摘要：传统的网络运行监控主要以网络设备为主要管理对象，无法对用户业务性能进行监测和管理。从网络宽带行为角度出发，提出了合理反映宽带网络业务性能监测方法，构建了 5G 网络下的宽带网络性能监测模型。实验结果表明，该方法能主动监测宽带网络实时运行情况，主动发现网络隐患，实现先于用户发现网络业务异常目标，提升用户对宽带网络的感知和忠诚度。
关键词：业务感知；网络性能；监测
引 文：在宽带中国战略和中国联通业务转型的推动下，未来5G宽带城域网网络不断扩大，网络带宽及数据流量不断提升，5G网络运营的稳定和健壮性越来越凸显，用户对承载业务的网络服务质量的要求也越来越高。网络的服务质量直接由网络性能决定，而当前宽带网络性能监测存在以下问题：（1）宽带网络设备告警大多采用的是被动维护管理模式，有时候并不能直接真实、直观地反映业务质量的异常情况，同时实时性也较差，很难在第一时间反映网络的性能问题。（2）当前宽带网络监控模式难以支撑大型复杂网络体系，传统监控无法发现和处理问题，而且用户对网络业务质量的感知受多种因素影响，无法实现对用户业务感知端到端的监测和管理。（3）网络告警监控过度依赖设备厂家的告警能力，网络业务质量劣化告警形式较为单一，业务性能和用户彼此之间缺乏联系，某些网络业务故障甚至不会在网管告警面板上出现，导致监控维护人员难以发现网络隐患。因此，传统网络运行监控已经不能满足当前用户业务感知使用的管理要求，无法在用户感知到网络故障时快速检测和定位故障，同时也难以满足用户对网络应用服务性能日益增长的监测需求。如何有效建立以网络行为的性能监测模型，全面进行感知和识别业务网络性能方案，实现主动发现网络隐患和业务质量下降趋势，进而为用户提供更加优质、可靠的网络服务，提高用户对宽带数据业务的感知体验，正在成为5G网络管理和维护越来越迫切的问题。
1宽带网络质量监测的网络行为模型
1.1 网络行为指标的构建
为了全面掌握网络及业务的运行状况，要考虑测量什么内容才能反映宽带网络业务性能状况。以下从网络行为角度出发，多维度、多层次、纵向贯通和横向关联进行研究，如何利用网络性能监测相关测量数据，构建宽带数据业务行为指标体系。
1.2 面向业务感知的5G宽带网络性能监测方案
面向5G网络下的宽带网络性能监测，需要以宽带数据网络业务作为主要管理对象，建立网络性能、业务性能和用户感知之间的关系模型。基于以上分析，通过把实际中网络应用采用建模的方式具体化，最终得到面向业务感知管理的宽带数据网络性能监测方案。该方案可以从用户角度获得宽带网络相关性能的变化情况，从而方便网络维护员尽快做出相应的故障处理，并快速恢复业务的正常运行。（1）基于业务感知的宽带网络性能监测模型：根据上述分析，为了获得面向业务感知的5G宽带数据网络的性能指标，必须可以随时获得网络的实际使用情况。该模型主要分为测量模块、控制模块和分析模块等三部分：①测量模块：进行具体的测量工作，把硬件探针部署于各网络流量汇聚，进行目标网络流量的采集、分析和存储。主要功能有：通过在探针上灵活添加测量工具和在分析引擎上利用插件方式插入分析工具，包括简单网络管理协议代理、流量捕获器、端到端测量工具、路由模拟器，执行多种数据的测量或者分析，并将测量结果发送到管理控制中心，同时将发送失败的结果存储于本地探针中。②管理控制模块：主要是对测量任务进行控制和管理，实现测量任务的完成，包括数据采集的调配、发送测量指令以及数据收集。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆③分析模块：对硬件探针的网络链路进行监测和回溯分析，主要进行流量、端到端、路由、业务性能和网元行为等分析工作，从而掌握目标网络性能数据。