CN102035678B - 一种基于关联度的多维综合态势呈现系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于关联度的多维综合态势呈现系统，包括网管数据采集模块、网管信息综合分析引擎、分析结果预处理模块和界面显示模块，其中，网管数据采集模块，采集网络上的数据，并将采集到的网络动态运行数据和静态数据存储到数据库；同时将动态运行数据实时上报给网管信息综合分析引擎；网管信息综合分析引擎，在收到动态运行数据或者用户通过界面下发的数据采集指令和参数配置控制指令后，结合存储在数据库中的静态数据进行分析，并将分析结果发送给分析结果预处理模块；分析结果预处理模块，对分析结果进行显示数据模型重建和数据组织，提供给界面显示模块统一显示。本发明使用多种可视化呈现手段对通信网络进行综合监控的拓扑态势呈现。

Description

一种基于关联度的多维综合态势呈现系统

技术领域

本发明涉及网络管理技术，特别涉及一种基于关联度的多维综合态势呈现系统。

背景技术

在通用的网络管理系统中，对拓扑的呈现主要基于对单个网络或者同种技术体制的网络，其数据模型和显示方式都较为简单，如拓扑通常只负责对全网的节点、设备之间的连接关系和状态进行显示，某些网络管理系统也可以对设备面板进行显示。总的来说，显示的内容和手段都比较单一。

现在许多大型的电信级综合网络管理系统需要管理多种对不同类型的网络并对管理信息综合统一呈现，如呈现综合网络的态势、关联网络的连接情况以及显示跨网系的关联业务等。通过传统的网络管理系统难以全面、直观和完整的呈现上述内容。

为此，需要针对大型综合网络的管理提出了基于关联度的多维综合态势呈现系统。通过对不同网络节点的聚合处理、利用基于关联度的网络层次模型、基于管理属性的网络资源关联模型以及综合指标关联体系等解决了大型复杂多网系拓扑综合呈现的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于关联度的多维综合态势呈现系统。

本发明的基于关联度的多维综合态势呈现系统，包括网管数据采集模块、网管信息综合分析引擎、分析结果预处理模块和界面显示模块，其中，网管数据采集模块，用于采集网络上的数据，并将采集到的网络动态运行数据和静态数据存储到数据库；同时将动态运行数据实时上报给网管信息综合分析引擎；网管信息综合分析引擎，用于在收到动态运行数据或者用户通过界面下发的数据采集指令和参数配置控制指令后，对存储在数据库中的静态数据进行综合分析，并将分析结果发送给分析结果预处理模块；其中，动态运行数据包括，网络运行过程中，由网络设备或链路产生的故障告警、性能数据、配置变化、状态变化数据；静态数据包括，网络设备配置信息、网络节点配置信息、网络拓扑连接关系、网络资源信息；分析结果预处理模块，用于对分析结果进行显示数据模型重建和数据组织，提供给界面显示模块统一显示。

其中，在所述网管数据采集模块中，采集的网络上的数据，包括网络拓扑信息、设备故障信息、设备性能信息、网络资源信息。

其中，在所述网管信息综合分析引擎中，对存储在数据库中的设备、节点配置信息，网络拓扑连接信息，网络资源信息，网络运行故障信息，网络运行性能信息进行分析，包括：综合全网运行指标，对整个网络的宏观运行态势的综合评估分析，对网络整体健康度进行综合评价；多网系网络层次关联度的分析；对网络资源的关联分析；按照业务量和业务流量分布情况、业务运行质量性能的分布情况的关联分析；对管理属性的关联分析。

其中，在所述网管信息综合分析引擎中，基于综合指标的关联分析是指：

依次收集每个网系的性能指标，并对性能指标进行分类，每个网系的指标记为D，D＝{Net1：Index1，Net2：Index2，……}；

综合所有网系的指标，根据指标的类型，结合关联数据库中的网络层次关联信息，找到相同层次的网系，抽取同层网系中相同类型的指标，将组合为新的全网指标DN，DN＝{Net1：Index1，Netx，Indexx，……}，其中，DN的数值可以根据需要对相关网系的指标进行加权平均或取其中的最大、最小值。

其中，在所述网管信息综合分析引擎中，多网系网络层次关联度的分析是指：

分析单个子网内的节点，找出所有与其他网系有连接关系的节点，并记录该节点的端口号和与之连接的节点和端口号；

将对应关系记为P，P＝{Net1：Node1：Port1，Netx：Nodex：Portx}找到所有该子网与其他网系有链接关系的节点，保存到集合Ps 中，Ps＝{Net1：P1，Net2：P2，……，Netn：Pn}；其中，Netx表示其他网系；

