CN1536788B - 日志保留系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种日志保留系统，由初始化模块、内存控制器、内存区、日志产生模块、写日志模块、日志提取模块和后台统计模块构成。其工作机理是这样的：所述的初始化模块通过所述的内存控制器将所述的内存区初始化，分出不受操作系统掌管的日志存储区，该日志存储区还包括了由非易失性存储器或快闪存储器构成的非易失存储区；所述的日志产生模块产生所需的具体日志，所述的写日志模块将生成的日志写入所述的日志存储区，所述的日志提取模块从所述的日志存储区将所述的写日志模块写入的日志提取后，送至所述的后台统计模块进行分类统计。该系统通过日志来定位故障，增进了设备的可测试性及可维护性。

Description

日志保留系统和方法

技术领域

本发明涉及系统监视和维护技术领域，具体来说是涉及一种日志保留系统和方法。

背景技术

在网络、通信业中，为保证系统的正常运行，对基础设施进行监测和维护显得相当重要，特别是一些通信的基础设施如无线基站等，一旦配置后，就不再对其进行操作，只能通过告警系统和日志系统来进行监测。告警监测主要检测设施的工作状况，出现异常时，则发出警示，告警监测一般不提供出现异常的原因；日志系统主要记录系统运行中的各种状态、事件、软硬件方面的异常以及环境方面的特定信息等，通过提取和查询日志，能及时了解系统的工作状态，以及系统的连续运行情况。如果设施在运行中出现异常，通过分析日志就能够知道故障原因，这大大方便了设施的维护。

但是，现有的日志存储只是开辟了系统内存的一段进行存储，由于内存全部被操作系统掌管，每次系统重启后，操作系统重新初始化内存，并重新开辟日志存储区，因此，重启后前一次记录的日志内容全部丢失，而重启之前所发生的事件对于维护具有非常重要的意义，现有的日志存储方式无法达到很好的监测效果，更无法分析系统的重启原因。

具体来讲，现有日志存储系统主要有以下缺点：每次系统重启后前一次日志内容丢失，无法对系统进行维护，更无法监测到系统的复位原因。

技术内容

针对上述情形，本发明提出了一种可以解决系统重启后日志内容丢失问题的日志保留系统和方法。

本发明的解决方案为：一种日志保留系统，其包含内存控制器和与之相连的内存区，该系统还包括，

初始化模块，用于从所述内存区中分出不受操作系统掌管的日志存储区；

写日志模块，用于日志的写入；

日志提取模块，用于日志的提取；

所述的初始化模块通过所述的内存控制器将所述的内存区分出不受操作系统掌管的日志存储区，所述的写日志模块在收到写入命令后，将日志写入该日志存储区，所述的日志提取模块在收到提取命令后，将写入该日志存储区的日志取出。

其中，所述的初始化模块还可用于对所述的日志存储区进行初始化。

该系统还包括用于产生日志的日志产生模块，该日志产生模块产生日志后，通过所述的写日志模块，将日志写入到所述的日志存储区。

该系统还进一步包括用于日志统计的后台统计模块，该后台统计模块与所述的日志提取模块相连，该日志提取模块从所述的日志存储区取出日志，送至后台统计模块进行统计。

所述的日志存储区还包括非易失存储区。

所述的非易失存储区具体由非易失性存储器或快闪存储器构成。

所述的日志产生模块具体包含有并列设置的系统时间和运行时间的日志产生子模块、特征信息的日志产生子模块、复位原因的日志产生子模块、无线口接收发送功率监视和无线链路自动监视结果的日志产生子模块、系统运行环境和系统资源的自动监视结果的日志产生子模块、时钟质量自动监视结果的日志产生子模块、通信线路传输性能和线路告警监视结果的日志产生子模块、二层接口和高层接口的报文监视结果的日志产生子模块中的一个或多个。

