互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)控平臺(tái)

趙京波

【摘 要】在當(dāng)前出現(xiàn)越來越多的互聯(lián)互通業(yè)務(wù)層面質(zhì)量問題的情況下，工業(yè)和信息化部，各運(yùn)營(yíng)商之間對(duì)互聯(lián)互通問題暫時(shí)沒有有效的解決方案，缺少相關(guān)技術(shù)支撐手段來實(shí)現(xiàn)快速發(fā)現(xiàn)、定位、取證、申告等一系列工作。另外，公司目前缺乏前瞻性的網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試手段，不能準(zhǔn)確預(yù)見提供的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量及接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)瓶頸及故障。本文提出了互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)控平臺(tái)的方案設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)；業(yè)務(wù)質(zhì)量；監(jiān)控平臺(tái)

1.實(shí)現(xiàn)方案

1.1系統(tǒng)架構(gòu)

平臺(tái)包括測(cè)試部分、綜合管理部分和北向接口，測(cè)試部分負(fù)責(zé)互聯(lián)互通電路質(zhì)量的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果在綜合管理部分進(jìn)行處理、入庫和呈現(xiàn)，并且提供北向接口數(shù)據(jù)給綜合告警等其他系統(tǒng)。

平臺(tái)采用層次化設(shè)計(jì)的思想，包括測(cè)量層、測(cè)量分析和存儲(chǔ)層、測(cè)量任務(wù)管理層、系統(tǒng)管理層和外部接口：

（1）測(cè)量層實(shí)現(xiàn)對(duì)底層的測(cè)量模塊/板卡的管理和調(diào)度功能。提供了基于Java實(shí)現(xiàn)的WEB Agent、基于嵌入式系統(tǒng)的Embedded Agent 和基于硬件實(shí)現(xiàn)的高速網(wǎng)絡(luò)測(cè)量板卡。這些測(cè)量模塊和板卡之間可以測(cè)量互通。

（2）測(cè)量分析模塊對(duì)測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得最終的測(cè)量結(jié)果； 測(cè)量存儲(chǔ)模塊對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)管理， 這些積累的歷史數(shù)據(jù)可供運(yùn)營(yíng)商形成網(wǎng)絡(luò)“健康報(bào)告”。

（3）測(cè)量任務(wù)管理實(shí)現(xiàn)分布式的測(cè)量任務(wù)下發(fā)和控制，通過任務(wù)管理器將測(cè)量指令發(fā)送給各個(gè)測(cè)量器。

1.2功能架構(gòu)

平臺(tái)的功能主要包括以下九個(gè)部分：

（1）互聯(lián)網(wǎng)HTTP業(yè)務(wù)測(cè)試：進(jìn)行HTTP業(yè)務(wù)的質(zhì)量測(cè)試，同時(shí)可以自動(dòng)化進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層質(zhì)量診斷工具的聯(lián)動(dòng)調(diào)用，包括ping、traceroute和telnet等。通過HTTP業(yè)務(wù)測(cè)試，能夠診斷出當(dāng)前HTTP業(yè)務(wù)的質(zhì)量好壞，并且在出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，進(jìn)行故障的定位。

（2）互聯(lián)網(wǎng)DNS業(yè)務(wù)測(cè)試：進(jìn)行DNS業(yè)務(wù)的質(zhì)量測(cè)試。

（3）互聯(lián)網(wǎng)MAIL測(cè)試：進(jìn)行SMTP和POP業(yè)務(wù)的質(zhì)量測(cè)試，同時(shí)可以自動(dòng)化進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層質(zhì)量診斷工具的聯(lián)動(dòng)調(diào)用，包括ping、traceroute和telnet等。通過SMTP和POP業(yè)務(wù)測(cè)試，能夠診斷出當(dāng)前SMTP和POP業(yè)務(wù)的質(zhì)量好壞，并且在出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，進(jìn)行故障的定位。

（4）互聯(lián)網(wǎng)接入帶寬測(cè)試：可以實(shí)現(xiàn)端到端剩余帶寬的微流量測(cè)試。

（5）互聯(lián)網(wǎng)接入質(zhì)量測(cè)試：可以實(shí)現(xiàn)端到端的單雙向丟包、時(shí)延等指標(biāo)的測(cè)試