依次遍历所有被管网系，得到每一个网系的关联集合Ps；

如果网系Net1节点Node1的端口Port1与某网系Netx节点Nodex的端口Portx有关联关系，则在Net1和Netx的对应关系集合中一定存在两对反向的对应关系，根据上述规律，确认网系Net1和Netx的所有连接关系，记为L，L＝{{Net1：Node1，Netx：Node1}，{Net1：Node2，Netx：Node2}……}；

综合所有网系之间的连接关系L，保存到关联数据库，完成网络层次的关联关系。

另外，在所述网管信息综合分析引擎中，对网络资源的关联分析是指：

对相关的资源进行必要的整理和标识，对每一个资源分配唯一的标识SID。SID中包含了资源相关的必要信息，包括资源类型、名称、位置；

依次分析单个网系节点的资源信息，并以节点对资源进行组织，将获取到的信息记为NS，NS＝{Net1：Node1：SID1，……}；

综合每个网系的资源信息，按照资源ID重新组织数据，分析出每个资源可能影响的网系，将该信息记为S，S＝{SID1：{Net1：Node1，Net2：Node2，……}}；将S保存到关联数据库，完成基于网络资源的关联分析。

另外，在所述网管信息综合分析引擎中，按照业务量和业务流量分布情况、业务运行质量性能的分布情况的关联分析是指：

收集每一个网系的业务数据，并将业务数据与本网系的节点进行关联，形成网系内部的节点业务数据B，B＝{Net1：Node1：Biz1，……}；

结合关联数据库中的网络层次关联数据和管理属性关联数据，并综合多个网系的业务数据B，按照大单位、行政区域的管理属性，呈现一个或者多个网系的业务数据，获取网系节点之间业务的关联关系。

此外，在所述网管信息综合分析引擎中，对管理属性的关联分析是指：

按照网系中节点的管理数据，建立行政区域或大单位与节点的映射关系A，A＝{Area1：{Net1：Node1，Net1：Node2}，……Arean：{Net1：Noden，……}}；

依次分析每一个网系，建立每一个网系的A；

综合所有网系的映射关系，建立全网的行政区域与节点的映射关系集合AS，AS＝{Area1：{Net1，Node1，Netn：Noden}，……}；

保存映射关系到关系数据库中；

当网络中某个网系某个节点发生状态变化时，综合网管通过AS中保存的映射关系，将某一个区域内部的所有节点的状态进行统一呈现，在该区域内部节点状态不正常到达预定比例时，显示该区域的态势异常，并进行告警。

本发明的有益效果是：依照本发明的基于关联度的多维综合态势呈现系统，针对现有拓扑显示技术拓扑信息呈现角度单一、显示粒度不灵活、直观形象程度不高、宏观抽象程度不够，提出一个基于关联度的多维呈现网络结构、实时动态反应网络运行情况、使用多种可视化呈现手段对通信网络进行综合监控的拓扑态势呈现方法，使管理人员能从多角度掌握网络组织结构和应用方式，通过对网络运行情况的综合分析，提高通信网络的通信保障和决策指挥能力。

附图说明

图1为本发明的基于关联度的多维综合态势呈现系统示意图；

图2为按业务承载显示的拓扑视图。

具体实施方式

以下，参考附图1～2详细描述本发明的基于关联度的多维综合态势呈现系统。

如图1所示，本发明的基于关联度的多维综合态势呈现系统，包括网管数据采集模块和网管信息综合分析引擎。其中，网管数据采集模块，从网络上采集各类数据(包括网络拓扑信息、设备故障信息、设备性能信息、网络资源信息等)，并将采集到的数据存储到数据库；同时将动态运行数据实时上报给网管信息综合分析引擎，由综合分析引擎对各类信息进行关联分析；

网管信息综合分析引擎，用于在收到动态信息或者用户通过界面下发的指令后，对存储在数据库中的信息进行分析。其中，主要包含以下五类关联度分析：

1)综合全网运行指标，对整个网络的宏观运行态势的综合评估分析，对网络整体健康度进行综合评价。

其中，基于综合指标的关联分析步骤如下：

依次收集每个网系的性能指标，并对性能指标进行分类，每个网系的指标记为D，D＝{Net1：Index1，Net2：Index2，……}。

综合所有网系的指标，根据指标的类型，结合关联数据库中的网络层次关联信息，找到相同层次的网系，抽取同层网系中相同类型的指标，将组合为新的全网指标DN，DN＝{Net1：Index1，Netx，Indexx，……}。DN的数值可以根据需要对相关网系的指标进行加权平均或取其中的最大、最小值。

