CN108039955B - 一种电力ims网络故障诊断方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电力IMS网络故障诊断方法及设备，该方法通过获取原始信令流，先将原始信令流按会话信令为单位进行重组，得到会话信令组后对该会话信令组提取特征参数，根据特征参数得到会话信令组的信令流程，通过与标准信令流程进行对比，以及信令之间的内在关联关系分析确定故障信息。本发明的电力IMS网络故障诊断方法，通过计算机设备能够对主流厂商的IMS系统的故障及其返回的错误信息进行智能化分析处理，实现对故障原因的精确定位，具有故障定位效率高、故障分析智能化、无需人工通过分析大量原始信令的方式查错的优点，解决了现有的IMS故障诊断主要通过人工进行信令抓包和信令流程分析，诊断效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统通信技术领域，具体涉及一种电力IMS网络故障诊断方法及设备。
背景技术
相比PSTN和软交换网络，IMS网络结构和信令复杂程度更高，核心网元分工更加精细，IMS呼叫信令流程较为复杂，这使得IMS网络故障排查困难，每个IMS呼叫业务都牵扯到大量的信令在IMS核心与IMS终端之间进行交互，维护人员可能遇到的语音或视频通话故障，相比传统语音故障会更加多样化、更加复杂，通过原始报文分析来进行故障诊断的方式将更加困难，故障诊断方法还需要在不断的摸索中进行完善。
传统的流程展示以时间为先后顺序，当网络拥塞会导致信令包到达的顺序出错，无法有效区分具体信令所属的会话分组，且不能对电力IMS网络中的海量的信令协议按照会话分组的方式进行可视化信令跟踪和展示，因此，目前IMS故障诊断主要是通过人工进行信令抓包和信令流程分析，对IMS维护人员技术要求高，诊断效率低。因此，如何对IMS呼叫终端及核心网各个功能组件的注册呼叫流程的信令跟踪，实现对信令消息和信令流程按照会话分组方式的图形化展示，通过智能化的分析手段直观的显示呼叫信令流程中出现的错误和故障可能发生的原因提示，便于快速高效的进行IMS网络故障定位，是一个尚待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种电力IMS网络故障诊断方法及设备，以解决现有的IMS故障诊断主要通过人工进行信令抓包和信令流程分析，诊断效率低的问题。
为此，本发明实施例提供了如下技术方案：
本发明实施例提供了一种电力IMS网络故障诊断方法，包括获取原始信令流；将所述原始信令流按会话信令为单位进行重组，得到会话信令组；对所述会话信令组提取特征参数；根据所述特征参数得到所述会话信令组的信令流程；根据所述信令流程和特征参数确定故障信息。
可选地，通过IMS网络的网络节点获取原始信令流，所述网络节点包括：边际网关和核心网络的网络节点。
可选地，所述将所述原始信令流按会话信令为单位进行重组，得到会话信令组的步骤，包括：将所述原始信令流中的呼叫标识相同的信令划分到同一会话信令组中；判断所述会话信令组的信令流程是否完整；当所述会话信令组的信令流程不完整时，根据所述原始信令流中的主叫方信息、被叫方信息和最大转发次数信息筛选信令补充到所述会话信令组中得到完整的会话信令组。
可选地，根据所述原始信令流中的主叫方信息、被叫方信息和最大转发次数信息筛选信令补充到所述会话信令组中得到完整的会话信令组的步骤，包括获取所述主叫方信息和所述被叫方信息相同的多个信令；将所述多个信令中具有连续最大转发次数信息的信令划分到所述同一会话信令组中。
可选地，所述根据所述特征参数得到所述会话信令组的信令流程的步骤，包括确定所述会话信令组中的信令的消息类型；根据所述信令的消息类型和预设信令流程，对所述会话信令组中的信令按经过节点的时间进行排序；根据所述信令的特征参数，判断出信令的报文流向；根据排序后的信令和所述信令的报文流向，得到所述会话信令组的信令流程。
可选地，所述故障信息包括以下至少之一：故障位置、故障原因。
可选地，将所述信令流程与预设信令流程进行比对；根据比对结果确定不完整的信令和信令缺失的节点。
可选地，所述根据比对结果确定不完整的信令和信令缺失的节点的步骤之后，还包括：根据所述不完整的信令，获取错误代码。
可选地，将所述特征参数经过节点时的变化与预设特征参数变化规则进行比对；根据比对结果得到变化错误的特征参数和所述变化错误的特征参数所在的节点；根据所述变化错误的特征参数确定所述故障原因。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述电力IMS网络故障诊断方法。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述的电力IMS网络故障诊断方法。
