（计算机科学与技术专业论文）多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究.pdf

多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究摘要现代通信网网络结构复杂，通常由传输、接入、交换、数据、动力等专业系统和网络组成，对多专业网络环境的综合管理是目前网络管理领域研究的重点。网络综合故障管理作为通信网络日常维护的基础，对网络的正常运行起着举足轻重的作用。当网络中出现故障时，往往会引发各专业网产生一系列告警，但并不是所有的告警都表明故障原因，因此需要对网络中发生的告警事件进行相关性分析，确定产生故障的根本原因。但是，由于多专业通信网络环境的复杂性，及时、深入、准确地进行告警相关性分析相对复杂。首先，一个专业网络中某处故障不仅会引发同一专业网络下其他设备产生告警，而且可能引发关联专业网络产生告警，产生滚雪球式的爆发性告警数量增长现象。同时，这种告警数量的加大所导致的大量无用和重复的告警产生，不仅没有增加故障处理所需的有效信息量，而且干扰了维护人员的分析视线，致使分析网络告警相关性、确定告警的根本原因、进行故障定位的难度加大。因此，迫切需要提出一种多专业网络环境下告警相关性分析的有效方法。本文在分析了多专业网络结构和多专业告警分类的基础上，提出了一种适用于多专业网络环境下的告警相关性分析方法，即基于模型的分析方法，并在多专业网络环境下建立了分析模型。最后，设计和实现了多专业网络告警相关性分析系统，对所提出的方法进行了实践验证。关键词：多专业通信网络故障管理告警相关性分析分析模型t h er e s e a r c ho fa l a r mr e l a t i v i t ya n a l y s i sm e t h o di nm u i j i p l es p e c a i l i t yn e t w o r ka b s t r a c tm o d 锄c o n u i l u n i c a t i o nn e 觚o r ki sv e 巧c o m p l e x ，a l w a y si n c l u d i n gt r a n s m i s s i o n ，a c c e s s ，e x c h a n g e ，d a t aa u l dp o w e rs y s t e ma n dn e 帆o r k t h em u l t i p l es p e c i a l i t yi n t e g r a t e dn e t w o r km a n a g e m e n ti st h ek e y s t o n eo fn 鲍v o r km a n a g e m e n tf i e l d a st h eb a s i so fn e t w o r kd a i l ym a i n t e n a n c e ，f a u l tm a n a g e m e n th 0 1 d st h eb a l a j l c eo fn 酣o r ko r d i n a 巧r u i u l i n g af a u l ti nn e 帆o r km a yr e s u l ti nas e r i e so f a l a m s ，b u tn o ta l lo f t h ea l a n n si n d i c a t et h ef a u l t s oi ti sn e c e s s a r yt oa n a l y z et h ea l 锄r e l a t i v i 咄i no r d e rt oc o n 6 n nt h er o o tc a u s eo ft h ef a u l t h o w e v e r ，b e c a u s eo ft h ec o m p l e x i t yo fm u l t i p l es p e c i a l i t yn e 觚o r l ( t h et i m e l y ，d e 印a n de x a c ta l a r mc o n e l a t i o na n a l y s i si sa c c o r d i n g l yc o m p l e x f i r s t l y af a u l ti na 虹n do fs p e c i a l i t yn e t w o r km a yr e s u l ti nn o to n l ya l 踟1 so fo t h e re q u i p m e n t si 1 1t h es 锄en e t w o f kb u ta l s oa l 砌so fo t h e rr e l a t i v es p e c i a l i t yn e t w o f l ( s ，w h i c hb r i n g st h ei 1 1 c r e a s i n go fa l a m l s a tt h es a m et i m e ，t h en u m b e ro fa l a n n si n c r e a s i n gb d n g sl o t so fu s e