CN102905299B - 一种模拟用户行为对无线ap自动监测与异常告警的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法，包括以下步骤：（1）、在被监测的无线AP环境中装置无线AP监测仪，配置监控参数并存储；（2）、无线AP监测仪通过有线网络与服务器相连，并和服务器取得通信；（3）、由无线接口连接到需要被监测无线AP的射频输出端；（4）、无线AP监测仪实时检测被监测无线AP的信号量；（5）、当被监测的无线AP没有被认定有故障值后，无线AP监测仪继续进行WLAN登录、http打开网页、http下载和email测试业务，若测试过程中发现异常，则向服务器上报异常告警。本发明有益的效果是：用于解决现有技术中AP出现故障后运营商无法第一时间获取故障信息，可以给用户提供一个优良的WLAN使用环境。

Description

一种模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法

技术领域

本发明涉及无线通信测试以及计算机网络领域，主要是一种模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法。

背景技术

无论现在的3G时代，还是今后的4G时代，WLAN都将是移动数据流量的重要载体。现今，运营商已经意识到WLAN在移动业务发展中的重要作用，他们对WLAN部署的侧重点已经从规模数量向着质量与服务转移。面对移动数据流量的巨大压力，WLAN的价值被充分挖掘，成为运营商移动业务发展长久的重要支撑点。

无线AP作为无线网络的核心，其性能的好坏直接影响到用户对WLAN的体验，一个优良的WLAN体验环境是运营商留住用户的先决条件之一。所以对无线AP的监测，确保其正常运行无疑是非常重要的。同时，一个网络开通后总是期望不断增加新业务和服务项目。通过日常监测就可以评估新业务在网络上开通的可能性。

但是目前各大运营商部署的无线AP数量众多，如果依靠以往代维人员逐个站点巡检，人工测量的方法，人力成本和时间成本都是非常高的。而且一旦当无线AP已经发生故障，再去排查的话，用户对该WLAN的期望将会降低。

所以，如何在无线AP发生故障时，使得运营商第一时间知道故障信息。如何能使用户顺利接入无线AP，并流畅的使用网络，而使之不出现连接不上，突然间断网，网速慢等影响用户体验的不良状况。这是一个需要亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述技术的不足，而提供一种模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法，它可以模拟用户的上网行为，通过行为判断对接入的无线AP运行状态的好坏，如果无线AP存在故障，或者体验结果达不到优良指标的话，第一时间上报。该方法用于解决现有技术中AP出现故障后运营商无法第一时间获取故障信息，可以给用户提供一个优良的WLAN使用环境。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：所述的这种模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法，包括以下步骤：

（1）、在被监测的无线AP环境中装置一台无线AP监测仪，配置无线AP监测仪的监控参数，并存储；

（2）、无线AP监测仪通过有线网络与服务器相连，并和服务器取得通信，其中服务器用于对无线AP监测仪的监控参数进行查询和修改，并能实时接收无线AP监测仪的测试结果和异常告警；

（3）、无线AP监测仪启动后，根据预先配置好的监控参数，由无线接口连接到需要被监测无线AP的射频输出端；

（4）、无线AP监测仪实时检测被监测无线AP的信号量，当检测到数据不满足预设的条件值时，则认为该无线AP存在故障值；并且在接下来的3分钟内，持续对该数据进行重点监测，如果故障值率大于或等于60%，则认定故障值成立，否则故障值不成立，同时向服务器上报故障值告警，并附带故障值的数据；

（5）、当被监测的无线AP没有被认定有故障值后，无线AP监测仪继续进行WLAN登录测试业务、http打开网页测试业务、http下载测试业务和email测试业务，若测试过程中发现异常，则向服务器上报异常告警，并附带异常的数据。

所述的无线AP监测仪包括WLAN模块、电源控制模块、CPU处理模块、以太网接口和软件控制模块，其中软件控制模块根据用户要求调整监控参数；模拟用户行为对当前WLAN进行实时测试，从而达到对无线AP的自动监测；当检测到无线AP异常时，向服务器发起该无线AP的异常告警事件；电源控制模块用于在外接交流电源失效的情况下，自动转为备用电池供电，在备用电池供电的情况下，提供不少于3小时的稳定工作，并在此期间上报外接电源故障告警，于3小时之后，自动保存相关数据，退出监测工作，并安全关闭无线AP监测仪电源。无线AP监测仪的主要电源是外接220V，在外接电源无法使用时，无线AP检测仪内部的备用电源开始供电，并提供360分钟的续航能力。在此期间，无线AP监测仪定时向服务器上报外接电源故障告警。

