CN102938708A - 基于告警传播模式的告警相关性分析系统及其分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于告警传播模式的告警相关性分析系统及其分析方法，包括：以统一的格式对所有告警进行归一化的处理和转换；结合网络配置信息，对单个EMS构建一张包含本EMS所有逻辑和物理节点及关系的有向图；将告警定位到有向图上的相关节点上，根据节点的可达关系判定告警的相关性；使用改进后的事件树模型对同源告警进行模式匹配分析，推出根源告警。本发明有效解决了现有技术不能全面进行告警相关性分析的问题，而增强了告警相关性分析的准确性、高效性和适应性，且降低了运维成本和操作难度，非常便于推广实施，尤其适合当前日益复杂的网络情况和用户的使用习惯。

Description

基于告警传播模式的告警相关性分析系统及其分析方法

技术领域

本发明涉及一种告警相关性分析系统及其分析方法，属于通信技术领域。

背景技术

在通信网中，通信设备发生故障时，告警会根据连接关系和包含关系向上下游设备传播，产生大量的衍生告警，增加了运行维护人员的工作量和工作难度。为了帮助运行维护人员准确定位故障，需要高效准确的找出故障设备发出的原始告警并分析其包含的衍生告警。这条原始告警称之为根告警，查找根原因及其包含衍生告警的过程叫告警相关性分析。

关于告警相关性分析，目前国内外采取如数据挖掘、模式匹配、流模型等前沿技术，取得了一些成果。基于事件树的相关性分析模式匹配模型，是当前较为实用的分析模型，其认为在系统中任何一个告警事件都是由其他告警事件引起，即告警之间因果相关。一组有因果相关的告警事件会组成一颗告警事件树。

在研究过程中，发现基于事件树的分析模型存在以下问题：（1）告警事件是通过告警名进行区分的，由于各设备厂家对于告警事件的命名不同，告警名繁多，在具体实施的时候需要根据厂家来维护一套特定的规则，造成运维成本和难度的提高，不便于大范围的推广和快速的实施，同时也降低了告警相关性分析的准确性和适应性；（2）所描述的模式匹配准则要求过于严格，即要求严格的匹配，不适用于当前日益复杂网络情况和用户使用习惯；（3）网络配置信息与告警的相关性存在着因果关系，但所述系统没有结合网络拓扑关系和电路路由关联关系来进行分析和计算，缺乏一定的全面性。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够有效提高告警相关性分析的全面性、准确性和适应性、便于推广实施的基于告警传播模式的告警相关性分析系统及其分析方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种基于告警传播模式的告警相关性分析系统，其特征在于，包括：

结合了网络配置数据库、有向图（具有方向的连接图）模型信息和事件树模式数据库，并具体执行对告警的相关性算法分析的分析运算单元；

用于存储相关性分析引擎程序文件、网络配置数据库、有向图模型信息和事件树模式数据库的信息存储单元；

用于实现对多个通信网络上的告警的采集，并实现对告警内容和格式的归一化转换的数据采集单元和预处理单元；

用于具体组织相关性分析的结果格式及内容，出具具体的分析依据、过程和结果，为外部显示系统提供根源告警等输出内容的输出单元；

和提供了RMI输入接口和工具，用以输入系统中具体网络配置信息，作为构建基于告警传播模式的有向图的基础数据的输入单元。

其中，所述的网络配置数据库为一种通过采集单元采集的网络配置信息、结合手动录入方式而形成的含有具体配置信息的数据库。

所述的有向图模型信息为一种用以存储单个EMS内物理和逻辑节点关系，包括板卡、PTP和CTP以及它们之间的传输段、通道、交叉和包含关系的模型信息。

所述的事件树模式数据库通过手动录入而形成的含有具体的事件树模式和策略信息的模式数据库。

而所述的分析引擎程序文件为一种结合网络配置数据库构建有向图模型，并对告警进行归一化处理后，对告警进行分组处理，使用与有向图模型匹配的模式进行告警分析，以事件树模式对分析成功的告警进行辅助分析，最终输出含有根源告警的相关性分析结果的文件。

一种基于告警传播模式的告警相关性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.通过EMS将网络中的逻辑和物理节点分割成多个组，对于每个组，采用有向图来描述作为告警源的逻辑和物理节点之间告警传播的依赖关系；

