网元性能统计方案研究

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摘要：介绍了一种基于各类通信设备的网元性能统计方案，目的是减少网管对于大量冗余性能数据的处理，提升网管性能数据的处理效率。首先探讨了网元性能模块的整体框图和架构，它主要由3部分组成：网管、主控和单盘，文章只涉及了主控部分的实现，然后简述了网元性能采集功能的实现方法和统计流程，最后给出了无效性能的解决方案。文章所研究的方案在很大程度上减少了冗余性能数据，显著提升了处理效率。

关键词：网元性能；网管；性能

数据处理目前各类通信传输设备需要通过网管查看设备业务，例如标签交换路径（LabelSwitchingPath，LSP）、伪线（PseudoWire，PW）、虚容器（VirtualContainer，VC）和三层虚拟专用网（Layer3VirtualPrivateNetwork，L3VPN）等的性能数据，通过流量工具查看某条二层（Layer2，L2）、三层（Layer3，L3）业务的流量曲线统计数据。由于目前业务性能查询都是基于单盘的，单盘上报大量无效的配置对象性能，这些性能都是无效的0值，造成单盘占用资源进行无效的性能采集，大量无效对象的性能信息在单盘、主控和网管之间传递。网管流量工具在处理多设备的情况下，数据计算量极大［1］。针对上述问题，本文设计了一种网元性能统计方案，该方案可以大大减少网管对大量冗余性能数据的处理，显著提升网管性能数据的处理效率。在命令行界面（Command－LineInterface，CLI）显示上，可以按照基本性能和网元性能查看，数据量小，只关注重点性能；在网管显示上，可以按照业务对象查询性能，无需进行数据统计累加；在处理效率上，数据量比之前少很多，计算简单，入库查询效率高；在性能文件上，性能数据大量减少。

1设备主控网元性能采集方法

1．1设备主控网元性能模块整体架构。网元性能统计要求网管上能查看LSP、VC和L3VPN等性能，单盘和主控支持这些性能数据的统计。网元性能模块主要由3部分组成：网管、主控和单盘。其中，网管能够根据业务对象组织私有协议查询和显示性能；主控主要负责网管协议的组织、定位源的翻译和单盘协议的解析；单盘负责查询性能，并根据单盘协议组织报文上报给主控。根据功能模块划分，网元性能模块自上而下分为网管、主控和单盘3大部分，如图1所示。其中，网管是与用户交互的界面，用户基于业务对象通过网管界面进行性能查询和统计；主控相当于“大脑”，解析单盘协议，对从单盘收到的数据进行处理，并组织网管协议应答网管；单盘支持性能数据的统计，并组织单盘协议将数据上报给主控主控部分主要由4个模块构成，其中，套接字（Socket，SCK）模块主要负责建立SCK，完成对网管的网络连接的管理和数据收发；文件传送协议（FileTransferProtocol，FTP）模块通过FTP实现性能文件上送到网管服务器；网络传输模块获取KEY值和NAME的映射关系向上传递业务配置，解析单盘协议并向上传递数据，实现各业务单盘的数据交互；网络管理单元主要负责网元性能的统计、网管协议的组织、定位源的翻译和单盘协议的解析，起到承上启下的作用［2］。1．2网元性能采集功能的实现方法。对于网元性能的每一个具体业务对象，我们采用定位源的方法来进行描述和数据传递。定位源是一个规定好的结构，其中包括KEY值和NAME值两大部分，由于单盘上处理的都是机器数据，所以主控和单盘间通过KEY值来实现消息的传递，KEY值是二进制数，包括了该业务对象事先规定好的类型、层次和身份号（IdentityNumber，ID）等信息。而网管上要显示业务对象的具体信息，需要获得相应的定位源字符串，所以主控和网管的数据通过NAME值来实现，NAME值是一个大的字符串，包括了该业务对象的描述信息。网管配置接口使用了Google公司开发的开源的数据编码方式ProtocolBuffers（以下简称PB），它是一种紧凑的可扩展二进制消息格式，能对结构化的数据采用灵活、高效、自动的机制进行序列化和反序列化［3］。网络管理单元对网管下发的查询当前性能及累计性能的协议进行PB解码，组织当前性能或历史性能查询协议，并加入协议头，向网络传输发送消息，网络传输单元收取单盘的数据，通过解析跟单盘之间的协议来进行KEY值的传递，上送到网络管理单元。网络管理单元通过定位源KEY值和NAME映射进行定位源翻译，完成网管协议封装，并本地生成性能文件，然后向网管FTP服务器上传性能文件［4］。