l e s sa n dd u p l i c a t ea l a m s ，w h i c hd o e sn o ti n c r e a s et h ev a l i di n f o m a t i o nf o rf - a u l td e a l i n g ，b u td i s t u r bt h en e t w o r km a i n t e n a n c e s oi ti sh a r dt oa n a l y z ea l a mc o l l r e l a t i o na n dc o n f i mf a u l t s n o wi ti sv e 巧n e c e s s a r yt of i n dav a l i dm e t h o do fa l a n nc o l t e l a t i o na n a l y s i si nm u l t i p l es p e c i a l i t yn e t w o r k b a s e do na n a l y z i n gn l u l t i p l es p e c i a l i t yn e 铆o r ks t m c t u r ea n da l a mc l a s s i l f i c a t i o n ，t h i sp 印e rb r o u g h tf o r w a r dam e t h o do fa l a m lc o r r e l a t i o na n a l y s i si nm u l t i p l es p e c i a l i t yn e t w o r k ，w h i c hi sm o d e l - b a s e da i l a l y s i sm e t h o d ，t h e ns e tu pa l a mc o r r e l a t i o na n a l y s i sm o d e l s ，f i n a l l yd e s i g n e da n di m p l e m e n t e da na l a 珊c o r r e i a t i o na n a l y s i ss y s t e mt ov e d 匆t h em e t h o d k e yw o r d s ：m u l t i p l es p e c i a l i t yc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ，f a u l tm a n a g e m e n t ，a l a mc o r r e l a t i o na n a l y s i s ，a l a mc o r r e l a t i o na n a l y s i sm o d e l7独创性( 或创新性) 声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名：导师签名：灰了：1、i厶日期：2 垒星：三：兰日期：2 三竺翌堇：兰北京邮电人学硕上研究生毕业论文多专业嘲络环境下告警相关性分析方法的研究1 1 研究背景第一章绪论网络管理通常包括五大管理功能域，即配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和计费管理【1 1 。其中故障管理作为通信网络日常维护的基础，对网络的正常运行起着举足轻重的作用。故障管理通常包括故障检测、故障诊断和故障恢复三个环节。故障检测是指网络发生异常情况时，网络设备会发现自身或网络中不正常的现象，并采用告警的形式上报给网络管理系统，故障检测通常由设备来完成。对于不能上报告警的网络，要增加相关测试仪表对网络进行监测。网络中的故障会引发告警，并且所有感知到故障的网络对象都会发出告警，这样一个故障会在网络中产生大量的告警，故障诊断就是对网络中的告警进行关联分析处理，从大量告警中找出根源告警，即故障。故障恢复是指根据识别出的故障自动或手动对网络进行调整，使网络恢复正常运行。故障诊断是故障管理的核心内容。告警相关性分析为故障诊断提供了一种有效的解决方案。故障产生时网络中存在大量的告警，对这些告警之间的相关性进行分析、明确告警之间的关联关系是快速定位故障的基础。现代通信网络环境复杂，一般由几种专业网络混合在一起，形成多专业网络环境，典型的如由传输、交换、数据、接入和动力等多个专业网络同时并存构成的网络。这种多专业网络环境的特点是单个专业网络拓扑结构复杂，同时各专业网之间存在不同复杂度的关联关系，对这种多专业网络的管理与对单一专业网络的管理相比，复杂程度和难度都加大，目前对这种多专业网络的综合管理是网络管理的一个重点。由于多专业网络环境的复杂性，给告警相关性分析带来一系列问题，增加了多专业网络故障管理的复杂度，这主要表现在如下几个方面：1 ) 由于一个故障，导致网络产生了多类( 个) 告警。2 ) 故障本身间歇性发作，这意味着每当故障发生时便间歇性产生多个告警事件。3 ) 当设备中某一个部件发生故障，每次由该部件提供的服务被激活时，都可能发出告警事件。4 ) 单独一个告警不仅能被本网络的多个部件检测到，同时也可能被关联网络的部件检测到，每一个部件都发送告警事件。