专利名称：互联网的服务质量监测系统及实现方法
技术领域：
本发明涉及一种网络监测系统和实现方法，确切地说，涉及一种互联网的服务质量监测系统及实现方法，属于网络互连通信技术领域。
背景技术：
随着Internet网络的发展普及，为用户提供电信业务级的服务质量(QoS，Quality of Service)保障的呼声越来越高。监测网络的整体拓扑结构、发现网络行为、测量网络资源及性能、监视各种业务质量状况是整个服务质量保障体系架构中的关键环节之一，也是网络运营商获取计费数据的一个重要手段。但是，由于网络上的设备各式各样，测量手段也是多种多样，如何屏蔽这些设备和测量技术的差异，高效、快捷、准确地获取人们需要的各种监测数据，提供一种易扩展的、通用的业务监测系统，是中国乃至世界都在研究的热点。
网络测量的分类标准有多种。按照测量内容，网络测量技术分为拓扑测量与性能测量，它们是评估服务质量的重要依据。根据测量方法所依赖的设备，可分为通过路由器直接获取统计数据的基于路由器的测量和只需端系统支持的端到端测量。其中基于路由器的测量的精度较高，但必需具备对路由器的管理权；端到端测量的测量精度虽然低于前者，但灵活性较高。对于需要跨越多个运营商的测量问题，端到端测量技术可能是最佳选择。根据测量的方式，可分为主动测量和被动测量。根据测量点的多少，分为单点测量与多点测量。实际的QoS测量系统应结合多种测量技术。
目前，针对网络监测的具体测量手段有很多，例如，有用于主动测量的ping，trace route，SAA，mtrace等工具，也有用于被动测量的简单网络管理协议SNMP等技术。但是，这些测量手段和工具常常被用于单一目的，没有将其有效地融合在一起，用于实现对网络中具体业务流的监测。一个非常明显的例子是在传统的Internet网络运营管理系统中，网络监测始终担当着一个很重要的角色；它通过SNMP访问网络中的包括路由器、PC机等各个网元的管理信息库MIB，获取网元的各种参数(如CPU利用率，端口丢包数等)，了解各个网元的运行状况，从而监视整个网络的行为、状态及趋势。这些监视都是针对网络中的具体设备，是对网络设备的维护和管理，没有涉及到对网络中各种业务的服务质量的监视，也没有监测端到端的各个单个业务流或汇聚业务流，因此，很难发现某一类业务在网络中的瓶颈位置。
在国外，因特网工程任务组IETF的性能度量标准IPPM(InternetPerformance Metrics)工作组制定了相应的IP网络性能指标和测量方法的建议，但是在建议中没有具体指明如何综合利用这些测量方法，以实现对网络服务质量指标的监测。欧盟资助的信息社会技术IST项目的3个子项目为提供服务质量而使用IP层架构的适应性资源控制AQUILA(Adaptive Resource Control forQoS Using an IP-based Layered Architecture)、为Internet中大范围提供服务质量的流量工程TEQUILA(Traffic Engineering for Quality of Service in the Internet，atLarge Scale)和在优质的IP网络中终端用户业务的创建和配置CADENUS(Creation and Deployment of End-User Service in Premium IP Networks)分别从业务层面、网络层面和资源管理层面对QoS和服务等级协议SLA等框架以及具体技术做了深入研究，提出了某些特定结构下(例如单独的多协议标记转发MPLS网络或单独的区分服务DiffServ网络)针对SLA的监测体系结构。但是，这些监测体系的实现过于复杂，会给网络带来大量额外开销，且具有一定的局限性；同时，该监测体系对网络设备性能要求比较高，可扩展性也存在问题。
目前，各电信运营商急需在互联网上提供电信级业务。但是，由于没有统一的IP QoS体系架构，众多的设备制造商选择了不同的IP QoS技术并加以实现，设备的异构导致了电信级IP网的QoS配置和性能监测更加复杂；同时，基于IP网络的服务质量的监测体系结构，至今仍然没有统一的标准，这些因素都在很大程度上限制了IP QoS体系的实施和运营，也自然地成为当前相关业内人士关注和研究的热点。
监测系统是在互联网上提供电信级QoS保障的必要组件之一，但是，现有的监测系统大多以传统的网络管理系统为基础，存在诸多问题在监测粒度方面，传统监测系统仅仅局限于局部微观的监测，这种监测无法宏观反映网络整体的性能；在监测层次方面，传统监测系统集中关注于网元层和网络层，但是在业务层关注得比较少，因此对网络业务性能的监测不够充分和具体。此外，现有的监测系统还存在可扩展性差和综合性差等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种互联网的服务质量监测系统及实现方法，该系统是一种灵活、扩展性好的互联网服务质量监测系统，它以在互联网上提供和实施有服务质量保证的电信级业务为目的，采用多种综合测量技术和手段，分四层结构对互联网上各种业务和各个网元的运行状态进行监测，为互联网的QoS业务的计费、维护和实施提供可靠的技术保障和依据。
