CN115834420A - 一种5g专网网络质量sla指标监测的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种5G专网网络质量SLA指标监测的方法及装置，其中，该方法包括：在特定CPE侧及UPF侧部桩，定期监测5G专网最大带宽；通过ICMP对UPF隧道本端地址进行诊断，该诊断结果作为5G专网ToB业务可用性监测的重要指标；通过本地业务探针对5G专网时延/抖动、5G专网最大带宽、5G专网ToB业务可用性和5G专网流量镜像进行探测；通过远程采集来自运营商5G网络集中网管的告警及性能数据。该方法及装置通过运营商5G网络集中网管的告警分析、探针和爬虫等多种技术的综合应用，实现网络质量SLA指标准确度量并监控，从而做到异常提前预警，保障5G专网的安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及5G专网领域，尤其是一种5G专网网络质量SLA指标监测的方法及装置。
背景技术
5G是工业数字化的重要技术，通过在千行百业引入5G专网，将极大地提升行业数字化的水平。5G技术第一次将切片技术引入移动通信网络，通过切片将网络分成不同的逻辑网络，从而可以用一个物理的网承载各行各业的不同SLA的网络需求，这些不同的虚拟网络即构成当前5G专网。
5G专网的出现对传统的监控体系带来了巨大的挑战，监控指标不再是一套标准化和集中化的指标，而是需要深入到切片虚拟网络内进行针对性的度量和监测。传统一系列的监控手段，如网元北向数据、DPI深度包检测和探针技术，都面临无法适配5G专网的局面。传统的监控手段存在的典型问题如下：
(1)传统移动通信网采用DPI深度包检测技术实现对业务质量的感知；而5G专网的特点是UPF下沉，数据不出园区，导致DPI深度包检测技术面临无法部署的困境。
(2)传统网络业务都在一个大网(Internet)中，可以方便的部署探针，探针网络中的节点数据传送质量；而5G专网采用切片技术，网络被逻辑划分为多个不同的专网，它们之间不互通，导致探针部署模式已无法实施。
(3)传统网络终端(UE)即是业务发起点，又是移动网络能够监测感知的设备点；而5G专网大量应用CPE客户驻地设备，业务发起点在CPE之下，导致移动网络无法绕过CPE感知实际业务发起点的质量。
(4)传统末端探针方案，如家庭宽带，CPE由运营商投资采购管控，可以一致化的应用探针技术采集宽带质量；而5G专网CPE多由行业客户建设，制式五花八门，导致传统方案已无法部署。
发明内容
为了解决当前5G专网的质量监控管理体系尚未有效建立，尤其体现在网络质量关键指标(SLA)难以数字量化，难以度量质量变化情况的问题，本发明提供一种5G专网网络质量SLA指标监测的方法及装置，通过运营商5G网络集中网管(OSS)的告警分析、探针和爬虫等多种技术的综合应用，实现网络质量SLA指标准确度量并监控，从而做到异常提前预警，保障5G专网的安全生产。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
在本发明一实施例中，提出了一种5G专网网络质量SLA指标监测的方法，该方法包括：
在特定CPE侧及UPF侧部桩，定期监测5G专网最大带宽；
通过ICMP对UPF隧道本端地址进行诊断，该诊断结果作为5G专网ToB业务可用性监测的重要指标；
通过本地业务探针对5G专网时延/抖动、5G专网最大带宽、5G专网ToB业务可用性和5G专网流量镜像进行探测；
通过远程采集来自运营商5G网络集中网管的告警及性能数据。
进一步地，在特定CPE侧及UPF侧部桩，通过企业网侧部署的云化嵌入式硬件，采用云端协同方式，定期监测5G专网最大带宽并上报云端。
进一步地，通过云化嵌入式硬件的GRE的诊断与隧道解封能力，采用云端协同方式，实现GRE参数的下发和异常诊断。
进一步地，5G专网ToB业务可用性采用关键告警关联和通过ICMP对UPF隧道本端地址诊断进行联合监测。
进一步地，关键告警关联，包括：
依据专家经验，挑选出影响业务的关键告警，当5G政企系统收到相应告警时，则判定出现核心网或基站中断；
收集并整理基站侧的关键告警及传输的关键告警，形成关键告警与ToB业务故障的关联。
在本发明一实施例中，还提出了一种5G专网网络质量SLA指标监测的装置，该装置包括：
本地采集模块，用于在特定CPE侧及UPF侧部桩，定期监测5G专网最大带宽；通过ICMP对UPF隧道本端地址进行诊断，该诊断结果作为5G专网ToB业务可用性监测的重要指标；通过本地业务探针对5G专网时延/抖动、5G专网最大带宽、5G专网ToB业务可用性和5G专网流量镜像进行探测；
远程采集模块，用于通过远程采集来自运营商5G网络集中网管的告警及性能数据。
进一步地，通过在特定CPE侧及UPF侧部桩，通过企业网侧部署的云化嵌入式硬件，采用云端协同方式，定期监测5G专网最大带宽并上报云端。
