对军事电子信息系统监控中通用信息模型的研究

第25卷第5期2004年9月兵工学报

ACTA ARM AM ENTAR II

V o l.25N o.5

S e p

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.2004对军事电子信息系统监控中通用信息模型的研究"

李航"潘成胜""刘勇""王光兴"

（东北大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳，110004"）（沈阳工业学院""）

摘要目前怎样描述军事电子信息系统中的受监控资源并没有一致的规范，主动借鉴国际标准化组织提出的监控协议和标准是当前军品研发的趋势。本文在对几种主流的监控系统信息模型定义的研究基础上，针对军事电子信息系统资源的特点，遵循通用信息模型（C I M）建模思想，建立了基于C I M的军用监控信息模型，该模型通过定义对不同管理协议数据类型的映射，可以兼容现有大部分监控标准。文中还通过实例，对信息模型中受管对象格式（MOF）的定义以及C I M到扩展标记语言（XM L）的映射进行了说明。

关键词通信技术；计算机系统结构；军事电子信息系统；通用信息模型；受管对象格式；扩展标记语言

中图分类号TP393

军事电子信息系统是由各种硬件设备、网络互连设备和应用软件组成的电子系统工程［1］。为了保证这类系统能够连续可靠地运行并发挥应有的效能，有必要实时监测系统的运行状况并对其实施有效的控制。

国外对军事电子信息系统监控的研究主要着眼于提高整个系统的标准化程度上。如美国的“21世纪部队陆军故障诊断改进计划”［2］中就涉及到制定统一监控管理标准的内容。国内对军事电子信息系统监控技术的研究还没有形成完整体系。当前商用产品被大量应用于军事系统上，军品标准兼容商用标准的必要性越来越明显，因此，军事系统监控应该主动借鉴企业界标准化组织提出的监控管理协议或标准。

目前，军事电子信息系统监控存在的主要问题是怎样描述受监控资源并没有一致的规范，也就是说，作为监控的核心，信息模型的定义并无定论。

本文在对几种主流的监控系统信息模型定义的研究基础上，针对军事电子信息系统的被监控资源特点，遵循通用信息模型（C I M）建模思想，提出了一种基于C I M的军用监控信息模型，并对其中对象的

2003年8月收稿，2004年7月定稿。

"国家863基金资助项目（2002AA712051）

描述方式、模型兼容性等相关问题进行了说明。

!现有的监控体系信息模型

当前主流的监控管理标准包括公共管理信息服务协议（CM I S／CM I P）、简单网络管理协议（SN-M P）、桌面管理接口（DM I）、公共对象请求代理体系结构（CORBA）以及基于网络的企业管理（W BEM）等。每种监控体系都提出了相应的信息模型标准［3，4］，CM I P采用管理对象定义规范（GDMO）描述被管对象；SNM P采用管理信息结构（SM I）定义信息模型；DM I定义了一种管理信息格式（M I F）；CORBA则通过接口定义语言（I DL）描述对象之间的调用接口来实现信息模型。其中，CM I P和COR-BA的信息模型是面向对象，而SNM P-SM I和DM I-M I F则是面向简单数据结构的。

这些标准分别侧重于不同的领域，CM I P主要服务于电信网络管理（TMN）；SNM P主要用于传输控制协议（TCP／I P）网络；DM I更多地应用到工作站计算机及其组件的管理中；CORBA则着重于应用管理领域。而军事电子信息系统是一个综合的电子系统工程，对于它的监控要涵盖对网络、设备、组

件、应用、服务甚至策略等方面，因此其监控系统信息模型能够兼容现有的各种标准是至关重要的。基于这种思路，本文引入了面向对象的通用信息模型C I M来建立监控信息模型。

!通用信息模型

分布式管理任务组织（DM TF）的通用信息模型C I M是一个用于描述管理信息的面向对象的模型。

C I M为描述受管环境提供了一种通用的概念上的视图，采用面向对象的结构和设计来统一和扩展已存在设备和管理标准（SNM P、DM I、CM I P等）的数据模型。

和同为面向对象的CM I P-GDMO相比，C I M 的抽象程度比GDMO低，因此定义具体被管对象更加容易；对于对象间关系及其依赖性的定义则更加明确。和面向简单数据结构SNM P-SM I相比，C I M在保证了灵活简洁的特点上，其面向对象的能力能够对信息模型进行灵活的裁剪和扩充，更符合监控的需求。更为重要的一点是C I M定义了对SNM P、DM I、CM I P等数据类型的映射，这就可以保证遵循C I M建立的信息模型可以兼容现有大部分标准。