（6）互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)擁塞測(cè)試：可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擁塞點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量定位，確定出現(xiàn)擁塞的位置。

（7）互聯(lián)網(wǎng)測(cè)試VOIP測(cè)試：進(jìn)行音頻傳輸層傳輸時(shí)延的測(cè)試。

（8）互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)元Rping測(cè)試：使用CISCO路由器Ping功能進(jìn)行測(cè)試的能力。

（9）測(cè)試任務(wù)管理：進(jìn)行測(cè)試任務(wù)進(jìn)行下發(fā)、任務(wù)狀態(tài)查詢、任務(wù)測(cè)試結(jié)果展現(xiàn)等測(cè)試任務(wù)的所有內(nèi)容的管理功能。

（10）告警管理：針對(duì)測(cè)試任務(wù)中測(cè)試指標(biāo)超過預(yù)設(shè)閥值，則會(huì)觸發(fā)相應(yīng)告警。告警管理則對(duì)告警進(jìn)行存儲(chǔ)、短信和郵件轉(zhuǎn)發(fā)、告警內(nèi)容展現(xiàn)等內(nèi)容管理。

（11）系統(tǒng)管理：平臺(tái)自身的管理功能。

（12）用戶管理：平臺(tái)自身用戶的用戶信息和權(quán)限的增加、修改、刪除的管理。

（13）報(bào)表：平臺(tái)測(cè)試結(jié)果的數(shù)據(jù)展現(xiàn)。

1.3主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

A.實(shí)現(xiàn)了基于規(guī)則判定的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的自動(dòng)關(guān)聯(lián)測(cè)試方法

基于規(guī)則判定的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的自動(dòng)關(guān)聯(lián)測(cè)試方法的主要工作流程：

（1）遠(yuǎn)程下發(fā)一個(gè)本機(jī)PING測(cè)試任務(wù)讓客戶執(zhí)行，如果ping不通說明網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)。

（2）啟用Traceroute測(cè)試，確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中斷節(jié)點(diǎn)位置。

（3）如果PING測(cè)試沒有問題，進(jìn)行telnet 80端口，確定端口是否有效，目的端口是否被限制。

（4）如果telnet 80端口測(cè)試正常，則進(jìn)行時(shí)延丟包測(cè)試，則確定端到端時(shí)延，時(shí)延丟包很大的話則診斷出問題。

（5）如果時(shí)延很大，則使用擁塞定位確定可能出現(xiàn)問題的位置。

（6）如果時(shí)延很小，則說明網(wǎng)絡(luò)層無問題。進(jìn)行http業(yè)務(wù)測(cè)試，判斷dns、首字節(jié)傳輸時(shí)間等來判斷是dns出現(xiàn)問題還是http服務(wù)器本身出現(xiàn)問題。

（7）自動(dòng)進(jìn)行下一步接入帶寬的測(cè)試，通過對(duì)單向的剩余帶寬和時(shí)延抖動(dòng)結(jié)果分析，是否是客戶本身問題（如服務(wù)器中毒、大量使用BT等），還是由于鏈路帶寬不夠，需要擴(kuò)容。

（8）根據(jù)所設(shè)置門限值彈出告警，生成報(bào)表，綜合各項(xiàng)指標(biāo)判定投訴問題所在。如果是互聯(lián)互通問題，根據(jù)所取結(jié)果證據(jù)收集，可以向相關(guān)部門提出申訴。

B.實(shí)現(xiàn)了基于HTTP業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通故障定位技術(shù)

HTTP服務(wù)測(cè)試的流程和各參數(shù)意義說明如下：

（1）客戶端向DNS服務(wù)器發(fā)送DNS查詢請(qǐng)求WEB服務(wù)器的IP地址，DNS服務(wù)器返回查詢結(jié)果。這段時(shí)間為DNS查詢時(shí)間，該測(cè)試參數(shù)可定位DNS服務(wù)是否正常。

