CN116545961B - 一种网络交换机集群智能检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种网络交换机集群智能检测方法及系统，其中，所述系统包括智能模块、接口单元、存储单元和显示单元，目标交换设备通过接口单元与智能模块通信连接，智能模块分别与存储单元和显示单元通信连接。本发明能极大的降低故障排查时间，降低运维人员技术壁垒，降低人员成本。

Description

一种网络交换机集群智能检测方法及系统

技术领域

本发明涉及交换机检测技术领域，具体地说是一种网络交换机集群智能检测方法及系统。

背景技术

随着网络的发展，大型企业网，数据中心的交换设备越来越多，随之设备故障频繁出现，运维成本也急剧增大。

故障复杂多变，现行检测设备功能单一，对专业人员的技术要求越来越高，维护困难，导致检测成本，人员的成本增加。

一些数据中心运行着上万台交换机，其中一台或多台出现故障，无法第一时间定位故障设备，或故障类型，急需一种智能化的检测装置和方法来提高检测手段，能够精确定位故障交换设备和故障的类型。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种网络交换机集群智能检测方法及系统，能极大的降低故障排查时间，降低运维人员技术壁垒，降低人员成本。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种网络交换机集群智能检测方法，将网络交换机集群智能检测系统与网络交换机集群置入同一个网络中，并由网络交换机集群智能检测系统对网络交换机集群进行智能检测，具体步骤为：

S1）智能模块通过接口单元向目标交换设备发送检测指令；

S2）收到检测指令的目标交换设备根据指令向智能模块发送反馈信息，所述反馈信息为包含有该目标交换设备设备运行状态实时数据的数据信息；

S3）当智能模块未接收到目标交换设备的反馈信息时，智能模块执行步骤S4），当智能模块接收到目标交换设备的反馈信息时，智能模块执行步骤S5）：

S4）启动循环发送单元并由循环发送单元向未发送反馈信息的目标交换设备发送指令，并由逻辑计数器对循环发送单元向单一未发送反馈信息的目标交换设备发送指令的次数进行计数，当循环发送单元向单一未发送反馈信息的目标交换设备连续发送了3次指令后仍未收到该目标交换设备的反馈信息，则将该目标交换设备定义为永久丢失并将该目标交换设备的硬件设备编号发送至显示单元，显示单元则将该目标交换设备的硬件设备编号和报警信息进行显示，同时逻辑计数器对与该目标交换设备相关的计数进行清零；

S5）智能模块根据数据异常特征模型对接收到的反馈信息进行特征识别，并判断出反馈信息中目标交换设备设备运行状态实时数据是否存在异常，当目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常时，则由智能模块向目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常的目标交换设备发送重启指令，该目标交换设备接收到重启指令后开始重启并返回重启确认信息，当智能模块收到重启确认信息时，延时30s后向该目标交换设备发送检测指令，然后智能模块对接收到的反馈信息进行再次判断，当再次接收到的反馈信息中目标交换设备设备运行状态实时数据不存在异常时，则标记该目标交换设备故障消除，反之，则依据数据异常特征模型对目标交换设备设备运行状态实时数据依旧存在异常的目标交换设备进行标记，并将目标交换设备设备运行状态实时数据依旧存在异常的目标交换设备的硬件编号和故障标识通过显示单元显示。

上述网络交换机集群智能检测方法，检测指令为内含有检测程序的指令，检测程序为步进程序；当目标交换设备接收到检测指令后，在目标交换设备上运行检测程序，检测程序采集目标交换设备相关数据并打包，然后由目标交换设备形成反馈信息并发送至智能模块。在目标交换设备执行检测指令，以获取目标交换设备的设备运行状态信息。为了保证检测程序在目标交换设备的顺利运行，避免因为安全设置导致的检测程序被禁止运行的情况出现，在检测程序内置有连接交换设备时使用的认证凭证，该认证凭证内含目标交换设备的用户名和主机名（这个主机名和用户名在目标交换设备上是可以统一设置的）。在目标交换设备上运行检测程序时，检测程序执行脚本命令，远程获取目标交换设备相应的设备运行状态信息，检测程序对获取的设备运行状态信息进行数据加工处理后，形成设备运行状态信息实时数据，并由目标交换设备反馈给智能模块进行数据判断。

