一种智能网络监测系统及其工作方法
【专利摘要】一种智能网络监测系统及其工作方法。提供了一种能智能地、自动地检测网络设备运行状态，且在发生网络故障时能够通过移动网络发出告警信息，大幅提高工作效率的网络监测系统及其工作方法。若干所述网络设备上分别连接有网络监测装置，所述网络监测装置包括硬件模块和软件模块，所述硬件模块包括控制单元和短信发送器，所述控制单元包括CPU、FLASH存储器、内存、串口、串口驱动器、网络接口和USB接口，所述CPU具有I/O接口，所述FLASH存储器、内存、串口驱动器、网络接口和USB接口分别连接CPU的I/O接口，所述串口驱动器连接所述串口。本发明大大提高了工作效率，有效防止软件模块陷入死循环，进一步保证了本装置的连续工作。
【专利说明】—种智能网络监测系统及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络监测系统及其工作方法。
【背景技术】
[0002]在我国，供电系统的配置正越来越智能化，通过机房实施监控每个地区的供电情况，一旦机房的网络如果出现故障，会带来很大的不便，甚至是巨大的损失，现有的网络检测工具一般为15寸笔记本大小，携带不便，同时功能较为复杂，不易使用且需到现场进行检测，使用过程需要人为参与，不适合在无人值守的机房中部署；再者现有技术中的网络监测工具在使用时，也是通过排除法来确定网络故障，不能及时确定发生网络故障的具体原因；例如供电公司A与供电公司B处在不同的区域(相距成百上千公里)，A与B之间网络相互连接；若A突然机房发生网络故障，有可能是交换机网络出问题了，也有可能是与B相连的光纤断了，此时若使用现有技术中的监测方法，技术人员就要带着网络监测工具到A、B两个现场挨个排查，大大降低了工作效率。
【发明内容】
[0003]本发明针对以上问题，提供了一种能智能地、自动地检测网络设备运行状态，且在发生网络故障时能够通过移动网络发出告警信息，大幅提高工作效率的网络监测系统及其工作方法。
[0004]本发明的技术方案是:包括短信接收手机、持有所述手机的技术员、互联网和若干相互连接的网络设备，若干所述网络设备连接有电脑，所述电脑上设有Telnet，
若干所述网络设备上分别连接有网络监测装置，所述网络监测装置包括硬件模块和软件模块；
所述硬件模块包括控制单元和短信发送器；
所述控制单元包括CPU、FLASH存储器、内存、串口、串口驱动器、网络接口和USB接口；所述CPU具有I/0接口，所述FLASH存储器、内存、串口驱动器、网络接口和USB接口分别连接CPU的I/O接口，所述串口驱动器连接所述串口 ；
所述短信发送器包括微处理器、与所述微处理器相连的射频器、与所述射频器相连的天线、与所述微处理器相连的FLASH和与所述微处理器相连的ZIP插座和电源模块，且短信发送器具有SIM卡插槽和通信接口 ；
短信发送器通过串口线和串口相连；
所述软件模块包括Linux系统定制模块、参数配置模块、网络监测服务模块和短信发送模块；
所述Linux系统定制模块用于对Linux系统进行针对性的优化设计；
所述参数配置模块用于实现被监控网络设备的IP、名称的设置和短信接收手机号码的设置；
所述网络监测服务模块用于实现对网络设备的运行状态的监测，判断其是否出现网络故障；
所述短信发送模块用于实现当网络设备的网络运行状态发生故障时，能及时发送报警短信到技术员手机上，便于及时对故障点进行维修；
所述软件模块储存于所述FLASH存储器中供CPU调用。
[0005]所述参数配置模块包括网络参数配置模块、主机参数配置模块和管理信息配置模块。
[0006]所述报警短信的发送次数设有上限。
[0007]所述硬件模块还包括看门狗电路，用于监测软件模块的运行，防止软件模块陷入死循环。
[0008]所述网络设备为交换机或路由器。
[0009]一种网络监测系统的工作方法，若干相互连接的网络设备为:A1、A2……AN，按照以下步骤进行:
1)、技术员通过Telnet软件登陆到所述网络监测装置参数设置模块；
2)、设置网络监测装置的IP地址；