本发明的目的是这样实现的一种互联网服务质量监测系统，其特征在于该监测系统由自上而下的四个层面结构组成由分析性能数据并向系统用户提供分析报告的性能呈现处理模块与具有监视界面、用于呈现实时性能的浏览器组成的性能呈现层；由对从网络监测模块和网元监测模块分别获得的性能信息和监测信息进行分析，再把有关业务的服务质量状况和服务等级规范SLS是否一致的情况反馈给相关实体的SLS监测模块组成的服务等级规范SLS监测层；由从全网角度出发，集中不同网元监测结果，再根据网络拓扑结构进行汇聚处理而构成整个网络的状态信息，为SLS监测和网络资源规划服务的网络监测模块组成的网络监测层；以及由按监测要求配置相应的网元，并以设定的时间粒度获取每个网元上不同类型流的流量信息及其性能参数，再把这些监测信息向上提供给至少包括网络监测、SLS监测、告警处理和计费功能模块的多个网元监测模块和能够屏蔽不同网元设备差异和技术差异、采用语意统一监测命令的通用适配子层组成的网元监测层；各个层面之间的相互关系为客户端/服务器架构，即上层是下层的客户端，下层是上层的服务器端；各层之间通过公共对象请求代理结构CORBA(Common Object Request Broker Architecture)接口进行通信，该监测系统与系统外部的其它保证服务质量业务控制模块通过CORBA接口或CORBA事件通道进行通信。
所述性能呈现层的性能呈现处理模块由客户浏览器、J2EE服务器和Oracle数据库服务器组成；逻辑上划分为表示部分和业务逻辑部分，其中表示部分位于客户端处，承担客户端的页面呈现以及与服务器端的通信任务，业务逻辑部分作为性能呈现处理模块的核心，承担后台的性能数据处理任务。
所述性能呈现处理模块的业务逻辑部分由页面处理组件、数据存取组件、服务器端通信组件和实时性能监视组件组成，其中页面处理组件的两个功能是接受来自于表示部分的历史性能报表请求，从数据存取组件中获取历史性能数据并加以组织，再将组织处理后的性能数据与显示数据的应用程序返回给客户端；接受来自于表示部分的实时性能监视请求，进行实时监视的初始化工作，再调用实时性能监视组件通过CORBA对象请求代理下发监测任务，并将实时性能监视应用程序返回给表示部分；数据存取组件的功能是接受数据存取调用，并通过Java数据库连接JDBC(Java Database Connectivity)接口对数据库进行相应操作；服务器端通信组件和实时性能监视组件一起完成实时的性能监视功能接受来自于表示部分的实时采集数据任务，并通过CORBA接口把任务下发给网络监测层和网元监测层；之后不断通过CORBA事件通道从网络监测层和网元监测层获得实时监测性能数据，并通过安全套接字层协议SSL(SecuritySocket Layer)将数据发送给表示部分的客户端通信组件，再转交给页面呈现组件进行处理，以便显示在客户的浏览器上。
所述性能呈现处理模块的表示部分由页面呈现组件和客户端通信组件组成，其功能是页面呈现组件下载和运行实时性能监视应用程序，并通过客户端通信组件经安全套接字层协议SSL建立与业务逻辑部分上的服务器端通信组件的套接字连接；建立连接后，该实时性能监视应用程序不断通过客户端通信组件接收来自业务逻辑部分的实时性能数据，并以动态线状图形式展示给系统用户；当实时性能发生异常时，该应用程序将以坐标形式描绘出异常数值、发生时间和告警；页面呈现组件可向业务逻辑部分发出请求获得各种不同历史性能数据分析报告的超文本传输协议HTTP(Hypertext Transfer Protocol)要求，在业务逻辑部分的页面处理组件返回组织过的历史性能数据和显示该数据的应用程序后，将运行该应用程序中根据历史性能数据展开和绘制出的直观线状或柱状的历史性能图。
所述SLS监测层的SLS监测模块由SLS监测配置组件、SLS数据收集组件、SLS监测策略分析组件、SLS数据整合组件及SLS性能检查组件构成，该SLS监测模块的功能是采用集中方式对特定的SLS进行显示和确定的监测检查，监测协商的业务是否按要求转发，用于计费统计。
所述SLS监测模块受控于SLS管理模块，由SLS管理模块发起而触发的SLS监测采用基于业务类型、服务等级和范围的策略，按照单向、单域进行SLS监测，以避免大量重复的监测，减少监测数据的传递和存储，同时保证SLS的监测粒度，并能反映不同域的性能和支持各种不同业务的监测，为网络提供商进行离线分析及网络规划提供可靠、翔实的数据参考。
