CN100531052C - 一种用于多厂商dwdm网管系统的根告警分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种根告警分析方法，该方法通过实时分析DWDM网络上告警之间的相关性来区分和识别根告警和衍生告警，适用于在多厂商DWDM综合网管系统中实现故障管理功能。本发明的根告警分析方法基于两种技术的结合：告警传播模式图和统一告警名依赖关系规则库。

Description

一种用于多厂商DWDM网管系统的根告警分析方法

技术领域

本发明涉及通过实时分析DWDM网络上告警之间的相关性，区分和识别根告警和衍生告警的一种方法，以帮助运维人员快速定位和恢复故障，是多厂商DWDM综合网管系统中故障管理的一个解决方案。

背景技术

随着数据通信的迅速发展，特别是Internet业务量呈爆炸性增长，对传输网带宽的需求越来越高。这种传输网信息容量需求的快速增长，造成“光纤耗尽”的现象，即现有的光纤通信系统出现了负载能力接近饱和的情况。

解决这个问题的一个有效方法是采用网络扩容的复用技术。网络扩容的复用技术包括波分复用(WDM)、时分复用(TDM)和码分复用(CDM)。其中，对于WDM，电子设备的速率只要求是一个波长信道的速率即可，而且随着掺铒光纤放大器(EDFA)的发明，WDM技术迅速走向成熟并进入商业化应用。

WDM技术是指，在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增。它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用复用器在发送端将不同波长的光载波进行合并，然后传入单模光纤，在接收端再由解复用器将不同波长的光载波分开。密集波分复用(DWDM)是指在同一窗口中信道间隔较小的波分复用技术，目前DWDM采用1.55μm窗口。由于DWDM技术能充分利用光纤的巨大带宽资源，大幅度提高系统传输容量，降低传输成本，因此该技术在长途和骨干网的超大容量传输中得到了广泛的应用。

现实的DWDM骨干网通常会同时采用多家厂商的设备，而不同厂商的设备在结构、实现等方面都有较大的差异，给电信企业的维护中心实现全网维护带来很大困难。为此，许多电信企业建设了DWDM综合网管系统，将不同厂家的DWDM网元管理系统纳入统一的网络管理平台，以保证在一个网管系统中实施全网DWDM干线的集中维护和管理。

故障管理是DWDM综合网管系统的一个重要功能。以某电信企业的DWDM骨干网为例，在2004年底DWDM综合网管系统每天收到的告警数量超过了十万条。如何从大量无序的告警中分析筛选出根告警，从而快速定位故障根源，缩短故障告警历时，成为日常运维工作中的一个主要任务和难题。

目前在电信网管理领域，已经有了一些根告警的分析的方法如基于规则分析的方法、模糊逻辑、贝叶斯网络、基于模型的推理、人工神经网络等方法，这些方法各有优缺点，如基于规则的方法实现起来比较简单，但受有限的规则知识库的限制，不能处理规则以外的情况；基于模型的方法能够比较准确的反映网络的情况，但容易受网络复杂性的限制和网络变化的限制。

这些方法各有特点，但都存在着一些明显的缺点，例如：

1、算法复杂，实时性很差，不能满足管理上快速定位故障，缩短故障告警历时的要求。

2、难以同现有的电信网管模型统一起来，需要构造一套新的模型来表示电信网络结构，对已经投入运行使用的综合网管系统影响大。

3、仅以单一的方式分析根告警，所基于的模型过于理想化，未考虑现实世界中组网的复杂性，使得在现网上分析出来的结果准确率低。

4、比较适合于结构相对稳定的网络，在网络结构变化较为频繁的情况下，准确性和实时性都会受到较大的影响。

5、电信DWDM系统的干线基本上都是跨越多个厂商和多个EMS的，一个故障通常会引发不同厂商的多个EMS上报告警，这种跨厂商网络环境中的根告警分析难题无法解决。

发明内容

本发明涉及的根告警分析方法正是解决这个难题的有效手段。

本发明提供一种根告警分析方法，该方法通过实时分析DWDM网络上告警之间的相关性来区分和识别根告警和衍生告警，适用于在多厂商DWDM综合网管系统中实现故障管理功能。本发明的根告警分析方法基于两种技术的结合：告警传播模式图和统一告警名依赖关系规则库。