所述的无线AP异常告警事件包括：WLAN登录失败告警、http打开网页失败告警、http打开网页超时告警、http下载数据失败告警和email业务失败告警。

所述的信号量包括：信号强度、信噪比、速率和信道。

所述的WLAN登录测试业务，是指无线AP监测仪连接到被测的无线AP端，且关联成功，然后再进行portal认证，如果登录成功，则认为WLAN登录测试业务正常，不产生告警；如果在进行WLAN登录任务时，在指定的有效时间内关联不成功或者portal认证不成功，则都认为WLAN登录测试业务失败，此时上报WLAN登录失败告警，并附带失败信息。

所述的http打开网页测试业务，是指无线AP监测仪在WLAN登录成功之后，开始尝试打开指定的网页，如果在指定的有效时间内无法接收到WEB服务器的数据包，则认为http打开网页失败，此时上报http打开网页失败告警，并附带失败信息；如果在指定的有效时间内能收到WEB服务器的数据包，但是打开的网页内容不超过80%，则认为http打开网页超时，此时上报http打开网页超时告警，并附带超时信息，否则认为http打开网页正常。

所述的http下载测试业务，是指无线AP监测仪在WLAN登录成功之后，通过http协议开始尝试下载指定的数据文件，如果在指定的有效时间内没有下载完成，则认为http下载测试业务失败，此时上报http下载失败告警，并附带失败信息。

所述email测试业务，是指无线AP监测仪在WLAN登录成功之后，对指定的邮箱进行email的接收和发送业务，如果在指定的有效时间内，无法完成email的接收和发送业务，则认为email测试业务失败，此时上报email业务失败告警，并附带失败信息。

本发明有益的效果是：它可以模拟用户的上网行为，通过行为判断对接入的无线AP运行状态的好坏，如果无线AP存在故障，或者体验结果达不到优良指标的话，第一时间上报。该方法用于解决现有技术中AP出现故障后运营商无法第一时间获取故障信息，可以给用户提供一个优良的WLAN使用环境。

附图说明

图1是无线AP监测仪的网络结构图；

图2是无线AP监测仪的模块总体结构图；

图3是无线AP监测仪软件管理模块的总体结构图；

图4是无线AP监测仪各项测试业务的总体流程图；

图5是实时监测无线AP的信号量业务的算法流程图；

图6是无线AP监测仪各项测试业务的通用算法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及举例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的举例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的核心思想是模拟用户的上网行为，达到对无线AP的自动监测和异常告警。下面结合附图对本发明做进一步描述：

图1是无线AP监测仪的网络结构图。无线AP监测仪放置于被监测无线AP的环境中，它有两个数据通信接口，一个可以和被监测无线AP通信的WLAN接口，满足802.11协议；另一个是和服务器通信的以太网接口。

每当无线AP监测仪上电后，它第一步会读取存储在无线AP监测仪上的预设数据，并和服务器建立连接，之后做一次数据同步，更新无线AP监测仪上的预设数据，并存储。第二步会启动电源管理控制模块，查看当前无线AP监测仪的供电状态，如果是备用电池供电，则会在备用电池的支持下持续工作360分钟，在此期间，每隔十分钟上报一次外接电源故障告警，在360分钟之后，自动保存相关数据，退出监测工作，并安全关闭无线AP监测仪电源。如果是外接电源供电，则会启动软件管理模块，模拟用户行为，进行相关监测业务。

图2是无线AP监测仪的模块总体结构图。它包括：电源控制模块，软件管理模块，CPU控制模块，WLAN模块和以太网模块。

电源管理模块它主要提供无线AP监测仪稳定安全的电压和电流，是无线AP监测仪的动力系统，当电压或电流发生异常时，电源管理模块可以及时调整无线AP监测仪的供电状态，并向服务器发出告警。

