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本论文在充分调研了当前国内外综合终端管理系统市场情况的基础上，全面分析了 ITMS 的功能和非功能需求，选取 Linux 操作系统作为开发环境，设计并实现了一个完整的综合终端管理系统。
本论文是软件工程专业论文，主要 对ITMS（综合终端管理系统）进行研究。
第 1 章 绪 论
1.1 课题的背景及研究目的
近年来，随着宽带网络技术的发展使其逐渐在我国企业和家庭中的普及，越来越多的网络终端设备逐渐进入了人们的家庭中来，用户侧终端在最初进行安装的时候以及在后期的使用过程中的业务改变而引起的配置的改变、运行过程中设备出现故障需要进行监测与维修的时候，都需要对用户侧终端进行重新配置或故障诊断。现在市面上的用户终端多数是通过局域网侧管理接口可以完成对局域网内的设备修改配置或诊断故障的工作，都提供可登陆的局域网管理接口和界面。随着网络业务提供商的业务种类的不断增加，将会有更多种类、更多数量的网络设备需要在用户这一边进行配置，过去采用的服务人员上门对这些设备进行设备维护和管理已经无法满足用户需求。基于 SNMP(简单网络管理协议)的网管机制的效率己经越来越无法跟上用户侧设备增加的速度，如何有效地对用户侧设备进行管理已经成为运营商亟待解决的问题[1]。 DSL 论坛在前几年发布的统计资料显示，截止到 2007 年 6 月末，全球范围内的 DSL（数字用户线）被使用的数量已经超过 2 亿条，美国、中国以及欧洲的一些国家和地区的数字用户线数量正在高速地增长中，其中中国的宽带网络新增用户线数更是以超过总数的百分之四十五成为数字用户线的第一大市场[2]。但是，随着全世界 broadband 的飞速前进，一方面是使用数字用户线的人越来越多，数字用户线规模越来越大，另一方面又出现了运营维护消耗的人力物力越来越高，工作人员服务水平参差不齐，使得数字用户线业务的各项功能流程的施行变得越来越困难。
根据电信网络服务提供商统计，宽带接入网络的运营维护成本已经超过了总运营维护成本的百分之三十五。然而，宽带网络用户端的设备由于数量庞大，均放置在用户的家中，使得开通新业务、维修终端、诊断缺陷和升级固件都需要服务提供商派遣专业的工程师上门，使之成为 broadband 网络服务供应商所面临的的问题中最为突出的问题[3]。 因此如何为用户高效地开通各项服务、如何方便地对用户侧设备的参数进行配置、如何在最短的时间内定位并解决用户侧设备发生的故障，实现完全自动化的业务开通与故障监测，己经成为限制 broadband 网络服务市场高速扩展的重大的问题[4]。 根据目前的网络服务开通与变更的流程，首先由用户选择相应的运营商，根据宽带的现状完成用户侧设备的参数初始化，再由工作人员到用户侧进行终端的初设。在用户侧终端发生错误或者用户非法地修改了终端的参数时，业务中心必须指派维护工程师到用户侧检测发生故障的终端并进行相应的处理。因此在用户开通网络与处理设备故障时，当前的人力已经无法及时地进行处理了，导致业务开通费时，处理故障费力，运维成本逐渐升高，用户不满意等难题[5,6]。为了有效地减少运维开销，在传统的对宽带终端的管理体系、业务流程和商业模式内，如何建立一个成本与效率都令人满意的网络终端运维管理系统，已经成为网络业务供应商面临的重要问题。
而其中最为重要的就是设计实现对当前环境中被广泛使用、但频繁发生故障的使用数字用户线的用户侧设备的综合终端管理系统[7]。 ITMS 的出现正是为了解决这样一个服务难题。ITMS 是 Integrated Terminal Management System（综合终端管理系统）的缩写，是对用户侧设备和家庭网络的综合业务进行管理的系统，实现对用户侧 CPE（用户侧设备），包括家庭路由器、网络电视等用户侧终端的统一管理、业务统一开通、软件版本维护、终端状态检测、软硬件性能统计、故障处理等功能[8]。远程管理采用 TR069 协议[9]，其全称为“CPE 广域网管理协议”。CPE 就是该协议所定义的专有名词，该协议极大地方便了运营商从远端配置家庭网关。实现了业务的零配置。降低了运营商的维护成本。 ITMS 通过 TR069 协议与用户侧设备通信。在 TR069 协议即用户侧设备广域网管理协议所定义的体系中，主要包括受管理的用户侧终端和 ITMS 即综合终端管理系统。在家庭中的网络环境下，需要从广域网中进行配置和管理的设备，一般都是与运营商所提供的服务直接相关的终端，比如家庭路由器、网络电视机顶盒、IP 电话等[10]。而所有与用户侧设备相关的参数修改、故障检测、软件更新等工作则均由统一的 ITMS 来完成。 有幸参与东软集团嵌入式事业部为 CISCO 开发的针对家庭客户所展开的业务定制终端管理系统的研究开发工作。本人负责系统中应用用户侧设备广域网管理协议实现对网络中的设备管理功能模块的需求分析和开发任务。了解了较新的网络管理技术，并且以本次项目的开发：需求分析、模块设计、测试为主要内容完成本论文。
1.2 与课题相关的国内外研究综述