本发明提供了一种用于多厂商DWDM网管系统的根告警搜寻方法，其特征在于包括如下步骤：从所述DWDM网管系统的拓扑结构映射出所述DWDM网管系统的告警传播模式图，所述告警传播模式图显示了对应于所述系统结构的多个节点、以及节点之间告警传播的有向连接关系；定位所述系统中的所有告警，并将其映射为预定义的标准告警；根据所述告警传播模式图，找出属于同一个告警相关性组的所有告警、和不属于该告警相关性组的无关告警；根据预定的依赖关系规则库，从属于同一个告警相关性组的所有告警中确定出根告警和衍生告警。

所述根告警即指根源告警，是最接近故障发生物理位置和层次的告警，属于主要告警，是电信运维人员最关注的告警。

所述衍生告警即指附属告警，是较远离故障发生物理位置和层次的告警，属于次要告警。

所述告警传播模式图定义DWDM网络中告警源之间存在的告警发生的关联关系和衍生方向，模式图支持深度搜索和广度搜索算法。

所述告警名依赖关系规则库定义DWDM网络中同一资源上的由同一故障引发的多个标准告警之间的依赖关系。

所述标准告警定义多厂商DWDM综合网管系统中统一使用的告警的集合。综合网管的告警映射功能负责将不同厂商的告警转化为统一告警。

本发明的优点在于：

1)实现方式简单，支持实时的变化：从DWDM网络拓扑数据可以直接映射到告警传播模式图，不需要经过多次和复杂的变换。网络发生的变化能够实时地反映到告警传播模式图上。

2)支持多厂商DWDM网络的根告警分析：统一告警集和基于统一告警的告警名依赖关系支持跨厂商的根告警分析。

3)准确性高：告警名依赖关系的规则库由一系列的两两的告警名称组成，可以根据具体的厂商的情况和通用的规则来确定，也可以根据现场积累的经验来修改规则库，使得根告警分析能得到准确性较高的结果。

附图说明

附图1示出了一个DWDM系统的拓扑图。

附图2示出了对应于DWDM系统的拓扑图的告警模式传播图。

附图3a-3d示出了对应于一些常见的DWDM系统的告警模式传播图。

附图4示出了本发明一个实施例的基于告警传播模式图所确定的相关告警和无关告警。

附图5示出了本发明另一个实施例的基于告警传播模式图所确定的相关告警和无关告警。

附图6示出了本发明另一个实施例的基于告警传播模式图所确定的相关告警和无关告警。

附图7示出了本发明一个实施例的基于规则关系库和相关告警所确定的根告警。

附图8示出了本发明另一个实施例的基于规则关系库和相关告警所确定的根告警。

附图9示出了本发明另一个实施例的基于规则关系库和相关告警所确定的根告警。

附图10示出了本发明另一个实施例的根告警分析的流程图。

具体实施方式

本发明提供的根告警分析方法的核心思想是，通过对不同厂商的告警上报与告警衍生的机制进行分析和抽象，建立与厂商无关的告警传播模式图和统一告警名依赖关系规则库。多厂商DWDM综合网管系统的根告警分析模块，对从厂商EMS接收到的告警，提取告警名称、告警源以及告警发生时间，输入告警传播模式图和告警名依赖关系规则库，完成根告警的分析。具体而言，分为如下几个步骤：

