艾林，張康宏，徐芮，楊旭，趙艷

中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)云南有限公司，云南 昆明 650000

0 引言

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控故障責(zé)任界定，主要有包捕獲分析、日志分析兩種。基于包捕獲技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下的各交換機(jī)設(shè)備上安設(shè)一個(gè)嗅探系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)控。通過(guò)嗅探系統(tǒng)對(duì)傳輸、接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢測(cè)與分析，將處理結(jié)果向中央管理系統(tǒng)之中發(fā)送，對(duì)于有問(wèn)題的出舉報(bào)及時(shí)加以處理。但這種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)需要對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包都進(jìn)行分析，在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，面對(duì)海量的數(shù)據(jù)包，勢(shì)必會(huì)大幅影響運(yùn)行速度，這是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)的一個(gè)重要問(wèn)題，顯然已經(jīng)不能理想地適用在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。

基于日志分析的這種監(jiān)控技術(shù)也同樣有一定的問(wèn)題，最為突出的就是目前常用的各類(lèi)網(wǎng)管其日志格式并不能夠有效兼容，所以這種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)只適合制定的兼容廠商所生產(chǎn)的網(wǎng)關(guān)，使用存在一定的局限性[1]。過(guò)程繁瑣，管理極其不便。隨著市場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)位日益增多，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)施設(shè)備規(guī)模也十分龐大、復(fù)雜。與之伴隨的是每天數(shù)以萬(wàn)計(jì)的監(jiān)控異常事件，這給網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。

1 研究目的

本文從監(jiān)控故障責(zé)任界定過(guò)程及存在誤差分析，提出一種基于巡檢分析定位的故障責(zé)任界定方法。可通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)掌控遠(yuǎn)隔千里的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器甚至PC，達(dá)到簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理的目的。

2 監(jiān)控故障責(zé)任界定過(guò)程慢且存在誤差原因

從事網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的單位很多，但是各個(gè)公司在使用的技術(shù)上卻相差不大，幾乎就是捕獲分析、日志分析這兩種模式的使用。僅僅兩種模式就支撐著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)行業(yè)，也從側(cè)面代表著對(duì)于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的忽略，沒(méi)有引起社會(huì)的注意，更是很少有人注意因其模式落后而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。即使有少部分人意識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題，也沒(méi)有什么好的辦法去解決，很多技術(shù)人員的思想都已經(jīng)習(xí)慣了僅僅兩種模式的工作狀態(tài)，甚至是不太喜歡接受新的方法、排斥新思想、固步自封[2]。

因?yàn)楝F(xiàn)今可見(jiàn)的技術(shù)只有這兩種，且不說(shuō)這兩種實(shí)現(xiàn)方法過(guò)于單一、達(dá)不到創(chuàng)新，可以說(shuō)當(dāng)今社會(huì)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)領(lǐng)域存在的問(wèn)題幾乎相同，都是數(shù)據(jù)處理、故障處理、數(shù)據(jù)分析等方面，速度得不到提升，緩慢的速度特別影響故障的搶修效率，同時(shí)也會(huì)增加企業(yè)的維修費(fèi)用。

3 故障責(zé)任界定技術(shù)的設(shè)計(jì)思路

本文提出的故障責(zé)任界定技術(shù)以告警信息分析模型為核心，通過(guò)對(duì)告警信息的采集、分析完成故障的責(zé)任界定?？赏ㄟ^(guò)基于告警信息模型的監(jiān)控平臺(tái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高網(wǎng)絡(luò)管理效率，具體的設(shè)計(jì)思路包括以下幾點(diǎn)。

（1）對(duì)網(wǎng)絡(luò)各點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集不同點(diǎn)位的當(dāng)前狀態(tài)，分析是否存在故障，如果存在故障則判定屬于設(shè)備故障、電源故障還是網(wǎng)絡(luò)故障。不同故障類(lèi)型所表現(xiàn)的相關(guān)點(diǎn)位參數(shù)、告警信息是有所不同的，本技術(shù)正是基于這一原理實(shí)現(xiàn)故障責(zé)任的有效鑒別。

（2）在明確故障類(lèi)型的基礎(chǔ)上，根據(jù)最近鄰分類(lèi)模型來(lái)找到故障的具體定位，找到故障定位后，可以對(duì)癥處理。

（3）本技術(shù)還能夠擴(kuò)展與配置日志報(bào)警策略，滿足不同類(lèi)型的應(yīng)用需求。還能夠集中管理日志信息，減少人員的運(yùn)維工作量。

通過(guò)以上辦法發(fā)現(xiàn)故障責(zé)任界定這個(gè)技術(shù)是實(shí)際解決技術(shù)問(wèn)題，是如何解決快速定位系統(tǒng)故障并提高準(zhǔn)確性。