B.以统一的格式对所有告警进行归一化的处理和转换；

C.将告警定位到有向图上的每个节点上，通过寻找节点之间的连接关系得到告警之间的关联关系；

D.根据关联关系判断告警的相关性，推出根告警。

步骤A中所述的有向图的构建方法为：

①对于每个组，从对应的EMS中获取物理和逻辑节点而构成有向图的节点，其中，所述的物理和逻辑节点包括：板卡、端口、高阶时隙和低阶时隙；

②根据各节点之间的包含关系构建单向连线：包括端口指向板卡，2M端口指向低阶时隙，低阶时隙指向高阶时隙，高阶时隙指向光端口；

③根据各节点之间的并列关系构建双向连线：包括端口直接的传输段，同网元之间时隙的交叉连接和不同网元之间的通道连接。

步骤C所述的通过寻找节点之间的连接关系得到告警之间的关联关系的具体方法为：比较两个节点的层速率高低，从层速率低的出发查找层速率高的节点，对于层速率相同的节点，互相为起始点查找另一节点。

而步骤D所述的推出根告警的具体判断方法为：

①层速率相同，双向可达或双向不可达标为同级；

②层速率相同，单向可达，终止点级别高；

③层速率不同，低到高可达，层速率高的级别高；

④层速率不同，低到高不可达，标为同级注；

⑤级别高的为局部根告警，级别低的为衍生告警；

⑥同级告警严重级别高的为局部根告警；

⑦同级且严重级别相同的告警通过事件树查找根告警；

⑧事件树亦不能确定，则同时标记为局部根告警。

本发明的有益效果是：本发明有效解决了现有技术不能全面进行告警相关性分析的问题，而增强了告警相关性分析的准确性、高效性和适应性，且降低了运维成本和操作难度，非常便于推广实施，尤其适合当前日益复杂的网络情况和用户的使用习惯。

附图说明

图1本发明一实施例的工作流程图；

图2本发明一实施例的系统结构图；

图3为本发明所述的一个环网SDH系统和链型SDH组成的系统示例图；

图4为本发明所述的告警基本传播模式示意图；

图5为本发明所述的告警相关性分析处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

图1本发明一实施例的工作流程图；图2本发明一实施例的系统结构图。

如图1和图2所示：一种基于告警传播模式的告警相关性分析系统，包括：

结合了网络配置数据库、有向图模型信息和事件树模式数据库，并具体执行对告警的相关性算法分析的分析运算单元；

用于存储相关性分析引擎程序文件、网络配置数据库、有向图模型信息和事件树模式数据库的信息存储单元；

用于实现对多个通信网络上的告警的采集，并实现对告警内容和格式的归一化转换的数据采集单元和预处理单元；

用于具体组织相关性分析的结果格式及内容，出具具体的分析依据、过程和结果，为外部显示系统提供根源告警等输出内容的输出单元；

和提供了RMI输入接口和工具，用以输入系统中具体网络配置信息，作为构建基于告警传播模式的有向图的基础数据的输入单元。

其中，所述的网络配置数据库为一种通过采集单元采集的网络配置信息、结合手动录入方式而形成的含有具体配置信息的数据库。

所述的有向图模型信息为一种用以存储单个EMS内物理和逻辑节点关系，包括板卡、PTP和CTP以及它们之间的传输段、通道、交叉和包含关系的模型信息。

所述的事件树模式数据库通过手动录入而形成的含有具体的事件树模式和策略信息的模式数据库。

而所述的分析引擎程序文件为一种结合网络配置数据库构建有向图模型，并对告警进行归一化处理后，对告警进行分组处理，使用与有向图模型匹配的模式进行告警分析，以事件树模式对分析成功的告警进行辅助分析，最终输出含有根源告警的相关性分析结果的文件。

图5为本发明所述的告警相关性分析处理流程图。

如图5所示：一种基于告警传播模式的告警相关性分析方法，具体步骤为：

A.通过EMS将网络中的逻辑和物理节点分割成多个组，对于每个组，采用有向图来描述作为告警源的逻辑和物理节点之间告警传播的依赖关系；

本发明基于通信网管的系统建模的基础——分层和分割的思想将配置信息按照所属的EMS划分，对每个EMS单独构建一张物理和逻辑节点关系的有向图表示配置信息及其关系，且为每个EMS启动一个计算线程用以分析EMS内部发生的告警相关性。

