网络综合布线管理软件设计和实现
摘 要：综合布线管理软件用来管理网络布线中涉及到的设备、链路，同时提供一种可视化的管理方案，便于构造合适的网络，以及发现布线中可能存在的问题。阐述布线管理软件的发展历程、与网络管理软件的区别、以及目前已经有的产品和解决方案。同时针对布线管理软件中的关键问题：易扩充和可扩展性、链路查找准确和全面性、可视化管理提出了解决方法，实现一个利用数据驱动的可视化管理软件。最后，对布线管理软件的发展方向进行阐述，包括智能布线管理软件的出现和发展，以及与布线管理软件相关的国际标准。
关键词：综合布线管理软件;深度优先算法;数据驱动的可视化设计;网管系统
中图分类号：TP393.07 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1610303
Design and Realization of Network Integrated Wiring Management Software
ZHENG Aihua
(China Aerospace Engineering Consultation Center,Beijing,100037,China)
Abstract：Integrated wiring network management software is used to manage network device,link information,and a visual management method is provided to construct network and find problem existed in network design.The progress of network wiring management software,the difference between network management software,and existed products and solutions are described A solution for three key issues are given:easy expansion and scalability,accurately and comprehensively search,the visualization management.A user datadriven visualization management software is implemented.Finally,the management software′s future including intelligent management and relevant international standards are proposed.
Keywords：integrated wiring network management software;depth propriety algorithm;datadriven visualization design;network management system
1 引 言
布线管理是针对设备间、交换间的工作区的配线设备、线缆、信息插座等设施，按照一定的模式进行标识和记录，内容包括：管理方式、标识、色标、交叉连接、跳线等这些内容的实施给用户系统维护、管理创造方便，提高了管理水平和工作效率，从而实现了综合布线系统的灵活性、开放性和扩展性。
综合布线线缆是综合布线系统的基础设施，是整个网络的中枢神经系统，它能为智能建筑提供语音、数据、图像、多媒体等系统的应用，并在不断的扩展中。这得益于综合布线系统网络灵活性及高可靠性，但也带来新的问题，主要表现在随着系统的使用、网络的发展，用户不可避免地要对连接的缆线移动、添加、改动，使得跳线不断变更，在设备间主配线架及楼层配线架将会出现跳线管理的问题，众多的缆线很难避免出现混乱，这一直是用户和生产厂商极为关注的问题。
因此，提出用布线管理软件来管理线路资源，提高管理水平，目前对综合布线系统管理软件的认识常与网络管理软件、电子配线架等的认识模糊不清，所以首先阐述综合布线管理软件与它们的区别。
综合布线系统管理软件是一套系统，分模块对综合布线的物理构成图形化的导入数据库。然后，对这些设备、链路、信息点、终端相关人实施精确的、高效率的、可更改的维护。关于网络管理软件，目前市场上网络管理软件可以大概分为以下几类：网络资产管理、网络监控、日志分析、路由追踪、检测工具、网络套件等。当然，目前也可以按这样来分类：网管系统、应用性能管理、桌面管理系统、员工行为管理、安全管理。通常情况下不太可能将综合布线管理软件与桌面管理系统、员工行为管理系统及安全管理系统想混淆。