本发明还提出了一种日志保留方法，该方法通过内存控制器和与之相连的内存区进行日志保留，其中，该方法包括以下步骤：

a、通过内存控制器从所述内存区中分出不受操作系统掌管的日志存储区；

b、操作系统将日志写入该日志存储区中进行保留；

c、操作系统将保留好的日志从该日志存储区取出，并将该日志上报输出。

所述的步骤a中的日志存储区具体包括物理地址固定的控制区和按照控制区的描述存放日志的内容区。

所述的步骤b中还包括：写入时对日志增加日志校验字，以便于系统启动初始化时对日志存储区进行校验；

所述的步骤c中还包括：取出时对日志去除日志校验字。

由于本发明的初始化模块通过内存控制器将内存区分出了不受操作系统掌管的日志存储区来存储日志，这样，在系统重启后操作系统无法对日志存储区操作，因此可保证日志不丢失。并且，由于日志存储区还包括非易失存储区，即使系统突然掉电，日志也可保存到非易失存储区内。通过本发明提供的后台统计模块对日志进行统计，通过后台统计模块查看统计结果就能知道系统运行情况及具体设施有无异常，这样，就达到了对整个系统的监测，能及时针对出现异常的原因进行相应地维护，并且，由于本发明在正常或异常复位情况下，均保证了日志的不丢失，因此，任何时候均可通过后台统计模块查看系统近一段的运行情况。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例断电情况下的日志保留原理图；

图3是本发明实施例的日志产生模块的无线口接收发送功率监视和无线链路自动监视结果的日志产生子模块中的无线口功率自动监控日志生成原理图；

图4是本发明实施例的日志产生模块的时钟质量自动监视结果的日志产生子模块中的时钟锁相算法原理图。

具体实施方式

图1为本发明实施例的结构示意图，如图所示，本发明实施例具体由初始化模块、内存控制器、内存区、日志产生模块、写日志模块、日志提取模块和后台统计模块构成。

所述的初始化模块通过所述的内存控制器将所述的内存区初始化，分出不受操作系统掌管的日志存储区，该日志存储区还包括了由非易失性存储器或快闪存储器构成的非易失存储区；所述的日志产生模块产生所需的具体日志，所述的写日志模块将生成的日志写入所述的日志存储区，所述的日志提取模块从所述的日志存储区将所述的写日志模块写入的日志提取后，送至所述的后台统计模块，该后台统计模块使用相关程序将日志文件按类型进行分类，并将其转换为图表文件和供信息系统使用的特殊格式文件，通过图表或其它信息系统，可直观了解基站系统长时间运行情况，并可进行针对性地维护。

日志存储区是这样开辟的：在程序中，通过内存控制器将16Mbytes的内存区分为10Mbytes和6Mbytes的两段，前一段10Mbytes作常规内存使用，后一段6Mbytes不受操作系统掌管，用作保存日志的日志存储区。假设每条工作日志的大小为200字节，这样共可以容纳大约3万条日志记录。假如系统每5分钟记录一条工作日志，那么这段空间足可以连续记录100天的日志。

设定日志存储区包括控制区和内容区两部分，控制区的物理地址固定，内容区按照控制区的描述存放日志。

控制区包含以下字段：1、日志的起始和结束物理地址；2、每条日志的长度；3、日志的条数；4、日志控制区的CRC校验和；5、日志控制区ID：通过ID判断是否日志控制区；6、当前的时间信息；7、系统运行时间信息；8、保留字段：为了信息扩充的需要，控制区中留有特定长度保留区间，存放FF字符。为了保证控制区的正确，控制区保留了备份。如果重新启动时，发现控制区和备份区校验错误，则重新初始化相关的字段，以避免错误。

日志内容区包含若干条日志，日志逐条按先后顺序排列。每条日志包含两个字段：1、日志内容；2、日志内容的校验和。

如果日志的校验错误，则认为相关的日志记录出错。

以上的措施可保证在非断电复位情况下，日志不会丢失。

为了避免断电再上电后日志丢失，可设置非易失存储区来解决之，即采用非易失性存储器(NVRAM，None-Volatile Random AccessMemory)作为保存日志的非易失存储区。通过内存控制器设置NVRAM访问地址处于不被操作系统管理的内存空间，以避免起动时操作系统自动初始化NVRAM。由于NVRAM采用自带电池供电，每次系统掉电后内容不会丢失。

