廣電寬帶體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)

陳春，陸帆

（江蘇有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)有限責(zé)任公司，江蘇南京，210049）

1 建設(shè)背景

近年來(lái)隨著廣電用戶規(guī)模急劇擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜化，網(wǎng)絡(luò)故障不可避免，快速有效地處理故障有助于用戶滿意度的提升。目前部分區(qū)縣分公司網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工程師較少，網(wǎng)絡(luò)故障不能及時(shí)定位解決。這類(lèi)情況不僅影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，也降低了用戶體驗(yàn)感，對(duì)廣電寬帶業(yè)務(wù)的進(jìn)一步擴(kuò)展和用戶規(guī)?；嵘斐梢欢ǖ挠绊?。且網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工具種類(lèi)繁多，功能單一，測(cè)試流程復(fù)雜，且無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法全省推廣。因此，如何在現(xiàn)有條件下，通過(guò)對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量測(cè)試和數(shù)據(jù)采集分析，為基層運(yùn)維人員提供快而有效的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量定位方法，已成為廣電寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

2 建設(shè)目標(biāo)

文章結(jié)合了大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行分析，對(duì)網(wǎng)絡(luò)所存在的各種問(wèn)題進(jìn)行定位，在此基礎(chǔ)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量量化進(jìn)行評(píng)估，以期為網(wǎng)優(yōu)網(wǎng)改提供可參考的數(shù)據(jù)指標(biāo)依據(jù)。本項(xiàng)目以建成包含下載速率、網(wǎng)頁(yè)瀏覽、視頻直播等多維度、多角度的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測(cè)試系統(tǒng)為目標(biāo)，此系統(tǒng)的建設(shè)需要具有以下特點(diǎn)：

其一，集成多個(gè)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工具。根據(jù)測(cè)試場(chǎng)景不同，可勾選不同的測(cè)試工具，并且針對(duì)每個(gè)測(cè)試工具，可定義省級(jí)、區(qū)域級(jí)以及運(yùn)維人員級(jí)的測(cè)試條目，解決用戶不同測(cè)試需求。

其二，測(cè)試結(jié)果結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行量化分析，問(wèn)題精準(zhǔn)定位。

其三，簡(jiǎn)單易用，用戶體驗(yàn)良好。所有步驟均為“一鍵式操作”，測(cè)試報(bào)告自動(dòng)生成，使常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題分析操作更加簡(jiǎn)便，解決了技術(shù)人員專(zhuān)業(yè)性不強(qiáng)的問(wèn)題。

其四，驗(yàn)證方式嚴(yán)謹(jǐn)。歷史測(cè)試數(shù)據(jù)可以橫向、縱向?qū)Ρ?，檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)調(diào)優(yōu)、故障是否已經(jīng)解決。

3 技術(shù)架構(gòu)

■3.1 廣電寬帶體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)

廣電寬帶體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)集成Ping、Tracert、Nslookup、HttpWatch、VLC、FTP等工具，覆蓋網(wǎng)絡(luò)連通性測(cè)試、網(wǎng)速測(cè)試、網(wǎng)頁(yè)測(cè)試、直播測(cè)試。該系統(tǒng)包含后臺(tái)服務(wù)端、PC客戶端、U盤(pán)(免安裝)版本和Android移動(dòng)端，方便使用者根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇端口。另外，為提高測(cè)試速度，幫助運(yùn)維人員了解網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量狀況，需清晰劃分網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問(wèn)題責(zé)任，以為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供輔助數(shù)據(jù)依據(jù)。如圖1所示。

圖1 廣電寬帶體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)

后臺(tái)服務(wù)端：采用B/S架構(gòu)，包含定義系統(tǒng)級(jí)和區(qū)域級(jí)參數(shù)配置、字典表數(shù)據(jù)維護(hù)、操作員管理、查詢系統(tǒng)日志、測(cè)試報(bào)告等功能，用于技術(shù)專(zhuān)家根據(jù)上傳的測(cè)試數(shù)據(jù)，分析、處理網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。

客戶端：廣電寬帶體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)客戶端包含PC客戶端、Android移動(dòng)端和U盤(pán)(免安裝)版本，供給一線運(yùn)維人員使用，主要功能是網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、上傳測(cè)試數(shù)據(jù)、報(bào)告查詢等。

(1)PC客戶端采用C/S架構(gòu)，包含基本信息登記、連通性測(cè)試、網(wǎng)速測(cè)試、網(wǎng)頁(yè)測(cè)試、直播測(cè)試、上傳測(cè)試數(shù)據(jù)等功能。

(2)Android移動(dòng)端包含Wi-Fi檢測(cè)、環(huán)境掃描、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，不區(qū)分基層運(yùn)維人員和普通寬帶用戶使用。