（2）客戶端獲得WEB服務(wù)器IP地址后，向該WEB服務(wù)器發(fā)送TCP SYN包，要求建立連接；WEB服務(wù)器做出應(yīng)答，完成三次握手，連接建立。這段時(shí)間為建立連接時(shí)間，可定位互聯(lián)互通故障采取的路由及端口限制手段。

（3）客戶端向WEB服務(wù)器發(fā)送GET請(qǐng)求，在收到服務(wù)器的ACK后，開始下載頁面。這段時(shí)間為首字節(jié)傳輸時(shí)間，可定位WEB服務(wù)是否正常。

（4）客戶端從收到第一個(gè)字節(jié)到接收完整的HTML文件的時(shí)間為頁面下載時(shí)間，頁面的大小為傳輸字節(jié)數(shù)，吞吐量等于傳輸字節(jié)數(shù)和下載時(shí)間的比值，可定位互聯(lián)互通故障采取的訪問速率限制手段。

C.實(shí)現(xiàn)了微流量可用帶寬測(cè)量技術(shù)

鏈路帶寬是指一條通信鏈路的最大分組發(fā)送速率。瓶頸帶寬是指一條網(wǎng)絡(luò)路徑上各鏈路帶寬中的最小值，它決定了網(wǎng)絡(luò)路徑端到端最大發(fā)送速率。比如下圖，鏈路1為40Mbps，鏈路2為20Mbps， 則端到端的瓶頸帶寬為20Mbps。端到端剩余帶寬，由路徑上剩余帶寬最小的那段鏈路決定。就好像交通網(wǎng)絡(luò)中最為堵車的位置是整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)的瓶頸位置。剩余帶寬是用戶端到端的性能中最具決定性的因素。

2.解決問題及應(yīng)用情況

本項(xiàng)目解決的問題主要包括：

2.1實(shí)現(xiàn)了高效的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)端到端性能及業(yè)務(wù)測(cè)試平臺(tái)

（1）實(shí)現(xiàn)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量功能，測(cè)量參數(shù)可靈活配置。

（2）實(shí)現(xiàn)微流量測(cè)量技術(shù)，減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。

（3）能夠進(jìn)行擁塞定位，可主動(dòng)定位網(wǎng)絡(luò)瓶頸。

（4）提供集團(tuán)專線及個(gè)人寬帶用戶接入網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測(cè)試功能。

（5）HTTP，F(xiàn)TP，POP3/SMTP，DNS，VOIP業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量測(cè)試。

2.2實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)層面互聯(lián)互通障礙自動(dòng)申告技術(shù)體系

（1）實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)層面互聯(lián)互通故障的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)定位。

（2）實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)層面互聯(lián)互通故障的自動(dòng)證據(jù)收集，狀態(tài)跟蹤。

（3）實(shí)現(xiàn)通信管理局故障工單處理系統(tǒng)的自動(dòng)申告。

2.3互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控平臺(tái)符合集團(tuán)ONE OSS要求

（1）實(shí)現(xiàn)“主動(dòng)測(cè)試、定位預(yù)警、閉環(huán)處理”的維護(hù)流程。

（2）實(shí)現(xiàn)豐富的數(shù)據(jù)報(bào)表統(tǒng)計(jì)及門戶站點(diǎn)展示功能。

（3）形成可測(cè)試、可考核的并實(shí)際反映網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的KPI指標(biāo)。

（4）開發(fā)高效的與網(wǎng)管系統(tǒng)，通管局申告系統(tǒng)等外部系統(tǒng)接口。

3.經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)監(jiān)控平臺(tái)上線以來，極大減少了日常質(zhì)量撥測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)排障工作量，有效降低了客戶投訴崗位人員日常工作量。

（1）提升移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量，提高用戶滿意度 互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)監(jiān)控平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量及各種業(yè)務(wù)的自動(dòng)撥測(cè)及定位，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，提升處理效率，避免以往用戶投訴先于故障告警的不良局勢(shì)。

（2）提供了互聯(lián)互通技術(shù)監(jiān)測(cè)手段，凈化互聯(lián)網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。

目前，該平臺(tái)已可解決以往監(jiān)測(cè)手段缺乏的問題，為有效遏制競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在互聯(lián)互通限制行為，規(guī)范互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通保障行為。