Взаимодействие «человек-машина»

Для доступа технического персонала к функциям эксплуатацион­ного управления коммутационными станциями и узлами использу­ются специализированные рабочие места операторов. Разрабаты­ваются специал ьные программные средства диалога человек-маши­на, которые должны сочетать психологический комфорт работы опе­ратора с предоставлением ему возможности решать практические задачи технической эксплуатации современной АТС. Когда опера­тору требуется запустить со своего рабочего места некоторую функ­цию, он запрашивает интерактивный сеанс работы со станцией. При этом оператор обычно сообщает свой пароль и вводит некоторые параметры, определяющие вид функции, которую он хочет выпол­нить. Если станционное ПО устанавливает, что сообщенные опера­тором данные являются разрешенными, запрашиваемый сеанс от­крывается. В противном случае оператор получает отказ.

Диалог оператора с системой представляет собой последователь­ность запросов/ответов. Каждый запрос содержит соответствующие параметры, и станционное ПО проверяет, находится ли ответ на этот запрос среди тех, на которые оператор имеет разрешение.

Правильность запросов и надлежащая их последовательность поддерживается формализованным языком «человек-машина», спе­цифицированным ITU-T. Язык этот называется MML и описывается в рекомендациях серии Z.300.

Рабочие места операторов могут подключаться к станции либо непосредственно, либо дистанционно, через линии передачи дан­ных, как выделенные, так и коммутируемые. В программном обес­печении АТС существует набор переменных (обычно несколько со­тен), с помощью которых кодируются операционные состояния фи­зических и логических устройств станции. Эти переменные, фор­мирующие таблицу предупреждений и состояний, автоматически корректируются в процессе работы программного обеспечения АТС. Во время сеанса оператор имеет возможность со своего ра­бочего места точно определить ситуацию в АТС на основе совокуп­ности переменных состояния, а также и корректировать некоторые из этих переменных.

Концепция TMN

Суть этой концепции состоит в том, что для эксплуатационного управления телекоммуникационной системой любого назначения создается специальная сеть ТМЫ (Telecommunications Management Network), использующая технологию многоуровневого иерархиче­ского управления. Серию стандартов для TMN разрабатывают совместно несколько международных организаций - ITU-T, ISO, ANSI и ETSI. Цель разработки - объединить с помощью TMN разрознен­ные подсистемы эксплуатационного управления в единую интегри­рованную систему. Основная идея состоит в том, что интеллектуаль­ные средства TMN связываются с разными элементами телекомму­никационной системы выделенными каналами управления через стандартизованные Q-интерфейсы, для чего каждый элемент, неза­висимо оттого, какая фирма его изготовила, должен содержать либо встроенные средства формирования такого интерфейса, либо так называемый Q-адаптер.

Базовый стандарт М.ЗОЮ представляет архитектуру TMN в виде четырех «слоев» - функционального, информационного, физическо­го и логического, которые, по сути дела, описывают TMN с разных точек зрения. В целом же, все предложения по TMN сводятся к оп­ределению:

• логической структуры взаимодействия TMN с подконтрольными объектами,

• средств поддержки этого взаимодействия (протоколов),

• средств структурного, объектно-ориентированного описания данных и операций,

• принципа работы с распределенными объектами (информационная база данных).

Эту исходную систему можно рассматривать как набор базовых аксиом, на основе которых строится здание управления распреде­ленными объектами сетевой среды в идеологии TMN.

Развитие информационных технологий показало, что для реше­ния провозглашенной TMN задачи есть и другие средства (другой набор аксиом). Эти новые средства (CORBA, JAVA, DCOM), в отли­чие от теоретических построений ITU-T, были быстро поняты и при­няты многими потребителями [92].

Рассмотрим существо названных базовых аксиом и обратим вни­мание на альтернативные пути построения системы управления рас­пределенными объектами.

