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1網絡質量檢測系統構建思路

目前數據專線上網業務的服務質量，其網絡質量測試多是靠人工配合至現場測試，工作效率較低且測試不全面，缺少從客戶角度出發的評估辦法，主要包括以下幾個問題：（1）不能實時監測并及時發現專線上網業務的運行質量波動。（2）缺乏多維度的網絡質量評估體系，網絡質量和用戶感知的相關性研究較為薄弱。（3）當互聯網出口提供的服務不穩定時，不能及時發現鏈路故障，無法對運營商接入的互聯網服務的效果進行有效的評價考核。（4）互聯網資源引入缺少科學的評估方法，難以對不同的互聯網出口引入效果進行評價考核，對于多運營商接入的資源缺少科學的質量對比分析。（5）缺乏故障快速定位分析手段，尚不能對于用戶故障申告及時跟進分析并以此提升用戶滿意度。為了解決上述問題，我們需要部署一套網絡質量檢測系統，一個既可以面向數據傳輸層，又可以面向IP網絡層的智能化測試系統，可以有效地應用于多廠商網絡設備構成的承載網的網絡環境。網絡質量檢測系統的平臺構建，需根據網絡拓撲結構和測試需求部署各種類型的測試探針進行數據鏈路層和網絡層的性能質量測試[3]，所有功能集合于同一平臺，包括端到端網絡質量性能測試、DNS訪問測試，以及高層協議應用測試。其構建需要考慮以下幾個方面。采集層的分布：需要在網絡中的重要節點部署硬件測試探針，便于在端到端業務質量測試中建立分段式的測試段落，有利于分解定位故障點。在互聯網出口側設備模擬用戶行為，采集與上網密切相關的互聯網資源，從而進行服務質量的全面分析。監控任務管理：篩選重點網絡資源，如網元節點、中繼、運營商DNS等，建立相應的監測任務，合理分布，提供有針對性的底層和應用層的海量分析數據，為后期的運維、判斷故障點提供的客觀判別依據。告警策略管理：設立不同的告警等級，并根據不同的等級取相應的告警閥值[4]。等級劃分太細會加大維護工作量、降低效率，而劃分太粗，則無法充分體現不同告警之間的重要性。告警方式可采用社交軟件、短信、郵件等形式。

2部署方案

網絡質量檢測系統一般采用分布式部署探針、集中統一管理的體系架構：測試探針主要部署在數據承載網的核心層、匯聚層以及網絡邊緣側的重要出口末端，所有探針設備須統一由一個管理服務器進行控制管理。通過集中管理，所有測試結果將存儲在同一管理服務器上，從而測試數據可以得到統一存儲、管理和分析。網絡質量檢測系統部署如圖1所示。

