CN1815985A

CN1815985A - 一种宽带网络系统

Info

Publication number: CN1815985A
Application number: CN 200510005314
Authority: CN
Inventors: 肖平; 肖钧
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2025-01-31
Also published as: CN100401703C

Abstract

本发明公开了一种宽带网络系统，包括用于运行网络应用程序的用户端设备；用于将用户接入到互联网的局端设备；连接用户端设备和局端设备的用户驻地设备；所述局端设备包括一台或多台采集网络设备的网络信息的信息采集设备和一台或多台信息分析设备，用于接收来自信息采集设备的网络信息并按照预定规则转化为相应的网络指标。由于所述网络指标将原始的网络信息转化为能够反映网络运行情况的网络指标，因此用户通过网络指标显示的数据能够对宽带网络的质量进行评估，进一步可以对宽带网络系统进行日常网络维护，当发现指标数据异常时，直接根据网络指标进行故障定位，而不再需要从每个网络设备上采集原始数据，从而缩短了故障排除时间。

Description

一种宽带网络系统

技术领域

本发明涉及宽带网络领域，具体涉及一种将宽带网络用户接入互联网的系统。

背景技术

现代社会对信息的需求越来越大，互联网对信息社会变得越来越重要，同时，由于近年来微电子技术、计算机技术的迅猛发展，使得因特网上由简单的传送数据文件到普遍提供实时视频、音频通信及动画、广告等其他娱乐服务，从而使因特网上数据量大增，因此能够满足语音、图像等大量信息传递的需求的宽带网络系统应运而生。

图1为现有技术中宽带网络系统的结构框图。如图所示，目前的宽带网络系统包括：用户端设备1、用户驻地设备0和局端设备2；所述局端设备2包括DSLAM3(Digital Subscriber Line Access Multiplexer，数字用户线接入复接器)、BAS4(Broadband Access Server，宽带接入服务器)和路由器/三层交换机5。用户端设备1通过用户驻地设备0与DSLAM3后，接入到BAS4，BAS4通过路由器/三层交换机5将用户接入到因特网。

随着宽带接入用户数的增加，宽带网络系统运行维护的困难也逐步表现出来：目前的宽带网络系统，当出现故障时，通常需要出现故障的用户通知运营商，经常是网络出现故障很长一段时间后运营商才能够知道，导致用户的满意度降低；另外，目前的宽带网络系统出现故障时，排除故障的方法是维护人员通过检查故障用户的网络设备，获取网络设备的原始数据，经过分析后排除可能引起故障的原因，显然，目前的做法，一方面对维护人员的经验依赖型较大，另一方面，随着宽带网络业务的增加，网络设备也随之增加，造成维护人员的维护困难增大，进而增加了运营商的支出成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：提供一种宽带网络系统，当网络出现故障时，能够缩短故障排除时间。降低故障定位的难度，从而降低网络运营商的维护成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种宽带网络系统，包括：

用户端设备，用于运行网络应用程序；

局端设备，用于将用户接入到互联网；

连接用户端设备和局端设备的用户驻地设备；

所述局端设备包括：

一台或多台信息采集设备，用于采集网络设备的网络信息；

一台或多台信息分析设备，用于接收来自信息采集设备的网络信息，并按照预定规则转化为相应的网络指标。

其中，所述信息分析设备包括用于将所述网络信息转化为相应的网络设备资源指标的设备资源平面指标计算单元；和/或用于将网络信息转化为相应的协议层指标的信息分析设备还包括网络管理平面指标计算单元；和/或用于将网络信息转化为相应的业务指标的业务平面指标计算单元。

其中，当所述局端设备包括多台信息采集设备和多台信息分析设备时，所述信息采集设备分为上级信息采集设备和下级信息采集设备，所述信息分析设备包括上级信息分析设备和下级信息分析设备；