所述网络监测层的网络监测模块由网络监测配置组件、数据收集组件和网络性能分析组件构成；其中网络监测配置组件的功能是作为与其他模块通信的接口，在收到来自客户端的监测请求以后，分析本层需要监测的变量和获取测量数据的源点，并查询拓扑发现模块，找到需要监测的网元，判断是否已经在执行同样的网络监测任务，如果没有的话，则配置相应的网元监测模块；数据收集组件的功能是以设定的时间粒度通过CORBA接口从网元监测模块获取监测数据，测量的每条通路的性能参数至少包括有单向时延、丢包率、抖动和带宽使用率，再把这些参数送交给网络性能分析组件；网络性能分析组件的功能是对数据收集组件送来的参数进行汇聚处理，并执行包括趋势分析的长期统计分析，再将该分析结果数据存储在监测数据库中，以及将相关数据转发给其他相关模块。
所述网元监测层的网元监测模块由网元监测配置组件、网元监测代理组件和网元监测数据分析组件构成，其中网元监测配置组件是其他模块调用该模块的接口，其功能是接收来自上层网络监测模块和SLS监测模块的监测请求，设置监测数据的门限值，以及设置网元监测代理组件的数据采集时间粒度，按监测要求配置相应网元，并以设定时间粒度获取每个网元上不同类型流的流量信息及其性能参数，并至少向网络监测、SLS监测、告警处理和计费功能模块提供这些监测信息；网元监测代理组件的功能是执行数据采集任务，即通过通用适配子层访问网络设备，获得监测数据；网元监测数据分析组件的功能是对短期的原始数据进行分析和就近进行压缩处理，以减小监测数据的网络传输量，并把处理后的数据存入数据库，同时按照监测要求实时通过CORBA接口向上层监测模块汇报监测数据，以及将监测数据与初始设定的门限值进行比较，对门限越界事件通过CORBA事件通道上报给告警处理模块。
本发明的目的是这样实现的一种互联网的服务质量监测系统的实现方法，其特征在于包含以下步骤(1)前端客户或SLS管理模块向SLS监测模块发出监测请求；(2)SLS监测模块收到该监测请求后，先对其进行处理和分析，以确定需要测量的数据和采集数据的时间粒度；再把分解后的监测任务通过CORBA接口分别下发给网络监测模块和网元监测模块，配置和启动网络监测模块和网元监测模块进行监测；(3)网络监测模块收到来自SLS监测模块的监测配置后，分析本层需要监测的参数和获取测量数据的源点，判断是否需要发起新的网络监测任务；如果该网络监测已经存在，则直接从该任务中获取采集数据；如果该网络监测不存在，则发起新的网络监测任务，把需要得到的监测参数进行分解并下发给网元监测模块，以获取相应的监测数据；
(4)网元监测模块进行网络测量，获取监测数据，并对测量数据进行压缩处理，以减小网络上数据传输量；然后通过CORBA接口把测量数据分别反馈给网络监测模块和SLS监测模块，同时通过CORBA事件通道把告警信息上报给告警模块；(6)网络监测模块对接收到的网元监测模块传来的测量数据进行汇总处理，形成网络级的性能数据，再通过CORBA接口上报给SLS监测模块；(7)SLS监测模块把从网络监测模块和网元监测模块得到数据进行汇聚、分析和比较，形成完整的SLS监测性能，再将该SLS监测性能送入性能呈现处理模块，在其前端监视界面显示监测到的SLS性能数据，供网络管理员和客户监视。
所述步骤(2)和(7)中SLS监测模块进一步执行下列操作(21)SLS监测模块收到监测请求后，由其SLS监测配置组件对其进行处理和分析，把SLS监测请求拆分成单向、单域的SLS，并写入监测数据库中，再把该监测请求送交给SLS监测策略分析组件；(22)SLS策略分析组件从策略数据库中获取监测策略，并对策略进行分析，得到所需要的至少包括监测的范围、参数、级别的监测指标，再将相关数据返回给SLS监测配置组件；(23)SLS监测配置组件根据监测指标分别配置和启动网络监测模块和网元监测模块进行监测；(24)SLS数据收集组件以设置的时间粒度周期性地访问监测数据库，获取SLS监测任务列表，并根据该监测任务列表从监测数据库中提取相应的监测数据，再连同网络监测模块和网元监测模块的实时监测数据一起交给SLS数据整合组件进行汇聚、分析和比较处理，得到一条单向、全局的SLS性能表；SLS数据整合组件再把该表交给SLS性能检查组件，(25)SLS性能检查组件把该监测到的SLS性能表与用户签订的SLS指标进行比较，并把比较的结果以及监测到的SLS性能表写入监测数据库，同时送入性能呈现处理模块。
为了实施和监测有服务质量保证的电信级业务，如果使用现有的一些测量技术(如Netflow等)，监测粒度过细将会给网络负荷造成巨大影响，还会增加数据存储空间的需求；而监测粒度过粗则不能达到要求；另外，基于路由器的测量只能获取局部微观信息，不能完成从网元到网络到SLA的完整的业务性能监测。本发明监测系统较好地解决了这个难题，采用基于业务类型、服务等级和范围的策略进行监测，实现了对业务边到边的监测，不仅避免了大量重复性的监测工作，减少了监测数据在网络上的传递和存储，并且能够支持对各种不同业务的监测，有利于扩展对新业务的监测。同时，本监测系统采用分布式系统结构，将各个模块之间的耦合性降到最低；并以CORBA平台作为内部各模块之间的通信平台，使得各模块可以分散地设置在系统的不同物理位置，便于系统的整体部署，还可均衡系统的工作负载，体现了本发明监测系统的灵活机动性和可扩展性。