上述网络交换机集群智能检测方法，反馈信息中还包含有目标交换设备的标识符。

上述网络交换机集群智能检测方法，在步骤S4）中，当显示单元则将该目标交换设备的硬件设备编号和报警信息进行显示时，显示单元还显示出该目标交换设备处于待确认状态。

上述网络交换机集群智能检测方法，智能模块在对网络交换机集群进行智能检测的同时对数据异常特征模型进行训练并将训练后产生的新的数据异常特征模型进行存储。

上述网络交换机集群智能检测方法，在步骤S5）中，当目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常时，智能模块先从目标交换设备设备运行状态实时数据中获取目标交换设备的硬件编号，然后调取预存在存储单元的重启指令，并根据硬件编号向对应的目标交换设备发送重启指令。

上述网络交换机集群智能检测方法，在步骤S5）中，在目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常的目标交换设备重启后的目标交换设备设备运行状态实时数据依旧存在异常时，智能模块依据数据异常特征模型对目标交换设备设备运行状态实时数据进行分析，当目标交换设备的异常类型为硬件异常时，则对该目标交换设备进行标记，并将该目标交换设备的硬件编号和故障标识通过显示单元显示，当目标交换设备的异常类型为软件异常时，则由智能模块向该目标交换设备发送软件升级/修复指令，当该目标交换设备完成软件升级/修复并向智能模块返回软件升级/修复完成信息后，智能模块则向该目标交换设备重新发送检测指令，并对该目标交换设备反馈的反馈信息中的目标交换设备设备运行状态实时数据进行分析，如果目标交换设备设备运行状态实时数据正常，则将该目标交换设备标记为该目标交换设备故障消除，反之，则对该目标交换设备进行标记，并将该目标交换设备的硬件编号和故障标识通过显示单元显示。

一种利用上述网络交换机集群智能检测方法对网络交换机集群智能检测的系统，包括：

智能模块，用于为网络交换机集群智能检测系统提供算力和控制；智能模块包括AI芯片；

接口单元，用于数据的接收和发送；

存储单元，用于存储数据信息；存储单元内预存有数据异常特征模型和历史数据；

显示单元，用于显示输出的信息；

目标交换设备通过接口单元与智能模块通信连接，智能模块分别与存储单元和显示单元通信连接。

上述网络交换机集群智能检测系统，存储单元内还预存有异常状态解决方案。

上述网络交换机集群智能检测系统，历史数据为包含有硬件标识符的固定格式的历史数据。其中，固定格式的历史数据为可编辑数据，可以随着交换设备的增减进行实时更改，以便智能模块根据目标交换设备设备运行状态实时数据对目标交换设备硬件标识符与历史数据进行对比，以便对目标交换设备进行定位。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

本发明可以精准的确定被测的交换设备中测试有异常故障的被测设备，以及智能的划分测试异常的被测设备的异常类型及相对于的解决方案，指导运维或测试人员快速的定位设备和解决产品故障；大大提高运维检测效率，节省人力成本。

附图说明

图1为本发明中网络交换机集群智能检测系统的工作原理图；

图2为本发明中网络交换机集群智能检测的流程图。

具体实施方式

下面结合示例，针对本发明进行进一步说明。

如图1所示，本发明中网络交换机集群智能检测系统，包括智能模块、接口单元、存储单元和显示单元，目标交换设备通过接口单元与智能模块通信连接，智能模块分别与存储单元和显示单元通信连接。其中，智能模块用于为网络交换机集群智能检测系统提供算力和控制；智能模块包括AI芯片，接口单元用于数据的接收和发送，存储单元用于存储数据信息，且存储单元内预存有数据异常特征模型和历史数据，显示单元用于显示输出的信息；

为了便于维护人员在显示单元上看到故障信息之后能够较快地消除故障，还在存储单元内还预存有异常状态解决方案，并在显示单元显示故障信息时显示出相应的异常状态解决方案。而使用包含有硬件标识符的固定格式的历史数据作为本发明中的历史数据，有利于对具有数量较多的网络交换机集群中的交换机进行定位，有利于维护人员在较短的时间内确认出现故障的交换机。

利用本发明中的网络交换机集群智能检测系统对网络交换机集群中的交换机进行检测时，先将网络交换机集群智能检测系统与网络交换机集群置入同一个网络中，然后由网络交换机集群智能检测系统对网络交换机集群进行智能检测，如图2所示，具体步骤为：

S1）智能模块通过接口单元向目标交换设备发送检测指令，检测指令为内含有检测程序的指令，检测程序为步进程序；当目标交换设备接收到检测指令后，在目标交换设备上运行检测程序，检测程序采集目标交换设备相关数据并打包，然后由目标交换设备形成反馈信息并发送至智能模块；