Первая аксиома связана с подключением сетевого элемента к TMN, для чего используется принцип Агент/Менеджер. Агентов се­тевых элементах) и Менеджер (в центре управления) являются ак­тивными взаимодействующими компонентами TMN, которые рас­пределены по сети и общаются путем обмена сообщениями. Сооб­щения со стороны Менеджера переносят запросы выполнения опе­раций, которые предусмотрены в информационных структурах об­служиваемых Агентом объектов. Агент может передавать уведомле­ния, генерируемые либо в ответ на запрос Менеджера, либо авто-ном но. В теле уведомления могут передаваться атрибуты, характе­ризующие состояние объекта. Структура такого взаимодействия приведена на рис. 10.4. Процесс Агент является ключевым звеном любого сетевого элемента, совместимого сTMN, -телефонной стан­ции, маршрутизатора, центра эксплуатационного управления и т.д.

Рис. 10.4 Структура взаимодействия Агента и Менеджера

Вторая аксиома предполагает наличие иерархического стека про­токолов. Протокол на каждом уровне стека отвечает за обмен бло­ками данных этого уровня. Стек протоколов обеспечивает последо­вательное преобразование информации, начиная от абстрактного описания объектов и операций на некотором языке высокого уров­ня. Далее, по специальным правилам преобразования в бинарную форму, формируются наборы данных сетевого уровня, которые с по­мощью протоколов транспортного (и, далее, пакетного и физическо­го) уровней передаются в сеть для отправки адресату. При получе­нии адресатом предназначенного ему пакета происходит обратное восстановление данных/операций.

Основные проблемы с реализацией стека протоколов TMN воз­никают на верхнем уровне при переходе от абстрактного структур­ного описания объектов на языке высокого уровня к бинарному на­бору данных. На момент формирования основных принципов TMN за основу был принят стандарт Х.711 - CMIP (протокол передачи общей управляющей информации). Другим кандидатом на исполь­зование в среде TMN был упоминавшийся ранее протокол SNMP. В концепциях этих двух протоколов много общего (принцип Менед­жер/Агент, объектно-ориентированный подход, иерархические уров­ни, структура операций-примитивов, описание наборов данных на языке ASN.1). Протокол SNMP проще, требует меньше памяти и вы­полняется быстрее. Зато SNMP не поддерживает процедуры насле­дования классов, и для получения доступа ко всем экземплярам объ­екта требуются последовательные запросы, аспомощьюСМ1Рв од­ном сообщении можно получить все экземпляры объекта. SNMP под­держивает лишь статические объекты, CMIP позволяет динамиче­ски создавать и удалять объекты.

Протокол SNMP, в связи со своей простотой, был быстро реали­зован и получил широкое распространение в Интернет. Но в качестве стандарта для TMN был принят протокол CMIR хотя с точки зре­ния реализации CMIP очень сложен, использует многократно вло­женные структуры данных, имеет множество опций, трактовка кото­рых не всегда однозначна. Отрицательное отношение к этому про­токолу утвердилось в последние 3-4 года, когда на сцену вышли но­вые, более простые и прошедшие проверку на практике средства доступа к распределенным сетевым объектам - CORBA, JAVA, DCOM. И, что самое важное, средства разработки на базе новых техноло­гий оказались в 3 - 5 раз дешевле из-за их повсеместного примене­ния и признания пользователями.

Третья аксиома TMN - средства структурного описания наборов данных и операций информационных объектов. Каждый элемент в сети заменяется некоторой абстрактной информационной моде­лью, которая рассматривает его как сетевой ресурс. Параметры это­го ресурса - объекта информационной модели - и передаются сред­ствами используемого протокола (например, CMIP). Информацион­ная модель определяет основные параметры объекта, абстрагиру­ясь от его физической сущности и используя наборы атрибутов, уве­домлений и действий.

Для создания информационной модели объекта, который описы­вается как некоторый класс в терминах объектно-ориентированно­го подхода, необходимы специальные структуры и язык описания данных. В стандартах TMN для этого используются шаблоны GDMO (Х.722) и язык ASN.1 (Х.680, Х.681). Запутанная структура подачи материала в стандартах, сложность практического освоения GDMO и ASN.1, необходимость привлекать к работе с этими инструмента­ми специалистов высокой квалификации, высокая стоимость средств работы с GDMO/ASN.1 - всё это заставило искать другие языки. Как серьезная альтернатива ASN.1 рассматривается язык IDL, используемый для описания данных в системах CORBA и JAVA, од­нако для описания информационного объекта, по-видимому, при­дется придерживаться шаблонов GDMO.