北京邮电人学硕i j 研究生毕业论文多专业嘲络环境下告警相关性分析方法的研究5 )已知部件的故障不仅能影响到同一网络的其它几个部件，而且还可能波及相关联的其他专业网络，产生故障扩散。6 ) 多个故障同时发生，则此时告警事件有许多潜在重叠。7 ) 产生故障的根本原因并不总可以观察到。除了以上告警产生的现象外，告警信息本身还存在以下几个方面的特点：1 ) 告警事件中包括许多无意义信息、冗余信息。2 ) 隐含的依靠性在对告警相关性进行分析之前，要建立被管网络模型。如果网络模型过于精简，许多网络构件没有被包含在网络模型中，这样发生在未知网络构件上的故障很可能被认为发生在其它已知的网络构件上；如果网络模型过于复杂，可能加大对故障实时性分析的难度。3 ) 网络模型间复杂的依赖性被采纳的网络模型间的依赖关系存在一个假设前提，即当关键的前提不成立时，所有依赖这个前提的元素也都不成立。4 ) 不完整的数据通常都假设可以获得网络设备发出的全部告警信息。但在某些特殊情况下一些信息是不可能得到的，例如传输管理信息的通道中断时，就无法获得相关告警信息。5 ) 多专业网络环境下没有统一的网络时间。这种告警时间的不同步性为告警事件的分析和比较带来无法克服的困难。6 ) 可能存在多个反应故障的告警事件同时发生，例如网络的连接出现故障时，该连接的两端都会发出告警事件。虽然多专业网络告警分析相对复杂，但是对多专业网络的综合管理已经成为目前网管领域研究的重点，并具有很强的实用价值，因此迫切需要提出一种针对多专业网络环境下告警相关性分析的方法。基于以上背景，本论文在分析多专业网络环境和网络告警的基础上，提出了一种适用于多专业网络环境下的告警相关性分析方法，并建立了多专业网络告警相关性分析系统，对方法进行了实践验证。1 2 研究生期间工作研究生期间，笔者主要从事网络管理相关的理论研究以及相关运维支撑软件的开发工作。主要内容如下：1 ) 参与了某电信设备厂家的传输系统北向网络管理接口软件项目的开发工北京邮电大学硕上研究生毕业论文多专业刚络环境下告警相关性分析方法的研究作。主要负责了其中性能管理接口模块的开发。2 1 参与了公安部“金盾 工程中综合通信网管系统的开发工作。作为该系统后台模块开发人员，设计和开发了p c m 综合接入设备适配器部分。3 ) 参与了公安部“金盾”工程t m i s 子系统的开发工作。主要完成了业务流程模块和值班管理模块的开发。4 ) 参与了国家电网公司综合通信网管系统的开发工作，参与设计和实现了综合通信网管告警相关性分析子系统。1 3 论文结构本文共分六章，内容安排如下：第一章绪论，介绍本课题的研究背景、研究内容和研究生期间主要工作等。第二章多专业通信网络环境分析，介绍多专业混合网络环境，首先分析了各专业网网络结构、可能的故障产生源和告警根原因判定的基础，最后分析了专业网间的相互关系。第三章单专业网络告警分析，首先根据通信网告警的分类标准对各专业网告警进行了详细分类，接着用统一的信息格式来描述各专业网上报的告警。第四章多专业网络告警相关性分析方法，提出了一种适用于多专业网络环境的告警相关性分析方法一基于模型的分析方法，并在多专业网络环境下建立了分析模型。第五章多专业网络告警相关性分析系统，根据所提出的方法和模型建立了适用于多专业网络环境的告警相关性分析系统，介绍了系统的设计和实现，并对系统进行了应用评估。第六章结束语，对本文工作进行全面总结，给出本文所取得的成果，指出存在的不足和改进方向。3北京邮电大学硕一 ：研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究第二章多专业通信网络环境分析通信网是由一定数量的节点和连接节点的链路相互有机地组合在一起，以实现两个或多个规定节点问信息传输的通信体系【2 1 。现代通信网按专业划分为五种主要系统和网络：传输网、接入网、交换网、数据网和动力系统。由五大专业网络系统的一种或几种，结合上层业务系统就构成了目前常见的复杂的多专业混合的通信网络。多专业混合通信网拓扑结构复杂，网络间关联关系密切，下面分别分析几大专业网以及专业网间的关系。2 1 传输网分析2 1 1 传输网网络结构由传输链路及传输设备组成的传递信息的网络称为传输网【扪。目前发展最快，应用最广的是s d h 传输网。s d h 传输网是由一些s d h 传输设备组成，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。s d h 传输网的网络分层结构如下图所示：图2 1s d h 传输网分层结构图传输线路位于传输网的最底层，是传输数据的介质。传输线路之上运行着各4北京邮电人学顾十研究生毕业论文多专业嘲络环境下告警相关性分析方法的研究种传输设备，s d h 网传输设备有终端复用器( t m ) 、分插复用器( a d m ) 、再生中继器( r e g ) 和同步数字交叉连接设备( d x c ) 等。这些传输设备具有数据信号放大、复用、再生等功能，并且能够实现支路之间的交叉连接。最上层的电路负责处理传输网的业务逻辑。传输网的三层结构中，下层网元对上层网元都是一种承载关系。承载层网元出现故障会影响被承载层网元的正常运行。根据传输网的网络结构，我们可以分析出传输网可能的故障产生源以及故障产生对本网络的影响，最终分析出传输网告警根原因判定的基础。