CN109951344B - 基于大数据分析的ims支撑运维告警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统，包括IP话机、IAD/AG/PBX综合接入设备、汇聚交换机、地市级CE交换机、省级PE交换机、CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM‑MGW网元、P‑CSCF网元、会话边界控制器SBC、组网交换机、IMS CE交换机、骨干数据通信设备、集团CE交换机、集团PE交换机、监控云平台及大数据处理器。

Description

基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统及方法

技术领域

本公开涉及通信网络技术领域，特别涉及一种基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统及方法。

背景技术

大数据分析是指对规模巨大的数据进行分析。大数据分析的六个基本方面：可视化分析、数据挖掘算法、预测性分析能力、语义引擎、数据质量和数据管理、数据存储，数据仓库。不管是对数据分析专家还是普通用户，数据可视化是数据分析工具最基本的要求。可视化可以直观的展示数据，让数据自己说话，让观众听到结果。可视化是给人看的，数据挖掘就是给机器看的。集群、分割、孤立点分析还有其他的算法让我们深入数据内部，挖掘价值。这些算法不仅要处理大数据的量，也要处理大数据的速度。数据挖掘可以让分析员更好的理解数据，而预测性分析可以让分析员根据可视化分析和数据挖掘的结果做出一些预测性的判断。

IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)是下一代电信网的核心控制系统，也是业界公认的固定和移动融合网络技术。在当前通信行业全业务运营的大环境下，对IMS网络部署的研究及应用是很有必要的，一方面能解决现网存在的问题，另一方面能拓展现网的业务，提升企业竞争力。国家电网公司现有电话交换网已逐步由程控交换向IMS技术体制演进，IMS行政电话交换网(以下简称“IMS网络”)承载在数据通信网，支持IP话机、AG(AccessGateway，接入网关)/IAD(IntegratedAccessDevice，综合接入设备)设备等多种终端接入，终端用户发送的SIP(SessionInitiationProtocol，会话初始协议)消息通过广域、局域数据通信网进行传递交互。然而，由于IMS网络架构灵活复杂性、SIP协议的易扩展性，IMS网络架构依然存在缺点。

虽然目前的IMS系统的技术手段已经渐渐成熟，但是目前国网公司领域并没有一套可靠的IMS系统可以应用。尤其是现有技术中的IMS系统的告警功能，没有将告警数据与大数据处理相结合，进行进一步分析，也不能对设备故障进行预测、对设备的性能进行预测等。现有技术还不能将告警结果进行全网故障信息可视化展示，也不能和大数据产生的分析结果相关联。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统及方法，能够利用大数据处理器，对告警数据进行进一步分析，能够预测告警信息及设备性能的效果；

基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统，包括监控云平台，所述监控云平台与IMS系统通信；

所述IMS系统中设置有多个监测点，每个监测点将所监测的信息传输至监控云平台；

所有监测点传输的数据信息构成大数据信息；

所述监控云平台将获取的监测点的数据信息进行进一步处理分析，对IP话机设备型号、交换机设备型号的性能指标进行预测，对告警信息进行趋势预测，同时将解析出的消息类别和消息主体与IMS系统进行关联；

所述监控云平台对告警信息进行趋势预测时，将每个监测点的告警信号通过基于实际IMS系统电气结构形成设备管理树与网络拓扑结构进行展示，展示方式可通过统计表或监视图的方式；

所述监控云平台也能够通过采集IMS系统的每个IP话机的SIP信令得出的信令流程时序图的方式查看每个IP话机之间的通话过程及通话时间。

进一步的，IMS系统包括：

IP话机、IAD/AG/PBX综合接入设备、汇聚交换机、地市级CE交换机、省级PE交换机、CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元、P-CSCF网元、会话边界控制器SBC、组网交换机、IMS CE交换机、骨干数据通信设备、集团CE交换机及集团PE交换机；

所述CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元、P-CSCF网元分别与同一个组网交换机连接，所述组网交换机与IMS CE交换机连接或与备用的IMS CE交换机连接，所述组网交换机的另一端与会话边界控制器SBC连接，所述IMS CE交换机连接省级PE交换机，所述备用的IMS CE交换机连接备用的省级PE交换机；

