基于链路的通信网络业务可靠性试验方法技术

本发明专利技术公开了一种基于链路的通信网络业务可靠性试验方法，包括以下四个步骤，步骤一：通过网络拓扑结构图和网络业务流程，得到业务拓扑模型，确定业务分支及分支上的链路；步骤二：根据实际使用情况建立网络业务剖面，并依此将业务加载到网络上；步骤三：明确各业务的故障判据，并从网络上收集业务动态运行时的相关数据；步骤四：根据各业务的故障判据设置门限值，并分别对各业务进行故障数分析和计算，进而根据给出的算法计算得到网络可靠性指数。本发明专利技术明确了网络可靠性是网络对多业务不同要求的支持能力，提出了结合业务流程和网络拓扑的业务拓扑模型，通过描述可实际进行数据测量的链路与每一个业务的关系，使故障判定有据可循。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于可靠性

技术介绍
从1837年莫尔斯专利技术电报机、1876年贝尔专利技术电话机、1895年马可尼专利技术无线电设备，到今天通信网络的广泛应用，如今的人类社会已经进入信息时代，人们对信息的需求与日俱增，对通信能力的要求也越来越高，网络可靠性逐渐成为了通信网络的核心要求之一。 一般来说，建成一个网络主要是通过网络的硬件基础设施，向用户提供各种服务。和普通的系统类似，对网络可靠性的考察就是度量网络在规定时间、规定条件下完成规定功能的能力。但由于网络的复杂性、动态性等特点，传统的系统可靠性分析与评估方法已经不能适用。 为了保证通信网络的可靠性，一方面要对设备进行可靠性试验，结合网络拓扑结构，考察与网络设备故障相关的，受温度、湿度、振动等环境条件影响的网络拓扑可靠性；另一方面还要在网络设备样机生产完成后，搭建网络，对网络进行业务可靠性试验，考察受网络业务流程、流量等因素影响的网络业务可靠性。 然而，通信网络可靠性的前期研究多集中在可靠性分析上，采用图论方法以设备可靠性数据为基础分析网络拓扑层可靠性的研究较多，但其中没有考虑网络业务运行过程中的可靠性问题，如由于拥塞、干扰等原因造成的业务运行故障。目前，关于通信网络业务可靠性试验的研究刚刚起步，尚不能回答诸如应该如何进行试验、应该测量哪些数据、如何通过这些数据计算网络业务可靠性等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决通信网络可靠性试验中数据从产生、采集到分析和处理的问题，提出一种，通过构建业务拓扑模型，进而产生测试中需要的业务剖面，根据业务具体需求动态收集网络业务数据，并判断是否出现网络故障，最终得到网络业务可靠性指数。 本专利技术的，包括以下几个步骤 步骤一通过网络拓扑结构图和网络业务流程，得到业务拓扑模型，确定业务分支及分支上的链路； 1)建立网络拓扑结构图，在网络拓扑结构图上标注每一个服务所在的硬件设备； 2)将网络业务流程以有向边形式标注在网络拓扑结构图中，得到业务拓扑模型； 3)根据业务拓扑模型，确定业务分支数量，判定每条业务分支包含的链路； 步骤二根据实际使用情况产生网络业务； 根据实际使用过程中，用户对网络服务的使用需求，确定网络业务剖面，并依此产生网络业务； 步骤三数据收集； 每隔Δt时间，根据网络业务需求分别测量每条链路的相关参数值； 步骤四进行网络业务可靠性综合评估，得到网络业务可靠性指数； 根据步骤三得到的参数值，进行网络业务可靠性综合评估，得到网络业务可靠性指数值，网络业务可靠性综合评估具体包括以下步骤 (1)计算每条业务分支的服务水平； 根据每条链路的测量结果，计算每条业务分支的服务水平； (2)故障判断； 根据用户设定的故障判据，设置业务需求的门限值，判断t时刻业务i的第j条分支是否发生故障。