1、从DWDM网络拓扑结构到告警传播模式图的直接映射。

图1示出了一种现有的DWDM系统的示意图。图1的系统中，OT盘(光波长变换器盘)并行连接到一个OU盘(光复用/解复用盘)，该OU盘连接到一个OA盘(光放大器盘)，该OA盘连接到另一个OA盘，随后连接到OU盘，该OU盘再连接到OT盘。如图1所示，系统中的各个模块分别位于系统的各个层次，例如光通道层(OCH)、再生段层(RS)、光复用段层(OMS)、光传送段层(OTS)。

图2显示了从图1所示的DWDM系统得到的DWDM系统告警传播模式图。该告警传播模式图为申请人独创。如图2所示，告警传播模式图由节点和节点之间的有向连接组成。节点表示告警源；节点之间的连接关系表示告警源之间存在的告警发生的关联关系；箭头所指的方向为告警的衍生方向。告警传播模式图具有一定的层次结构，在纵向上分为光通道层端口(OCH TP)、光复用段层端口(OMS TP)、光传送段层端口(OTS TP)、电路盘(Circuitpack，CP)四个层次，再生段层端口(RS TP)和OCH TP处于一个层次中，从底层到顶层为发散关系。

从系统的拓扑结构出发，构造告警传播模式图的基本步骤如下：

1)建立电路盘(Circuitpack)和其承载的端口(TP)点之间的关系。

2)根据拓扑连接关系和盘关联关系，建立物理线路层TP之间的关系。

3)建立光通道层和同步数字体系(Synchronous DigitalHierarchy，SDH)层TP的关系。OCH TP承载在OMS TP之上。业务通道端口(Service Channel TP，SCHTP)是系统接入业务的端点，与OCH TP以及对端的SCHTP都存在关联关系，在连接关系图中分别记录为承载(纵向)和同层(横向)的关系。

对比上述图1和图2可以发现，系统拓朴结构示意图和告警传播模式图之间的转换具有简单性和相似性，因此由实际的网络拓朴数据可以直接映射到告警传播模式图。

附图3a-3d进一步从常见的组网拓扑及业务拓朴的角度，显示了从系统结构到告警传播模式图的映射关系。其中，图3a和图3b表示的拓扑结构是相交环，NE为网元(网元为容器，实际功能由OA盘提供)。

分析告警传播模式图的结构特性，纵向影响方向(CP->OTS->OMS->OCH)基本为单向，横向(同一层次内)影响方向以双向居多，因此以纵向关联节点为搜索优先的策略(深度搜索算法)可以大幅度减少计算量，并提高计算性能，保证告警相关性计算的实时性及有效性。

2、对各厂商上报的不同告警类型进行整理和分析，在此基础上建立统一告警表。

统一告警列表是综合并参考各厂商设备告警、结合电信网管中心的实际需求后提炼归纳而成。统一告警具有统一的格式和名称，如表1所示：

表1统一告警表

厂商告警与上述每一个统一告警之间存在多对一的映射关系。例如华为设备的Loss of Signal告警和中兴设备的Loss of Signal告警都可以被指配为一个标准Loss of Signal告警，指配过程由用户按照实际运维的情况在告警分析前完成。

统一的标准告警和厂商告警的对应情况如下表2所示(由于数据量较大，不针对每处标准告警一一举例，仅列举两个标准告警对应厂商告警的例子)

表2统一告警和厂商告警对应表

3、在统一告警表的基础上，建立告警名依赖关系规则库。

依赖关系规则库由一系列的两两的告警名称组成，表示告警与告警之间的依赖关系，被依赖的告警在根告警分析中被优先指定为根告警。可以根据具体的厂商的情况和通用的规则来确定，也可以根据现场积累的经验来修改规则库。依赖关系规则库的一个举例如下：

规则编号	规则类型	根告警名称	衍生告警名称
				1	系统预存规则	Loss of Input Signal	Signal Degrade
2	系统预存规则	Unit Missing	Unit Failure
				3	客户自定制规则	No Board Software	Unit Failure
4	客户自定制规则	Loss Of Input MultiplexedSignal	Loss Of FEC Frame

