基于OSGi框架的网络操作工单管理系统的设计与实现硕士毕业论文

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1、浙江大学硕士学位论文 摘要基于OSGi框架的网络操作工单管理系统的设计与实现 摘要随着网络信息化的不断发展，网络的规模不断扩大，网络设备的基数呈现爆炸性增长的趋势，对于网络操作管理的要求也不断提高，而网络管理目前的发展状况是，管理系统虽然提供了大量的管理功能，但是，随之也产生了纷繁复杂的网络管理操作，如何有效地将纷繁复杂的网络操作进行统一的协调和管理，是一个非常值得研究的方向。针对这样的背景，本文提出了一个面向网络操作的网络操作工单管理系统模型，网络操作工单是一系列网络操作任务的集合。此模型基于网络管理系统层，将一系列的网络操作任务以网络操作工单形式作为管理对象，通过集成化的手段实现对网络操作

2、任务的统一管理，以服务的形式向用户提供操作工单的统一执行和管理。同时，使用OSGi动态模块化技术作为系统模型的基础架构，分析了OSGi技术的体系结构和运行原理，并对基于OSGi框架的系统模型整体进行了功能分析、模块划分和结构设计，其中，对操作任务的管理的流程管理的设计和实现进行了详细的描述。最后，通过实例来展示系统对网络操作的管理应用效果，系统以Web界面的展示方式提供网络操作工单集合的统一管理服务，实现了网络操作工单文件内容的解析，网络操作任务的可执行时间的计划分配与设计，操作任务的定时自动执行以及操作任务的执行状态的实时监控等系统业务流程。关键词：网络操作，服务，OSGi，Bundle ,

3、 jBPM ii浙江大学硕士学位论文 AbstractAbstractWith the continuous development of network, the number of network equipment shows explosive growth trend, that makes the requirements for network operation and management also rises. The current development of network management is, although management system provi

4、des a large number of management capabilities, but also produced along with the more complex network management operations. How to effectively manage those complex network management operations is a very worthwhile research.Against this background, this paper presents a network operation work order

5、management system model based for network operations; network operation work order is a set of network operation tasks. This model is based network management system layer, a series of network operation tasks to a single work order as a managed object, by means of integrated missions to achieve the

6、unified management of network operations, as a service to provide to users. Also use OSGi dynamic modular technology as the infrastructure of system model, analyze the architecture of the OSGi technology and operating principles, and analyze the functions, divide the module and design the structure

7、of the system based on OSGi framework, in which detailed the design and implementation of operation task process management. Finally, demonstrate the implemented system to show the result of network operations management, system uses web interface to provide a management service for network operatio

8、ns work order management. The system achieve the business processes as content analysis of work order file, design and allocate the executable plan time, automatically perform the operational tasks and real-time monitoring of operation tasks.Key Words：Network management, Service, OSGi, Bundle, jBPM

9、iii浙江大学硕士学位论文 目录目录摘要iAbstractii图目录IV第1章 绪论11.1 课题背景11.2 网络管理服务发展国内外现状21.3 本文的主要工作31.4 论文的组织结构4第2章 网络管理技术分析52.1 电信管理网52.2 网络管理服务72.3 网络管理技术92.3.1 网络管理通信协议92.3.2 分布式通信技术112.4 本章小结12第3章 OSGi体系架构分析133.1 OSGi简介133.2 OSGi框架及运行机制143.2.1 OSGi框架143.2.2 OSGi类加载机制153.2.3 Bundle生命周期163.2.4 Bundle交互173.3 OSGi的应用

10、193.4 本章小结19第4章 基于OSGi的网络工单操作管理系统的设计204.1 系统描述204.1.1 角色214.1.2 业务分析214.2 网络操作工单管理系统结构划分234.3 基于OSGi的网络操作工单系统设计264.3.1 表现层274.3.2 业务逻辑层284.3.3 持久层294.4 Bundle实现方式设计304.4.1 Import/Export304.4.2 服务接口304.4.3 扩展点324.4.4 服务接口与实现分离334.4.5 Bundle启动334.5 系统界面设计344.6 本章小结35第5章 网络操作任务工作流的设计365.1 工作流设计分析365.2

11、jBPM原理365.2.1 jBPM活动节点375.2.2 其他jBPM技术385.3 网络操作任务流程的设计395.3.1 操作任务流程管理模型结构395.3.2 操作任务流程定义415.3.3 流程监控方式435.4 网络操作任务流程的实现445.4.1 jBPM服务445.4.2 活动处理455.4.3 流程服务465.4.4 事件处理475.5 本章小结47第6章 系统应用案例486.1 应用实例486.1.1 系统启动486.1.2 登录486.1.3 资源管理496.1.4 工单文件管理506.1.5 操作任务管理516.1.6 用户管理526.1.7 系统应用总结526.2 本章

12、小结52第7章 结论与展望537.1 结论537.2 展望53参考文献55作者简历57致谢58II浙江大学硕士学位论文 图目录图目录图2.1 TMN结构图6图2.2 TMN层次图7图2.3 CORBA通信结构11图3.1 OSGi模块结构图14图3.2 类加载器结构16图3.3 Bundle状态转换图17图3.4 Bundle交互方式18图4.1 系统平台功能20图4.2 系统功能流程设计23图4.3 系统平台功能模块24图4.4 系统交互图26图4.5 系统业务逻辑结构27图4.6 导出Java包30图4.7 接口服务结构31图4.8 服务引用32图4.9 扩展点33图5.1 网络操作任务管

