移動分組網絡流量可視化方法研究實踐

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摘要:本文圍繞著移動分組網絡流量可視化，詳細地闡述了移動分組網絡流量可視化的實現方案、目標可行性分析、相關工作的分析、調查和評估以及具體方案實施。

關鍵詞:移動分組網絡;流量可視化

隨著近幾年數據業務的迅猛發展，傳統的數據統計越來越顯示出各種弊端，種種弊端導致目前的系統不能實時展現網絡運行情況。為了解決這些弊端，河北聯通網管中心提出開發移動網業務可視化創新項目，以移動分組網絡各節點流量采集為依托建設一個系統，實現移動分組網絡流量流向的可視化呈現以期能實時直觀的反映移動分組網絡各段落的流量情況，以幫助值班人員快速發現定位網絡故障并調度相關資源及時疏導“擁塞”段落，構建快速、精準定位處置的互聯網化運維體系。

一、可視化流量的實現方案

本文根據河北聯通移動分組網絡的組網現狀和現有的性能指標統計方法和移動綜合網管現有的功能支撐情況，制定了三種移網流量可視化的實現方案:方案一，開發一個流量流向可視化展示界面，需要展示的數據來源于“表格導入”的方式;即沿用原有的手工報表方式，在該基礎上通過系統將表格反映的數據進行可視化呈現。方案二，開發一個流量流向可視化的展示界面，需要展示的數據來源于“專業廠家網管”的方式;即在專業廠家網管和流量流向可視化系統之間開發“接口”，通過接口實時動態獲取移動分組網絡上各網元節點之間的流量和設備端口負載情況，進行可視化呈現。方案三，開發一個流量流向可視化的展示界面，需要展示的數據來源于“移動綜合網管”的方式;即在移動綜合網管和流量流向可視化系統之間開發“接口”，通過統一采集綜合網管對接的各個專業設備上的數據，進行可視化呈現，該方案相比于方案2的優點是開發的接口數量只需一個，開發工作量不受專業設備廠商數量多少的影響。經過對移動分組網絡網管功能及現有綜合網管性能采集支撐情況的調研，確定目標要實現以下兩個功能點:(1)對于中長周期指標，例如統計周期粒度為年、月、日的性能統計指標等，通過“表格導入”方式進行可視化呈現。(2)對于短周期或者說需要實時呈現的指標通過開發接口實時采集網絡運行數據進行可視化呈現，以反映移動分組網絡動態實時運行情況，例如:CPU負荷、帶寬占用率等指標。

二、目標可行性分析

對于要實現的功能點一，目前已經有手工采集的相關表格及數據等一系列完整的流程。只需要借助要開發的系統將其進行可視化呈現即可。對于要實現的功能點二，目前移動綜合網管上已經部分實現了對移動分組網元CPU負荷、各接口峰值速率的采集及“表格化”呈現，基于此要實現網絡指標的可視化呈現，將設備網元上的數據送至要開發的系統進行可視化呈現是可行的。通過以上論述，我們認為本論文設定的目標是可行的，通過匯集現有的采集手段并開發性能指標展現系統是可以實現的。

三、相關工作的分析、調查和評估

通過對三種方法從開發周期、開發工作量等方面進行了分析、調查和評估。比較以上三種方案，方案一開發投入小，但是展現效果較差，尤其不能實時呈現短周期粒度的網絡變化情況;方案二展現效果好，但是由于是直接從專業廠家和接口采集數據，涉及的網元數量和接口眾多，開發投入大，開發周期較長;方案三需要對接的網元數量最少，涉及接口少，開發周期短，開發投入相對不大，但是所有的指標呈現都通過該方案實現的話也不是最經濟的。通過以上分析，最后確定采用方案一和方案三相結合的方法，最終形成方案四，即中長周期性能指標的呈現采用方案一，實時及短周期性能指標的呈現采用方案三，這樣既壓縮了開發周期，也實現了CPU負荷、移動分組網絡實時流量流向等主要網絡動態負荷的可視化呈現。

四、具體實施方案

(一)確定移動分組網數據指標及定義接口實占率算法:帶寬占用率=(端口A實時負載/端口A總帶寬)*100%，根據算法在數據庫中計算實占率，并用顏色分別標出。具體展現要求如下:接口流量占用率＜50%，表示正常(綠色曲線顯示)50%≤接口流量占用率＜75%，橙色告警(橙色曲線顯示)接口流量占用率≥75%，紅色告警(紅色曲線顯示)

(二)確定數據采集粒度根據系統可視化呈現，刷新間隔，確定數據采集粒度，分為以下幾種:5分鐘、15分鐘、30分鐘、1小時。

(三)確定移動分組網絡數據“采樣點”根據移動分組網絡的系統組網圖，為了簡化直接采樣移動分組網絡網元，最終確定采樣點為連接各網元節點的CE設備的端口(收端與發端)，這樣可以通過采集CE設備上的流量來巧妙的反映移動分組網絡上的流量。五、本論文主要創新點(1)流程創新:在課題查新階段充分分析借鑒，對通信行業內、通信行業外相似課題進行了借鑒，衍生出三種技術方案。在目標可行性分析階段，通過對這三種方案的優化，量化了目標可行性分析的過程。(2)工具創新:由于傳統的性能統計手段全靠手工完成，費時費力，實時性差，網絡故障定位存在不可避免的滯后性，我們對其進行了改進，使其中能夠實時呈現的指標全部自動實時采集，并進行了可視化的呈現，賦予了單調的報表數據以生命，使其能生動的呈現在維護人員面前。(3)技術創新:在本論文寫作期間，不僅鞏固了個人原有的基礎知識，還拓展了自已的知識面。通過創新前后對比，創新精神，知識工具應用、執行能力、團隊合作精神、專業技能均有了不同程度的提高。

六、總結

該系統上線后大大縮短了監控人員發現網絡告警的滯后時間，由于移動分組網絡流量流向實現了可視化呈現，網絡上各個段落之間數據的關聯性能夠一目了然，為維護人員快速精準定位故障原因奠定了基礎。該系統上線后多次發現該圖上與CE相連的多條線條出現紅色預警，最后通過移動分組網絡流量流向可視化呈現圖及時準確定位了障礙原因，并及時采取措施疏導網絡，避免了網絡擁塞導致網絡全阻等更大網絡災難的發生。由此可以看出該系統在日常運維中可以發揮重要的維護價值。

作者：張軍霞 李明芳 單位：中國聯合網絡通信有限公司河北省分公司