CN115834442A - 一种国家电网信息网络流量数据的预测装置及预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种国家电网信息网络流量数据的预测装置及预测方法，涉及流量预测技术领域，目的在于提供一种改善网络状况、减少数据发送频次、降低通讯开销的国家电网信息网络流量数据的预测装置及预测方法，方法技术要点包括下游节点对网络流量进行统计，并向上游节点传递最近的N个历史数据；上游节点根据历史数据对流量进行调节，并对历史数据进行存储；一个周期后，上游节点计算该周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值；下游节点停止传送历史数据，上游节点根据计算出的平均值对网络流量进行调节，技术效果是在监测方法的基础上，实现对未来网络拥挤状况的预测，并根据预测值，对网络流量进行调节，减少数据发送频次，降低通讯开销。

Description

一种国家电网信息网络流量数据的预测装置及预测方法

技术领域

本发明涉及流量预测技术领域，具体为一种国家电网信息网络流量数据的预测装置及预测方法。

背景技术

在网络通信中，数据流从一个位置到另一个位置通常存在多条可能的传输路径，因此，节点可以将数据流分配至多条可能的路径中，以提高网络资源的利用率。

为避免个别路径拥塞，而其他路径空闲的情况，节点需要对各路径乃至链路的流量进行调节；下游节点会统计自身链路的网络状态信息，然后将网络状态信息传递至上游节点，上游节点根据网络实际状态，对各节点链路的流量进行调节。

可以发现，现有技术无法对各节点网络状态进行预测，只能对其进行监测，监测方式是：每个节点把该节点对应的链路的拥塞信息压缩成一个链路温度值，每个节点每次只传递最近一次统计值，这样做的缺点是不能体现温度的变化趋势，不利上游节点决策；现有技术的另一种流量监测方式是节点每次向上游传递N个历史数据，虽然这样做可以改善调节的效果，但是同时增加通讯开销。也就是说统计周期和传递的信息量之间存在矛盾，统计周期越大，那么设定时长内传递的信息量就越大，对上游节点调节有利，但是通讯开销变大；相反，统计周期越小，通讯开销就变小，但是每次传输的信息量就变少，不利于上游节点调节。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种改善网络状况、减少数据发送频次、降低通讯开销的国家电网信息网络流量数据的预测装置及预测方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种国家电网信息网络流量数据的预测方法，包括以下步骤：

S1、下游节点对网络流量进行统计，并向上游节点传递最近的N个历史数据；

S2、上游节点根据历史数据对流量进行调节，并对历史数据进行存储；

S3、一个周期后，上游节点计算该周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值；

S4、下游节点停止传送历史数据，上游节点根据计算出的平均值对网络流量进行调节。

优选地，在S4中，下游节点继续保存最近的N个历史数据，且下游节点还用于对网络状态进行监测，当网络状态出现异常时，下游节点重复步骤S-步骤S。

优选地，当上游节点根据N个历史数据调节网络流量时，上游节点对之前存储的历史数据进行删除。

优选地，在S1中，下游节点同时向上游节点和显示终端传递最近的N个历史数据，使用者通过查看历史数据对当前网络拥挤状况进行把控，并预测需要使用的流量值，根据需求向管理者发送调节流量的请求。

一种国家电网信息网络流量数据的预测装置，应用于上述一种国家电网信息网络流量数据的预测方法，包括上游节点和多个下游节点，所述下游节点用于对其自身网络流量进行统计，并向所述上游节点发送统计数值；

所述上游节点用于接收下游节点的统计数值，所述统计数值包括最近的N个历史数据，所述上游节点还用于计算多组历史数据的平均值，并根据统计数值或平均值调节网络流量。

优选地，所述下游节点包括输出单元、流量报告生成器和数据库，上游节点包括接收单元、存储单元和运算单元；

所述流量报告生成器用于生成流量数据报告，所述输出单元用于向上游节点输送流量数据报告，所述数据库用于存储最近的N个历史数据，所述显示终端用于显示历史数据和当前分配流量数值；所述接收单元用于接收输出单元发送的流量数据报告，所述存储单元用于存储一个周期内的多组历史数据，所述运算单元用于计算周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值。