本发明监测系统的可扩展性好和灵活性强的另一结构特点是在网元监测层的底层设置有降低层间偶合度的通用适配子层，用于屏蔽网络上不同厂家的网元设备差异和技术差异，使得上层模块无需详细了解底层设备的相关技术，只需采用语意统一的监测命令就能执行监测任务。如果有新的厂家生产的网络设备加入本监测系统所控制的IP网络范围时，只需在通用适配子层加入一个与该设备相关的驱动模块后，就能够实时监测该网元设备的运行状况。
本发明监测系统是一种综合采用主动测量和被动测量、端到端测量和基于路由器测量的测量系统，该系统依据被监测业务的类型和服务等级，分别采取微流监测和汇聚流监测的策略。例如，服务等级高、实时性要求高的业务(比如VoIP业务)采用微流监测的策略，而服务等级低、实时性要求不甚严格的业务(比如FTP类业务)则采取汇聚流监测的策略。这样有利于降低监测系统的负荷，减少监测数据的传输和存储，同时又能比较精确地反映不同业务的QoS保证程度，提供满足计费要求的原始数据粒度。
图1为本发明互联网的服务质量监测系统的层次结构示意图；图2为本发明互联网的服务质量监测系统的通信平台架构方框图；图3为本发明互联网的服务质量监测系统监测过程实现方法的顺序图；图4为本发明互联网的服务质量监测系统中性能呈现处理模块的功能组件结构示意图；图5为本发明互联网的服务质量监测系统中SLS监测模块的各个功能组件结构示意图；图6为本发明互联网的服务质量监测系统中SLS监测模块的监测过程的顺序图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
参见图1和图2，本发明是一种互联网服务质量监测系统，该监测系统由自上而下的四个层面结构组成性能呈现层、SLS监测层、网络监测层和网元监测层；其中性能呈现层由分析性能数据并向系统用户提供分析报告的性能呈现处理模块与具有监视界面、用于呈现实时性能的浏览器组成；SLS监测层由对从网络监测模块和网元监测模块分别获得的性能信息和监测信息进行分析，再把有关业务的服务质量状况和SLS是否一致的情况反馈给相关实体的SLS监测模块组成；网络监测层由从全网角度出发，集中不同网元监测结果，再根据网络拓扑结构进行汇聚处理而构成整个网络的状态信息，为SLS监测和网络资源规划服务的网络监测模块组成；网元监测层由多个网元监测模块和通用适配子层组成，每个网元监测模块按照监测要求配置相应的网元，并以设定的时间粒度获取每个网元上不同类型流的流量信息及其性能参数，再把这些监测信息向上提供给网络监测、SLS监测、告警处理和计费等功能模块，通用适配子层用于屏蔽网络设备层中不同网元的设备差异和技术差异、以便采用语意统一监测命令控制网元执行监测任务。
本发明监测系统的各个层面之间的相互关系为客户端/服务器的架构，即上层是下层的客户端，下层是上层的服务器端；具体到图1中就是监视界面是性能呈现处理模块的客户端，性能呈现处理模块是监视界面的服务器端，也是SLS监测模块、网络监测模块和网元监测模块的客户端；SLS监测模块是网络监测模块和网元监测模块的客户端；网络监测模块是网元监测模块的客户端。各层之间通过公共对象请求代理结构CORBA(Common Object Request BrokerArchitecture)接口进行通信客户端通过IDL调用访问CORBA体系的核心—对象请求代理ORB(Object Request Broker)，然后通过ORB访问服务器端(参见图2)，该监测系统与系统外部的其它保证服务质量业务控制模块也是通过CORBA接口或CORBA事件通道进行通信。
本发明监测系统与传统的网络监测系统的主要区别在于(1)该系统监测对象是网络中端到端的单个流或汇聚流的传输状况，以形成SLS和SLA的性能统计。这样就需要来自不同采集源的相关监测信息，包括链路信息和/或节点信息，尤其是网络的进、出口节点信息。
(2)在网元监测层增加了一个通用适配子层，以屏蔽网络设备层中不同设备的差异，增强本监测系统的可扩展性和灵活性。
(3)监测结果数据不仅可供网络提供商监视网络的性能及其运行状况，也可向那些希望知道自己的SLA或SLS是否被恰当执行的用户提供相关信息。
