CN104639386B - 故障定位系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种故障定位系统和方法，涉及网络管理领域。本发明利用大数据技术存储和处理承载网络的海量网络运行数据，解决了海量网络运行数据的有效存储和利用问题；并且，基于网络运行数据形成网元设备间的性能曲线，在故障分析过程中，结合业务路由上各网元设备的网络运行数据的检查结果以及性能曲线的比对结果进行故障综合定位，一方面可以定位告警指示的业务故障，另一方面可以定位由性能劣化现象造成的业务故障，适用于传输网络和数据网络出现的跨专业故障定位，能够对承载网出现的跨专业故障进行快速精确处理。

Description

故障定位系统和方法

技术领域

本发明涉及网络管理领域，特别涉及一种基于大数据技术能够对传输网络和数据网络出现的跨专业故障进行快速准确处理的故障定位系统和方法。

背景技术

目前在运营商的承载网络中，数据网络承载在传输网络上，因此当数据业务出现故障时，可能是数据网络本身的问题，也可能是传输网络的问题，这就涉及跨专业故障的分析处理技术。

针对跨专业故障的分析处理问题，目前有两种比较常见的解决方法，一种是综合告警平台，一种是专业网管系统。前一种方法对跨专业的各个告警信息进行关联分析；后一种方法需要网络维护人员人工去各专业网管系统上查找告警信息，并进行不同专业信息之间的比较分析，效率比较低。

上述两种方法在解决故障时只对告警信息进行分析，然而，除了告警能够指示故障信息外，有些并未引发告警的性能劣化现象也能造成业务的故障，因此，现有技术对于由性能劣化现象造成的业务故障无能为力。另外，对于超大规模的通信网络来说，全网的性能数据为海量数据，如何有效地处理和利用海量的网络性能数据，也是故障分析的一个难点问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：解决由性能劣化现象造成的业务故障的定位问题。

本发明实施例所要解决的再一个技术问题是：解决故障分析中海量网络数据的有效处理和利用问题。

根据本发明实施例的一个方面，提出一种故障定位方法，包括：启动故障定位流程；根据故障定位流程的需要，从大数据处理平台搜索得到所需要的网络运行数据；从大数据处理平台提取故障相关的业务路由和正常性能曲线；根据业务路由确定故障相关的网元设备，并检查网元设备的第一网络运行数据是否正常，其中的第一网络运行数据包括告警、配置、流量、日志中的至少一项；响应于异常的检查结果，定位故障位置；响应于正常的检查结果，根据业务路由相关的网元设备当前的网络性能数据形成当前性能曲线，根据当前性能曲线和正常性能曲线的比对结果定位故障位置。

在一个实施例中，大数据处理平台采用大数据技术对网络运行数据进行存储和处理。

在一个实施例中，大数据处理平台存储的网络运行数据包括：传输网络和数据网络中与告警、性能、流量、日志或者配置相关的网络运行数据，其中的配置包括路由配置。

在一个实施例中，所述根据故障定位流程的需要，从大数据处理平台搜索得到所需要的网络运行数据包括：根据故障定位流程的需要确定搜索参数，并将搜索参数下发给大数据处理平台，大数据处理平台利用大数据技术根据搜索参数在存储的网络运行数据中进行搜索，并返回搜索到的网络运行数据。

在一个实施例中，大数据处理平台根据网元设备正常状态下的历史网络性能数据，利用设定的算法得到网元设备的正常性能模板，并由一条业务路由上各网元设备的正常性能模板组成正常性能曲线。

在一个实施例中，在检测到告警信息或者接收到用户申告信息时启动故障定位流程。

根据本发明实施例的再一个方面，提出一种故障定位系统，包括：采集适配模块，用于采集传输网络和数据网络中网络运行数据，网络运行数据包括告警、性能、流量、日志或者配置相关的数据，其中的配置包括路由配置；大数据处理平台，用于采用大数据技术对采集的网络运行数据进行存储和处理，维护业务路由，形成正常性能曲线；以及故障处理模块，用于启动故障定位流程；根据故障定位流程的需要，从大数据处理平台搜索得到所需要的网络运行数据；从大数据处理平台提取故障相关的业务路由和正常性能曲线；根据业务路由确定故障相关的网元设备，并检查网元设备的第一网络运行数据是否正常，其中的第一网络运行数据包括告警、配置、流量、日志中的至少一项；响应于异常的检查结果，定位故障位置；响应于正常的检查结果，根据业务路由相关的网元设备当前的网络性能数据形成当前性能曲线，根据当前性能曲线和正常性能曲线的比对结果定位故障位置。

