（计算机应用技术专业论文）福建电信adsl健康档案系统设计与实现.pdf

作者：2 0 0 5工程硕士研究生塑垃翅 题目：福建电信a d s l 健康档案系统设计与实现 i i i ii iii iii i i ii iii ii il 17 5 5 18 0 英文题目：d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ff u j i a nt e l e c o ma d s l h e a l t hr e c o r d s s y s t e m 主题词：s n m p 、a d s l 、端口达标率、健康档案 英文关键词：s n m p 、a d s l 、p o r t s t a n d - r a t e 、h e a l t hf i l e s 摘要 摘要 a d s l 作为目前国内最流行的互联网宽带接入方式之一，通过一条普通电话线，可以 向用户提供5 1 2 k 到8 m 带宽不等的宽带接入，让用户尽情享受网络学习、视讯会议、可 视聊天、视频点播、在线游戏、网络购物等现代时尚的网络服务所带来的无穷乐趣。 随着宽带用户的普及及上网业务的扩张，客户对宽带网络服务质量的要求日益增强。 a d s l 网络的快速发展，用户数量的快速增加，使得宽带a d s l 网络的测试和维护成为运 营商头疼的问题，特别是宽带网络比起以前的传统窄带电信网要更加复杂，技术含量更高。 目前市面上传统的窄带测试系统( 如中国电信广泛使用的1 1 2 集中测量系统) ，无论从技术 性能还是功能上都已经不能适应宽带业务发展的需要。因此，利用现代先进技术建立统一 的a d s l 端口自动检测程序，对a d s l 用户端口进行自动检测，建立健康档案，并将测试 结果反馈相关维护部门进行整改。从提高用户a d s l 端口达标率、建立用户a d s l 端口健 康档案着手，整体促进中国电信网络质量，提升用户网络感知，提供优质服务。已经成为 全球运营商翘首以盼的在宽带网络的制胜砝码之一。 本文首先简要介绍了针对a d s l 接入宽带网络组网特点，研究如何通过对宽带接入 b r a s 、认证服务器、s r m 系统的综合分析及应用开发，实现对a d s l 端口的端口达标率 的自动分析、记录，及a d s l 健康档案的最终建立。重点介绍该系统的设计思想及实现方 法。最后介绍该系统在实际应用中发挥的作用及推广情况。 关键词：s n m p 、a d s l 、端口达标率、健康档案 第1 页 w i t ht h ep o p u l a r i t yo fb r o a d b a n du s e r sa n dt h ee x p a n s i o no fi n t e r n e tb u s i n e s s ，c u s t o m e r s r e q u i r e m e n t so fb r o a d b a n dn e t w o r kq u a l i t yo fs e r v i c ea l eg r o w i n g t h er a p i dd e v e l o p m e n to f a d s ln e l r k sa n dt h er a p i di n c r e a s ei nt h en u m b e ro fu s e r s ，m a k i n gb r o a d b a n da d s l n e t w o r k t e s t i n ga i l dm a i n t e m m c eh a sb e c o m eah e a d a c h ef o rt e l e c o mo p e r a t o r s ，e s p e c i a l l yb r o a d b a n d n e 咖r ki sm o r ec o m p l e xa n dh i g h e rt e c h n o l o g i c a l c o n t e n tt h a nt h ep r e v i o u st r a d i t i o n a l n a n o w b a n dt e l e c o m m u n i c a t i o n sn e t w o r k c u r r e n t l yt h et r a d i t i o n a ln a r r o w b a n dt e s ts y s t e m ( f o r e x a m p l e s y s t e m 112 ，w h i c hi sw i d e l yu s e di nc h i n at e l e c o m ) ，b o t hf r o mat e c h n i c a lo r f u n c t i o n a lp r o p e r t i e s ，c a i ln o tm e e tt h en e e d so ft h ed e v e l o p m e n to