参见图3，介绍本发明监测系统整个监测过程的实现方法1、先由前端客户或SLS管理模块向SLS监测模块发出监测请求；2和3、SLS监测模块收到该监测请求后，先对其进行处理和分析，确定需要测量的数据和采集数据的时间粒度；再把分解后的监测任务通过CORBA接口分别下发给网络监测模块和网元监测模块，配置和启动网络监测模块和网元监测模块进行监测；4、网络监测模块收到来自SLS监测模块的监测配置(相当于监测任务)后，分析本层需要监测的参数和获取测量数据的源点，判断是否需要发起新的网络监测任务；如果该网络监测已经存在，则直接从该任务中获取采集数据；如果该网络监测不存在，则发起新的网络监测任务，把需要得到的监测参数进行分解并下发给网元监测模块，以获取相应的监测数据；5、网元监测模块进行具体的网络测量，获取包括主动测量和被动测量的监测数据，并对短期的原始测量数据进行分析和压缩处理，以减小网络上数据传输量；然后通过CORBA接口把测量数据反馈给网络监测模块，同时通过CORBA事件通道把告警信息上报给告警处理模块；6、网元监测模块通过CORBA接口把测量数据反馈给SLS监测模块；7、网络监测模块对接收到的网元监测模块传来的测量数据进行汇总处理，形成网络级的性能数据，再通过CORBA接口上报给SLS监测模块；8、SLS监测模块把从网络监测模块和网元监测模块得到数据进行汇聚、分析和比较，形成完整的SLS性能监测数据，再将该SLS性能监测数据送入性能呈现处理模块，在其前端监视界面显示监测到的SLS性能数据，供网络管理员和客户监视。
下面从上至下具体介绍本发明监测系统中各层模块的功能以及实现细节首先，位于最顶层的是性能呈现处理模块。该模块的任务是分析性能数据并向系统用户提供分析报告和实时性能呈现的显示界面。
参见图4，介绍性能呈现处理模块的各个功能组件。性能呈现处理模块在物理实体上由客户浏览器、J2EE服务器和Oracle数据库服务器组成。在逻辑上可以划分为位于客户端的负责客户端的页面呈现功能及其与服务器端的通信功能的表示部分和主要负责后台性能数据处理的业务逻辑部分。业务逻辑部分是性能呈现处理模块的核心，由页面处理组件、数据存取组件、服务器端通信组件和实时性能监视组件组成。其中数据存取组件任务是接受数据存取调用，并通过Java数据库连接接口对数据库进行相应操作。实时性能监视组件和服务器端通信组件合作完成实时性能监视任务接受来自于表示部分的实时采集任务并通过CORBA接口把任务下发给网络监测层和网元监测层，之后不断通过CORBA事件通道从网络监测层和网元监测层获得实时监测性能数据，并通过安全套接字层SSL协议将数据发送给表示部分的客户端通信组件，再转交给页面呈现组件，由其处理后显示在客户的浏览器上。业务逻辑部分的页面处理组件一方面接受来自于表示部分的历史性能报表请求，从数据存取组件中获取历史性能数据并加以组织，再将组织后的性能数据及显示数据的应用程序返回给客户机；另一方面又接受来自于表示部分的实时性能监视请求，进行实时监视的初始化工作，然后调用实时性能监视组件通过CORBA对象请求代理下发监测任务，并将一个实时性能监视应用程序返回给表示部分。
性能呈现处理模块的表示部分是由客户机上具有Java虚拟机的浏览器组成。当实时性能监视应用程序被页面呈现组件下载并运行后，该应用程序通过客户端通信组件经SSL建立与业务逻辑部分上的服务器端通信组件的Socket连接。在连接建立后，该应用程序将不断通过客户端通信组件接收来自业务逻辑部分的实时性能数据，并以动态线状图的形式展示给系统用户。当实时性能发生异常时，该应用程序将以坐标形式描绘异常数值和发生时间，并发出告警。此外，为获得历史性能数据分析报告，页面呈现组件也可以向业务逻辑部分发出各种包含不同需求的HTTP请求，业务逻辑部分的页面处理组件将所需的历史性能数据进行处理，并连同显示数据的应用程序一起返回后，就可以运行该程序，将这些历史性能数据展开而绘制出直观的线状或柱状的历史性能图。
参见图5，介绍SLS监测模块的五个功能组件及其相互之间的关系。
SLS监测模块位于本监测系统中性能呈现处理模块的下面，属于较高的监测层。SLS监测是用于对特定的SLS进行显示和确定的检查。SLS监测的主要目的是用于计费(计费需要的数据由计费模块决定)和监测协商的业务是否按协议要求转发(即一致性监测)。它采用集中方式进行监测，受控于SLS管理模块，由SLS管理模块发起。当一个新的SLS被接纳控制模块激活或SLS管理模块提交产生一个SLS监测时，就触发该SLS监测任务；当业务不再被使用时，该SLS监测被停止。通常，一个SLS监测需要拆分成两个单向、单域的SLS进行监测。SLS监测模块分析从网络监测模块得到的性能信息以及来自进、出口节点(网元)处监测的信息，然后把关于业务条件和SLS一致性反馈给相关的实体。SLS监测模块由SLS监测配置组件、SLS数据收集组件、SLS监测策略分析组件、SLS数据整合组件以及SLS性能检查组件构成。
参见图6，介绍SLS监测模块中的各个组件在监测过程的工作流程(1)SLS管理模块从SLS调度队列中提取一条SLS，并向SLS监测模块发出监测请求；(2)SLS监测模块中的SLS监测配置组件接收该监测请求后，对其进行分析，判断是激活监测还是停止监测；如果是激活监测，则提取需要监测的变量和监测的范围，把SLS拆分成单域的SLS，并把该监测任务写入监测数据库中；如果是停止监测，则从数据库中把该条监测任务删除掉。