2 1 2 传输网可能的故障产生源由s d h 传输网网络结构可知，s d h 传输网可能的故障产生源为传输线路( 光纤) 和各种传输设备。传输线路受环境突发的破坏事件的影响会出现线路中断故障。传输设备经常发生会发生设备宕机和运行异常等故障。由于设备所处环境的温度、湿度等条件变化，可能会导致设备宕机或出现异常；设备供电中断会导致设备出现宕机；维护人员的误操作也可能导致设备出现异常。2 1 3 传输网故障对本网络的影响当传输线路出现中断故障时，其承载的传输设备必然会出现通信中断，并且会间接导致上层网络业务发生中断。当传输设备出现宕机故障时，信号无法传输，上层的网络业务必然出现中断；当传输设备出现运行异常时，信号可能会中断，也可能会部分丢失，导致上层的网络业务出现中断或异常。2 1 4 传输网告警根原因判定的基础由以上对传输网可能的故障产生源和故障产生对本网络的影响的分析，我们可以得到传输网告警根原因判定的基础：当传输线路上出现告警时，由于传输线路是故障产生源，可以判定此告警为根原因告警，可以进行故障定位。当传输设备上出现告警时，此告警可能是根原因告警也可能不是。需要首先判断告警是否由传输设备本身故障导致，如果是，则判定此告警为根原因告警，如果不是，需要分析承载它的传输线路上是否发生故障，确定根原因。5北京邮i 乜大学硕十研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究当电路层出现告警时，由于它不是故障产生源，所以可以判定此告警不是根原因告警，需要分析承载它的传输设备和传输线路上是否发生故障，以确定根原因。2 2 接入网分析2 2 1 接入网网络结构接入网包括本地交换机与用户端设备之间的所有实施设备与线路，通常由业务接入设备、用户传输线等部分组成。接入网负责将电信业务透明地传送到用户，即用户终端通过接入网的传输，能灵活地接入到不同的电信业务节点上。接入网的网络结构如下：接入设备用户传输线用户传输线图2 2 接入网网络结构图图中t e 为各种业务的用户终端设备，e t 为本地交换机；业务接入设备负责接收交换或数据网中的各种电信业务数据，并将业务数据分类整理，再传递给各个用户终端；用户传输线负责传输业务数据。接入设备和用户传输线之间是一种承载关系，用户传输线承载着接入设备，是接入设备和业务网络以及用户终端通信的媒介。处于承载层的用户传输线的故障会影响到被承载层的接入设备的正常运行。根据接入网网络结构，我们可以分析出接入网可能的故障源和故障产生对本网络的影响，最终推断出接入网告警根原因判定的基础。6北京邮电大学硕上研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究2 2 2 接入网可能的故障产生源由接入网网络结构可知，接入网可能的故障产生源为接入设备和用户传输线。接入设备经常发生的故障包括设备宕机和运行异常。由于设备所处环境的温度、湿度等条件变化，可能会导致设备宕机或出现异常；设备供电中断会导致设备出现宕机；维护人员的误操作也可能导致设备出现异常。用户传输线受环境突发破坏事件的影响会发生中断故障。2 2 3 接入网故障对本网络的影响当用户传输线出现中断故障时，以其为数据传输媒介的接入设备必然发生通信中断，间接导致用户终端发生通信中断。当接入设备出现宕机故障时，业务数据无法传递到用户终端设备，导致用户终端设备发生通信中断；当接入设备出现运行异常时，业务数据可能无法传输，也可能会丢失部分数据，导致用户终端设备可能会出现通信中断或通信异常。2 2 4 接入网告警根原因判定的基础由以上对接入网可能的故障产生源和故障产生对本网络的影响的分析，我们可以得到接入网告警根原因判定的基础：当用户传输线出现告警时，由于用户传输线是可能的故障产生源，可以在本网络内判定此告警为根原因告警。当接入设备上出现告警时，此告警可能是根原因告警也可能不是。需要首先判断告警是否由接入设备本身故障导致，如果是，则判定此告警为根原因告警，如果不是，需要分析承载它的用户传输线上是否发生故障，确定告警根原因。当用户终端设备出现告警时，由于它不是故障产生源，所以可以判定此告警不是根原因告警，需要分析与其相连的用户传输线或接入设备是否发生故障，确定根原因。7北京邮电人学硕i j 研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究2 3 交换网分析2 3 1 交换网网络结构这里所说的交换网是指传统的电话交换网，网络中传输的是话音业务。交换网由本地交换机、汇接交换机及它们之间的中继链路群构成，网络结构如下图所示：图2 3 交换网网络结构图在交换网网络结构中，本地交换机连接接入网或用户终端，汇接交换机连接不同的交换子网，当通信网覆盖多个省市乃至更大范围时也称为长途交换机，交换机之间的线路称为中继链路。中继链路承载着各个交换机，负责交换机之间的数据通信；本地交换机与汇接交换机之间通过中继链路互连。根据交换网网络结构，我们可以分析出交换网可能的故障产生源以及故障产生对本网络的影响，最终推断出交换网告警根原因判定的基础。2 3 2 交换网可能的故障产生源由交换网的网络结构可知，交换网可能的故障产生源有本地交换机、汇接交换机和交换中继链路。本地交换机或汇接交换机经常会发生设备宕机或运行异常等故障。