S2）收到检测指令的目标交换设备根据指令向智能模块发送反馈信息，所述反馈信息为包含有该目标交换设备设备运行状态实时数据和目标交换设备的标识符的数据信息；

S3）当智能模块未接收到目标交换设备的反馈信息时，智能模块执行步骤S4），当智能模块接收到目标交换设备的反馈信息时，智能模块执行步骤S5）：

S4）启动循环发送单元并由循环发送单元向未发送反馈信息的目标交换设备发送指令，并由逻辑计数器对循环发送单元向单一未发送反馈信息的目标交换设备发送指令的次数进行计数，当循环发送单元向单一未发送反馈信息的目标交换设备连续发送了3次指令后仍未收到该目标交换设备的反馈信息，则将该目标交换设备定义为永久丢失并将该目标交换设备的硬件设备编号发送至显示单元，显示单元则将该目标交换设备的硬件设备编号和报警信息进行显示，同时逻辑计数器对与该目标交换设备相关的计数进行清零；

S5）智能模块根据数据异常特征模型对接收到的反馈信息进行特征识别，并判断出反馈信息中目标交换设备设备运行状态实时数据是否存在异常，当目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常时，则由智能模块向目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常的目标交换设备发送重启指令，该目标交换设备接收到重启指令后开始重启并返回重启确认信息，当智能模块收到重启确认信息时，延时30s后向该目标交换设备发送检测指令，然后智能模块对接收到的反馈信息进行再次判断，当再次接收到的反馈信息中目标交换设备设备运行状态实时数据不存在异常时，则标记该目标交换设备故障消除，反之，则依据数据异常特征模型对目标交换设备设备运行状态实时数据依旧存在异常的目标交换设备进行标记，并将目标交换设备设备运行状态实时数据依旧存在异常的目标交换设备的硬件编号和故障标识通过显示单元显示。

在步骤S4）中，当显示单元则将该目标交换设备的硬件设备编号和报警信息进行显示时，显示单元还显示出该目标交换设备处于待确认状态。

在步骤S5）中，当目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常时，智能模块先从目标交换设备设备运行状态实时数据中获取目标交换设备的硬件编号，然后调取预存在存储单元的重启指令，并根据硬件编号向对应的目标交换设备发送重启指令。在目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常的目标交换设备重启后的目标交换设备设备运行状态实时数据依旧存在异常时，智能模块依据数据异常特征模型对目标交换设备设备运行状态实时数据进行分析，当目标交换设备的异常类型为硬件异常时，则对该目标交换设备进行标记，并将该目标交换设备的硬件编号和故障标识通过显示单元显示，当目标交换设备的异常类型为软件异常时，则由智能模块向该目标交换设备发送软件升级/修复指令，当该目标交换设备完成软件升级/修复并向智能模块返回软件升级/修复完成信息后，智能模块则向该目标交换设备重新发送检测指令，并对该目标交换设备反馈的反馈信息中的目标交换设备设备运行状态实时数据进行分析，如果目标交换设备设备运行状态实时数据正常，则将该目标交换设备标记为该目标交换设备故障消除，反之，则对该目标交换设备进行标记，并将该目标交换设备的硬件编号和故障标识通过显示单元显示。其中，当目标交换设备接收到软件升级/修复指令，先对软件进行修复，再对软件进行升级，以免软件版本未更新导致的软件升级失败且受损软件也未能得到修复的情况出现。

当将网络交换机集群智能检测系统与网络交换机集群接入同一网络并通电开机时，智能模块控制接口单元处于运行状态，并控制接口单元访问所连接的所有目标交换设备，然后智能模块通过接口单元向所有目标交换设备发送检测指令。

在网络交换机集群智能检测系统对目标交换设备进行检测时，可将检测环节分为两个阶段，第一个阶段为反馈信息接收情况分析，第二阶段为反馈信息分析与处理。

在第一个阶段，当向连续发送多次检测指令后仍未获得目标交换设备的反馈信息时，可将未发送反馈信息的目标交换设备的异常归为第一类异常类型，出现第一类异常类型的目标交换设备通常处于死机状态，出现此类故障的原因有电源故障、断网或电缆问题等，需要维护人员更换电源或重启、检测网线或更换线缆等方式排除故障。当出现第一类异常类型的目标交换设备数量较多时，智能模块可以通过调取预存在存储单元内的历史数据与接收到的反馈信息进行分析比对，确定出出现第一类异常类型的目标交换设备的标识符，然后由显示单元则将该目标交换设备的硬件设备编号和报警信息进行显示。