(3)SLS监测配置组件将该监测任务中的监测参数送到SLS监测策略分析组件；(4)、(5)SLS监测策略分析组件向策略数据库请求提供监测策略，并对获取的监测策略进行分析，以得到要监测的范围、参数、级别等监测指标，(6)SLS策略分析组件将所需的监测指标返回给SLS监测配置组件；(7)、(8)SLS监测配置组件分别对网络监测模块和网元监测模块进行监测配置；(9)、(10)网络监测模块和网元监测模块分别把监测得到的数据存入监测数据库中；(11)SLS数据收集组件以可设置的时间粒度周期性地访问监测数据库，以获取SLS监测任务列表，并根据这些监测任务列表从监测数据库中提取相应的监测数据；(12)监测数据库把其得到的监测数据(包括网络监测数据和网元监测数据返回给SLS数据收集组件；
(13)SLS数据收集组件把从监测数据库得到的监测数据传送给SLS数据整合组件；(14)SLS数据整合组件对这些原始监测数据进行会聚处理，得到一条单向的、全局的SLS性能表，再把该表送交给SLS性能检查组件；(15)SLS性能检查组件把监测得到的SLS性能表与用户签订的SLS性能指标进行比较，并把比较结果与监测到的SLS性能表分别送到性能呈现处理模块和存入监测数据库中。
在实际网络中，由于用户数量极大，存在大量业务，如果能够针对每个用户的每个业务都进行监测，这是最理想和最准确的。但是，这将消耗大量资源，传递的数据数量之大可能造成网络拥塞，同时数据库也要存储大量信息，实际上是不现实的。本发明的监测系统针对SLS监测采用基于业务类型、服务等级和范围的策略进行监测，从而避免了大量重复性的监测工作，减少了监测数据的传递和存储，并且能够支持对各种不同业务的监测。同时按单向、单域对SLS进行监测，可以避免很多重复监测，而且能够保证SLS的监测粒度，反映不同域的性能，为网络提供商进行离线分析及网络规划提供更加可靠、翔实的数据参考。
本发明的网络监测层中，网络监测模块由网络监测配置组件、数据收集组件和网络性能分析组件构成。网络监测模块从全网角度出发，汇聚和联系不同网元监测的结果，根据网络拓扑结构进行汇聚处理，构成整个网络的状态信息，为SLS监测和网络资源规划服务。网络监测配置组件作为与其他模块通信的接口，在收到来自客户端的监测请求以后，分析需要监测的变量并查询拓扑发现模块，找到需要监测的网元，判断同样的监测任务是否已在执行，如果没有的话，则配置相应的网元监测模块；数据收集组件以设定的时间粒度通过CORBA接口从网元监测模块获取监测数据，形成一条通路的性能参数(如通路的单向时延、丢包率、抖动、带宽使用率等)，该组件把这些参数交给网络性能分析组件做进一步的汇聚处理；网络性能分析组件对数据收集组件送来的参数进行汇聚处理，并执行长期的统计分析，包括趋势分析。再把分析产生的数据存储在监测数据库中，以及将相应的数据转发给其他相关模块。
位于本发明监测系统最下面的是网元监测层，它由网元监测配置组件、网元监测代理组件和网元监测数据分析组件构成的多个网元监测模块与通用适配子层组成。网元监测模块主要任务是按监测要求配置相应网元，并以设定的时间粒度获取每个网元上不同类型流的流量信息和不同类型流的性能参数；再把这些监测信息提供给网络监测、SLS监测、告警处理以及计费等功能模块。
与传统网管系统的网元监测层最大的区别是本发明监测系统在网元监测层加入了一个通用适配子层，通过该通用适配子层可以屏蔽不同厂商的网络设备差异和技术差异，使得上层下发的监测命令可以用统一的表达式来实现；通用适配子层会自动识别不同的网元设备，找到相应的驱动模块去采集数据，降低了上层模块对网络设备的了解程度；同时当有新的厂家的网络设备加入本监测系统所控制的网络范围时，只需要在通用适配子层加入一个与该设备相关的驱动模块，这样就增强了本发明监测系统的可扩展性和灵活性。
因为本发明的网络监测模块和网元监测模块的操作流程与其他网管系统的相关装置基本相同，这里不再赘述。
本发明系统已经进行了仿真实施试验，在该仿真试验中部署了大于20个路由节点的多域环境。在DiffServ域的边缘部署流量采集工具(如Netflow、CFlow等)以获取进出网络的流量；在MPLS域和DiffServ域部署节点监测模块，以获取MPLS域内的隧道tunnel状况及每个域内的网元运行状况；在全网部署一个集中式的网络监测模块，通过CORBA接口收集各个网元节点监测模块的实时数据，以形成全网的性能参数，并分析出网络流量的变化趋势；在网络的边界部署主动测量工具(如SAA，探针等)，以获取网络边到边的丢包率、时延和抖动。仿真实施试验的监测系统结构采用基于CORBA的分布式系统框架；各模块之间通过CORBA接口和CORBA事件通道进行通信。使用分布式系统架构能够保证系统有很好的扩展性和灵活性。
权利要求