fb r o a d b a n d s e r v i c e s t h e r e f o r e u s em o d e ma n da d v a n c e dt e c h n o l o g yt oe s t a b l i s ha u n i f i e dp r o g r a m ，f e e d b a c kt h et e s t r e s u i t st ot h er e l e v a n tm a i n t e n a n c ed e p a r t m e n t s t a r tf o r mi n c r e a s i n g t h ea d s lp o r t s 伽a r d r a t ea n de s t a b l i s h i n ga d s lp o r th e a l t hf i l e s ，p r o m o t e t h eo v e r a l lq u a l i t yo fc h i n a s t e l e c o n u n u l l i c a t i o n sn e t w o r ka n de n h a n c et h eu s e rn e t w o r k a w a r e ，p r o v i d eq u a l i t ys e r v i c e s ，h a s b e c o m eo n eo fw i n n i n gw e i g h tt h a tg l o b a lo p e r a t o rw a i t i n gi nt h eb r o a d b a n dn e t w o r k t h i sa r t i c l ef i r s tb r i e f l yi n t r o d u c e dt h ea d s lb r o a d b a n da c c e s sn e t w o r kc h a r a c t e r i s t i c s ， r e s e 剐hh o wt ou s eb r o a d b a n da c c e s sb r a s ，a u t h e n t i c a t i o ns e r v e r , a n db u i l da d s l h e a l t hf i l e s e v e n t u a l l y t h es y s t e mf o c u s e so nt h ed e s i g nt h i n k i n ga n di m p l e m e n t a t i o n f i n a l l y , t h i sa r t i c l e i n t r o d u c e dt h er o l eo ft h i ss y s t e mi np r a c t i c a la p p l i c a t i o na n dt h ep r o m o t e ds i t u a t i o n k e yw o r d ：s n m p 、a d s l 、p o r ts t a n d r a t e 、h e a l t hf i l e s 第1 l 页 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第一章概述1 1 1 论文背景1 1 2 主要工作。5 第二章需求分析7 2 1a d s l 宽带接入现状7 2 1 1 现有网络设备。7 2 1 2 存在问题7 2 2 a d s l 掉线率分析8 2 2 1a d s l 异常掉线上报代码8 2 2 2a d s l 异常掉线率统计8 2 2 3b a s 断线代码规范8 2 2 4 异常掉线代码分析：1 0 2 3 系统设计目标1 0 第三章技术概述。1 2 3 1 u d p 协议1 2 3 2s n m p 协议1 3 3 3 正则表达式。l 7 第四章系统设计与实现2 3 4 1 系统设计思想2 3 4 2 福建宽带认证系统2 4 4 2 1 福建宽带认证系统架构2 4 4 2 2网络结构2 4 4 2 3四层交换机网络连接2 5 4 2 4 宽带用户认证过程2 6 4 3 系统模块设计2 7 4 4 用户界面设计2 9 4 5 算法及实现2 9 第五章系统测试4 8 5 1软件测试概述4 8 5 2业务功能测试4 9 5 3系统压力测试5 0 第六章效果评估及行业推广5 7 第川页 第1 v 页 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第一章概述 第一章概述 随着i n t e r n e t 在商业领域和多媒体服务的迅猛推广和应用，人们享受着i n t e r n e t 上的 各种服务，当然必不可少地以某种方式接入i n t e m e t 。为了实现用户接入网的数字化、宽 带化，提高用户上网速度，光纤到户( f t t h ) 是用户网今后发展的必然方向，但由于光 纤用户网的成本过高，不可能广泛普及。