所述下级信息分析设备还包括分级同步单元，用于将所述下级信息分析设备的网络指标同步传输到所述上级信息采集设备；

所述上级信息采集设备还包括接口单元，用于接收来自所述下级信息分析设备的网络指标；

所述上级信息分析设备还包括汇总单元，用于将下级网络指标和上级网络指标按照预定规则进行汇总。

其中，所述局端设备具体包括：

与所述用户驻地设备连接的数字用户线接入复接器，用于接入用户到宽带接入服务器；

与所述数字用户线接入复接器宽带连接的宽带接入服务器，用于用户的接入认证；

路由器/三层交换机，用于将所述宽带接入服务器接入互联网。

进一步，所述局端设备还可以包括：与所述宽带接入服务器或路由器/三层交换机连接的服务器组；所述服务器组包括认证服务器和/或门户服务器和/或动态主机配置协议服务器。

其中，所述信息采集设备与所述用户端设备逻辑互通，所述网络信息为用户访问互联网的质量信息。

其中，所述信息采集设备与所述数字用户线接入复接器逻辑互通，所述网络信息为用户的连接信息。

其中，所述信息采集设备与所述宽带接入服务器逻辑互通，所述网络信息为用户的接入信息。

其中，所述信息采集设备与所述路由器/三层交换机逻辑互通，所述网络信息包括路由器/三层交换机的性能信息和路由信息。

其中，所述信息采集设备与所述服务器组逻辑互通，所述网络信息为所述服务器组与所述宽带接入服务器之间的交换信息。

其中，所述信息采集设备还包括信息格式转换单元，用于将所述网络信息进行格式转化；所述信息分析设备还包括信息格式转换单元，用于将所述来自信息采集设备的信息进行格式转化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在现有的宽带网络系统中增添了信息采集设备和信息分析设备，信息采集设备提取宽带网络系统中各层设备中的网络信息，这些信息经过信息分析设备的抽象、归纳后，得到各种宽带网络的指标，由于所述网络指标将原始的网络信息转化为能够反映网络运行情况的网络指标，因此用户通过网络指标显示的数据能够对宽带网络的质量进行评估，进一步可以对宽带网络系统进行日常网络维护，当发现指标数据异常时，直接根据网络指标进行故障定位，而不再需要从每个网络设备上采集原始数据，从而缩短了故障排除时间。

本发明的一个优点在于：本发明的信息采集设备中信息的采集可以来自用户端设备层、DSLAM层、BAS层、路由器/三层交换机层和服务器层中的任意一层或多个层，每层采集不同的信息，从各层指标反映用户的上网过程，使得网络指标更加具有可靠性。

另外，本发明的另一个优点在于将网络指标的表现形式按照应用类型进行分类，分为状态指标、范围指标和信息指标，用户根据不同的网络指标类型能够清晰的获悉目前网络的运行情况，并且能够预知某些网络故障。

并且，在本发明的信息采集设备和信息分析设备中还包括信息格式转换单元，能够将所述网络信息转化为统一的格式，便于信息的处理。

进一步，本发明能够应用于分级管理的网络中，因此更加符合现在宽带网络的发展趋势。

附图说明

图1是现有技术中的宽带网络系统框图；

图2是第一实施例中的宽带网络系统框图；

图3是第二实施例中的分级管理的宽带网络系统框图。

具体实施方式

本发明在目前的宽带网络中增添了信息采集设备和信息分析设备，使得宽带网络系统能够通过网络运行指标获悉网络的运行情况，从而为运营商的部门绩效和流程运作考核、市场和管理部门的信息支撑以及网络维护提供了参考依据。本发明的核心在于，信息采集设备提取宽带网络系统中各层设备中的网络信息，这些信息经过信息分析设备的抽象、归纳后，得到各种宽带网络的指标，使用这些指标对宽带网络的质量进行评估，进一步可以对宽带网络系统进行日常网络维护，为网络规划提供依据，并为市场拓展、业务创新和管理决策提供信息支撑。

本发明所述的宽带网络系统包括以下部分：

用户端设备：用户端的上网设备，用于运行网络应用程序，在本发明中使用几台终端设备放到运营商处模拟用户上网行为；

用户驻地设备(CPE，Customer Premises Equipment)：用户驻地设备是指用户侧的通讯设备，包括小交换机(PBX，Private Branch Exchange)，复接器(multiplexers)，调制解调器(modems)，编码解码器(codecs)，电话等等。用于连接用户端设备到数字用户线接入复接器。

局端设备：用于将用户接入到互联网，局端设备可以根据业务和用户的需要进行增减，可以包括以下设备：

数字用户线接入复接器(DSLAM，Digital Subscriber Line AccessMultiplexer)：用于连接用户端设备和宽带接入服务器，通常有xDSL/LAN/HFC(x数字用户线/局域网/光纤/同轴混合网)等接入方式；

宽带接入服务器(BAS，Broadband Access Server)：主要完成用户的接入；

路由器/三层交换机(L3，Layer 3 Switch)：用于将宽带接入服务器连接到因特网；

信息采集设备：信息采集设备是逻辑网元，在物理上可以和其它服务器或者网络设备共用，可以通过一个或一组软件实现，或安装在其它服务器上，用来完成从上述网络设备上获取用户的上网信息，并将这些信息提交给信息分析设备进行下一步的处理；

