摘要：
随着通信网络规模不断扩大，对于网络管理技术的要求逐渐提高。当前网络管理系统多采用集中式管理模式，性能差、灵活性不高、宽带利用率较低，分布式网络管理成为研究热点。笔者基于以太网接入技术，宽带接入利用以太网接口和帧结，保证信息安全，设计基于Web的PUSH网络管理系统，解决端口软硬件资源访问问题。
关键词：
宽带；交换机；网络关系；以太网
光纤到用户是宽带接入系统的目标，当前国内很多城市已开始进入这个阶段，但是想要实现光纤到用户需要大量的建设费用，条件尚不成熟，在未来的十几年仍然会采用现有环路建设。宽带接入网技术是一种过渡型的技术，已开始应用到信息化小区建设中。以太网作为局域网技术已是发展非常成熟的一项技术，将它应用在接入网中有其明显的优势，功能不断增强，本文研究的宽带接入交换机就是以太网接入。
1信息化小区宽带接入技术现状
随着信息网络的发展，人们对网络的需求逐渐转变为多媒体方式，这对网络宽带有了更高的要求。近些年，信息化小区宽带接入技术大致可以分为四种。CableModem与传统Modem原理上一致，都是将数据进行调制后在Cable（电缆）的一个频率范围内传输，接收时进行解调，不同的是调制和解调都是利用有线电视传输频带实现，下行传输速度可以达到27～56Mbps，上行传输速率为10Mbps。ADSL是上网首选介入技术，属于非对称式传输，上行速度在640～1Mbps，下行速度在1Mbps，有效传输距离能够达到3～5公里。以太网技术是全球使用最多的局域网技术，可以直接将用户的局域网连接到主干网上，千兆以太网单模光纤传输距离在100公里，满足部分广域网需求，以太网接入技术受到人们的关注。光网络在20世纪90年代后受到重视，具有无线宽带、保密性好、传输距离远等优点，将会在未来成为接入网主要技术。但是由于城市人口多居住在公寓单元套房中，上网人群较为集中，宽带介入技术方案有更大优势，而且这种技术也更加成熟，因此，信息化小区建设采用以太网技术优势明显。
2宽带以太网接入交换机设计
宽带以太网介入交换机是整个介入网络的重要环节，需要完成远程介入任务和本地交换功能。在体系结构设计中选用两级交换结构，第一级采用交换矩阵，得到较高交换宽带，第二级交换引擎采用共享存储器交换方式，实现端口间的转换。在结构设计中，采用模块化设计，交换机由CPU控制、交换引擎和交换背板组成。CPU控制采用嵌入式RISC体系处理器，完成系统初始化配置、网络管理功能，采用JMR3927AF处理器，可以访问4G虚拟内存空间。交换背板是交换机信息枢纽，采用高速PCI总线，将CPU控制模板与以太网相连接，可以配置4块以太网接入模块。交换部分采用GT-48300芯片，构成两级交换结构，第一级提供12Gbps交换宽带，高速总线能够最多与4个交换芯片连接。第二级GT48310交换芯片采用共享存储器交换方式，提供以太网接口，并且能够与交换矩阵相连，实现与其他芯片数据的交换。VxWorks实时操作中BSP主要是为高层和操作系统提供硬件结构，宽带接入交换机CPU采用JMR3927AFCPU，建立BPS开发环境，创建BSP目录，并将模板文件复制到目录下。根据操作系统提供的BSP模板编写初始化代码，按照要求修改相应的文件。初始化代码完成后编译BSP，设置不同的编译参数生成映像文件。在SENS中，网络结构驱动程序通过END实现，为分离网络协议接口和END硬件接口，增加数据链路层和网络协议层应用接口。设计宽带以太网接入交换机驱动程序，初始化宽带接入交换机网络。交换机内部存储MAC地址能够完成数据转发，因此，新的MAV地址对于交换机非常重要，在交换芯片中都有MAC地址表。根据宽带接入交换机需求，采用标签模式。为方便网络管理和控制，通过新地址将MAC地址转交给CPU。
3基于Web的PUSH网络管理系统
3.1网络管理系统设计需求分析