优选地，所述下游节点外部设有接收流量数据报告的显示终端，所述显示终端包括至少一个显示屏、显示单元和触发单元；

所述显示屏上设有显示区，所述显示单元控制数据库中的历史数据和当前分配流量值在显示区显现；所述触发单元接收触发信号并控制显示单元开启。

优选地，所述下游节点还包括发送单元和触发阈值，当流量数据报告中网络拥挤值超过触发阈值，所述发送单元控制所述输出单元向所述上游节点输送流量数据报告。

优选地，所述上游节点外部还设有预警设备，所述预警设备包括预警单元和警报器，当流量数据报告显示网络异常且网络拥挤值超过网络拥挤阈值时，所述预警单元开启警报器，提醒工作人员网络异常。

与现有技术相比，本发明提供了一种国家电网信息网络流量数据的预测装置及预测方法，具备以下有益效果：

1、在监测方法的基础上，对一个周期内的多组历史数据进行存储，并计算出该周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值，将平均值作为本发明中未来网络拥挤状况的预测值，并根据该预测值，对网络流量进行调节，可以发现，本发明方法的使用，既可以改善网络状况，又无需一直对上游节点发送历史数据，降低通讯开销。

2、利用下游节点对网络状态进行监测，当网络状态出现异常时，重新计算周期内的平均值，提高对网络状态的调节效果。

3、通过上游节点中的存储单元存储一个周期内的多组历史数据，利用运算单元计算周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值，当平均值确定后，下游节点输出单元停止向上游节点输送流量数据报告，上游节点根据平均值，对后期的网络流量进行调节。

附图说明

图1为本发明装置中上游节点与下游节点之间的流量传输示意图；

图2为本发明中一种国家电网信息网络流量数据的预测装置的结构示意图；

图3为本发明中另一种国家电网信息网络流量数据的预测装置的结构示意图。

图中：100、上游节点；101、接收单元；102、存储单元；103、运算单元；200、下游节点；201、输出单元；202、流量报告生成器；203、数据库；204、发送单元；300、显示终端；301、显示屏；3011、显示区；302、显示单元；303、触发单元；400、预警设备；401、预警单元；402、警报器。

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。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。

一种国家电网信息网络流量数据的预测方法，包括以下步骤：

S1、下游节点200对网络流量进行统计，并向上游节点100传递最近的N个历史数据；

S2、上游节点100根据历史数据对流量进行调节，并对历史数据进行存储；

S3、一个周期后，上游节点100计算该周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值；

S4、下游节点200停止传送历史数据，上游节点100根据计算出的平均值对网络流量进行调节。

需要说明的是，本发明中的历史数据主要包括网络拥挤值，通过数值表示网络的拥挤和空闲状况。

本发明中，在监测方法的基础上，对一个周期内的多组历史数据进行存储，并计算出该周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值，将平均值作为本发明中未来网络拥挤状况的预测值，并根据该预测值，对网络流量进行调节，可以发现，本发明方法的使用，既可以改善网络状况，又无需一直对上游节点100发送历史数据，降低通讯开销。

需要解释的是，本发明的N个历史数据可以是一天内的多组数据，也可以时一周内的多组数据，如确定N个历史数据在一个星期内产生，N为7，则本组历史数据对应的是一个星期中每天流量拥挤状况。

一般地，在常态下，本周流量数据和历史流量数据不会产生太大差别，因此可统计一个周期内的多组流量数据中每个历史数据的平均值，如一个周期为三个星期，三个星期产生三组历史数据，将三个星期中，历史当天数据进行累积平均，则得到每天的平均值，根据每天的平均值，预测下一周每天的网络拥挤情况，对下一周每天的流量进行调控，则能在不监测当天数值的情况下，实现流量调控。