1.一种互联网服务质量监测系统，其特征在于该监测系统由自上而下的四个层面结构组成由分析性能数据并向系统用户提供分析报告的性能呈现处理模块与具有监视界面、用于呈现实时性能的浏览器组成的性能呈现层；由对从网络监测模块和网元监测模块分别获得的性能信息和监测信息进行分析，再把有关业务的服务质量状况和服务等级规范SLS是否一致的情况反馈给相关实体的SLS监测模块组成的服务等级规范SLS监测层；由从全网角度出发，集中不同网元监测结果，再根据网络拓扑结构进行汇聚处理而构成整个网络的状态信息，为SLS监测和网络资源规划服务的网络监测模块组成的网络监测层；以及由按监测要求配置相应的网元，并以设定的时间粒度获取每个网元上不同类型流的流量信息及其性能参数，再把这些监测信息向上提供给至少包括网络监测、SLS监测、告警处理和计费功能模块的多个网元监测模块和能够屏蔽不同网元设备差异和技术差异、采用语意统一监测命令的通用适配子层组成的网元监测层；各个层面之间的相互关系为客户端/服务器架构，即上层是下层的客户端，下层是上层的服务器端；各层之间通过公共对象请求代理结构CORBA接口进行通信，该监测系统与系统外部的其它保证服务质量业务控制模块通过CORBA接口或CORBA事件通道进行通信。
2.根据权利要求1所述的互联网的服务质量监测系统，其特征在于所述性能呈现层的性能呈现处理模块由客户浏览器、J2EE服务器和Oracle数据库服务器组成；逻辑上划分为表示部分和业务逻辑部分，其中表示部分位于客户端处，承担客户端的页面呈现以及与服务器端的通信任务，业务逻辑部分作为性能呈现处理模块的核心，承担后台的性能数据处理任务。
3.根据权利要求2所述的互联网的服务质量监测系统，其特征在于所述性能呈现处理模块的业务逻辑部分由页面处理组件、数据存取组件、服务器端通信组件和实时性能监视组件组成，其中页面处理组件的两个功能是接受来自于表示部分的历史性能报表请求，从数据存取组件中获取历史性能数据并加以组织，再将组织处理后的性能数据与显示数据的应用程序返回给客户端；接受来自于表示部分的实时性能监视请求，进行实时监视的初始化工作，再调用实时性能监视组件通过CORBA对象请求代理下发监测任务，并将实时性能监视应用程序返回给表示部分；数据存取组件的功能是接受数据存取调用，并通过Java数据库连接JDBC接口对数据库进行相应操作；服务器端通信组件和实时性能监视组件一起完成实时的性能监视功能接受来自于表示部分的实时采集数据任务，并通过CORBA接口把任务下发给网络监测层和网元监测层；之后不断通过CORBA事件通道从网络监测层和网元监测层获得实时监测性能数据，并通过安全套接字层协议SSL将数据发送给表示部分的客户端通信组件，再转交给页面呈现组件进行处理，以便显示在客户的浏览器上。
4.根据权利要求2所述的互联网的服务质量监测系统，其特征在于所述性能呈现处理模块的表示部分由页面呈现组件和客户端通信组件组成，其功能是页面呈现组件下载和运行实时性能监视应用程序，并通过客户端通信组件经安全套接字层协议SSL建立与业务逻辑部分上的服务器端通信组件的套接字连接；建立连接后，该实时性能监视应用程序不断通过客户端通信组件接收来自业务逻辑部分的实时性能数据，并以动态线状图形式展示给系统用户；当实时性能发生异常时，该应用程序将以坐标形式描绘出异常数值、发生时间和告警；页面呈现组件可向业务逻辑部分发出请求获得各种不同历史性能数据分析报告的超文本传输协议HTTP要求，在业务逻辑部分的页面处理组件返回组织过的历史性能数据和显示该数据的应用程序后，将运行该应用程序中根据历史性能数据展开和绘制出的直观线状或柱状的历史性能图。
5.根据权利要求1所述的互联网的服务质量监测系统，其特征在于所述SLS监测层的SLS监测模块由SLS监测配置组件、SLS数据收集组件、SLS监测策略分析组件、SLS数据整合组件及SLS性能检查组件构成，该SLS监测模块的功能是采用集中方式对特定的SLS进行显示和确定的监测检查，监测协商的业务是否按要求转发，用于计费统计。
6.根据权利要求5所述的互联网的服务质量监测系统，其特征在于所述SLS监测模块受控于SLS管理模块，由SLS管理模块发起而触发的SLS监测采用基于业务类型、服务等级和范围的策略，按照单向、单域进行SLS监测。
7.根据权利要求1所述的互联网的服务质量监测系统，其特征在于所述网络监测层的网络监测模块由网络监测配置组件、数据收集组件和网络性能分析组件构成；其中网络监测配置组件的功能是作为与其他模块通信的接口，在收到来自客户端的监测请求以后，分析本层需要监测的变量和获取测量数据的源点，并查询拓扑发现模块，找到需要监测的网元，判断是否已经在执行同样的网络监测任务，如果没有的话，则配置相应的网元监测模块；数据收集组件的功能是以设定的时间粒度通过CORBA接口从网元监测模块获取监测数据，测量的每条通路的性能参数至少包括有单向时延、丢包率、抖动和带宽使用率，再把这些参数送交给网络性能分析组件；网络性能分析组件的功能是对数据收集组件送来的参数进行汇聚处理，并执行包括趋势分析的长期统计分析，再将该分析结果数据存储在监测数据库中，以及将相关数据转发给其他相关模块。