其中，所述的有向图的构建方法为：

①对于每个组，从对应的EMS中获取物理和逻辑节点而构成有向图的节点，其中，所述的物理和逻辑节点包括：板卡、端口、高阶时隙和低阶时隙；

②根据各节点之间的包含关系构建单向连线：包括端口指向板卡，2M端口指向低阶时隙，低阶时隙指向高阶时隙，高阶时隙指向光端口；

③根据各节点之间的并列关系构建双向连线：包括端口直接的传输段，同网元之间时隙的交叉连接和不同网元之间的通道连接。

使用邻接矩阵来表示每张有向图，逻辑结构分为两部分：V和E的集合。因此，用一个一维数组存放图中所有顶点数据；用一个二维数组存放顶点间关系（边或弧）的数据。

图3为本发明所述的一个环网SDH系统和链型SDH组成的系统示例图；图4为本发明所述的告警基本传播模式示意图。

如图3所示：下面以一个单向的包含一个环网SDH系统和链型SDH组成的系统的为例来说明SDH告警基本传播模式。而对于上述的系统的基本告警传播模式则如图4所示。

在上述两幅图中，采用具有方向的连接图（有向图）来描述可能作为告警源的逻辑和物理点之间告警传播的依赖关系，这样一来就把告警之间的关联关系转化为告警传播模式中的节点和节点之间的连接关系图。通过节点之间的连接的关系的寻找来得到告警之间的关联关系。其中：双向箭头，表示并列关系，传输段，传输通道一般都为双向的；单向箭头，表示包含关系，箭头指向根节点

步骤B：以统一的格式对所有告警进行归一化的处理和转换。

本发明通过告警接收，组成进行EMS内告警相关性分析所需的基础数据，确定并采用统一的告警数据内容和格式的划分方法，对各网络告警字段进行缩减，将告警必要的属性信息（如：告警对象、告警名称、告警时间、告警等级等）进行归一化的格式转换。

通过本步骤的归一化处理和转换，得到的规范化告警信息格式如下：

告警属性字段	内容举例
		告警的唯一ID	如UUID:“CA4B883AAAB043D28C87406DB4EDD0CB”
告警名称	如“622M端口[#1]：R_LOS告警”
		告警所在EMS名称	如“华为T2000”
告警所在EMS ID	如UUID:“d4aa9194156340e38b05477275e10529”
		告警类型标识符	如“通信告警”
告警等级	如“严重告警”或“Severity”
		告警网元时间	如“2011-02-27 12:09:41”
告警原因	如“R_LOS”
		发生告警的资源类型	如“端口”
发生告警的资源	如“622M端口[#1]”

步骤C：将告警定位到有向图上的每个节点上，通过寻找节点之间的连接关系得到告警之间的关联关系。

步骤C所述的通过寻找节点之间的连接关系得到告警之间的关联关系的具体方法为：比较两个节点的层速率高低，从层速率低的出发查找层速率高的节点，对于层速率相同的节点，互相为起始点查找另一节点。

具体步骤如下：

1）根据告警所属的EMS信息加入相应的缓存中，缓存保存了时间窗内的所有未分析告警和局部根告警。分析线程从缓存中读取两条告警a和b,根据发生告警的资源在将告警定位到有向图的相关节点上；

2）判断a所属资源和b所属资源的层速率，如果a所属资源的层速率大于b所属资源的层速率，以b所在节点为起始节点查找a所在节点；如果a所属资源的层速率等于b所属资源的层速率，先以a所在节点为起始节点查找b所在节点，再以b所在节点为起始节点查找a所在节点；

3）具体查找算法如下：①如果两个节点速率相同，使用广度优先算法，广度优先算法（Breadth-First-Search），又称作宽度优先搜索，或横向优先搜索，简称BFS，是一种图形搜索演算法。简单的说，BFS是从根节点开始，沿着树的宽度遍历树的节点，如果发现目标，则演算终止；②如果两个节点同网元不同速率，使用深度优先算法，a.选取图中某一顶点V_i为出发点发查找V_e，访问并标记该顶点；b.以V_i为当前顶点，依次搜索V_i的每个邻接点V_j，若V_j不等于V_e，则以V_j为当前顶点重复步骤b，若V_j等于V_e，则表示找到V_e；③如果两个节点不同网元不同速率，先使用深度优先算法找到同网元中和目标节点同速率的节点，再以该节点为顶点使用广度优先算法查找目标节点；④特别的，当遍历结束或遍历节点数超过指定步长值则标记为两节点不可达。

