基于計(jì)數(shù)算法的網(wǎng)管告警關(guān)聯(lián)問(wèn)題研究

邵臻磊

摘要：在日常綜合監(jiān)控過(guò)程中，一旦產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)故障，海量告警集中呈現(xiàn)，告警的多種類(lèi)型導(dǎo)致同一故障源生成多張故障單，影響判斷故障點(diǎn)的時(shí)限。為解決告警關(guān)聯(lián)準(zhǔn)確率低、查詢(xún)效率低的問(wèn)題，該文基于原有關(guān)聯(lián)算法進(jìn)行改進(jìn)，提出新的計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)算法，通過(guò)增加閾值臨界點(diǎn)的分析，生成新的根源故障，統(tǒng)一關(guān)聯(lián)相關(guān)告警和子故障單，實(shí)現(xiàn)跨專(zhuān)業(yè)告警的關(guān)聯(lián)派單，提高維護(hù)人員的工作效率，及時(shí)排除真正的故障，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)通信的安全目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：回溯算法；計(jì)數(shù)算法；閾值

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）04-0056-02

1 概述

隨著通信信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，通信運(yùn)營(yíng)商的全業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)使網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷發(fā)展，城域網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)、核心網(wǎng)、綜合平臺(tái)等網(wǎng)管告警激增，為維護(hù)全網(wǎng)業(yè)務(wù)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)施告警監(jiān)控[[1]]，有效告警分析[[2]]，告警數(shù)據(jù)挖掘[[3]]，告警關(guān)聯(lián)[[4-5]]，及時(shí)派發(fā)故障單處理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備告警是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保障的基本要求。

絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)事件來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備告警，當(dāng)上層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生批量告警，其中多數(shù)是連帶的下聯(lián)的設(shè)備產(chǎn)生的衍生告警，在大量的告警產(chǎn)生時(shí)，真正重要的根源告警會(huì)淹沒(méi)在次要告警中，導(dǎo)致監(jiān)控人員的處理不及時(shí)，進(jìn)而導(dǎo)致故障的處理時(shí)間增加?，F(xiàn)有的關(guān)聯(lián)告警由于關(guān)聯(lián)效率低、匹配準(zhǔn)確率低的問(wèn)題，在設(shè)備擴(kuò)容告警增加的情況下缺點(diǎn)逐漸被放大，本文基于現(xiàn)有的關(guān)聯(lián)規(guī)則進(jìn)行優(yōu)化，提出新的計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)算法，通過(guò)增加閾值分析、設(shè)備性能緩存優(yōu)化等措施，提高告警的關(guān)聯(lián)率，從而實(shí)現(xiàn)告警的壓縮、整理、統(tǒng)一、歸納，提高監(jiān)控人員判斷告警的準(zhǔn)確性和效率，從而保障全網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 告警關(guān)聯(lián)機(jī)制

2.1告警類(lèi)型

由于運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜多樣性，涉及傳輸網(wǎng)、移動(dòng)交換網(wǎng)、核心網(wǎng)、數(shù)據(jù)城域網(wǎng)、綜合平臺(tái)系統(tǒng)等不同業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)，涵蓋系統(tǒng)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等幾十種廠商，比如傳輸網(wǎng)重要告警有：LOS、LOF、光功率異常、網(wǎng)元丟失、網(wǎng)元連通性中斷、單板告警等。移動(dòng)網(wǎng)重要告警有：基站斷站、失聯(lián)告警、節(jié)點(diǎn)丟失、退服告警、接口告警、SCTP鏈路告警等。核心網(wǎng)重要告警有：LINK down、時(shí)鐘告警、網(wǎng)元告警等。數(shù)據(jù)城域網(wǎng)重要告警有：光功率異常、溫度異常、上聯(lián)端口down、CPU使用率過(guò)高、非物理層故障等。告警的多樣化呈現(xiàn)使得基層維護(hù)人員很難在第一時(shí)間判斷故障點(diǎn)，大大增加處理故障的時(shí)間。

以上簡(jiǎn)單呈現(xiàn)了幾種常見(jiàn)的影響批量故障的不同業(yè)務(wù)網(wǎng)的告警表示方式，但是不同廠商的設(shè)備故障告警代碼均不同，需仔細(xì)甄別，統(tǒng)一收納進(jìn)入綜合網(wǎng)管系統(tǒng)予以應(yīng)用，使基層維護(hù)人員能統(tǒng)一收集上報(bào)告警列表，最終進(jìn)行不同業(yè)務(wù)間的告警匹配及關(guān)聯(lián)，統(tǒng)一處理故障單。

2.2現(xiàn)有告警關(guān)聯(lián)算法

由于缺乏有效手段對(duì)跨專(zhuān)業(yè)設(shè)備的故障告警進(jìn)行歸納統(tǒng)一整理，導(dǎo)致同一根源故障影響下不同專(zhuān)業(yè)的告警出現(xiàn)重復(fù)派單。對(duì)此，現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)告警關(guān)聯(lián)的方法是回溯關(guān)聯(lián)算法[[6-8]]：視新到達(dá)的故障告警為根源告警，查詢(xún)與該告警相關(guān)的資源數(shù)據(jù)庫(kù)和所有歷史告警，判斷是否有歷史告警為該故障引起的關(guān)聯(lián)子告警。但是該算法并不理想，存在以下問(wèn)題：