近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术， 包括i s d n 、c a b l em o d e m 、a d s l 等，其中a d s l ( 非对称数字用户线路) 是最具前景及 竞争力的一种，目前占据宽带接入中的主导地位。 1 1 论文背景 a d s l ( a s y m m e t r i c a ld i g i t a ls u b s c r i b e rl o o p ，非对称数字用户环路) 技术是运行在 原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术，它利用现有的一对电话铜线，为用户提供上、 下行非对称的传输速率( 带宽) 。a d s l 的核心技术实际上就是编码技术，目前我国使用 的是基于d m t ( d i s c r e t em u l t i t o n e ，离散多音) 复用编码方式。此外，常用的还有c a t ( c a r r i e r l e s s a m p l i t u d e p h a s e ，抑制载波幅度相位) 编码方式。尽管两种方式都采用正交 调幅( q a m ) ，但d m t 中数据是被调制到多个载波之上，而c a p 中数据则被调制到单一 载波之上。比较而言，d m t 技术具有很强的抗干扰能力，而且对线路依赖性小，只是实 现起来相对复杂，成本稍高。 d m t 将它以4 k 为宽度单位分为2 5 个上行子通道和2 4 9 个下行子通道。与i s d n 单 纯划分独占信道不同，a d s l 中使用了调制技术，即采用频分多路复用( f d m ) 技术或 回波抵消( e c h oc a n c e l l a t i o n ) 技术实现有效带宽的分隔，从而产生多路信道，而回波抵 消技术还可以使上行频带与下行频带叠加，使频带得到复用，因此使得带宽得以增加。此 外，d m t 还可根据探测到的信噪比自动调整各个子通道的速率使总体传输速度接近给定 条件下的最高速度。这些正是d m t 优势所在。 自1 9 9 9 年1 0 月广东电信开始向用户提供a d s l 服务以来，国内a d s l 发展迅速， 电话线已经成为大众上网的主要方式。2 0 0 3 年，不论是电信还是网通，处于i p 网络新建、 第1 页 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第一章概述 扩容、发展用户阶段，所以，口网一些固有的问题因为影响不大被忽略了，而在2 0 0 4 年 后，随着用户数量急剧增加、i p 网上越来越多的视频业务、音频业务的应用，这样，互 联网优化，即主要是省网、城域网优化的问题不断被提到台面上。如果说，在2 0 0 3 年、 2 0 0 4 年提出全省i p 网、城域网优化的项目、思想还是比较超前、未雨绸缪的话，那么在 2 0 0 5 、2 0 0 6 年就是迫于业务压力，不得而为之的事情了。 从2 0 0 5 年开始，中国电信每年都要举办一次内部的“宽带质量提升会议”，2 0 0 6 年， 全国范围内开展了以提升互联网质量，向用户提供更优质服务为目的的“腾龙工程 ，一 方面提升宽带网络品质，对a d s l 用户线路质量进行中长期跟踪分析，同时审查全网 a d s l 用户资源准确性、业务开通准确性，分析d s l a m 端口速率达标率、a d s l 用户异 常掉线率，结合市场意见进行相应调整，并开展线路专项整治，对不达标的部分重点进行 整治。通过近2 年的综合整治，中国电信宽带网络质量得以逐步提升。 “腾龙工程 内容主要包括：深入开展宽带接入网络整治，重点开展掉线整治工作， 以降低异常掉线率，提高端口速率达标率为目标：清查接入线路并实施重点整治，为t r i p l e p l a y 、i p t v 等业务打下基础；加强宽带接入网网管建设，加快宽带自动综合测试系统和 宽带接入综合网管系统工程的立项，增强宽带用户接入层面的监控管理手段；根据各本地 网的实际情况，落实接入网整治相关的交换机规划调整、级联调整、v l a n 规划调整； 建立健全省网互联网网络指标考核体系，从宽带客户感知出发，建立与客户感知度相 适应的省网互联网网络指标考核体系，包括互联网网络时延达标率、互联网网络丢包率、 b a s 设备发生的故障总次数、b a s 设备的故障影响程度等指标； 加强用户资料管理及用户识别技术的研究与试点巩固保持宽带账号与端口捆绑工作 成果，进一步完善宽带账号与端口捆绑后相应的管理流程，保持捆绑率，强化用户接入的 可识别、可管理； 加强宽带数据网络的监控和分析完善互联网网络监测、分析手段，建立基于m r t g 、 w h a t ”s u p 的网络流量监控平台；积极探索互联网流量监测、分析工作，及时研究无效、 非法流量控制方案，逐步实现对网络流量的有效控制； 抓好宽带数据网络优化工作重点加快实施省i p 认证计费系统、省d n s 系统以及省网 出口汇聚层面的优化工作，确保全网业务的安全稳定： 第2 页 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第一章概述 加强宽带维护支撑手段积极推进城域网综合网管建设，加快宽带a d s l 自动测试系 统建设，将宽带电子工单系统整合到电子化工单系统中，并完善宽带电子工单系统的功能 和与其它系统的接口，促进宽带电子工单系统的进一步推广应用。 