多个IP话机通过所述IAD/AG/PBX综合接入设备连接到所述汇聚交换机，所述汇聚交换机连接到所述地市级CE交换机，所述地市级CE交换机同时与所述省级PE交换机和备用的省级PE交换机连接；

各个省级PE交换机与备用的省级PE交换机连接到所述骨干数据通信设备建立的IMS VPN中，所述集团CE交换机也连接到所IMS VPN中，所述集团CE交换机的另一端与集团PE交换机连接；

IP话机、IAD/AG/PBX综合接入设备、汇聚交换机、地市级CE交换机、省级PE交换机、CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元、P-CSCF网元、会话边界控制器SBC、组网交换机均为一个或多个监测点。

进一步的，所述监控云平台中通过web对基于设备管理树与网络拓得出的统计表或监视图进行展现。

基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警方法，包括步骤如下：

采集监测点的原始告警信号；

将所述原始告警信号转化为统一标准告警格式的标准告警信号；

基于设备管理树与网络拓扑对所述标准告警信号进行统计关联；

通过监控云平台将统计关联的结果利用统计表或监视图的方式进行展现；

IMS系统利用统计关联的结果下派告警处理任务通知。

进一步的，所述统计关联的结果能通过统计表或监视图的方式利用web进行展现。

进一步的，对于用户申报的原始告警信号通过录入的方式进行采集；

对于终端拨测得到的原始告警信号通过SIP信令的方式进行采集；

对于IAD拨测得到的原始告警信号通过telnet的方式进行采集；

对于设备直采的原始告警信号通过SNMP Socket Restful的方式进行采集。

进一步的，所述标准告警格式内容包括且不限于，原始告警流水号、重定义告警流水号、告警源、网元名称、网元类型、原始告警类型、重定义告警类型、原始告警级别、重定义告警级别、告警状态、告警发生时间、定位信息、厂家名称、告警标题、告警详情、可能原因正文、所属地市、网元位置、发生频次及采集时间。

进一步的，将多种监测点设备的告警格式通过映射字典转化成所述标准告警格式，既从监测点设备采集的原始告警信号通过映射字典转化成成为标准告警信号。

进一步的，上述基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警处理方法，还包括步骤如下：

运维部门终端读取告警处理任务；

运维部门终端根据告警处理任务读取故障监测点的故障设备的相关资源配置信息；

运维部门终端利用专业网管获取故障设备的故障设备指标，并对所述故障设备指标进行返回值解析；

将解析和对比数据进行信息存储并进行信息汇总；

运维部门终端对已完成的告警处理任务进行确认后，系统将消除该告警处理任务。

进一步的，所述运维部门终端能够设定为定时启动模式，对监测点的设备进行定时巡检。

进一步的，上述基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的大数据分析方法，还包括步骤如下：

监控云平台将从IMS系统获得IP话机设备、交换机设备的告警记录，并根据告警记录对每种IP话机设备型号及每种交换机设备型号的性能指标进行分析。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本公开对告警格式进行映射字典处理后转化为统一的标准告警格式，能够减少服务器对数据的处理量,也能够使工作人员在查看告警信息是更加方便快捷，显示页面也变得整洁有序。

2、本公开采用大数据处理器，能够将IMS系统中的数据进行进一步处理，实现对告警信息进行预测以及对IMS系统中的各项设备的性能进行预测的效果。

3、本公开采用设备管理树和网络拓扑将告警信息进行统计表或监视图等多种展示方式进行展现，使用户能够更加直观的看到告警信息的优化处理。

4、本公开能够利用镜像端口采取的信令，得出的信令流程时序图，通过查看信令流程时序图的方式可以查看到每个IP话机之间的通话过程及通话时间，这样就能够详细了解到IP话机之间的沟通时序，方便用户进行历史追溯。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开的IMS系统省级的整体结构示意图；

