發(fā)布時間：2020-11-19 21:12

　　 網(wǎng)絡(luò)的故障管理對于網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)運行具有重要意義,好的方法能夠有效地降低網(wǎng)絡(luò)故障排查時間和恢復(fù)時間、提升運維人員工作效率。當前一般采用的故障診斷方法包括被動檢測技術(shù)和主動檢測技術(shù),然而在診斷包含等價多路由路徑(ECMP,Equal-cost Multi-path)的網(wǎng)絡(luò)時,這些基于IP的檢測方法難以確定探測包實際經(jīng)過的設(shè)備或鏈路,會給檢測結(jié)果帶來一定的影響。為了避免上述問題,可采用基于分段路由架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)故障檢測方案,能夠獲取探測包的實際路徑,簡化故障定位的推理復(fù)雜度,也可以大幅度降低網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控所需的探針數(shù)量。本文將設(shè)計實現(xiàn)基于分段路由的網(wǎng)絡(luò)故障檢測系統(tǒng),主要解決網(wǎng)絡(luò)中的故障發(fā)現(xiàn)和故障定位問題。首先,本文對系統(tǒng)的功能需求進行了分析,包括探針部署和路徑構(gòu)建、故障監(jiān)控、故障定位和探針調(diào)用功能,確定了系統(tǒng)的開發(fā)目標。之后,本文針對探針部署和路徑構(gòu)建功能的關(guān)鍵算法進行了研究。為了盡可能地覆蓋待測網(wǎng)絡(luò)并降低監(jiān)控冗余,本文采用分段路由架構(gòu),提出了一種結(jié)合中心度選點策略的算法 SCLMon(SCMon with minimum monitoring cycle length)。首先,改進算法在已有的SCMon算法基礎(chǔ)上引入覆蓋鏈路總數(shù)、路徑節(jié)點鄰接未覆蓋鏈路數(shù)等評價指標選取最優(yōu)路徑,其次,采用介數(shù)和度數(shù)評估拓撲各個節(jié)點的中心度,選取中心度最大的點進行監(jiān)控點部署。此外,在單點部署的基礎(chǔ)上,本文提出多點探針部署和路徑構(gòu)建算法。實驗結(jié)果表明,結(jié)合中心度選點策略的SCLMon算法不論是在不同的網(wǎng)絡(luò)拓撲中還是在不同最大分段數(shù)的情況下都能夠有效緩解監(jiān)控冗余問題。利用以上改進算法,本文實現(xiàn)了基于分段路由的網(wǎng)絡(luò)故障檢測系統(tǒng),包括探針部署和路徑構(gòu)建模塊、故障監(jiān)控模塊、故障定位模塊和探針調(diào)用模塊。探針部署和路徑構(gòu)建模塊基于以上改進算法設(shè)計實現(xiàn),目標是得到探針部署以及監(jiān)控路徑的構(gòu)建方案;故障監(jiān)控模塊用于發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的異常;故障定位模塊在發(fā)現(xiàn)異常后向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起新的探測,獲得故障位置;探針調(diào)用模塊用于和探針進行通信。最后本文在虛擬環(huán)境下對系統(tǒng)的功能進行了測試,結(jié)果表明,在各種規(guī)模的拓撲中,系統(tǒng)均能得到合理的部署方案和監(jiān)控路徑,同時能對網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)控,并在發(fā)現(xiàn)異常時觸發(fā)定位流程,在簡單故障情況下,有效準確地對故障進行定位。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.06
【部分圖文】：

要介紹本文用到的相關(guān)技術(shù)以及主要研究內(nèi)容，一共分為網(wǎng)絡(luò)故障診斷的各類技術(shù)，第二部分介紹分段路由架構(gòu)段路由架構(gòu)進行網(wǎng)絡(luò)故障診斷的重要意義。??障診斷的方法??障原因是指發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)中各類問題的根本原因，包括設(shè)備障的發(fā)生會影響到網(wǎng)絡(luò)的正常運行，產(chǎn)生異常癥狀。異常用戶或其他設(shè)備觀察到的表象，包括服務(wù)不可達、主機產(chǎn)機建立連接等。一般網(wǎng)絡(luò)中的故障診斷流程就是從收集異的過程。??見的網(wǎng)絡(luò)故障診斷技術(shù)依據(jù)檢測方式的不同一般可以分檢測技術(shù)兩種。下面我們將對兩種技術(shù)做詳細的說明。??故障檢測技術(shù)??