C I M规范规定了被称为元模式（m eta sche m a）的基本信息模型、描述管理对象的语法受管对象格式MOF以及在元模式和MOF基础上定义的具体受管对象类。

受管对象类可以被组织进一种三层继承的特殊层次结构中，三层结构包括：（1）核心模型为所有管理领域提供了一些基本的类、关联及属性。作为设计通用模型的起点，核心模型定义了领域和平台无关的术语。（2）通用模型定义了一系列的基本类来扩展到不同的管理领域，通用模型不依赖具体实现技术，具有平台无关性。（3）扩展模型为特定的技术或平台定义，它描述了领域模型在特定技术和平台上（如操作系统、设备供应商）的实现。

"基于C I M的系统监控信息建模

".#对系统监控中建模对象的分析

军事电子信息系统是建立在网络之上的，因此对其监控首先要考虑对网络的管理；又因为军事系统中存在很多的军事专用设备和技术保障设备，如情报侦察、探测和干扰的接口设备、故障检测维护设备等，因此对设备的管理也很重要；同时，在这些设备上，存储着大量的关键数据，并运行着各种军事应用模块和服务，因此，还要考虑对系统、数据和应用的监控。以上是系统监控主要对象，这些对象之间组成了一个松散的层次结构，如图3.1所示。

图

3.1军事电子信息系统被监控对象

F i g.3.1M ana g ed ob j ects i n m ilitar y

e lectron ic i n

f or m ation s y ste m s

另外，在对系统监控的同时，监控的策略问题、访问控制和安全等也应该受到监控，换句话说，它们也应该作为被监控对象存在。综上所述，将军事电子信息系统中的被监控对象划分为网络、设备、系统、数据、应用、策略和安全七大类。这七类被监控对象并非严格划分的，它们之间存在着程度不同联系且相互依存，因此有必要将其共有的基本属性、关联、方法、约束等提取出来，作为更高的抽象层次。由此可见C I M的核心模型和通用模型是很适合描述军事系统中的受控对象的。

".!军事电子信息系统监控信息模型描述对军事电子信息系统监控信息模型的描述要借助于统一建模语言（UM L）。

系统监控信息核心模型的UM L描述如图3.2所示（图中类名为斜体字），其中被管元素类（M EC）作为大多数C I M对象的基类存在。被管系统元素类（M SEC）是被管元素类最重要的子类，它代表所有系统对象，这里“系统”的定义是相当广泛的，包括：组件、设备、各类服务、软件和网络等，被管系统元素类有两个子类：物理元素类（PEC）和逻辑元素类（LEC）。另外，核心模型中还定义了一些辅助的类：产品类（PC）表示提供者和使用者的联系，在军事系统中，该类可表示如何为被监控对象提供支持和保障；参数设定类（SC）为被管系统元素类定义了预置的参数；配置类（CC）则通过聚合设定类和依存关系为被管系统元素类表示特定行为和功能；产品

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第5期对军事电子信息系统监控中通用信息模型的研究

类、参数设定类和配置类表达的是配置管理的抽象描述。性能管理的抽象则由统计信息类（S I C ）描

述，它是所有统计信息的基类。此外，在辅助类中由事件指示类（I C ）

来描述事件管理的抽象。图3.2

系统监控信息核心模型的UM L 描述

F i g .3.2

UM L descri p tion f or t he core m ode l o f m ana g e m ent i nf or m ation

在核心模型的基础上，建立军事电子信息系统监控信息的通用模型。通用模型主要由网络类、设备类、系统类、数据库类、应用类、策略类和安全类组成。类定义监控内容如表3.1所示，这七类定义的内容以子类的形式在领域模型中表示，其主要继承于被管系统元素类的两个子类：物理元素类和逻辑元素类，部分内容继承于核心模型的辅助类。这些

子类之间存在着广泛的联系，其部分内容有所重叠，要依赖于C I M 丰富的语义来描述其关系。另外，通

用模型中还包括一类比较特殊的模型———事件模型（EM ），它主要是对主动上报的告警信息进行建模，事件类主要从事件指示类这一抽象类继承下来。这里限于篇幅，对通用模型的每一子类的UM L 描述省略。

表3.1

通用模型中类定义的监控内容

T ab.3.1

M ana g e m ent o f class defi n ition i n t he comm on m ode l

监控对象类名

类定义的监控内容

网络类网络系统、网络分类、协议、路由和转发、路由器、管道、过滤器、缓存、SNM P 、交换和网桥、服务质量保证（G oS ）等设备类电源、处理器、控制器、逻辑端口、网络适配器、存储设备、用户接口（键盘、鼠标、显示）、内存、打印、录入设备（扫描）、传感器、通用串行总线（U SB ）设备等

