CN104540161B - 一种节点状态检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节点状态检测方法和装置，以解决节点状态检测效率和检测准确率低的问题，该方法为在每一个故障检测周期到达时，第一节点对自身相较于上一个故障检测周期的上行报文增量和下行报文增量进行监测；第一节点确定当前故障检测周期中的上行报文增量或下行报文增量大于预设的检测门限时，进一步计算下行报文增量和上行报文增量的比例；第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障，并关闭自身关联链路。这样，能够有效检测节点的状态，算法处理简单，并且能够极大的减少错误判断，提高检测准确率和检测效率，进一步提高网络处理质量。

Description

一种节点状态检测方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种节点状态检测方法和装置。

背景技术

随着移动无线网络的快速发展，各种数据业务在系统资源中占用很大的比例。但是由于移动网络的特殊性，无线资源是有限的，系统的资源是共享的。系统资源的合理使用和网络性能以及用户的使用体验高度相关。

移动数通网络的构成是很复杂的，需要经过多级汇聚。随着网络规模的不断扩大，其复杂程度也越来越高，与此同时，人们的日常生活、工作对网络的依赖性也越来越强，因此对在网络出现故障时迅速发现问题，并快速解决问题的能力要求也越来越强。目前网络运行中发生的故障主要有链路故障和节点故障两大类，为了能够从网络故障中迅速恢复，必须能够快速有效地发现故障。

当不同设备之间对接时，网络数据传输通道需要经过多个处理环节。为了减少路径上的某个节点因为业务处理故障导致终端的无数据的现象出现，对节点状态进行检测是必要的。

目前对节点故障的检测，普遍采用快速心跳检测法。如图1所示，为现有技术快速心跳检测法示意图，被监控的节点周期性地发送心跳报文，心跳报文地具体格式可由特定协议规定，如果连续几个周期内收不到监控节点发出的心跳报文，就宣告被监控的节点发生故障。例如被监控节点以每隔10ms向监控节点发送一个心跳报文；监控节点对被监控节点发送的心跳报文进行持续检测，如果连续3个10ms内收不到心跳报文，则监控节点宣告被监控节点故障。这种检测技术对两端设备的性能都要求非常高，不仅要求速度快，还要求稳定，否则就极容易出现误判，出现节点本来没有故障但被判为故障的情况，造成检测准确率低。通常为了保证这种稳定的高速度，要使用专用的硬件来发送和接收报文，这增加了设备的额外成本和处理的复杂性，进一步影响节点的检测效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种节点状态检测方法和装置，以解决节点状态检测效率和检测准确率低的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种节点状态检测方法，包括：

在每一个故障检测周期到达时，第一节点对自身相较于上一个故障检测周期的上行报文增量和下行报文增量进行监测；

第一节点确定当前故障检测周期中的所述上行报文增量或所述下行报文增量大于预设的检测门限时，进一步计算所述下行报文增量和所述上行报文增量的比例；

第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障，并关闭自身关联链路。

这样，能够有效检测节点的状态，算法处理简单，并且能够极大的减少错误判断，提高检测准确率和检测效率，进一步提高网络处理质量。

可选的，第一节点确定当前故障检测周期中的所述上行报文增量和所述下行报文增量都不大于预设的检测门限时，不执行节点状态的检测。

可选的，第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障，包括：

若第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的下行报文增量和所述上行报文增量的比例均小于设定的比例值p，则判定自身出现故障，其中0<p<1。

可选的，第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障，具体包括：

第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件时，进一步判断自身当前是否为非启动态，确定为非启动态时，将自身的节点状态置为故障态。

可选的，进一步包括：

若第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例中至少一个不符合设定异常条件，进一步判断第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例是否都不小于1，若是，则判定自身正常，并将自身的节点状态置为正常态；否则将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态；

或者，

若第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例中至少一个不符合设定异常条件，且第一节点确定在连续M个故障检测周期中出现计算获得的所述比例小于1且不小于设定的比例值p时，将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态。

