数字电视前端系统网络管理关键技术的研究
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摘要
随着广播电视系统数字化的全面推进,数字电视网络的规模不断扩大。数字电视前端系统是数字电视网络的核心部分,负责完成数字电视信号的处理和交换,集中了许多关键性的设备。这些设备数量众多,生产商不同,采用的技术也存在差异,对这些设备进行有效的管理是网络建设必须解决的问题。网络建设初期的管理方式是在每台设备上实现独立的网管系统,但随着设备数量的增加,这种管理方式存在大量的冗余,因此,网络中所有设备的综合管理十分必要。
综合网管基于SNMP (Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议),通过在服务器上实现网络管理进程,建立对全网设备的统一管理机制,为网络管理员提供分布式的服务,最大限度地提高了网络资源的利用率。
然而,数字电视前端网络的综合管理面临着问题。第一,网络中包括了数字电视设备、路由、网关、服务器等众多设备,网络中数字电视设备网络拓扑的维护和设备状态的监控成为制约网络管理的关键问题。第二,网络中运行着不同厂商的设备,尽管它们大多数都支持SNMP协议,但在管理对象的定义和通信协议单元的设计上存在较大差异,不同厂商设备的统一管理成为影响系统兼容性和扩展性的关键问题。
本文以数字电视前端系统及其网络管理的发展背景为切入点,首先对课题研究中所用到的相关技术进行了介绍。然后,研究了SNMP数字电视前端网络管理模型,根据数字电视前端系统的特性,进行了系统功能需求分析,并对网络管理中设备拓扑维护和设备兼容管理这两个关键问题进行了详细讨论,提出了MIB树生成算法和设备拓扑轮询解决方案；接下来,对网络管理软件进行模块化设计,规划为服务器管理、设备告警管理、第三方设备支持、设备解析器、数据库和前端显示六大模块,着重讨论了关键模块的设计思路,并结合网络管理关键问题的研究成功和软件设计方案,实现了网络管理站软件；最后,对论文工作做了全面的总结和展望。
现阶段,课题的研究研发工作全面完成,且在现有的数字电视前端系统中完成了功能测试,在提高网络管理效率上成果显著。
With the comprehensive digitalization of broadcasting and television systems, the scale of the digital television networks has been expanding. DTV front-end system which is the core part of the DTV network is responsible for the digital television signal's processing and handshaking, which has focused a lot of critical devices. Due to the large amount of these devices, which are produced by different manufacturers, using discrepant technology, an effective management of these devices is urgently necessary for the network construction. An independent network management system was implemented on each device in the early stage of the network construction, but with the increasing number of devices, there causes a lot of redundancy in this way, therefore, the development of integrated network management is very necessary.
Integrated network management that is SNMP-based (Simple Network Management Protocol) establishes the unified management mechanism for all the devices in the network through a network management process on the server. This provides distributed services for network administrators, maximizing the utilization of network resources.
However, DTV front-end network management faces many problems. First, because the network includes digital television equipment, routers, gateways, server and many other elements, the maintenance of the DTV equipment network topology and the monitoring of the equipment status become key constraints of network management. Second, devices in the network are produced by different manufacturers, although most of them support the SNMP protocol, but there are large differences in the MIB object definition and the design of the PDUs, which become key constraints of the network management's compatibility and scalability.
The entry point in this paper is the background of development of DTV front-end system and its network management. First, introduce the related technologies used in the research. Next, do research on the DTV front-end network management model, carry out the system demand analysis based on the characteristics of the system and discuss the key issues including topology maintenance and compatible management for devices in the network management as well as offer MIB tree generation algorithms and solutions for device topology polling. Then, present modular design of the network management station software which is designed for six modules including server management, equipment alarm management, third-party device support, equipment parser, database and front-end display. What's more, make detailed discussions on the design ideas for these modules, and develop the network management station software combined with solutions of the key issues and the software design. Finally, some comprehensive summary and outlook are given.
At this stage, both research and development work for this subject has been completed, and finished functional testing in existing DTV front-end system, and gains significant achievements in improving the efficiency of network management.