3)、设置各被监测的 网络设备的网络参数及接收短信的手机号码；
4)、所述网络监测装置进入智能工作状态；
5)、每台网络监测装置读取自身监测的网络设备的IP1、IP2……IPN;
6)、每台网络监测装置向自身监测的网络设备发送ICMP网络探测包；
7)、等待ICMP应答包，若收到应答包，则去步骤7.1 )，如没有收到，则去步骤8)；
7.1)、延迟2-30分钟返回步骤6)；
8)、驱动连接短信发送器的串口工作；
9)、判断窗口初始化是否成功；若成功，去步骤10)，若不成功，则去步骤15)；
10)、读取短信发送器的短信中心服务；
11)、设置需要发送的短信格式；
12)、使用Unicode对短信的内容和接收短信的手机号码进行处理；
13)、判断短信发送次数是否超过上限，若超过则去步骤6)，若没有超过，则去步骤
14)；
14)、发送短信至短息接收手机，同时技术员根据报警短信的内容判断故障；
15)、关闭串口并返回至步骤6)。
[0010]步骤3)中所述的被监测的网络设备设有上限。
[0011]步骤14)中所述的根据短信内容判断故障，判断方法为:
a)、若与AM相连的网络监测装置发出报警信息:AM发生网络故障，则说明AM确实发生网络故障；
b)、若与AM相连的网络监测装置发出报警信息，而与AN相连的网络监测装置发出报警信息:AM发生网络故障，则说明AM与AN连接的通信线缆出故障了 ；
M、N为正整数，M不等于N。
[0012]本发明在使用时，能够连续不停的工作，时刻对机房的网络进行监测，利PING命令(即发送ICMP网络探测包)对网络设备运行状态进行监测，一旦收不到ICMP应答包，即说明网络发生故障，由于每个网络设备(例如交换机、路由器)的IP都是唯一的，就能清楚的知道是哪边发生了网络故障，再将网络故障点以短信的形式发送至相关人员的手机上，这样机房无需人员24小时值班，减少了人力；同时技术人员根据短信内容直接对故障点进行维修，无需排查，大大提高了工作效率，同时由于在硬件模块集成了看门狗电路来监测软件模块的正常运行，有效防止软件模块陷入死循环，进一步保证了本装置的连续工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明中控制单元逻辑框图，
图2是短信发送器逻辑框图，
图3是本发明的工作流程图，
图4是实施例一模型图，
图5是实施例二模型图。
【具体实施方式】
[0014]本发明如图1-5所示，
所述网络监测系统包括短信接收手机、持有所述手机的技术员、互联网和若干相互连接的网络设备，若干所述网络设备连接有电脑，所述电脑上设有Telnet指令功能，
若干所述网络设备上分别连接有网络监测装置，所述网络监测装置包括硬件模块和软件模块；
所述硬件模块包括控制单元和短信发送器；
所述控制单元包括CPU、FLASH存储器、内存、串口、串口驱动器、网络接口和USB接口；所述CPU具有I/O接口，所述FLASH存储器、内存、串口驱动器、网络接口和USB接口分别连接CPU的I/O接口，所述串口驱动器连接所述串口 ；
所述短信发送器包括微处理器、与所述微处理器相连的射频器、与所述射频器相连的天线、与所述微处理器相连的FLASH和与所述微处理器相连的ZIP插座和电源模块，且短信发送器具有SIM卡插槽和通信接口 ；所述ZIP插座为40脚插座；
短信发送器通过串口线和串口相连；
本案中CPU优先选用R8610 ;
R8610是台湾金丽公司推出的一款能够运行嵌入式操作系统的高性能处理器，能支持NAND闪存启动，具有更高的性价比。另外，R8610具有兼容X86指令集，可以很好的移植用C语言写的上层应用，R8610集成了一个IXD控制器(支持STN和TFT液晶显示屏)、NAND闪存控制器、SDRAM控制器、3个通道的UART、4个通道的DMA、4个具有PWM功能的计时器和I个内部时钟，以及8通道的10位ADC。该平台主频最高可到200MHZ，能够运行W in CE、Linux等操作系统，以及进行较为复杂的数据处理。