图2为本公开的省级与集团连接IMS系统示意图；

图3为本公开的运维部门定时巡检的页面示意图；

图4为本公开的告警信息页面示意图；

图5为本公开的告警信息整理后的页面示意图；

图6为本公开的各个监测点整体运行状况示意图；

图7为本公开的设备状态示意图；

图8为本公开的设备拓扑图；

图9为本公开的自定义监控视图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不能将告警数据进行进一步分析，不能对监测点设备的故障进行预测，并进行全网故障信息可视化展示，为了解决如上的技术问题，本公开提出了一种基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统及方法。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本公开的技术方案。

实施例1

一种基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统，包括监控云平台，监控云平台与IMS系统通信。

IMS系统中设置有多个监测点，每个监测点将所监测的信息传输至监控云平台。

所有监测点传输的数据信息构成大数据信息；监测点的数据信息的监控信息包括告警信息，但并不只有告警信息，还包括监测点设备的型号信息、监测点数据传输过程信息等其他关于监测点的数据信息。

监控云平台将获取的监测点的数据信息进行进一步处理分析，对IP话机设备型号、交换机设备型号的性能指标进行预测，对告警信息进行趋势预测，同时将解析出的消息类别和消息主体与IMS系统进行关联；

监控云平台对告警信息进行趋势预测时，将每个监测点的告警信号通过基于实际IMS系统电气结构形成设备管理树与网络拓扑结构进行展示，展示方式可通过统计表或监视图的方式；

监控云平台也能够通过采集IMS系统的每个IP话机的SIP信令得出的信令流程时序图的方式查看每个IP话机之间的通话过程及通话时间。

如图1所示，为本公开IMS系统省级的整体结构图，IMS系统包括：

IP话机、IAD/AG/PBX综合接入设备、汇聚交换机、地市级CE交换机、省级PE交换机、CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元、P-CSCF网元、会话边界控制器SBC、组网交换机、IMS CE交换机、骨干数据通信设备、集团CE交换机及集团PE交换机；

CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元及P-CSCF网元分别与同一个组网交换机连接，组网交换机与IMS CE交换机连接，组网交换机的另一端与会话边界控制器SBC连接，IMS CE交换机连接省级PE交换机。CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元及P-CSCF网元共同连入了同一个组网交换机，所以这些网元或网关通过该组网交换机进行信息交互。

备用的省级网络中同样设有备用的CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元、P-CSCF网元，备用的CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元、P-CSCF网元与备用的组网交换机连接，备用的组网交换机与备用的IMS CE交换机连接，备用的IMS CE交换机连接备用的省级PE交换机。

多个IP话机通过IAD/AG/PBX综合接入设备连接到汇聚交换机，汇聚交换机连接到地市级CE交换机，地市级CE交换机同时与省级PE交换机和备用的省级PE交换机连接。

如图2所示，为本公开省级与集团连接IMS系统图，各个省级PE交换机与备用的省级PE交换机连接到骨干数据通信设备建立的IMS VPN中，集团CE交换机也连接到IMS VPN中，集团CE交换机的另一端与集团PE交换机连接。

IP话机、IAD/AG/PBX综合接入设备、汇聚交换机、地市级CE交换机、省级PE交换机、CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元、P-CSCF网元、会话边界控制器SBC、组网交换机均为一个或多个监测点。例如IAD综合接入设备中就设有多个端口，需要对每个端口进行监测，如图6所示，为本公开的各个监测点整体运行状况示意图。

与IMS系统连接的监控云平台能够查看每个监测点的状态，如图7所示为本公开的设备状态示意图，并基于设备管理树与网络拓扑使每个监测点的告警信号通过统计表或监视图的方式进行展现，如图4所示。设备管理树为台账中的功能，能够将设备像树状分布一样进行管理，如图8所示为本公开的设备拓扑图，如图9所示为本公开的自定义监控视图。

监控云平台也能够通过镜像端口采集的每个IP话机的SIP信令，并得出的信令流程时序图，通过查看信令流程时序图的方式可以查看到每个IP话机之间的通话过程及通话时间。

监控云平台包括大数据处理器，大数据处理器将获取的数据信息进行进一步处理分析，对IP话机设备型号、交换机设备型号的性能指标进行预测，对告警信息进行趋势预测，同时将解析出的消息类别和消息主体与IMS系统进行关联。