13、理流程图40图5.2 业务流程管理模型41图5.3 编辑链路任务流程图41图5.4 编辑链路任务流程代码42图5.5 新增设备任务流程图42图5.6 新增网元任务流程图42图5.7 新增服务任务流程图43图5.8 事件监听器设置43图5.9 监听流程44图6.1 系统启动48图6.2 系统登录49图6.3 添加资源49图6.4 资源时间统计图50图6.5 工单文件录入50图6.6 操作任务计划执行时间分配50图6.7 操作任务流程管理51图6.8 操作任务状态更新51图6.9 用户权限分配52III浙江大学硕士学位论文第1章 绪论第1章 绪论1.1 课题背景随着信息化技术的不断进步和普及，越来

14、越多的人开始接触和使用网络。网络在学术上定义为，在物理或逻辑层面，按照一定的拓扑结构相互连接作用的节点和链路的集合。网络最初的产生是源于军备竞赛，军方系统能够提供一种方式，将军事指挥中心的各个分散点连接起来，形成一个具有通信组织的集合，网络真正意义上的产生是互联网（Internet）的出现，从互联网的名字就可以看出，是希望将网络连接到一起，随着作为网络重要组成部分TCP/IP协议的不断更新和完善，网络使用范围的不断扩大，已经远不是当初控制几台电脑主机可以相提并论，网络产生的意义是希望让人类生活更快捷，更丰富，人民更方便的获取信息，获得所求，人们利用网络来实现和替代很多原本需要身体力行的工作，工

15、作会议可以通过网络视频来代替，聊天通信可以通过网络通讯软件来实现，网络购物更是因为优惠的价格受到了广泛的关注，网络的应用范围不断扩大。网络发展的目的是为了满足人们的生产、生活的需要，使生活更便利，使网络更容易使用，网络为人们提供了非常便捷的服务，但是，在使用网络的背后，网络设备的复杂性也越来越高，网络的规模也越来越大，网络的实现技术也越来越专业，网络服务器主机的数量已经到了一个让人意想不到的地步，对于如此大规模的网络和网络设备，如何进行有效的管理服务解决方案是一个非常重要而且迫切的课题。对网络管理功能的迫切需求，使网络管理技术的研究得到快速的发展，各种各样的网络管理模型，网络管理方案，网络管理

16、服务系统随之产生，通过程序的方式提供网络管理服务，能够节省不少的时间和精力。随着网络管理技术的发展，和人们对管理服务方式要求也在提高，网络管理用户希望网络的管理能够尽量的简单，网络管理程序的操作能够更加的简易，通过简单的形式来实现原本复杂的网络操作，于是，基于图形化界面，将复杂的网络操作命令集成到系统界面的按钮中的网络管理应用系统随之产生，通过少量的点击就能够实现网络设备的管理和操作，到后来，更进一步简化管理的操作，将网络管理的功能作为服务的形式，提供给用户，通过服务提供的简单操作实现对大规模，高复杂度的网络操作的统一管理。当然，网络管理服务的发展不仅仅是为了简化网络操作，还有不同业务管理的需

17、求，随着网络工作越来越繁重，网络的故障也越来越频繁，网络故障的定位，故障的隔离和修复也成为影响网络发展的一个重要因素，如果系统的正常运行都无法保证，那么更不用提网络管理，因此，在网络管理解决方案中，故障管理服务往往是用户优先考虑的服务模块。由此可见，通过服务的方式，针对不同的需求提供相应的网络操作管理功能将成为网络管理应用的未来发展趋势。1.2 网络管理服务发展国内外现状网络管理的目标是最大限度的提升网络设备的利用率，增加网络的可用时间，提高网络的性能，网络服务的质量和安全性等，同时简化目前多厂商，多技术，多应用的混合网络环境状况下的网络管理运营成本，并提供网络结构，规模的长远规划等。网络管理

18、技术的研究成果反应了网络通信技术实力的强弱，同时也反应人们对网络应用的需求程度，因此，针对不同需求研究和开发网络管理系统，提供网络服务成了一个热门的研究和发展的课题，网络的规划和管理也成为了人民生活水平提高的指标。有关网络管理方面的研究，国外的起步较早，早在80年代初，随着互联网的出现和发展，集成化，规模化的网络设备的应用，使人们很快认识到网络的重要性，对网络管理的研究也随之而开始，比如提出了HEMS、SGMP、CMISCMIP等网络解决方案等，SGMP是一个简单网关监控协议（Simple Gateway Monitoring Protocol），是一个基于互联网标准的网络关系协议，后来发展成

19、了著名的SNMP，最初是设计用来管理那些访问网络的网关设备，SNMP进一步简化了在大规模网络设备中的网络管理和信息数据的获取，由于出色的效果，使得很多网络设备厂商都采用SNMP作为默认的网络服务。ISO在80年代末提出了CMIS/CMIP网络管理解决方案，制定CMIS/CMIP的出发点是希望CMIP解决方案能够取代SNMP，CMIP的功能更加强大，安全性也得到了加强，从功能上来将，CMIP超过了SNMP，很多人都人为它会取代SNMP，但是，事实并非如此，SNMP以其简单的实施方案始终占有一席之地，另一原因是CMIP过于复杂，需要投入大量的人力和物力。在产品方面，已经推出了不少提供管理服务的网络

