CN102546269A - 一种快速监控ip网络的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种快速监控IP网络的方法和系统，其中，方法包括如下步骤：针对多个子网，部署多个拨测客户端，使每个所述子网至少对应一个所述拨测客户端；所述拨测客户端连接服务器，从所述服务器获得拨测任务，根据所述拨测任务拨测对应的子网，获得拨测结果，并将所述拨测结果返回给所述服务器；所述服务器对所述拨测结果进行分析处理。本发明能够实现拨测与后台数据处理的分离，能及时快速的发现网络故障。

Description

一种快速监控IP网络的方法和系统

技术领域

本发明涉及IP(Internet Protocol)网络，特别是涉及一种快速监控IP网络的方法和系统。

背景技术

随着移动通信网络不断向IP化演进，运营商的IP网络规模不断扩大。由于网络采用多个厂商的设备组网，虽然同属于遵循相同协议的设备，但不同厂家品牌的设备具有不同的技术特点，需由各厂家自有的网管系统进行管理，不利于运营商对全网进行统一管理和集中监控。为此，运营商通常会建设统一的数据网管系统，通过直接对设备进行采集或者对接厂家网管的方式，对全网的设备进行集中管理。

数据网管监控系统的原理结构如图1所示，在集中监控模式下，服务器通常以两种方式对接入的IP网络进行监控。

第一种方式：主动拨测。服务器发起定时任务，在设定的周期对被管理的设备、端口、链路等进行拨测以确定其状态。每个拨测任务对应一个拨测对象，需要启动一个拨测进程。拨测对象越多，拨测周期内服务器需要启动的进程就越多，负荷也就越高。为了达到服务器性能和监控速度的平衡，拨测周期被通常被设定为5分钟。

第二：被动接收。目前主流的数通设备都支持syslog(系统纪录)、trap(陷阱报文)等配置，在数通设备一侧设定相应的触发事件行为或门限，当设备行为触发相关事件或状态达到门限值后，设备会主动将相关事件的消息发送至数据网管服务器，服务器再通过匹配规则处理设备上传的消息并呈现，故障发现的速度较主动拨测要快。

当前数据网管对IP网络的监控都是主动拨测与被动接收相结合的模式，但这种模式主要存在以下几点问题：

1、故障发现耗时长。若使用主动拨测模式，拨测周期设为5分钟，在最坏的情况下，即从上次一拨测完毕的时候发生故障在一次拨测时发现故障，过程历时达到5分钟，若算上服务器对拨测结果进行综合、分析和呈现所消耗的时间，整个故障发现历时将远超过5分钟，所以难以实现实时或准实时的监控；被动接收模式虽然可以实现准实时的监控，但是当服务器至被监控设备之间的链路出现问题致使设备发送的消息无法正常传送至服务器时，系统会难以发现此类问题。

2、网络监控存在盲区。如图1所示，由于整个监控网络为星形结构，服务器只能监控到服务器至接入设备之间的链路以及设备端口的状态，而对于各个子网之间的链路(图1中的虚线链路)，无论是主动拨测还是被动接收，都无法对其进行监控。

3、系统负荷高，扩展能力差。随着IP网络规模的不断扩大，接入数据网管的设备数量和种类都不断增多，系统负荷将会不断增高，为保障系统稳定运行，要么延长拨测周期，要么扩充系统软硬件资源。延长拨测周期会直接影响监控力度，扩充软硬件资源则投入大、建设周期长。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种快速监控IP网络的方法和系统，能够实现拨测与后台数据处理的分离，能及时快速的发现网络故障。

为了实现上述目的，一方面，提供了一种快速监控IP网络的方法，包括如下步骤：

针对多个子网，部署多个拨测客户端，使每个所述子网至少对应一个所述拨测客户端；

所述拨测客户端连接服务器，从所述服务器获得拨测任务，根据所述拨测任务拨测对应的子网，获得拨测结果，并将所述拨测结果返回给所述服务器；

所述服务器对所述拨测结果进行分析处理。

优选地，上述的方法中，还包括：在所述子网上给对应的拨测客户端映射地址，使所述对应的拨测客户端能直接监控所述子网内的所有设备。

优选地，上述的方法中，所述拨测客户端连接服务器的步骤具体包括：

所述拨测客户端接入所述服务器的监听端口；

所述服务器分配一个空闲端口给接入的所述拨测客户端，并释放所述监听端口。

优选地，上述的方法中，从所述服务器获得拨测任务的步骤具体包括：

所述服务器发现有申请接入的拨测客户端时，查询数据库得出所述申请接入的拨测客户端所需执行的所述拨测任务，将所述拨测任务传递给服务器写线程；当所述服务器写线程发现所述服务器与所述申请接入的拨测客户端之间的通道可写时，将所述拨测任务发送给所述申请接入的拨测客户端。