[0015]本案中短信发送器优先采用TC35硬件模块和GSM标准；
TC35模块是整个GSM短信系统的核心，它工作在GSM900和GSM 1800双频段，该模块提供了标准的RS232接口，采用直流5V供电，采用AT贺氏指令，符合ETSI标准GSM0707和GSM0705，并内置微处理器和GSM模块结合到一起，具有定时轮询和远端控制功能。在TC35中插入SM卡，连接天线，即可通过RS232接口与Linux网络服务设备相连，同时可以利用GSM网络和移动运营商短信中心进行通信。TC35支持的异步通信速率分别为2400b/s、4800b/s、9600b/s等。采用IObit字结构，Ibit起始位、8bit数据位和Ibit停止位。
[0016]所述软件模块包括Linux系统定制模块、参数配置模块、网络监测服务模块和短信发送模块；
所述Linux系统定制模块用于对Linux系统进行针对性的优化设计；
系统软件上要求依托成熟稳定的操作系统为平台，定制串口驱动、网络驱动，改造硬件中断优先级，提高系统的实时性。系统软件平台需要同时支持TCP/IP、FTP、TELNET、HTTP协议。本案优先选择目前流行的嵌入式网络操作系统Linux为系统平台，Linux与UNIX系统兼容，并开放源代码，包含所有现代操作系统所具有的一切特性，包括多任务，虚拟内存，代码共享，按需载入，内存管理，以及TCP/IP网络。同时，Linux遵循POSIX标准，只要是遵循POSIX API的应用程序很容易被移植。本案优先采用Linux2.6.28内核版本，选用X86配置模式，针对R8610 CPU进行优化设计，裁剪掉多余的，平台上不需要的驱动程序，充分发挥硬件特性，全模块化设计而成，整个核心代码在500K左右，系统开机时间3秒，基本做到上电就开机，效率非常高。
[0017]优化设计后的Linux集成了网卡驱动、USB驱动、串并口驱动等硬件驱动层，集成了任务调度、进程管理、内存管理等系统核心层，集成了 TCP/IP、FTP、TELNET、HTTP等协议栈，RSA、DES等加密算法，文件服务和打印服务等上层应用软件，完全适合机房中对网络设备状态及网络拓扑结构监控的要求。
[0018]所述参数配置模块用于实现被监控网络设备的IP、名称的设置和短信接收手机号码的设置；
所述网络监测服务模块用于实现对网络设备的运行状态的监测，判断其是否出现网络
故障；
网络监控服务程序是该系统的核心上层应用模块，本模块首先通过网络口不间断测试被监控主机的状态，每个2分钟向被监控主机发送4个ICMP包，如果一个应答都没收到则断定该监控主机出现故障，需要发送中文短信报警。
[0019]所述短信发送模块用于实现当网络设备的网络运行状态发生故障时，能及时发送报警短信到技术员手机上，便于及时对故障点进行维修；
所述软件模块储存于所述FLASH存储器中供CPU调用；
所述参数配置模块包括网络参数配置模块、主机参数配置模块和管理信息配置模块。
[0020]所述报警短信的发送次数设有上限。当同一个网络设备被报警5次仍然有故障时
停止报警。
[0021]所述硬件模块还包括看门狗电路，用于监测软件模块的运行，防止软件模块陷入死循环。本发明不仅要求硬件平台性能高、功耗低，而且对稳定性、可靠性要求极高，机器必须7X24小时连续工作，硬件平台上需要集成看门狗电路，防止系统死锁。
[0022]所述网络设备为交换机或路由器。
[0023]一种网络监测系统的工作方法，若干相互连接的网络设备为:A1、A2……AN，按照以下步骤进行:
1)、技术员通过Telnet软件登陆到所述网络监测装置参数设置模块；
2)、设置网络监测装置的IP地址；3)、设置各被监测的网络设备的网络参数及接收短信的手机号码；
4)、所述网络监测装置进入智能工作状态；
5)、每台网络监测装置读取自身监测的网络设备的IP1、IP2……IPN;
6)、每台网络监测装置向自身监测的网络设备发送ICMP网络探测包；
7)、等待ICMP应答包，若收到应答包，则去步骤7.1 )，如没有收到，则去步骤8)；
7.1)、延迟2-30分钟返回步骤6)；