（2）基于业务感知的宽带网络性能监测实施技术方案：为了达到实时监测网络性能行为，某地市宽带城域网分别在各网络汇聚节点部署硬件探针，对核心层、汇聚层、接入层所属连接的节点网络、端口流量、运行状态、设备属性等进行重点监测，利用主动测试、被动测试及控制信息监视相结合的方式，采集网络行为性能数据，从而实时获得性能指标，包括流量行为、端到端行为、路由行为、业务行为、网元行为。硬件探针是一种使用流量探针捕获网络业务性能的硬件设备，要获取某链路的性能时，需要将探针串接在该链路中，通过分流链路获取业务性能信息。通过对承载的数据网络性能来加强对宽带城域网网络的质量监控，在网络质量恶化时，争取及时发现，维护人员主动处理，在用户未感知业务影响时业务就已恢复正常。该方案具有以下特点：①通过部署硬件质量探头，主动发现并且能快速定位故障，缩短故障处理时长。②实时监测承载的宽带数据网络是否满足业务正常的需求，从业务层面感知宽带网络性能状况。③实现端到端的网络质量实时监测。
2应用效果
为了验证该方案的使用效果，在广西联通某分公司网络上进行测量实验和分析。该地市分公司宽带城域网网络组网模式比较典型、规模适中，为实验提供了理想环境。由于篇幅有限，仅以某小区宽带网络性能监测结果来说明该方案的有效性，利用网络可视化工具流量负载的工具软件进行网络性能监测，并且能以Web网页形式显示出来。具体如下：（1）流量行为监测效果：通过华为设备网络流设备获取流量信息，采用简单网络管理协议主动方式进行采集，取得端口层的数据。通过对历史流量和即时流量的监测，可以判断该小区宽带网络链路是正常的。若是出现链路异常，流量信息是无法采集呈现出来。（2）端到端行为监测效果：该小区交换机IP地址为10.80.1.4，通过因特网包探索器命令网络故障诊断工具来监测网络服务可用性。如果网络可用将会出现连通信息，若网络不通将会出现不通信息。（3）路由行为监测效果：通过边界网关协议/开放最短路径优先模拟搜 集路由信息，借助跟踪路由搜集相关路由数据。若是路由信息可达说明网络性能正常，若不可达网络性能肯定有问题。（4）业务行为监测效果：通过完全模拟用户业务操作的方式，例如用户访问Web网页方式。采用主动测量工具向超文本传输协议（HyperText Trans-fer Protocol，HTTP）服务器的请求，观察服务器的响应情况，进而了解业务的性能状况，从而获得端到端业务链路本身的性能状况。如果链接时间短，说明目前网络链路质量处于良好的性能状况；若是链路有异常，网页链接时间和下载速率值都会相对较大。（5）网元行为监测效果：采用简单网络管理协议监测网络控制信息，获取特定的网络设备状态、配置及性能，如设备端口、收发光信息、流量利用率等。综上所述，通过对上述网络流量、端到端、路由、业务、网元等性能特征进行实时监测，充分掌握宽带网络及业务的运行状况，能及时分析与预测网络业务故障。如果网络出现异常，则可以迅速地定位故障及故障链路，缩短故障处理时长，从而实现先于用户发现网络异常，主动发现网络隐患的目标。
3结束语
为了全面掌握5G宽带网络业务性能状况，从业务感知的角度出发，通过监测网络业务和服务，对宽带网络业务性能进行感知和识别，从而实时了解宽带网络链路的运行状态。如发现网络隐患和业务质量下降，则主动诊断网络故障，尽快做出相应的故障处理，并快速恢复业务的正常运行，从而提供更加可靠、优质的网络服务，提升用户对宽带数据业务的感知体验，进一步提高用户对宽带网络使用的满意度。
参考文献:
［1］张义 , 李原 . 互联网网络运行质量监测体系研究［J］.现代电信科技 ,2012,42(12):72-77.
［2］张玫 , 曾彬 . 面向客户感知的 Web 业务性能的实时监测方法［J］. 科技信息 ,2010,(18):234-235.
论文作者:刘珍斌,曹振旺
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/5
标签：网络论文; 业务论文; 性能论文; 宽带网络论文; 用户论文; 测量论文; 流量论文; 《防护工程》2019年第2期论文;