如图2为本发明实施例断电情况下的日志保留原理图，如图所示，设定在每次出现掉电告警后，将日志存储区的最近若干条日志和内存区中的重要信息保存到NVRAM。掉电告警出现后，二次电源内储能器件(电容和电感)保存电量可供处理器稳定工作0.1～0.5秒左右，这段时间足够用来将内存中的重要信息和最近的若干条日志保存到NVRAM。这里的NVRAM还可以是快闪存储器(FLASH)。

综上所述，由于本发明实施例的日志存储区不受操作系统的掌管，可以保证在非断电复位情况下，日志不会丢失；即使突然断电，通过二次电源内储能器件(电容和电感)保存电量，可将所述的日志存储区内的日志保存到上述的非易失存储区，由于非易失性存储器或快闪存储器采用自带电池供电，其内的日志也不会因断电而丢失。

这样，本发明实施例在非断电及断电情况下，均能很好地保留日志，这为系统维护提供了便利。

下面以通信方面日志保留的具体实施例来详细描述本发明实施例，其中主要的不同之处主要体现在日志产生模块上。

实施例1

系统复位后，记录时间的变量被清0，因此复位之后记录的系统时间与复位前将出现不连续现象，造成日志中上报的时间不准确。同时记录系统从上次复位起运行时间的变量也被清0，这样就不能准确知道系统在两次复位之间到底运行了多长时间。

为了解决这个问题，对于系统时间和运行时间的保留是这样的：

系统起动时，首先初始化模块通过内存控制器将内存区分出上述不受操作系统掌管的日志存储区，该日志存储区还包含了由非易失性存储器或快闪存储器构成的非易失存储区。

其次日志产生模块定时获取系统时间和运行时间并增加校验ID和CRC校验和，如果校验正确，则采用保存的系统时间调用系统函数设置当前系统时间。每次复位后，上报一条关于系统时间和运行时间的日志，同时将本次运行时间记录清0。

再通过写日志模块保存到日志存储区。启动时日志提取模块获取日志存储区保存的系统时间和运行时间，并进行校验，校验通过后设置保存的时间为当前系统时间，并通过写日志模块将复位前系统正常运行的时间保存到日志存储区，并将其清零；同时，日志提取模块并将提取的日志送至后台统计模块。

这里，对于基站的运行时间，每秒由写日志模块保存到非易失性存储器或快闪存储器内，就可实现断电后仍然保留上电运行时间。这样就保证了系统时间和运行时间的准确性，从而能够准确记录生产加工完成后的基站上电工作时间、工程安装后的上电工作时间信息。

实施例2

为了方便系统的测试和维护，基站每次复位起动后将必要的信息上报到日志，以便通过日志收集相关的信息。

这些特征信息的保留是这样的：

同实施例1，首先由初始化模块开辟出不受操作系统掌管的日志存储区，日志产生模块产生各特征信息的日志，这些特征信息具体有：基站的整机条形码信息、各个单板的条形码信息、以及相关序列号信息；基站类型；基站的印刷电路板(PCB)版本、逻辑版本、引导程序版本、主机软件版本；基站的安装环境；基站的运行环境；基站控制器建链配置信息。写日志模块将上述的日志产生模块产生的各日志写入日志存储区，最后通过日志提取模块将这些日志提取并送至后台统计模块。通过查看后台统计模块统计的日志，便可知道系统的各特征信息。

实施例3

复位原因的保留：

复位原因一般分为正常复位和异常复位两种，正常复位又分为上电复位、硬件按钮复位和维护台复位；异常复位分为电压波动复位、硬件异常复位、访问非法地址复位和看门狗复位。硬件复位中的上电复位和硬件按钮复位是正常复位，电压波动或硬件异常造成的处理器突然复位为异常复位；软件原因引起的异常复位，可以分为保护复位和看门狗复位。