优选地，上述的方法中，根据所述拨测任务拨测对应的子网，获得拨测结果，并将所述拨测结果返回给所述服务器的步骤具体包括：

任务调度器对所述拨测任务进行反编码、解析，生成多个最终任务；

通过定时器来并发执行所述多个最终任务，每个最终任务生称一个执行结果，将所述执行结果推送到结果池，并通知客户端写线程；

客户端写线程从所述结果池获取所述执行结果，并将所述执行结果送入缓冲区，当缓冲区满了之后，向所述服务器发送所述缓冲区中的多条所述执行结果。

优选地，上述的方法中，所述服务器对所述拨测结果进行分析处理的步骤具体包括：

所述服务器将所述执行结果存入读取池中；

读取线程从所述读取池中取得所述执行结果，传递给处理线程；

所述处理线程对所述执行结果进行分析处理，获得处理结果并存储。

另一方面，还提供一种快速监控IP网络的系统，包括：多个拨测客户端和服务器；

所述多个拨测客户端用于：针对多个子网进行部署，使每个所述子网至少对应一个所述拨测客户端；

所述拨测客户端用于：连接所述服务器，从所述服务器获得拨测任务，根据所述拨测任务拨测对应的子网，获得拨测结果，并将所述拨测结果返回给所述服务器；

所述服务器用于：对所述拨测结果进行分析处理。

优选地，上述的系统中，所述子网给对应的拨测客户端映射地址，使所述对应的拨测客户端能直接监控所述子网内的所有设备。

优选地，上述的系统中，所述服务器通过多路复用机制连接所述多个拨测客户端。

优选地，上述的系统中，所述拨测客户端包括：

任务调度器，用于：对所述拨测任务进行反编码、解析，生成多个最终任务；

定时器，用于：设置并发执行所述多个最终任务，每个最终任务生称一个执行结果，将所述执行结果推送到结果池；

客户端写线程模块，用于：从所述结果池获取所述执行结果，并将所述执行结果送入缓冲区，当缓冲区满了之后，向所述服务器发送所述缓冲区中的多条所述执行结果。

优选地，上述的系统中，所述服务器具体包括：

读取池，用于：存储所述执行结果；

读取线程模块，用于：从所述读取池中取得所述执行结果，传递给处理线程模块；

所述处理线程模块，用于：对所述执行结果进行分析处理，获得处理结果并存储。

本发明实施例至少存在以下技术效果：

1)故障发现速度明显加快。拨测与数据处理分离，使得成千上万的拨测任务被分散到部署在网络中的各个客户端分别执行，使服务器从中解放出来专门处理拨测数据，系统的拨测周期可以根据需求设置的很短(5秒至30秒之间)，相比现有技术方案的5分钟级别有很大提升，因而故障发现速度明显加快。

2)彻底消除监控盲区。分布式的系统架构，允许将拨测客户端部署在网络上的任何地方，对不同的设备或业务地址拨测，只要拨测任务设置合理，可以实现全网全方位监控，彻底消除现有技术方案中不能监控网间链路问题。

3)灵活的系统扩展能力，轻易适应网络的变化。根据网络的调整，只需对拨测客户端进行新增、调整或者删除等操作，即可适应网络的变化，无需对系统的软硬件环境进行修改。

附图说明

图1为现有技术的数据网管监控系统的原理结构图；

图2为本发明实施例提供的方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的服务器的原理结构图；

图4为本发明实施例提供的拨测客户端的原理结构图；

图5为本发明实施例提供的系统结构分布原理图；

图6为本发明实施例提供的系统故障定位原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

图2为本发明实施例提供的方法的步骤流程图，如图2所示，本发明实施例的快速监控IP网络的方法，包括如下步骤：

步骤101，针对多个子网，部署多个拨测客户端，使每个所述子网至少对应一个所述拨测客户端；

步骤102，所述拨测客户端连接服务器，从所述服务器获得拨测任务，根据所述拨测任务拨测对应的子网，获得拨测结果，并将所述拨测结果返回给所述服务器；

步骤103，所述服务器对所述拨测结果进行分析处理。

可见，本发明采用了一个灵活的分布式架构，将拨测功能从服务器中剥离并分散至网络的各个角落，实现拨测与后台数据处理分离。使得成千上万的拨测任务被分散到部署在网络中的各个拨测客户端分别执行，使服务器从中解放出来专门处理拨测结果数据，系统的拨测周期可以根据需求设置的很短(5秒至30秒之间)，相比现有技术方案的5分钟级别有很大提升，因而故障发现速度明显加快。