表3依赖关系规则库

所述依赖关系规则库为中国电信网管中心的实践及经验总结，是自己独立创造的规则库。

还可以编辑相关数据库表内的规则集合来适应包含新规则，也可以修改已有的规则来适应新情况。

4、多厂商DWDM综合网管系统对厂商上报告警进行定位和映射，变成统一格式的告警。

定位功能负责将厂商EMS不同建模方式上的告警源上的告警转化为统一模型上的告警，定位功能具体包括以下步骤：

(1)提取厂商告警中的原始告警源信息；

(2)分析原始告警源信息并分解；

(3)转换原始告警源信息为统一告警源信息；

(4)设置告警统一告警源标识。

映射功能负责将不同厂商告警的名称转化为对应的统一告警名称，主要包括以下步骤：

(1)提取原始告警名称及厂商等相关信息；

(2)查询原始告警和标准告警映射信息库；

(3)设置告警统一告警名称标识。

通过告警的定位和映射，可以屏蔽厂商的告警的多样性，为下一步进行统一告警的根告警分析创造条件。

告警的定位和映射使用通用的字符串分析及数据库查询技术即可实现，不再赘述。

5、对已完成定位和映射的统一告警，使用告警传播模式图，利用图中表示的告警发生的关联关系，筛选出属于同一个告警相关性组的所有告警。

参见附图4，图4示出了依据上述步骤所得到的告警传播模式图，其中显示了多个节点以及节点之间的传播方向。此外，在A节点光纤脱落时，还在该告警传播模式图上标识出所有被定位的告警。可以清楚地看出属于同一个告警相关性组的所有告警，附图4中用阴影的星来表示。不属于该告警相关性组的告警是无关告警，用空白的星表示。

附图5-6和附图4相类似，显示了系统的告警传播模式图。通过该告警传播模式图可得出的属于同一个告警相关性组的所有告警、以及不属于该告警相关性组的告警是无关告警。附图4-6所示为常见网络告警情况下，按照告警传播模式图分析所的结果示意。

6、对属于同一个告警相关性组的所有告警，使用告警名依赖关系规则库，辨别出根告警。

以下给出几个例子，说明如何从属于同一个告警相关性组中的所有告警中判断出根告警。

仍然针对附图4所示的属于同一个告警相关组的3个相关告警，使用如下告警名称关系规则：

编号	告警位置	告警名称	分析结果
				1	A	Loss of Input Signal	根告警
2	B	Signal Degrade	衍生告警
				3	I	Loss Of Output Signal	衍生告警

表4依赖关系规则库

附图4中的告警是衍生告警。如附图7所示，深色阴影所示的星表示根告警，位于节点A。

仍针对附图5所示的属于同一个告警相关组的9个相关告警，使用如下告警名称关系规则：

编号	告警位置	告警名称	分析结果
				1	A	Signal Degrade	衍生告警
2	B	Alarm Indication Signal	衍生告警
				3	C	Alarm Indication Signal	衍生告警
4	D	Loss of Optical Line Signal	衍生告警
				5	E	Unit Missing	根告警
6	F	Loss of Optical Line Signal	衍生告警
				7	G	Alarm Indication Signal	衍生告警
8	H	Alarm Indication Signal	衍生告警
				9	I	Signal Degrade	衍生告警

表5依赖关系规则库

附图5中的9个告警分别位于节点A、B、C、D、E、F、G、H、I，根据上述关系规则库表5，节点E的告警是根告警，而其他节点的告警是衍生告警。如附图8所示，深色阴影所示的星表示根告警，位于节点E，E节点单元盘脱落。

仍针对附图6所示的属于同一个告警相关组的8个相关告警，使用如下告警名称关系规则：

编号	告警位置	告警名称	分析结果
				1	A	Signal Degrade	衍生告警
2	B	Alarm Indication Signal	衍生告警
				3	C	Alarm Indication Signal	衍生告警
4	D	Loss of Optical Line Signal	根告警
				5	F	Loss of Optical Line Signal	根告警
6	G	Alarm Indication Signal	衍生告警
				7	H	Alarm Indication Signal	衍生告警
8	I	Signal Degrade	衍生告警