Четвертая аксиома TMN касается информационной базы данных MIB, которая является ресурсом, разделяемым всеми объектами сети, и откуда Менеджер или Агент могут получить информацию о структуре и особенностях любого зарегистрированного в сети объ­екта. Необходимость иметь такой ресурс сомнения не вызывает.

Агент взаимодействует с Менеджером через сеть. Носителем ин­формации является протокол. Совокупность правил представления информации и ее передачи образует интерфейс. Для связи любого сетевого элемента с TMN служит специальный интерфейс Q₃. Схема подключения сетевого элемента к среде TMN показана на рис. 10.5.

Под интерфейсом Q₃ понимается стек протоколов, в верхней час­ти которого находится CMIP, плюс передаваемая с его помощью информационная структура данных, описанная по правилам GDMO/ ASN.1. Набор программно-аппаратных средств сетевого элемента, обеспечивающий взаимодействие этого элемента с TMN через ин­терфейс Q₃, называется Q₃- адаптером.

Рис. 10.5 Подключение к сети TMN

Согласно концепции TMN, интерфейс Q₃ построен на следующих принципах:

• использование в качестве транспортного средства для передачи сообщений между Агентом и Менеджером полного семиуровневого стека протоколов, соответствующего модели OSI, в качестве которого могут применяться стеки ISO/OSI или TCP/IP;

• использование для передачи сообщений на прикладном уровне протокола CMIP, а для передачи больших объемов данных - протокола FTAM;

• применение поверх CMIP более содержательных протоколов взаимодействия Агент-Менеджер, конкретизирующих отдельные функции эксплуатационного управления, например контроль ошибок, измерение производительности и т.п.

Так как Менеджер связывается с Агентом при помощи полного транспортного стека, при сборе данных от встроенных Агентов можно использовать промежуточную сеть передачи данных произвольной сложности. Это обстоятельство является одним из важных компо­нентов открытости архитектуры TMN. Оно дает возможность объе­динять любые сети, в том числе и такие, которые не могут перено­сить в своих основных информационных потоках данные, используе­мые системой эксплуатационного управления. Многим телекомму­никационным сетям предыдущих поколений для организации экс­плуатационного управления требуется вспомогательная сеть, в ка­честве каковой операторы ТфОП, например, чаще всего используют сеть Х.25 или выделенные каналы, хотя некоторые операторы не боятся использовать для этой цели Интернет.

Поддержка стандартов TMN и интерфейса Q₃ декларируется прак­тически всеми ведущими разработчиками платформ эксплуатацион­ного управления: Hewlett-Packard, Digital, Sun, Cabletron, IBM.TTI. К то­му же, оборудование новых технологий SDH, ATM, ADSL, WLL и др. сегодня выпускается со встроенной поддержкой интерфейса Q₃.

Стандарты TMN дают более или менее детальное описание ин­терфейса Q₃ для трех верхних уровней OSI. Для нижних уровней ре­комендуются распространенные протоколы Х25, Х31, МТР и SCCP

В качестве сетевого средства передачи информации в распре­деленной среде всё чаще применяют программную шину ORB, пре­дусмотренную архитектурой CORBA. В ITU-T серьезно рассматри­вается вопрос о введении архитектуры CORBA как альтернативного средства поддержки интерфейса Q₃. CORBA дает возможность обес­печивать связь между распределенными по сети объектами с исполь­зованием объектно-ориентированного подхода. Именно это было заложено в протокол CMIP, не принятый компаниями-производите­лями в качестве магистральной компьютерной технологии. Что ка­сается CORBA, задачей которой является обеспечение работы и взаимодействия разнородных (написанных на разных языках) при­ложений в распределенной среде, то доступность и дешевизна это­го альтернативного средства делают его предпочтительным для ис­пользования в TMN. В среде разработчиков TMN уже имеется шут­ливое, но не лишенное оснований мнение: нужно просмотреть все стандарты для TMN и везде вычеркнуть упоминание о протоколе CMIR поменяв его на CORBA.

В заключение отметим еще одно направление в среде програм­мирования для TMN: создание преобразований информационных структур и протоколов друг в друга (рис. 10.6). Наличие подобных преобразований делает бессмысленным спор о том, какому языку реализации отдать предпочтение: нужно пользоваться тем, что де­шевле, более знакомо и есть под рукой.