当测量结果满足业务需求门限值时，认为没有发生l类故障，记为0；当测量结果不能满足业务需求门限值时，认为有l类故障发生，记为1，如下式所示； 式中，Fijl(t)是t时刻业务i的第j条分支是否发生l类故障的布尔计数量，正常状态记0，故障状态记1； (3)每条业务分支可靠性指数计算； 根据统计得来的布尔计量数，计算各业务分支的可靠性指数，如下式所示 式中，RIij是第i个业务第j条分支的可靠性指数；T是试验时长，Δt是数据采集间隔；ωt是各类故障的权重，m是故障的种类，且 (4)每个业务可靠性指数计算； 根据业务分支比例，结合业务分支可靠性指数，计算业务可靠性指数，如下式所示 式中，RIi是第i个业务的可靠性指数；ωj是业务i中第j个分支流量所占比例，且 p是每个业务所含分支数量； (5)网络业务可靠性指数计算； 根据各业务可靠性指数，计算网络业务可靠性指数，如下式所示 式中，RI是网络业务可靠性指数；ωi是网络中各业务权重，q是网络业务的数量，且 本专利技术的优点在于 (1)本方法明确了网络可靠性是网络对多业务不同要求的支持能力，从用户对每一个业务的要求出发考察网络故障，解决了现存方法中“重网络、轻业务”而导致的可靠性参数没有考虑用户感知的问题。 (2)本专利技术采用结合业务和网络拓扑的业务拓扑模型，该模型把业务分解到网络拓扑上，解决了现有方法中业务模型和网络拓扑模型相分离，而导致的网络可靠性计算和用户业务无关的问题。 (3)本方法测量的数据来自业务拓扑模型中的链路，需要考察业务的流程，并根据业务的具体需求获取数据，解决了现存方法中数据获取方法不明确的问题。 (4)本方法提出的故障判断来源于实际测量数据，并依据具体业务需求进行判断，同时本专利技术提出了通信网络可靠性指数的计算方法，解决了目前网络可靠性研究中对测量数据缺少处理方法的问题。 (5)本方法还具有很好的实用性和经济价值，建设完成后使用该方法可以较好地完成产品的可靠性鉴定试验，判断其可靠性水平，或根据此对网络进行优化改进。避免过度追求高可靠性带来的浪费，另一方面也能及时发现不满足用户需求的缺点，避免更大的经济损失。 附图说明 图1是本专利技术所述试验方法的流程图； 图2是本专利技术步骤四所述评估方法的流程图； 图3是实施例中的网络拓扑结构； 图4是实施例中的业务拓扑模型； 图5a是实施例中第一业务第1条分支的吞吐量统计结果； 图5b是实施例中第一业务第2条分支的吞吐量统计结果； 图5c是实施例中第一业务第1条分支的吞吐量统计结果； 图5d是实施例中第一业务第2条分支的吞吐量统计结果； 图6a是实施例中第二业务第1条分支的误码率统计结果； 图6b是实施例中第二业务第2条分支的误码率统计结果； 图6c是实施例中第二业务第1条分支的误码率统计结果； 图6d是实施例中第二业务第2条分支的误码率统计结果； 图7是实施例中第三业务分支的时延统计结果。 具体实施例方式 下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。 本专利技术中所述的链路指两个通信终端之间为传递信息所建立的连接，是一个由终端和连接电路所组成的有向路径，在链路上的具体通信由专门设计的协议来控制；网络业务可靠性指网络对用户使用服务的支持能力；服务指由网络服务器向用户提供的一组网络功能；业务指用户对网络服务的使用；业务剖面指网络在完成规定业务传输这段时间内所经历的业务量及业务流程的时序描述；业务分支指受网络业务流程影响而产生的不同网络路由需求。用户对网络服务的使用，按其业务量和业务分支可能出现的概率分布来定义。 本专利技术是一种，流程如图1所示，包括以下步骤 步骤一通过网络拓扑结构图和网络业务流程，得到业务拓扑模型，确定业务分支及分支上的链路； 1)建立网络拓扑结构图，在网络拓扑结构图上标注每一个服务所在的硬件设备； 2)将网络业务流程以有向边形式标注在网络拓扑结构图中，得到业务拓扑模型； 3)根据业务拓扑模型，确定业务分支数量，判定每条业务分支包含的链路。 