2网元性能统计流程

网元性能采集的基本流程如下：（1）网管通过私有协议向设备发送查询报文，命令码根据商定好的协议定义，在PB封装字符串中包括查询业务对象定位源，定位源的组成方式与上报保持一致。（2）主控收到网管查询报文后，解析PB数据，在主控缓存网管数据，作为回应网管报文。（3）主控根据网管下发的数据，解析查询对象定位源，转换结构为单盘KEY值结构，并组织单盘协议报文，命令码根据商定好的协议定义，并向所有已完成老化的单盘发送查询数据。（4）主控开启性能采集开关，单盘对查询数据进行响应，对于当前秒级性能组织数据回复，对于15min性能过滤0值性能组织数据回复。（5）主控收到单盘回应数据后，按照单盘协议进行解析，并按照PB链表方式进行数据缓存，性能值需要记录时间。（6）主控收到所有单盘回应后，按照KEY值进行数据整理，整理原则如下：（a）相同KEY值，相同编号值的当前值直接累加；（b）最大值、最小值也需要进行累加，性能值时间只取其中一次。（7）主控等所有单盘回应完毕后（未响应单盘等待5s后认为超时），将数据组织成PB格式，性能数据通过FTP上传网管。（8）清空原有缓存数据。

3无效性能的解决方案

目前业务性能查询都是基于单盘的［5］，单盘会上报所有的配置对象性能，这些性能很多都是无效的0值，造成单盘占用资源进行无效的性能采集，而且性能采集方法也不够灵活，不便于对重点性能的查看。可以通过以下几点的实现来达到解决无效性能采集的目的：（1）为了区别于之前的基本性能查询，网元性能查询时采用特定的槽位号（0xff）填充于协议中；（2）在进行每一个业务对象网元性能采集前，主控需要通过CLI命令行去开启性能采集开关，然后再组织单盘协议下发单盘查询，并且可以针对某一个业务对象进行性能查询，能有效避免大量无用数据的传递；（3）对于网元性能的采集，分为当前秒级性能和15min性能，由于秒级性能比较注重实时性，所以需要上报所有被采集到的性能；而采集15min性能时，主控会过滤掉0值性能，只上报有效的性能值，以免在长时间多设备的情况下占用过多资源，增加计算量。这样更有利于对性能的统计，能提高效率。

4结束语

通过网管查询性能时，首先通过CLI命令去开启需要查询的对象采集命令，主控给单盘下发协议，单盘开始采样，盘管理单元库进行数据转储。网管按照指定对象查询性能，主控解析查询命令给盘管理单元库，主控收到盘管理单元库的响应数据后，进行数据统计计算，然后通过FTP将数据上传网管服务器，网管服务器解析数据后在界面进行呈现。本文针对单盘上报大量无效的配置对象性能，在性能采集上造成资源占用浪费的问题，提出了基于业务对象查询性能的功能，能够高效率采集有效的性能，提升处理效率，减少网管对于大量冗余性能数据的处理。在显示上主要关注重点性能，减小了数据量，提升了计算效率。

参考文献：

［1］陈伟．电信统一网管平台性能数据统计分析的设计与实现［D］．哈尔滨：哈尔滨工程大学，2004：17－24．

［2］陈嘉惠．PTN网管系统中关键技术的研究［D］．武汉：武汉理工大学，2011：35－51．

［3］曹润泽，冯涛．ProtocolBuffers在数据采集与传输系统中的应用［J］．无线互联科技，2014，（12）：7－8．

［4］寇阳，吕建新．基于ProtocolBuffers的配置下发接口适配与应用［J］．电子测试，2014，（1）：108－109．

［5］王峰．通信网性能管理关键技术研究［D］．北京：北京邮电大学，2006：108－109．

作者:张轶琦 单位:武汉邮电科学研究院