艾林，張康宏，徐芮，楊旭，趙艷

中國移動通信集團云南有限公司，云南 昆明 650000

0 引言

現(xiàn)有網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控故障責任界定，主要有包捕獲分析、日志分析兩種?；诎东@技術的網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)應當在當前網(wǎng)絡系統(tǒng)下的各交換機設備上安設一個嗅探系統(tǒng)用于實現(xiàn)故障監(jiān)控。通過嗅探系統(tǒng)對傳輸、接收的數(shù)據(jù)包進行檢測與分析，將處理結(jié)果向中央管理系統(tǒng)之中發(fā)送，對于有問題的出舉報及時加以處理。但這種網(wǎng)絡監(jiān)控技術需要對每個數(shù)據(jù)包都進行分析，在大數(shù)據(jù)時代下，面對海量的數(shù)據(jù)包，勢必會大幅影響運行速度，這是傳統(tǒng)網(wǎng)絡監(jiān)控技術的一個重要問題，顯然已經(jīng)不能理想地適用在當前的網(wǎng)絡環(huán)境中。

基于日志分析的這種監(jiān)控技術也同樣有一定的問題，最為突出的就是目前常用的各類網(wǎng)管其日志格式并不能夠有效兼容，所以這種網(wǎng)絡監(jiān)控技術只適合制定的兼容廠商所生產(chǎn)的網(wǎng)關，使用存在一定的局限性[1]。過程繁瑣，管理極其不便。隨著市場監(jiān)控點位日益增多，基礎網(wǎng)絡監(jiān)控設施設備規(guī)模也十分龐大、復雜。與之伴隨的是每天數(shù)以萬計的監(jiān)控異常事件，這給網(wǎng)絡監(jiān)控運營帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

1 研究目的

本文從監(jiān)控故障責任界定過程及存在誤差分析，提出一種基于巡檢分析定位的故障責任界定方法。可通過一個統(tǒng)一平臺掌控遠隔千里的網(wǎng)絡設備、服務器甚至PC，達到簡化網(wǎng)絡管理的目的。

2 監(jiān)控故障責任界定過程慢且存在誤差原因

從事網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)的單位很多，但是各個公司在使用的技術上卻相差不大，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網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)行業(yè)，也從側(cè)面代表著對于網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)的忽略，沒有引起社會的注意，更是很少有人注意因其模式落后而帶來的經(jīng)濟損失。即使有少部分人意識到了這個問題，也沒有什么好的辦法去解決，很多技術人員的思想都已經(jīng)習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]。

因為現(xiàn)今可見的技術只有這兩種，且不說這兩種實現(xiàn)方法過于單一、達不到創(chuàng)新，可以說當今社會，整個網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)在開發(fā)領域存在的問題幾乎相同，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，同時也會增加企業(yè)的維修費用。

3 故障責任界定技術的設計思路

本文提出的故障責任界定技術以告警信息分析模型為核心，通過對告警信息的采集、分析完成故障的責任界定?？赏ㄟ^基于告警信息模型的監(jiān)控平臺對網(wǎng)絡設備進行遠程監(jiān)控，提高網(wǎng)絡管理效率，具體的設計思路包括以下幾點。

（1）對網(wǎng)絡各點位進行實時監(jiān)控，采集不同點位的當前狀態(tài)，分析是否存在故障，如果存在故障則判定屬于設備故障、電源故障還是網(wǎng)絡故障。不同故障類型所表現(xiàn)的相關點位參數(shù)、告警信息是有所不同的，本技術正是基于這一原理實現(xiàn)故障責任的有效鑒別。

（2）在明確故障類型的基礎上，根據(jù)最近鄰分類模型來找到故障的具體定位，找到故障定位后，可以對癥處理。

（3）本技術還能夠擴展與配置日志報警策略，滿足不同類型的應用需求。還能夠集中管理日志信息，減少人員的運維工作量。

通過以上辦法發(fā)現(xiàn)故障責任界定這個技術是實際解決技術問題，是如何解決快速定位系統(tǒng)故障并提高準確性。

故障責任界定這個技術的優(yōu)勢就是工作流程，在實際網(wǎng)絡發(fā)生了故障時，就可以獲取網(wǎng)絡中相應節(jié)點的數(shù)據(jù)并進行預處理得到待測樣本[3]。將待測樣本應用于所建立的最近鄰分類模型中，即求取待測樣本與各類別代表點的歐式距離；距離最小的故障類即為故障源，即完成了故障分析。最后，基于告警信息分析模型對上述故障分析進行驗證。

4 網(wǎng)絡監(jiān)控中故障責任界定方法

4.1 主要技術

故障責任界定的主要技術包括日志數(shù)據(jù)的采集，以及將存在問題的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒牍芾硐到y(tǒng)之中，并入庫保存；通過告警信息分析模型預判故障類型，區(qū)分網(wǎng)絡故障、電源故障、設備故障；監(jiān)控平臺部署至移動內(nèi)網(wǎng)，運維人員在移動內(nèi)網(wǎng)使用該平臺提供的功能。監(jiān)控平臺通過內(nèi)網(wǎng)路由配置接入PON網(wǎng)管、PTN網(wǎng)管，實現(xiàn)告警日志采集、終端ONU狀態(tài)采集、前端點位故障等告警信息的實時采集。