同理可得，在同一天下，监测多个时间段的历史数据，再确定N天为一个周期，则同样可以计算出N天内，多个时间段中每个时间点的平均值，并将平均值作为预测值，对流量进行调节。

进一步地，在S4中，下游节点200继续保存最近的N个历史数据，且下游节点200还用于对网络状态进行监测，当网络状态出现异常时，下游节点200重复步骤S1-步骤S4。

当然，在实际使用过程中，也会存在意外情况，如该下游节点200使用人数增加过多，或需要大流量来进行网上操作，那么，会导致网络拥挤，网络状态异常，因此，本发明中，利用下游节点200对网络状态进行监测，当网络状态出现异常时，重新计算周期内的平均值，可以提高对网络状态的调节效果。

需要说明的是，为了保证平均值的准确性，当下游节点200再次对向上游节点100传递最近的N个历史数据时，可去掉最高和最低值，再计算均值。

如当网络异常时，下游节点200开始向上游节点100发送数据，此时，发送的历史数据是异常状态之前的信息，若该异常情况只是个例，后续数据趋向于之前计算的平均值，可排出该异常情况，进行计算；若该异常情况发生后，后续数据趋向于异常数据，则需要将异常状态前的历史数据进行排除，才能计算出更加符合现实情况的平均值，从而提高网络流量调节的效果。

进一步地，当上游节点100根据N个历史数据调节网络流量时，上游节点100对之前存储的历史数据进行删除。

由于重新计算平均值，因此，可限制当上游节点100根据N个历史数据调节网络流量时，上游节点100对之前存储的历史数据进行删除，从而减少历史数据的存储，降低存储设备的损耗，延长其使用寿命。

实施例2

在S1中，下游节点200同时向上游节点100和显示终端300传递最近的N个历史数据，使用者通过查看历史数据对当前网络拥挤状况进行把控，并预测需要使用的流量值，根据需求向管理者发送调节流量的请求。

可以发现，在本发明方法中，下游节点200可以与显示终端300无线连接，流量使用者可直观感受网络拥挤状况，一般地，网络空闲时，网络使用流畅，使用者不会发出调节流量的请求；但在使用者需要使用大量流量，并确定当前网络状况无法实现时，可提前发送请求，从而保证网络使用顺畅。

需要说明的是，网络状况与显示终端300的连接，是现有技术可以做到的，网络流量调控也是可以实现的，基于此，使用者根据网络现状发送网络流量调节的请求，是能够实施的。该方法，提供了另一种对网络流量调节的条件，在该方法中，通过人工合理提前预测需要的流量，保证网络使用时顺畅。

实施例3

参考图1至图3，一种国家电网信息网络流量数据的预测装置，应用于上述一种国家电网信息网络流量数据的预测方法，包括上游节点100和多个下游节点200，下游节点200用于对其自身网络流量进行统计，并向上游节点100发送统计数值；

上游节点100用于接收下游节点200的统计数值，统计数值包括最近的N个历史数据，上游节点100还用于计算多组历史数据的平均值，并根据统计数值或平均值调节网络流量。

进一步地，下游节点200包括输出单元201、流量报告生成器202和数据库203，上游节点100包括接收单元101、存储单元102和运算单元103；

流量报告生成器202用于生成流量数据报告，输出单元201用于向上游节点100输送流量数据报告，数据库203用于存储最近的N个历史数据；接收单元101用于接收输出单元201发送的流量数据报告，存储单元102用于存储一个周期内的多组历史数据，运算单元103用于计算周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值。

需要说明的是，下游节点200一般包括网络提供设备路由器或交换机，其与第三个设备流量报告生成器202配合使用，流量报告生成器202是用来生成流量数据报告的结构，当路由器或交换机上的详细流量数据被流量报告生成器202检测到后，便可将数据传递给数据库203，同时，调取N个历史数据，并通过输出单元201向上游节点100的接收单元101传递，上游节点100根据接收到的流量数据报告，对网络流量进行调节。