加强互联网网络安全工作制定并完善互联网网络安全管理办法和应急预案；落实相应 的组织体系和机构职责，逐步实现互联网网络安全工作的制度化、流程化，积极开展宽带 网络安全方面的专项工作。 下面，首先考察国内几个省市电信在这方面做的工作的主要内容。 ( 一) 江苏电信 在2 0 0 4 年9 月，人民邮电报的一篇报道中，提到江苏电信2 0 0 4 年开展的“宽带 畅通工程”、“春雨行动”，集中于“整治宽带接入 、“优化网络质量”、“提高维护 技能”、“改善用户服务、“完善支撑手段 等方面，重点解决“开通修复障碍不及 时、“安装不达标 、“掉线频繁”、“网速慢 等主要问题，提出： 1 把用户可以感知的质量作为宽带维护的标准； 2 根据故障不同类型细分到不同部门并进行每个环节的监控，提高宽带排障的效率。 “开通时间缩短 、“掉线次数下降”、全省平均开通历时由之前的7 天缩短到4 天，扬 州、镇江分公司平均开通历时小于4 8 小时；扬州、连云港、淮安、镇江分公司的开通及 时率达到7 5 以上。全省共整治了1 4 万多个掉线严重的用户账号，掉线次数平均下降约 6 7 ，整治率为7 3 ，其中扬州、泰州等分公司的整治率超过8 0 。1 0 0 0 0 客服中心宽带 受理专席平均预处理率已达3 3 6 0 ，南通分公司预处理率达6 2 8 7 。另外，通过制作宽 带使用手册、光盘，江苏电信在门户网站上设立了“网上答疑 栏目，减少了上门排障的 次数，提高了维护工作效率 ( 二) 湖北电信 2 0 0 4 年9 月到2 0 0 5 年，解决“网速慢 、“异常掉线”、“密码失窃”，开展了“宽 带质量提升工程综合整治工作”，包括： 1 统计分析用户异常掉线率和d s l a m 端口速率达标率，对不达标的重点进行整治； 2 优化接入网络，对于d s l a m 级联数过多、i p 上行d s l a m 与b a s 跨城域网二层 第3 页 第一章概述 互联以及同一个v l a n 广播域内用户数量过多等宽带接入网组网不合理的情况进行整 改； 3 开展宽带账号与端口捆绑工作，提高网络对业务的支撑能力； 4 规范a d s l 安装，消除潜在的故障隐患； 5 普及客户1 0 0 0 0 号宽带障碍申告预处理，提高宽带障碍处理整体效率等。 6 组织开发了对全省宽带用户异常掉线率和全省主流d s l a m 设备的端口速率达标率 进行统计的程序，并指导各地市分公司进行重点整治； ( 三) 成都电信 宽带质量提升工程主要内容包括线路整治、网管分析、电话技术支持、用户端服务、 资源建设等。 一方面通过开展用户端百点测试活动，寻找故障根源并提出解决办法，同时在1 0 0 0 0 号客户服务部开展电话技术支持，各分公司开展规范装维服务，全面提高宽带服务质量。 另一方面提升宽带网络品质，对a d s l 用户线路质量进行中长期跟踪分析，同时审 查全网a d s l 用户资源准确性、业务开通准确性，分析端口速率达标率、异常掉线率， 结合市场意见进行相应调整，并开展线路专项整治，全面提高用户账号和端口绑定率、 a d s l 端口速率达标率、1 0 0 0 0 号宽带障碍申告预处理率和宽带业务安装合格率，将异常 掉线率控制在1 0 以内。 2 0 0 6 年以来，福建电信省公司根据集团公司精神，在全省范围内展开以从以促进宽 带维护服务质量的持续改进，并争取在宽带产品和服务差异化工作中实现突破和创新，为 用户提供优质服务为目的“宽带腾龙 维护竞赛活动。 竞赛的重点工作是针对用户投诉较多的网速慢和异常掉线问题，开展针对性的整治工 作，重点整治a d s l 接入链路频繁瞬断问题。对a d s l 端口速率达标率、a d s l 异常掉 线用户率、重点网站用户感知测评达标以及宽带维护管理工作提升这四个方面提出明确的 考核指标。其中，a d s l 端口速率达标率9 5 ，a d s l 异常掉线用户率8 。 在宽带质量提升工程的实施过程中，共整治异常掉线的用户3 8 2 5 万户、端1 3 网速不 达标的用户4 1 7 6 万户，完成宽带用户账号端口捆绑2 0 0 万线左右。全省d s l a m 端口 第4 页 第一章概述 速率平均达标率从9 4 上升到9 7 4 7 ；a d s l 平均异常掉线率从1 8 1 1 下降到7 2 1 ； 全省共落实1 0 0 0 0 号宽带故障预处理专席人员7 1 人，宽带故障预处理率达到7 5 8 6 ，各 项指标均超过了集团公司宽带质量提升工程综合整治工作的指标要求，取得了较好的整治 效果。 以上这些可以看出，这两年福建电信m 宽带质量提升工程的主要工作内容，和一些 衡量的指标。 