在一个实施例中，采集适配模块，还用于将网络运行数据转换为适合大数据技术的Hadoop文本格式。

在一个实施例中，大数据处理平台，还用于对网络运行数据进行统一建模。

在一个实施例中，故障处理模块用于根据故障定位流程的需要确定搜索参数，并将搜索参数下发给大数据处理平台；大数据处理平台利用大数据技术根据搜索参数在存储的网络运行数据中进行搜索，并返回搜索到的网络运行数据给故障处理模块。

在一个实施例中，大数据处理平台在形成正常性能曲线时，具体用于根据网元设备正常状态下的历史网络性能数据，利用设定的算法得到网元设备的正常性能模板，并由一条业务路由上各网元设备的正常性能模板组成正常性能曲线。

在一个实施例中，故障处理模块在检测到告警信息或者接收到用户申告信息时启动故障定位流程。

在一个实施例中，故障处理模块还用于在定位故障位置后，生成相应的处理策略，还可以对处理策略进行可行性分析。

本发明利用大数据技术存储和处理承载网络的海量网络运行数据，解决了海量网络运行数据的有效存储和利用问题；并且，基于网络运行数据形成网元设备间的性能曲线，在故障分析过程中，结合业务路由上各网元设备的网络运行数据的检查结果以及性能曲线的比对结果进行故障综合定位，一方面可以定位告警指示的业务故障，另一方面可以定位由性能劣化现象造成的业务故障，适用于传输网络和数据网络出现的跨专业故障定位，能够对承载网出现的跨专业故障进行快速精确处理。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本发明故障定位系统一个实施例的结构示意图。

图2为本发明故障定位系统再一个实施例的结构示意图。

图3为本发明由告警信息启动的故障定位流程示意图。

图4为本发明由用户申告信息启动的故障定位流程示意图。

图5为本发明故障定位方法一个实施例的流程示意图。

图6为某种业务的业务路由示意图。

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，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

为了解决由性能劣化现象造成的业务故障的定位问题，以及故障分析中海量网络数据的有效处理和利用问题，本发明利用大数据技术存储和处理承载网络的海量网络运行数据，解决了海量网络运行数据的有效存储和利用问题；并且，基于网络运行数据形成网元设备间的性能曲线，在故障分析过程中，结合业务路由上各网元设备的网络运行数据的检查结果以及性能曲线的比对结果进行故障综合定位，一方面可以定位告警指示的业务故障，另一方面可以定位由性能劣化现象造成的业务故障，适用于传输网络和数据网络出现的跨专业故障定位，能够对承载网出现的跨专业故障进行快速精确处理。

图1为本发明故障定位系统一个实施例的结构示意图。

如图1所示，本发明故障定位系统包括：采集适配模块11、大数据处理平台12、故障处理模块13。

采集适配模块11，用于采集传输网络和数据网络的网络运行数据，并可以将网络运行数据转换为适合大数据技术的格式，如Hadoop文本格式。其中，网络运行数据例如包括：告警、性能、流量、配置（包括路由配置）、日志等，但不限于此。

大数据处理平台12，用于采用大数据技术对采集的网络运行数据进行存储和处理，维护业务路由，形成正常性能曲线。

图2为本发明故障定位系统再一个实施例的结构示意图。如图2所示，大数据处理平台12可以包括大数据系统121、建模适配单元122、数据管理单元123，其中建模适配单元122可选。

大数据系统121存储原始的网络运行数据，其中，原始的网络运行数据可以从采集适配模块11获得，而采集适配模块11对采集的网络运行数据的格式转换有利于海量网络运行数据的有效存储。

建模适配单元122对原始的网络运行数据进行统一建模，以规范数据形式，方便数据使用。其中一种建模方法例如为：根据统一的模板，规定存储在数据库中的不同专业的网元运行数据都需要具备的参数，例如数据来源、数据采集时间、数据值等，但不限于所举示例。

数据管理单元123用来维护每个业务对应的业务路由；形成网元设备间的正常性能曲线；还可以用来存储故障分析过程中的中间结果。

1）维护每个业务对应的业务路由，例如，联合某一业务相关的不同网元的路由配置信息可以组成该业务对应的业务路由，在业务相关的网元或网元的路由配置信息发生变化时，可以根据变化后的业务相关的网元及其路由配置信息更新该业务对应的业务路由，其中业务路由例如包括：经过的数据设备端口、数据链路、传输设备端口、传输链路等，但不限于所举示例。每条业务路由设置唯一编号，通过编号可以搜索提取所需要的业务路由。