本发明实施例技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供了一种电力IMS网络故障诊断方法及设备，该方法通过获取原始信令流，先将原始信令流按会话信令为单位进行重组，得到会话信令组后对该会话信令组提取特征参数，根据特征参数得到会话信令组的信令流程，根据该信令流程和特征参数确定故障信息。本发明实施例的电力IMS网络故障诊断方法，通过计算机设备能够对主流厂商的IMS系统的故障及其返回的错误信息进行智能化分析处理，实现对故障原因的精确定位，具有故障定位效率高、故障分析智能化、无需人工通过分析大量原始信令的方式查错的优点，解决了现有的IMS故障诊断主要通过人工进行信令抓包和信令流程分析，诊断效率低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的电力IMS网络故障诊断方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的电力IMS网络故障诊断方法网络节点的示意图；
图3是根据本发明实施例的电力IMS网络故障诊断方法节点经过的消息类型示意图；
图4是根据本发明实施例的电力IMS网络故障诊断方法的信令的特征参数提取示意图；
图5是根据本发明实施例的电力IMS网络故障诊断方法的信令流程示意图；
图6是根据本发明实施例的电力IMS网络故障诊断方法的计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
在本实施例中提供了一种电力IMS网络故障诊断方法，图1是根据本发明实施例的电力IMS网络故障诊断方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
S101：获取原始信令流；具体通过IMS网络的网络节点获取原始信令流，图2是根据本发明实施例的电力IMS网络故障诊断方法网络节点的示意图，如图2所示该网络节点包括边际网关SBC和核心网络的网络节点，从图2中可看出，该方法可以从多个终端获取原始信令流。
S102：将原始信令流按会话信令为单位进行重组，得到会话信令组；将属于同一个会话的信令划分到一组中，得到会话信令组。
S103：对该会话信令组提取特征参数；该会话信令组中的每一个信令都有如信令发送时间、主叫号码、被叫号码、发送网元、接收网元、所经路由等特征参数，提取出这些特征参数。
S104：根据特征参数得到该会话信令组的信令流程；具体根据特征参数判断出报文的流向，并根据信令的消息类型和报文的流向得到该会话信令组的信令流程。
S105：根据信令流程和特征参数确定故障信息，具体地，将该会话信令组的信令流程与预设信令流程比对，将提取出的特征参数的变化与预设的特征参数变化规则比对，直观确定故障位置和故障原因。
通过上述步骤，获取原始信令流，先将原始信令流按会话信令为单位进行重组，得到会话信令组后对该会话信令组提取特征参数，根据特征参数得到会话信令组的信令流程，根据该信令流程和特征参数确定故障信息，能够对主流厂商的IMS系统的故障及其返回的错误信息进行智能化分析处理，实现对故障原因的精确定位，具有故障定位效率高、故障分析智能化、无需人工通过分析大量原始信令的方式查错的优点，解决了现有的IMS故障诊断主要通过人工进行信令抓包和信令流程分析，诊断效率低的问题。
上述步骤S102涉及到将原始信令流按会话信令为单位进行重组，得到会话信令组，在一个可选实施方式中，该步骤包括将原始信令流中的呼叫标识相同的信令划分到同一会话信令组中，判断该会话信令组的信令流程是否完整，当该信令流程不完整时，根据原始信令流中的主叫方信息、被叫方信息和最大转发次数信息筛选信令补充到会话信令组中得到完整的会话信令组，具体通过获取主叫方信息和被叫方信息相同的多个信令，将多个信令中具有连续最大转发次数信息的信令划分到所述同一会话信令组中。由于在IMS网络中一个会话中信令的From和To的地址不会变化，即主叫方信息和被叫方信息相同，但信令的呼叫标识Call-ID会发生变化，因此需结合多种特征参量来进行判断，具体的信令分组方法如下：
S1021：由于呼叫标识Call-ID的生成是获取主叫机器的地址后，与当前的系统时间戳通过MD5算法进行加密得到，保证了Call-ID的唯一性，Call-ID相同的肯定属于同一个分组，因此先按照Call-ID对信令流程进行分组；
S1022：通过信令解析判断该信令流程是否完整，如果完整，则表示该会话分组结束，如果不完整，说明同一个会话流程中Call-ID可能会发生变化，还需要进行步骤S1023；
S1023：如果在同一个会话中Call-ID发生改变，则通过From、To和最大转发次数Max-Forwards字段对其余接收到的信令进行判断，在所有信令中，如果满足信令的From、To字段相同，且后接收到的信令的Max-Forwards值比先接收到的信令的Max-Forwards值少1，则说明此信令与上述信令分组属于同一个会话信令组，以此将上述不完整的会话信令组补充完整。
