王 堃 趙建新

[摘要]計算機網(wǎng)絡(luò)的管理是計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)之一，分析網(wǎng)絡(luò)故障的類型，提出將事件知識庫用于計算機網(wǎng)絡(luò)故障的管理。實驗表明，計算機網(wǎng)絡(luò)故障的智能管理提供基于知識的決策手段，比傳統(tǒng)的管理方式具有更高的決策水平，為專家系統(tǒng)技術(shù)在故障的檢測和隔離方面更加廣泛的應(yīng)用，奠定一定基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]網(wǎng)絡(luò)故障智能化事件知識庫

中圖分類號：TP3文獻標識碼：A文章編號：1671—7597(2009)1010082—01

一、計算機網(wǎng)絡(luò)故障管理的類型

故障類型指的是具有某種特征的故障的分類。通常我們可以根據(jù)故障發(fā)生來源的不同，將它們劃分為兩大類，即硬故障(hard errors)和軟故障(soft errors)。硬故障是指網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備在工作過程中產(chǎn)生的各種錯誤。這些錯誤與該設(shè)備的作用有密切關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜性也正是由于設(shè)備的多樣性而體現(xiàn)出來的。根據(jù)這網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的作用，我們也可以將故障簡單分為以下三類：

(一)連接設(shè)備故障

這種故障的現(xiàn)象主要是網(wǎng)絡(luò)的物理連接出現(xiàn)問題，也可以稱為通路故障。造成故障的原因可能是電纜線斷開、收發(fā)器斷開或不能正常工作以及其它連接設(shè)備間的接口出問題等等。根據(jù)這類故障的來源不同，我們又可以將該類型的故障細分為線路故障、網(wǎng)絡(luò)接口故障、收發(fā)器故障、路由器故障等等，該類故障是故障管理的最主要對象。

(二)共享設(shè)備故障

這種故障的表現(xiàn)是用于資源共享的設(shè)備出現(xiàn)問題，不能提供或享受所需的服務(wù)。同樣，該類型的故障也可以細分為服務(wù)器故障(打印機故障、文件服務(wù)器故障等)、工作站故障等等。

(三)其它設(shè)備故障

包括電源故障、監(jiān)控器故障、測試儀故障、分析儀故障等等。軟故障是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件運行出錯。軟故障的發(fā)現(xiàn)和處理是在管理過程中逐漸被人們所認識的，因為軟件屬于一種無形的東西，問題的表現(xiàn)不如硬件那么直觀。從這個意義上看，軟故障的識別和診斷更加困難。故障管理中所處理的軟故障主要針對與網(wǎng)絡(luò)通訊和服務(wù)有關(guān)的系統(tǒng)軟件，它可以直接根據(jù)網(wǎng)絡(luò)軟件來劃分，包括通訊協(xié)議軟件故障、網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(FNS)故障、文件傳輸軟件故障、域名服務(wù)系統(tǒng)(DNS)等等，其中通訊協(xié)議軟件故障是系統(tǒng)研究的重點。這種錯誤通常是在協(xié)議軟件運行時遇到某個異常條件(如緩沖隊列滿)或協(xié)議軟件本身未提供可靠機制而導(dǎo)致傳輸失敗，報文丟失。

故障類型并不是一成不變的。隨著網(wǎng)絡(luò)在復(fù)雜性和規(guī)模上提高，網(wǎng)絡(luò)故障管理的要求也在不斷增加。新的技術(shù)、設(shè)備的應(yīng)用使故障的類型、故障原因、故障源等各方面都發(fā)生了變化，這就要求故障管理系統(tǒng)必須增加新的內(nèi)容。

二、影響故障管理的因素

與網(wǎng)絡(luò)管理一樣，故障管理也必須考慮三方面的因素：過程、設(shè)各和工具、人員。成功的故障管理策略是這三者的完整結(jié)合，而不僅僅是其中的某一個方面。過程主要指為實現(xiàn)故障管理功能而進行的操作，了解管理的一般過程是開發(fā)一個實用的故障管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。設(shè)備和工具指的是進行故障管理的軟硬件工具，包括故障檢測設(shè)備、維修設(shè)備、實用的故障管理系統(tǒng)等。設(shè)備和工具在故障管理中起著非常重要的作用，它可以幫助管理員和工程師實施管理功能，排除故障，保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。