1 2 主要工作 a d s l 端口达标率以及a d s l 异常掉线用户率是整个宽带腾龙活动工作的重点。本文 也将重点围绕如何系统提升这两项指标进行阐述。 本文首先对a d s l 宽带接入技术的概念，引起a d s l 异常掉线原因进行深入分析， 并结合福建电信a d s l 宽带接入发展的现状及需求，制定福建a d s l 健康档案的总体目 标；然后从构建该系统平台所需要的协议体系，网络架构和网络现状这几个方面，详细阐 述福建电信a d s l 健康档案设计可行性分析和各种方案的比较；最后，简要概述了该系 统的具体实现和性能测试结果。实际测试数据表明：a d s l 健康档案系统运行稳定，性能 达到使用要求。 本文内容组织如下： 第一章：从社会发展情况、通信发展环境、市场竞争情况等几个方面对本课题的背景 进行简要分析，从而引出本课题的主要工作； 第二章：以a d s l 宽带接入现状分析以及导致异常掉线原因的分析从而提出系统的 设计目标； 第三章：详细介绍构建该系统平台所需要的协议体系，网络架构和网络现状等技术手 段； 第四章：详细介绍福建电信宽带认证系统以及基于该系统的开发理念、系统设计及实 现方法； 第五章：在第四章的基础上介绍了该系统的实现以及结果分析、效果分析和行业推广 第5 页 第6 页 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第二章需求分析 第二章需求分析 需求分析是软件开发的第一步，是整个软件成功实现的基础，只有真正做好需求分析， 才能真正了解客户的需要，以指导好下一步的工作，整个软件的实施是建立在需求所分析 出的各项功能上的。需求分析是成功实施一个应用系统的基础，只有弄清楚客户的需求， 才能真正开发出满足客户需要的信息系统，也才能够真正让整个系统发挥其相应的作用。 在本章需求分析阶段，要对经过可行性分析所确定的系统目标和功能做进一步详细论述， 确定系统“做什么 的问题。 2 1a d s l 宽带接入现状 2 1 1 现有网络设备 网络设备设备型号厂家名称网管情况 各厂家均有统一、单独 d s l a m 较多型号华为、中兴为主 的网管 华为m a 5 2 0 0 g 、r e d b a c k 接入b r a s较多型号无统一网管 s e 8 0 0 路由器、交换机、认证及网c i s c o 、华为、中兴、j u n i p e r i p 层网络有统一网管 管服务器 等 2 1 2 存在问题 多厂家d s l a m 设备缺乏统一集中监控手段和平台： 1 集中监控：无法对所有d s l a m 设备运行状况集中监控、集中处理： 2 统一平台：华为，中兴，贝尔等d s l a m 接入设备各设网管平台； 业务保障缺乏手段： 1 d s l 测试：无法对a d s l 端口进行自动批量测试，只能手动同步进行； 第7 页 第二章需求分析 面向网络设备的分析报表。 面向网络设备的实时、周期性报表。 2 2a d s l 掉线率分析 2 2 1a d s l 异常掉线上报代码 a d s l 异常掉线率是指用户异常下线次数占用户总下线次数的百分比，下线次数可以 从r a d i u s 系统统计分析获得，作为衡量a d s l 接入质量的一个关键性的指标，由于各 b a s 厂商对r f c 2 8 6 6 所定义的断线代码理解不同，造成了同一断线场景下，b a s 的返回 代码不同，以至于影响了a d s l 异常掉线率统计的准确性。为了提高宽带网络质量，解 决网内各厂家b a s 设备上送r a d i u s 断线代码不统一的问题，中国电信集团公司组织制 定了中国电信b a s 断线代码规范，规范是以r f c 2 8 6 6 为基础，结合中国电信网络的 实际情况和运维的需求，对r f c 2 8 6 6 所定义的断线代码1 1 1 进行了细化说明，删除了 原r f c 2 8 6 6 所定义的断线代码1 2 一1 8 。 2 2 2a d s l 异常掉线率统计 a d s l 异常掉线统计的依据是b a s 发送到认证系统的相关信息，当a d s l 会话结束 时( 包括正常结束和非正常结束) ，局端的b a s 设备将判断会话终结的原因，并将该断线 原因代码填入记费包发送到认证系统的r a d i u s 服务器，规范定义了1 1 种断线原因代码， 根据原因代码及断线次数等信息可判断用户是否发生掉线故障及故障严重程度。 2 2 31 3 a s 断线代码规范 表2 - 1b a s 断线代码规范表 代码定义 说明 场景举例 u s e rr e q u e s t p p p o e 认证用户主动要求终正常关机、用户主动断开连接等。在系统挂 1止连接。p p p o e 的l c p ( 链路起、休眠时，不同拨号器、操作系统情况会 用户请求下线。 控制协议) 发出链路终止数有差异，如果用户发送了下线请求，使用此 第8 页 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第二章需求分析 据包给b a s ，要求终止连接。 