圖３－１系統(tǒng)功能用例圖??根據(jù)以上功能劃分，系統(tǒng)包含四個主要功能：探針部署和探測路徑構(gòu)建功能、??故障監(jiān)控功能、故障定位功能、探針調(diào)用功能。其中探針部署和探測路徑構(gòu)建為??系統(tǒng)的核心功能。??３．２探針部署和路徑構(gòu)建功能需求分析??探針部署和探測路徑構(gòu)建功能目的是根據(jù)用戶的初期系統(tǒng)配置，計算網(wǎng)絡(luò)中??探針部署的位置以及探測路徑，為用戶提供探針部署方案，并為故障監(jiān)控提供探??測路徑構(gòu)成的監(jiān)控任務(wù)集合，是系統(tǒng)的核心功能。??在故障檢測系統(tǒng)中，探針部署和監(jiān)控路徑的構(gòu)建會影響到后續(xù)故障監(jiān)控流程，??好的方案能夠有效地使監(jiān)控探測覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點和鏈路，同時降低探測??的冗余以及探針的部署開銷。本功能的實現(xiàn)依賴探針部署和路徑構(gòu)建的算法，算??法應(yīng)充分利用分段路由架構(gòu)特點，通過構(gòu)造特殊探測路徑的數(shù)據(jù)包并選取探針部??署點，為后續(xù)故障監(jiān)控流程打好基礎(chǔ)。算法的研究我們將在后續(xù)章節(jié)做詳細介紹。??

?北京郵電大學工學碩士學位論文???其中點的度數(shù)為節(jié)點出入鏈路數(shù)目的和，在也的計算公式中和，ｉ表示??從節(jié)點》出發(fā)的鏈路數(shù)目，外＾＋表示到達節(jié)點《的鏈路數(shù)目。點的介數(shù)表示為??圖Ｇ上經(jīng)過該點的最短路徑的數(shù)目和所有最短路徑的數(shù)目的比值，在??的計算公式中，外表示節(jié)點到節(jié)點／的最短路徑的數(shù)目，切??表示節(jié)點ｓ到節(jié)點／最短路徑中經(jīng)過點ｎ的數(shù)目。對于度數(shù)和介數(shù)更大的點，我??們認為這些點具有更強的中心性，更適合部署探針。??為了驗證假設(shè)，我們利用１１〇４￡１免４２１］采集到的ＡＳ級拓撲進行了實驗，在??每個拓撲中計算各個節(jié)點的度數(shù)和介數(shù)，以及以各點為源點構(gòu)造的環(huán)路總數(shù)和環(huán)??路鏈路總數(shù)，并分析以上算法獲得的環(huán)路總數(shù)和環(huán)路鏈路總數(shù)與節(jié)點中心性的關(guān)??系。由于在各個拓撲各種最大分段數(shù)ａ）的情況下實驗結(jié)果類似，我們選取了??一組拓撲在最大分段數(shù)時的結(jié)果展示。圖３?－?２和圖３?－?３為節(jié)點的度數(shù)和介??數(shù)與所有環(huán)路的鏈路總數(shù)的關(guān)系，圖３?－?４和圖３?－?５為節(jié)點的度數(shù)和介數(shù)與環(huán)路??總數(shù)的關(guān)系。??
【參考文獻】

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本文編號：2890451