三、基于事件知識庫的計算機網(wǎng)絡(luò)故障

為了能夠更有效地對各種大型復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)進行管理，許多研究人員將人工智能技術(shù)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域。雖然全面的智能化的網(wǎng)絡(luò)管理距離實際應(yīng)用還有相當長的一段路要走，但是在網(wǎng)絡(luò)管理的特定領(lǐng)域?qū)嵤┲悄芑绕涫腔趯＜蚁到y(tǒng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)管理是可行的。用于故障管理的專家系統(tǒng)由知識庫、推理機、知識獲取模塊和解釋接口四大主要部分組成。專家系統(tǒng)以其實時性、協(xié)作管理、層次性等特點，特別適合用在網(wǎng)絡(luò)的故障管理領(lǐng)域。但同時專家系統(tǒng)也面臨一些難題：動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)變化可能需要經(jīng)常更新知識庫；由于網(wǎng)絡(luò)故障可能會相關(guān)到其它許多事件，很難確定與某一癥狀相關(guān)的時間的開始和結(jié)束，解釋和綜合消息復(fù)雜；可能需要大量的指令用以標識實際的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并且專家系統(tǒng)需要和它們接口；專家系統(tǒng)的知識獲取一直以來是瓶頸所在，要想成功地獲取網(wǎng)絡(luò)故障知識，需要經(jīng)驗豐富的網(wǎng)絡(luò)專家。在實現(xiàn)智能化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)時，還必須把握系統(tǒng)復(fù)雜性與系統(tǒng)性能的關(guān)系。不僅要利用將較為成熟的人工智能技術(shù)，而且要考慮實現(xiàn)上的復(fù)雜度和引入人工智能技術(shù)對系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性的影響。

在專家系統(tǒng)中，知識的表示有邏輯表示法、語義網(wǎng)絡(luò)表示法、規(guī)則表示法、特性表示法、框架表示法和過程表示法。產(chǎn)生式表示法，即規(guī)則表示法，是最常見的一種表示法。其特點是模塊性、一致性和自然。知識庫是知識的集合，嚴格意義上的知識庫包括概念、事實和規(guī)則只部分，缺一不可。為了提高故障管理的智能水平，可以建立事件知識庫(EKB。Event Knowledge Base，用于存儲所有己知事件的類型、產(chǎn)生事件的原因和所造成的影響，以及應(yīng)該采取什么樣的措施等一些細節(jié)的靜態(tài)描述。這個E髓并不是真正意義上的知識庫，它的數(shù)據(jù)僅僅包含了屬性值與元組，而屬性值表示概念，元組表示事實。但研究EKB可以為今后建立完善的知識庫奠定基礎(chǔ)。在EKB中存儲了已經(jīng)確定事件。最初，被確定的事件僅限于一些標準事件和措施。隨著網(wǎng)絡(luò)的運行和系統(tǒng)的反饋，EKB的內(nèi)容將不斷增加。理想狀態(tài)是能夠確定所有的事件。下面是EKB涉及到的只種基本的數(shù)據(jù)庫表：

1事件類型表：該表中主要存儲了事件的靜態(tài)定義。

腳中保存了己確定的事件可能涉及的相關(guān)知識，如事件類別(如：性能、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用事件或其它)、嚴重程度(如：嚴重、主要、次要、警告等)、產(chǎn)生事件的設(shè)備標識、指明設(shè)各的類型、事件造成什么影響(如：影響網(wǎng)速、單個用戶不能訪問等)、故障排除參考策略、上次更新的時期／時間、關(guān)于這個事件的各注信息、事件的詳細描述等。

2，實時事件表：描述了正在運行的網(wǎng)絡(luò)中的實時事件。

實時事件表中提供可能用的一些字段，用于記錄網(wǎng)絡(luò)運行中發(fā)生的事件，如：設(shè)備的ID(從IP地址或查詢設(shè)各表可以獲得)、實時事件的狀態(tài)(如：新增、確認、清除等)、根據(jù)故障票ID獲得的相應(yīng)的故障票信息等。

3，設(shè)備信息表：存儲了網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的實際參數(shù)。

設(shè)備信息表主要記錄了每個設(shè)備的相關(guān)參數(shù)。例如，設(shè)備ID號、IP地址、設(shè)備名稱、廠商、類型、重要性級別等。

EKB中存儲的相關(guān)事件的知識主要來源于專家。開發(fā)人員將獲得的知識應(yīng)用到與故障管理相關(guān)的系統(tǒng)中，根據(jù)不同系統(tǒng)的需要分配相應(yīng)的知識，以提高系統(tǒng)性能。雖然EKB并不是嚴格意義上的知識庫，但在開發(fā)過程中，可以通過不斷地增加和修正EKB的內(nèi)容，在一定程度上提高系統(tǒng)的智能水平。

四、結(jié)論

現(xiàn)在一些網(wǎng)管軟件趨向于將專家系統(tǒng)等人工智能技術(shù)引入到網(wǎng)絡(luò)故障診斷和排除中。提高網(wǎng)絡(luò)故障的智能水平有助于網(wǎng)絡(luò)高效、可靠地運行。