20、管理解决方案，如HP的Open View，Nertel Network的Optivity Network Management System，IBM的Tivoli等。Open View将网络管理和系统管理的功能集成到一个完整的管理系统中，吸收了各自的优点，Open View提供了对网络管理的主动控制，使用户能够了解当前网络的真实情况，同时，采用了预防式的管理模式，提供了临界值设定和趋势分析报表等工具，能够是用户对网络采取预防性的控制，保证网络的健全，同时也提供了统一管理平台，网络安全，服务质量保障，故障自动检测等功能丰富的服务。Tivoli是IBM提供了管理解决方案，采用了开放系统和自动化的管

21、理技术，利用基于策略的资源分配，系统管理解决方案。Optivity Network Management System提供也对网络的主动管理服务。这些网络管理解决方案以服务的形式提供对网络资源，网络设备已经网络运行状态等网络项目的集成化管理。国内对网络管理的研究起步较晚，在初始阶段，主要是以引进国外的先进网络管理系统为主，并在此基础上开发适用与各自需求的系统，但随着国内网络使用规模的扩大，网络管理的自主性研发已经越来越受到重视，各通信厂商在网络管理的研究方面都取得了一定的成果，国内的通信厂商华为、中兴等都提出了各自的网络管理解决方案，在网络管理方面都取得了长足的进展。目前网络管理的发展趋势已经

22、从侧重设备管理转向侧重业务管理，网络管理用户已经不再将网络设备的管理看作网络管理的重点，而是考虑如何使网络管理满足业务系统的需求。网络的管理更加侧重系统的安全性和互操作性，网络管理更加侧重数据和网络的安全保障，同时，多技术，多厂商的管理平台交互愈发显得重要。从总体上来说，国内的网络管理技术的研究已经正在从摸索逐渐转向成熟阶段4。1.3 本文的主要工作本文描述了一个基于网络管理系统之上的网络工单管理系统，描述了基于OSGi框架的系统的主体结构和实现方式，并通过使用目前流行的B/S架构实现了对网络操作任务的执行监控和管理，研究了将网络操作的管理从网络管理层提取出来，集中到一个基于Web界面，提供统

23、一管理服务的新模式。同时，本文还对实现平台的关键技术OSGi框架做了深入的研究和阐述，通过管理系统的实例，说明OSGi动态模块化的特点，通过OSGi实现平台开发过程中模块松散耦合的问题，以及作为一个基础框架来实现一个具有高度复用，良好扩展的软件系统平台的可行性，详细描述了网络操作管理系统结构的设计。此系统平台的基本功能开发已经基本完成，并且经过测试通过。作者在公司实习期间参与了此网络工单操作系统平台的开发，并在此开发期间完成了此论文。在开发过程中，作者与同事共同完成了：对与网络工单操作需求的分析；工单任务的资源时间分配算法的研究，并根据研究的结果进行了验证和实现；参与了OSGi模块的分析，以及

24、模块到系统中的集成研究；设计和实现部分页面的展示；基于jBPM流程控制的模块设计，流程定义的实现，并完成了系统中工作流管理模块的大部分代码。1.4 论文的组织结构本论文共分为六个章节，按照一下的形式组织陈述：第一章，绪论，主要介绍本课题的研究背景，基本现状以及本文的主要工作和内容。第二章，网络管理技术知识的分析，主要介绍了电信管理网TMN的基础知识，并分析了网络管理系统的基本组成和网络管理协议等基本知识。第三章，介绍OSGi的相关概念、原理知识，并且对应用与平台的技术做了分析和阐述。第四章，详细描述了基于OSGi的网络操作管理系统平台的业务流程，系统设计架构和组织原理。第五章，针对网络操作任务

25、的工作流管理方式进行详细的分析、设计以及实现。第六章，基于已经实现的系统功能，通过应用案例的方式介绍了系统的运行过程。第七章，结论和展望，总结了OSGi应用系统的有效性并对未来的发展做了展望。4浙江大学硕士学位论文第2章网络管理技术分析第2章 网络管理技术分析网络管理解决方案为网络中的设备，资源以及网络操作等网络元素提供整体上的管理服务，同时，也包括网络运行状态的监控，网络设备故障的检测和排除等一系列保证网络运行的辅助服务。网络管理是网络运营和管理中一个非常重要的服务模型，在网络管理解决方案中，电信管理网TMN是其中一个比较著名的网络管理标准规范。 2.1 电信管理网网络管理，从执行上讲，是通

26、过网络管理人员，在网络管理程序的基础上，对网络上的资源进行集中化的管理，网络管理是人与软件的集合，管理需要操作人员，当然，仅仅依靠管理操作人员，对规模巨大，复杂度高的网络进行手动管理，所需要的工作量是非常巨大的，而且无法适应网络爆炸性的发展要求，需要通过有效的网络管理解决方案来简化网络管理的操作，但是，仅仅如何有效的组织这些管理程序，如何对管理程序，管理系统进行信息交互，集成管理，需要一个严谨的管理标准体系。电信管理网络简称TMN（Telecommunication Management Network），是国际电信联盟ITU-T于1986年制定的有关与电信网络管理的国际化标准，TMN提出的目

