CN112564992A - 基于多重判定的接入网设备脱网判定方法及系统 - Google Patents

基于多重判定的接入网设备脱网判定方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于多重判定的接入网设备脱网判定方法及系统，其中，该方法包括：利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行测试，得到测试状态为不连通的疑似脱网设备；根据所述疑似脱网设备，选择相应的参考设备，获取所述参考设备的连通状态；根据所述参考设备的连通状态，判定所述疑似脱网设备的连通状态；其中，如果参考设备的连通状态为连通，判定所述疑似脱网设备的连通状态为不连通；如果参考设备的连通状态为不连通，判定网络出现故障，进行故障告警。该方法及系统可以通过多重因素对接入网设备脱网及网络情况进行判定，消除测试误差及网管侧网络影响，实现设备脱网故障的高实时性、低漏报率及低误报率判定。

Description

基于多重判定的接入网设备脱网判定方法及系统
技术领域
本发明涉及网络管理技术领域，尤指一种基于多重判定的接入网设备脱网判定方法及系统。
背景技术
在传统的网管系统中，例如广泛使用的What's up软件，主要是通过ICMP PING(因特网控制信息协议网络测试)测试来判断设备是否连通。由于ICMP(因特网控制信息协议)协议比较简单，因此可以做到很高的性能，在10秒内就可以完成对数万设备的测试，检测的实时性很高。
然而，同样由于ICMP协议比较简单，优先级低，一旦出现网络拥塞，可能会优先被丢弃，导致误报。
另外，在常见的网管系统中，还有一种常见的检测手段是通过SNMP(简单网络管理协议)协议。由于SNMP协议是基于UDP报文，因此不容易因为网络拥塞而丢包。而且SNMP协议也比较容易较高的检测性能，可以兼顾实时性和准确性。
但是SNMP检测需要基于口令，如果设备配置的口令变化，同样会导致检测不通。
综合来看，无论ICMP还是SNMP测试，实际上都是网管到设备之间的网络可达性，而非设备本身的可用性，甚至有可能出现网管自身网络问题，导致大范围误判。
因此，亟需一种可以从多方面进行设备脱网判定的技术方案。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种基于多重判定的接入网设备脱网判定方法及系统，可以实现“ICMP PING+SNMP”对被测设备的多轮单包测试，测试使用多线程/协程并行技术提升性能，可以做到在2-3秒间隔，对10万设备进行一轮测试。同时使用多个测试点，以消除单点误差。对于多轮测试不通的设备，通过结合相邻参照设备的状态进行综合判定。判定不通的设备发syslog告警。
在本发明一实施例中，提出了一种基于多重判定的接入网设备脱网判定方法，该方法包括：
利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行测试，得到测试状态为不连通的疑似脱网设备；
根据所述疑似脱网设备，选择相应的参考设备，获取所述参考设备的连通状态；
根据所述参考设备的连通状态，判定所述疑似脱网设备的连通状态；其中，
如果参考设备的连通状态为连通，判定所述疑似脱网设备的连通状态为不连通；
如果参考设备的连通状态为不连通，判定网络出现故障，进行故障告警。
在本发明一实施例中，还提出了一种基于多重判定的接入网设备脱网判定系统，该系统包括：
连通测试模块，用于利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行测试，得到测试状态为不连通的疑似脱网设备；
参考设备状态获取模块，用于根据所述疑似脱网设备，选择相应的参考设备，获取所述参考设备的连通状态；
判定模块，用于根据所述参考设备的连通状态，判定所述疑似脱网设备的连通状态；其中，
如果参考设备的连通状态为连通，判定所述疑似脱网设备的连通状态为不连通；
如果参考设备的连通状态为不连通，判定网络出现故障，进行故障告警。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现基于多重判定的接入网设备脱网判定方法。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行基于多重判定的接入网设备脱网判定方法的计算机程序。
本发明提出的基于多重判定的接入网设备脱网判定方法及系统，可以通过多重因素对接入网设备脱网及网管系统网络情况进行判定，消除测试误差及网管侧网络影响，实现设备脱网故障的高实时性、低漏报率及低误报率判定。
附图说明
图1及图2示意性地示出了本发明实施方式可以在其中实施的应用场景。
图3是本发明一实施例的基于多重判定的接入网设备脱网判定方法流程图。
图4是本发明一实施例的基于多重判定的接入网设备脱网判定系统结构示意图。