步骤二根据实际使用情况产生网络业务； 根据实际使用过程中，用户对网络服务的使用需求，确定网络业务剖面(包括业务类型、业务流程、流本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于链路的通信网络业务可靠性试验方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一：通过网络拓扑结构图和网络业务流程，得到业务拓扑模型，确定业务分支及分支上的链路；１）建立网络拓扑结构图，在网络拓扑结构图上标注每一个服务所在的硬件设备；２）将网络业务流程以有向边形式标注在网络拓扑结构图中，得到业务拓扑模型；３）根据业务拓扑模型，确定业务分支数量，判定每条业务分支包含的链路；步骤二：根据实际使用情况产生网络业务；根据实际使用过程中，用户对网络服务的使用需求，确定网络业务剖面，并依此产生网络业务；步骤三：数据收集；每隔Δｔ时间，根据网络业务需求分别测量每条链路的相关参数值；步骤四：进行网络业务可靠性综合评估，得到网络业务可靠性指数；根据步骤三得到的参数值，进行网络业务可靠性综合评估，得到网络业务可靠性指数值，网络业务可靠性综合评估具体包括以下步骤：（１）计算每条业务分支的服务水平；根据每条链路的测量结果，计算每条业务分支的服务水平；（２）故障判断；根据用户设定的故障判据，设置业务需求的门限值，判断ｔ时刻业务ｉ的第ｊ条分支是否发生故障。当测量结果满足业务需求门限值时，认为没有发生ｌ类故障，记为０；当测量结果不能满足业务需求门限值时，认为有ｌ类故障发生，记为１，如下式所示；＊＊＊式中，Ｆ↓［ｉｊｌ］（ｔ）是ｔ时刻业务ｉ的第ｊ条分支是否发生ｌ类故障的布尔计数量，正常状态记０，故障状态记１；（３）每条业务分支可靠性指数计算；根据统计得来的布尔计量数，计算各业务分支的可靠性指数，如下式所示：ＲＩ↓［ｉｊ］＝＊ω↓［１］×［１－＊Ｆ↓［ｉｊｌ］（ｔ）／Ｔ／Δｔ］式中，Ｒｌ↓［ｉｊ］是第ｉ个业务第ｊ条分支的可靠性指数；Ｔ是试验时长，Δｔ是数据采集间隔；ω↓［ｌ］是各类故障的权重，ｍ是故障的种类，且＊ω↓［ｌ］＝１；（４）每个业务可靠性指数计算；根据业务分支比例，结合业务分支可靠性指数，计算业务可靠性指数，如下式所示：ＲＩ↓［ｉ］＝＊ω↓［ｊ］×ＲＩ↓［ｉｊ］式中，ＲＩ↓［ｉ］是第ｉ个业务的可靠性指数；ω↓［ｊ］是业务ｉ中第ｊ个分支流量所占比例，且＊ω↓［ｊ］＝１，ｐ是每个业务所含分支数量；（５）网络业务可靠性指数计算；根据各业务可靠性指数，计算网络业务可靠性指数，如下式所示：ＲＩ＝＊ω↓［ｉ］×ＲＩ↓［ｉ］式中，ＲＩ是网络业务可靠性指数；ω↓［ｉ］是网络中各业务权重，ｑ是网络业务的数量，且＊ω↓［ｉ］＝１。...

【技术特征摘要】
1.基于链路的通信网络业务可靠性试验方法，其特征在于，包括以下几个步骤步骤一通过网络拓扑结构图和网络业务流程，得到业务拓扑模型，确定业务分支及分支上的链路；1)建立网络拓扑结构图，在网络拓扑结构图上标注每一个服务所在的硬件设备；2)将网络业务流程以有向边形式标注在网络拓扑结构图中，得到业务拓扑模型；3)根据业务拓扑模型，确定业务分支数量，判定每条业务分支包含的链路；步骤二根据实际使用情况产生网络业务；根据实际使用过程中，用户对网络服务的使用需求，确定网络业务剖面，并依此产生网络业务；步骤三数据收集；每隔Δt时间，根据网络业务需求分别测量每条链路的相关参数值；步骤四进行网络业务可靠性综合评估，得到网络业务可靠性指数；根据步骤三得到的参数值，进行网络业务可靠性综合评估，得到网络业务可靠性指数值，网络业务可靠性综合评估具体包括以下步骤(1)计算每条业务分支的服务水平；根据每条链路的测量结果，计算每条业务分支的服务水平；(2)故障判断；根据用户设定的故障判据，设置业务需求的门...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宁，李瑞莹，康锐，陈卫卫，刘玉青，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]