通过上述步骤可以获取全网的综合指标，通过对全网综合指标的分析，能对整个网络的运行态势进行评估和分析，判断网络宏观运行情况。

此外，通过一定时间范围内的网络故障数据分析，可以对网络整体的健康度进行科学的直观综合评价，并做出相应的调整措施，保证网络持续可靠运行。

2)多网系网络层次关联度的分析。完成跨网系的网络故障关联分析、性能关联分析、拓扑连接关系关联分析等；

基于网络层次的关联分析步骤如下：

分析单个子网内的节点，找出所有与其他网系有连接关系的节点，并记录该节点的端口号和与之连接的节点和端口号；

将对应关系记为P，P＝{Net1：Node1：Port1，Netx：Nodex：Portx}(Netx表示其他网系)，找到所有该子网与其他网系有链接关系的节点，保存到集合Ps中。Ps＝{Net1：P1，Net2：P2，……，Netn：Pn}。

依次遍历所有被管网系，得到每一个网系的关联集合Ps。

如果网系Net1节点Node1的端口Port1与某网系Netx节点Nodex的端口Portx有关联关系，那么在Net1和Netx的对应关系集合中一定存在两对反向的对应关系。根据上述规律，就可以确认网系Net1和Netx的所有连接关系，可以记为L，L＝{{Net1：Node1，Netx：Node1}，{Net1：Node2，Netx：Node2}……}。

综合所有网系之间的连接关系L，保存到关联数据库，即可完成网络层次的关联关系；

通过网络层次的关联关系，当某个网系的节点发生故障时，可以快速定位与之连接的其他网系的节点，过滤关联故障，找到故障的根源。其他性能的关联分析和拓扑连接关系的关联分析与之类似。

3)对网络资源的关联分析。完成对网络拓扑所关联的物理资源、逻辑资源和相关人力资源的分析、抽取和显示；

基于网络资源的关联分析步骤如下：

首先对相关的资源进行必要的整理和标识，对每一个资源分配唯一的标识SID。SID中包含了资源相关的必要信息，如资源类型、名称、位置等。

依次分析单个网系节点的资源信息，并以节点对资源进行组织，将获取到的信息记为NS，NS＝{Net1：Node1：SID1，……}。

综合每个网系的资源信息，按照资源ID重新组织数据，分析出每个资源可能影响的网系，将该信息记为S，S＝{SID1：{Net1：Node1，Net2：Node2，……}}。将S保存到关联数据库，即可完成基于网络资源的关联分析。在需要时，可以快速的通过资源的关联数据，找到资源变化受到影响的网系和节点，并快速做出应对措施。

4)按照业务量和业务流量分布情况、业务运行(质量)性能的分布情况等的关联分析；

基于业务属性的关联分析步骤如下：

收集每一个网系的业务数据，并将业务数据与本网系的节点进行关联，形成网系内部的节点业务数据B，B＝{Net1：Node1：Biz1，……}。

结合关联数据库中的网络层次关联数据和管理属性关联数据，并综合多个网系的业务数据B，可以按照大单位、行政区域等管理属性，呈现一个或者多个网系的业务数据，获取网系节点之间业务的关联关系。

5)对管理属性的关联分析。完成按照管理需求组织的大单位、行政区域等管理属性关联分析，从而形成相关的网络态势信息。

基于管理属性的管理分析步骤如下：

按照网系中节点的管理数据，建立行政区域或大单位与节点的映射关系A，A＝{Area1：{Net1：Node1，Net1：Node2}，……Arean：{Net1：Noden，……}}。

依次分析每一个网系，建立每一个网系的A。

综合所有网系的映射关系，建立全网的行政区域与节点的映射关系集合AS，AS＝{Area1：{Net1，Node1，Netn：Noden}，……}。

保存映射关系到关系数据库中。

当网络中某个网系某个节点发生状态变化时，综合网管通过AS中保存的映射关系，将某一个区域内部的所有节点的状态进行统一呈现，如该区域内部节点状态不正常到达50％时，显示该区域的态势异常，并进行告警。类似的其他态势数据也可以根据需要设定。

