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专利号: 2023109722303
申请人: 黑龙江旗文科技发展有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-12-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于大数据的通信网络异常分析预警方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

S100、采集路由节点和发送信道的相关数据;

S200、对采集的信道数据进行信道带宽利用率分析,对采集的路由数据进行丢包率分析;根据分析结果建立信道带宽利用率与路由丢包率的关系模型;

S300、根据分析结果对网络异常情况进行判断并进行应急调控;

S400、对网络运行状况进行预测及实时监控,对异常状况进行警报对网络设备进行日志记录;

所述S100中采集路由节点和发送信道的相关数据的具体步骤如下:

S101、通过对网络路由设备的数据捕捉,采集路由节点t时间内数据包大小m、发送缓存区中发送的数据包个数a和下一跳路由接收的数据包个数c;

S102、通过Speedtest在线网站测量发送信道的带宽数据q,通过光时域反射仪测量发送信道的长度数据d,过时间域反射计测量数据在发送信道中的传播速率数据v;

所述S200中对采集的信道数据进行信道带宽利用率分析,对采集的路由数据进行丢包率分析;根据分析结果建立信道带宽利用率与路由丢包率的关系模型的具体步骤如下:S201、根据公式计算t时间内路由节点的传输速率h;根据公式计算t时间内发送信道的带宽利用率w;以数据包数量m为横轴以带宽利用率w为纵轴在数据库中建立关系模型;根据延迟公式计算数据传输的最佳延迟T;根据公式计算路由节点空闲时数据传输延迟T0;根据公式计算最佳带宽利用率u;以u为阈值,若w>u,则发生非正常网络延迟;

S202、根据公式计算t时间内网络路由的丢包率f;以带宽利用率为横轴,以丢包率为纵轴在数据库中建立带宽利用率与丢包率的关系模型;根据模型计算带宽利用率为u时的曲线斜率k;在曲线上计算某一点的斜率k′=2k,则此处的带宽利用率p为网络堵塞时的带宽利用率;

S203、通过采集不同的时间t值下的路由数据和发送信道数据和同一t值下的不同路由数据和发送信道数据进行计算分析将分析结果存入数据库中;在数据库中根据路由数据和发送信道数据建立以时间t为横轴,以带宽利用率w为纵轴的关系模型;根据关系模型对全天的网络运行异常进行预测;以T为周期对模型进行更新。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的通信网络异常分析预警方法,其特征在于:所述S300中根据分析结果对网络异常情况进行判断并进行应急调控的具体步骤如下:S301、对路由节点和发送信道的数据的分析结果进行判断;若某刻某处发送信道的带宽利用率w≥p,则判断该路由节点及相连发送信道存在网络堵塞;对于处于网络堵塞的发送信道,对与此信道相连的发送路由的对应发送信道的发送缓存区清空;

S302、若某刻某处发送信道的带宽利用率u<w<p,则判断该路由节点及相连发送信道存在非正常延迟;对于处于非正常延迟的发送信道,对与此信道相连接的发送路由进行数据包分流;

S303、若某刻时某处发送信道的带宽利用率且此刻的带宽利用率在模型中的斜率小于下一时刻;则判断该路由节点及相连发送信道存在非正常延迟隐患;对于存在网络非正常延迟隐患的发送信道,对与此信道相连接的发送路由进行数据包合理分配发送。

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的通信网络异常分析预警方法,其特征在于:所述S400中对网络运行状况进行预测及实时监控,对异常状况进行警报对网络设备进行日志记录的具体步骤如下:S401、对网络中各路由节点和发送信道进行实时监控,根据模型对网络运行异常进行预测,对发生非正常延迟及网络堵塞的路由节点和发送信道进行应急调控指挥;

S402、对网络运行状况及网络设备的状态进行日志记录。

4.一种基于大数据的通信网络异常分析预警系统,使用如权利要求1所述的一种基于大数据的通信网络异常分析预警方法,其特征在于:所述基于大数据的通信网络异常分析预警系统包括数据采集模块、异常分析模块、应急调控模块和监管中心;

所述数据采集模块用于采集路由节点数据和发送信道数据;所述异常分析模块对采集数据进行通信网络异常分析;所述应急调控模块根据异常分析结果对通信网络异常点进行调控;所述监管中心对通信网络实时监管、对异常点进行警报、对应急调控进行指挥和对通信网络设备数据进行日志记录;

所述数据采集模块与异常分析模块连接;所述异常分析模块与应急调控模块连接;所述应急调控模块与监管中心连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的通信网络异常分析预警系统,其特征在于:所述数据采集模块包括路由数据采集单元和信道数据采集单元;所述路由数据采集单元通过对网络路由设备的数据捕捉,采集路由节点发送缓存区中的数据包的大小和数量;所述信道数据采集单元通过Speedtest在线网站测量发送信道的带宽数据;通过光时域反射仪测量发送信道的长度数据;通过时间域反射计测量数据在发送信道中的传播速率数据。

6.根据权利要求5所述的一种基于大数据的通信网络异常分析预警系统,其特征在于:所述异常分析模块包括信道带宽利用率分析单元、路由丢包率分析单元和模型建立单元;所述信道带宽利用率分析单元根据采集的路由数据和发送信道的数据对发送信道的带宽利用率进行计算,由带宽利用率的计算结果分析网络的非正常延迟与堵塞情况;所述路由丢包率分析单元根据相邻路由在某时间段内下一条路由接收前一跳路由发送数据包的量之间的差值进行计算分析前一跳路由节点的丢包率;所述模型建立单元结合在某时间段内发送信道的带宽利用率和路由节点的丢包率的计算分析结果建立带宽利用率与丢包率的关系模型及时间与带宽利用率的关系模型,对关系模型进行周期更新。

7.根据权利要求6所述的一种基于大数据的通信网络异常分析预警系统,其特征在于:所述应急调控模块包括非正常延迟调控单元、网络堵塞调控单元和网络非正常延迟隐患调控单元;所述非正常延迟调控单元接收监管中心的分流命令,对发送缓存区中的数据包进行分流;所述网络堵塞调控单元接收监管中心的清空命令,对发送缓存区中的数据包进行清空处理;所述非正常延迟隐患调控单元接收建管中心的重规划命令对发送缓存区中的数据包进行重新规划数据包的发送顺序。

8.根据权利要求7所述的一种基于大数据的通信网络异常分析预警系统,其特征在于:所述监管中心包括配监控单元、指挥单元和日志单元;所述监控单元结合网络路由节点和发送信道的数据分析结果对网络运行状况进行实时监管;通过关系模型预测未来网络的运行状况;所述指挥单元对网络中存在的非正常延迟、网络堵塞和非正常延迟隐患通过进行判断,对应急调控模块下达对应的调控命令;所述日志单元对网络的运行状态和网络设备运行状态进行日志记录。