ITMS（综合终端管理系统）系统是实现对用户侧 CPE 的统一管理、业务统一分发、远程管理、软硬件版本管理、远程进行软件更新、用户侧设备运行状态管理、用户侧设备性能的统计、故障诊断等功能。它是一个分布式系统，其中包括软件与硬件并通过软件实现主要功能，ITMS 的目的是管理网络内所有网络终端设备[11],使网络以高效率并且稳定地运行。目前可用于实现用户侧终端远程管理的协议主要包括 CPE 广域网管理协议即TR069 协议、SNMP 协议即简单网络管理协议和远程登陆的网络界面等[12]。不同哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 3 的协议在服务器与客户端之间的通信能力与管理用户测设备的能力方面均有各自的优势与劣势。为了实现对连接到网络的用户设备进行远程集中自动管理需求，一般采用的远程自动管理协议不外乎主要有IETF制定的简单网络管理协议和DSL FORUM 制定的 CPE 广域网管理协议两种。一般 ITMS 系统可以同时使用多种网络管理协议，以便兼容更多的用户侧设备[13]。 SNMP（Simple Network Management Protocol），即简单网络管理协议，是由很多网络协议和规范整合而成的，它们提供了一种从网络上的服务器与用户侧设备间进行通信的方法[14]。SNMP 协议是终端管理系统和网络终端之间的通信协议，它定义了在当前网络环境中对终端进行状态监测与管理的方法实现、通信的通用语法、相应的安全和访问控制机制[15]。它采用轮询和中断机制获取用户侧终端各项参数，提供最基本的功能集。适合在小型网络、告诉相应、节约成本的情境中使用[16]。
第 2 章 综合终端管理系统需求分析
2.1 ITMS 的网络结构
需求分析是软件开发过程的第一个阶段，分析结果准确与否影响着整个软件的成败。准确了解软件开发的需求，是软件开发过程的基础。在项目开始前，本人对当前国内外市场在本项目内容方面的现有成果进行了详细的调研与比较，使系统的需求能完全实现基本客户要求的所有功能，系统更有竞争力和实用价值。 电信运营商在为用户开通业务或检查设备故障时采用的传统方法使服务人员上门为用户手动配置或者检测设备，由于专业技术服务人员有限，使服务周期比较长，问题不能及时得到解决[31]。使用 ITMS 系统后，用户只要通过网络选择相应的业务，运营商的各系统中心包括业务系统、故障处理系统、综合网管系统就会下发相应的工单给 ITMS，ITMS 会发送相应的信息给它所管理的用户终端，完成用户设备的配置，达到远程管理设备的目的。 软件的远程升级、故障诊断等功能。ITMS 通过北向接口 I2、I3、I4 分别与 OSS、112 故障处理中心、网管中心的支撑接口相连接[32]。 目前运营商的主要业务包括宽带的开通与维护、网络电视的开通与维护、远程监控以及视频会议等业务。由此也对 ITMS 及其南北向接口提出了功能及性能需求[33]。
第 3 章 综合终端管理系统设计 ........... 10
3.1 综合终端管理系统（ITMS）总体设计 ........ 10
3.2 综合终端管理系统南向接口的设计 .......... 13
3.2.1 TR069 协议栈 .......... 13
3.2.2 TR069 协议的参数 ......... 14
3.3 综合终端管理系统各功能模块的设计 ........ 15
3.4 本章小结 ....... 33
第 4 章 综合终端管理系统实现 ........ 34
4.1 综合终端管理系统南向接口的实现类 ..... 34
4.2 综合终端管理系统网元管理层的实现 .......... 46
4.3 本章小结 ........ 55
第 5 章 综合终端管理系统测试 ....... 56
5.1 系统界面测试 ......... 56
5.2 系统功能测试 ........ 56
5.3 系统性能测试 ........ 60
5.4 本章小结 .......... 61
结 论
本论文是在大连东软集团嵌入式事业部 ITMS（综合终端管理系统）研发组的指导下，参考大量国内外相关资料撰写完成的。 本论文在充分调研了当前国内外综合终端管理系统市场情况的基础上，全面分析了 ITMS 的功能和非功能需求，选取 Linux 操作系统作为开发环境，设计并实现了一个完整的综合终端管理系统。 本系统虽然在功能与性能上均能满足客户的要求，但未来仍然需要进行进一步的完善：可以与现存于市面上的更多的主流用户侧设备进行互通测试以提高本系统的竞争力；代码部分可以进一步地优化用来压缩系统的体积以移植到更多的平台上。通过本项目的开发与论文的撰写，也极大地提高我对 TR069 协议的具体 认识与软件开发能力。
参考文献
[1]. 乔倩. 基于 TR-069 协议的运营商终端管理[D]. 西安电子科技大学, 2010：10~12
[2]. 马纪伟. 基于 TR-069 配置管理的网关的研究与设计[D]. 上海交通大学, 2011：11~13
[3]. 顾雅珍. 基于 TR-069 协议的网关配置管理系统的设计与实现[D]. 西南交通大学, 2011：7~10
[4]. 彭海清. 关于家庭网关的思考[J].电信科学，2005,2：39~41
[5]. 刘谦. 家庭网络设备的远程管理技术[J].电信技术，2006,9：22~25
[6]. Walter Goralski.刘勇. ADSL 和 DSL 技术[M].北京：人民邮电出版社，2000：13-22.
[7]. 孟德峰，郑崇苏，王俊宝. TR069 协议实现研究[J].中国新通信. 2008，12（23）：30-35
[8]. Jeff Doyle, Jennifer Carroll. TCP/IP 路由技术（第一卷）（第二版）[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2007: 31~33
[9]. 段智华. SOAP 技术及其安全性研究[J]. 开放系统世界, 2002 (6): 114-117.
[10]. 严蔚敏, 吴伟民. 数据结构[M]. 北京: 清华大学出版社. 2002：45-50
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