CN102724054A

CN102724054A - 用于数据业务网络的信令分析和系统

Info

Publication number: CN102724054A
Application number: CN2011100797975A
Authority: CN
Inventors: 董晓庄; 李洪; 王燕川; 杨迪
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: CN102724054B

Abstract

本发明提供一种用于数据业务网络的信令分析和系统，涉及通信领域。其中，一种用于数据业务网络的信令分析方法，包括：分析模块接收反查呼叫详细记录(CDR)数据对应的原始数据包的请求，CDR数据存储于分析模块，CDR数据包括CDR关联标签；分析模块根据反查CDR数据对应的原始数据包的请求向采集模块发送CDR还原请求，CDR还原请求包括CDR关联标签；采集模块根据CDR还原请求，查找CDR关联标签对应的原始数据包，并将原始数据包发送给分析模块。本发明能够节省数据传输的带宽开销，同时满足多种数据信令应用分析需要。

Description

用于数据业务网络的信令分析和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种用于数据业务网络的信令分析和系统。

背景技术

网络信令分析技术是通过使用数据探针等技术对网络中传输数据进行获取和分析，对网络中数据实际交互的情况进行监测。由于具有旁路于网络的特点，网络信令分析不会对网络本身的运行造成影响，故目前是关键的网络监测和分析手段。

现有的信令数据分析方式，包括直接对从网络中抓取原始信令数据进行分析，或者对原始信令进行按协议抽取合成后的CDR数据进行分析。前者的优点是信息量是最完整的，可以满足各类应用的需要。但是缺点是信令数据量非常大，导致信令采集层与应用分析之间对传输链路带宽要求非常高(采集链路带宽之和)。后者就是针对前者的缺点，对原始信令数据按照应用协议进行了抽取，形成CDR数据，去除了一些与协议无关的底层链路数据，减少了数据传输量和带宽要求。但是缺点是由于经过了应用协议的数据抽取及合成，导致一些原始链路数据的丢失，如TCP链路中的重传、时延等链路数据，且局限于只能进行协议层分析的功能。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于数据业务网络的信令分析和系统，节省数据传输的带宽开销，同时满足多种数据信令应用分析需要。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于数据业务网络的信令分析方法，包括：分析模块接收反查呼叫详细记录(CDR)数据对应的原始数据包的请求，CDR数据存储于分析模块，CDR数据包括CDR关联标签；分析模块根据反查CDR数据对应的原始数据包的请求向采集模块发送CDR还原请求，CDR还原请求包括CDR关联标签；采集模块根据CDR还原请求，查找CDR关联标签对应的原始数据包，并将原始数据包发送给分析模块。

在一个实施例中，信令分析方法，还包括：采集模块获取网络数据包；采集模块根据网络数据包中的源IP地址和目的IP地址，将一次完整数据交互中包括的所有网络数据包抽取成一个单独的原始数据包，原始数据包中包括CDR关联标签；采集模块对原始数据包进行存储；采集模块从原始数据包中合成出对应的CDR数据，CDR数据包括CDR关联标签；采集模块将CDR数据推送给分析模块。

在一个实施例中，信令分析方法，还包括：分析模块接收采集模块推送的CDR数据；分析模块对CDR数据进行处理；分析模块对处理过的CDR数据进行存储。

为实现上述目的，本发明还提供了一种用于数据业务网络的信令分析系统，包括：分析模块，用于接收反查CDR数据对应的原始数据包的请求，CDR数据存储于分析模块，CDR数据包括CDR关联标签，根据反查CDR数据对应的原始数据包的请求，生成CDR还原请求，CDR还原请求包括CDR关联标签；采集模块，用于接收分析模块发送的CDR还原请求，查找CDR关联标签对应的原始数据包，并将原始数据包发送给分析模块。

在一个实施例中，采集模块，包括：数据获取单元，用于获取网络数据包；原始数据包抽取单元，用于根据网络数据包中的源IP地址和目的IP地址，将一次完整数据交互中包括的所有网络数据包抽取成一个单独的原始数据包，原始数据包中包括CDR关联标签；原始数据存储单元，用于对原始数据包进行存储；CDR数据获取单元，用于从原始数据包中合成出对应的CDR数据，CDR数据包括CDR关联标签；推送单元，用于将CDR数据推送给分析模块。