2）根据网络性能数据生成性能曲线，包括两方面的内容，一方面，根据网元正常状态下的历史网络性能数据生成正常性能曲线，另一方面，根据网元当前的网络性能数据生成当前性能曲线。生成性能曲线所需要的网络性能数据源自采集适配模块采集的网络运行数据中与网络性能相关的数据，可以从大数据系统或建模适配单元获取网络性能数据。其中一种正常性能曲线的生成方法例如为：根据网元正常状态下的历史网络性能数据，利用设定的算法得到网元的正常性能模板，然后一条路由上各网元的正常性能模板组成正常性能曲线。例如，针对网元端口的光功率，假设目前已采集网元a的N个正常历史光功率性能数据，每个性能数据为：X1、X2、…、XN，则网元a的光功率正常性能模板Xa为：Xa=（X1+X2+…+XN）/N。这时业务路由上的所有网元的正常性能模板就组成了正常性能曲线。获得正常性能模板的算法不限于示例中的平均算法，还可以是加权平均、标准方差等，本发明不限定获得正常性能模板的具体算法。当前性能曲线的生成方法可以参考正常性能曲线，均可以由业务路由上各网元的性能模板组成性能曲线。

故障处理模块13包括故障处理单元131，还可以包括策略库132、执行单元133。

故障处理单元131，用于对故障进行自动分析定位，还用于在定位故障之后，生成相应的处理策略，还可以进一步分析处理策略的可行性，并可以对故障分析过程、故障定位结果、处理策略以及处理策略的可行性分析结果进行显示，具有更好的可视性。

策略库132存储故障分析处理流程和规则。

执行单元133将处理策略下发执行，并显示执行效果。

在对故障进行自动分析定位时，故障处理单元131具体用于启动故障定位流程；根据故障定位流程的需要，从大数据处理平台搜索得到所需要的网络运行数据；从大数据处理平台提取故障相关的业务路由和正常性能曲线；根据业务路由确定故障相关的网元设备，并检查网元设备的第一网络运行数据是否正常，其中的第一网络运行数据包括告警、配置、流量、日志中的至少一项；响应于异常的检查结果，定位故障位置；响应于正常的检查结果，根据业务路由相关的网元设备当前的网络性能数据形成当前性能曲线，根据当前性能曲线和正常性能曲线的比对结果定位故障位置。

在从大数据处理平台搜索得到所需要的网络运行数据时，故障处理单元131具体用于根据故障定位流程的需要确定搜索参数，并将搜索参数下发给大数据处理平台12，大数据处理平,12利用大数据技术根据搜索参数在存储的网络运行数据中进行搜索，并返回搜索到的网络运行数据给故障处理单元131。

故障处理单元131可以根据故障定位信息生成解决这个故障的方法，例如，故障定位为接口松动，则处理策略例如可以为重新将松动的接头插好。处理策略的可行性分析例如可以对网络资源进行分析，以确定是否有足够的资源支撑处理策略的执行。

在一个实施例中，在检测到告警信息或者接收到用户申告信息时，故障处理单元131启动故障定位流程。下面分别说明。

图3为本发明由告警信息启动的故障定位流程示意图。如图3所示，故障定位过程包括以下步骤：

S301，采集适配模块采集到告警信息后，上报告警信息给故障处理单元；

S302，故障处理单元利用策略库中的分析处理流程对故障进行分析处理；

S303，故障处理单元根据分析处理流程需要，从大数据系统中搜索所需要的网络运行数据；

S304，故障处理单元从数据管理单元中提取故障相关的业务路由和正常性能曲线；并且，根据业务路由确定故障相关的网元设备，并检查网元设备的第一网络运行数据是否正常，其中的第一网络运行数据包括告警、配置、流量、日志中的至少一项；响应于异常的检查结果，定位故障位置；响应于正常的检查结果，根据业务路由相关的网元设备当前的网络性能数据形成当前性能曲线，根据当前性能曲线和正常性能曲线的比对结果定位故障位置；