通过上述方法得到多组会话信令组，实现在海量的信令协议中按照会话分组的方式实现信令流程重组，可同时对多个IMS终端的信令进行全流程跟踪和分析，获取会话信令组的效率高，不需要IMS运维人员进行人工信令抓包和信令流程分析。
上述步骤S104涉及到根据特征参数得到该会话信令组的信令流程，在一个可选实施方式中，上述步骤包括确定会话信令组中的信令的消息类型；根据信令的消息类型和预设信令流程，对所述会话信令组中的信令按经过节点的时间进行排序；根据信令的特征参数，判断出信令的报文流向；根据排序后的信令和信令的报文流向，得到会话信令组的信令流程。具体地，在一个会话信令组中，先确定其中每个信令的消息类型，如图3所示，每个节点经过的消息类型可能有很多种。根据该消息类型判断该会话信令组的会话类型，例如该会话属于呼叫未接通、会话接通等，根据该会话信令组中信令的消息类型和标准信令呼叫流程中不同信令消息发送的先后顺序，以及同一信令消息所经节点的先后顺序，对同一个会话中的信令消息进行排序，然后根据信令的特征参数，如图4所示，每个信令有信令发送时间、主叫号码、被叫号码、发送网元、接收网元等特征参数，根据该特征参数判断出信令的报文流向，按照信令呼叫流程时间的顺序，得到该会话信令组的信令流程。在另一个具体实施方式中，可动态生成该信令流程图，将报文流向在该流程图中以箭头形式标出，使信令流程更加直观化、可视化。
上述步骤S105涉及到根据信令流程和特征参数确定故障信息，具体地，该故障信息包括故障位置或故障原因，通过将信令会话组的信令流程与预设信令流程进行比对，根据比对结果确定不完整的信令和信令缺失的节点，根据该不完整的信令，获取错误代码；具体根据SIP信令的呼叫标准规范对得到的信令流程进行规范性和完整性检查，可以发现不完整的信令或者信令缺失的节点，对于故障网元节点的错误报文，根据错误代码分析出错误类型，先根据错误码初步判断故障原因，再根据返回的厂商自定义的报警信息，结合信令的上下文联系，可实现对故障原因的精确定位，判断出具体的节点位置和信令错误原因，同时可以在得到的信令流程图中具体的网元位置用红色箭头标出故障点，并详细显示错误的消息代码和故障原因。
在一个可选实施例中，确定故障位置和故障原因的步骤还包括：将上述特征参数经过节点时的变化与预设特征参数变化规则进行比对，根据比对结果得到变化错误的特征参数和变化错误的特征参数所在的节点，根据变化错误的特征参数确定故障原因。由于消息经过SBC、P-CSCF、I-CSCF和S-SCSF等网元时需要根据IMS呼叫规则，对其呼叫号码、路由信令等特征参数会进行相应的变换处理，通过提取特征参数在每个节点的变化情况，并与标准流程中的变化规则进行对比分析和可视化显示，可以直观的发现某个具体节点的参数变换处理出错。例如基于上述可视化信令流程图，可以对同一个消息所经过的节点的特征参数变换进行对比分析进行可视化展示，以呼叫号码为例，通过提取INVITE消息的请求行的URI字段中的被叫号码，并将不同节点的提取的号码进行可视化显示，通过与电力IMS网络的号码变换规则比较，并自动对比分析可发现某个具体节点的号码变化处理出错并在可视化图形中实时显示，可查找号码配置错误或号码变换错误等故障，故障诊断效率高。
图5是根据本发明实施例的电力IMS网络故障诊断方法的信令流程示意图，如图5所示，通过对原始信令的解析，可以展示完整的信令呼叫流程，包括信令的类型、信令发送的时间戳、信令经过的节点、以及每条信令的完整内容，如果呼叫过程中出现如呼叫不成功、号码显示错误等故障，例如图5中的错误代码415，表示媒体协商失败。信令流程图可以直观的定位出发送失败的消息类型，返回的错误码，并给出故障可能发生的原因提示，可以大大提高IMS网络维护人员进行故障查找和故障修复的效率。
上述电力IMS网络故障诊断方法可用于实时抓包或通过抓包文件获取原始信令流的数据包，来进行网络故障离线分析。综上所述，该方法可实现在海量的信令协议中按照会话分组的方式实现信令流程重组，可同时对多个IMS终端的信令进行全流程跟踪和分析；可动态生成信令流程，通过网元故障情况下错误信令分析，能够对主流厂商的IMS系统的各种故障及其返回的错误信息进行智能化分析处理，实现对故障原因的精确定位，并能够以直观方式进行可视化展现，同时给出相关故障的处理建议，无需人工通过分析海量原始信令的方式排查故障；有助于IMS网络维护人员方便的排查较为复杂的IMS网络故障，提高日常运维效率。
实施例2