原因；如果没有，b a s 通过l c p 发现用户下线， b a s 返回代码2 ，例如，w i n 2 0 0 0 下使用拨号软 件r a s p p p o e 、w i n x p 自带拨号软件，系统休眠 或者挂起时，拨号软件没有发出断线请求。 p p p o e 协议握手报文丢失。一 l o s tc a r r i e r 般指b a s 下一级网络设备( 含用户线路断、p c 断电、p c 异常关机、网卡禁 2 载波丢失该设备) 到p p p o e 拨号设备间用等。 的故障。 l o s ts e r v i c e 业务服务器( 例如：v p n ) 主 b a s 接收到v p n 业务服务器发起的 3动发起终止用户业务服务的 业务不再提供1 2 t p s t o p c c n 包。 报文。 i d l et i m e o u t 用户在规定时间内的流量没 4 用户长时间没有使用联网的电脑。 闲置切断。有达到设定值。 s e s si o n t i m e o u 用户上线时间达到了规定值 预付费用户上线时间达到了规定值或者用户 5 或者用户的流量达到了规定 t 会话超时。的流量达到了规定值设。 值。 a d m i nr e s e t 1 、命令行网管复位或者禁用端口 管理员复位端 由于管理的需要，暂时中断2 、命令行网管切断在线用户 6 口，或者删除会用户的链接。3 、命令行网管删除l 2 t p 隧道 话。4 、删除、修改配置参数 a d m i nr e b o o t 在重启b a s 前，发送断线信 7 管理员重启 息。 b a s 。 p o r te r r o r b a s 主动检测到用户接入端1 、b a s 用户单板异常 8b a s 检测到端口 口的错误。一般指b a s 到下一2 、b a s 用户端口异常 级网络设备间( 包括b a s ) 的3 、b a s s o 下一级网络设备间物理线路断 错误 故障。4 、b a s 用户端d p v c 异常中断 b a se r r o r 由于b a s 内部软件处理异常 9 b a s 内部处理 造成的用户掉线 异常。 b a sr e q u e s t b a s 因其它无法 1 0 未规定的掉线原因。 识别原因中止 会话。 b a sr e b o o t b a s 异常重启前发送断线信 1 1 b a s 异常导致设 息，以进行非管理性的重启。 备重启 在断线原因分类中，代码2 、8 、9 、l o 、1 1 属于异常断线。代码2 一般指b a s 下一 级网络设备( 含该设备) 到p p p o e 拨号设备间的故障，代码8 一般指b a s 到下级网络设 备间( 包括b a s ) 的故障。代码8 的故障也会引起代码2 的故障，如果代码8 和代码2 同时出现，应认定为代码8 故障。b a s 探测p p p o e 协议状态的e c h o 报文应每1 分钟发 第9 页 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第二章需求分析 送三次，如果连续发了三次而p p p o e 用户没有一次响应的话( 需2 0 秒之内响应) ，b a s 就认为该用户已经下线。 2 2 4 异常掉线代码分析 根据中国电信b a s 断线代码规范，在断线原因分类中，代码2 、8 、9 、1 0 、1 1 属于 异常断线，据此可以计算异常掉线率。异常掉线率= 排除用户习惯后的异常掉线数下线总 次数拳1 0 0 。以上计算式中的异常掉线数= 所有下线代码等于2 ，8 ，9 ，1 0 的次数，在异 常掉次数中，占绝大多数的是下线代码等于2 的次数( 占总数9 8 以上) ，分析造成数据丢 失【2 】的掉线代码产生的原因是分析的关键，即解决异常掉线率偏高的关键。 掉线代码2 ( l o s tc a r d e r ) - - p p p o e 协议握手报文丢失。是指b a s 与拨号软件之间 的握手失联，b a s 每隔一段时间( 如2 0 秒) 发送一次握手报文，如果连续三次收不到回 应报文则将连接断开。因此在物理层( 包括用户端网线脱落、终端异常强制关机、终端死 机休眠、线路故障、d s l a m 端口关闭) 、网络层( 包括d s l a m d 的中继链路丢包、拥 赛) 和应用层( 病毒导致拨号软件进程挂死) 均会产生掉线代码2 。 选取宁德2 0 0 7 年六、七月份宽带异常掉线用户资料进行分析，结果如下：异常掉线 部分用户( 异常掉线1 0 次以上) 对应的a d s l 端口达标率为8 9 ；而正常用户对应的端 口达标率为9 8 5 ，六、七月份均异常掉线用户的a d s l 端口达标率8 0 4 1 ，可以得出 结论：异常掉线率高的用户相对的a d s l 端口达标率也低，因此每月均异常掉线率高的 用户的线路品质相对比较差。 2 3 系统设计目标 承接集团公司提出的“宽带腾龙”活动，为提升互联网质量，向用户提供更优质服务， 实现a d s l 端口速率达标率9 9 5 ，a d s l 异常掉线用户率8 的指标，各分公司“八 仙过海，各显神通”，通过加大考核，加强技术培训，升级设备等各项措施，在一段时间 内，均取得了十分明显的效果。 