网管系统（NMS）主要是针对网络硬件设备进行监测、配置和故障诊断。主要功能有自动拓扑发现、远程配置、性能参数监测、故障诊断。网管系统通常是由2类公司开发，一类是通用软件供应商；另一类是各个设备厂商。 通用软件供应商开发的NMS系统是针对各个厂商网络设备的通用网管系统，目前比较流行的有OpenView，Micromuse，Concord等网管系统。
各个设备厂商为自己产品设计的专用NMS系统对自己的产品监测、配置功能非常全面，可监测一些通用网管系统无法监测的重要性能指标，还有一些独特配置功能。但是对其他公司生产的设备基本上就无能为力了。目前比较流行的设备厂商网管软件有CiscoWorks2000，NetSight，国内的Linkmanage,iManager。
2 布线管理软件的关键问题和解决方法
2.1 灵活性和可扩展性
对于本软件的需求分析，通常做法是通过调研，了解可能存在的设备种类，被关心的设备属性，不同的层级关系，然后将这些信息综合设计成一个数据库，然后提供网络数据的管理。
然而，这种方法存在2个问题:
(1) 耗费时间长，需要不断和网络布线成员的进行沟通，并且由于每个人的关注点不一样，导致牵涉的属性变量膨胀；
(2) 不灵活，需求分析人员总是希望能了解用户的所有需求，需求了解完毕后，就假定所有的需求被了解，然后进行设计、编码工作，这样导致将来要关注新的属性时，软件不能灵活处理。
针对这个问题，认为采取用户配置和模板的方法，既可以减少软件实现花费的时间，又可以保证最大范围的灵活性。提供用户配置的功能，用户根据自己所关心的属性进行配置；提供模板的功能，用户可以利用其他人已经配置好的模板，进行网络设计，从而减少耗费的时间和对软件使用的复杂度。
在具体网络中有着各种不同的设备和连线，设备可能是路由器，交换机等，连线指连接设备的链路，可能有光纤、铜缆，而连线通过端口和设备相连，随着设备和链路随着新技术的发展不断涌现，人们对设备和连线所关心的属性不断变化。为了应对这种动态需求，需要将软件建立在一个抽象的模型上，而模型中的元素相关属性可以动态进行修改，才能满足这种变化的需求。因此将网络抽象成一个具有节点和链路的网状结构，节点可以物化成设备，该设备可能带有端点，链路指用于代替连接设备的连线。同时在Internet规划时，设计者们引入了分层的概念，如现在的TCP/IP协议。因此针对这个模型，这里引入了层级的概念，可以包括实际的层次关系，如建筑、楼层、房间等，以及虚拟的层级如内网、外网、园区网等，从而便于规划网络。
在设计过程中，对于层次、设备、链路、设备端口有默认的逻辑属性，如用于标示的id号，该号提供给软件系统使用，用户不可见，同时提供用户可见的name属性，由用户设置。此外，对于设备必须有端口数的属性。对于链路有连接的两端端口的id标示符。这些必须的属性构成了模型的必备参数，用户其他关心的属性可以动态配置。这些必需属性就可以构成一个网络，一条链路就可以这样描述：id为d1的设备的端口p1连接到id为d2的设备端口p2，无数条链路就构成了一个网络，这是从端点进行描述，也可以从设备进行描述，即无数设备间的连接构成了一个网络，从设备描述可以简化网络连接的复杂性，避免软件实现的复杂度和实现查询时的计算量。如图1所示。
2.2 查找链路
软件主要提供了网络规划功能和链路管理功能，网络规划是指用户根据层级来设计网络结构，在适当的层级中添加设备，进行设备间的连接；在构建完网络后，可以进行端点到端点的链路查询以及链路各设备、端口等的属性查询。网络规划需要用户有较多的经验，通过配置层级、设备、链路后可以完整描述自己的意图。在构建好网络后，可以利用存储在数据库中的赎金提供链路查询，指当网络出现故障时，查找出问题设备的连接端口到主机房或者到指定端口要经过的链路，提供各设备和链路的信息给网络管理人员使用，用于确定可能存在问题的链路。
链路查找是指在构建完网络后，提供端到端的查询，其中心思想是网络的深度优先遍历算法，找出所有的路径 。算法中心思想是：获取设备间连线的邻接矩阵，先确定两点之间的链路经过的设备，然后确定设备间的连接情况。如设备间的链路个数和链路相关的属性等。在明确两点间的所有链路之后，网络管理员可以判断网络不通的问题出现在哪一段链路上。整个网络是由端点和端点简单连接组成，在查找链路时，如果以端点作为节点，则会导致以下问题：一是链路繁多，计算量大；二是反映不出用户关心的内容，用户总是从宏观上掌握信息，如设备间的连接，而不是设备间端口的连接，因此首先定位端点间经过的设备，然后再考虑设备间的链路，这样需要考虑的节点就少很多，计算量也小很多。设备间的链接构成了一个无向网，查找网中2个节点间的节点，可以采用深度优先遍历算法和广度优先遍历算法，在这里采用深度优先算法。图以邻接矩阵的方式进行存取，即从端口表的数据出发，得到设备为单位构成设备间的邻接矩阵，供算法进行存取。同时提供1个临时数组用于保存算法遍历时是否经过了某设备，提供1个变量用于存放找到一条链路后经过的相关设备。v 表示查找的起点；des表示查找的目标点；length表示查找的下一个点在整个路径的位置。gVisited数组用于存放遍历足迹；gmExistLink变量用于存放已经有的路径；gPath数组用于存放一条路径；gDeviceCount用于统计网络中的设备个数，gAdjMax设备间连接的邻接矩阵。