S305，故障处理单元将故障分析过程、故障定位结果、可能的处理策略、策略的可行性分析结果、故障影响的业务显示给网管人员；

S306，网管人员确定所采取的处理策略；

S307，执行单元获得所要采取的处理策略；

S308，执行单元将处理策略分解成指令，通过采集适配模块将指令下发到承载网络或者其他网络维护信息系统；

S309，执行单元从采集适配模块采集网络运行数据检验策略执行效果并显示。

图4为本发明由用户申告信息启动的故障定位流程示意图。如图4所示，故障定位过程包括以下步骤：

S401，采集适配模块上报用户申告信息给故障处理单元；

S402，故障处理单元利用策略库中的分析处理流程对故障进行分析处理；

S403，故障处理单元根据分析处理流程需要，将用户业务信息、故障发生时间、所需要的网络运行数据类型作为搜索参数传递给数据管理单元；

S404，数据管理单元根据所接收到的搜索参数以及自身所维护的业务路由信息，从大数据系统中提取所需要的网络运行数据；

S405，数据管理单元将网络运行数据、正常性能曲线以及业务路由信息传递给故障处理单元；

S406，故障处理单元根据业务路由确定故障相关的网元设备，并检查网元设备的第一网络运行数据是否正常，其中的第一网络运行数据包括告警、配置、流量、日志中的至少一项；响应于异常的检查结果，定位故障位置；响应于正常的检查结果，根据业务路由相关的网元设备当前的网络性能数据形成当前性能曲线，根据当前性能曲线和正常性能曲线的比对结果定位故障位置；并且，将故障分析过程、故障定位结果、可能的处理策略、策略的可行性分析结果、故障影响的业务显示给网管人员；

S407，网管人员确定所采取的处理策略；

S408，执行单元获得所要采取的处理策略；

S409，执行单元将处理策略分解成指令，通过采集适配模块将指令下发到承载网络或者其他网络维护信息系统；

S410，执行单元从采集适配模块采集网络运行数据检验策略执行效果并显示。

图5为本发明故障定位方法一个实施例的流程示意图。

如图5所示，本发明故障定位方法包括以下步骤：

S501启动故障定位流程；

S502，根据故障定位流程的需要，从大数据处理平台搜索得到所需要的网络运行数据；

S503，从大数据处理平台提取故障相关的业务路由和正常性能曲线；

S504，根据业务路由确定故障相关的网元设备，并检查网元设备的第一网络运行数据是否正常，其中的第一网络运行数据包括告警、配置、流量、日志中的至少一项；

响应于异常的检查结果，定位故障位置（S506）；

响应于正常的检查结果，根据业务路由相关的网元设备当前的网络性能数据形成当前性能曲线（S505），根据当前性能曲线和正常性能曲线的比对结果定位故障位置（S506）。

在一个实施例中，大数据处理平台采用大数据技术对网络运行数据进行存储和处理。

在一个实施例中，大数据处理平台存储的网络运行数据包括：传输网络和数据网络中与告警、性能、流量、路由或者配置相关的网络运行数据。

在一个实施例中，S502根据故障定位流程的需要，从大数据处理平台搜索得到所需要的网络运行数据的一种实现方法为：根据故障定位流程的需要确定搜索参数，并将搜索参数下发给大数据处理平台，大数据处理平台利用大数据技术根据搜索参数在存储的网络运行数据中进行搜索，并返回搜索到的网络运行数据。

在一个实施例中，大数据处理平台根据网元设备正常状态下的历史网络性能数据，利用设定的算法得到网元设备的正常性能模板，并由一条业务路由上各网元设备的正常性能模板组成正常性能曲线。

在一个实施例中，在检测到告警信息或者接收到用户申告信息时启动故障定位流程。

本发明利用大数据技术存储和处理承载网络的海量网络运行数据，解决了海量网络运行数据的有效存储和利用问题；并且，基于网络运行数据形成网元设备间的性能曲线，在故障分析过程中，结合业务路由上各网元设备的网络运行数据的检查结果以及性能曲线的比对结果进行故障综合定位，一方面可以定位告警指示的业务故障，另一方面可以定位由性能劣化现象造成的业务故障，适用于传输网络和数据网络出现的跨专业故障定位，能够对承载网出现的跨专业故障进行快速精确处理。