IMS系统能够通过web对基于设备管理树与网络拓得出的统计表或监视图进行展现。多种展示平台时工作人员能够更方便的查看告警信息在内的与IMS相关的信息。

基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警方法，包括步骤如下：

采集监测点的原始告警信号；

将原始告警信号转化为统一标准告警格式的标准告警信号；

基于设备管理树与网络拓扑对所述标准告警信号进行统计关联；

通过监控云平台将统计关联的结果利用统计表或监视图的方式进行展现；

如图5所示，为将告警信息整理后的页面示意图。

IMS系统利用统计关联的结果下派告警处理任务通知。

对于统计关联的结果，也能通过统计表或监视图的方式利用web进行展现。

原始告警信号有多种采集方式，包括：对于用户申报的原始告警信号通过录入的方式进行采集；对于终端拨测得到的原始告警信号通过SIP信令的方式进行采集；对于IAD拨测得到的原始告警信号通过telnet的方式进行采集；对于设备直采的原始告警信号通过SNMP Socket Restful的方式进行采集。

因为连接到IMS系统中的设备是多种多样的，比较多的包括北电设备、西门子设备、中兴设备、华为设备等。但是这些设备的告警信号却不是同一的，为了简化告警信息的处理过程，方便用户查看告警信息，需要把这些不同设备的告警信息统一为一种标准的告警信息。

标准告警格式内容包括且不限于，原始告警流水号、重定义告警流水号、告警源、网元名称、网元类型、原始告警类型、重定义告警类型、原始告警级别、重定义告警级别、告警状态、告警发生时间、定位信息、厂家名称、告警标题、告警详情、可能原因正文、所属地市、网元位置、发生频次及采集时间。标准告警格式内容的序列也是固定的。

将多种监测点设备的告警格式通过映射字典转化成标准告警格式，既从监测点设备采集的原始告警信号通过映射字典转化成成为标准告警信号。

基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警方法还包括步骤如下：

运维部门终端读取告警处理任务；

运维部门终端根据告警处理任务读取故障监测点的故障设备的相关资源配置信息；

运维部门终端利用专业网管获取故障设备的故障设备指标，并对故障设备指标进行返回值解析；

将解析和对比数据进行信息存储并进行信息汇总；

运维部门终端对已完成的告警处理任务进行确认后，系统将消除该告警处理任务。

如图3所示，为运维部门定时巡检的页面示意图。运维部门终端能够设定为定时启动模式，对监测点的设备进行定时巡检。

基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警方法还包括步骤如下：

监控云平台将从IMS系统获得IP话机设备、交换机设备的告警记录，并根据告警记录对每种IP话机设备型号及每种交换机设备型号的性能指标进行分析。

本申请的监控云平台中包含大数据服务器，该大数据服务器能够对监测点的数据信息和告警信息进行进一步处理，例如当IMS系统运行一段时间后，就能够通过大数据的分析了解什么型号的话机容易出故障问题，这样在进行下次采购时，能够当成参考意见，对话机的型号进行推荐或不推荐的消息提醒。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统，其特征是，包括监控云平台，所述监控云平台与IMS系统通信；

所述IMS系统中设置有多个监测点，每个监测点将所监测的信息传输至监控云平台；

所有监测点传输的数据信息构成大数据信息；

所述监控云平台将获取的监测点的数据信息进行进一步处理分析，对IP话机设备型号、交换机设备型号的性能指标进行预测，对告警信息进行趋势预测，同时将解析出的消息类别和消息主体与IMS系统进行关联；

所述监控云平台对告警信息进行趋势预测时，将每个监测点的告警信号通过基于实际IMS系统电气结构形成设备管理树与网络拓扑结构进行展示，展示方式可通过统计表或监视图的方式；