综合网管基于SNMP (Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议),通过在服务器上实现网络管理进程,建立对全网设备的统一管理机制,为网络管理员提供分布式的服务,最大限度地提高了网络资源的利用率。
然而,数字电视前端网络的综合管理面临着问题。第一,网络中包括了数字电视设备、路由、网关、服务器等众多设备,网络中数字电视设备网络拓扑的维护和设备状态的监控成为制约网络管理的关键问题。第二,网络中运行着不同厂商的设备,尽管它们大多数都支持SNMP协议,但在管理对象的定义和通信协议单元的设计上存在较大差异,不同厂商设备的统一管理成为影响系统兼容性和扩展性的关键问题。
本文以数字电视前端系统及其网络管理的发展背景为切入点,首先对课题研究中所用到的相关技术进行了介绍。然后,研究了SNMP数字电视前端网络管理模型,根据数字电视前端系统的特性,进行了系统功能需求分析,并对网络管理中设备拓扑维护和设备兼容管理这两个关键问题进行了详细讨论,提出了MIB树生成算法和设备拓扑轮询解决方案；接下来,对网络管理软件进行模块化设计,规划为服务器管理、设备告警管理、第三方设备支持、设备解析器、数据库和前端显示六大模块,着重讨论了关键模块的设计思路,并结合网络管理关键问题的研究成功和软件设计方案,实现了网络管理站软件；最后,对论文工作做了全面的总结和展望。
现阶段,课题的研究研发工作全面完成,且在现有的数字电视前端系统中完成了功能测试,在提高网络管理效率上成果显著。
With the comprehensive digitalization of broadcasting and television systems, the scale of the digital television networks has been expanding. DTV front-end system which is the core part of the DTV network is responsible for the digital television signal's processing and handshaking, which has focused a lot of critical devices. Due to the large amount of these devices, which are produced by different manufacturers, using discrepant technology, an effective management of these devices is urgently necessary for the network construction. An independent network management system was implemented on each device in the early stage of the network construction, but with the increasing number of devices, there causes a lot of redundancy in this way, therefore, the development of integrated network management is very necessary.
Integrated network management that is SNMP-based (Simple Network Management Protocol) establishes the unified management mechanism for all the devices in the network through a network management process on the server. This provides distributed services for network administrators, maximizing the utilization of network resources.
However, DTV front-end network management faces many problems. First, because the network includes digital television equipment, routers, gateways, server and many other elements, the maintenance of the DTV equipment network topology and the monitoring of the equipment status become key constraints of network management. Second, devices in the network are produced by different manufacturers, although most of them support the SNMP protocol, but there are large differences in the MIB object definition and the design of the PDUs, which become key constraints of the network management's compatibility and scalability.
The entry point in this paper is the background of development of DTV front-end system and its network management. First, introduce the related technologies used in the research. Next, do research on the DTV front-end network management model, carry out the system demand analysis based on the characteristics of the system and discuss the key issues including topology maintenance and compatible management for devices in the network management as well as offer MIB tree generation algorithms and solutions for device topology polling. Then, present modular design of the network management station software which is designed for six modules including server management, equipment alarm management, third-party device support, equipment parser, database and front-end display. What's more, make detailed discussions on the design ideas for these modules, and develop the network management station software combined with solutions of the key issues and the software design. Finally, some comprehensive summary and outlook are given.
At this stage, both research and development work for this subject has been completed, and finished functional testing in existing DTV front-end system, and gains significant achievements in improving the efficiency of network management.