27、的旨在为电信网络的管理提供了一个完整的解决方案，标准中，提出了电信管理网的基本概念，即通过一个有组织的网络结构体系实现各种类型的操作系统之间，电信设备与操作系统之间的交互和连接，标准包括了一系列网络通信的协议，消息，以及标准的接口规范，定义中的网络结构体系是一个概念上独立的网络，被管理的电信网络通过不同接入点与电信管理网进行信息交互，实现各网络的统一管理。TMN的基本目标就是提供一个统一的网络管理框架，采用通用的管理模型，统一的信息机制，标准的通信接口，对电信网络进行有效的监控和管理。TMN主要针对异构网络、业务、设备的管理，通过丰富的管理功能，实现多厂商、多技术的综合管理，并且能够在多网络、

28、多系统之间进行交互，包括在相互独立的被管理网络之间实现交互通信，达到最终业务的端到端管理18。图2.1 TMN结构图TMN的网络结构体系示意图如图2.1所示，TMN的基本组成由两个部分，网络单元和管理系统。网络单元（Network Element）是电信网络中可管理的设备和业务，在TMN中，在网络单元中，所有可管理的设备、资源都被抽象成管理对象（Managed Object），并通过代理的形式与操作系统进行信息交互。管理系统是指通过软硬件的形式实现与网络单元的通信和管理功能的系统实体。TMN通过互操作接口管理各元素之间的信息交互过程，互操作接口定义了信息交互所需的协议、过程、消息格式、语义等信

29、息，同时，还提供了信息定义模型，通过管理以信息模型定义的对象实现信息交互管理的目的。在TMN规范中，按功能将网络的管理分为：网元管理层，网络管理层，服务管理层，事务管理层，如图2.1所示。网络单元管理位于最底层，网络中的基本组成是可管理的网络设备单元，网络单元管理主要面向网络单元。网络管理层位于网络单元管理层之上，提供了对网络单元之间的连接，信息的交互等集成管理，网络管理层之上是服务管理层，将网络管理以服务的形式提供给用户，服务管理是面向用户需求的，侧重如何增加和管理新的服务，比如哪种类型的服务能够实现用户的需求，如何降低服务的成本等。业务管理层是考虑的重点是如何使用服务提供有利可图的企业业务

30、，更多的是面向业务的需求，比如服务由谁来管理，如何也对象竞争等20。图2.2 TMN层次图2.2 网络管理服务目前，很多网络管理系统提供的功能和服务都是基于TMN管理网的概念和要求实现的，网络管理需要四个层次的服务相互协作，共同管理。网络管理系统提供对网络中网络单元的集成管理，从全网的角度出发，协调和控制网络中所有网络单元的活动，并且提供了各层服务管理系统之间的通信交互。网络管理中，比较完整的网络管理解决方案都会包括一下几个基本的服务功能：性能管理，配置管理，安全管理，计费管理，故障管理。性能在系统实现中是一个非常重要的因素，TMN包含了对设备的性能和网络单元的有效性的管理和评估的功能，包括性

31、能检测、分析以及控制管理，参数阈值控制，可视化分析，性能统计查询，并根据评估结果生成一系列评估报告等，性能管理在系统运行中具有非常重要的参考和评估价值。性能监控的对象包括网络中的线路，设备的流量、CPU使用率，设备的温度，网络的延迟，通信的丢包率等，根据需要采集性能数据，生成自动性能报告，根据历史数据的分析、统计，通过可视化工具，形成性能统计趋势图表和报告等，直观的反应性能分析的结果，为网络的规划和运行管理提供参考和保证。在管理系统中，对网络单元设备参数的配置，业务实现参数的配置，网络服务开停的配置等，通过配置管理使网络管理更具灵活性，并提供了良好的适应性和扩展性。一个好的网络管理系统应该具有

32、自动获取配置信息的功能，配置信息主要效时，能够迅速定位故障并及时进行故障定义和排除，如何及时发现和定位故障，有效排除和处理故障，在网络管理中处于一个基础核心的地位，故障管理提供了对电信网络运行异常，设备的安装环境异常，数据信息传输异常等情况的发现管理和处理机制，有效保证网络的正常运行。网络故障管理主要包括了三方面的内容，故障检测，故障隔离以及故障修复，检测包括对网络和网络设备的各种信息的主动和被动探测和接收，并对获得的信息进行分析和管理，识别其中与故障相关的内容，生产故障日志等，同时，建立故障告警机制，在接收到故障检测提供的故障信息时，根据告警策略发布告警信号。安全管理一直是网络管理中包括三种

33、类型，一种是网络管理协议中定义的配置信息，第二种是对网络运行有用，但不在网络管理协议中定义的配置信息，第三种是一些网络管理的辅助信息。除了自动获取信息，还需要提供对获取的配置信息进行自动备份和管理，对网络配置一致性的检查等。目前大部分的网络运营都提供有偿的服务，对于网络链路的使用情况，带宽的占用情况，业务的使用情况，需要一套完善的计费模块来支撑，计费管理主要负责处理电信业务计费情况的统计，对电信业务的计费过程提供技术支持。计费管理主要包括了计费数据采集和管理，计费策略制定，计费数据计算和分析，计费数据查询等。计费数据采集是计费管理的基础需求功能，数据的采集与网络设备与软件有关，并受进行计费的网