进行完第一阶段后，智能模块调取预存在存储单元的数据异常特征模型对接收到的反馈信息进行分析及特征识别，以判断出反馈信息中标交换设备设备运行状态实时数据是否存在异常，如有异常，可将此类异常定义为第二类异常类型，出现此类异常的目标交换设备处于非死机状态，再将此类异常进行细分，可分为硬件异常和软件异常，其中，硬件异常包括内存故障（内存被占满或内存损坏）、CPU/ASIC故障（CPU/ASIC温度过高）、硬盘故障（硬盘数据分区被填满datefull或硬盘损坏）、风扇故障（风扇转速过高、过低或风扇损坏）以及模块故障（检测不到扩展模块）等，软件异常包括：系统软件版本不一致、系统异常重启、软件异常中断以及配置文件丢失等。为了便于进行智能化处理，可将硬件异常在历史数据中标识为字段01，而将软件异常在历史数据中标识为字段02，在对反馈信息进行处理时，在被识别为硬件异常的反馈信息中添加标识字段01，在被识别为软件异常的反馈信息中添加标识字段02。

对于具有大量目标交换设备的网络交换机集群而言，在有较多数量的目标交换设备出现第二类异常类型的异常时，需要智能模块利用目标交换设备的标识符对目标交换设备进行定位。假设出现第二类异常类型的异常的目标交换设备的标识符为特定字符X，智能模块调取预存在存储单元内的重启指令Y并将其与特定字符X进行合并，形成新的具有指向性的重启指令XY，然后由智能模块发送新的指向性重启指令XY至相应的目标交换设备，同时对该目标交换设备进行标记，已表明该目标交换设备已重启，以避免智能模块对重启后的该目标交换设备进行检测时重复发送重启指令。

在目标交换设备重启成功后，目标交换设备与网络交换机集群智能检测系统重新处于同一网络内，智能模块会对目标交换设备再次进行检测，并对目标交换设备发送的反馈信息进行再次分析，如果目标交换设备依然存在故障，则当故障为硬件异常时，依据历史数据，自动调出与硬件异常相对应的一种或多种解决方法，将带硬件标识和硬件异常状态解决方案的结果，通过智能模块传输至显示单元，并将该目标交换设备的状态设为处于警告被确认状态。这时维护人员对此硬件故障进行手动解决，更换相应的故障模块，重新开启交换设备，点击屏幕故障警告确认，当智能模块检测到故障警告被确认，重新发送检测指令，开始对该目标交换设备进行检测。

当故障为软件异常时，智能模块依据反馈信息获取该目标交换设备的硬件标识符，假设该目标交换设备的硬件标识符为特定字符X，然后调取预存在存储单元内的软件升级指令Z并将其与特定字符X合并，形成新的具有指向性的软件升级指令XZ，然后由智能模块发送新的软件升级指令XZ至相应的目标交换设备，以对存在软件异常的目标交换设备进行软件升级，升级完成之后返回完成确认信息，智能模块检测到这个完成确认信息，重新发送指检测指令，重新对该目标交换设备进行检测，如果都通过，标记此故障已解决，反之，则智能模块依据存储在历史数据，自动调出一种或多种解决方法，将带硬件标识和软件异常状态解决方案的结果，通过智能模块传输至显示单元，并将该目标交换设备的状态设为处于警告被确认状态。这时维护人员对此软件故障进行手动解决，重新开启交换设备，点击屏幕故障警告确认，智能模块重新发送检测指令，开始对该目标交换设备进行检测。

将本发明中网络交换机集群智能检测系统置入网络交换机集群中时，网络交换机集群智能检测系统可以对网络交换机集群中的交换设备进行智能检测，并可以对部分故障进行自动排查和解决，同时还可以对出现故障的交换设备进行定位和提供故障解决方案。

同时在智能模块的算力支持下，网络交换机集群智能检测系统可以利用对网络交换机集群检测过程中所获得的数据对内置的数据异常模型进行训练，并可以将训练后产生的新的数据异常特征模型进行存储，同时还可以实现历史数据的更新。

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专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种网络交换机集群智能检测方法，其特征在于，将网络交换机集群智能检测系统与网络交换机集群置入同一个网络中，并由网络交换机集群智能检测系统对网络交换机集群进行智能检测，具体步骤为：