在一个实施例中，分析模块，包括：接收单元，用于接收采集模块推送的CDR数据；数据处理单元，用于对CDR数据进行处理；CDR数据存储单元，用于对处理过的CDR数据进行存储。

基于上述技术方案，通过在信令原始数据及信令抽取合成数据(CDR数据)中增CDR关联标签，可以关联CDR数据和信令原始数据之间的映射关系。应用系统可以使用CDR数据进行相关分析应用，若CDR数据无法满足应用所需的数据时，也可以通过CDR数据与原始信令数据中的CDR关联标签进行查询，找出合成此CDR数据对应的原始信令数据，进行深入链路层的分析应用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步解释，构成本发明的一部分。本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明实施例的信令分析方法的流程图。

图2为根据本发明实施例的采集层与分析层之间的数据传输方法的流程图。

图3为根据本发明实施例的信令处理方法的流程图。

图4为根据本发明实施例的网络数据包与原始数据包、CDR数据格式定义的示意图。

图5为根据本发明实施例的信令分析系统的结构示意图。

图6为根据本发明实施例的采集模块的结构示意图。

图7为根据本发明实施例的分析模块的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更详细的描述，其中说明本发明的示例性实施例。在附图中，相同的标号表示相同或者相似的组件或者元素。

图1为根据本发明实施例的用于数据业务网络的信令分析方法100的流程图。

在步骤102中，分析模块接收反查CDR数据对应的原始数据包的请求，CDR数据存储于分析模块，CDR数据包括CDR关联标签。

在步骤104中，分析模块根据反查CDR数据对应的原始数据包的请求向采集模块发送CDR还原请求，CDR还原请求包括CDR关联标签。

在步骤106中，采集模块根据CDR还原请求，查找CDR关联标签对应的原始数据包，并将原始数据包发送给分析模块。

其中，分析模块和采集模块是数据业务网络系统的体系结构设计功能模块，也可以分别称之为分析层和采集层。

图2为根据本发明实施例的采集层与分析层之间的数据传输方法200的流程图。

在步骤202中，采集层与分析层建立链路连接。

在步骤204中，系统间进行版本协商。

在步骤206中，系统间进行数据传输连接的认证。

在步骤208中，分析层向采集层发送CDR还原请求，或采集层向分析层推送CDR数据。其中，CDR还原请求可以为0x0008，如表1所示：

表1

CDR还原请求应答可以为0x0008，如表2所示：

表2

如表1和表2所示的格式定义是示例性的，并不是限制性的说明，本领域的技术人员可以根据其原理，做出各种修改和改进而不脱离本发明的主旨。

在步骤210中，发送完成后进行链路释放。

图3为根据本发明实施例的用于数据业务网络的信令处理方法300的流程图。

在步骤302中，采集模块获取网络数据包。比如从网络中通过探针或者镜像分流方式抓取网络数据包。

在步骤304中，采集模块根据网络数据包中的源IP地址和目的IP地址，将一次完整数据交互中包括的所有网络数据包抽取成一个单独的原始数据包，原始数据包中包括CDR关联标签。其中，需要处理网络传输中具有的重传、乱序、分片包等现象。一个原始数据包就是一次完整的数据交互所有数据内容的总和。重传、乱序、分片属于在TCP/IP协议中数据交互的现象，识别方式可以根据协议要求。处理结果可以根据应用的需要定义，如计算一个数据包交互时间则需要计算从第一个分片包开始到最后一个分片包结束的完整时间。

原始数据包格式可以如表3所示：

表3

通用包头长度可以为20字节，比如包含如表4所示的字段：

表4

在步骤306中，采集模块对原始数据包进行存储。

在步骤308中，采集模块从原始数据包中合成出对应的CDR数据，CDR数据包括CDR关联标签。CDR数据涉及到的数据定义可以如表5所示：

名称	长度	描述
			CDRLength	2	CDR总长度，长度包含数据包头内容
CDR表类型	2	CDR表类型
			INDEX_TAG	256	CDR关联标签
CDR内容		具体的CDR记录内容(可以采用定长模式)

表5

采集模块可以根据应用协议，如SMGP协议、Radiu协议等的格式要求合成出对应的CDR数据。以短信网关与SP之间的SMGP协议为例(通过包头中“CDR表类型”字段可以识别)，格式定义可以如表6所示：