信息分析设备：信息分析设备是逻辑网元，在物理上可以和其它服务器或者网络设备共用，可以是一个或者一组，它从信息采集设备得到原始的用户上网信息，经过归纳、分析、综合后，得到宽带网络的指标，使用这些指标就可以评估宽带网络的质量，指导网络维护、网络规划和信息支撑。

随着宽带网络业务的增多，实现不同功能的网络设备也不断的增多，例如，在所述的宽带网络系统中还可能包括服务器组，该服务器组在宽带网络系统中与宽带接入服务器或路由器/三层交换机连接，所述服务器组可以包括以下的一种或多种服务器：

认证服务器：AAA是验证、授权和计费(Authentication，Authorization andAccounting)的简称，提供一个用来对验证、授权和计费这三种安全功能进行配置的一致的框架。而AAA通常使用远程认(验)证拔号用户服务协议(Radius，Remote Authentication Dial-In User Service)来完成。认证服务器就是一台实现Radius协议的PC或者网络设备，通过和宽带接入服务器配合，完成用户的验证、授权和计费；

门户(Portal)服务器：Portal服务是ISP(Internet Service Provider，网络服务供应商)提供给用户的一种新型业务，使用户可以通过访问门户服务器来灵活的选择适合用户自己的业务，或者提供相关网络资源(如HTTP连接，FTP下载等)；

动态主机配置协议服务器(DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol)：DHCP服务器能自动地为网络中的客户机分配IP地址、子网掩码以及缺省网关、DNS服务器和WINS服务器的IP地址。它使网络管理员可以远程对每台计算机上的TCP/IP参数进行配置，一切设置的修改只需直接在服务器上即可完成。

本发明的一个优点在于：信息的采集分为几个层次，分别为用户端设备层、DSLAM层、BAS层、路由器/三层交换机层和服务器层，每层采集不同的信息，从各层指标反映用户的上网过程。信息采集设备和信息分析设备只要能够在逻辑上与需要采集信息的网络设备逻辑互通。在实际应用本发明时，可以根据用户的需要选择一个或多个需要采集信息的网络设备层。

信息分析设备将从信息采集设备获取的各种网络信息按照一定的计算方法转化为网络指标，本发明的另一个优点在于将网络指标的表现形式按照应用类型进行分类，用户根据不同的网络指标类型能够清晰的获悉目前网络的运行情况，并且能够预知某些网络故障。所述的指标类型包括：

1、状态指标

对于某些指标(例如：物理层链路状态)，在网络正常时应该保持在一定的状态，如果状态发生变化，则预示着网络出现异常。这种类型的指标本发明称为状态指标。例如：将BAS上快速以太网3/0/0的当前物理层状态为一个状态指标：物理层状态正常情况下状态应该是保持不变，如果某段时间物理层状态指标发生变化(例如：物理层状态由UP变成DOWN)，则预示网络可能出现异常，例如：对端设备出现故障等等。

2、范围指标

对于一些指标，在网络正常时应该在一定的范围之内，如果指标超出这个范围，则往往预示着网络出现异常。这种类型的指标本文称为范围指标。例如：将BAS上5分钟的CPU占用率平均值定义为一个范围指标：平均CPU占用率，正常情况下平均CPU占用率应该小于20％，如果某段时间平均CPU占用率为90％，则预示网络可能出现异常，例如：某条链路时通时断导致OSPF协议反复计算等等。

3、信息指标

对于一些指标，主要是用于分析用户的网络行为，运营商可以利用这些指标进行用户行为分析，为提高网络质量提供参考信息。这些指标不存在范围问题，例如：用户访问的站点。

信息分析设备根据从网络设备上采集的网络信息，使用如下的计算单元计算各设备层的网络指标，对于网络信息转化为网络指标的方法可以根据日常网络运行的情况决定，将在下文中阐述。

1、设备资源管理平面计算单元

设备资源管理平面计算单元主要分析网络设备资源方面的指标。例如：将相关的网络信息转化为CPU占用率、内存占用率等。将网络信息转化为相应的网络指标的方法可以按照下述方法执行：

以内存占用率为例，定义一个具体的指标的过程如下：

指标名称：内存占用率，该指标表示在指定的统计时间设备内存占用率的当前值，如果设备是集中转发，此处分析系统的内存占用率；如果设备是分布式转发，此处分析主控板和各接口板的内存占用率；