告警信息分析模型具體包括，先通過網(wǎng)絡拓撲獲取各樣本并進行聚類形成樣本集，通常能夠獲取3個集合簇，對每個簇分別標號，就形成了3個帶有標號的樣本集。所述3個類別分別為網(wǎng)絡類、電源類和設備類，對每個類別求均值作為該類別的代表，并以此利用最近鄰分類法建立分類模型。若實際網(wǎng)絡發(fā)生了故障，則獲取網(wǎng)絡中相應節(jié)點的數(shù)據(jù)并進行預處理得到待測樣本。

4.2 故障責任界定方法

故障的責任界定需要由系統(tǒng)在巡檢時對攝像頭IP或是MAC地址的在線情況進行采集，如果未發(fā)現(xiàn)攝像頭在線，則繼續(xù)對攝像頭對應的ONU在線情況進行采集。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ONU的告警信息進行采集，檢查是否存在掉電告警。如果存在，則可判定是電源故障問題；如果不存在，則判斷為網(wǎng)絡故障（見圖1）。

圖1 故障責任界定示意圖

（1）采集點位狀態(tài)，并判斷系統(tǒng)是否存在異常。

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

開始→運行→輸入：CMD點擊確定（或按回車鍵），打開命令提示符窗口；

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

若本地主機中有兩張網(wǎng)卡，那么通常以太網(wǎng)卡為有線網(wǎng)絡的網(wǎng)卡設備，本地連接；

如果是無線網(wǎng)卡網(wǎng)絡，則是無線局域網(wǎng)適配器 無線網(wǎng)絡連接；

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

（3）對電源的狀態(tài)進行采集，評估是否存在異常問題。如果存在異常，則認為是網(wǎng)絡故障問題；如果不存在，則進入到步驟S4。

（4）對電源故障進行判定。

（5）通過告警信息分析模型來驗證故障定位，包括以下兩步：

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

②設備通過告警信息分析模型對采集的信息進行分析，判斷具體的故障類型，分析是屬于網(wǎng)絡、電源還是設備方面的故障。

基于以上技術的故障監(jiān)控平臺設置在移動內(nèi)網(wǎng)中，運維人員可以在內(nèi)網(wǎng)中通過這一平臺完成網(wǎng)絡的故障監(jiān)控。并且平臺經(jīng)內(nèi)網(wǎng)路由器可以和網(wǎng)關相連接，從而有效采集告警日志、前端及終端的狀態(tài)信息[4]。

4.3 基于最近鄰分類法的故障定位分析

在上述公式里，v代表類標號，yi表示最鄰近類標號。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應的K值，使本模型能夠有效運作，因為網(wǎng)絡之中的某種故障例存在的故障個數(shù)存在較大差異，會造成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故障代表的分類法，表示為1-最近鄰分類法。

5 本故障責任界定方法中的技術創(chuàng)新

現(xiàn)在網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)方面的問題受到了很多關注，也有專業(yè)人員進行技術上的創(chuàng)新，努力將現(xiàn)今存在的問題進行優(yōu)化。也有很多人申請了相關專利。在網(wǎng)絡監(jiān)控領域的故障責任界定的方法這個技術的研究中，其創(chuàng)新性與新穎性也是尤為突出的。特別是將其與隨機找來的三篇文章中涉及的相關技術進行對比，尤為明顯。

5.1 基于故障錄波與雷電定位技術的對比

“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，采用故障實時通報，克服了人工查詢帶來的不及時性，使故障查詢、定位、通報自動化，減輕了工作量，為相關工作人員減輕負擔。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)，使通報結(jié)果可以展示是否為雷擊故障，提高了單獨采用故障錄波進行故障定位和單獨采用雷電定位系統(tǒng)進行雷電故障定位的精確度。

該方法與故障責任界定這個技術的區(qū)別就是對故障分析采用順序排除法，獲得故障分析結(jié)果，并進行故障分析結(jié)果驗證，將采集到的告警信息輸入告警消息分析模型獲得故障類型，所述告警消息模型為最近鄰分類法進行分類。

5.2 基于故障定位報文的定位技術對比

相較于“使用故障定位報文進行故障定位的方法”公開了使用故障定位報文進行故障定位的方法及裝置，其與故障責任界定這個技術的區(qū)別就是通過依次對網(wǎng)絡狀態(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)、方法及服務器”公開了基于多元故障采集的配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其與故障責任界定這個技術的區(qū)別就是通過順序排除法，排除正常的網(wǎng)絡，找到出現(xiàn)故障的系統(tǒng)裝置[5]。

在對比中就可以看出近幾年來，相關技術人員都在努力創(chuàng)新，將之前的技術漏洞進行優(yōu)化，想要將我國的網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)行業(yè)做大做強，為祖國未來的發(fā)展添磚加瓦。參與的技術人員的思想沒有被之前技術的發(fā)展方向所禁錮，能夠勇于跳出舒適圈，探索一個新的方向。

故障責任界定的技術效果的初心是為通過順序排除法，快速找到系統(tǒng)故障定位，并通過驗證提高定位的準確性。

6 結(jié)語

綜上所述，在故障發(fā)生后，如果能及時定位和排除故障，會挽回曾經(jīng)絕大部分的經(jīng)濟損失。所以故障責任界定這個技術的出現(xiàn)，可以避免因為網(wǎng)絡故障導致的運作失靈以及所帶來的經(jīng)濟損失，從而有效保障網(wǎng)絡運作的安全性。通過本文提出的網(wǎng)絡監(jiān)控技術，及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡故障問題，判斷故障所在位置及類型，得以及時有效加以處理，避免故障帶來的不利影響。