34、络资源设备条件的影响，因此数据的采集除了依靠系统自动完成，还需要提供人工的数据录入、维护和管理的功能。计费策略往往体现网络运营用户的实际需求，计费的方式往往需要能够根据计费策略的变化而灵活的进行更改，并且提供一个完善的计费策略数据模型。故障管理是一个系统能否正常运行的重要保证，每个用户都希望有一个可靠的网络环境，当遭遇网络故障或网络设备功能失一个比较薄弱的环节，而用户对于网络安全性的要求又非常的严谨，安全管理包含很多方面，包括网络的身份验证，安全审查，安全告警，安全恢复，网络数据的私有性保护，网络资源访问的控制等，安全管理提供了对网络以及网络中的设备进行安全防护的功能，通过管理网络中设备的访问

35、控制链表，实现防火墙的功能，保护网络中的设备免收外来的入侵和攻击。检测和接收网络对象的告警事件，分析安全相关的信息，并提供安全事件分析机制和历史事件检索功能，及时发现网络的可疑行为。安全管理还提供系统主机安全漏洞的检测功能，实时检测系统的服务功能状态，搜索其中可能存在的安全隐患，提供相应的弥补措施。这个几个网络管理服务可以独立实现，作为一个服务提供，又相互协作，安全管理贯穿网络管理的各个方面，在计费管理中，需要严格的安全检测措施，避免费用数据、记录等信息泄漏或遭遇入侵，每个模块都会出现运行故障，提供故障管理手段使性能监控，安全防护能够正常的执行，以上几个方面涵盖了网络管理中的基本功能需求。2.

36、3 网络管理技术本文研究的系统需要与网络管理系统进行交互，通过网络管理系统提供网络操作工单管理的服务。在网络管理中，网络单元由网元管理系统（EMS）来管理。一个网元管理系统包含了一个管理系统和应用程序集合，这些元素管理着每个网络单元的功能和容量，包括网络单元参数的配置，网络单元的新增和删除等，但是网元管理系统不负责网络单元之间的信息交互。在网元管理系统中，网络单元都是分散独立的实体，彼此间没有联系，网络单元之间的信息交互是由网络管理系统来实现的，网元管理系统通过北桥接口与网络管理层进行交互，层与层之间的交互通过一定的通信协议进行交互，一般会由供应商指定提供，比如Snyder，SNMP，CMIS

37、/CMIP等网络管理解决方案提供有相应的通信协议。在工单管理服务系统与网络管理系统之间的通信也可以采用网元管理系统与网络管理系统之间的通信方式来实现。随着网络的不断发展，网络管理的解决方案的研究也正在迅速的发展，包括了HEMS，SGM，CMIS/CMIP，SNMP等网络管理解决规范的内容都得到了更新和完善，网络各部分的信息交互除了信息载体，还需要提供程序实现的方式，目前，基于分布式技术的实现方式在网络管理系统中最为常见。2.3.1 网络管理通信协议SNMP（Simple Network Management Protocol）简单网络管理协议是由简单网关管理协议（SGMP）发展而来，SGMP最

38、初的设计是为了管理和监控网关设备而制定的，随后，研究人员对SGMP做了很大的修改，主要是为了符合Internet定义的体系结构，到后来，逐渐演变成了SNMP，SNMP的目标是管理Internet上众多的不同厂商、规格的软硬件平台，目前SNMP的版本已经到了第三版，功能较以前得到了大大的提升。SNMP采用了客户端/服务器的系统管理模型，网络的管理和维护是通过工作站与SNMP客户端代理之间的交互来完成的，客户端和服务器通过SNMP协议中的标准信息模型进行相互通信，每条消息各自独立组成一个数据报文。SNMP协议通过遍历MIB（Management Information Base）管理信息库提供的属

39、性目录结构的节点来访问网络设备中的资源。CMIS/CMIP是OSI提供的网络管理协议簇，CMIS（Common Management Information Service）是公共管理信息服务，定义了网络中的网络管理服务，CMIP（Common Management Information Protocol）是公共管理信息协议，是现实CMIS服务的网络管理协议，OSI希望通过这样的网络管理协议簇为在ISO参考模型上的网络设备提供一个公共的网络结构。相比SNMP简单和易于实现的原理，CMIS/CMIP提供了一整套完成的网络管理解决方案功能，包括了访问控制，认证，安全日志等。CMIP的管理模式是通

40、过事件报告的形式，检测网络中设备的状态、参数、配置等变化，并通过管理进程实现事件报告的统一管理，管理进程能够及时对事件做出相应。MTNM（Multi Technology Network Management）是一种多技术网络管理标准，是由TMF针对多技术设备，多厂商设备，提出的一种多技术并存的网络管理标准。MTNM是一种基于CORBA分布式技术的网络管理系统与网元管理系统接口交互的标准协议，MTNM提供的是网络端到端的管理，并且能够实现多厂商网络设备并存的预先配置，不同于MTOSI，它是一种纯粹的面向资源层次的。MTNM使基于多厂商，多技术的系统能够快速的发布新的服务，并且成本更低，速度更快