图5是本发明一实施例的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
根据本发明的实施方式，提出了一种基于多重判定的接入网设备脱网判定方法及系统。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
首先参考图1及图2，其示出了本发明的实施方式可以在其中实施的应用场景。图1中所示的场景包括测试服务器110、接入网设备120及测试探针130，在图2所示的场景中，包括疑似脱网设备140、相邻参考设备150及出口路由器160。测试服务器110可以是网管系统，其通过测试网络(如图1中测量网络1、测试网络2)，利用测试探针130对接入网设备120进行测试，判断接入网设备120的接入状态。结合图2所示，经过测试，可以将连通状态为不连通的接入网设备120视为疑似脱网设备140，进一步利用相邻参考设备150以及出口路由器160的连接状态，判断疑似脱网设备140脱网或网络出现故障。
结合图1及图2所示的场景，下面结合图3所示，详细叙述本发明提出的基于多重判定的接入网设备脱网判定方法流程。
如图3所示，该方法包括：
步骤S101，利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行测试，得到测试状态为不连通的疑似脱网设备。
在一实施例中，本步骤可以利用多个测试网络，对被测设备进行测试，每个所述测试网络至少部署一台测试探针，所述测试探针支持ICMP协议及SNMP协议的连通性测试；测试探针利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行高速并行单包测试，如果任一测试探针返回的测试结果为连通，判定被测设备的测试状态为连通，并筛选出测试状态为不连通的被测设备。
举例而言，如图1的场景所示，利用两个测试网络进行测试，每个测试网络分别设置一个测试探针，每个探针都利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行高速并行单包测试，如果其中有至少一个探针的ICMP协议或SNMP协议的测试结果为连通，即可认为该被测设备为连通状态，并筛选出测试状态不连通的被测设备，即疑似脱网设备。
测试网络的数量及每个测试网络设置的测试探针的数量可以为一个或多个，越多则测试点也就越多，利用多个测试点可以消除单点的误差，提高测试准确性。
上述举例的过程为一轮测试的过程，在实际应用中，可以利用前述测试过程，将得到的疑似脱网设备再次进行测试，经过N轮反复测试，可以得到测试状态依旧为不连通的疑似脱网设备，其数量可能是多个，这样可以防止出现误报、漏报，提高测试准确性。
N轮测试可以使用多包变长测试间隔，例如从第二轮开始，相较前一轮测试完成后间隔“1秒、2秒、3秒、5秒、…”，这样可以消除网络抖动引起的瞬断毛刺影响。
步骤S102，根据所述疑似脱网设备，选择相应的参考设备，获取所述参考设备的连通状态。
在一实施例中，本步骤的具体过程为：
根据疑似脱网设备，选择与其相关的参考设备，例如，城域网通常采用“树状”或“环状+树状”的多层网络结构。城域网的出口是出口核心路由器，可以将出口路由器选为第一参考设备。
另外，还可以选择疑似脱网设备在拓扑上相邻的设备，作为第二参考设备。
根据实际情况，参考设备可以选择多个，例如，还可以选择与疑似脱网设备实际位置接近的设备，或者同一地区的设备，同一型号或不同型号的设备等，一并作为参考设备，参考设备的选择并不仅限于次。但是，选择参考设备的目的是利用该些参考设备的连通状态，结合前述步骤S101得到测试结果，判断疑似脱网设备的准确状态。
步骤S103，根据所述参考设备的连通状态，判定所述疑似脱网设备的连通状态；其中，如果参考设备的连通状态为连通，判定所述疑似脱网设备的连通状态为不连通；如果参考设备的连通状态为不连通，判定网络出现故障，进行故障告警。
在一具体实施例中，如果参考设备仅为一个，如果参考设备的状态为连通，判定疑似脱网设备为不连通，如果参考设备的状态也为不连通，则判定网络出现故障。
当所述参考设备的数量为两个以上时，如果其中至少一个参考设备的连通状态为连通，判定疑似脱网设备的连通状态为不连通；如果所有参考设备的连通状态为不连通，判定网络出现故障，进行故障告警。
进一步的，在得到判定结果后(即，判定疑似脱网设备为不连通或网络出现故障)，可以利用网元拓扑约束模型，对判定结果进行时间层关联和空间层关联，确定故障位置，并通过树状结构的网络拓扑可视化展示告警信息。
通常，参考设备为两个以上，这样可以提高判定结果的准确性。
举例而言，以两个参考设备为例，如表1所示：
表1接入网设备状态判定表
目标设备D状态 参考设备1状态 参考设备2状态 结论
不通 通 通 D不通
不通 通 不通 D不通
不通 不通 通 D不通
不通 不通 不通 疑似网管网络故障，需要人工干预.