计算方法可以按照如下公式：

内存占用率＝设备上采集的内存占用率

上限值：内存占用率的平均值*150％

下限值：内存占用率的平均值*50％

考核对象：网络设备上内存资源的使用情况或者程序的运行状态。然后用户可以根据该指标显示的数据可能存在的故障进行预测，并进行故障定位。当内存占用率过高时，有可能存在的故障原因包括：系统存在内存泄漏；路由数目增加；网络上出现黑客或者病毒攻击，导致占用内存资源，如：MAC表项增多、ARP表项增多，连接到设备的TCP连接增多；

当内存占用率过低时，有可能存在的现象为路由数目减少。

2、网络管理平面指标计算单元：网络管理平面指标计算单元主要是按照分层的方法分析各层的指标，具体包括：

2.1物理层指标

例如：物理层的接口状态，快速以太网3/0/0的物理层接口状态指标为“UP”，因此当快速以太网3/0/0的接口状态变成“DOWN”时，说明此时可以出现故障；

2.2链路层指标

例如：数据链路层的端口速率，ARP表大小等例如：快速以太网3/0/0的数据链路层端口速率指标为“100M全双工”，因此当快速以太网3/0/0的的数据链路层端口速率变成”10M半双工”时，说明此时可以出现故障；

2.3网络层指标

例如：路由表大小等；

2.4应用层指标

例如：NAT表大小等；

3、业务平面指标计算单元

业务平面指标计算单元主要是针对各个电信业务的关键指标进行统计和分析。不同的接入方式有不同的关键指标，例如：PPPOE类用户网络指标包括在线用户数，PPP拨号成功率等；Portal类用户网络指标包括在线用户数，Portal成功率等。

以下列举几个应用本发明的具体实施例。

第一实施例：图2为本实施例中的宽带网络系统框图。如图所示，所述的宽带网络系统包括：用户端设备1、用户驻地设备0、BAS3、连接用户端设备1和BAS3的DSLAM2、路由器/三层交换机4、服务器组5和信息采集设备6以及信息分析设备7。用户端设备1通过用户驻地设备0和DSLAM2接入到BAS3，BAS3和服务器组5通过路由器/三层交换机4将用户接入到因特网，所述服务器组包括认证服务器51、Portal服务器52和动态主机配置协议服务器53。图中的虚线表示信息采集设备6和信息分析设备7在逻辑上与宽带网络系统中的各层设备在逻辑上互通。另外，为了使得从各层网络设备采集来的数据便于处理，在信息采集设备6和信息分析设备7中还包括信息格式转换单元61和信息格式转换单元74。

在进行网络设备信息采集时，信息采集设备6将从各个网络设备采集的网络信息经过信息格式转换单元61进行格式转换后，传输给信息分析设备7，信息分析设备7包括设备资源管理平面计算单元71、网络管理平面指标计算单元72和业务平面指标计算单元73，所述计算单元从网络信息中分别获取相应的网络信息，然后按照转化为相应的网络指标，所述网络指标的类型分别包括状态指标、范围指标和消息指标，当信息分析设备发现计算出的指标不在正常的取值范围内，就可以认为网络出现异常，网络管理人员根据指标数据进行相应的处理。

对于一个大型网络系统来说，网络设备可能很多，常常需要对网络进行分级管理，如果只使用一台信息采集设备或者信息分析设备来对所有的设备进行评估，不仅性能上不易达到要求，而且不容易管理，因此本发明还提供了将信息采集设备和信息分析设备分级应用的方法。在网络分级管理中，可以包括多个信息收集设备和多个信息分析设备，也可以包括多个信息收集设备和一个信息分析设备，或者包括一个信息收集设备和多个信息分析设备。

下面描述在多个信息收集设备和多个信息分析设备时的一种应用情况：

第二实施例：网络设备分级运行环境下，本发明将信息采集设备和信息分析设备分层，分别分为上级信息采集设备、下级信息采集设备和上级信息分析设备、下级信息分析设备。

图3为本实施例中的分级管理的宽带网络系统框图。如图所示，所述的宽带网络系统包括：用户端设备1、用户驻地设备0、BAS3、连接用户端设备1和BAS3的DSLAM2、路由器/三层交换机4、服务器组5和下级信息采集设备6、下级信息分析设备7以及上级信息采集设备8和上级信息分析设备9。用户端设备1通过用户驻地设备0和DSLAM2接入到BAS3，BAS3和服务器组5通过路由器/三层交换机4将用户接入到因特网，所述服务器组包括认证服务器51、Portal服务器52和动态主机配置协议服务器53。图中的虚线表示信息采集设备和信息分析设备在逻辑上与宽带网络系统中的各层设备在逻辑上互通。所述下级信息分析设备7除了包括设备资源管理平面计算单元71、网络管理平面指标计算单元72和业务平面指标计算单元73，还包括分级同步单元75；所述上级信息采集设备8还包括接口单元81，所述上级信息分析设备除了包括设备资源管理平面计算单元91、网络管理平面指标计算单元92和业务平面指标计算单元93，还包括汇总单元94。