软件管理模块具有模拟用户的行为，发生相关监测业务的功能，当监测业务发生异常时，向服务器发出告警，并附带告警信息。

CPU控制模块是无线AP监测仪的核心模块，它快速的处理协议报文，数据流等大量信息，并控制其他模块的工作。

WLAN模块是业务测试模块，它按照软件管理模块的要求与被监测的无线AP发生数据通信，监测无线AP的状态。

以太网模块是与服务器通信的模块，它是无线AP监测仪同步更新数据和上报无线AP相关测试业务告警的接口。

图3是无线AP监测仪软件管理模块的总体结构图。软件在结构上分为三层，与应用层相关的软件模块处于最上层，根据具体应用可进行灵活的裁剪；操作系统和协议栈等软件模块在中间，为应用层软件模块提供系统服务和资源管理；与硬件有关的是底层驱动软件模块，包括各种设备和资源的存取控制等。

底层硬件驱动软件模块：为通讯软件模块、操作系统等中间层软件提供硬件操作的接口，包括WLAN驱动模块、RS485驱动模块、RS232驱动模块等。

操作系统：嵌入式实时操作系统是嵌入式软件运行的基础平台，为应用软件提供任务的创建、删除、调度及任务之间的通信和控制等系统在级的功能。

通信软件模块：用于本地数据包协议处理，数据包通过该模块封装，应用层软件可以不必关心具体的数据通道。

应用层协议处理软件模块：与具体应用相关的软件模块，这里主要包括wlan登录测试业务、http登录网页测试业务、http下载测试业务、email收发测试业务，以及相关的告警。

图4是无线AP监测仪各项测试业务的总体流程图。无线AP监测仪在启动测试业务后，会开启两个进程，进程1为实时监测无线AP信号量，进程2为WLAN登录测试业务。在进程2中，当WLAN登录测试业务执行失败后，将上报WLAN登录测试业务失败告警并附带失败信息，上报结束后延时30分钟，继续执行WLAN登录测试业务。当WLAN登录测试业务执行成功后，将同时开启3个线程，线程1是http打开网页测试业务，线程2是http下载测试业务，线程3是email测试业务。当3个测试业务执行完毕后，分别判断是否执行成功。如果失败，则会向服务器上报失败告警并附带失败信息。上报结束后退出线程。如果成功，则直接退出线程。退出线程后，延时30分钟，继续执行WLAN登录测试业务。

下面结合图5对进程1实时监测无线AP信号量的算法流程做进一步讲解，它分为以下几个步骤：

1)无线AP监测仪启动监测无线AP信号量的进程。

2)WLAN模块对当前的WLAN环境做一次扫描，从扫描的结果中寻找与设置在无线AP监测仪监控参量中相匹配的SSID，然后再从相匹配的SSID数据队列中读取相关信号量，包括：信号强度、信噪比、速率和信道。

3)将信号强度和信噪比的值与设置在无线AP监测仪监控参量中的值做比较，如果信号强度大于设置值，而且信噪比大于设置值，则认为当前被监测的无线AP信号量正常，没有故障值，并延时2秒，进入步骤2)。

4)如果信号强度小于设置值，则认为当前存在一个信号强度故障值；如果信噪比小于设置值，则认为当前存在一个信噪比故障值。只要存在一个故障值，都认为当前被监测的无线AP信号量存在异常，进入步骤5)。

5)进程1开辟一个条件数据队列，这个条件数据队列的大小是能够容纳间隔一秒钟，持续3分钟采样得到的信号强度和信噪比的数据量。

6)进程1将刚才采样得到的信号强度和信噪比存入条件数据队列。

7)判断条件数据队列是否溢出，如果没有溢出，则延时1秒，进入步骤8)；如果条件数据队列溢出，则进入步骤9)。

8)继续监测信号量，采样后得到信号强度和信噪比的值。进入步骤6)。

9)判断条件数据队列中的故障值比率是否超过40%。如果没有超过，则清除条件数据队列，进入步骤2)。如果故障值比率超过40%，则上报故障值告警并附带故障信息，之后清除条件数据对流，进入步骤2)。

下面结合图6对图2中的进程2的WLAN登录测试业务和3个线程做进一步讲解：

进程2WLAN登录测试业务启动后，进程读取在无线AP监测仪中的预设监控参数，连接上被监测的无线AP,再打开WLAN的登录首页，然后将读取的监控参数输入到首页对应的表单中，之后将表单提交，在有效超时时间内等待AC的返回信息，如果超时或者返回错误信息，则认为此次WLAN登录测试业务失败，进程将上报WLAN登录测试业务失败告警，并附带失败信息。上报完毕后延时30分钟，再次进入WLAN登录测试业务。

