette eines Agenten gemäß der Erfindung dar.
• Auf 3, die eine erste Ausführungsart der Erfindung illustriert, sieht man, dass jedes der verwalteten Objekte MO₁, MO₂ ...MO_p zwei Server-Schnittstellen besitzt, die durch zwei Striche in T-Form symbolisiert werden, wobei die eine den Normen der ITU-T entspricht und die andere den CORBA-Spezifikationen, das heißt, dass es sich um eine in IDL geschriebene Schnittstelle handelt.
• So kann jedes verwaltete Objekt (zum Beispiel MO₁):
• • CMIP-Nachrichten von einem Manager M_CMIP gemäß den Empfehlungen der ITU-T erhalten, und
• • Nachrichten von einem Manager M_GIOP gemäß den CORBA-Spezifikationen der OMG erhalten.
• 4 stellt eine zweite Ausführungsart der Erfindung dar. Man sieht, dass jedes der verwalteten Objekte MO₁, MO₂ ...MO_p mit einem Repräsentantenobjekt R₁, R₂, ...R_p verknüpft ist. Jedes der Repräsentantenobjekte besitzt eine CORBA-Server-Schnittstelle. Bei dieser besonderen Ausführungsart behalten die verwalteten Objekte die Möglichkeit, selbst über das CMIP-Protokoll zu kommunizieren und können gleichzeitig vermittels der Repräsentantenobjekte, mit denen sie verknüpft sind, Nachrichten über das GIOP-Protokoll erhalten.
• So kann zum Beispiel das verwaltete Objekt MO₁ mit dem Manager M_CMIP über das CMIP-Kommunikationsprotokoll kommunizieren, und mit dem Manager M_GIOP über die CORBA-Schnittstelle des Repräsentantenobjekts R₁, mit dem es verknüpft ist, wobei dieses Repräsentantenobjekt und der Manager M_GIOP zusammen über das GIOP-Protokoll kommunizieren.
• Gemäß einer besonderen Ausführung werden diese Repräsentantenobjekte nur dann erstellt, wenn eine Nachricht die CORBA-Schnittstelle durchlaufen muss, das heißt in der Tat bei der ersten Nutzung.
• 5 illustriert eine dritte mögliche Ausführung eines Agenten gemäß der Erfindung. Gemäß dieser Ausführung teilt sich eine Gruppe verwalteter Objekte ein und dasselbe Repräsentantenobjekt, mit dem sie logisch verknüpft sind.
• Hierfür besitzen die Repräsentantenobjekte Mittel, um die von außen (insbesondere einem Manager) erhaltenen Nachrichten zu demjenigen (oder denjenigen) betreffenden verwalteten Objekt(en) aus der Gruppe derjenigen verwalteten Objekte zu leiten, mit der es logisch verknüpft ist.
• So teilen sich beispielsweise die verwalteten Objekte MO₁ und MO₂ das gleiche Repräsentantenobjekt R₁. Wenn letzteres eine Nachricht vom Manager M_GIOP erhält, ermittelt es zunächst an welches verwaltete Objekt es diese übermitteln muss (hier entweder MO₁ oder MO₂).
• Die verschiedenen verwalteten Objekte behalten im Übrigen die Schnittstellen, die es ihnen ermöglichen, über das CMIP-Protokoll mit Managern gemäß den Empfehlungen der ITU-T zu kommunizieren.
• Ebenso wie bei der zweiten Ausführungsart kann eine besondere Ausführung vorsehen, dass die Repräsentantenobjekte nur bei ihren ersten Verwendungen instanziiert werden.
• Diese Vorgehensweise ist interessant, denn man bemerkt, dass in einem Agenten nicht alle verwalteten Objekte zwangsläufig genutzt werden. Außerdem haben durch das Erstellen der Repräsentantenobjekte nur im Bedarfsfall (das heißt bei deren erster Verwendung) die physischen Betriebsmittel, die den Agenten unterstützen, weniger Objekte zu verwalten. Dieses impliziert einen doppelten Vorteil:
• • Die genutzten Speichermittel sind geringer.
• • Die Datenstrukturen, die den Zugriff auf ein Objekt ermöglichen, sind kompakter, und die Ausführungszeiten folglich kürzer.
• 6 illustriert ein Verfahren, das es ermöglicht, die Repräsentantenobjekte erst bei ihrer ersten Nutzung zu erstellen.
• Es ist bekannt, dass die verwalteten Objekte baumartig strukturiert sind.
• Wenn ein Manager M über das GIOP-Kommunikationsprotokoll auf ein verwaltetes Objekt MO₁ zugreifen will, so macht er dieses entsprechend dem CORBA-Benennungsdienst. Anders ausgedrückt, er muss ein hierarchisch in der Benennungs-Baumstruktur (oder auf Englisch naming tree) höher stehendes verwaltetes Objekt adressiert ansprechen, vorausgesetzt, dass dieses ein Repräsentantenobjekt besitzt. Um auf das erste Objekt zugreifen zu können, ist es also erforderlich, dass mindestens das Wurzelobjekt von Anfang an ein Repräsentantenobjekt besitzt.