经过上述过程，可以根据参考设备的连通状态，最终判断目标设备D(疑似脱网设备)的状态，从表中第2行-第4行可以看出，当参考设备1和/或参考设备2存在“通”时，即可将目标设备D的状态判定为“不通”。如果参考设备的连通状态全都为“不通”时，如表1中最后一行，则可能是网管系统出现网络故障，可以通过告警方式提醒运维人员，进行人工干预。
综上来看，前述基于多重判定的接入网设备脱网判定方法利用ICMP/SNMP测试，结合多线程和协程技术，通过缩小测试间隔，提高测试频率，可以兼顾实时性和防漏报的需求。该方法重点克服了误报的问题，在测试过程中，ICMP/SNMP双协议测试可以有效预防ICMP丢弃问题，也可以预防SNMP口令不对导致的误报；通过多点发起测试，可以减少因为测试探针网络问题引起的误报。结合网络拓扑，综合被测设备的上级和同层设备的连接状态，可以进一步消除测试点网络影响的可能性，提升准确性。
需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
为了对上述基于多重判定的接入网设备脱网判定方法进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。
以某一地区为例，该地区有大约10万个接入网设备，测试服务器通过2个测试网络进行测试，每个测试网络部署一台测试探针，测试探针可以支持ICMP/SNMP测试服务，可以支持数万目标的秒级测试。
测试服务器统一调用测试探针的测试服务发起测试，调用时指定待测试的设备信息(测试IP地址和测试口令)，并对探针的测试结果进行综合判定。
具体过程为：首先，使用“ICMP PING+SNMP”对全部被测设备进行第一轮单包测试，测试使用多线程/协程并行技术，可以提升测试性能，做到在2-3秒间隔，对10万设备进行一轮测试。同时使用多个测试点，可以以消除单点误差。如果任一测试探针返回的测试结果为通，则认为设备连通正常。如果测试探针返回的测试结果都为不通，则将其判定为疑似脱网设备D1。
对于第一轮测试不通的设备D1，再进行第二轮高速并行单包测试，得到第二轮测试仍然不通的设备D2。根据设置，可以重复N轮测试。N轮测试可以使用多包变长测试间隔，例如，N个包分别间隔“1秒、2秒、3秒、5秒、…”，最终，可以得到疑似脱网设备集合DN。
N轮测试仍然不通的设备,基本可以判定为脱网，但是是否确实由于设备脱网导致，还是网管网络自身原因，还要结合参考设备状态进行多因子判定。
结合图1及图2的应用场景，可以选择城域网的出口路由器作为参考设备1，选择疑似脱网设备所在拓扑上相邻的设备作为参考设备2。利用参考设备1及参考设备2的状态，综合判定疑似脱网设备的状态。
通常，出口路由器很少出现脱网故障，再结合相邻设备的状态，就可以判断是否由网管网络故障造成的影响，因此在多数情况下，结合参考设备的状态就可以确定目标设备是否确实出现脱网故障。
具体计算过程为：设定目标设备为D，“ICMP PING”测试状态为DSP，“SNMP”测试状态为DSS；测试状态为连通，值为1，不连通，值为0，“+”为逻辑或运算。
以两个测试探针为例，目标设备的测试状态分别为DSP1、DSS1、DSP2、DSS2。
经过步骤S101的过程，可以得到综合测试状态DS为：
DS＝DSP1+DSS1+DSP2+DSS2；
如果DS为0，则为疑似脱网设备，如果不为0，则为正常连通设备。
进一步的，经过步骤S102，选择DS为0的设备的参考设备RD1、RD2，其测试状态为RDS1、RDS2。
再结合步骤S103，如果RDS1+RDS2＝0，则为网络异常情况，通过告警通知运维人员，需要由人工干预、判断。如果RDS1+RDS2≠0，即为1或2，则可以判定目标设备D脱网，通知相应运维人员对该设备维护。结合前述表1中第4列的结论可知，如果参考设备中有状态为“通”时，则目标设备D脱网，如果参考设备的状态都为“不通”，则可能出现网管网络故障。
本发明提出的基于多重判定的接入网设备脱网判定方法可以利用ICMP PING主动测试，辅以SNMP协议测试，实现高效的一级过滤，同时结合多采集点测试，消除单点测试可能的误差影响，利用多轮测试，每轮变长测试间隔，消除网络抖动引起的瞬断毛刺影响，准确筛选出疑似脱网设备，进一步再结合相邻参考设备状态，进行辅助判定，消除网管侧网络影响，实现设备脱网故障的高实时性、低漏报率、低误报率。
基于同一发明构思，本发明还提出了一种基于多重判定的接入网设备脱网判定系统，如图4所示，该系统包括：
连通测试模块410，用于利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行测试，得到测试状态为不连通的疑似脱网设备；
参考设备状态获取模块420，用于根据所述疑似脱网设备，选择相应的参考设备，获取所述参考设备的连通状态；
判定模块430，用于根据所述参考设备的连通状态，判定所述疑似脱网设备的连通状态；其中，
如果参考设备的连通状态为连通，判定所述疑似脱网设备的连通状态为不连通；