一种节点状态检测装置，包括：

监测单元，用于在每一个故障检测周期到达时，第一节点对自身相较于上一个故障检测周期的上行报文增量和下行报文增量进行监测；

计算单元，用于在确定当前故障检测周期中的所述上行报文增量或所述下行报文增量大于预设的检测门限时，进一步计算所述下行报文增量和所述上行报文增量的比例；

判定单元，用于在确定连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障，并关闭自身关联链路。

这样，能够有效检测节点的状态，算法处理简单，并且能够极大的减少错误判断，提高检测准确率和检测效率，进一步提高网络处理质量。

可选的，所述监测单元进一步用于：

在确定当前故障检测周期中的所述上行报文增量和所述下行报文增量都不大于预设的检测门限时，不执行节点状态的检测。

可选的，确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件，判定自身出现故障时，所述判定单元用于：

若确定在连续M个故障检测周期中计算获得的下行报文增量和所述上行报文增量的比例均小于设定的比例值p，则判定自身出现故障，其中0<p<1。

可选的，确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件，判定自身出现故障时，所述判定单元具体用于：

确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件时，进一步判断自身当前是否为非启动态，确定为非启动态时，将自身的节点状态置为故障态。

可选的，所述判定单元进一步用于：

若确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例中至少一个不符合设定异常条件，进一步判断第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例是否都不小于1，若是，则判定自身正常，并将自身的节点状态置为正常态；否则将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态；

或者，

若确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例中至少一个不符合设定异常条件，且第一节点确定在连续M个故障检测周期中出现计算获得的所述比例小于1且不小于设定的比例值p时，将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术快速心跳检测法示意图；

图2为本发明实施例中节点状态检测方法流程示意图；

图3为本发明实施例中节点状态检测方法的算法实现流程图；

图4为本发明实施例中节点状态检测结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例是针对移动通信系统中某个节点处理故障而导致终端出现无数据的现象的而提出的一种基于业务流量的状态检测方案。该方案的思想就是基于无线网络业务中较固定比例的上下行业务流模型按照一定的处理流程检测到节点故障并高效可靠地发现该故障，以通知管理层面及时地释放并恢复网络资源，避免网络的业务处理性能持续恶化。

通常移动通信系统中的业务通信多采用用户数据报(User Datagram Protocol，UDP)或传输控制(Transmission Control Protocol，TCP)协议，所以一般在正常情况下，下行报文数量会多于上行报文数量。所以本发明实施例将一段时间内的下行报文增量大于上行报文增量的情况判断为正常，而将出现下行报文增量与上行报文增量的比例小于设定比例值的情况判断为异常。

参阅图2所示，本发明实施例中，提供一种节点状态检测方法，具体流程如下：

步骤200：在每一个故障检测周期到达时，第一节点对自身相较于上一个故障检测周期的上行报文增量和下行报文增量进行监测。

进一步的，第一节点确定当前故障检测周期中的上行报文增量和下行报文增量都不大于预设的检测门限时，不执行节点状态的检测。

节点的状态包括启动态，正常态和故障态。

由于极小数据量的时候可能造成算法偏差较大，所以设置数据量检测门限，上行报文增量和下行报文增量中至少有一个超过这个值才会做进一步检测。

步骤201：第一节点确定当前故障检测周期中的上行报文增量或下行报文增量大于预设的检测门限时，进一步计算下行报文增量和上行报文增量的比例。

步骤202：第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障，并关闭自身关联链路。

这里设置节点的检测状态改变连续次数门限M，使用这种慢故障/慢恢复的算法来平滑偶然的波动，避免在故障态和正常态之间来回变化，提高节点状态检测的可靠性。

具体的，第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的比例均符合设定条件时，判定自身出现故障，具体为：若第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的下行报文增量和上行报文增量的比例均小于设定的比例值p，则判定自身出现故障，其中0<p<1。

实际应用中通常设置为当节点确定自身的下行行报文增量与上行报文增量的比值小于1/2时，即p<1/2时，判定自身出现故障。

进一步的，第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障后，进一步判断自身当前是否处于非启动态，确定处于非启动态时，再将自身的节点状态置为故障态。