3網絡質量檢測系統的應用

網絡服務質量檢測系統通常應用于網絡性能、業務服務質量、互聯網出口三個方面，對網絡資源、網絡運行質量進行通信設計與應用實時監控探測網絡中各個環節的性能變化，為網絡故障分析提供數據依據，為運維工作提供有力保障，具體測試內容如下。3.1承載網中繼性能測試。在數據承載網中，用戶業務數據對運營商來說是透明的，運營商無法直接感知用戶業務的使用狀況，只能對數據承載網中的各節點以及中繼進行實時監控。節點及中繼up/down狀態一般可以依靠網絡設備供應商的專業網管進行實時監控，但對于中繼性能劣化專業網管則缺少直觀的告警監控。因此，需要在每一條中繼上建立測試鏈路，模擬用戶專線的流量，對網絡中繼的服務性能進行監控。通過管理服務器控制中繼一端的網絡設備下掛的探針發包并收包，中繼另一端設備下掛的探針做智能環回（軟環），網絡性能的測試內容包括ICMP、TCP、UDP，參數設置包括包的大小、發包數量、輪巡的間隔時間、數據包的QoS等級。測試結果包含時延、抖動、丟包率、吞吐量、亂序等。3.2Internet出口監測。（1）DNS解析測試DNS解析是互聯網通信的基本環節之一[5]，是幾乎所有互聯網應用的基礎，因此，需要對DNS采取主動測量。監測DNS的選取，要考慮到維護的職責權限，一般運營商會建議客戶使用運營商提供的DNS服務器，而不建議使用第三方DNS或者用戶自建的DNS服務器。DNS的解析性能主要包括測試DNS服務器的解釋時延和解析成功率。（2）網頁訪問測試在專線上網業務中，運營商模擬用戶視角，探測Web網站的網頁瀏覽訪問情況，其測量的內容主要為：①網頁可達性，即反映Web網站是否能正常解析訪問；②響應時間，即客戶端從發出訪問請求到反饋響應的時間。通過Internet出口設備側旁掛的探針，對Web網站的訪問進行探測，訪問延遲的構成因素主要包括：DNS查詢時間、首頁TCP連接時間、第一個數據包響應時間、整張網頁頁面數據下載完成時間、首頁重定向數量及重定向耗時、首頁嵌入子模塊數量以及子模塊DNS解析和下載時間。（3）其他測試除了網頁訪問測試外，還可以對在線視頻、資源下載、網絡游戲、郵件性能等方面進行測試，這些都是互聯網的幾種主流業務。視頻卡頓、下載速度慢、網游網絡卡頓、收發郵件服務等，都是互聯網應用中客戶比較重點關注的服務問題。可以通過測試服務器模擬用戶的應用行為，例如，調度服務器獲取視頻資源列表，訪問真實視頻資源，從而評估管道質量、資源質量、下載速率等。再例如網絡游戲測試，探測從探針到游戲平臺服務器之間的網絡質量（時延、丟包），可以評估該網游在互聯網側的網絡性能質量。準確有效的分析這些應用的實際使用情況，并且有量化的數據依據作對比分析，可以良好提升互聯網業務的用戶感知。3.3應用及分析。從某種意義上來說，網絡質量監控鏈路的部署與數據網絡的業務部署本質類似，因此在現有網絡運行的基礎上搭建網絡質量監控系統是一件可行性高且難度較小的工程，但是網絡質量監控鏈路的部署更需要注重監控布局，合理的布局可以為故障判斷提供事半功倍的效果。關鍵規則在于根據數據承載網的拓撲結構，擇選重要的網絡節點，諸如核心層、匯聚層、網絡邊緣側的重要出口設備，以及重要的互聯中繼。再根據網絡質量評價體系中的相關重要指標建立相應的監測項目。通過探針測試得到的數據，就可以對數據專網和互聯網的運行狀態進行自動化、標準化的全面客觀性評估，可以比較有針對性的定位故障點。首先要定位的，是數據專網內數據傳輸層的問題還是公網側IP層的問題，然后再進一步縮小范圍。例如在數據傳輸層，需要對承載網的網絡運行質量和瓶頸進行測試及分析，可以排查鏈路層的問題。而在公網側，則需要對DNS的訪問、解析能力進行測試分析，例如DNS訪問不可達或者解析反饋時延過長。在日常的互聯網側的監控項目中還可以添加一些比較熱門的網站來收集互聯網的運行質量，比如上海熱線、百度、網易、微博、淘寶等互聯網平臺，甚至還可以涵蓋一些國外網站，通過比對網絡質量檢測系統的測試結果與專線上網用戶反饋的使用情況，可以判斷是互聯網側的大規模群體性異常還是個別用戶的使用異常、或者斷點在境內境外的問題。另外，對照網絡質量評價體系中的指標參數，設定不同的告警門限閥值，合理區分相應的告警級別，可以進行主動干預、預防網絡運行質量的劣化，比如為網絡的割接擴容提供相應的參數依據，或者通過主動監控的方式發現故障可以縮短故障處理的時間，以最大化的方式來提升數據專線上網業務服務的客戶感知。

4結束語

在數據傳輸網中嵌入網絡質量檢測系統，對于加強網絡品質監控、運維管理，具有重要的意義，尤其是在多元廠商設備組網的環境下，可以彌補各廠商專業網管系統的不足，例如不能從業務層面直觀的反映數據承載網內部的網絡服務質量，更不能反映互聯網側的網絡品質變化等問題。部署網絡質量檢測系統，可以有效地為數據專線上網業務提供客觀的網絡質量評價，縮短了定位故障點的時間，提高了運維效率，增強運營商網絡的綜合競爭力。

參考文獻

[1]周偉.數據專線上網熱備冗余技術的應用研究[J].微型電腦應用，2017，33（5）：72~75.

[2]包劼.FTTx接入網絡業務質量監控方案探討[J].電信快報，2013（4）：26~29.

[3]張沛，梁揚，李正民，黃小紅.分布式網絡中基于主動探針的測量策略算法[J].華中科技大學學報（自然科學版），2016，44（11）：123~126.

[4]薛銳，劉春華，王景堯.一種新型網絡告警管理系統設計[J].2015（12）：57~60.

作者:朱家琪 單位:上海市信息網絡有限公司