(3)U盤(pán)(免安裝)版本功能同PC客戶端。

■3.2 廣電寬帶體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)工作流程

廣電寬帶體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)工作流程為：（1）測(cè)試人員啟動(dòng)測(cè)試客戶端后，填寫(xiě)測(cè)試基本信息。測(cè)試信息標(biāo)識(shí)出測(cè)試點(diǎn)的唯一性，同時(shí)記錄測(cè)試時(shí)間，形成測(cè)試軌跡。例如：測(cè)試地點(diǎn)區(qū)域、寬帶賬號(hào)等。（2）客戶端向器服務(wù)端發(fā)送消息，讀取每個(gè)測(cè)試工具中的系統(tǒng)級(jí)和區(qū)域級(jí)測(cè)試條目。例如：連通性測(cè)試中的IP地址、域名地址，視頻直播的測(cè)試時(shí)間等。（3）運(yùn)維人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，勾選合適測(cè)試工具，并自定義添加測(cè)試條目。（4）運(yùn)維人員點(diǎn)擊測(cè)試按鈕，客戶端開(kāi)始測(cè)試。（5）測(cè)試結(jié)束后，客戶端自動(dòng)采集測(cè)試日志，同時(shí)客戶端通過(guò)WS接口和文件接口將所有測(cè)試明細(xì)數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。（6）操作員登錄服務(wù)端，輸入寬帶賬號(hào)、測(cè)試時(shí)間等查詢歷史測(cè)試數(shù)據(jù)，并可下載測(cè)試報(bào)告和詳細(xì)測(cè)試日志進(jìn)行定位分析。如圖2所示。

圖2 廣電寬帶體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)工作流程

4 主要功能

■4.1 后臺(tái)服務(wù)端

4.1.1 配置管理

為達(dá)到一鍵式操作的目的，需要將每個(gè)測(cè)試項(xiàng)的測(cè)試參數(shù)在后臺(tái)服務(wù)端配置好，客戶端在啟動(dòng)時(shí)讀取這些參數(shù)，可直接進(jìn)行測(cè)試。該功能區(qū)客戶端應(yīng)用類(lèi)型（PC端、Android移動(dòng)端）和應(yīng)用區(qū)域（省級(jí)測(cè)試項(xiàng)、地區(qū)級(jí)測(cè)試項(xiàng)）具體包含：

（1）網(wǎng)絡(luò)抓包配置管理：通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行抓取，對(duì)其進(jìn)行格式化和分析。該功能集成Wireshark和wincap工具，配置管理頁(yè)面包含是否強(qiáng)制抓包、以及最大抓包大小和最長(zhǎng)抓包時(shí)間等參數(shù)配置。

（2）Tracert工具參數(shù)配置管理：利用Tracert工具，可以獲得原地址到目標(biāo)地址之間所經(jīng)過(guò)的路徑、以及到達(dá)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，為判斷網(wǎng)絡(luò)阻塞提供依據(jù)。該工具配置管理頁(yè)面包含目標(biāo)測(cè)試地址、是否針對(duì)每一跳是否單獨(dú)進(jìn)行Ping測(cè)試的選項(xiàng)。

（3）Ping工具參數(shù)配置管理：該工具用于驗(yàn)證與目標(biāo)地址的連接，同時(shí)可以獲得丟包率和延遲率，這兩個(gè)指標(biāo)是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估重要依據(jù)。該工具配置管理頁(yè)面包含目標(biāo)測(cè)試地址、緩沖區(qū)大小及數(shù)據(jù)包數(shù)量等配置項(xiàng)。

（4）Nslookup工具參數(shù)配置管理：該工具用于判斷DNS解析是否正常，并可以通過(guò)DNS解析IP地址，判斷該網(wǎng)絡(luò)是否是廣電內(nèi)網(wǎng)。該工具配置管理頁(yè)面配置參數(shù)包含目標(biāo)測(cè)試地址。

（5）下載測(cè)試配置管理：網(wǎng)絡(luò)下載速率也是分析網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。該功能配置頁(yè)面區(qū)分HTTP下載和FTP下載兩種方式。HTTP下載僅包含目標(biāo)地址參數(shù)配置；FTP下載測(cè)試包含目標(biāo)服務(wù)器IP地址，用戶名、密碼、端口等參數(shù)配置。

（6）網(wǎng)頁(yè)瀏覽測(cè)試配置管理：通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽測(cè)試，可以查看并分析每個(gè)元素加載時(shí)長(zhǎng)，找出其加載緩慢的原因，為判斷網(wǎng)頁(yè)加載緩慢提供數(shù)據(jù)支撐。該功能配置頁(yè)面包含目標(biāo)測(cè)試地址。