8)、驱动连接短信发送器的串口工作；
9)、判断窗口初始化是否成功；若成功，去步骤10)，若不成功，则去步骤15)；
10)、读取短信发送器的短信中心服务；
11)、设置需要发送的短信格式；
TC35支持两种模式发送短消息，一种格式是TEXT文本格式，此种格式只能发送英文短信，另一种是PDU模式，此种模式可以发送中英文短信，TC35 GSM模块支持的中文编码是Unicode编码，因此在发送中英文混合短信之前需要进行中文代码转换；
12)、使用Unicode对短信的内容和接收短信的手机号码进行处理；即将短信内容和手机号码进行Unicode编码，使其适合信道传输；
13)、判断短信发送次 数是否超过上限，若超过则去步骤6)，若没有超过，则去步骤14);将短信发送次数的上限设为5，当报警短信发送次数到达5次时，停止发送，节省流量；停止发送短信并不影响本发明的对故障的监测，监测是一直循环进行的；
14)、发送短信至短息接收手机，同时技术员根据报警短信的内容判断故障；
15)、关闭串口并返回至步骤6)。
[0024]步骤3)中所述的被监测的网络设备设有上限。每台网络监控装置能够监测的网络设备是有限的，一般不超过10台。
[0025]步骤14)中所述的根据短信内容判断故障，判断方法为:
a、若与AM相连的网络监测装置发出报警信息:AM发生网络故障，则说明AM确实发生网络故障；
b、若与AM相连的网络监测装置发出报警信息，而与AN相连的网络监测装置发出报警信息:AM发生网络故障，则说明Al与AN连接的通信线缆出故障了 ；
M、N为正整数，M不等于N。
[0026]下面结合实施例对本发明做进一步说明 实施例一
如图4所示，电脑1、电脑2和电脑3分别连接网络设备Al ,Al连接网络监测装置，登陆网络监测装置的网络参数设置模块，在网络参数配置模块输入网络监测装置本身的IP，在主机参数配置模块中分别输入Al、电脑1、电脑2和电脑3的IP,在管理信息配置模块输入短接接收手机的号码，网络监测装置进入智能工作状态，当短信接收手机收到报警信息时，技术员根据信息内容判断故障情况:
1、若报警短信显示Al、电脑 1、电脑2和电脑3发生网络故障，则此时确认为Al出故障，网络监测装置发出的网络探测包经过Al到达3台电脑，当Al发生故障时，网络探测包到达电脑会受阻，网络监测装置也就不会搜到应答包，所以当Al出故障时，其他3台电脑也会被报警；2、若报警短信显示为其中一台电脑出故障，那么有两种可能:一种是确实是电脑出故障了，另一种就是电脑和Al相连的网线出问题了，由于在同一个机房内，技术员只需要对报警出故障的电脑和网线测试一下即可得出故障点，而无需对整个机房的电脑、网线和交换机进行排查；
3、若报警短信显示为其中两台或三台电脑均出故障了，则按照2的方法分别对故障电脑和网线进行检测，找出故障点。
[0027]实施例二
如图5所示，网络设备Al、A2和A3之间相互连接，且分别连接有网络监测装置B1、B2和B3 ;分别登陆与A1、A2和A3相连的网络监测装置的网络参数设置模块，在网络参数配置模块输入网络监测装置本身的IP，在主机参数配置模块中分别输入A1、A2和A3的IP，在管理信息配置模块输入短接接收手机的号码，网络监测装置进入智能工作状态，当短信接收手机收到报警信息时，技术员根据信息内容判断故障情况:
1、若BI报警Al出现网络故障，则说明确实是Al出现网络故障；
2、若B2报警A2出现网络故障或若B3报警A3出现网络故障，按I的方法判断；
3、若BI只报警A2出现网络故障 但B2未报警A2出现网络故障，说明是Al与A2相连的通信线缆出故障了；
4、若B2只报警A3出现网络故障但B3未报警A3出现网络故障或B3只报警Al出现网络故障但BI未报警Al出现网络故障……，出现类似的报警信息，均按3的方法判断。
【权利要求】