字段名	含义	类型	长度
				start_time	开始时间	dateTime	8
cdr_type	消息类型	Int	2
				source_ip	源IP地址	unsignedInt	4
dest_ip	目的IP地址	unsignedInt	4
				Calling	发送方号码	String	32
Called	接收方号码	String	256
				content_length	短信内容长度	Short	2
msg_id	消息ID	String	64
				msgid_time	下发时间	dateTime	8
Result	结果码	Short	2
				Status	状态码文本	String	8
req_num	请求次数	unsignedByte	1
				res_delay	响应时延	Int	4
Remoteno	远端站号	unsignedByte	1
				text_encoding	短信编码方式	Int	4

表6

以Radiu协议为例，格式定义可以如表7所示：

字段名	含义	类型	长度
				start_time	开始时间	dateTime	8
cdr_type	接口类型	Int	2
				source_ip	源IP地址	ipv4addr	4
dest_ip	目的IP地址	ipv4addr	4
				user_ip	用户IP地址	ipv4addr	4
user_name	用户名	String	16
				imsi	IMSI	String	18
port	端口号	Int	4
				msg_type	RADIUS消息类型	unsignedByte	1
account_type	记账类型	unsignedByte	1
				calling	主叫号码	String	16
called	被叫号码	String	16
				res_delay	响应时长	Int	4
session_time	上网时长	Int	4
				result	结果码	Int	4
remoteno	远端站号	unsignedByte	1

表7

如表3-表7所示的格式定义都是示例性的，并不是限制性的说明，本领域的技术人员可以根据其原理，做出各种修改和改进而不脱离本发明的主旨。

在步骤310中，采集模块将CDR数据推送给分析模块。

在步骤312中，分析模块接收采集模块推送的CDR数据，对CDR数据进行处理，并对处理过的CDR数据进行存储。分析模块可以对获取的CDR数据根据相关的上层应用进行协议关联、数据逻辑计算、数据分析等处理。分析模块可以开放相关接口供第三方系统获取数据。

图4为根据本发明实施例的网络数据包与原始数据包、CDR数据格式定义的示意图。如图4所示，一个从网络中抓取到的网络数据包，经过整理和清洗后形成原始数据包，最后根据协预定议格式抽取成CDR数据。

图5为根据本发明实施例的信令分析系统500的结构示意图。分析系统500包括分析模块502和采集模块504。

分析模块502，用于接收反查CDR数据对应的原始数据包的请求，CDR数据存储于分析模块，CDR数据包括CDR关联标签，根据反查CDR数据对应的原始数据包的请求，生成CDR还原请求，CDR还原请求包括CDR关联标签。

采集模块504，用于接收分析模块502发送的CDR还原请求，查找CDR关联标签对应的原始数据包，并将原始数据包发送给分析模块502。

图6为根据本发明实施例的采集模块600的结构示意图。采集模块600可以是如图5所示的采集模块504的一个实施例。采集模块600包括：数据获取单元602、原始数据包抽取单元604、原始数据存储单元606、CDR数据获取单元608和推送单元610。

数据获取单元602，用于获取网络数据包。

原始数据包抽取单元604，用于根据网络数据包中的源IP地址和目的IP地址，将一次完整数据交互中包括的所有网络数据包抽取成一个单独的原始数据包，原始数据包中包括CDR关联标签。

原始数据存储单元606，用于对原始数据包进行存储。

CDR数据获取单元608，用于从原始数据包中合成出对应的CDR数据，CDR数据包括CDR关联标签。

推送单元610，用于将CDR数据推送给分析模块。

采集模块600可以用于接收分析模块发送的CDR还原请求，查找CDR关联标签对应的原始数据包，并将原始数据包发送给分析模块。

图7为根据本发明实施例的分析模块700的结构示意图。分析模块700可以是如图5所示的分析模块502的一个实施例。分析模块700包括：接收单元702、数据处理单元704和CDR数据存储单元706。