下面列举一个对输网络和数据网络出现的跨专业故障进行定位的例子。图6为某种业务的业务路由示意图，并且假设传输设备2的接入线路接口发生异常。

根据本发明的故障分析方法，在收到故障信息后，首先根据业务路由信息确定故障相关的网元设备，然后根据具体的规则检查这些网元设备的告警、流量、配置等网络运行信息是否正常，有异常信息则定位故障位置，正常的话将相关网元设备的当前性能曲线和正常性能曲线进行对比，定位性能信息异常的网元，从而定位故障位置。

如图6所示，从数据设备2收到中断告警，根据数据设备1到数据设备2的业务路由信息，确定数据设备1到数据设备2经过了传输设备1和传输设备2，采集传输设备1和传输设备2的告警信息，传输设备1和传输设备2并没有告警。然后采集数据设备1、传输设备1、传输设备2、数据设备2的当前光功率性能数据，组成光功率当前性能曲线，并与正常性能曲线对比，发现传输设备2的输入端口光功率出现异常，因此定位故障为传输设备2的输入接口异常。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种故障定位方法，包括：

启动故障定位流程；

根据故障定位流程的需要，从大数据处理平台搜索得到所需要的网络运行数据；

从大数据处理平台提取故障相关的业务路由和正常性能曲线；

根据业务路由确定故障相关的网元设备，并检查网元设备的第一网络运行数据是否正常，其中的第一网络运行数据包括告警、配置、流量、日志中的至少一项；

响应于异常的检查结果，定位故障位置；

响应于正常的检查结果，根据业务路由相关的网元设备当前的网络性能数据形成当前性能曲线，根据当前性能曲线和正常性能曲线的比对结果定位故障位置；

其中，正常性能曲线由一条路由上各网元的正常性能模板组成，网元的正常性能模板根据网元正常状态下的历史网络性能数据确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，大数据处理平台采用大数据技术对网络运行数据进行存储和处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，大数据处理平台存储的网络运行数据包括：传输网络和数据网络中与告警、性能、流量、日志或者配置相关的网络运行数据，其中的配置包括路由配置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据故障定位流程的需要，从大数据处理平台搜索得到所需要的网络运行数据包括：

根据故障定位流程的需要确定搜索参数，并将搜索参数下发给大数据处理平台，大数据处理平台利用大数据技术根据搜索参数在存储的网络运行数据中进行搜索，并返回搜索到的网络运行数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，大数据处理平台根据网元设备正常状态下的历史网络性能数据，利用设定的算法得到网元设备的正常性能模板，并由一条业务路由上各网元设备的正常性能模板组成正常性能曲线。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测到告警信息或者接收到用户申告信息时启动故障定位流程。

7.一种故障定位系统，包括：

采集适配模块，用于采集传输网络和数据网络中网络运行数据，网络运行数据包括告警、性能、流量、日志或者配置相关的数据，其中的配置包括路由配置；

大数据处理平台，用于采用大数据技术对采集的网络运行数据进行存储和处理，维护业务路由，形成正常性能曲线；以及

故障处理模块，用于启动故障定位流程；根据故障定位流程的需要，从大数据处理平台搜索得到所需要的网络运行数据；从大数据处理平台提取故障相关的业务路由和正常性能曲线；根据业务路由确定故障相关的网元设备，并检查网元设备的第一网络运行数据是否正常，其中的第一网络运行数据包括告警、配置、流量、日志中的至少一项；响应于异常的检查结果，定位故障位置；响应于正常的检查结果，根据业务路由相关的网元设备当前的网络性能数据形成当前性能曲线，根据当前性能曲线和正常性能曲线的比对结果定位故障位置；其中，正常性能曲线由一条路由上各网元的正常性能模板组成，网元的正常性能模板根据网元正常状态下的历史网络性能数据确定。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，采集适配模块，还用于将网络运行数据转换为适合大数据技术的Hadoop文本格式。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，大数据处理平台，还用于对网络运行数据进行统一建模。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，故障处理模块用于根据故障定位流程的需要确定搜索参数，并将搜索参数下发给大数据处理平台；

大数据处理平台利用大数据技术根据搜索参数在存储的网络运行数据中进行搜索，并返回搜索到的网络运行数据给故障处理模块。

11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，大数据处理平台在形成正常性能曲线时，具体用于根据网元设备正常状态下的历史网络性能数据，利用设定的算法得到网元设备的正常性能模板，并由一条业务路由上各网元设备的正常性能模板组成正常性能曲线。

12.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，故障处理模块在检测到告警信息或者接收到用户申告信息时启动故障定位流程。

13.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，故障处理模块还用于在定位故障位置后，生成相应的处理策略。