同样，初始化模块开辟出日志存储区；日志产生模块利用处理器提供的复位原因寄存器RSR对系统复位原因进行监测，产生复位原因代码，通过写日志模块写入日志存储区；日志提取模块将这些日志提取后送至后台统计模块。通过查看后台统计模块的日志统计结果，即可知道系统的复位原因，然后对其进行针对性的维护。

实施例4

无线口接收发送功率监视和无线链路自动监视采样结果的保留：

基站在运行时无法测量机顶功率，因为断开天线将引起业务中断。需要测量无线口发送功率时，一般要到零点后测量(因为通常认为零点时用户数较少、对用户使用的影响小)，并需要到现场操作，还必须使用专用仪器，仪器携带和操作麻烦。

因此可采用日志监测方式进行，图3为本发明实施例的日志产生模块的无线口接收发送功率监视和无线链路自动监视结果的日志产生子模块中的无线口功率自动监控日志生成原理图，如图所示，基站内功放输出直接和模数转换电路连接，而天馈输出的检测使用馈线和射频采样电路同样也和模数转换电路连接，其输出的模拟电压通过模数转换电路转换后，经处理器得到模拟电压和无线口的实际输出功率后写入初始化开辟的日志存储区。

通过日志提取模块将日志从日志存储区中提取，并送至后台统计模块，通过查看后台统计模块的日志，可以及时发现无线口输出功率的异常变化及基站是否处于异常工作状态，并以此对系统进行维护。

实施例5

系统运行环境和系统资源的自动监视采样结果的保留：

初始化模块开辟出日志存储区后，日志产生模块对系统资源自动监视，并产生相关的日志。以温度为例，以下详细说明其相关日志产生情况。首先，站点开始运行后，检测其环境温度，并转化成相关日志，将监测到的温度数值作为“参考温度”；系统运行中，每隔5分钟检测当前的温度，将该温度与“参考温度”做比较，如果当前温度比“参考温度”高10度或10度以上，将新的温度刷新为“参考温度”，并产生日志；如果5分钟检测时发现当前温度比“参考温度”低10度或10度以上，则将当前温度刷新为“参考温度”，产生日志；写日志模块将生成的日志写入日志存储区；日志提取模块将这些日志提取后送至后台统计模块。通过查看后台统计模块的日志统计结果，即可知道系统中各基站的运行温度和温度变化趋势等情况。

实施例6

时钟质量自动监视采样结果的保留如下：

初始化模块开辟出日志存储区后，日志产生模块对时钟质量自动监视并做相关调整，产生相关的日志。以下是相关日志产生的具体情况：

当温箱控制压控振荡器OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)的频率输出与传输时钟有偏差后，时钟算法以调整晶振控制电压的方式微调晶振输出频率。利用时钟算法实现晶振输出频率与晶振控制电压负反馈，将基站时钟跟踪并锁定到传输线路时钟。图4为本发明实施例的日志产生模块的时钟质量自动监视结果的日志产生子模块中的时钟锁相算法原理图，如图所示，8K参考时钟通过时序部分后产生各种门控信号，用于控制13MHz计数器的起停、数据锁存和中断CPU。CPU在中断程序中读取计数值，数据处理后输出控制值到数模转换器DAC，微调OCXO的输出频率，使它锁定到13MHz频率上。13MHz频率的准确将保证射频频谱的纯净，使设备能对外提供更好的网络服务质量。

时钟锁相的跟踪方法是：如果均值滤波后的计数值与标准值有偏差，则将偏差值乘上晶振调整斜率，得到DAC调整值，按照该调整值对OCXO做负反馈调整。

时钟锁相进入锁定的标准是：当外参考时钟频率与晶振频率的偏差极小时(10E-9量级)，时钟进入锁定模式。在该种模式下不再对晶振频率进行调节，但仍对外参考时钟进行采样，并对采集数据进行均值滤波处理，并产生相关日志，根据处理结果判断OCXO振荡频率是否滑出锁定范围。如果滑出锁定范围就重新跟踪。