各公司在宽带腾龙活动开展初期，均是通过手工方式，对出现异常掉线和速率不达标 端口进行数据采集和统计分析工作。首先定期从r a d i u s 日志系统中手工统计筛选一定 第1 0 页 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第二章需求分析 数量掉线频次高的用户，然后从d s l a m 网管上筛选出速率不达标端口的用户，再派发各 外线维护人员进行有针对性的分批整治。这种人工的整治方式不仅工程量浩大，同时命中 率低下，浪费大量人力的同时，无法取得理想的结果，在很大程度上影响到a d s l 业务 运维的效率、增加了人力成本。不能满足用户对网络服务质量的要求。 通过对需求分析以及使用场景进行分析，一个满足基本需求的a d s l 健康档案系统 必须具备以下功能： 1 实时采集； 2 实时对用户上线的认证记录分析，生成端口健康档案，确保检测端口均为在用用 户端口，降低盲目检测带来的高失败率； 3 资料详实可靠； 需要记录a d s l 端口的所有有关参数，并关联体现用户侧资料，以方便在对不达标 端口整治时能及时联系用户，同时要对端口的历史使用情况进行完全记录，以便维护人员 对端口情况做到心中有数；通过关联s r m 系统对用户端口进行检测，对资料错误用户记 录在案后提交资源部门修改，从而最大程度降低因为资料错误给系统带来的无效操作。 系统功能可扩充：a d s l 设备厂家基本以中兴、华为两家为主，但设备的型号种类繁 多，且扩容、升级频繁，这就要求系统要具备可扩充性，方便将新入网设备及时纳入系统。 流程自动化：所有流程均由服务器端软件自动控制，无需人工干预。 a d s l 健康档案系统是通过实时采集用户拨号上线通过b r a s 认证时在r a d i u sp r o x y 形成的上、下线及认证记录，并通过u d p 协议将结果发送至a d s l 健康档案系统的数据 采集服务器，由采集服务器对信息进行处理后，关联提取该帐号在s r m 系统中的用户档 案数据，通过s n m p 协议对帐号所处d s l a m 节点上的a d s l 端口自动进行检测，并将检 测结果入库，最终形成健康档案。末端维护人员可以有选择的根据健康档案，对不达标的 端口进行整治，彻底解决因为端口质量或线路质量原因而导致不达标的端口。 该系统实现了对a d s l 端口的自动测试、大规模线路的自动巡检和上网通道达标率 的考核统计。为运营商节省了硬件测试上的投资和a d s l 维护上的人力成本。 第1 1 页 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第三章技术综述 第三章技术概述 s n m p ( s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l ，简单网络管理协议) 的前身是简单网关 监控协议( s g m p ) ，用来对通信线路进行管理。其目标是管理互联网i n t e m e t 上众多厂家生 产的软硬件平台。 用户数据报协议( u d p ) 是o s i 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事 务的简单不可靠信息传送服务。 正则表达式：( 英文：r e g u l a re x p r e s s i o n ) 在计算机科学中，是指一个用来描述或者 匹配一系列符合某个句法规则的字符串的单个字符串。在很多文本编辑器或其他工具袒， 正剐表达式通常被用来检索和或替换那些符合某个模式的文本内容。 本系统利用s n m p 协议对a d s l 设备进行端口信息采集，利用u d p 协议进行服务器 信息交互，利用正则表达式对采集下来的文本信息进行分析入库处理。 3 iu d p 协议 用户数据报协议( u d p ，u s e rd a t a g r a mp r o t o c 0 1 ) 是o s i 参考模型中一种无连接的传 输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。u d p 是一个简单的面向数据报的 传输层协议，其正式规范为i e t fr f c7 6 8 。u d p 协议基本上是i p 协议与上层协议的接口。 u d p 协议适用端口分别运行在同一台设备上的多个应用程序。 由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行，计算机上必须能够确保目的地机器 上的软件程序能从源地址机器处获得数据包，以及源计算机能收到正确的回复。这是通过 使用u d p 的“端口号完成的。例如，如果一个工作站希望在工作站1 2 8 1 1 2 3 1 上使用 域名服务系统，它就会给数据包一个目的地址1 2 8 1 1 2 3 1 ，并在u d p 头插入目标端口号 5 3 。