当WLAN登录测试业务被执行成功后，进程2将同时启动3个线程，分别是线程1的Http打开网页测试业务、线程2的Http下载测试业务和线程3的Email测试业务。这3个线程的测试业务执行完毕后，判断各自是否能成功完成，如果失败则上报各自测试业务的失败告警，并附带失败信息。上报完毕后，退出各自线程。如果成功，则直接退出线程。之后延时30秒，再次进入WLAN登录测试业务。

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

Claims (7)

1.一种模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、在被监测的无线AP环境中装置一台无线AP监测仪，配置无线AP监测仪的监控参数，并存储；

(2)、无线AP监测仪通过有线网络与服务器相连，并和服务器取得通信，其中服务器用于对无线AP监测仪的监控参数进行查询和修改，并能实时接收无线AP监测仪的测试结果和异常告警；

(3)、无线AP监测仪启动后，根据预先配置好的监控参数，由无线接口连接到需要被监测无线AP的射频输出端；

(4)、无线AP监测仪实时检测被监测无线AP的信号量，当检测到数据不满足预设的条件值时，则认为该无线AP存在故障值；并且在接下来的3分钟内，持续对该数据进行重点监测，如果故障值率大于或等于60％，则认定故障值成立，否则故障值不成立，同时向服务器上报故障值告警，并附带故障值的数据；

(5)、当被监测的无线AP没有被认定有故障值后，无线AP监测仪继续进行WLAN登录测试业务、http打开网页测试业务、http下载测试业务和email测试业务，若测试过程中发现异常，则向服务器上报异常告警，并附带异常的数据；

所述的无线AP监测仪包括WLAN模块、电源控制模块、CPU处理模块、以太网接口和软件控制模块，其中软件控制模块根据用户要求调整监控参数；模拟用户行为对当前WLAN进行实时测试，从而达到对无线AP的自动监测；当检测到无线AP异常时，向服务器发起该无线AP的异常告警事件；电源控制模块用于在外接交流电源失效的情况下，自动转为备用电池供电，在备用电池供电的情况下，提供不少于3小时的稳定工作，并在此期间上报外接电源故障告警，于3小时之后，自动保存相关数据，退出监测工作，并安全关闭无线AP监测仪电源。

2.根据权利要求1所述的模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法，其特征在于：所述的无线AP异常告警事件包括：WLAN登录失败告警、http打开网页失败告警、http打开网页超时告警、http下载数据失败告警和email业务失败告警。

3.根据权利要求1所述的模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法，其特征在于：所述的信号量包括：信号强度、信噪比、速率和信道。

4.根据权利要求1所述的模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法，其特征在于：所述的WLAN登录测试业务，是指无线AP监测仪连接到被测的无线AP端，且关联成功，然后再进行portal认证，如果登录成功，则认为WLAN登录测试业务正常，不产生告警；如果在进行WLAN登录任务时，在指定的有效时间内关联不成功或者portal认证不成功，则都认为WLAN登录测试业务失败，此时上报WLAN登录失败告警，并附带失败信息。

5.根据权利要求1所述的模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法，其特征在于：所述的http打开网页测试业务，是指无线AP监测仪在WLAN登录成功之后，开始尝试打开指定的网页，如果在指定的有效时间内无法接收到WEB服务器的数据包，则认为http打开网页失败，此时上报http打开网页失败告警，并附带失败信息；如果在指定的有效时间内能收到WEB服务器的数据包，但是打开的网页内容不超过80％，则认为http打开网页超时，此时上报http打开网页超时告警，并附带超时信息，否则认为http打开网页正常。

6.根据权利要求1所述的模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法，其特征在于：所述的http下载测试业务，是指无线AP监测仪在WLAN登录成功之后，通过http协议开始尝试下载指定的数据文件，如果在指定的有效时间内没有下载完成，则认为http下载测试业务失败，此时上报http下载失败告警，并附带失败信息。

7.根据权利要求1所述的模拟用户行为对无线AP自动监测与异常告警的方法，其特征在于：所述email测试业务，是指无线AP监测仪在WLAN登录成功之后，对指定的邮箱进行email的接收和发送业务，如果在指定的有效时间内，无法完成email的接收和发送业务，则认为email测试业务失败，此时上报email业务失败告警，并附带失败信息。