41、。MTNM提供的服务包括网络资源设备清单管理，网络设备供应，设备故障管理，设备运行监控等，并且支持多种网络通信技术：SONET/SDH，PDH，DWDM，Ethernet，DSL，ATM等。MTNM对于网络管理系统和网元管理系统之间的接口作了统一化的处理，使用统一的接口基础模型，使各种技术之间的交互的模式能够通过相同的方式进行，比如，对于面向连接的技术，从DWDM跨越到ATM，MTNM会为两种不同技术的交互提供相同的基本端点模型和连接模型，使两种技术能够便捷的交互而无需更多的转换操作。虽然MTNM主要的应用在于网络管理系统与网元管理系统之间的交互，但是，也可以用于多网络管理系统之间的交互，比如

42、以Client/Server客户端服务器的模式，一个管理系统作为客户端，另一个或多个作为服务器，通过MTNM交互。对于本文中的网络操作工单管理系统与网络管理系统的交互，本系统平台也即是客户端，网络管理系统就是后台服务器。2.3.2 分布式通信技术分布式技术是目前比较流行的系统交互技术，目前使用比较多的有Microsoft的COM/DCOM，CORBA等，相比与COM/DCOM的平台局限性和idl不支持继承的缺陷性，在基于TMN规范的管理网络系统中，使用并不广泛的特点，CORBA的多语言混合使用以及平台无关性的优势，使之在许多分布式网络系统中得到了广泛的研究和应用3。CORBA定义了一系列的AP

43、I和通信协议， 并且能够应用于异构的应用程序平台之间相互操作，这些应用程序平台可以是使用不同程序语言编写实现的，运行在不同的平台上，比如使用C语言编写的网络管理系统与使用Java语言编写的网络服务层之间，通过CORBA能够实现平台间的透明通信。CORBA主要包括三个部分：接口定义语言（IDL），对象请求代理（ORB），以及ORB之间的交互协议IIOP。CORBA的实现流程大致如下：图2.3 CORBA通信结构编写IDL接口定义文件；通过指定的编译器，将IDL文件编译为相应的语言源代码文件，在编译的同时，生成服务器框架和客户端存根；在服务器端，编写服务对象实现程序；在客户端存根，编写客户对象程序

44、，通过客户对象程序调用服务端对象；分别编译服务对象和客户对象程序；运行服务端和客户端程序。2.4 本章小结本章介绍了电信管理网TMN的概念以及管理网层次的划分，描述了管理网网络管理的概念和功能划分，以及网络管理中的技术分析。在下一章中，将会对系统的基础框架OSGi原理做详细的分析12浙江大学硕士学位论文第3章OSGi体系架构分析第3章 OSGi体系架构分析网络管理的需求是伴随着网络应用的不断发展，网络设备应用的快速增长的。OSGi的起源在最初也是希望能够为家庭嵌入式设备提供网关服务，直至现如今成为了一个热门的动态模型框架。3.1 OSGi简介OSGi是开放服务网关协议（Open Service

45、s Gateway initiative)的简称，OGSi是一个网络服务定义的标准，一个面向服务的计算环境，为用户提供了开放的、面向服务组件的、易于部署的编程模型，允许用户将定义好的服务在运行期间绑定到特定的Service服务接口。OSGi 是由 OSGi 联盟提出的一个开放的服务规范，OSGi联盟是由Sun、MicroSystems、IBM、爱立信等公司于1999共同成立的一个开放的标准化组织，它是一个非盈利性质的国际组织，旨在建立一个开放的服务规范。该组织成立的目的原本是为了使服务提供商通过住宅网关，向各种家庭智能设备提供各种服务，可以看到，OSGi标准最初的目的只是服务于嵌入式设备，专注

46、于网管服务，希望能为通过网络访问的设备提供一个通用的接口服务平台，解决因为系统的不同和环境的差异而引起的设备之间不一致性的问题，使软件能够动态的部署和运行。后来，由于OSGi的诸多优秀特性，比如动态改变系统行为，热插拔的插件体系结构，高效性，高复用性等，被应用于许多PC上的应用，并逐步被开发者所钟爱。现在OSGi已经从单一的应用于移动设备发展到应用于各种开源项目，以及商业软件，包括著名开源项目Eclipse，到宝马汽车的智能系统，人们对OSGi的理解已经远不是它字面和初衷所能够解释的了7。OSGi最早的版本是由OSGi联盟于2000年发布了OSGi Service Platform V1.0，

47、但真正对大家熟知，与eclipse有密切的关系，多年以来，Eclipse一直都是Java开发者的首选IDE，只要是一个Java开发者，基本都会知道Eclipse，而在Eclipse3.0版本之前，都是使用自己开发的一套插件机制，该插件机制设计非常精巧，受到很多开发者的推崇，但是，知道eclipse3.0发布时，Eclipse基金会作出了一个大胆的尝试，将Eclipse的插件体系机制逐步迁移到OSGi框架中，并且，Eclipse还自己实现了一个OSGi的开源框架，Equinox，每个Eclipse版本的发布都会伴随Equinox的更新。Eclipse采用OSGi框架使得OSGi成功的进入了Jav