分析结果预处理模块，用于对分析结果数据进行显示数据模型重建和数据组织，提供给界面显示模块统一显示。

根据用户下发指令的要求，界面显示模块重建和组织数据的形式也有一定差别。通常来说，多维态势综合呈现系统可以但不限于提供下列呈现：

1、按范围显示网络综合态势(行政区域，网系等)

1.1从关联数据库中按照行政区域或其他管理属性获取区域内的节点数据。记为Area1＝{Net1：Node1，Net2：Node2，……}；

1.2根据数据采集模块上报的实时网络运行数据，更新每个节点的状态，刷新Area中的数据；

1.3根据网络层次的不同，将同一层次网络节点的状态进行整合，得到该网络现阶段的状态。(如算术平均法，节点状态正常为1，故障为0，未知为0，取和后平均得到区域的状态P，如果P＞0.8，表明网络正常，0.8＞P＞0.5，表明网络基本可用，P＜0.5表明网络基本不可用，具体的指标可以根据实际情况调整)

1.4根据每一个区域的状态，在拓扑界面上使用不同的颜色显示不同的区域。

1.5综合所有的区域，即可得到当前网络的综合态势。

1.6类似的，如果将行政区域换为网系或大单位等其他管理属性，可以得到不同的网络综合态势图。

1.7类似的，将第2步中的节点状态信息变更为节点的性能信息，同时修改第3步中的处理方式，也可呈现当前网络的综合性能态势。

2、跨网系的故障关联分析

2.1当某个网系的节点A发生故障时，如果该节点与其他网系的节点存在关联关系，可以从关联数据库中获取相应的关联节点B；

2.2从实时收集的故障信息中查找节点B当前的故障信息，如果该故障发生的时间与节点A故障发生的时间大体一致，再结合节点A和节点B所在网系的层次关系，即可判断哪一个故障是根源故障；

2.3完成根源故障的分析后，通过关联数据库获取网系节点之间的连接关系，可以完整的整理出根源故障引起的关联故障，完成整个故障的关联分析，可将分析结果显示在网络拓扑上。

3、网络综合业务拓扑呈现

3.1首先找到网络业务发起的网系和节点，以该节点为依据，从关联数据库中找到与之连接的下一层网络的节点。

3.2按上述方法依次查找下一个节点，直到找到网络业务终止的节点，将上述节点保存到一个队列中，既是该业务需要经过的网系和节点。

3.3分析完成后，利用网络拓扑显示上述节点，即可完成网络综合业务的拓扑呈现。见附图2。

综上所述，依照本发明的基于关联度的多维综合态势呈现系统，针对现有拓扑显示技术拓扑信息呈现角度单一、显示粒度不灵活、直观形象程度不高、宏观抽象程度不够，提出一个基于关联度的多维呈现网络结构、实时动态反应网络运行情况、使用多种可视化呈现手段对通信网络进行综合监控的拓扑态势呈现方法，使管理人员能从多角度掌握网络组织结构和应用方式，通过对网络运行情况的综合分析，提高通信网络的通信保障和决策指挥能力。

以上是为了使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明所进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于关联度的多维综合态势呈现系统，其特征在于，包括网管数据采集模块、网管信息综合分析引擎、分析结果预处理模块和界面显示模块，其中，

网管数据采集模块，用于采集网络上的数据，并将采集到的网络动态运行数据和静态数据存储到数据库；同时将动态运行数据实时上报给网管信息综合分析引擎；

网管信息综合分析引擎，用于在收到动态运行数据或者用户通过界面下发的数据采集指令和参数配置控制指令后，对存储在数据库中的静态数据进行综合分析，并将分析结果发送给分析结果预处理模块；其中，动态运行数据包括，网络运行过程中，由网络设备或链路产生的故障告警、性能数据、配置变化、状态变化数据；静态数据包括，网络设备配置信息、网络节点配置信息、网络拓扑连接关系、网络资源信息；其中，在所述网管信息综合分析引擎中，对存储在数据库中的设备、节点配置信息，网络拓扑连接信息，网络资源信息，网络运行故障信息，网络运行性能信息进行分析，包括：综合全网运行指标，对整个网络的宏观运行态势的综合评估分析，对网络整体健康度进行综合评价；多网系网络层次关联度的分析；对网络资源的关联分析；按照业务量和业务流量分布情况、业务运行质量性能的分布情况的关联分析；对管理属性的关联分析；