系统类计算机系统、文件系统、进程和任务、启动（BOOT ）服务、系统资源、日志、诊断等数据类数据库、数据库环境、服务接入点等应用类安装环境、使用状况、和系统软件的关系等策略类策略条件、策略行为等

安全类

身份、权限、认证、安全服务、访问控制、审计等

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3.3对其它监控标准的兼容

采用C I M建模的目的之一就是兼容现有大部分标准，因为系统监控信息核心模型几乎完全是由抽象类组成，因此把对其它监控标准进行映射的任务放到了通用模型中。例如在网络类中，存在着到SNM P的映射，而在应用类中，一些应用涉及到了对SNM P管理信息库（M I B）和DM I M I F的映射等。

兼容其它监控标准最典型例子是领域模型中的事件类，如图3.3所示，事件类兼顾了SNM P陷阱（tra p s）和电信管理网事件（TMN events）。

图3.3兼容SNM P tra p s和TMN events的事件类

F i g.3.3C om p ati b le event class f or

SNM P tra p s and TMN events

3.4系统受监控对象的MOF定义

尽管采用UM L可以直观描述监控信息模型的层次和联系，但对于受管对象还需要具体的语法描述，受管对象格式MOF就是这样一种客户化的模板语言，为基于C I M元模式的受管对象定义了语法，类似于CM I P的GDMO和SNM P的SM I.如下是一个用MOF定义的例子，描述的是设备类中的处理器对象C I M—P rocessor.

class C I M-P rocessor：C I M—Lo g ical D evice｛

...

［D escri p tion（“处理器最大速度（MH Z）”），

U nits（“M e g a H ertZ”），

M a pp i n g S tri n g s｛“M I F.DM TF!P rocessor!0l7.5”｝］ui nt32M axC lockS p eed；

［G au g e，D escri p tion（“处理器负载率”），

U nits（“Percent”），

M a pp i n g S tri n g s｛“M I B.I ETF!HO ST-RESOURCES -M I B.hr P rocessor Load”｝］

ui ntl6LoadPercenta g e；

...

［D escri p tion（“...”），

V al ue M a p｛“0”，“l”，“2”，“3”，“4”，“7”｝，

V alues｛“U nknown”，“CPU Enabled”，“CPU D is-abled b y U ser via B I O S S et u p”，“CPU D isabled B y B I O S（PO ST E rror）”，“CPU Is I dle”，“O t her”｝］ui ntl6CPUS tat us；

...｝

4C I M到X M L的映射

MOF为使用C I M建模的被监控信息提供了一种文本表示方法，但该法并不能完成异构环境下管理信息的转换，因此有必要将这种文本表示映射到扩展标记语言（XM L）格式上。

在描述C I M时有两种映射到XM L的方法：框架级和元框架级映射，前者用XM L文本定义C I M 的实例；后者用XM L定义C I M的类。考虑到XM L 的文档类型定义（DTD）在描述继承关系和定义名字空间等方面的缺陷，因此采用只定义一个DTD的元框架级映射。下面给出一个MOF的XM L描述，例子仍然还是C I M—P rocessor.

〈CLA SS SUPERCLA SS I“C I M—Lo g ical D evice”NAM E I“C I M—P rocessor”〉

...

〈PROPERTY CLA SSOR I G I N I“C I M—P rocessor”NAM E I“LoadPercenta g e”TYPE I“ui ntl6”〉〈GUAL I F I ER NAM E I“G au g e”TYPE I “boo lean”〉

〈VALUE〉true〈／VALUE〉

〈／GUAL I F I ER〉

〈GUAL I F I ER NAM E I“D escri p tion”TYPE I “stri n g”〉

〈VALUE〉处理器负载率〈／VALUE〉

〈／GUAL I F I ER〉

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期对军事电子信息系统监控中通用信息模型的研究

〈GUAL I F I ER NAM E =“U nits ”TYPE =“stri n g ”〉〈VALUE 〉Percent 〈／VALUE 〉〈／GUAL I F I ER 〉

〈GUAL I F I ER NAM E =“M a pp i n g S tri n g s ”TYPE =“stri n g ”

〉〈VALUE.ARRAY 〉〈VALUE 〉M I B.I ETF !H0ST ~RES0URCES ~

M I B.hr P rocessor Load 〈／VALUE 〉〈／VALUE.ARRAY 〉〈／GUAL I F I ER 〉〈／PR0PERTY 〉...