S1）智能模块通过接口单元向目标交换设备发送检测指令；

S2）收到检测指令的目标交换设备根据指令向智能模块发送反馈信息，所述反馈信息为包含有该目标交换设备设备运行状态实时数据的数据信息；

S3）当智能模块未接收到目标交换设备的反馈信息时，智能模块执行步骤S4），当智能模块接收到目标交换设备的反馈信息时，智能模块执行步骤S5）：

S4）启动循环发送单元并由循环发送单元向未发送反馈信息的目标交换设备发送指令，并由逻辑计数器对循环发送单元向单一未发送反馈信息的目标交换设备发送指令的次数进行计数，当循环发送单元向单一未发送反馈信息的目标交换设备连续发送了3次指令后仍未收到该目标交换设备的反馈信息，则将该目标交换设备定义为永久丢失并将该目标交换设备的硬件设备编号发送至显示单元，显示单元则将该目标交换设备的硬件设备编号和报警信息进行显示，同时逻辑计数器对与该目标交换设备相关的计数进行清零；

S5）智能模块根据数据异常特征模型对接收到的反馈信息进行特征识别，并判断出反馈信息中目标交换设备设备运行状态实时数据是否存在异常，当目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常时，则由智能模块向目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常的目标交换设备发送重启指令，该目标交换设备接收到重启指令后开始重启并返回重启确认信息，当智能模块收到重启确认信息时，延时30s后向该目标交换设备发送检测指令，然后智能模块对接收到的反馈信息进行再次判断，当再次接收到的反馈信息中目标交换设备设备运行状态实时数据不存在异常时，则标记该目标交换设备故障消除，反之，则依据数据异常特征模型对目标交换设备设备运行状态实时数据依旧存在异常的目标交换设备进行标记，并将目标交换设备设备运行状态实时数据依旧存在异常的目标交换设备的硬件编号和故障标识通过显示单元显示。

2.根据权利要求1所述的网络交换机集群智能检测方法，其特征在于，检测指令为内含有检测程序的指令，检测程序为步进程序；当目标交换设备接收到检测指令后，在目标交换设备上运行检测程序，检测程序采集目标交换设备相关数据并打包，然后由目标交换设备形成反馈信息并发送至智能模块。

3.根据权利要求1所述的网络交换机集群智能检测方法，其特征在于，反馈信息中还包含有目标交换设备的标识符。

4.根据权利要求1所述的网络交换机集群智能检测方法，其特征在于，在步骤S4）中，当显示单元将该目标交换设备的硬件设备编号和报警信息进行显示时，显示单元还显示出该目标交换设备处于待确认状态。

5.根据权利要求1所述的网络交换机集群智能检测方法，其特征在于，智能模块在对网络交换机集群进行智能检测的同时对数据异常特征模型进行训练并将训练后产生的新的数据异常特征模型进行存储。

6.根据权利要求1所述的网络交换机集群智能检测方法，其特征在于，在步骤S5）中，当目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常时，智能模块先从目标交换设备设备运行状态实时数据中获取目标交换设备的硬件编号，然后调取预存在存储单元的重启指令，并根据硬件编号向对应的目标交换设备发送重启指令。

7.根据权利要求1～6任一所述的网络交换机集群智能检测方法，其特征在于，在步骤S5）中，在目标交换设备设备运行状态实时数据存在异常的目标交换设备重启后的目标交换设备设备运行状态实时数据依旧存在异常时，智能模块依据数据异常特征模型对目标交换设备设备运行状态实时数据进行分析，当目标交换设备的异常类型为硬件异常时，则对该目标交换设备进行标记，并将该目标交换设备的硬件编号和故障标识通过显示单元显示，当目标交换设备的异常类型为软件异常时，则由智能模块向该目标交换设备发送软件升级/修复指令，当该目标交换设备完成软件升级/修复并向智能模块返回软件升级/修复完成信息后，智能模块则向该目标交换设备重新发送检测指令，并对该目标交换设备反馈的反馈信息中的目标交换设备设备运行状态实时数据进行分析，如果目标交换设备设备运行状态实时数据正常，则将该目标交换设备标记为该目标交换设备故障消除，反之，则对该目标交换设备进行标记，并将该目标交换设备的硬件编号和故障标识通过显示单元显示。

8.一种利用权利要求1所述的网络交换机集群智能检测方法的网络交换机集群智能检测系统，其特征在于，包括：

智能模块，用于为网络交换机集群智能检测系统提供算力和控制；智能模块包括AI芯片；

接口单元，用于数据的接收和发送；

存储单元，用于存储数据信息；存储单元内预存有数据异常特征模型和历史数据；

显示单元，用于显示输出的信息；

目标交换设备通过接口单元与智能模块通信连接，智能模块分别与存储单元和显示单元通信连接。

9.根据权利要求8所述的网络交换机集群智能检测系统，其特征在于，存储单元内还预存有异常状态解决方案。

10.根据权利要求8所述的网络交换机集群智能检测系统，其特征在于，历史数据为包含有硬件标识符的固定格式的历史数据。