void SearchPathes(int v,int des,int length) {
if (gVisited［v］) return;
gPath［length-1］ = v;
if (v == des)
{
//得到一条链路，保存在gPath中，其节点个数为length
vector< int > vTemp;
for(int i=0;i
vTemp.push_back(*(gPath+i));
}
gmExistLink［link_id］ = vTemp;
link_id++;
}
else
{
gVisited［v］ = true;
for (int i = 0; i < gDeviceCount; i++)
{
if(*(gAdjMax+v*gDeviceCount+i)!=0 && !gVisited［i］)
{
SearchPathes (i,des,length+1);
}
}
gVisited［v］ = false;
}
}
2.3 可视化设计
布线管理软件通过图形化的方式管理各种系统结构、存储数据信息、描述关联关系，也是一个根据数据信息的变化，动态地显示不同图形状态的数据前端开发工具。在日常工作中，人们可能会想到要用各种各样的画图工具去制图，如CAD，Visio等，或者用一些信息系统来管理的各种图纸资料、设备资源、管网资源、技术文档等。但使用者都有体会的是，纯粹的画图软件，很难把众多的设备信息、连接关系信息表达清楚，不同的设计图纸之间也没有直观的连接关系能够表达出来，更不能对设计图中用到的设备材料进行快速定位、准确统计 。可是表格式的MIS系统又很难清楚表达复杂的系统结构和连接关系的。 就是一些花巨资用GIS系统管理的单位，也已经充分意识到，单是管理设备资源的地理信息数据也是远远不够的，还有众多的信息如技术文档、设备的细节等都无法通过一个设计页面表达出来。因此，无论目前使用哪一种方觉得存在明显的缺陷。其实原因很简单：因为即使是一个很简单的图纸，里面的每一个对象都有其自身的数据属性、技术参数和具体的业务特征，同时它又和系统中的其他对象发生关联。而常见的静态图表软件已经不可能把这些关系、属性和业务特征一一反映出来，更不能做到图形与实物一一对应。另外光有图纸资料还不能满足要求，使用者经常为了计算、统计 、维护或访问厂家网站的需要，还要使用各种数据库工具、文字处理系统以及第三方软件。大量工具的使用，造成了人员技能跟不上、协调困难、错误增多、效率低下等问题。
布线管理软件使用可视化设计，对不同设备采用不同的标识，根据设置的层级关系构建整个网络的拓扑结构，同时对设备、层级、链路数据的相关属性进行管理，可以把图形、数据、连接关系综合起来，并且存在数据库中，从而为用户提供一个易用的管理平台，为保障项目决策，网络设计等提供帮助。
3 测试结果
在采取上述设计方法后，目前已经实现了具有灵活、可配置架构的布线管理软件，搜索算法能快速地在一个项目数据库中查找出所有链路，目前已经用在某部委的管理系统中。
4 发展趋势
布线管理软件智能化：智能配线管理软件是与连接PC机和网络设备的实时管理的网络数据库，它包括针对每一用户的全部有源和物理无源元器件构成的网络，用最短时间和最低的费用为手段就能够顺利完成网络连接的移动、添加、变更、维护等，以及预置参数、浏览查阅、检索、内容审定等人机对话。
布线管理软件标准化:目前电信基础设施管理的标准是：TIA／EIA606标准，该标准是商业建筑物电信基础设施管理标准，是目前国际上有关商业建筑物电信基础结构的惟一管理标准。
5 结 语
文章对综合布线管理软件的关键问题提出了解决方案，达到了灵活配置和可扩展性的要求，同时提出基于数据的可视化设计方案，快速的链路查找算法。最后对综合布线管理软件的发展方向进行简单的分析。
参 考 文 献
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作者简介 郑爱华 女，1964年出生，北京人，高级工程师。研究方向为计算机软件工程。