流量报告生成器202涉及到基于Netflow流量监测技术，是现有流量监测技术的一种。

当然，上游节点100中的存储单元102可存储一个周期内的多组历史数据，运算单元103可计算周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值，当平均值确定后，下游节点200的输出单元201可停止向上游节点100输送流量数据报告，上游节点100根据平均值，对后期的网络流量进行调节。

可以发现，本发明装置的使用，对应上述方法，既可以改善网络状况，又无需一直对上游节点100发送历史数据，降低通讯开销。

作为本发明的一个优选实施例，本发明中的流量数据报告还可以发送给显示终端300，显示终端300用于显示历史数据和当前分配流量数值，因此，流量使用者可以自行查看当前网络拥挤数据，从而知道拥挤状况，当使用者需要增大流量需求，可人工向管理者发送请求，从而保证网络通畅。

进一步地，下游节点200外部设有接收流量数据报告的显示终端300，显示终端300包括至少一个显示屏301、显示单元302和触发单元303；

显示屏301上设有显示区3011，显示单元302控制数据库203中的历史数据和当前分配流量值在显示区3011显现；触发单元303接收触发信号并控制显示单元302开启。

需要说明的是，显示终端300的主要作用并不是用来显示流量数据报告，正常情况下，是流量使用者用来工作的设备，因此，为了便于流量使用者对流量数据报告进行查看，本实施例中，设置了触发单元303，触发单元303通过接收触发信号来开启显示单元302。

需要说明的是，触发信号可以为但不限于：

在显示区3011的预设区进行操作，例如在显示屏301上设置某个特定区域，如显示屏301的右上角，当触发单元303检测到显示屏301的右上角有操作时，则判断检测到触发信号；

或，在显示区3011进行预设动作的操作，例如某个具体动作，鼠标或手指在显示屏301的滑动轨迹为字母“Z”或“L”，当触发单元303检测到显示屏301的滑动轨迹为字母“Z”或“L”时，则判断检测到触发信号。

进一步地，下游节点200还包括发送单元204和触发阈值，当流量数据报告中网络拥挤值超过触发阈值，发送单元204控制输出单元201向上游节点100输送流量数据报告。

可以发现，在本实施例中，进一步设置了发送单元204和触发阈值，当流量报告生成器202生成流量报告后，将其与触发阈值进行比较，如果生成数据超出触发阈值，比如，生成数据小于触发阈值，则表面网络空闲，此时，发送单元204控制输出单元201向上游节点100输送流量数据报告；当生成数据大于触发阈值，则表面网络拥挤，为了保证网络使用效果，发送单元204依然控制输出单元201向上游节点100输送流量数据报告，上游节点100根据最新的流量数据报告，对网络流量进行调控，防止网络空闲或拥挤。

需要说明的是，网络正常使用下，网络拥挤值并不会超出触发阈值过多，但是，实际使用过程中，通过网络实施不法行为，从而占用大量流量，基于此，本发明提供了另一优选实施例：

进一步地，上游节点100外部还设有预警设备400，预警设备400包括预警单元401、网络拥挤阈值和警报器402，当流量数据报告显示网络异常且网络拥挤值超过网络拥挤阈值时，预警单元401开启警报器402，提醒工作人员网络异常。

在上游节点100设置预警设备400，预警设备400中设置相应的预警单元401、网络拥挤阈值和警报器402，当网络状况异常，且拥挤情况高于网络拥挤阈值，则触发预警单元401，预警单元401开启自动开启警报器402发出警报，提醒工作人员网络异常。

需要说明的是，警报器402提醒的网络异常，可能是存在不法行为，如网络挖矿，在本发明中，预警设备400在上游节点100安装，确保当工作人员察觉网络异常时，下游节点200人员不会得到异常信息，从而帮助工作人员快速找到不法行为所在地，提高网络安全。

工作原理，装置使用时，流量报告生成器202生成流量数据报告，当路由器或交换机上的详细流量数据被流量报告生成器202检测到后，便可将数据传递给数据库203，同时，调取N个历史数据，通过输出单元201向上游节点100的接收单元101传递，上游节点100根据接收到的流量数据报告，对网络流量进行调节；