1）匹配效率低，即子告警先于根源告警到達(dá)才能有效匹配

2）查詢(xún)效率低，即查詢(xún)過(guò)程中計(jì)算量巨大，現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)和硬件設(shè)備難以滿(mǎn)足

3 優(yōu)化告警關(guān)聯(lián)機(jī)制

針對(duì)原有的回溯關(guān)聯(lián)算法匹配效率低、查詢(xún)效率低的缺點(diǎn)，這里提出采用一種新的計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)算法：假定到達(dá)的故障告警為子告警，查詢(xún)并標(biāo)記上聯(lián)設(shè)備，并記錄所有設(shè)備單位時(shí)間段內(nèi)被標(biāo)志的次數(shù)。若超過(guò)閾值則衍生出新告警，并由新告警對(duì)歷史告警進(jìn)行關(guān)聯(lián)壓縮。

以下為計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)算法流程圖：

通過(guò)圖1可看出，計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)算法重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)記故障單的累積，當(dāng)累積值達(dá)到特定閾值時(shí)，觸發(fā)系統(tǒng)生成新的根源告警，并生成一張根源故障單，將已有的子告警生成的故障單和后續(xù)判斷為同一上聯(lián)設(shè)備影響下的子告警生成的故障單均關(guān)聯(lián)到此根源故障單，進(jìn)行統(tǒng)一派單維修，這樣就有以下優(yōu)勢(shì)：

1） 告警關(guān)聯(lián)匹配效率高：可將根源告警前后所產(chǎn)生的所有告警均統(tǒng)一整理納入根告警。

2） 查詢(xún)效率高：通過(guò)調(diào)用根源告警涉及上聯(lián)設(shè)備比對(duì)，并通過(guò)緩存設(shè)備，無(wú)需全網(wǎng)比對(duì)，效率值更優(yōu)化。

從圖2可看出，由于資源查詢(xún)模塊的增加，降低了綜合資源系統(tǒng)的壓力，提高了查詢(xún)效率，針對(duì)子告警所涉及的上聯(lián)設(shè)備查詢(xún)做緩存，并針對(duì)設(shè)定的閾值分析，產(chǎn)生第5步的衍生告警，通過(guò)綜合告警系統(tǒng)關(guān)聯(lián)所有相關(guān)告警，提高匹配效率。

計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)算法對(duì)于根源告警和子告警到達(dá)先后無(wú)要求，匹配效率顯著提高。同時(shí)計(jì)算量也顯著下降。為驗(yàn)證計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)算法優(yōu)化效率的提升，從近3個(gè)月的資源數(shù)據(jù)中調(diào)用告警資源：假設(shè)綜合資源數(shù)據(jù)庫(kù)記錄數(shù)為10萬(wàn)條，廠商網(wǎng)管告警歷史表記錄數(shù)為100萬(wàn)條。比較兩種的算法的運(yùn)算效率。

由表1的對(duì)比結(jié)果所用時(shí)間顯示：回溯關(guān)聯(lián)算法1258ms>計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)算法486ms

計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)算法所用時(shí)間更少，效率值更高。由于提高了查詢(xún)效率，從廠商網(wǎng)管告警歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用的資源從原有的100萬(wàn)條明顯減少到1000條，并且在提高告警匹配度的前提下，后續(xù)子告警無(wú)需重復(fù)計(jì)算資源系統(tǒng)，直接匹配上聯(lián)相同設(shè)備，關(guān)聯(lián)至根源告警，減少計(jì)算次數(shù)，從而降低計(jì)算的時(shí)間。使用優(yōu)化計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)算法較原有的回溯關(guān)聯(lián)算法效率提高近3倍。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了通信網(wǎng)綜合告警系統(tǒng)的告警呈現(xiàn)和關(guān)聯(lián)匹配問(wèn)題，優(yōu)化研究計(jì)數(shù)關(guān)聯(lián)原則，通過(guò)緩存設(shè)備的增加，提高資源查詢(xún)效率和告警匹配正確率，結(jié)合故障處理問(wèn)題中的實(shí)際情況，達(dá)到優(yōu)化流程、提高效率、增強(qiáng)用戶(hù)感知度的效果。在海量的告警中，如何抓住根本、提高告警關(guān)聯(lián)正確率、快速定位故障點(diǎn)、實(shí)施故障的排查與修復(fù)仍是運(yùn)維系統(tǒng)中的重中之重，后續(xù)針對(duì)廠商告警翻轉(zhuǎn)頻繁，綜合告警判斷不明確導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法呈現(xiàn)告警的難點(diǎn)，仍將進(jìn)一步地探究。

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