另一方面，如果第一节点确定连续检测超过M次均为异常，而判断自身却处于启动态，则将自身的节点状态仍旧置为启动态。之所以在这种情况下不将节点状态置为故障态，是因为节点在刚启动时，有可能因为外部网络的故障原因而将本节点判定为故障，因此，若此时将节点状态置为故障态是不准确的。例如：第一节点在刚启动时由于非本节点的故障原因(例如外部网络的原因或设备运行不稳定等原因)检测到故障后，若此时第一节点将自身置为故障态，则会进行相关故障处理(如，复位)，但由于外部网络的原因每次检测依然都是故障，会导致针对同一种异常的反复处理。设置本节点在启动时先进入启动态，这时由于本节点没有跃迁到正常态，虽然检测到故障也不会不停地上报异常并进行故障处理，从而规避了非第一节点的原因导致的异常重复处理。

进一步的，若第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的比例中至少一个不符合设定异常条件时，进一步包括下列两种情形：

第一种情形为：若第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的比例中至少一个不符合设定条件，则进一步判断在连续M个故障检测周期中计算获得的比例是否都不小于1，若是，则判定自身正常，并将自身的节点状态置为正常态；否则，将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态。

第二种情形为：若第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的比例中至少一个不符合设定条件，且第一节点进一步确定在连续M个故障检测周期中出现计算获得的比例小于1且不小于设定的比例值p时，将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态。

这样，若某节点A持续M次检测出现下行报文增量大于上行报文增量的情况，判定该节点A处于正常，而当某节点B检测到自身在连续M个故障检测周期中出现一次或多次计算获得的下行报文增量和上行报文增量的比例小于1且不小于设定的比例值p时，此时将节点的状态置为上次检测的节点状态，这种设计可以避免节点的偶然误检测，更加符合节点的实际运行情况。

参阅图3所示，本发明实施中提供上述节点状态检测方法的实际处理流程图，具体实现过程如下，节点在T0时刻开始启动。

步骤300：节点启动后，设置节点的正常态标志ok_flag、故障态标志err_flag、中间态标志mid_flag、节点状态stat、故障检测次数i等标志变量，初始节点状态为启动态即state＝N_START状态,其余启动时全部初始化为0。

步骤301：i＝i+1，当时间T＝T0+i*U时，执行节点状态检测，U为故障检测周期。

步骤302：获取上行报文个数和下行报文个数的值并计算出与前次即时间T-U检测到的报文个数的差值，上下行报文个数差值分别记作UL、DL。

步骤303：判定UL和DL是否都小于预设的数据量检测门限值CHK_CNT_MIN，若是，则执行步骤304，否则，执行步骤305。

步骤304：返回前一次i-1的节点状态值，接着执行步骤301。

步骤305：进一步判断DL是否大于或等于UL，若是，则执行步骤306，否则，执行步骤310。

步骤306：设置ok_flag＝ok_flag+1，err_flag＝0。

步骤307：进一步判断ok_flag是否大于设定的状态改变次数门限值STAT_CVT_NUM，若是，则执行步骤308，否则，执行步骤304。

步骤308：设置stat＝N_OK状态，err_flag＝0(清零)，mid_flag＝0(清零)。

步骤309：报告状态为正常态即N_OK，接着执行步骤301。

步骤310：进一步判断DL是否小于1/2UL，若是，则执行步骤311，否则，执行步骤316。

步骤311：err_flag＝err_flag+1，ok_flag＝0。

步骤312：进一步判断err_flag是否大于设定的状态改变次数门限值STAT_CVT_NUM，若是，则执行步骤313，否则，执行步骤304。

步骤313：进一步判断节点状态stat是否为启动状态N_START，若是，则执行步骤304，否则执行步骤314。

步骤314：设置stat＝N_ERR状态，ok_flag＝0(清零)，mid_flag＝0(清零)。

步骤315：报告状态为故障态即N_ERR，接着执行步骤301。

步骤316：设置mid_flag＝mid_flag+1,接着执行步骤304。

基于上述技术方案，参阅图4所示本发明实施还提供一种节点状态检测装置，包括：监测单元40，计算单元41，判定单元42，其中：

监测单元40，用于在每一个故障检测周期到达时，第一节点对自身相较于上一个故障检测周期的上行报文增量和下行报文增量进行监测；

计算单元41，用于在确定当前故障检测周期中的所述上行报文增量或所述下行报文增量大于预设的检测门限时，进一步计算所述下行报文增量和所述上行报文增量的比例；

判定单元42，用于在确定连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障，并关闭自身关联链路。

可选的，所述监测单元40进一步用于：

在确定当前故障检测周期中的所述上行报文增量和所述下行报文增量都不大于预设的检测门限时，不执行节点状态的检测。

可选的，确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件，判定自身出现故障时，所述判定单元42用于：