并且，上游节点100中的存储单元102将一个周期内的多组历史数据存储，并利用运算单元103计算周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值，当平均值确定后，下游节点200的输出单元201停止向上游节点100输送流量数据报告，上游节点100根据平均值，对后期的网络流量进行调节，即可。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种国家电网信息网络流量数据的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、下游节点（200）对网络流量进行统计，并向上游节点（100）传递最近的N个历史数据；

S2、上游节点（100）根据历史数据对流量进行调节，并对历史数据进行存储；

S3、一个周期后，上游节点（100）计算该周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值；

S4、下游节点（200）停止传送历史数据，上游节点（100）根据计算出的平均值对网络流量进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种国家电网信息网络流量数据的预测方法，其特征在于：在S4中，下游节点（200）继续保存最近的N个历史数据，且下游节点（200）还用于对网络状态进行监测，当网络状态出现异常时，下游节点（200）重复步骤S1-步骤S4。

3.根据权利要求2所述的一种国家电网信息网络流量数据的预测方法，其特征在于：当上游节点（100）根据N个历史数据调节网络流量时，上游节点（100）对之前存储的历史数据进行删除。

4.根据权利要求3所述的一种国家电网信息网络流量数据的预测方法，其特征在于：在S1中，下游节点（200）同时向上游节点（100）和显示终端（300）传递最近的N个历史数据，使用者通过查看历史数据对当前网络拥挤状况进行把控，并预测需要使用的流量值，根据需求向管理者发送调节流量的请求。

5.一种国家电网信息网络流量数据的预测装置，应用于权利要求4所述的一种国家电网信息网络流量数据的预测方法，其特征在于，包括上游节点（100）和多个下游节点（200），所述下游节点（200）用于对其自身网络流量进行统计，并向所述上游节点（100）发送统计数值；

所述上游节点（100）用于接收下游节点（200）的统计数值，所述统计数值包括最近的N个历史数据，所述上游节点（100）还用于计算多组历史数据的平均值，并根据统计数值或平均值调节网络流量。

6.根据权利要求5所述的一种国家电网信息网络流量数据的预测装置，其特征在于：所述下游节点（200）包括输出单元（201）、流量报告生成器（202）和数据库（203），上游节点（100）包括接收单元（101）、存储单元（102）和运算单元（103）；

所述流量报告生成器（202）用于生成流量数据报告，所述输出单元（201）用于向上游节点（100）输送流量数据报告，所述数据库（203）用于存储最近的N个历史数据，所述显示终端（300）用于显示历史数据和当前分配流量数值；所述接收单元（101）用于接收输出单元（201）发送的流量数据报告，所述存储单元（102）用于存储一个周期内的多组历史数据，所述运算单元（103）用于计算周期内多组历史数据中每个历史数据的平均值。

7.根据权利要求6所述的一种国家电网信息网络流量数据的预测装置，其特征在于：所述下游节点（200）外部设有接收流量数据报告的显示终端（300），所述显示终端（300）包括至少一个显示屏（301）、显示单元（302）和触发单元（303）；

所述显示屏（301）上设有显示区（3011），所述显示单元（302）控制数据库（203）中的历史数据和当前分配流量值在显示区（3011）显现；所述触发单元（303）接收触发信号并控制显示单元（302）开启。

8.根据权利要求7所述的一种国家电网信息网络流量数据的预测装置，其特征在于：所述下游节点（200）还包括发送单元（204）和触发阈值，当流量数据报告中网络拥挤值超过触发阈值，所述发送单元（204）控制所述输出单元（201）向所述上游节点（100）输送流量数据报告。

9.根据权利要求8所述的一种国家电网信息网络流量数据的预测装置，其特征在于：所述上游节点（100）外部还设有预警设备（400），所述预警设备（400）包括预警单元（401）和警报器（402），当流量数据报告显示网络异常且网络拥挤值超过网络拥挤阈值时，所述预警单元（401）开启警报器（402），提醒工作人员网络异常。

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