进一步地，通过云化嵌入式硬件的GRE的诊断与隧道解封能力，采用云端协同方式，实现GRE参数的下发和异常诊断。
进一步地，5G专网ToB业务可用性采用关键告警关联和通过ICMP对UPF隧道本端地址诊断进行联合监测。
进一步地，关键告警关联，包括：
依据专家经验，挑选出影响业务的关键告警，当5G政企系统收到相应告警时，则判定出现核心网或基站中断；
收集并整理基站侧的关键告警及传输的关键告警，形成关键告警与ToB业务故障的关联。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机节点，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，处理器执行计算机程序时实现前述5G专网网络质量SLA指标监测的。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行5G专网网络质量SLA指标监测的的计算机程序。
有益效果：
1、本发明从实用性出发，采用了关键告警关联+UPF隧道地址诊断的联合监测方案，具备首创性和独创性。
2、本发明采用云化嵌入式硬件及Speedtest等多种测速手段，实现5G专网测试的便捷性、准确性和友好性，方便一线人员快速且低门槛的实现指标采集。
3、本发明在传统探针技术上，综合应用标准的协议采集及适配的爬虫技术，实现了对5G专网各类场景的全覆盖和低成本实现。
附图说明
图1是本发明5G专网网络质量SLA指标监测的方法流程示意图；
图2是本发明应用的云化嵌入式硬件的拓扑图；
图3是本发明一实施例的SINR指标和RSRP指标监测示意图；
图4是本发明5G专网网络质量SLA指标监测的装置结构示意图；
图5是本发明计算机节点结构示意图。
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装置、装置、节点、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5G专网网络质量SLA指标监测的方法及装置，从5G专网技术特点出发，充分吸收传统监控手段的基础上，创新应用多种技术，兼顾实施便利性和成本可控性，形成一套完整实用的方案，可以有效解决对5G专网网络质量SLA指标度量和监测。
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。
图1是本发明5G专网网络质量SLA指标监测的方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：
5G专网网络质量SLA指标监测，提供下表1的多种方式组合，以满足不同项目、不同行业和不同场景的需求。
表1
1、本地业务探针：
(1)5G专网时延/抖动探测：通过在园区网中Ping对CPE网关(5G的无线终端接入设备)和UPF(5G网络用户面功能)进行持续监测，获取ping包的RTT(往返时间)时间，根据RTT时间计算平均时延和抖动范围。
(2)5G专网最大带宽探测：通过在特定CPE侧及UPF侧部桩，定期监控5G专网最大带宽。具体如下：
监控5G专网最大带宽需要在5G网络端到端两侧打桩，本发明创新应用云化嵌入式硬件即图2中的云化嵌入式测速盒，部署于企业网侧，如图2所示，通过插接一个4G物联网卡，实现网络的连通，在公有云中部署相应的功能实体，实现云端的协同，以上述云化方式实现主要操作的简单化、智能化及5G专网最大带宽的便捷上传。
CPE侧提供以下三种操作方式：
方式一，现场收集测速验收：使用ToB手机自带浏览器，访问测速盒地址；
方式二，CPE+笔记本：笔记本有线接入客户CPE，通过笔记本浏览器访问测速盒地址；
方式三，一体化5G探针：配套一体化探针设备，通过测速盒云端发起测速。
UPF侧提供以下三种操作方式：
方式一，上游站：1.测速盒接入上游站SPN客户专线对应光口；2.测速盒配套一根CAT-6类线叠加SPF+自适应万兆电模块；
方式二，客户内网：接入客户(企业)内网交换机，直接电口连接；
方式三，客户侧配线盒：通过光电转换接入测速盒。
测速手段依据客户需求，提供如下表2的四种：
表2
同时，为实现云化嵌入式硬件可以直接对应5GUPF(FW)，云化嵌入式硬件设计了GRE(GenericRoutingEncapsulation,通用路由封装)的诊断与隧道解封能力，通过云端协同的方式，实现GRE参数的下发和异常诊断。
具体诊断过程与逻辑如下：
(a)诊断本地连接：对互联地址进行ping测，如果可达，则提示互联地址连接成功；
(b)诊断GRE连接：对GRE隧道内层地址进行ping测，如果可达，则提示GRE隧道建立成功；如果不可达，则侦听对端GRE的keepalive消息；
部分指令代码如下：
ipaa172.16.1.25/30deveth0
ipra172.17.1.26/32via172.16.1.26
……
.