表6依赖关系规则库

附图6中的8个告警分别位于节点A、B、C、D、F、G、H、I，根据上述关系规则库表6，节点D、F的告警是根告警，而其他节点的告警是衍生告警。D、F节点间光纤断裂。如附图9所示，深色阴影所示的星表示根告警，其位于节点D、F之间。

如上所述，通过上述步骤从大量的相关和无关告警中确定了根告警。

附图10示出了上述确定根告警的步骤。首先，从所述系统的拓扑结构直接映射出所述系统的告警传播模式图，所述告警传播模式图显示了对应于所述系统结构的多个节点、以及节点之间告警传播的有向连接关系；然后，定位所述系统中的所有告警、并将其映射为预定义的标准告警；然后根据所述告警传播模式图，找出属于同一个告警相关性组的所有告警、和不属于该告警相关性组的无关告警；根据预定义的依赖关系规则库，从属于同一个告警相关性组的所有告警中确定出根告警和衍生告警。

本发明提供的根告警分析方法的核心思想是，通过对不同厂商的告警上报与告警衍生的机制进行分析和抽象，建立与厂商无关的告警传播模式图和统一告警名依赖关系规则库。

本发明克服了现有技术中的缺陷，具有多个优点，例如：实现方式简单，支持实时的变化：从DWDM网络拓扑数据可以直接映射到告警传播模式图，不需要经过多次和复杂的变换，网络发生的变化能够实时地反映到告警传播模式图上；支持多厂商DWDM网络的根告警分析：统一告警集和基于统一告警的告警名依赖关系支持跨厂商的根告警分析；准确性高：告警名依赖关系的规则库由一系列的两两的告警名称组成，可以根据具体的厂商的情况和通用的规则来确定，也可以根据现场积累的经验来修改规则库，使得根告警分析能得到准确性较高的结果。

Claims (9)

1、一种用于多厂商DWDM网管系统的根告警搜寻方法，其特征在于包括如下步骤：

从所述密集波分复用DWDM网管系统的拓扑结构映射出所述DWDM网管系统的告警传播模式图，所述告警传播模式图显示了对应于所述DWDM网管系统结构的多个节点、以及节点之间告警传播的有向连接关系；

定位所述DWDM网管系统中的所有告警，并将其映射为预定义的标准告警；

根据所述告警传播模式图，找出属于同一个告警相关性组的所有告警和不属于该告警相关性组的无关告警；

根据预定义的依赖关系规则库，从属于同一个告警相关性组的所有告警中确定出根告警和衍生告警。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述告警传播模式图定义了所述多厂商DWDM网管系统中告警源之间存在的告警发生的关联关系和衍生方向，所述告警传播模式图支持深度搜索和广度搜索算法。

3、根据权利要求1所述的方法，其中告警传播模式图有层次结构。

4、根据权利要求1所述的方法，其中属于同一个告警相关性组的告警是在所述告警传播模式图上通过节点之间的有向连接彼此可达的所有告警。

5、根据权利要求1所述的方法，其中所述标准告警是定义所述多厂商DWDM网管系统中统一使用的告警集合，每个标准告警对应于一个或多个厂商告警。

6、根据权利要求1所述的方法，其中所述依赖关系规则库定义了所述多厂商DWDM网管系统中由同一故障引发的多个标准告警之间的依赖关系，其由一系列的两两的告警名称组成，表示告警与告警之间的依赖关系。

7、根据权利要求6所述的方法，其中所述依赖关系规则库由一系列的两两的告警名称组成，表示告警与告警之间的依赖关系，被依赖的告警被优先指定为根告警。

8、根据权利要求1所述的方法，其中所述依赖关系规则库根据具体厂商的情况和通用的规则来确定。

9、根据权利要求1所述的方法，其中所述依赖关系规则库在现场被修改。

Images