• Wenn die vom Manager M kommende GIOP-Anforderung von einem verwalteten Objekt des Baums erhalten wird, überträgt dieses diese über den Baum an das verwaltete Zielobjekt (MO₁). Wenn dieses sie erhält, weiß es, dass ein Manager sich mit ihm in Verbindung setzen will. Es erstellt dann sein Repräsentantenobjekt R₁, dessen CORBA-Interface-Adresse es an den Manager M übermittelt.
• Ab diesem Zeitpunkt ist der Manager M im Stande, GIOP-Nachrichten an die CORBA-Schnittstelle des Repräsentantenobjekts R₁ zu senden.
• 7 illustriert eine mögliche Ausführung der CORBA-Client-Schnittstellen.
• Jeder der Manager M_GIOP1 und M_GIOP2 wird durch ein Repräsentantenobjekt dargestellt, R₁ beziehungsweise R₂, innerhalb des Agenten A. Die verwalteten Objekte MO₁ und MO₂, welche Nachrichten an den Manager M_GIOP1 senden wollen, übermitteln diese Nachrichten an das Repräsentantenobjekt R₁, das sie über das GIOP-Protokoll an den Manager M_GIOP1 übermittelt.
• Das verwaltete Objekt MO₂ kann gleichermaßen über das Repräsentantenobjekt R₂ Nachrichten an den Manager M_GIOP2 senden.
• Eine andere Möglichkeit der Ausführung ist natürlich die Implementierung der CORBA-Client-Schnittstellen innerhalb der verwalteten Objekte selbst.
• 8 illustriert das Produktionsverfahren eines Agenten gemäß der Erfindung, völlig transparent für den Entwickler des Agenten.
• Wie es beim augenblicklichen Stand der Technik erfolgt wird das Verhalten der im Agenten enthaltenen verwalteten Objekte zunächst durch einen Satz S von Quelldokumenten spezifiziert. Der Dokumentensatz beinhaltet gleichzeitig Modellierungsdokumente, die zum Beispiel in GDMO (Guidelines für the Definition of Managed Objects) geschrieben sind, wobei es sich um eine in der Empfehlung X.722 von ITU-T spezifizierte Sprache handelt, und Dokumente zur Implementierung des Verhaltens dieses Modells, geschrieben unter Zuhilfenahme von Programmiersprachen wie C++.
• Diese Spezifikation erfolgt unabhängig von der Implementierung. Anders gesagt berücksichtigt der Entwickler des Agenten die Kommunikationsprotokolle, die ausgeführt werden, nicht. Es interessiert ihn insbesondere nicht, ob der Agent unter Nutzung des GIOP-Protokolls kommunizieren kann oder nicht.
• Dann wird der Satz S Quelldokumente mit einem Tool-System T bearbeitet, das den Satz in einen Agenten A umwandeln wird, der auf einem Zielinformationsverarbeitungssystem ausführbar ist. Dieses Tool-System T wird abgeändert und fügt zum Agenten A völlig transparent über das GIOP-Protokoll die Kommunikationsfunktionalitäten hinzu.

Claims (6)

1. Agent (A), der in einem Telekommunikationsverwaltungsnetz eine Menge von verwalteten Objekten (MO₁, MO₂ ... MO_p) beinhaltet, wobei jedes dieser Objekte Mittel zum Senden und Empfangen von Nachrichten gemäß dem CMIP-Protokoll besitzt, jedes verwaltete Objekt außerdem Mittel für den Zugriff auf CORBA-Client-Schnittstellen besitzt oder Mittel, damit CORBA-Server-Schnittstellen Zugriff auf dieses Objekt nehmen können, dadurch gekennzeichnet, dass diese CORBA-Server-Schnittstellen und diese CORBA-Client-Schnittstellen in diesem Agenten (A) enthalten sind.
2. Agent gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese CORBA-Server-Schnittstellen und diese CORBA-Client-Schnittstellen in Repräsentantenobjekten (R₁, R₂ , ...) enthalten sind, die mit diesen verwalteten Objekten (MO₁, MO₂ ...MO_p) verknüpft sind.
3. Agent gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die CORBA-Server-Schnittstelle, die den Zugriff auf ein verwaltetes Objekt ermöglicht, in einem Repräsentantenobjekt enthalten ist und dadurch, dass dieses Repräsentantenobjekt nur mit diesem verwalteten Objekt verknüpft ist.
4. Agent gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die CORBA-Server-Schnittstelle, die den Zugriff auf ein verwaltetes Objekt gestattet, in einem Repräsentantenobjekt enthalten ist, dadurch, dass jedes Repräsentantenobjekt mit einer Menge von verwalteten Objekten verknüpft ist, und dadurch, dass es ein Mittel beinhaltet, das es gestattet, die an dieser CORBA-Server-Schnittstelle ankommenden Nachrichten an das oder die betreffende/n verwaltete/n Objekte in dieser Menge zu leiten.
5. Agent gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die für ein und denselben Manager bestimmten Nachrichten, über ein und dasselbe Repräsentantenobjekt übertragen werden.
6. Agent gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Repräsentantenobjekte bei ihrer ersten Nutzung instanziiert werden.