各个下级信息采集设备6分别管理各自辖区的设备，负责收集各自管辖区域内的网络设备的网络信息，然后提交给各层的信息分析设备7进行分析，同时各个信息分析设备7将分析过的网络信息即网络指标，通过分级同步单元75，同步到上级信息采集设备8的接口单元81上；上级信息采集设备8不仅收集自己管辖区的网络设备信息，而且通过接口单元81收集下层设备的网络信息，因此在上级信息采集设备8上，汇集全网设备的宽带统计数据，形成全网管理数据中心，用户可以对全网数据进行统计、分析。另外，由于收集到的网络信息在格式上存在差异，为了便于信息分析设备的处理，在信息采集设备和信息分析设备中还分别包括信息格式转换单元，在本实施例中仅以信息格式转换单元置于下级信息采集设备和下级信息分析设备中的情况为例进行说明，即图中所示的信息格式转换单元61和信息格式转换单元74，将收集到的网络信息转换成统一的内部格式。信息分析设备9将从上级信息采集设备8中获取的本管理区的原始网络信息转化为各种网络指标，而从接口单元81获取的下级设备的网络指标直接传输到汇总单元94，汇总单元94将全网的网络指标进行汇总，输出指标信息给用户，用户根据显示的指标信息进行网络维护。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1、一种宽带网络系统，包括：

用户端设备，用于运行网络应用程序；

局端设备，用于将用户接入到互联网；

连接用户端设备和局端设备的用户驻地设备；

其特征在于，所述局端设备包括：

一台或多台信息采集设备，用于采集网络设备的网络信息；

2、根据权利要求1所述的宽带网络系统，其特征在于：所述信息分析设备包括用于将所述网络信息转化为相应的网络设备资源指标的设备资源平面指标计算单元；和/或用于将网络信息转化为相应的协议层指标的信息分析设备还包括网络管理平面指标计算单元；和/或用于将网络信息转化为相应的业务指标的业务平面指标计算单元。

3、根据权利要求2所述的宽带网络系统，其特征在于：当所述局端设备包括多台信息采集设备和多台信息分析设备时，所述信息采集设备分为上级信息采集设备和下级信息采集设备，所述信息分析设备包括上级信息分析设备和下级信息分析设备；

4、根据权利要求1至3中任意一个所述的宽带网络系统，其特征在于，所述局端设备具体包括：

5、根据权利要求4所述的宽带网络系统，其特征在于，所述局端设备还包括：与所述宽带接入服务器或路由器/三层交换机连接的服务器组；所述服务器组包括认证服务器和/或门户服务器和/或动态主机配置协议服务器。

6、根据权利要求5所述的宽带网络系统，其特征在于：所述信息采集设备与所述用户端设备逻辑互通，所述网络信息为用户访问互联网的质量信息。

7、根据权利要求5所述的宽带网络系统，其特征在于：所述信息采集设备与所述数字用户线接入复接器逻辑互通，所述网络信息为用户的连接信息。

8、根据权利要求5所述的宽带网络系统，其特征在于：所述信息采集设备与所述宽带接入服务器逻辑互通，所述网络信息为用户的接入信息。

9、根据权利要求5所述的宽带网络系统，其特征在于：所述信息采集设备与所述路由器/三层交换机逻辑互通，所述网络信息包括路由器/三层交换机的性能信息和路由信息。

10、根据权利要求5所述的宽带网络系统，其特征在于：所述信息采集设备与所述服务器组逻辑互通，所述网络信息为所述服务器组与所述宽带接入服务器之间的交换信息。

11、根据权利要求1至3中任意一个所述的宽带网络系统，其特征在于：所述信息采集设备还包括信息格式转换单元，用于将所述网络信息进行格式转化；所述信息分析设备还包括信息格式转换单元，用于将所述来自信息采集设备的信息进行格式转化。