分析结果预处理模块，用于对分析结果进行显示数据模型重建和数据组织，提供给界面显示模块统一显示。

2.如权利要求1所述的基于关联度的多维综合态势呈现系统，其特征在于，在所述网管数据采集模块中，采集的网络上的数据，包括网络拓扑信息、设备故障信息、设备性能信息、网络资源信息。

3.如权利要求1所述的基于关联度的多维综合态势呈现系统，其特征在于，在所述网管信息综合分析引擎中，基于综合指标的关联分析是指：

依次收集每个网系的性能指标，并对性能指标进行分类，每个网系的指标记为D，D＝{Net1:Index1，Net2:Index2，......}；

综合所有网系的指标，根据指标的类型，结合关联数据库中的网络层次关联信息，找到相同层次的网系，抽取同层网系中相同类型的指标，将组合为新的全网指标DN，DN＝{Net1:Index1，Netx:Indexx，......}，其中，DN的数值可以根据需要对相关网系的指标进行加权平均或取其中的最大、最小值。

4.如权利要求1所述的基于关联度的多维综合态势呈现系统，其特征在于，在所述网管信息综合分析引擎中，多网系网络层次关联度的分析是指：

分析单个子网内的节点，找出所有与其他网系有连接关系的节点，并记录该节点的端口号和与之连接的节点和端口号；

将对应关系记为P，P＝{Net1:Node1:Port1，Netx:Nodex:Portx}找到所有该子网与其他网系有连接关系的节点，保存到集合Ps  中，Ps＝{Net1:P1，Net2:P2，......，Netn:Pn}；其中，Netx表示其他网系；

依次遍历所有被管网系，得到每一个网系的关联集合Ps；

如果网系Net1节点Node1的端口Port1与某网系Netx节点Nodex的端口Portx有关联关系，则在Net1和Netx的对应关系集合中一定存在两对反向的对应关系，根据上述规律，确认网系Net1和Netx的所有连接关系，记为L，L＝{{Net1:Node 1，Netx:Node 1}，{Net1:Node2，Netx:Node2}......}；

综合所有网系之间的连接关系L，保存到关联数据库，完成网络层次的关联关系。

5.如权利要求1所述的基于关联度的多维综合态势呈现系统，其特征在于，在所述网管信息综合分析引擎中，对网络资源的关联分析是指：

对相关的资源进行必要的整理和标识，对每一个资源分配唯一的标识SID，SID中包含了资源相关的必要信息，包括资源类型、名称、位置；

依次分析单个网系节点的资源信息，并以节点对资源进行组织，将获取到的信息记为NS，NS＝{Net1:Node1:SID1，......}；

综合每个网系的资源信息，按照资源ID重新组织数据，分析出每个资源可能影响的网系，将该信息记为S，S＝{SID1:{Net1:Node1，Net2:Node2，......}}；将S保存到关联数据库，完成基于网络资源的关联分析。

6.如权利要求1所述的基于关联度的多维综合态势呈现系统，其特征在于，在所述网管信息综合分析引擎中，按照业务量和业务流量分布情况、业务运行质量性能的分布情况的关联分析是指：

收集每一个网系的业务数据，并将业务数据与本网系的节点进行关联，形成网系内部的节点业务数据B，B＝{Net1:Node1:Biz1，......}；

结合关联数据库中的网络层次关联数据和管理属性关联数据，并综合多个网系的业务数据B，按照大单位、行政区域的管理属性，呈现一个或者多个网系的业务数据，获取网系节点之间业务的关联关系。

7.如权利要求1所述的基于关联度的多维综合态势呈现系统，其特征在于，在所述网管信息综合分析引擎中，对管理属性的关联分析是指：

按照网系中节点的管理数据，建立行政区域或大单位与节点的映射关系A，A＝{Area1:{Net1:Node1，Net1:Node2}，......Arean:{Net1:Noden，......}}；

依次分析每一个网系，建立每一个网系的A；

综合所有网系的映射关系，建立全网的行政区域与节点的映射关系集合AS，AS＝{Area1:{Net1:Node1，Netn:Noden}，......}；

保存映射关系到关系数据库中；

当网络中某个网系某个节点发生状态变化时，综合网管通过AS中保存的映射关系，将某一个区域内部的所有节点的状态进行统一呈现，在该区域内部节点状态不正常到达预定比例时，显示该区域的态势异常，并进行告警。

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