对应以上方法，本发明还提供一种快速监控IP网络的系统的实施例，其包括：多个拨测客户端和服务器；所述多个拨测客户端用于：针对多个子网进行部署，使每个所述子网至少对应一个所述拨测客户端；所述拨测客户端用于：连接所述服务器，从所述服务器获得拨测任务，根据所述拨测任务拨测对应的子网，获得拨测结果，并将所述拨测结果返回给所述服务器；所述服务器用于：对所述拨测结果进行分析处理。

图3为本发明实施例提供的服务器的原理结构图，如图3所示，服务器包括：

读取池301，用于：存储来自客户端的执行结果；

读取线程模块302，用于：从所述读取池中取得所述执行结果，传递给处理线程模块303；

所述处理线程模块303，用于：对所述执行结果进行分析处理，获得处理结果并存储。

其中，服务器具备两个重要功能：

1)接收并处理客户端拨测数据：

服务器使用多路复用的机制来处理客户端的请求，服务器监听某个固定端口，所有客户端统一从这个固定端口接入服务器；当服务器发现有客户端接入，立即分配另外一个空闲端口与客户端对接，释放原来的监听端口，避免IO(输入输出端口)阻塞。服务器将接收到的客户端数据，存入读取池中，等待读取线程进行读取；读取线程从读取池中取得客户端发送的数据，传递给处理线程；处理线程对数据进行分析处理，最终入库，完成一次接收过程。

2)向客户端发送拨测任务：

当服务器发现有客户端申请接入时，立即从数据库中查询得出该客户端所需自行的任务，将任务传递给写线程；当写线程发现服务器通道可写时，将数据发送给客户端。

图4为本发明实施例提供的拨测客户端的原理结构图，如图4所示，所述拨测客户端包括：

任务调度器401，用于：对所述拨测任务进行反编码、解析，生成多个最终任务；

定时器，用于：设置并发执行所述多个最终任务，每个最终任务生称一个执行结果，将所述执行结果推送到结果池；

客户端写线程模块402，用于：从所述结果池获取所述执行结果，并将所述执行结果送入缓冲区，当缓冲区满了之后，向所述服务器发送所述缓冲区中的多条所述执行结果。

拨测客户端程序的运行逻辑如下：

客户端在启动时，连接到服务器，并接收服务器下发的任务；任务调度器401对服务器的任务进行反编码，解析，最后生成任务，通过定时器来并发执行每个任务。任务执行完毕后，将结果推送到结果池，并通知写线程。写线程接收到通知，去结果池中获取到任务的执行结果，并将结果送入缓冲区。当缓冲区满了之后，向服务器发送多条任务结果。

通过以上设计，服务器里的拨测任务快速分散传递给客户端执行，客户端并行执行所接受的所有任务；服务器的多路复用机制保障了所有客户端上传的数据都能快速准确的入库。高效的数据传递机制能够承受大数据量的冲击，使得客户端的任务周期可以被设置得很短，故障发现耗时大大缩短。

图5为本发明实施例提供的系统结构分布原理图，如图5所示，开辟一个专用网络IP_LAN 510，根据需要部署若干拨测客户端(Client)，保证每个子网至少有一台拨测客户端负责监控，在每个子网上给对应的拨测客户端映射地址，使该拨测客户端可以直接监控子网内所有设备。如图5，本发明可以通过拨测客户端511对子网1内的所有设备以及子网1与子网2、子网1与子网3之间的链路进行拨测监控(如图5中的带有箭头的点划线)。同样道理，在其他子网里面部署拨测客户端可以达到相同的效果。无论网络规模和结构如何变更，只要保证在各子网间都部署对应的拨测客户端对所有内联和外联的所有链路进行拨测监控，就不存在网络监控的盲区。

图6为本发明实施例提供的系统故障定位原理图，如图6所示，路由601与路由603之间没有直接的物理链路，路由601发送的数据需要经过路由602转发才能到达路由603。路由601通过拨测客户端511发送数据包对路由603进行物理连通性测试。当路由601至路由603间的拨测结果异常(图6中点划线箭头所示)而路由602至路由603间的拨测结果正常(图6中双点划线)，则可以准确的断定路由601至路由603之间链路异常是由路由601至路由602之间的链路异常引起，系统会综合分析不同拨测任务的结果，快速准确做出判断，大大缩短故障定位耗时。