根据信息化小区网络管理的需求，提出基于Web的网络管理系统，并给出实现方法。传统客户机/服务器结构采用PULL工作方式，服务器响应客户请求，存在宽带浪费、时间长等缺点，因此推出PUSH方式，根据客户请求定期将数据包推向客户，改变被动局面。在网络管理系统中应用PUSH能够实现积极主动管理，与传统模式相比，用户界面和可操作性得到改善。在设计网络管理系统中，需要考虑采用分层网络拓扑结构，考虑到小区交换机一般在中心或者楼道，想要现场配置设备不太现实，因此，应提供两款交换机功能，为节省宽带，需要能够提供配置功能。楼道交换机是组网关键，也是用户接受ISP服务的保证，因此，需要配置监视网络设备，配置交换机物理接口。
3.2网络管理系统设计
客户机与服务器之间的通信模式分为两种，一种是客户提出要求，建立连接，然后发送数据。另一种是提出请求后，建立长期连接，定期发送数据。第一种模式每次传输数据都需要建立连接，效率很低，但是能够节省资源。第二种模式效率较高，能够及时更新数据，但是浪费服务器资源。Web网络管理同样分为这两种方式，采用第一种方式减少网络流量，服务器公布所支持的信息、数据、管理站管理员订阅的信息，并制定刷新频率。按照制定的刷新频率将数据发送到管理站，实现客户端定时连接服务器，无需自己点击。网络管理模型构建中，TRAP信息异步产生，因此，模型分为异步处理和同步处理两大模块。同步处理包括数据同步服务器、订阅页面、RapidControl模块、推调度器、SNMP等模块，订阅页面公布交换机支持的MIB数据、管理站、刷新频率，根据管理员的要求制定调度表。MIB数据格式转换器将MIB数据转换为Web数据，分布服务器将Web数据封装成报文。异步处理部分包括TRAP分布服务器、过滤器和订阅页面，订阅页面支持TRAP类型。TRAP根据系统状态发送SNMP信息，过滤掉没有订阅的TRAP。TRAP分布服务器将Web封装成MIME报文，SNMP模块支持冷启动、身份认证、链路改变、热启动、VLAN更改创建。ZAN交换机采用嵌入式操作vxWorks系统，关键部分包括分布服务器、订阅页面、MIB数据转换器。订阅MIB数据封装到浏览器，内容存储到交换机文件系统中。订阅MIB数据页面列出MIB数据、管理站等，TRAP列出知识的类型和管理站。MIB数据转换器类似双向网关，提取数据并将数据转换为定义的格式，访问ZAN交换机MIB数据时可以通过snmp_get_bulk()、snmp_get()等函数实现。snmp_get()函数获取节点对象值，snmp_get_next()函数获取指定下一个叶子节点对象值，snmp_get_bulk()获取一个组的对象值，snmp_walk()函数获取多组对象值。分布服务器定义数据格式分为三个部分，分别是数据段、边界、头标，头标是指文档类型，边界表示推的开始，数据段表示返回值显示位置和风格。MIB数据分布服务器是实现Web服务器的关键部分，涉及的函数有多个，datapush_init()函数初始化边界和头标，将其初始化为随机字符串，服务器与客户机器建立连接，浏览器能够得到Web服务器推过来的新数据。datapush_start是启动函数，数据封装在MIME数据段，每一组数据均由三部分组成，在解析到报文边界时，删除上一次的数据，解析到头标显示后面的数据。datapush_stop()是终止函数，实现终止请求和主动终止服务。与传统网络管理相比，这种设计模式能够节省宽带，人际接口友好，不受位置限制，管理站能够订阅所有MIB数据。
4结语
笔者应用太网接入技术实现千兆以太网接入交换机，为宽带接入技术提供新的思路，性价比高，同时分析信息化小区网络管理系统结构和实现关键技术。当前宽带以太网接入系统已有城市成功建设，随着宽带接入的广泛应用，接入交换机可以考虑采用三层路由交换机。
参考文献
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作者:伍擎 单位:中国电子科技集团公司第七研究所