引文
[1]杨逸明.数字电视前端系统的概念和设计.中国有线电视2006年16期P1629-P1633
[2]高红波.2011年中国数字电视产业发展研究.声屏世界.2012年04期P13-P16
[3]郁凤红,汤锋.数字电视的发展及其关键技术.有线电视技术2009年03期P48-P53
[4]高红令,贾涛.数字有线电视前端系统的构成和功能特点.科技传播2011年11期P7-P8
[5]汪振相.新一代数字电视前端平台.有线电视技术2011年04期P22-P25
[6]赵文兴.数字电视前端系统的分析和比较.有线电视技术2011年08期P126-P130
[7]刘东明.纯IP架构数字电视前端系统的结构.中国有线电视.2012年08期P914-P916
[8]郭建民.有线电视前端信号系统的构建及维护.吉林广播电视大学学报2012年02期P12-P13
[9]曲春明、吕鸿雁.浅谈有线电视传输系统对数字电视信号质量的影响。计算机与信息技术2011年06期P77-P78
[10]邢小良.P2P技术及其应用.北京：人民邮电出版社.2008年
[11]张莉.广播电视网络的监控与管理.中国有线电视2012年03期P318-P320
[12]黄明辉.网络管理协议分析.赤峰学院学报2009年02期P18-P20
[13]尚建贞,逯晖.简单网络管理协议SNMP浅析.计算机时代2011年07期P1-P6
[14]杨玉梅.虚拟实现SNMP服务的安装和控制.大庆师范学院学报2011年31卷3期P32-P35
[15]修东海.刍议有线数字电视的网络管理及其实施技术.无线互联科技2012年01期P31-P32
[16]张鹏.三网融合：如何在数字电视市场占得先机?.卫星电视与宽带多媒体2011年14期P36-P39
[17]冯龙,袁宏伟.面向三网融合的数字电视中间件.2010年国际传输与覆盖研讨 会P444-P448
[18]业界纵横.厂商专讯.广播与电视技术2010年06期P137-P144
[19]胡晓东,祝振.有线数字电视网的建设与管理研究.2011年国际传输与覆盖研讨会2011年10月P107-P116
[20](美)昊斯特曼著JAVA核心技术(卷1)：基础知识.北京：机械工业出版社.2008年
[21]潘浩JAVA程序设计教程.北京：北京邮电大学出版社.2008年
[22]何兴昌JAVA技术发展与应用研究.硅谷2009年02期P128
[23]孙卫琴JAVA开发专家：Java面向对象编程.北京：电子工业出版社.2006
[24]朱福喜Java语言基础教程.北京：清华大学出版社.2008年
[25]李慧霸,田甜等网络程序设计中的并发复杂性.软件学报2011年01期P134-P148
[26]张宇,张悦Java多线程机制的研究.信息、与电脑2011年3月P107
[27]林铁瀛.Java语言多线程技术应用研究.科技创新导报.2011年11期P22
[28]杨军等著.IP组播与安全.北京：国防工业出版社.2006年5月
[29](美)威廉姆森著.IP多播网络的设计与部署(第1卷).北京：人民邮电出版社.2011年3月
[30]张淑芳.IP组播技术及其应用.广播电视信息2011年07期P47-P50
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[32]李先,谭汝聪著.网络数据库应用.北京：机械工业出版社.2010年1月
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[34]韩云波,宋莉.(Oracle性能调整技术研究.电脑知识与技术2010年07期P1554-P1556
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[37]王焕然,徐明伟SNMP网络管理综述.小型微型计算机系统2004年3月第25卷第3期P358-P366
[38]朱江SNMP协议在网络管理中的应用.信息与电脑2010年01期P109-P110
[39]周宁,蒋廷耀.基于MIB构建网络管理领域本体方法研究.计算机与数字工程2009年第10期P4-P7
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[41]张淑荣,苏兵.C/S与B/S两种软件体系结构.电脑学习2010年12月第6期P126
[42]闵笛.基于SNMP的EPON网管MIB设计及实现.湛江师范学院学报2010年6月第31卷第3期P121-P125
[43]刘雪飞.基于SNMP++的MIB浏览器研究.计算机工程与应用2009,45(3)P91-P93
[44]罗毅,姚桂玲.基于SNMP的MIB结构树高效算法研究.计算机工程与设计2010,31(15)P3386-P3388
[45]周苗；杨家海,刘洪波,吴建平Internet网络拓扑建模.软件学报2009年01期P109-P123
[46]张思逸,谭成翔.一种逻辑层网络拓扑发现方法研究.计算机应用与软件2009年12月第26卷第12期P206-P208
[47]蔡伟鸿,舒兆港,刘震.基于SNMP协议的以太网拓扑自动发现算法研究.计算机工程与应用2005年14期P156-P160
[48]李杰,王桃,杨文保,陈宏亮.基于三层交换与VLAN的拓扑发现算法.计算机工程2010年10月第36卷第19期P139-P141
[49]李新华.有线数字电视前端机房设备的管理与维护.科技与企业2011年08期P44-P45
[50]刘杰等.一种基于ICMP的逻辑层网络拓扑发现与分析方法.计算机应用2008年6期P1498-P1450
[51]陆璐,叶渝,刘发贵.网络控制系统Web服务器服务质量管理方案的研究.计算机工程与应用2008年02期P236-P240
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[53]谈冉等.设计模式在典型.net三层架构Web程序中的应用.武汉理工大学学报2006年2期P344-P346
[54](美)霍尔泽著Eclipse集成开发工具.南京：东南大学出版社2005年10月
[55](美)马特等著刘志忠译.Netbeans IDE 6高级编程.北京：清华大学出版社2009年2月
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