特殊通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)效能評估

李景田,霍永華,韓衛(wèi)占

（中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所,河北 石家莊 050081）

0 引言

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)無論在規(guī)模還是在復(fù)雜度上都有迅猛的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)實體的分布性和異構(gòu)性日益突出,因此如何保證通信網(wǎng)穩(wěn)定、可靠和高效運(yùn)行具有重要的意義。通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是確保網(wǎng)絡(luò)順利運(yùn)行的主要支撐部分,是一種特殊的通信網(wǎng),它實時監(jiān)視通信網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)和各項性能指標(biāo),收集和分析相關(guān)數(shù)據(jù),并根據(jù)這些數(shù)據(jù)發(fā)出相應(yīng)的控制指令,使通信網(wǎng)保持在高效和高質(zhì)的狀態(tài)。網(wǎng)管系統(tǒng)一旦發(fā)生故障,將嚴(yán)重影響通信網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此通信網(wǎng)管系統(tǒng)的效能評估具有重要的意義。

1 效能評估方法

通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)效能評估是一個多因素綜合評估問題。通信網(wǎng)的效能評估方法有很多種,例如層次分析法、指數(shù)法、模糊綜合評價法、灰色決策評價方法、多屬性綜合評價法、Petri網(wǎng)分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和Delphi法等。所有這些評估方法的共同特點(diǎn)是模糊綜合,即對受到多種因素制約的通信網(wǎng)效能在模糊環(huán)境下作出一個總體綜合評價。下面給出通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)效能評估方法及步驟。

步驟1:首先把要解決的問題層次系列化,即根據(jù)問題的性質(zhì)和要達(dá)到的目標(biāo),將問題分解為不同的組成因素,按照因素之間的相互影響和隸屬關(guān)系將其分層聚類組合,形成一個遞階、有序的層次結(jié)構(gòu)模型。即建立基本因素集以及下一級因素集:

步驟3:確定權(quán)重,對模型中每一層次因素的相對重要性,依據(jù)人們對客觀現(xiàn)實的判斷給予定量表示,再利用數(shù)學(xué)方法確定每一層次全部因素相對重要性次序的權(quán)值。

假設(shè)需要排列n個元素的相對重要程度,采用兩兩比較判斷的方式確定每一層次中因素的相對重要性,即比較2個元素i和j,確定2個值ωi和ωj,引入1～9比率標(biāo)度,ωi和ωj的確定依據(jù)如下原則:（假定ωj的相對值為1）

①當(dāng)元素i和j同等重要時,ωi=ωj=1;

②當(dāng)元素i比元素j略微重要時,ωi=3;

③當(dāng)元素i比元素j重要時,ωi=5;

④當(dāng)元素i比元素j很重要時,ωi=7;

⑤當(dāng)元素i比元素j絕對重要時,ωi=9;

ωi=2,4,6,8是介于上述情況的中間取值。

依據(jù)上述原則兩兩比較所有的元素,為保證評估的科學(xué)性,需綜合多個專家結(jié)論,形成比較判斷矩陣P,矩陣的元素然后對該矩陣求特征值,其最大特征值λmax所對應(yīng)的特征向量,即為權(quán)重向量ω={ω1,ω2,…ωn},且從而得到與U,u1,u2,…,un對應(yīng)的權(quán)重集ω,ω1,ω2,…,ωn;

步驟4:進(jìn)行單因素評判,建立模糊關(guān)系矩陣R（rij）,分級計算因素集中各因素對評價集中各因素的隸屬度rij,得到與u1,u2,…un對應(yīng)的單因素評判矩陣R1,R2,…,Rn,

步驟5:模糊綜合評判,綜合評判向量可由下式計算:

步驟6:最終評定,對B進(jìn)行歸一化處理,得到向量B=（b1,b2,b3,…,bl）,其中1,…l,則綜合評分為γ=B*β。

2 效能評估指標(biāo)

通信網(wǎng)管系統(tǒng)的效能指標(biāo)如下:

①管理功能完備性:網(wǎng)絡(luò)管理功能是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的一個重要指標(biāo),管理功能完備性用來評價管理功能的多少,是對滿足標(biāo)準(zhǔn)5大通用管理功能和適應(yīng)特殊通信網(wǎng)特殊功能完善性的評價;

②管理對象覆蓋能力:該指標(biāo)用來評價網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可管理的作戰(zhàn)地域范圍、管理對象種類的多少和管理對象的數(shù)量多少等;

③管理實時性:在特殊通信網(wǎng)中,時間是非常重要的,作為特殊通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),其在網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化情況下對網(wǎng)絡(luò)動態(tài)輔助設(shè)計的時效以及對管理信息獲知、處理和下達(dá)等各環(huán)節(jié)的占用時間應(yīng)盡可能少。管理實時性方面主要包括網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計時間、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)監(jiān)視與控制時間和故障處理流程時間等的長短;