如果参考设备的连通状态为不连通，判定网络出现故障，进行故障告警。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了基于多重判定的接入网设备脱网判定系统的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
基于前述发明构思，如图5所示，本发明还提出了一种计算机设备500，包括存储器510、处理器520及存储在存储器510上并可在处理器520上运行的计算机程序530，所述处理器520执行所述计算机程序530时实现前述基于多重判定的接入网设备脱网判定方法。
基于同一发明构思，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行前述基于多重判定的接入网设备脱网判定方法的计算机程序。
本发明提出的基于多重判定的接入网设备脱网判定方法及系统，可以通过多重因素对接入网设备脱网及网管系统网络情况进行判定，消除测试误差及网管侧网络影响，实现设备脱网故障的高实时性、低漏报率及低误报率判定。
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (10)

1.一种基于多重判定的接入网设备脱网判定方法，其特征在于，该方法包括：
利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行测试，得到测试状态为不连通的疑似脱网设备；
根据所述疑似脱网设备，选择相应的参考设备，获取所述参考设备的连通状态；
根据所述参考设备的连通状态，判定所述疑似脱网设备的连通状态；其中，
如果参考设备的连通状态为连通，判定所述疑似脱网设备的连通状态为不连通；
如果参考设备的连通状态为不连通，判定网络出现故障，进行故障告警。
2.根据权利要求1所述的基于多重判定的接入网设备脱网判定方法，其特征在于，利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行测试，得到测试状态为不连通的疑似脱网设备，包括：
利用多个测试网络对被测设备进行测试，每个所述测试网络至少部署一台测试探针，所述测试探针支持ICMP协议及SNMP协议的连通性测试。
3.根据权利要求2所述的基于多重判定的接入网设备脱网判定方法，其特征在于，利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行测试，得到测试状态为不连通的疑似脱网设备，包括：
利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行高速并行单包测试，如果任一测试探针返回的测试结果为连通，判定被测设备的测试状态为连通，并筛选出测试状态为不连通的被测设备；
将筛选出的测试状态为不连通的被测设备再次进行高速并行单包测试，经过N轮反复测试，得到N轮测试后的测试状态为不连通的疑似脱网设备。
4.根据权利要求3所述的基于多重判定的接入网设备脱网判定方法，其特征在于，在进行N轮的反复测试时，每轮的测试间隔逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的基于多重判定的接入网设备脱网判定方法，其特征在于，所述参考设备为城域网的出口路由器和/或与疑似脱网设备在拓扑上相邻的设备。
6.根据权利要求5所述的基于多重判定的接入网设备脱网判定方法，其特征在于，根据所述参考设备的连通状态，判定所述疑似脱网设备的连通状态，包括：
当所述参考设备的数量为两个以上时，如果其中至少一个参考设备的连通状态为连通，判定疑似脱网设备的连通状态为不连通；
如果所有参考设备的连通状态为不连通，判定网络出现故障，进行故障告警。
7.根据权利要求6所述的基于多重判定的接入网设备脱网判定方法，其特征在于，该方法还包括：
在得到判定结果之后，利用网元拓扑约束模型，对所述判定结果进行时间层关联和空间层关联，确定故障位置；
通过树状结构的网络拓扑可视化展示告警信息。
8.一种基于多重判定的接入网设备脱网判定系统，其特征在于，该系统包括：
连通测试模块，用于利用ICMP协议及SNMP协议对海量被测设备进行测试，得到测试状态为不连通的疑似脱网设备；
参考设备状态获取模块，用于根据所述疑似脱网设备，选择相应的参考设备，获取所述参考设备的连通状态；
判定模块，用于根据所述参考设备的连通状态，判定所述疑似脱网设备的连通状态；其中，
如果参考设备的连通状态为连通，判定所述疑似脱网设备的连通状态为不连通；
如果参考设备的连通状态为不连通，判定网络出现故障，进行故障告警。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至7任一所述方法的计算机程序。
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