iplinksetgre5gup
ipaddressadd172.18.1.25/30peer172.18.1.25/30dev gre5g
ipra10.1.6.0/24via172.18.1.25
(3)5G专网ToB业务可用性探测：通过ICMP对UPF隧道本端地址进行诊断，该诊断结果作为判断5G专网ToB业务可用性的重要指标。具体如下：
5G专网的ToB业务可用性是网络最重要的指标,本发明设计了5G专网的ToB业务可用性监测方法，明确什么条件可认为专网业务全阻，什么条件可认为专网业务部分受影响，出现质量劣化。
核心网和基站构成5G专网ToB业务的最关键要素，可认为核心网不可用判定为业务全阻，单基站不可用判定为业务受到部分影响，出现质量劣化。
核心网/基站不可用，设计通过以下途径来采集信息：
(a)关键告警关联
依据专家经验，挑选出影响业务的关键告警，当5G政企系统收到相应告警时，则判定出现核心网或基站中断。
如：华为UPF根据下表3的告警可判断为出现UPF到企业网关的链路中断，业务全阻，故障原因可能是企业侧问题。
表3
收集并整理基站侧的关键告警及传输的关键告警，形成关键告警与ToB业务故障的关联。
(b)通过ICMP对UPF隧道本端地址进行诊断。
(4)5G专网流量镜像：通过配置园区网交换机的端口流量镜像，实现5G专网流量的DPI分析。
2、远程采集：
通过运营商网管能力开放接口采集来自运营商5G网络集中网管(OSS)告警及性能数据。
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5G专网网络质量SLA指标监测的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。
实施例：
比如，在某制造企业使用5G赋能AGV(自动导航小车)，为确保稳定有效的网络服务，该项目中使用了多种办法对SLA进行监测和评估。
(1)通过在现场部署云化嵌入式硬件，实现即时的最大带宽监测，即CPE侧提供的操作方式一：现场手机测速验收。
5G测速服务开始，采集到RTT时延18.3ms，抖动2.15ms，下载速度509Mbps，上传速度56.2Mbps。
(2)SLA监测，如图3所示，包括SINR指标和RSRP指标。
基于同一发明构思，本发明还提出一种5G专网网络质量SLA指标监测的装置。该装置的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图4是本发明5G专网网络质量SLA指标监测的装置结构示意图。如图4所示，该装置是一套下沉式的装置，部署于园区UPF(5G网络用户面功能)近旁，包括：
本地采集模块101，通过本地业务探针对5G专网时延/抖动、5G专网最大带宽、5G专网ToB业务可用性和5G专网流量镜像进行探测；
通过在特定CPE侧及UPF侧部桩，通过企业网侧部署的云化嵌入式硬件，采用云端协同方式，定期监测5G专网最大带宽并上报云端；
通过云化嵌入式硬件的GRE的诊断与隧道解封能力，采用云端协同方式，实现GRE参数的下发和异常诊断；
5G专网ToB业务可用性采用关键告警关联和通过ICMP对UPF隧道本端地址诊断进行联合监测，其中键告警关联，包括：
依据专家经验，挑选出影响业务的关键告警，当5G政企系统收到相应告警时，则判定出现核心网或基站中断；
收集并整理基站侧的关键告警及传输的关键告警，形成关键告警与ToB业务故障的关联。
远程采集模块102，用于通过远程采集来自运营商5G网络集中网管的告警及性能数据。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了5G专网网络质量SLA指标监测的装置的若干模块，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，本发明还提出一种计算机节点200，包括存储器210、处理器220及存储在存储器210上并可在处理器220上运行的计算机程序230，处理器220执行计算机程序230时实现前述5G专网网络质量SLA指标监测的方法。
基于前述发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行前述5G专网网络质量SLA指标监测的的计算机程序。
本发明提出的5G专网网络质量SLA指标监测的方法及装置，具备如下优点：