8.根据权利要求1所述的互联网的服务质量监测系统，其特征在于所述网元监测层的网元监测模块由网元监测配置组件、网元监测代理组件和网元监测数据分析组件构成，其中网元监测配置组件是其他模块调用该模块的接口，其功能是接收来自上层网络监测模块和SLS监测模块的监测请求，设置监测数据的门限值，以及设置网元监测代理组件的数据采集时间粒度，按监测要求配置相应网元，并以设定时间粒度获取每个网元上不同类型流的流量信息及其性能参数，并至少向网络监测、SLS监测、告警处理和计费功能模块提供这些监测信息；网元监测代理组件的功能是执行数据采集任务，即通过通用适配子层访问网络设备，获得监测数据；网元监测数据分析组件的功能是对短期的原始数据进行分析和就近进行压缩处理，以减小监测数据的网络传输量，并把处理后的数据存入数据库，同时按照监测要求实时通过CORBA接口向上层监测模块汇报监测数据，以及将监测数据与初始设定的门限值进行比较，对门限越界事件通过CORBA事件通道上报给告警处理模块。
9.一种互联网的服务质量监测系统的实现方法，其特征在于包含以下步骤(1)前端客户或SLS管理模块向SLS监测模块发出监测请求；(2)SLS监测模块收到该监测请求后，先对其进行处理和分析，以确定需要测量的数据和采集数据的时间粒度；再把分解后的监测任务通过CORBA接口分别下发给网络监测模块和网元监测模块，配置和启动网络监测模块和网元监测模块进行监测；(3)网络监测模块收到来自SLS监测模块的监测配置后，分析本层需要监测的参数和获取测量数据的源点，判断是否需要发起新的网络监测任务；如果该网络监测已经存在，则直接从该任务中获取采集数据；如果该网络监测不存在，则发起新的网络监测任务，把需要得到的监测参数进行分解并下发给网元监测模块，以获取相应的监测数据；(4)网元监测模块进行网络测量，获取监测数据，并对测量数据进行压缩处理，以减小网络上数据传输量；然后通过CORBA接口把测量数据分别反馈给网络监测模块和SLS监测模块，同时通过CORBA事件通道把告警信息上报给告警处理模块；(6)网络监测模块对接收到的网元监测模块传来的测量数据进行汇总处理，形成网络级的性能数据，再通过CORBA接口上报给SLS监测模块；(7)SLS监测模块把从网络监测模块和网元监测模块得到数据进行汇聚、分析和比较，形成完整的SLS监测性能，再将该SLS监测性能送入性能呈现处理模块，并在其前端监视界面显示监测到的SLS性能数据。
10.根据权利要求9所述的互联网的服务质量监测系统的实现方法，其特征在于所述步骤(2)和(7)中SLS监测模块进一步执行下列操作(21)SLS监测模块收到监测请求后，由其SLS监测配置组件对其进行处理和分析，把SLS监测请求拆分成单向、单域的SLS，并写入监测数据库中，再把该监测请求送交给SLS监测策略分析组件；(22)SLS策略分析组件从策略数据库中获取监测策略，并对策略进行分析，得到所需要的至少包括监测的范围、参数、级别的监测指标，再将相关数据返回给SLS监测配置组件；(23)SLS监测配置组件根据监测指标分别配置和启动网络监测模块和网元监测模块进行监测；(24)SLS数据收集组件以设置的时间粒度周期性地访问监测数据库，获取SLS监测任务列表，并根据该监测任务列表从监测数据库中提取相应的监测数据，再连同网络监测模块和网元监测模块的实时监测数据一起交给SLS数据整合组件进行汇聚、分析和比较处理，得到一条单向、全局的SLS性能表；SLS数据整合组件再把该表交给SLS性能检查组件，(25)SLS性能检查组件把该监测到的SLS性能表与用户签订的SLS指标进行比较，并把比较的结果以及监测到的SLS性能表写入监测数据库，同时送入性能呈现处理模块。
全文摘要
一种互联网服务质量监测系统及实现方法，该监测系统由自上而下的四个层面结构组成由性能呈现处理模块与浏览器组成的性能呈现层，由SLS监测模块组成的SLS监测层，由网络监测模块组成的网络监测层，以及由多个网元监测模块和通用适配子层组成的网元监测层。各个层面之间的相互关系为客户端/服务器架构；各层之间通过CORBA接口进行通信，该监测系统与系统外部的其它保证服务质量业务控制模块通过CORBA接口或CORBA事件通道通信。该系统以在互联网上提供和实施有服务质量保证的电信级业务为目的，采用多种综合测量技术和手段，对互联网上各种业务和各个网元的运行状态进行监测，能够为互联网的QoS业务的计费、维护和实施提供可靠的技术保障和依据。
文档编号H04L12/26GK1588895SQ200410070889
公开日2005年3月2日 申请日期2004年7月23日 优先权日2004年7月23日
发明者肖峻峰, 王文东, 林宇, 阙喜戎, 焦利, 崔毅东, 黄晓慧, 田慧蓉, 程时端, 郭强, 陈远印, 王双红 申请人:北京邮电大学