但是，由于时钟算法中采用慢锁定方式，测试效率低，因此，一般还设置有时钟调试开关。打开调试开关后，通过写日志模块将产生的日志写入日志存储区。

而对于其中的鉴相数据处理，若参考时钟抖动超标则丢弃数据，并产生日志，同时通过写日志模块将产生的日志写入日志存储区。

另外，对于时钟抖动比较大的传输方式，可使用跟踪范围限制时钟跟踪模式。这种模式下，如果判断鉴相计数值偏离标准值一定范围(典型值为520)，OCXO就直接进入自由振荡状态，不再跟踪传输时钟。并产生相关日志，写日志模块将产生的相关日志写入日志存储区。

日志提取模块将这些日志提取后送至后台统计模块。通过查看后台统计模块的日志统计结果，即可知道时钟质量的相关信息，以进行相关维护。

实施例7

通信线路传输性能和线路告警监视采样结果的保留如下：

初始化模块开辟出日志存储区后，日志产生模块对通信线路传输性能自动监视，并产生相关日志。以下是相关日志产生的具体情况：

网络中的故障可以通过误码和告警检测出来。ITU-T G.821协议规定了误码分析结果的标准，指示由于“比特错误、帧结构错误FAS、本端CRC-4校验错误、对端CRC-4校验错误E-bit”四种误码源引起的“错误秒ES、错帧秒EFS、严重错误秒SES、DM、不可用秒UAS”的计数值和比率。G.821已发展成为一种用来测试帧头(FAS)和线路编码的在线测试方法，并获得广泛接受，用于衡量E1通信线路的传输质量。

用来测试传输线路(通常为E1或T1线路)误码和线路异常的仪器有多种，例如仪表测试等，但使用仪表测试有其局限性，如必须离线测试，这影响了正常的业务。通信线路监视措施参照G.821实现，同时结合实际对某些参数做适应性调整。如协议规定监视是以秒为单位，为了增加精度可以250毫秒为单位对线路告警和线路性能进行监视。协议检测长时间工作状态，以一个月为单位，为了准确定位以5分钟为单位。

监视其传输性能需要使用传输接口ASIC芯片提供的性能监视功能(Performance monitoring)。以某种E1&T1 ASIC芯片为例，该芯片包含6个16比特计数器，可以记录针对CRC-bit错误、E-bit错误、成帧错误、线路编码错误的计数。这些计数器的含义是：

1、CRC-bit错误计数器：从线路上接收到的CRC复帧通过计算得到的校验值，与复帧中传送过来的校验值不一致，由接收线路误码引起。

2、E-bit错误计数器：CRC复帧中第13帧和第15帧的E-bit＝0表示对端指示收到来自本端的CRC复帧出错，由发送线路误码引起。

3、成帧错误计数器：表示帧同步头出错的计数，由接收线路误码引起。

4、线路编码冲突错误计数器：线路上的HDB3码型错误，由接收线路受到干扰引起。

5、CRC错误事件计数器2：指示与T1有关的CRC错误计数。

6、CRC错误事件计数器3：指示与T1有关的CRC错误计数。

日志产生模块通过以上的计数器产生相关日志，写日志模块将产生的日志写入日志存储区。

通过查询传输接口ASIC芯片的告警状态寄存器可以获取当前告警状态。对于E1传输线路，具体的告警检测和告警释放条件参见下表：

每250ms对告警状态进行查询，如果有相关状态的指示，则对读数进行累加。每5分钟判断累加值，如果一直持续某个状态，则5分钟的累加值为：4×60×5＝1200。如果5分钟累加值有记数，即产生相关日志，写日志模块将产生的日志写入日志存储区。