④網(wǎng)絡(luò)動態(tài)支持能力:機(jī)動性強(qiáng)、動態(tài)變化大是特殊通信網(wǎng)的重要特點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)盡可能支持特殊通信網(wǎng)的這種應(yīng)用特點(diǎn),以保障網(wǎng)絡(luò)有效地適應(yīng)應(yīng)用的頻繁變化;

⑤互連互通能力:特殊通信網(wǎng)需要由多個網(wǎng)系構(gòu)成一個綜合的網(wǎng)絡(luò),這就涉及到網(wǎng)絡(luò)間的互連互通要求;

⑥智能化程度:網(wǎng)絡(luò)實體的分布性和異構(gòu)性日益增強(qiáng),為減少網(wǎng)絡(luò)管理人員的工作復(fù)雜度,及時解決日趨繁瑣的網(wǎng)絡(luò)配置、龐大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理以及定位和排除網(wǎng)絡(luò)故障等問題,提高決策的準(zhǔn)確性和及時性;

⑦可靠性維修性:可靠性和維修性分別表示網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的平均無故障工作的時間（MTBF）和維修時間（MTTR）;

⑧抗毀性:抗毀性是特殊通信網(wǎng)的一個重要指標(biāo),是評價系統(tǒng)抗干擾以及不可預(yù)測破壞的能力?？箽詫W(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)同樣也是非常重要的;

⑨環(huán)境適應(yīng)性:與民用網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通常安裝在條件良好的機(jī)房環(huán)境不同,特殊通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通常應(yīng)用于較為惡劣的環(huán)境,一個好的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)在溫度、沖擊、振動、濕熱、電磁兼容性、抗干擾和供電等方面具備適應(yīng)能力;

⑩操作使用性:操作使用性是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的一個重要指標(biāo),對網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)好壞的評價往往先從系統(tǒng)是否操作簡潔和使用方便開始。

在對特殊通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)行效能評估時,選取上述指標(biāo)建立指標(biāo)集合,然后采取模糊綜合評判法進(jìn)行綜合效能評估。表1給出某些指標(biāo)對特殊通信網(wǎng)效能評估的重要性對比。

表1 指標(biāo)體系對各特殊通信網(wǎng)管效能評估的重要性

3 實例驗證

某特殊通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)分為3級管理控制中心,1級網(wǎng)管中心能夠管理100個2級網(wǎng)管中心,每個2級網(wǎng)管中心能夠管理50個3級節(jié)點(diǎn)管理中心,3級網(wǎng)管中心直接管理被管設(shè)備。

管理功能除5大功能域外,還具有頻率管理、資源管理和任務(wù)管理;采用SOA架構(gòu)、基于策略和移動代理的網(wǎng)絡(luò)管理,具有很好的智能性、靈活性和擴(kuò)展性;網(wǎng)管中心采用主備熱備份,睦級網(wǎng)管中心可以升級為1級網(wǎng)管中心也可以降為3級網(wǎng)管;已經(jīng)通過高低溫和振動等環(huán)境試驗;人機(jī)界面形象直觀。

采用模糊綜合評判法對其進(jìn)行效能評估,步驟如下:

步驟1:建立因素集

確定影響特殊通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)效能的主要因素:管理功能完備性、管理對象覆蓋能力、管理實時性、網(wǎng)絡(luò)動態(tài)支持能力、互連互通能力、智能化程度、可靠性、抗毀性、操作使用性以及環(huán)境適應(yīng)性。

步驟2:建立評價集

將效能評估從高到低分為若干等級,構(gòu)成評價集V:

V={好,較好,一般,差,較差},相應(yīng)地設(shè)定評分檔次β={100,85,65,45,20}T;

步驟3:確定權(quán)重集

采用層次分析法確定權(quán)重:

步驟4:建立評判矩陣

通過建立評判矩陣,進(jìn)行計算,結(jié)果為;

評判結(jié)果表明該特殊通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)具有較好的效能。

4 結(jié)束語

通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)效能是一個受到多種因素影響和制約的模糊綜合問題,效能評估的特點(diǎn)是模糊綜合,即對受到多種因素制約的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)效能在模糊環(huán)境下作出一個總體綜合評價。該方法適用于通信網(wǎng)及網(wǎng)管系統(tǒng)的效能評估。在效能評估時,首先建立指標(biāo)集合,然后采取模糊綜合評判法進(jìn)行綜合效能評估。通信網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)效能評估對于保證通信網(wǎng)穩(wěn)定、可靠和高效運(yùn)行具有重要的意義。

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