当交换机供电中断时，会出现宕机故障：当交换机所处的环境条件发生恶劣变化时，如温北京邮电人学硕十研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究度过高或湿度过大，可能会导致交换机出现宕机故障或运行异常；维护人员的误操作也可能导致交换机出现异常。交换中继链路受环境突发破坏事件的影响会出现链路中断故障。2 3 3 交换网故障对本网络的影响当交换网中继链路出现中断故障时，以其为数据传输媒介的交换机必然发生通信中断，导致交换网所承载的业务发生中断。当交换机出现宕机故障时，此交换机关联的交换网段上的业务会发生中断，间接可能导致相关交换网段业务发生中断。当交换机出现运行异常时，此交换机负责交换的业务数据可能会出现丢失或通信中断现象。2 3 4 交换网告警根原因判定的基础由以上对交换网可能的故障产生源和故障产生对本网络的影响的分析，我们可以得到交换网告警根原因判定的基础：当交换中继链路出现告警时，由于中继链路是可能的故障产生源，可以在本网络内判定此告警为根原因告警。当交换机上出现告警时，此告警可能是根原因告警也可能不是。需要首先判断告警是否由交换机本身故障导致，如果是，则判定此告警为根原因告警，如果不是，需要分析承载它的中继链路是否发生故障，确定告警根原因。当交换网业务节点出现告警时，由于业务节点不是故障产生源，所以可以判定此告警不是根原因告警，需要分析承载这些业务节点的交换机和中继链路上是否发生故障，确定根原因。2 4 数据网分析2 4 1 数据网网络结构这里所说的数据网是指数据交换网，链路上传输的是数据业务。目前最常见的数据交换网有a t m 交换网和i p 交换网。a t m 交换网将用户信息组织成固定长度的信元，并采用异步传输方式。i p交换网是在a t m 网上传送i p 分组的网络，它将i p 分组封装成a t m 信元在a t m网中传输。下面以a t m 网为例介绍数据网的网络结构。9北京邮电人学硕七研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究与传统的电路交换网相似，a t m 网也由一系列交换机和中继链路组成。网络结构如下图所示：本地a t m交换机本地a t m交换机本地a t m交换机汇接a 1 r m交换机汇接a t m交换机本地a t m交换机本地a t m交换机本地a t m交换机图2 - 4a t m 网网络结构图本地a t m 交换机也称为接入交换机，作为用户数据接口，负责把用户数据转化为a t m 信元，以便在a t m 网络中快速传输。汇接a t m 交换机也称为节点交换机，在广域a t m 网络中交换数据，同时也作为不同a t m 子网的连接设备。交换机之间通过数据网中继链路进行数据传输。数据网中继链路与交换机之间是一种承载关系，中继链路承载着交换机之间的数据通信；交换机之间是一种互连关系。根据数据网网络结构我们可以分析出数据网可能的故障产生源，以及故障产生对本网络的影响，最终能够分析出数据网告警根原因判定的基础。2 4 2 数据网可能的故障产生源由数据网的网络结构可知，数据网可能的故障产生源有本地数据交换机、汇接数据交换机和数据网中继链路。本地数据交换机或汇接数据交换机经常会发生设备宕机或运行异常等故障。当数据交换机供电中断时，会出现宕机故障；当数据交换机所处的环境条件发生恶劣变化时，如温度过高或湿度过大，可能会导致交换机出现宕机故障或运行异常；维护人员的误操作也可能导致交换机出现异常。数据网中继链路受环境突发破坏事件的影响会发生链路中断故障。1 0北京邮电大学硕1 ：研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究2 4 3 数据网故障对本网络的影响当数据网中继链路出现中断故障时，其承载的数据交换机必然发生通信中断，白j 接导致数据网所承载的业务发生中断。当数据交换机出现宕机故障时，此数据交换机关联的数据网段上的业务会发生中断，间接可能导致相关数据网段的业务发生中断。当数据交换机出现运行异常时，此数据交换机负责交换的业务数据可能会出现丢失或通信中断现象。2 4 4 数据网告警根原因判定的基础由以上对数据网可能的故障产生源和故障产生对本网络的影响的分析，我们可以得到数据网告警根原因判定的基础：当数据中继链路出现告警时，由于数据中继链路是可能的故障产生源，可以在本网络内判定此告警为根原因告警。当数据交换机上出现告警时，此告警可能是根原因告警也可能不是。需要首先判断告警是否由数据交换机本身故障导致，如果是，则判定此告警为根原因告警，如果不是，需要分析承载它的数据中继链路是否发生故障，确定告警根原因。当数据网业务节点出现告警时，由于业务节点不是故障产生源，所以可以判定此告警不是根原因告警，需要分析承载这些业务节点的数据交换机和中继链路上是否发生故障，确定根原因。2 5 多专业网络关系分析在分析了各专业网之后，为研究多专业网络环境的告警相关性问题，需要分析多专业网络网间关系，以及多专业网络网元间关系。2 5 1 多专业网络网问关系分析多专业网络的总体结构如图2 5 所示，北京邮电人学硕十研究生毕业论文多专业嘲络环境下告警相关性分析方法的研究图2 5 多专业网络结构图从层次上划分，传输网和接入网属于物理层；交换网和数据网属于业务层，是各种业务的承载主体；动力系统属于支撑层，为各种网络设备提供动力支持。各种专业网络和业务系统之间主要存在着承载关系和关联关系。