通过上述两个手段，本发明可以在消除网络监控盲区的同时，快速准确地定位出网络故障发生的位置。

由上可知，本发明采用了一个灵活的分布式架构，将拨测功能从服务器中剥离并分散至网络的各个角落，实现拨测与后台数据处理分离。和现有的IP网络监控方法相比，本发明具有如下优点：

1)故障发现速度明显加快。拨测与数据处理分离，使得成千上万的拨测任务被分散到部署在网络中的各个客户端分别执行，使服务器从中解放出来专门处理拨测数据，系统的拨测周期可以根据需求设置的很短(5秒至30秒之间)，相比现有技术方案的5分钟级别有很大提升，因而故障发现速度明显加快。

2)彻底消除监控盲区。分布式的系统架构，允许将拨测客户端部署在网络上的任何地方，对不同的设备或业务地址拨测，只要拨测任务设置合理，可以实现全网全方位监控，彻底消除现有技术方案中不能监控网间链路问题。

3)灵活的系统扩展能力，轻易适应网络的变化。根据网络的调整，只需对拨测客户端进行新增、调整或者删除等操作，即可适应网络的变化，无需对系统的软硬件环境进行修改。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种快速监控IP网络的方法，其特征在于，包括如下步骤：

针对多个子网，部署多个拨测客户端，使每个所述子网至少对应一个所述拨测客户端；

所述拨测客户端连接服务器，从所述服务器获得拨测任务，根据所述拨测任务拨测对应的子网，获得拨测结果，并将所述拨测结果返回给所述服务器；

所述服务器对所述拨测结果进行分析处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在所述子网上给对应的拨测客户端映射地址，使所述对应的拨测客户端能直接监控所述子网内的所有设备。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拨测客户端连接服务器的步骤具体包括：

所述拨测客户端接入所述服务器的监听端口；

所述服务器分配一个空闲端口给接入的所述拨测客户端，并释放所述监听端口。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述服务器获得拨测任务的步骤具体包括：

所述服务器发现有申请接入的拨测客户端时，查询数据库得出所述申请接入的拨测客户端所需执行的所述拨测任务，将所述拨测任务传递给服务器写线程；当所述服务器写线程发现所述服务器与所述申请接入的拨测客户端之间的通道可写时，将所述拨测任务发送给所述申请接入的拨测客户端。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述拨测任务拨测对应的子网，获得拨测结果，并将所述拨测结果返回给所述服务器的步骤具体包括：

任务调度器对所述拨测任务进行反编码、解析，生成多个最终任务；

通过定时器来并发执行所述多个最终任务，每个最终任务生称一个执行结果，将所述执行结果推送到结果池，并通知客户端写线程；

客户端写线程从所述结果池获取所述执行结果，并将所述执行结果送入缓冲区，当缓冲区满了之后，向所述服务器发送所述缓冲区中的多条所述执行结果。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述服务器对所述拨测结果进行分析处理的步骤具体包括：

所述服务器将所述执行结果存入读取池中；

读取线程从所述读取池中取得所述执行结果，传递给处理线程；

所述处理线程对所述执行结果进行分析处理，获得处理结果并存储。

7.一种快速监控IP网络的系统，其特征在于，包括：多个拨测客户端和服务器；

所述多个拨测客户端用于：针对多个子网进行部署，使每个所述子网至少对应一个所述拨测客户端；

所述拨测客户端用于：连接所述服务器，从所述服务器获得拨测任务，根据所述拨测任务拨测对应的子网，获得拨测结果，并将所述拨测结果返回给所述服务器；

所述服务器用于：对所述拨测结果进行分析处理。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述子网给对应的拨测客户端映射地址，使所述对应的拨测客户端能直接监控所述子网内的所有设备。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述服务器通过多路复用机制连接所述多个拨测客户端。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述拨测客户端包括：

任务调度器，用于：对所述拨测任务进行反编码、解析，生成多个最终任务；

定时器，用于：设置并发执行所述多个最终任务，每个最终任务生称一个执行结果，将所述执行结果推送到结果池；

客户端写线程模块，用于：从所述结果池获取所述执行结果，并将所述执行结果送入缓冲区，当缓冲区满了之后，向所述服务器发送所述缓冲区中的多条所述执行结果。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述服务器具体包括：

读取池，用于：存储所述执行结果；

读取线程模块，用于：从所述读取池中取得所述执行结果，传递给处理线程模块；

所述处理线程模块，用于：对所述执行结果进行分析处理，获得处理结果并存储。

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