所述监控云平台也能够通过采集IMS系统的每个IP话机的SIP信令得出的信令流程时序图的方式查看每个IP话机之间的通话过程及通话时间。

2.如权利要求1所述的基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统，其特征是，IMS系统包括：

IP话机、IAD/AG/PBX综合接入设备、汇聚交换机、地市级CE交换机、省级PE交换机、CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元、P-CSCF网元、会话边界控制器SBC、组网交换机、IMS CE交换机、骨干数据通信设备、集团CE交换机及集团PE交换机；

所述CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元、P-CSCF网元分别与同一个组网交换机连接，所述组网交换机与IMS CE交换机连接或与备用的IMS CE交换机连接，所述组网交换机的另一端与会话边界控制器SBC连接，所述IMS CE交换机连接省级PE交换机，所述备用的IMS CE交换机连接备用的省级PE交换机；

多个IP话机通过所述IAD/AG/PBX综合接入设备连接到所述汇聚交换机，所述汇聚交换机连接到所述地市级CE交换机，所述地市级CE交换机同时与所述省级PE交换机和备用的省级PE交换机连接；

各个省级PE交换机与备用的省级PE交换机连接到所述骨干数据通信设备建立的IMSVPN中，所述集团CE交换机也连接到所IMS VPN中，所述集团CE交换机的另一端与集团PE交换机连接；

IP话机、IAD/AG/PBX综合接入设备、汇聚交换机、地市级CE交换机、省级PE交换机、CSCF网元、AS网元、MGCF网关、AGCF网元、HSS网元、DNS/ENUM网元、MMtel网元、IM-MGW网元、P-CSCF网元、会话边界控制器SBC、组网交换机均为一个或多个监测点。

3.如权利要求1所述的基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统，其特征是，所述监控云平台中通过web对基于设备管理树与网络拓得出的统计表或监视图进行展现。

4.一种如权利要求1-3任一所述的基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警方法，其特征是，包括步骤如下：

采集监测点的原始告警信号；

将所述原始告警信号转化为统一标准告警格式的标准告警信号；

基于设备管理树与网络拓扑对所述标准告警信号进行统计关联；

通过监控云平台将统计关联的结果利用统计表或监视图的方式进行展现；

IMS系统利用统计关联的结果下派告警处理任务通知。

5.如权利要求4所述的基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警方法，其特征是，所述统计关联的结果能通过统计表或监视图的方式利用web进行展现。

6.如权利要求4所述的基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警方法，其特征是，对于用户申报的原始告警信号通过录入的方式进行采集；

对于终端拨测得到的原始告警信号通过SIP信令的方式进行采集；

对于IAD拨测得到的原始告警信号通过telnet的方式进行采集；

对于设备直采的原始告警信号通过SNMP Socket Restful的方式进行采集。

7.如权利要求4所述的基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警方法，其特征是，所述标准告警格式内容包括且不限于，原始告警流水号、重定义告警流水号、告警源、网元名称、网元类型、原始告警类型、重定义告警类型、原始告警级别、重定义告警级别、告警状态、告警发生时间、定位信息、厂家名称、告警标题、告警详情、可能原因正文、所属地市、网元位置、发生频次及采集时间；

将多种监测点设备的告警格式通过映射字典转化成所述标准告警格式，即 从监测点设备采集的原始告警信号通过映射字典转化成为标准告警信号。

8.如权利要求4所述的基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警方法，其特征是，还包括步骤如下：

运维部门终端读取告警处理任务；

运维部门终端根据告警处理任务读取故障监测点的故障设备的相关资源配置信息；

运维部门终端利用专业网管获取故障设备的故障设备指标，并对所述故障设备指标进行返回值解析；

将解析和对比数据进行信息存储并进行信息汇总；

运维部门终端对已完成的告警处理任务进行确认后，系统将消除该告警处理任务。

9.如权利要求8所述的基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警方法，其特征是，所述运维部门终端能够设定为定时启动模式，对监测点的设备进行定时巡检。

10.如权利要求4所述的基于大数据分析的IMS支撑运维告警系统的告警方法，其特征是，还包括步骤如下：

监控云平台将从IMS系统获得IP话机设备、交换机设备的告警记录，并根据告警记录对每种IP话机设备型号及每种交换机设备型号的性能指标进行分析。

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