48、a企业应用领域，并成为其中重要的一员16。3.2 OSGi框架及运行机制3.2.1 OSGi框架根据功能划分，OSGi框架可以分为以下几个层次13：安全层 Security Layer；模块层 Module Layer；生命周期层 Life Cycle Layer；服务实现层 Actual Service；图3.1 OSGi模块结构图安全层是OSGi服务架构中的一个可选的层，它是基于Java2的安全体系结构，并且安全层提供了在精密控制的环境下应用程序的部署和管理的基础架构。安全层是贯穿于OSGi平台的所有层的，可以说整个框架都在安全层的控制管理之中，实现对OSGi中bundle应用的详细管理控

49、制。模块层定义了bundle应用的加载策略，Java平台只提供了对打包、部署和对Java应用和组件校验的最小支持，通常，大多数Java应用中，一个应用对应一个单独的classpath，其中包含了所有的Java类文件和资源文件，因此，在很多基于Java的项目中，都会借助于专用的类加载器，用来创建用户模块层，实现项目的打包、部署和对Java应用和组件的校验。OSGi框架为Java的模块化提供了一个标准的解决方案，框架为每个实现了BundleActivator接口的bundle应用提供一个单独的类加载器，使得bundle应用的组织更加模块化。在OSGi框架中，模块化的单元是bundle，一个bund

50、le由Java的类和其他文件组成，提供终端功能，在服务框架中，bundle是仅有的需要部署的Java应用实体，bundle以Jar文件的方式进行部署，每个Bundle中包含一个manifest文件，用来描述Jar文件的内容和bundle的信息，将bundle的信息提供给框架，以用来安装和激活bundle。OSGi支持的jar文件和普通的Java应用程序Jar文件类似，却别主要在于manifest文件的内容15。生命周期层提供了对bundle的生命周期管理和安全控制，在模块层定义了bundle作为jar文件的组织形式，但是，对bundle的控制是放在生命周期层来完成的，生命周期成可以动态的对bu

51、ndle进行安装、启动、停止、卸载和升级等，用户可以通过生命周期层提供的一组API来对bundle的运行进行操作控制。服务层定义了一个动态的协作模型，与生命周期紧密结合，服务的模型包括服务发布、查找和绑定模型。一个服务是一个Java对象，这个对象实现了一个或多个特定的服务接口，在实现服务接口的同时，也通过服务注册，将服务与接口进行绑定，通过调用接口，就可以调用到相应注册的服务。一个bundle应用可以是服务的注册发布者，同时也可以动态的绑定服务，接收服务注册动态改变的信息等1。3.2.2 OSGi类加载机制类加载器（ClassLoader）是Java虚拟机JVM提出的概念，JVM本身包含了3个

52、类加载器，Bootstrap ClassLoader，Exension ClassLoader，System ClassLoader，这3个类加载器都是由系统本地代码实现的10，加载器的结构如下图所示，Bootstrap ClassLoader主要负责Java核心Jar文件的加载，比如JRE目录下rt.jar文件，其他两个类加载器也由其来加载，Exension ClassLoader是扩展类加载器，负责加载存放JRE的ext目录下的class文件，System ClassLoader负责加载在Classpath下的class文件，也就是程序所在的位置的类文件，在System ClassLoad

53、er的基础上，开发人员可以继承这个类加载器来实现自定义的类加载器11。图3.2 类加载器结构在OSGi规范中，定义每个Bundle中包含了一个独立的类加载器，并且这个类加载器只用于本Bundle范围内，与其他Bundle隔离。在OSGi框架启动后，首先会解析安装的Bundle，Bundle只有在解析后，才能关联到相应的类加载器，一般会在Bundle解析成功后，由框架创建一个与Bundle绑定的类加载器，在一些不需要启动就加载的Bundle中，框架一般会采取延时创建加载器的方式，等到Bundle实际被使用时才被创建 2。3.2.3 Bundle生命周期OSGi框架提供一些API来管理Bundle

54、的生命周期，一般Bundle的安装需要由另一个Bundle来执行，或者由OSGi框架来执行，作为框架启动的一个命令行参数。OSGi提供了BundleContext.installBundle作为安装Bundle使用。Bundle的启动一般由Bundle激活器来激活，Bundle激活器由manifest文件中Bundle-Activator参数来确定，该接口有一个start和stop方法，开发人员可以在这两个方法中添加在启动或者停止时需要注册的监听器，启动、停止的线程等操作9。Bundle的状态有一下几种：INSTALLED、RESOLVED、STARTING、ACTIVE、STOPPING、U

55、NINSTALLED。图3.3 Bundle状态转换图在调用BundleContext.installBundle安装Bundle后，框架会根据manifest文件对Bundle进行解析，成功解析依赖关系后，Bundle进入RESOLVED状态，这时，Bundle处于就绪，可以启动使用了。启动Bundle会调用BundleActivator的start方法，成功调用这个方法以后，Bundle就进入了ACTIVE状态，处于使用的Bundle一直会保持这个状态，直到接收到停止信号，Bundle进入STOP状态，会首先调用stop函数，停止由Bundle启动的线程，注册的服务 22。3.2.4 Bu

56、ndle交互Bundle之间的交互一般有两种，通过export和import方式导出和导入包，另一种是通过Service的方式进行交互。导出、导入Java包就是在manifest文件中直接声明可以导出给其他Bundle使用的package包，或者是导入需要从其他Bundle获取方法功能的package包或class类，框架会确定该Java包是通过哪个Bundle导出的。这个方式是OSGi中比较简单的一种Bundle交互方式，但是，这样的方式会造成会导出导入包的过多依赖，影响Bundle的动态更新，每次更新Bundle都需要保留原来的Bundle依赖关系知道框架更新。使用Service服务的方式