1.创新网络可靠性监测理论与方法
ToB业务可用性是重要的SLA指标，但传统OSS监控体系，并没有针对性的模型设计。本发明从实用性出发，采用了关键告警关联+UPF隧道本端地址诊断的联合监测方案，具备首创性和独创性。
2.云化敏捷的带宽测速方法应用
采用云化嵌入式硬件及Speedtest等多种技术，实现专网测试的便捷性、准确性和友好性，方便一线人员快速和低门槛的实现指标采集。
3.多种技术混用的无线质量监测方法
传统无线质量探针，采用硬探针成本高，采用软探针适配难。本发明在传统探针技术上，综合应用标准的协议采集及适配的爬虫技术，实现了对5G专网各类场景的全覆盖和低成本实现。
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含的各种修改和等同布置。
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 (12)
1.一种5G专网网络质量SLA指标监测的方法，其特征在于，该方法包括：
在特定CPE侧及UPF侧部桩，定期监测5G专网最大带宽；
通过ICMP对UPF隧道本端地址进行诊断，该诊断结果作为5G专网ToB业务可用性监测的重要指标；
通过本地业务探针对5G专网时延/抖动、5G专网最大带宽、5G专网ToB业务可用性和5G专网流量镜像进行探测；
通过远程采集来自运营商5G网络集中网管的告警及性能数据。
2.根据权利要求1所述的5G专网网络质量SLA指标监测的方法，其特征在于，在特定CPE侧及UPF侧部桩，通过企业网侧部署的云化嵌入式硬件，采用云端协同方式，定期监测5G专网最大带宽并上报云端。
3.根据权利要求2所述的5G专网网络质量SLA指标监测的方法，其特征在于，通过云化嵌入式硬件的GRE的诊断与隧道解封能力，采用云端协同方式，实现GRE参数的下发和异常诊断。
4.根据权利要求1所述的5G专网网络质量SLA指标监测的方法，其特征在于，所述5G专网ToB业务可用性采用关键告警关联和通过ICMP对UPF隧道本端地址诊断进行联合监测。
5.根据权利要求4所述的5G专网网络质量SLA指标监测的方法，其特征在于，所述关键告警关联，包括：
依据专家经验，挑选出影响业务的关键告警，当5G政企系统收到相应告警时，则判定出现核心网或基站中断；
收集并整理基站侧的关键告警及传输的关键告警，形成关键告警与ToB业务故障的关联。
6.一种5G专网网络质量SLA指标监测的装置，其特征在于，该装置包括：
本地采集模块，用于在特定CPE侧及UPF侧部桩，定期监测5G专网最大带宽；通过ICMP对UPF隧道本端地址进行诊断，该诊断结果作为5G专网ToB业务可用性监测的重要指标；通过本地业务探针对5G专网时延/抖动、5G专网最大带宽、5G专网ToB业务可用性和5G专网流量镜像进行探测；
远程采集模块，用于通过远程采集来自运营商5G网络集中网管的告警及性能数据。
7.根据权利要求6所述的5G专网网络质量SLA指标监测的装置，其特征在于，通过在特定CPE侧及UPF侧部桩，通过企业网侧部署的云化嵌入式硬件，采用云端协同方式，定期监测5G专网最大带宽并上报云端。
8.根据权利要求7所述的5G专网网络质量SLA指标监测的装置，其特征在于，通过云化嵌入式硬件的GRE的诊断与隧道解封能力，采用云端协同方式，实现GRE参数的下发和异常诊断。
9.根据权利要求6所述的5G专网网络质量SLA指标监测的装置，其特征在于，所述5G专网ToB业务可用性采用关键告警关联和通过ICMP对UPF隧道本端地址诊断进行联合监测。
10.根据权利要求9所述的5G专网网络质量SLA指标监测的装置，其特征在于，所述关键告警关联，包括：
依据专家经验，挑选出影响业务的关键告警，当5G政企系统收到相应告警时，则判定出现核心网或基站中断；
收集并整理基站侧的关键告警及传输的关键告警，形成关键告警与ToB业务故障的关联。
11.一种计算机节点，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1-5任一项所述方法。
12.一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1-5任一项所述方法的计算机程序。
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