接收单元702，用于接收采集模块推送的CDR数据。

数据处理单元704，用于对CDR数据进行处理。

CDR数据存储单元706，用于对处理过的CDR数据进行存储。

分析模块700可以用于接收反查CDR数据对应的原始数据包的请求。其中，CDR数据存储于分析模块700，CDR数据包括CDR关联标签。分析模块700可以根据反查CDR数据对应的原始数据包的请求，生成CDR还原请求，CDR还原请求包括CDR关联标签。采集模块可以接收分析模块600发送的CDR还原请求，查找CDR关联标签对应的原始数据包，并将原始数据包发送给分析模块700。

根据本发明的一方面，通过将CDR信息与原始信令数据进行关联(CDR关联标签，如INDEX_TAG)，并可反向还原的方法和系统，实现了在采集层合成CDR之后传输给分析层的机制，大数据量的网络数据被直接保留在采集层中，采集层与分析层之间交互的原始网络数据抽取合成后的CDR数据供支持应用分析。因为CDR的数据大小与对应的原始网络数据相比，是大幅缩小的，所以降低了对传输链路的带宽要求。

另外，一方面，因为CDR数据是根据协议对网络原始数据进行抽取的，并且在CDR数据中含有一定的统计数据，如协议响应时延、时长、请求次数等，因此，通过CDR数据可以实现协议层的分析。另一方面，通过CDR数据反查对应的原始网络数据，网络原始数据是链路情况的真实反映，可以看出每个TCP包的传送情况，如丢包、分片包、响应迟延等，可以看出链路目前情况，如带宽情况、链路稳定性，得出对链路的分析。因此，能够实现使信令分析系统既能进行协议层的分析，又能支持链路层的分析。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims

1.一种用于数据业务网络的信令分析方法，其特征在于，包括：

分析模块接收反查呼叫详细记录(CDR)数据对应的原始数据包的请求，所述CDR数据存储于所述分析模块，所述CDR数据包括所述CDR关联标签；

分析模块根据所述反查CDR数据对应的原始数据包的请求向采集模块发送CDR还原请求，所述CDR还原请求包括所述CDR关联标签；

所述采集模块根据所述CDR还原请求，查找所述CDR关联标签对应的所述原始数据包，并将所述原始数据包发送给所述分析模块。

2.根据权利要求1所述的信令分析方法，其特征在于，还包括：

所述采集模块获取网络数据包；

所述采集模块根据所述网络数据包中的源IP地址和目的IP地址，将一次完整数据交互中包括的所有网络数据包抽取成一个单独的所述原始数据包，所述原始数据包中包括所述CDR关联标签；

所述采集模块对所述原始数据包进行存储；

所述采集模块从所述原始数据包中合成出对应的所述CDR数据，所述CDR数据包括所述CDR关联标签；

所述采集模块将所述CDR数据推送给所述分析模块。

3.根据权利要求2所述的信令分析方法，其特征在于，还包括：

所述分析模块接收所述采集模块推送的所述CDR数据；

所述分析模块对所述CDR数据进行处理；

所述分析模块对处理过的CDR数据进行存储。

4.一种用于数据业务网络的信令分析系统，其特征在于，包括：

分析模块，用于接收反查CDR数据对应的原始数据包的请求，所述CDR数据存储于所述分析模块，所述CDR数据包括所述CDR关联标签，根据所述反查CDR数据对应的原始数据包的请求，生成CDR还原请求，所述CDR还原请求包括所述CDR关联标签；

采集模块，用于接收所述分析模块发送的CDR还原请求，查找所述CDR关联标签对应的所述原始数据包，并将所述原始数据包发送给所述分析模块。

5.根据权利要求4所述的信令分析系统，其特征在于，所述采集模块，包括：

数据获取单元，用于获取网络数据包；

原始数据包抽取单元，用于根据所述网络数据包中的源IP地址和目的IP地址，将一次完整数据交互中包括的所有网络数据包抽取成一个单独的所述原始数据包，所述原始数据包中包括所述CDR关联标签；

原始数据存储单元，用于对所述原始数据包进行存储；

CDR数据获取单元，用于从所述原始数据包中合成出对应的所述CDR数据，所述CDR数据包括所述CDR关联标签；

推送单元，用于将所述CDR数据推送给所述分析模块。

6.根据权利要求5所述的信令分析系统，其特征在于，所述分析模块，包括：

接收单元，用于接收所述采集模块推送的所述CDR数据；

数据处理单元，用于对所述CDR数据进行处理；

CDR数据存储单元，用于对处理过的CDR数据进行存储。