步骤D：根据关联关系判断告警的相关性，推出根告警。

而步骤D所述的推出根告警的具体判断方法为：

根据步骤C得出的图匹配结果判断告警的相关性，①层速率相同双向可达，告警级别高的为根告警，低的为衍生告警，告警级别相同的话，通过事件树确定根告警，无法确定的将两个告警都标记为局部根告警，等待和其他告警分析相关性。②层速率相同双向不可达，两个告警都标记为局部根告警，等待和其他告警分析相关性。③层速率相同，单向可达，终止点级上发生的告警为根告警，起始节点上发生的告警为衍生告警；④层速率不同，低到高可达，层速率高的节点上发生的告警为根告警，另一条告警为衍生告警；⑤层速率不同，低到高不可达，两个告警都标记为局部根告警，等待和其他告警分析相关性；⑥将衍生告警从告警列表中删除，局部根告警继续放入列表中等待下轮分析，局部根告警达到时间窗之后将从告警列表缓存中删除，分析结束。

本发明所述方法及系统的其他具体技术详细描述需参阅本发明上述说明中相应部分的描述，不再累述。

上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于告警传播模式的告警相关性分析系统，其特征在于，包括：

结合了网络配置数据库、有向图模型信息和事件树模式数据库，并具体执行对告警的相关性算法分析的分析运算单元；

用于存储相关性分析引擎程序文件、网络配置数据库、有向图模型信息和事件树模式数据库的信息存储单元；

用于实现对多个通信网络上的告警的采集，并实现对告警内容和格式的归一化转换的数据采集单元和预处理单元；

用于具体组织相关性分析的结果格式及内容，出具具体的分析依据、过程和结果，为外部显示系统提供根源告警等输出内容的输出单元；

和提供了RMI输入接口和工具，用以输入系统中具体网络配置信息，作为构建基于告警传播模式的有向图的基础数据的输入单元。

2.根据权利要求1所述的一种基于告警传播模式的告警相关性分析系统，其特征在于，所述的网络配置数据库为一种通过采集单元采集的网络配置信息、结合手动录入方式而形成的含有具体配置信息的数据库。

3.根据权利要求1所述的一种基于告警传播模式的告警相关性分析系统，其特征在于，所述的有向图模型信息为一种用以存储单个EMS内物理和逻辑节点关系，包括板卡、PTP和CTP以及它们之间的传输段、通道、交叉和包含关系的模型信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于告警传播模式的告警相关性分析系统，其特征在于，所述的事件树模式数据库通过手动录入而形成的含有具体的事件树模式和策略信息的模式数据库。

5.根据权利要求1所述的一种基于告警传播模式的告警相关性分析系统，其特征在于，所述的分析引擎程序文件为一种结合网络配置数据库构建有向图模型，并对告警进行归一化处理后，对告警进行分组处理，使用与有向图模型匹配的模式进行告警分析，以事件树模式对分析成功的告警进行辅助分析，最终输出含有根源告警的相关性分析结果的文件。

6.一种基于告警传播模式的告警相关性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.通过EMS将网络中的逻辑和物理节点分割成多个组，对于每个组，采用有向图来描述作为告警源的逻辑和物理节点之间告警传播的依赖关系；

B.以统一的格式对所有告警进行归一化的处理和转换；

C.将告警定位到有向图上的每个节点上，通过寻找节点之间的连接关系得到告警之间的关联关系；

D.根据关联关系判断告警的相关性，推出根告警。

7.根据权利要求6所述的一种基于告警传播模式的告警相关性分析方法，其特征在于，步骤A中所述的有向图的构建方法为：

①对于每个组，从对应的EMS中获取物理和逻辑节点而构成有向图的节点，其中，所述的物理和逻辑节点包括：板卡、端口、高阶时隙和低阶时隙；

②根据各节点之间的包含关系构建单向连线：包括端口指向板卡，2M端口指向低阶时隙，低阶时隙指向高阶时隙，高阶时隙指向光端口；

③根据各节点之间的并列关系构建双向连线：包括端口直接的传输段，同网元之间时隙的交叉连接和不同网元之间的通道连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于告警传播模式的告警相关性分析方法，其特征在于，步骤C所述的通过寻找节点之间的连接关系得到告警之间的关联关系的具体方法为：比较两个节点的层速率高低，从层速率低的出发查找层速率高的节点，对于层速率相同的节点，互相为起始点查找另一节点。

9.根据权利要求8所述的一种基于告警传播模式的告警相关性分析方法，其特征在于，步骤D所述的推出根告警的具体判断方法为：

①层速率相同，双向可达或双向不可达标为同级；

②层速率相同，单向可达，终止点级别高；

③层速率不同，低到高可达，层速率高的级别高；

④层速率不同，低到高不可达，标为同级注；

⑤级别高的为局部根告警，级别低的为衍生告警；

⑥同级告警严重级别高的为局部根告警；

⑦同级且严重级别相同的告警通过事件树查找根告警；

⑧事件树亦不能确定，则同时标记为局部根告警。

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