具体概括如下：1 承载关系：传输网为交换网、数据网和接入网提供了数据传输线路，这三种网络架设于传输网之上，因此传输网和它们是一种承载关系。动力系统为其他专业网络设备提供电源动力，因此与其他网络之间也是一种承载关系。这种承载关系的确定有助于分析专业网间的告警相关性，承载层网络发生故障会影响到被承载层网络的正常运行，这样当被承载层网络中的告警无法在本网络内确定根原因时，可以在其承载层网络继续寻找根原因。2 关联关系：接入网与交换网或数据网连接，负责把交换网或数据网中的业务传递给终端用户，因此接入网和交换网或数据网之间是一种关联关系；交换网中的话音业务可以转换为数字信号通过数据网传输和交换，这时交换网和数据网之间也是一种关联关系。这种关联关系的确定同样有助于分析专业网间的告警相关性，某专业网出现故障在一定条件下会影响到与其关联的专业网，这样某告警无法在本网络内确定根原因时，可以分析与其关联的专业网，确定告警根原因。2 5 2 多专业网络网元问关系分析传输网的传输线路与交换网和数据网的中继链路以及接入网的用户线传输系统是一种承载关系，是后者的数据传输媒介，负责将低速的电信号转化为传输网光信号快速传输。处于承载层的传输线路发生故障时会影响到被承载层的中继链路和用户线传输系统的正常运行，因此当被承载层的中继链路或用户线传输系1 2北京邮电人学硕 ：研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究统产生告警时，如果在本专业网内不能确定告警根原因，可以分析其承载层的传输网线路是否发生故障，确定根原因。交换网中的本地交换机作为接入设备获取交换网业务数据的网关，与接入网的接入设备是一种互连关系。利用交换网本地交换机和接入设备之间的关系，可以在交换网和接入网之间分析告警相关性。由于本地交换机的故障会影响到与其相连的接入设备，所以当接入设备的告警无法在本网络内确定根原因时，可以分析与其相连的交换网本地交换机是否发生故障。数据网中的本地数据交换机作为接入设备获取数据网业务数据的网关，与接入设备是一种互连关系。利用数据网本地交换机和接入设备之间的关系，可以在数据网和接入网之间分析告警相关性。由于本地数据交换机的故障会影响到与其相连的接入设备，所以当接入设备的告警无法在本网络内确定根原因时，可以分析与其相连的数据网本地交换机是否发生故障。同时，数据网本地数据交换机也可以连接交换网本地交换机，将交换网中的话音信息封装为数据网信元，以便在数据网中快速传输话音业务。由于数据网本地交换机的故障会影响到与其相连的交换网本地交换机，所以当本地交换机的告警无法在本网络内确定根原因时，可以分析与其相连的数据网本地交换机是否发生故障。动力系统中的电源连接各种专业网络设备，为网络设备提供动力支持。动力电源故障会导致受其供给的专业网设备的正常运行，基于此，我们可以在动力系统中寻找专业网设备的告警根原因。1 3北京邮电人学硕 = 研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究第三章单专业网络告警分析多专业混合网络环境下的故障会导致各专业网络上报大量的原始告警，我们首先根据告警特征和通信网告警分类标准对各专业网的告警进行分类，然后对各专业网上报的告警采用统一的信息格式来定义。经过分类的、用统一格式描述的告警才可以用来进行关联性分析。3 1 专业网告警分类目前网络管理领域已经有相应的告警分类标准，根据i t u lx 7 3 3 的定义，通信网告警主要有如下5 大基本类型：。通信告警：表明在端与端之间传递信息时出现差错。- 服务质量告警：表明服务质量下降。-处理出错告警：表明软件错误或者处理错误。设备告警：表明设备故障。环境告警：表明设备所在环境出现异常。根据告警相关性分析的需要，并结合专业网告警的特征，我们将这五大基本类型进一步细分，对每种专业网络的告警进行了详细分类。3 1 1 传输网告警类型根据通信网告警分类标准，并结合告警相关性分析的需要，我们将传输网告警进行如下分类：表3 1 传输网告警类型表通信网告警标准类型传输网告警类型服务质量告警服务质量告警设备告警传输设备宕机告警传输设备异常告警通信告警通信中断告警通信异常告警环境告警环境告警动力中断告警动力异常告警1 4北京邮电人学硕十研究生毕业论文多专业嘲络环境下告警相关性分析方法的研究i处理错误告警i处理错误告警l1 服务质量告警。传输网中的服务质量告警表明传输网服务质量下降，是指传输数据过程中的性能指标没有达到或超过预先定义指标值时的所产生的告警事件。2 设备告警。为了便于告警相关性分析，在传输网中我们将标准设备类型告警细分为两类：传输设备宕机告警和传输设备异常告警。传输设备宕机告警是指传输设备故障导致设备停止工作产生的告警。这类告警一般能够直接标识故障。传输设备异常告警是指传输网中设备运行异常产生的告警。常见的设备异常告警有c p u 告警、时钟告警等。3 通信告警。为了告警相关性分析的需要，在传输网中我们将标准通信告警细分为两类：通信中断告警和通信异常告警。通信中断告警是指传输网传输电信号或光信号过程中发生中断产生的告警。通信异常告警是指传输网传输电信号或光信号过程中发生异常产生的告警，常见的通信异常告警有信号丢失、信号劣化、帧丢失、帧失步、复帧丢失、帧定位丢失、误码率越限等。4 环境告警。