57、，将依赖关系集中在服务接口，讲具体实现功能对外隐藏，这样，改变接口不会直接影响具体的实现5。图3.4 Bundle交互方式一种简单的Service交互方式是直接通过BundleContext.registerService()方法将服务注册到服务注册中心，使用的时候，通过BundleContext.getServiceReference方法获取和使用服务，这种方式的服务注册方法，需要在每次都在代码中声明注册，耦合度较高。另一种目前比较流行的Service注册方式，Declarative Services（DS），Declarative Services是一个面向服务的组件模型，通过xml文件定

58、义和引用，而不需要依赖于OSGi平台。Declarative Services为了方便平台发布、查找、绑定服务而制定的，能够更方便的对服务进行动态管理，将服务的定义信息从manifest文件中独立出来，只保留一个服务文件地址，使用xml能够更清晰地表达服务的描述，同时采用组件的延迟加载方式，有效的解决平台开发、部署时的反应速度14。Declarative Services的配置文件在manifest文件中的Service-Component属性中被制定，解析配置文件后，首先，需要判断Service组件是否可用，这里涉及到一个组件满足（Component Satisfied）的条件，组件被激活需

59、要满足两个条件：首先，Bundle必须处于ACTIVE状态，其次，在被解析的组件中，至少有一个不被引用的Service处于可用状态，或者组件未配置对其他Service的引用，只有满足以上两个条件，组件才能被激活（Enable），处于可以使用状态。Declarative Services对Service的定义很简单，只需定义Service实现的接口和引用的服务即可，当满足组件激活条件后，框架会将Service注册到服务注册中心，通过调用接口，就可以查找到具体的实现组件。3.3 OSGi的应用OSGi作为基于Java的动态服务框架，由于优越的性能，在业界已经有了一些典型的产品应用。比较经典的有两个

60、，一个就是前文提到的Eclipse的插件体系应用，Eclipse组织在eclips版本3以后的插件都采用了OSGi模型，Eclipse的插件体系结构和OSGi的思想非常的吻合，都强调的是微核+系统插件+应用插件的概念，而之所以Eclipse会选择使用OSGi框架也是因为该标准的规范性和完整性，并且，在采用了OSGi作为其插件体系结构之后，Eclipse启动的速度有了明显的提升，对运行时插件的管理和插件的开发更加的规范6。另一个经典应用是BMW汽车的通讯娱乐应用系统也采用了OSGi架构作为其底层系统的架构，在EclipseCon 2006会议上，BMW将首次采用OSGi得到了证实，整套系统由10

61、00多个模块组成，主要用来控制汽车上的灯光、导航、音箱、通讯等设备，而且启动只需要3.5秒的时间，这在一定程度上颠覆了人们对基于Java开发的系统的低效性的认识，说明采用OSGi的系统的效率是相当的客观的。目前，OSGi在商业领域和开源软件领域都被广泛的采用，比如IBM的P5服务器系列，Websphere V6.1， Lotus Sametime等，包括Apache都将OSGi视为一个重要的服务架构基础，可以看到，OSGi在服务器端的应用和企业中的应用已经越来越广泛，这些发展的同时也为OSGi标准的进一步发展和完善提供了支撑和保障，起到了非常重要的推动作用。3.4 本章小结本章介绍OSGi的相

62、关概念，重点描述了OSGi框架的基本模块和层次，并详细分析了OSGi技术规范的几点重要运行机制，最后，介绍了OSGi在软件项目中的应用。由于OSGi在模块动态化管理，Bundle的热部署以及生命周期管理的良好表现，为本系统的实现提供了一个很好的解决方案。下一章将结合OSGi的特点介绍网络工单操作系统的架构及实现。19浙江大学硕士学位论文第4章 基于OSGi的网络工单操作管理系统的设计第4章 基于OSGi的网络工单操作管理系统的设计前文已经详细描述了OSGi的特点以及采用OSGi作为系统框架的优势，本章，本章将给出网络工单操作管理系统的体系结构，并且在OSGi的基础上对系统平台进行设计和实现，目

63、的是提供一种对网络操作任务的统一管理方式，通过使用OSGi技术，能够是系统具有更好的适用性和扩展性。同时，系统提供了Web界面形式的图形化的交互和操作界面。4.1 系统描述本系统主要是针对网络操作工单提供对网络操作任务的管理的服务，是在网络管理系统的基础上提供一种任务统一管理服务。一般来说，服务管理系统主要包含一下几个主要用例：登录、注销系统，工单文件管理，操作任务执行。图4.1 系统平台功能4.1.1 角色在网络操作工单管理系统中，主要涉及到的角色有几种：网络操作工单使用者，使用者是指以普通用户的角色进入系统，使用系统提供的操作工单管理服务。网络工单任务执行者，在网络操作工单管理系统中，有一部分网络操作任务是需要手动执行的，这部分的工作会根据具体的分配方法，将任务分配给特定的任务执行者，这些执行者会根据接收到的任务信息，进行手动执行操作，并且会将执行结果反馈到系统中。手动