若确定在连续M个故障检测周期中计算获得的下行报文增量和所述上行报文增量的比例均小于设定的比例值p，则判定自身出现故障，其中0<p<1。

可选的，确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件，判定自身出现故障时，所述判定单元42具体用于：

确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件时，进一步判断自身当前是否为非启动态，确定为非启动态时，将自身的节点状态置为故障态。

可选的，所述判定单元42进一步用于：

若确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例中至少一个不符合设定异常条件，进一步判断第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例是否都不小于1，若是，则判定自身正常，并将自身的节点状态置为正常态；否则将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态；

或者，

若确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例中至少一个不符合设定异常条件，且第一节点确定在连续M个故障检测周期中出现计算获得的所述比例小于1且不小于设定的比例值p时，将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态。

综上所述，本发明实施中，在每一个故障检测周期到达时，第一节点对自身相较于上一个故障检测周期的上行报文增量和下行报文增量进行监测；第一节点确定当前故障检测周期中的上行报文增量或下行报文增量大于预设的检测门限时，进一步计算下行报文增量和上行报文增量的比例；第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障，并关闭自身关联链路。这样，能够有效检测节点的状态，算法处理简单，并且能够极大的减少错误判断，进一步提高网络处理质量并优化网络性能。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种节点状态检测方法，其特征在于，包括：

在每一个故障检测周期到达时，第一节点对自身相较于上一个故障检测周期的上行报文增量和下行报文增量进行监测；

第一节点确定当前故障检测周期中的所述上行报文增量或所述下行报文增量大于预设的检测门限时，进一步计算所述下行报文增量和所述上行报文增量的比例；

第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障，进一步判断自身当前是否为非启动态，确定为非启动态时，将自身的节点状态置为故障态，并关闭自身关联链路。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

第一节点确定当前故障检测周期中的所述上行报文增量和所述下行报文增量都不大于预设的检测门限时，不执行节点状态的检测。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障，包括：

若第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的下行报文增量和所述上行报文增量的比例均小于设定的比例值p，则判定自身出现故障，其中0<p<1。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括：

若第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例中至少一个不符合设定异常条件，进一步判断第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例是否都不小于1，若是，则判定自身正常，并将自身的节点状态置为正常态；否则将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态；

或者，

若第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例中至少一个不符合设定异常条件，且第一节点确定在连续M个故障检测周期中出现计算获得的所述比例小于1且不小于设定的比例值p时，将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态。

5.一种节点状态检测装置，其特征在于，包括：

监测单元，用于在每一个故障检测周期到达时，第一节点对自身相较于上一个故障检测周期的上行报文增量和下行报文增量进行监测；

计算单元，用于在确定当前故障检测周期中的所述上行报文增量或所述下行报文增量大于预设的检测门限时，进一步计算所述下行报文增量和所述上行报文增量的比例；

判定单元，用于在确定连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件时，判定自身出现故障，进一步判断自身当前是否为非启动态，确定为非启动态时，将自身的节点状态置为故障态，并关闭自身关联链路。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述监测单元进一步用于：

在确定当前故障检测周期中的所述上行报文增量和所述下行报文增量都不大于预设的检测门限时，不执行节点状态的检测。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例均符合设定异常条件，判定自身出现故障时，所述判定单元用于：

若确定在连续M个故障检测周期中计算获得的下行报文增量和所述上行报文增量的比例均小于设定的比例值p，则判定自身出现故障，其中0<p<1。

8.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述判定单元进一步用于：

若确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例中至少一个不符合设定异常条件，进一步判断第一节点确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例是否都不小于1，若是，则判定自身正常，并将自身的节点状态置为正常态；否则将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态；

或者，

若确定在连续M个故障检测周期中计算获得的所述比例中至少一个不符合设定异常条件，且第一节点确定在连续M个故障检测周期中出现计算获得的所述比例小于1且不小于设定的比例值p时，将自身的节点状态置为上一个故障检测周期中判定的节点状态。