传输网中我们将标准环境类告警细分为三类：环境告警、动力中断告警和动力异常告警。环境告警是指传输网网络设备或线路所处的环境的温度、湿度、烟感等指标超过要求的数值时产生的告警。这些环境指标出现超标时会影响网络的正常运行。常见的告警有温度告警、湿度告警、烟感告警等。动力中断告警是指传输网电源供给中断所产生的告警。这类告警通常由传输设备电源故障或动力传输线路故障导致。动力异常告警是指传输设备电源运行异常所产生的告警，常见的动力异常告警有电压过高、电压不足、电流过高、电流不足、负载过高等。5 处理错误告警。传输网中的处理错误告警是指传输系统软件处理错误所产生的告警。3 1 2 接入网告警类型根据通信网告警分类标准，并结合告警相关性分析的需要，将接入网网告警进行如下分类：北京邮电大学硕l 研究生毕业论文多专业嘲络环境下告警相关住分析方法的研究表3 2 接入网告警类型表通信网告警标准类型接入网告警类型服务质量告警服务质量告警设备告警接入设备宕机告警接入设备异常告警通信告警通信中断告警通信异常告警环境告警环境告警动力中断告警动力异常告警处理错误告警处理错误告警1 服务质量告警。接入网中的服务质量告警表明接入网数据或话音业务传输过程中性能指标没有达到或超过预定义的指标值所产生的告警事件。常见的服务质量告警有话音干扰告警、视频信号不清告警等。2 设备告警。为了便于告警相关性分析，接入网中我们将标准设备类型告警细分为两类：接入设备宕机告警和接入设备异常告警。接入设备宕机告警是指接入设备故障导致设备停止工作产生的告警。这类告警一般能够直接标识故障。接入设备异常告警是指接入设备运行异常产生的告警。常见的设备异常告警有c p u 告警、时钟告警等。3 通信告警。为了便于告警相关性分析，接入网中我们将标准通信告警细分为两类：通信中断告警和通信异常告警。通信中断告警是指接入网传输业务数据过程中发生中断而产生的告警，常见的通信中断告警有语音中断、数据信号中断等通信异常告警是指接入网传输业务数据过程中发生异常产生的告警，常见的通信异常告警有信号丢失、信号劣化、帧失步、复帧失步、对端帧失步等4 环境告警。为了便于告警相关性分析，接入网中我们将标准环境类告警细分为三类：环境告警、动力中断告警和动力异常告警。环境告警指接入网网络设备或线路所处的环境的温度、湿度、烟感等指标超过要求的数值时产生的告警，这些环境指标出现超标时会影响网络的正常运行。常见的告警有温度告警、湿度告警、烟感告警等。动力中断告警是指接入网电源供给中断所产生的告警。这类告警通常由接入设备电源故障或动力传输线路故障导致。动力异常告警是指接入设备电源运行异常所产生的告警，常见的动力异常告1 6北京邮电人学硕+ 研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究警有电压过高、电压不足、电流过高、电流不足、负载过高等。5 处理错误告警。接入网中的处理错误告警是指接入系统软件处理错误所产生的告警。3 1 3 交换网告警类型根据通信网告警分类标准，并结合告警相关性分析的需要，将交换网告警进行如下分类：表3 3 交换网告警类型表通信网告警标准类型交换网告警类型服务质量告警服务质量告警设备告警交换设备宕机告警交换设备异常告警通信告警通信中断告警通信异常告警环境告警环境告警动力中断告警动力异常告警处理错误告警处理错误告警1 服务质量告警。交换网中的服务质量告警是指交换网话音业务传输过程中性能指标没有达到或超过预定义的指标值所产生的告警。2 设备告警。为了便于告警相关性分析，在交换网中我们将标准设备类型告警细分为两类：交换设备宕机告警和交换设备异常告警。交换设备宕机告警是指交换设备发生故障导致设备宕机产生的告警。这类告警一般能够直接标识故障。交换设备异常告警是指交换设备运行异常产生的告警。常见的设备异常告警有c p u 告警、时钟告警等。3 通信告警。为了便于告警相关性分析，交换网中我们将标准通信告警细分为两类：通信中断告警和通信异常告警。通信中断告警是指交换网话音传输过程中发生中断产生的告警。通信异常告警是指交换网话音传输过程中发生异常产生的告警，常见的通信异常告警有语音信号丢失、语音信号劣化等4 环境告警。为了便于告警相关性分析，接入网中我们将标准环境类告警细分为三类：环境告警、动力中断告警和动力异常告警。1 7北京邮电大学硕上研究生毕业论文多专业嘲络环境下告警相关性分析方法的研究环境告警指交换网网络设备或线路所处的环境的温度、湿度、烟感等指标超过要求的数值时产生的告警，这些环境指标出现超标时会影响网络的正常运行。常见的告警有温度告警、湿度告警、烟感告警等。动力中断告警是指交换网电源供给中断所产生的告警。这类告警通常由交换设备电源故障或动力传输线路故障导致。动力异常告警是指交换设备电源运行异常所产生的告警，常见的动力异常告警有电压过高、电压不足、电流过高、电流不足、负载过高等。5 处理错误告警。交换网中的处理错误告警是指交换系统软件处理错误所产生的告警。3 1 4 数据网告警类型常见的数据网是a t m 网和口网，这里以a t m 网为例介绍数据网常见告警类型。根据通信网告警分类标准，并结合告警相关性分析的需要，将a t m 网告警进行如下分类：表3 4a t m 网告警类型表通信网告警标准类型a t m 网告警类型服务质量告警服务质量告警设备告警a t m 交换设备宕机告警a t m 交换设备异常告警通信告警通信中断告警通信异常告警环境告警环境告警动力中断告警动力异常告警处理错误告警处理错误告警1 服务质量告警。