日志提取模块将这些日志提取后送至后台统计模块。通过查看后台统计模块的日志统计结果，即可知道线路传输中的相关信息，以进行相关维护。

实施例8

二层接口和高层接口的报文监视采样结果保留如下：

初始化模块开辟出日志存储区后，日志产生模块对二层接口及高层接口自动监视，并产生相关日志。以下是相关日志产生的具体情况：

链路层ASIC芯片以中断方式进行接收和发送。中断方式的接收处理是：当ASIC芯片收到一个完整链路帧，或收到一个错帧时，产生一次中断，要求CPU处理。CPU进入中断处理程序后判断是否有帧需要发送，如果有就将帧写到芯片的发送先入先出缓冲区FIFO，如果没有就置发送标志。当CPU后续处理中有帧需要发送时，判断发送标志，如果标志存在就直接发送并清零标志，如果标志不存在就放入缓冲区等待发送中断发生时再发送。

使用5分钟定时器统计每5分钟内中断发生的次数。如果发现5分钟内没有发生过接收中断或发送中断，说明链路出现了单通，则产生相关日志；为了自动监视链路层异常，如果统计到5分钟内有二层错帧计数，就产生相关的日志。

第三层以及更高层性能监视和错误统计通过软件实现。如果收到的高层报文字段出错，则记录相应的错误类型，并对错误计数器累加。在5分钟定时器处理任务中，如果判断错误计数器有计数，就产生相关的日志。写日志模块将产生的日志写入日志存储区。

日志提取模块将这些日志提取后送至后台统计模块。通过查看后台统计模块的日志统计结果，即可根据日志跟踪高层处理异常，以进行相关维护。

Claims (10)

1.一种日志保留系统，其包含内存控制器和与之相连的内存区，其特征在于，该系统还包括，

初始化模块，用于从所述内存区中分出不受操作系统掌管的日志存储区；

写日志模块，用于日志的写入；

日志提取模块，用于日志的提取；

所述的初始化模块通过所述的内存控制器将所述的内存区分出不受操作系统掌管的日志存储区，所述的写日志模块在收到写入命令后，将日志写入该日志存储区，所述的日志提取模块在收到提取命令后，将写入该日志存储区的日志取出。

2.如权利要求1所述的一种日志保留系统，其特征在于，所述的初始化模块还可用于对所述的日志存储区进行初始化。

3.如权利要求1所述的一种日志保留系统，其特征在于，该系统还进一步包括，

日志产生模块，用于日志的产生；

该日志产生模块产生日志后，通过所述的写日志模块，将日志写入到所述的日志存储区。

4.如权利要求1所述的一种日志保留系统，其特征在于，该系统还进一步包括，

后台统计模块，用于日志的统计；

该后台统计模块与所述的日志提取模块相连，该日志提取模块从所述的日志存储区取出日志，送至后台统计模块进行统计。

5.如权利要求1至4所述的任一种日志保留系统，其特征在于，所述的日志存储区还包括用于保障断电后日志仍然保留的非易失存储区。

6.如权利要求5所述的一种日志保留系统，其特征在于，所述的非易失存储区具体由非易失性存储器或快闪存储器构成。

7.如权利要求3所述的一种日志保留系统，其特征在于，所述的日志产生模块具体包含有并列设置的系统时间和运行时间的日志产生子模块、特征信息的日志产生子模块、复位原因的日志产生子模块、无线口接收发送功率监视和无线链路自动监视结果的日志产生子模块、系统运行环境和系统资源的自动监视结果的日志产生子模块、时钟质量自动监视结果的日志产生子模块、通信线路传输性能和线路告警监视结果的日志产生子模块、二层接口和高层接口的报文监视结果的日志产生子模块中的一个或多个。

8.一种日志保留方法，该方法通过内存控制器和与之相连的内存区进行日志保留，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、通过内存控制器从所述内存区中分出不受操作系统掌管的日志存储区；

b、操作系统将日志写入该日志存储区中进行保留；

c、操作系统将保留好的日志从该日志存储区取出，并将该日志上报输出。

9.如权利要求8所述的一种日志保留方法，其中，所述的步骤a中的日志存储区具体包括物理地址固定的控制区和按照控制区的描述存放日志的内容区。

10.如权利要求8所述的一种日志保留方法，其中，

所述的步骤b中还包括：写入时对日志增加日志校验字，以便于系统启动初始化时对日志存储区进行校验；

所述的步骤c中还包括：取出时对日志去除日志校验字。

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