網元性能統計方案研究

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摘要：介紹了一種基于各類通信設備的網元性能統計方案，目的是減少網管對于大量冗余性能數據的處理，提升網管性能數據的處理效率。首先探討了網元性能模塊的整體框圖和架構，它主要由3部分組成：網管、主控和單盤，文章只涉及了主控部分的實現，然后簡述了網元性能采集功能的實現方法和統計流程，最后給出了無效性能的解決方案。文章所研究的方案在很大程度上減少了冗余性能數據，顯著提升了處理效率。

關鍵詞：網元性能；網管；性能

數據處理目前各類通信傳輸設備需要通過網管查看設備業務，例如標簽交換路徑（LabelSwitchingPath，LSP）、偽線（PseudoWire，PW）、虛容器（VirtualContainer，VC）和三層虛擬專用網（Layer3VirtualPrivateNetwork，L3VPN）等的性能數據，通過流量工具查看某條二層（Layer2，L2）、三層（Layer3，L3）業務的流量曲線統計數據。由于目前業務性能查詢都是基于單盤的，單盤上報大量無效的配置對象性能，這些性能都是無效的0值，造成單盤占用資源進行無效的性能采集，大量無效對象的性能信息在單盤、主控和網管之間傳遞。網管流量工具在處理多設備的情況下，數據計算量極大［1］。針對上述問題，本文設計了一種網元性能統計方案，該方案可以大大減少網管對大量冗余性能數據的處理，顯著提升網管性能數據的處理效率。在命令行界面（Command－LineInterface，CLI）顯示上，可以按照基本性能和網元性能查看，數據量小，只關注重點性能；在網管顯示上，可以按照業務對象查詢性能，無需進行數據統計累加；在處理效率上，數據量比之前少很多，計算簡單，入庫查詢效率高；在性能文件上，性能數據大量減少。

1設備主控網元性能采集方法

1．1設備主控網元性能模塊整體架構。網元性能統計要求網管上能查看LSP、VC和L3VPN等性能，單盤和主控支持這些性能數據的統計。網元性能模塊主要由3部分組成：網管、主控和單盤。其中，網管能夠根據業務對象組織私有協議查詢和顯示性能；主控主要負責網管協議的組織、定位源的翻譯和單盤協議的解析；單盤負責查詢性能，并根據單盤協議組織報文上報給主控。根據功能模塊劃分，網元性能模塊自上而下分為網管、主控和單盤3大部分，如圖1所示。其中，網管是與用戶交互的界面，用戶基于業務對象通過網管界面進行性能查詢和統計；主控相當于“大腦”，解析單盤協議，對從單盤收到的數據進行處理，并組織網管協議應答網管；單盤支持性能數據的統計，并組織單盤協議將數據上報給主控主控部分主要由4個模塊構成，其中，套接字（Socket，SCK）模塊主要負責建立SCK，完成對網管的網絡連接的管理和數據收發；文件傳送協議（FileTransferProtocol，FTP）模塊通過FTP實現性能文件上送到網管服務器；網絡傳輸模塊獲取KEY值和NAME的映射關系向上傳遞業務配置，解析單盤協議并向上傳遞數據，實現各業務單盤的數據交互；網絡管理單元主要負責網元性能的統計、網管協議的組織、定位源的翻譯和單盤協議的解析，起到承上啟下的作用［2］。1．2網元性能采集功能的實現方法。對于網元性能的每一個具體業務對象，我們采用定位源的方法來進行描述和數據傳遞。定位源是一個規定好的結構，其中包括KEY值和NAME值兩大部分，由于單盤上處理的都是機器數據，所以主控和單盤間通過KEY值來實現消息的傳遞，KEY值是二進制數，包括了該業務對象事先規定好的類型、層次和身份號（IdentityNumber，ID）等信息。而網管上要顯示業務對象的具體信息，需要獲得相應的定位源字符串，所以主控和網管的數據通過NAME值來實現，NAME值是一個大的字符串，包括了該業務對象的描述信息。網管配置接口使用了Google公司開發的開源的數據編碼方式ProtocolBuffers（以下簡稱PB），它是一種緊湊的可擴展二進制消息格式，能對結構化的數據采用靈活、高效、自動的機制進行序列化和反序列化［3］。網絡管理單元對網管下發的查詢當前性能及累計性能的協議進行PB解碼，組織當前性能或歷史性能查詢協議，并加入協議頭，向網絡傳輸發送消息，網絡傳輸單元收取單盤的數據，通過解析跟單盤之間的協議來進行KEY值的傳遞，上送到網絡管理單元。網絡管理單元通過定位源KEY值和NAME映射進行定位源翻譯，完成網管協議封裝，并本地生成性能文件，然后向網管FTP服務器上傳性能文件［4］。