〈／CLA SS 〉〈／C I M 〉

5

结论

研究军事电子信息系统监控的关键在于：如何

建立合理、完整的监控信息模型，在满足军事特点的基础上，最大可能的兼容现有监控标准。本文提出

的基于C I M 的军用监控信息模型是一种以满足军

事适用性为原则的，建立抽象程度更加合理的面向对象的信息模型。利用C I M 描述对象及对象间关系的丰富语义，使建立的信息模型能更完善的体现实际的被监控对象。另外，采用C I M 定义的对象可以自然的映射到XM L 上，从而简化了对信息的处理，即监控端只需要一个支持能理解XM L 语法的解析器就可以管理被监控对象。

参考文献

1竺南直，朱德成.指挥自动化系统工程.北京：电子工业出版社，2001.132!133

2总装备部电子信息基础部编.美国武器装备.北京：国防工业出版社，2001.142!1593

CC I TT R ecomm endation X 722（

1992）I S0／I EC 10165-4（1992）.I nf or m ation T echno lo gy -0p en S y ste m I nterconnection-S tructure of M ana g e m ent Inf or m ation ：G ui de li nes f or t he D efi n ition M ana g ed 0b j ects.4

C ase J ，M cC lo g hrie K.S tructure o f M ana g e m ent I nf or m ation V er-s ion 2

（SM Iv2），RFC 2578，1999.11!30COMMON I NFOR MAT I ON MODEL FOR M I L ITARY ELECTRONI C

I NFOR MAT I ON SYSTE M MANAGE M ENT

L i ~an g

"

Pan c hen g shen g

""

L iu y on g

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W an g G uan g xin g

"

（S choo l o f I nf or m ation S cience and En g i neeri n g ，N ort heastern U n ivers it y ，S hen y an g ，110004"）

（S hen y an g I nstitute o f T echno lo gy "

"）Abs tr ac t

No conf or m ed s p ecification ex ist i n descri bi n g t he su p ervision o f resources o f m ilitar y electron-ic i nf or m ation s y ste m s.A s a trend ，m ore and m ore busi ness standards and p rotoco ls com e to be used i n m il-itar y m ana g e m ent .A i m ed at t he s p ecialt y o f m ilitar y s y ste m s ，an i nf or m ation m odel f or m ilitar y su p ervi-sion based on comm on i nf or m ation m odel （C I M ）W as p ut f or W ard.T he m odel is p rovi ded to establish a

comm on conce p t ual fra m e W ork f or a descri p tion o f t he m ilitar y m ana g ed environ m ent .A ccordi n g to m a p -p i n g data t yp es i n SNM P ，

DM I and CM I P ，t he i nf or m ation m odel can have com p ati bilit y f or ot her p roto-co ls.T hrou g h exa m p les ，t he M0F defi nition f or m ana g ed ob j ects and m a pp i n g o f C I Mto XM L W ere ill us-trated.Ke y Wor ds comm unication techni C ue ，architect ure o f com p uter s y ster m ，m ilitar y electronic i nf or m ation s y ste m ，comm on i nf or m ation m odel ，m ana g ed ob j ect f or m at ，extended m ark lan g ua g e

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第25卷

对军事电子信息系统监控中通用信息模型的研究

作者：李航， 潘成胜， 刘勇， 王光兴

作者单位：李航,王光兴(东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳,110004)， 潘成胜,刘勇(沈阳工业学院)

刊名：

兵工学报

英文刊名：ACTA ARMAMENTARII

年，卷(期)：2004,25(5)

被引用次数：4次

参考文献(4条)

1.Case J;McCloghrie K Structure of Management Information Version 2(SMIv2) 1999

2.ISO/IEC https://www.wendangku.net/doc/b112561494.html,ITT Recommendation X722 (1992) . Information Technology-Open System Interconnection-Structure of Management Information: Guidelines for the Definition Managed Objects

3.总装备部电子信息基础部美国武器装备 2001

4.竺南直;朱德成指挥自动化系统工程 2001

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1.王少帅.朱敏.陈海涛.卢宇彤.沈志宇N×M容灾系统信息模型研究[期刊论文]-计算机工程与设计 2009(16)

2.邝越.潘成胜.刘勇多元监控体系结构对SNMP兼容的实现[期刊论文]-沈阳理工大学学报 2006(2)

3.陈冬松军事电子信息系统远程监控技术研究[学位论文]博士 2005

4.李航卫星综合信息网故障检测、诊断及自修复技术研究[学位论文]博士 2004

本文链接：https://www.wendangku.net/doc/b112561494.html,/Periodical_bgxb200405022.aspx