（7）視頻直播測(cè)試配置管理：針對(duì)IP化視頻直播的流暢度進(jìn)行檢測(cè)，獲得平均下載速率、編碼率、丟幀數(shù)等指標(biāo)數(shù)據(jù)。該功能配置頁(yè)面包含目標(biāo)地址、播放時(shí)長(zhǎng)等。

4.1.2 測(cè)試數(shù)據(jù)解析

客戶端將測(cè)試數(shù)據(jù)回傳至后臺(tái)服務(wù)端，后臺(tái)服務(wù)端根據(jù)各工具測(cè)試數(shù)據(jù)特點(diǎn)，將明細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并格式化后，完成入庫(kù)操作，同時(shí)，利用寬帶質(zhì)量量化算法對(duì)其進(jìn)一步處理，獲得當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量?jī)?yōu)、良、差評(píng)分，并直接體現(xiàn)在測(cè)試報(bào)告中，讓運(yùn)維人員對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有更為直觀的了解。

4.1.3 報(bào)告查看

測(cè)試報(bào)告查看頁(yè)面使用H5+Ajax技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)展示效果，并借助開(kāi)源插件Echars實(shí)現(xiàn)部分渲染展示效果。報(bào)告中包含測(cè)試人員基本信息、測(cè)試地址信息、CPU、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存占用情況信息、以及每個(gè)測(cè)試項(xiàng)的關(guān)鍵指標(biāo)、對(duì)應(yīng)圖表和明細(xì)數(shù)據(jù)展示等。同時(shí)，利用防盜鏈技術(shù)防止測(cè)試報(bào)告鏈接被分享到QQ或其他平臺(tái)，使得只能在該系統(tǒng)中（客戶端和服務(wù)端）點(diǎn)擊訪問(wèn)報(bào)告鏈接。

4.1.4 反饋建議

為了便于客戶端用戶和管理人員進(jìn)行信息溝通，設(shè)計(jì)了意見(jiàn)反饋功能，管理人員可以在服務(wù)端管理界面查看客戶端提交的反饋意見(jiàn)及建議。

4.1.5 系統(tǒng)管理

（1）系統(tǒng)管理員角色：擁有所有權(quán)限（包含開(kāi)戶、測(cè)試項(xiàng)配置、查看測(cè)試報(bào)權(quán)限）；（2）區(qū)域管理員角色：具有本地用戶信息維護(hù)權(quán)限（本地用戶開(kāi)戶、修改本地用戶信息等），本地測(cè)試項(xiàng)配置權(quán)限、測(cè)試報(bào)告查詢權(quán)限；（3）全省查詢員角色：具有全部查詢測(cè)試項(xiàng)配置、測(cè)試報(bào)告界面信息權(quán)限；（4）本地查詢員角色：具有查詢本地測(cè)試項(xiàng)配置、本地測(cè)試報(bào)告界面信息權(quán)限。

■4.2 PC客戶端

PC客戶端采用C/S架構(gòu)，包含基本信息登記、測(cè)試項(xiàng)配置、查看報(bào)告，覆蓋聯(lián)通性測(cè)試、網(wǎng)速測(cè)試、網(wǎng)頁(yè)瀏覽測(cè)試、視頻直播測(cè)試等，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。PC客戶端需要賬號(hào)登錄，主要給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維人員使用。

4.2.1 啟動(dòng)檢測(cè)項(xiàng)

當(dāng)PC客戶端啟動(dòng)后，程序會(huì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)環(huán)境，包括內(nèi)外網(wǎng)IP地址、CPU利用率、內(nèi)存暫用情況、上下行網(wǎng)絡(luò)流量大等，并將這些信息記錄下來(lái)，上傳到服務(wù)端，用于網(wǎng)絡(luò)故障的輔助分析。

4.2.2 信息配置

信息配置主要便于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問(wèn)題的跟蹤回訪，包含運(yùn)維人員信息、廣電寬帶用戶信息、以及網(wǎng)絡(luò)故障信息，如運(yùn)維人員姓名、聯(lián)系方式、寬帶用戶寬帶賬號(hào)、套餐、地址等信息，同時(shí)，運(yùn)維人員可以將網(wǎng)絡(luò)故障信息以圖片或者視頻文件的方式，作為附件上傳到后臺(tái)服務(wù)端，供網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)家定位分析使用。