故障責(zé)任界定這個(gè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就是工作流程，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了故障時(shí)，就可以獲取網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理得到待測(cè)樣本[3]。將待測(cè)樣本應(yīng)用于所建立的最近鄰分類(lèi)模型中，即求取待測(cè)樣本與各類(lèi)別代表點(diǎn)的歐式距離；距離最小的故障類(lèi)即為故障源，即完成了故障分析。最后，基于告警信息分析模型對(duì)上述故障分析進(jìn)行驗(yàn)證。

4 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中故障責(zé)任界定方法

4.1 主要技術(shù)

故障責(zé)任界定的主要技術(shù)包括日志數(shù)據(jù)的采集，以及將存在問(wèn)題的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒牍芾硐到y(tǒng)之中，并入庫(kù)保存；通過(guò)告警信息分析模型預(yù)判故障類(lèi)型，區(qū)分網(wǎng)絡(luò)故障、電源故障、設(shè)備故障；監(jiān)控平臺(tái)部署至移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)，運(yùn)維人員在移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)使用該平臺(tái)提供的功能。監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)內(nèi)網(wǎng)路由配置接入PON網(wǎng)管、PTN網(wǎng)管，實(shí)現(xiàn)告警日志采集、終端ONU狀態(tài)采集、前端點(diǎn)位故障等告警信息的實(shí)時(shí)采集。

告警信息分析模型具體包括，先通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浍@取各樣本并進(jìn)行聚類(lèi)形成樣本集，通常能夠獲取3個(gè)集合簇，對(duì)每個(gè)簇分別標(biāo)號(hào)，就形成了3個(gè)帶有標(biāo)號(hào)的樣本集。所述3個(gè)類(lèi)別分別為網(wǎng)絡(luò)類(lèi)、電源類(lèi)和設(shè)備類(lèi)，對(duì)每個(gè)類(lèi)別求均值作為該類(lèi)別的代表，并以此利用最近鄰分類(lèi)法建立分類(lèi)模型。若實(shí)際網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了故障，則獲取網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理得到待測(cè)樣本。

4.2 故障責(zé)任界定方法

故障的責(zé)任界定需要由系統(tǒng)在巡檢時(shí)對(duì)攝像頭IP或是MAC地址的在線情況進(jìn)行采集，如果未發(fā)現(xiàn)攝像頭在線，則繼續(xù)對(duì)攝像頭對(duì)應(yīng)的ONU在線情況進(jìn)行采集。如果ONU在線，那么則判定是攝像頭故障；如果ONU不在線，那么需要繼續(xù)對(duì)ONU的告警信息進(jìn)行采集，檢查是否存在掉電告警。如果存在，則可判定是電源故障問(wèn)題；如果不存在，則判斷為網(wǎng)絡(luò)故障（見(jiàn)圖1）。

圖1 故障責(zé)任界定示意圖

（1）采集點(diǎn)位狀態(tài)，并判斷系統(tǒng)是否存在異常。

（2）若存在異常，則采集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)并判斷是否存在異常；若正常，則判定設(shè)備故障，若不正常，則轉(zhuǎn)步驟3；獲取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的IP地址、網(wǎng)關(guān)等訊息具體包括以下步驟：

開(kāi)始→運(yùn)行→輸入：CMD點(diǎn)擊確定（或按回車(chē)鍵），打開(kāi)命令提示符窗口；

先在命令提示符窗口輸入：ipconfig /all →回車(chē)執(zhí)行命令；

若本地主機(jī)中有兩張網(wǎng)卡，那么通常以太網(wǎng)卡為有線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)卡設(shè)備，本地連接；

如果是無(wú)線網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)，則是無(wú)線局域網(wǎng)適配器 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接；

使用tracert命令測(cè)試網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，命令格式為：tracert+空格+IP地址（通常是IPv4），按回車(chē)鍵執(zhí)行命令，直到跟蹤完成。

（3）對(duì)電源的狀態(tài)進(jìn)行采集，評(píng)估是否存在異常問(wèn)題。如果存在異常，則認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)故障問(wèn)題；如果不存在，則進(jìn)入到步驟S4。

（4）對(duì)電源故障進(jìn)行判定。

（5）通過(guò)告警信息分析模型來(lái)驗(yàn)證故障定位，包括以下兩步：

①利用告警數(shù)據(jù)采集的接口，向設(shè)備輸入采集告警信息，并保存；

②設(shè)備通過(guò)告警信息分析模型對(duì)采集的信息進(jìn)行分析，判斷具體的故障類(lèi)型，分析是屬于網(wǎng)絡(luò)、電源還是設(shè)備方面的故障。

基于以上技術(shù)的故障監(jiān)控平臺(tái)設(shè)置在移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)中，運(yùn)維人員可以在內(nèi)網(wǎng)中通過(guò)這一平臺(tái)完成網(wǎng)絡(luò)的故障監(jiān)控。并且平臺(tái)經(jīng)內(nèi)網(wǎng)路由器可以和網(wǎng)關(guān)相連接，從而有效采集告警日志、前端及終端的狀態(tài)信息[4]。