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的电力IMS网络故障诊断方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(HardDisk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
实施例3
图6是根据本发明实施例的电力IMS网络故障诊断方法的计算机设备的硬件结构示意图，如图6所示，执行电力IMS网络故障诊断方法的设备包括：CPU处理单元60、存储器模块61、显示模块62、无线通信模块63、RJ45双以太网接口模块64、电源接口65、供电管理单元66、音频编解码模块67及视频编解码模块68。
其中CPU处理单元60负责信息的处理，负责各个模块单元的管理和控制工作；无线通信模块63可以为无线WiFi模块，其中无线通信模块63和RJ45双以太网接口模块64是网络接口，用于通过无线或网线方式收发IP数据报文；显示模块62用于显示终端信息数据以及控制信令流程；音频编解码模块67用于对语音数据进行解码或编码，支持G.711,G.721,G.722,G.726,G.727.G.728,G.729等编解码格式，视频编解码模块68用于对视频数据进行解码或编码，支持H.261,H.263,H.264,MPEG4等编解码格式；电源接口65及供电管理单元66负责整个设备的供电工作，同时提供220V交流供电和电池供电两种模式，当交流供电中断时，可以自动切换到电池供电模式；当供电管理单元66检测到音频编解码模块67、音频编解码模块68和RJ45双以太网接口模块64不工作时，将上述模块启用休眠状态，有利于进一步节能。
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。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种电力IMS网络故障诊断方法，其特征在于，包括：
获取原始信令流；
将所述原始信令流按会话信令为单位进行重组，得到会话信令组；
对所述会话信令组提取特征参数；
根据所述特征参数得到所述会话信令组的信令流程；
根据所述信令流程和特征参数确定故障信息；
所述故障信息包括以下至少之一：故障位置、故障原因；
将所述特征参数经过节点时的变化与预设特征参数变化规则进行比对；根据比对结果得到变化错误的特征参数和所述变化错误的特征参数所在的节点；根据所述变化错误的特征参数确定所述故障原因。
2.根据权利要求1所述的电力IMS网络故障诊断方法，其特征在于，通过IMS网络的网络节点获取原始信令流，所述网络节点包括：边际网关和核心网络的网络节点。
3.根据权利要求1所述的电力IMS网络故障诊断方法，其特征在于，所述将所述原始信令流按会话信令为单位进行重组，得到会话信令组的步骤，包括：
将所述原始信令流中的呼叫标识相同的信令划分到同一会话信令组中；
判断所述会话信令组的信令流程是否完整；
当所述会话信令组的信令流程不完整时，根据所述原始信令流中的主叫方信息、被叫方信息和最大转发次数信息筛选信令补充到所述会话信令组中得到完整的会话信令组。
4.根据权利要求3所述的电力IMS网络故障诊断方法，其特征在于，根据所述原始信令流中的主叫方信息、被叫方信息和最大转发次数信息筛选信令补充到所述会话信令组中得到完整的会话信令组的步骤，包括：
获取所述主叫方信息和所述被叫方信息相同的多个信令；
将所述多个信令中具有连续最大转发次数信息的信令划分到所述同一会话信令组中。
5.根据权利要求1所述的电力IMS网络故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述特征参数得到所述会话信令组的信令流程的步骤，包括：
确定所述会话信令组中的信令的消息类型；
根据所述信令的消息类型和预设信令流程，对所述会话信令组中的信令按经过节点的时间进行排序；
根据所述信令的特征参数，判断出信令的报文流向；
根据排序后的信令和所述信令的报文流向，得到所述会话信令组的信令流程。
6.根据权利要求1所述的电力IMS网络故障诊断方法，其特征在于，
将所述信令流程与预设信令流程进行比对；
根据比对结果确定不完整的信令和信令缺失的节点。
7.根据权利要求6所述的电力IMS网络故障诊断方法，其特征在于，所述根据比对结果确定不完整的信令和信令缺失的节点的步骤之后，还包括：
根据所述不完整的信令，获取错误代码。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的电力IMS网络故障诊断方法。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1至7中任一项所述的电力IMS网络故障诊断方法。
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