源端口号标识了请求域名服务的本地机的应用程序，同时需要将所有由目的站生成的 响应包都指定到源主机的这个端口上。u d p 端口的详细介绍可以参照相关文章。 与t c p 不同，u d p 并不提供对i p 协议的可靠机制、流控制以及错误恢复功能等。由 第1 2 页 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第三章技术综述 于u d p 比较简单，u d p 头包含很少的字节，比t c p 负载消耗少。 u d p 适用于不需要t c p 可靠机制的情形，比如，当高层协议或应用程序提供错误和 流控制功能的时候。u d p 是传输层协议，服务于很多知名应用层协议，包括网络文件系 统( n f s ) 、简单网络管理协议( s n m p ) 、域名系统( d n s ) 以及简单文件传输系统( t f t p ) 、 动态主机配置协议( d h c p ) 、路由信息协议( r i p ) 和某些影音串流服务等等。 u d p 协议具有以下一些特性： u d p 是一个无连接协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简 单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，u d p 传送 数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收 端，u d p 把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。由于传输数 据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时 向多个客户机传输相同的消息。u d p 信息包的标题很短，只有8 个字节，相对于t c p 的 2 0 个字节信息包的额外开销很小。吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成 数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。虽然u d p 是一个不可靠的协议， 但它是分发信息的一个理想协议。在有些情况下u d p 协议可能会非常有用。因为u d p 具有t c p 所望尘莫及的速度优势。虽然t c p 协议中植入了各种安全保障功能，但是在实 际执行的过程中会占用大量的系统开销，无疑使速度受到严重的影响。反观u d p 由于排 除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大降低了执行时 间，使速度得到了保证。例如，在屏幕上报告股票市场、在屏幕上显示航空信息等等。 u d p 也用在路由信息协议r i p ( r o u t i n g l n f o r m a t i o np r o t o c 0 1 ) 中修改路由表。在这些应用 场合下，如果有一个消息丢失，在几秒之后另一个新的消息就会替换它。 3 2s n m p 协议 s n m p ( s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l ，简单网络管理协议) 的前身是简单网关 监控协议( s g m p ) ，用来对通信线路进行管理。随后，人们对s g m p 进行了很大的修改， 特别是加入了符合i n t e m e t 定义的s m i 和m i b ：体系结构，改进后的协议就是著名的 s n m p 。s n m p 的目标是管理互联网i n t e m e t 上众多厂家生产的软硬件平台，因此s n m p 受i n t e m e t 标准网络管理框架的影响也很大。现在s n m p 已经出到第三个版本的协议，其 第1 3 页 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第三章技术综述 功能较以前已经大大地加强和改进了。 s n m p 的体系结构是围绕着以下四个概念和目标进行设计的：保持管理代理( a g e n t ) 的软件成本尽可能低；最大限度地保持远程管理的功能，以便充分利用i n t e m e t 的网络资 源；体系结构必须有扩充的余地；保持s n m p 的独立性，不依赖于具体的计算机、网关 和网络传输协议。在最近的改进中，又加入了保证s n m p 体系本身安全性的目标。 s n m p 规定了5 种协议数据单元p d u ( 也就是s n m p 报文) ，用来在管理进程和代理 之间的交换。g e t - r e q u e s t 操作：从代理进程处提取一个或多个参数值g e t - n e x t - r e q u e s t 操作： 从代理进程处提取紧跟当前参数值的下一个参数值s e t - r e q u e s t 操作：设置代理进程的一个 或多个参数值g e t r e s p o n s e 操作：返回