a t m 网中的服务质量告警是指传输业务数据过程中的性能指标没有达到或超过预先定义指标值时的所产生的告警。2 设备告警。为了便于告警相关性分析，在朋r m 网中我们将标准设备类型告警细分为两类：a 1 r m 交换设备宕机告警和a t m 交换设备异常告警。a t m 交换设备发生故障导致设备宕机产生的告警。这类告警一般能够直接标识故障。a t m 交换设备异常告警是指设备运行异常产生的告警。3 通信告警。为了便于告警相关性分析，a t m 网中我们将标准通信告警细北京邮电人学硕十研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究分为两类：通信中断告警和通信异常告警。通信中断告警是指a t m 信元传输过程中发生中断产生的告警。通信异常告警是指a t m 信元传输过程中发生异常产生的告警，常见的通信异常告警有信元丢失、帧丢失、复帧丢失、复用层告警、光通道层告警、v c 告警、v p 告警等。4 环境告警。为了便于告警相关性分析，a t m 网中我们将标准环境类告警细分为三类：环境告警、动力中断告警和动力异常告警。环境告警指a t m 网网络设备或线路所处的环境的温度、湿度、烟感等指标超过要求的数值时产生的告警，这些环境指标出现超标时会影响网络的正常运行。常见的告警有温度告警、湿度告警、烟感告警等。动力中断告警是指a 刑网电源供给中断所产生的告警。这类告警通常由删设备电源故障或动力传输线路故障导致。动力异常告警是指触m 设备电源运行异常所产生的告警，常见的动力异常告警有电压过高、电压不足、电流过高、电流不足、负载过高等。5 处理错误告警。御r m 网中的处理错误告警是指a t m 设备系统软件处理错误所产生的告警。3 1 5 动力系统告警类型根据通信网告警分类标准，并结合告警相关性分析的需要，我们将动力系统告警进行如下分类：表3 5 动力系统告警类型表通信网告警标准类型动力系统告警类型服务质量告警服务质量告警设备告警动力中断告警环境告警环境告警处理错误告警处理错误告警1 服务质量告警。动力系统的服务质量告警是指电压、电流等性能指标没有达到或超过预定义的指标值所产生的告警。常见的服务质量告警有直流或交流电压过高告警、直流或交流电压过低告警、电流负载过高告警等。2 设备告警。动力系统中我们定义动力中断类型告警，这是一种设备告警，是电源自身故障导致供电中断产生的告警。3 环境告警。动力系统的环境告警是指电源所处环境的温度、湿度、烟感等环境指标超过电源正常运行需要的数值时产生的告警。常见的告警有电池组温度过高告警、湿度告警、传感器烟感告警等。1 9北京邮i 乜大学硕t ：研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究4 处理错误告警。动力系统的处理错误告警是指电源设备控制软件系统运算错误产生的告警。3 2 专业网告警信息定义为了统一描述各专业网上报的原始告警，我们用下列字段定义告警信息。1 告警编号，指由网管系统产生的顺序号。我们用告警编号来唯一标识告熟目o2 告警对象，是指产生告警的网络实体。告警产生于网络实体之上，在后面介绍的分析方法中我们将利用网络实体之间的关系和实体状态之间的关系来分析告警之间的关联关系。3 告警对象类别，是指产生告警的网络实体类型。同一类型的实体具有相同的特征，我们在告警相关性分析的过程中可以利用实体类型的关系来抽象描述实体间的关系。4 告警类型，利用告警类型来描述一类具有相同特征的告警，我们将在下一节详细分析各专业网的告警类型。5 告警描述，是指告警可能原因。这个可能原因是由各专业网网管系统上报的，对告警根原因分析有一定的参考价值。6 告警级别，通常有严重告警( c r i t i c a l ) 、重要告警( m 旬o r ) 、次要告警( m i n o r ) 、警告告警( w a r t l i n g ) 、清除告警( c l e a r c d ) 5 种告警级别。利用告警级别来描述告警需要处理的紧急程度，严重告警和重要告警需要首先分析处理，确定根原因，排除故障：次要告警和警告告警排在处理队列最后；清除告警表示告警已经处理完毕，需要告警分析处理系统更新相关数据。7 告警开始时间，指告警产生的时间。利用这个字段可以在告警根原因分析过程中过滤掉一部分无关告警，如果告警产生时间与被分析告警产生时间相差太多，则说明此告警与被分析告警无直接关系，可以过滤掉；如果告警产生时间在被分析告警产生时间之后，则说明此告警不是被分析告警的原因告警，可以在告警根原因分析过程中过滤掉。8 告警结束时间，是告警停止或被清除的时间。9 告警清除标志，标识本告警是否为清除告警。2 0北京邮电大学硕1 ：研究生毕业论文多专业网络环境下告警相关性分析方法的研究第四章多专业网络告警相关性分析方法本章在前两章对多专业网络环境分析和单专业网络告警分析的基础上，提出了一种适用于多专业网络环境的告警相关性分析方法一基于模型的分析方法。接着定义了分析模型，并在多专业网络环境下建立了分析模型。4 1 多专业网络告警相关性分析方法的提出本节首先描述了多专业网络告警相关性分析的流程，接着分析了常见的告警相关性分析方法，指出常见分析