4.3 基于最近鄰分類(lèi)法的故障定位分析

在上述公式里，v代表類(lèi)標(biāo)號(hào)，yi表示最鄰近類(lèi)標(biāo)號(hào)。I表示指示函數(shù)，如果函數(shù)中的參數(shù)為真，那么返回1，參數(shù)不為真則返回至0。

在最近鄰模型中要選擇對(duì)應(yīng)的K值，使本模型能夠有效運(yùn)作，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)之中的某種故障例存在的故障個(gè)數(shù)存在較大差異，會(huì)造成K值難以確定，因此本模型采用的是以每種故障所包括的樣本集均值作為這類(lèi)故障代表的分類(lèi)法，表示為1-最近鄰分類(lèi)法。

5 本故障責(zé)任界定方法中的技術(shù)創(chuàng)新

現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面的問(wèn)題受到了很多關(guān)注，也有專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新，努力將現(xiàn)今存在的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化。也有很多人申請(qǐng)了相關(guān)專(zhuān)利。在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控領(lǐng)域的故障責(zé)任界定的方法這個(gè)技術(shù)的研究中，其創(chuàng)新性與新穎性也是尤為突出的。特別是將其與隨機(jī)找來(lái)的三篇文章中涉及的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，尤為明顯。

5.1 基于故障錄波與雷電定位技術(shù)的對(duì)比

“基于故障錄波與雷電定位系統(tǒng)的電網(wǎng)故障定位方法”公開(kāi)了一種基于故障錄波與雷電定位系統(tǒng)的電網(wǎng)故障定位方法，采用故障實(shí)時(shí)通報(bào)，克服了人工查詢帶來(lái)的不及時(shí)性，使故障查詢、定位、通報(bào)自動(dòng)化，減輕了工作量，為相關(guān)工作人員減輕負(fù)擔(dān)。故障錄波法與雷電定位系統(tǒng)的結(jié)合使故障后判斷故障原因是否為雷擊故障有了依據(jù)，使通報(bào)結(jié)果可以展示是否為雷擊故障，提高了單獨(dú)采用故障錄波進(jìn)行故障定位和單獨(dú)采用雷電定位系統(tǒng)進(jìn)行雷電故障定位的精確度。

該方法與故障責(zé)任界定這個(gè)技術(shù)的區(qū)別就是對(duì)故障分析采用順序排除法，獲得故障分析結(jié)果，并進(jìn)行故障分析結(jié)果驗(yàn)證，將采集到的告警信息輸入告警消息分析模型獲得故障類(lèi)型，所述告警消息模型為最近鄰分類(lèi)法進(jìn)行分類(lèi)。

5.2 基于故障定位報(bào)文的定位技術(shù)對(duì)比

相較于“使用故障定位報(bào)文進(jìn)行故障定位的方法”公開(kāi)了使用故障定位報(bào)文進(jìn)行故障定位的方法及裝置，其與故障責(zé)任界定這個(gè)技術(shù)的區(qū)別就是通過(guò)依次對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)判定、電源狀態(tài)判定獲得故障分析結(jié)果。

5.3 基于多元故障采集的定位方法對(duì)比

相較于“基于多元故障采集的配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)、方法及服務(wù)器”公開(kāi)了基于多元故障采集的配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其與故障責(zé)任界定這個(gè)技術(shù)的區(qū)別就是通過(guò)順序排除法，排除正常的網(wǎng)絡(luò)，找到出現(xiàn)故障的系統(tǒng)裝置[5]。

在對(duì)比中就可以看出近幾年來(lái)，相關(guān)技術(shù)人員都在努力創(chuàng)新，將之前的技術(shù)漏洞進(jìn)行優(yōu)化，想要將我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)行業(yè)做大做強(qiáng)，為祖國(guó)未來(lái)的發(fā)展添磚加瓦。參與的技術(shù)人員的思想沒(méi)有被之前技術(shù)的發(fā)展方向所禁錮，能夠勇于跳出舒適圈，探索一個(gè)新的方向。

故障責(zé)任界定的技術(shù)效果的初心是為通過(guò)順序排除法，快速找到系統(tǒng)故障定位，并通過(guò)驗(yàn)證提高定位的準(zhǔn)確性。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在故障發(fā)生后，如果能及時(shí)定位和排除故障，會(huì)挽回曾經(jīng)絕大部分的經(jīng)濟(jì)損失。所以故障責(zé)任界定這個(gè)技術(shù)的出現(xiàn)，可以避免因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致的運(yùn)作失靈以及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，從而有效保障網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作的安全性。通過(guò)本文提出的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障問(wèn)題，判斷故障所在位置及類(lèi)型，得以及時(shí)有效加以處理，避免故障帶來(lái)的不利影響。