1.一种网络监测系统，包括短信接收手机、持有所述手机的技术员、互联网和若干相互连接的网络设备，若干所述网络设备连接有电脑，所述电脑上设有Telnet， 其特征在于，若干所述网络设备上分别连接有网络监测装置，所述网络监测装置包括硬件模块和软件模块； 所述硬件模块包括控制单元和短信发送器； 所述控制单元包括CPU、FLASH存储器、内存、串口、串口驱动器、网络接口和USB接口；所述CPU具有I/O接口，所述FLASH存储器、内存、串口驱动器、网络接口和USB接口分别连接CPU的I/O接口，所述串口驱动器连接所述串口 ； 所述短信发送器包括微处理器、与所述微处理器相连的射频器、与所述射频器相连的天线、与所述微处理器相连的FLASH和与所述微处理器相连的ZIP插座和电源模块，且短信发送器具有SIM卡插槽和通信接口 ； 短信发送器通过串口线和串口相连； 所述软件模块包括Linux系统定制模块、参数配置模块、网络监测服务模块和短信发送模块； 所述Linux系统定制模块用于对Linux系统进行针对性的优化设计； 所述参数配置模块用于实现被监控网络设备的IP、名称的设置和短信接收手机号码的设置； 所述网络监测服务模块用于实现对网络设备的运行状态的监测，判断其是否出现网络故障； 所述短信发送模块用于实现当网络设备的网络运行状态发生故障时，能及时发送报警短信到技术员手机上，便于及时对故障点进行维修； 所述软件模块储存于所述FLASH存储器中供CPU调用。
2.根据权利要求1所述的一种网络监测系统，其特征在于，所述参数配置模块包括网络参数配置模块、主机参数配置模块和管理信息配置模块。
3.根据权利要求1所述的一种网络监测系统，其特征在于，所述报警短信的发送次数设有上限。
4.根据权利要求1所述的一种网络监测系统，其特征在于，所述硬件模块还包括看门狗电路，用于监测软件模块的运行，防止软件模块陷入死循环。
5.根据权利要求1所述的一种网络监测系统，其特征在于，所述网络设备为交换机或路由器。
6.一种权利要求3所述的网络监测系统的工作方法，若干相互连接的网络设备为:A1、A2……An，其特征在于，按照以下步骤进行: 1)、技术员通过Telnet软件登陆到所述网络监测装置参数设置模块； 2)、设置网络监测装置的IP地址； 3)、设置各被监测的网络设备的网络参数及接收短信的手机号码； 4)、所述网络监测装置进入智能工作状态； 5)、每台网络监测装置读取自身监测的网络设备的IP1、IP2……IPN; 6)、每台网络监测装置向自身监测的网络设备发送ICMP网络探测包； 7)、等待ICMP应答包，若收到应答包，则去步骤7.1 )，如没有收到，则去步骤8)；7.1)、延迟2-30分钟返回步骤6)； 8)、驱动连接短信发送器的串口工作； 9)、判断窗口初始化是否成功；若成功，去步骤10)，若不成功，则去步骤15)； 10)、读取短信发送器的短信中心服务； 11)、设置需要发送的短信格式； 12)、使用Unicode对短信的内容和接收短信的手机号码进行处理； 13)、判断短信发送次数是否超过上限，若超过则去步骤6)，若没有超过，则去步骤14)； 14)、发送短信至短息接收手机，同时技术员根据报警短信的内容判断故障； 15)、关闭串口并返回至步骤6)。
7.根据权利要求6所述的一种网络监测系统的工作方法，其特征在于，步骤3)中所述的被监测的网络设备设有上限。
8.根据权利要求6所述的一种网络监测系统的工作方法，其特征在于，步骤14)中所述的根据短信内容判断故障，判断方法为: a)、若与AM相连的网络监测装置发出报警信息:AM发生网络故障，则说明AM确实发生网络故障； b)、若与AM相连的网络监测装置发出报警信息，而与AN相连的网络监测装置发出报警信息:AM发生网络故障，则说明AM与AN连接的通信线缆出故障了 ； M、N为正整数，M不等于N。
【文档编号】H04W4/14GK103888299SQ201410128253
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】刘钰, 金荣兵, 刘伟, 王开圣, 葛忠宝, 陆海龙 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司扬州供电公司