2網元性能統計流程

網元性能采集的基本流程如下：（1）網管通過私有協議向設備發送查詢報文，命令碼根據商定好的協議定義，在PB封裝字符串中包括查詢業務對象定位源，定位源的組成方式與上報保持一致。（2）主控收到網管查詢報文后，解析PB數據，在主控緩存網管數據，作為回應網管報文。（3）主控根據網管下發的數據，解析查詢對象定位源，轉換結構為單盤KEY值結構，并組織單盤協議報文，命令碼根據商定好的協議定義，并向所有已完成老化的單盤發送查詢數據。（4）主控開啟性能采集開關，單盤對查詢數據進行響應，對于當前秒級性能組織數據回復，對于15min性能過濾0值性能組織數據回復。（5）主控收到單盤回應數據后，按照單盤協議進行解析，并按照PB鏈表方式進行數據緩存，性能值需要記錄時間。（6）主控收到所有單盤回應后，按照KEY值進行數據整理，整理原則如下：（a）相同KEY值，相同編號值的當前值直接累加；（b）最大值、最小值也需要進行累加，性能值時間只取其中一次。（7）主控等所有單盤回應完畢后（未響應單盤等待5s后認為超時），將數據組織成PB格式，性能數據通過FTP上傳網管。（8）清空原有緩存數據。

3無效性能的解決方案

目前業務性能查詢都是基于單盤的［5］，單盤會上報所有的配置對象性能，這些性能很多都是無效的0值，造成單盤占用資源進行無效的性能采集，而且性能采集方法也不夠靈活，不便于對重點性能的查看?？梢酝ㄟ^以下幾點的實現來達到解決無效性能采集的目的：（1）為了區別于之前的基本性能查詢，網元性能查詢時采用特定的槽位號（0xff）填充于協議中；（2）在進行每一個業務對象網元性能采集前，主控需要通過CLI命令行去開啟性能采集開關，然后再組織單盤協議下發單盤查詢，并且可以針對某一個業務對象進行性能查詢，能有效避免大量無用數據的傳遞；（3）對于網元性能的采集，分為當前秒級性能和15min性能，由于秒級性能比較注重實時性，所以需要上報所有被采集到的性能；而采集15min性能時，主控會過濾掉0值性能，只上報有效的性能值，以免在長時間多設備的情況下占用過多資源，增加計算量。這樣更有利于對性能的統計，能提高效率。

4結束語

通過網管查詢性能時，首先通過CLI命令去開啟需要查詢的對象采集命令，主控給單盤下發協議，單盤開始采樣，盤管理單元庫進行數據轉儲。網管按照指定對象查詢性能，主控解析查詢命令給盤管理單元庫，主控收到盤管理單元庫的響應數據后，進行數據統計計算，然后通過FTP將數據上傳網管服務器，網管服務器解析數據后在界面進行呈現。本文針對單盤上報大量無效的配置對象性能，在性能采集上造成資源占用浪費的問題，提出了基于業務對象查詢性能的功能，能夠高效率采集有效的性能，提升處理效率，減少網管對于大量冗余性能數據的處理。在顯示上主要關注重點性能，減小了數據量，提升了計算效率。

參考文獻：

［1］陳偉．電信統一網管平臺性能數據統計分析的設計與實現［D］．哈爾濱：哈爾濱工程大學，2004：17－24．

［2］陳嘉惠．PTN網管系統中關鍵技術的研究［D］．武漢：武漢理工大學，2011：35－51．

［3］曹潤澤，馮濤．ProtocolBuffers在數據采集與傳輸系統中的應用［J］．無線互聯科技，2014，（12）：7－8．

［4］寇陽，呂建新．基于ProtocolBuffers的配置下發接口適配與應用［J］．電子測試，2014，（1）：108－109．

［5］王峰．通信網性能管理關鍵技術研究［D］．北京：北京郵電大學，2006：108－109．

作者:張軼琦 單位:武漢郵電科學研究院