4.2.3 測(cè)試項(xiàng)配置頁(yè)面

利用測(cè)試項(xiàng)配置頁(yè)面，運(yùn)維人員可以自定義測(cè)試項(xiàng)目，并且對(duì)于每個(gè)測(cè)試項(xiàng)，可新增測(cè)試條目，便于對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障有針對(duì)性測(cè)試，獲取更多信息（自定義測(cè)試項(xiàng)一次配置多次使用，為運(yùn)維人員提供了很大的便利）。

4.2.4 測(cè)試數(shù)據(jù)收集及上傳

整個(gè)測(cè)試過(guò)程就是數(shù)據(jù)收集的過(guò)程，從測(cè)試開(kāi)始之時(shí)收集本機(jī)CPU，內(nèi)存、測(cè)試明細(xì)數(shù)據(jù)等信息，最終會(huì)以TXT文本的格式存在本機(jī)上，結(jié)束測(cè)試后統(tǒng)一通過(guò)FTP上傳到服務(wù)端，并刪除本地的文件。

■4.3 Android移動(dòng)端

Android移動(dòng)端基于原生開(kāi)發(fā)的APP，功能豐富，且不區(qū)分使用者，既包含針對(duì)普通寬帶用戶設(shè)計(jì)的一鍵式Wi-Fi檢測(cè)質(zhì)量和Wi-Fi信號(hào)檢測(cè)，又包含針對(duì)運(yùn)維人員的常用網(wǎng)絡(luò)工具測(cè)試。根據(jù)功能劃分，將Android移動(dòng)端劃分為3個(gè)板塊：Wi-Fi檢測(cè)、環(huán)境掃描、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試。

4.3.1 Wi-Fi檢測(cè)

Wi-Fi檢測(cè)主要是對(duì)普通廣電寬帶用戶一鍵式自動(dòng)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行全面檢測(cè)，其主要包含Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、Wi-Fi速度測(cè)試、Wi-Fi信號(hào)測(cè)試這3大方面。其中，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)測(cè)試包含DNS劫持、ARP攻擊、Wi-Fi釣魚(yú)、Wi-Fi加密這四個(gè)內(nèi)容；Wi-Fi速度測(cè)試包含網(wǎng)頁(yè)瀏覽、網(wǎng)關(guān)連通性、DNS連通性、FTP網(wǎng)速這四個(gè)內(nèi)容；Wi-Fi信號(hào)測(cè)試包含同頻干擾、臨頻干擾、終端關(guān)聯(lián)、信號(hào)強(qiáng)度這四個(gè)內(nèi)容。經(jīng)后臺(tái)量化分析算法確定Wi-Fi質(zhì)量綜合得分，具有全面性、系統(tǒng)性、客觀性特點(diǎn)。

4.3.2 環(huán)境掃描

環(huán)境掃描是以圖文的方式，查看當(dāng)前Wi-Fi信號(hào)包含路由器信息、所處信道、信道強(qiáng)度、干擾數(shù)、查詢終端以及查找AP，幫助用戶管理路由器。環(huán)境掃描支持查看：（1）本地路由器信息，包含路由器品牌、IP地址、MAC地址、Wi-Fi信道、Wi-Fi信號(hào)強(qiáng)度等內(nèi)容；（2）當(dāng)前路由器連接無(wú)線終端信息；（3）搜索到的無(wú)線Wi-Fi所在信道；（4）無(wú)線Wi-Fi信號(hào)強(qiáng)度；（5）無(wú)線Wi-Fi同頻/臨頻干擾數(shù)；（6）查找無(wú)線接入點(diǎn)。

4.3.3 網(wǎng)絡(luò)測(cè)試

網(wǎng)絡(luò)測(cè)試板塊集成FTP下載、HTTP下載、Ping、Tracert、TCPPing、Dig、網(wǎng)頁(yè)測(cè)試、視頻直播多個(gè)測(cè)試工具，可自定義各項(xiàng)測(cè)試工具參數(shù)，將測(cè)試數(shù)據(jù)回傳到后臺(tái)服務(wù)端，供運(yùn)維人員靈活選擇。

5 結(jié)束語(yǔ)

廣電寬帶體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)功能齊備，可一次性解決其他系統(tǒng)無(wú)法測(cè)試出的多項(xiàng)問(wèn)題，便于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維工程師第一時(shí)間掌握網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生點(diǎn)，從而對(duì)癥下藥解決，大大降低了時(shí)間和人工成本，提高工作效能。該系統(tǒng)還具有操作簡(jiǎn)便性、測(cè)試專(zhuān)業(yè)性、配置靈活性等特點(diǎn)，所有步驟均為“一鍵式操作”，依據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量量化算法，形成最終測(cè)試報(bào)告，使常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題分析操作更加簡(jiǎn)便，能夠解決用戶不同網(wǎng)絡(luò)測(cè)試需求。