专利名称：Ip多媒体子系统网络中的网元监测方法、系统和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，特别涉及一种IP多媒体子系统(IMS，IPMultimedia Core Network Subsystem)网络中的网元监测方法、系统和设备。
背景技术：
目前，IMS网络被认为是下一代网络的核心技术，能够提供全新的多媒体业务形 式，能够满足终端更新颖、更多样化的业务需求，而且能够解决移动与固网的融合问题，以 及语音、视频和数据等差异化业务的融合问题。但是，IMS网络也存在一定的问题，比如针对IMS网络中的各类网元，缺乏一种有 效的监测机制，这样，如果某个网元出现了故障，所述故障包括管理维护中所出现的故障， 以及由于遭受安全攻击等出现的故障等，网络管理员将无法及时获知，从而无法对出现故 障的网元进行及时维护，进而影响了业务的正常处理。现有技术中，出于安全以及容灾的考虑，通常会采取一定的措施来维护网络的稳 定性以及业务的连续性，比如，采用备份技术，即对于比较重要的网元，设置主备两套网元， 正常情况下，由主网元进行工作，一旦主网元出现故障，则切换到备用网元进行工作。但是， 在实际应用中，不可能给每个网元均配置备用网元，而且，如果主网元和备用网元均出现故 障，而管理人员又没有及时发现的话，还是一样会影响后续业务的正常处理。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种IMS网络中的网元监测方法，能够及 时发现出现故障的网元，从而使该网元得到及时维护。本发明的另一目的在于提供一种IMS网络中的网元监测系统，能够及时发现出现 故障的网元，从而使该网元得到及时维护。本发明的又一目的在于提供两种监测设备，能够及时发现出现故障的网元，从而 使该网元得到及时维护。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种IP多媒体子系统IMS网络中的网元监测方法，根据各网元的性能特点，预先 将IMS网络中的所有网元划分为N类，所述N为大于1的正整数；该方法包括每个网元实时获取自己的性能指标，并发送给与自身所属类别对应的二级监测设 备；属于同一类别的网元发送的性能指标相同；各二级监测设备对接收到的每个网元的性能指标进行分析，确定自身对应的类别 中是否存在出现故障的网元，如果是，则向一级监测设备上报自身对应的类别出现故障，否 则，向一级监测设备上报自身对应的类别未出现故障；所述一级监测设备将出现故障的类别输出。一种IP多媒体子系统IMS网络中的网元监测系统，根据各网元的性能特点，预先 将IMS网络中的所有网元划分为N类，所述N为大于1的正整数；该系统包括
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网元，用于实时获取自己的性能指标，并发送给与自身所属类别对应的二级监测 设备；属于同一类别的网元发送的性能指标相同；二级监测设备，用于对接收到的每个网元的性能指标进行分析，确定自身对应的 类别中是否存在出现故障的网元，如果是，则向一级监测设备上报自身对应的类别出现故 障，否则，向一级监测设备上报自身对应的类别未出现故障；所述一级监测设备，用于将出现故障的类别输出。一种监测设备，所述监测设备应用于IP多媒体子系统IMS网络中，预先将IMS网 络中的所有网元划分为N类，所述N为大于1的正整数；所述监测设备用于监测其中的一类 网元，包括第一接收单元，用于接收所述监测设备对应的类别中的每个网元发送的性能指 标；各网元发送的性能指标相同；分析单元，用于对接收到的每个网元的性能指标进行分析，确定自身对应的类别 中是否存在出现故障的网元，如果是，则向一级监测设备上报自身对应的类别出现故障，否 则，向一级监测设备上报自身对应的类别未出现故障。一种监测设备，所述监测设备应用于IP多媒体子系统IMS网络中，预先将IMS网 络中的所有网元划分为N类，所述N为大于1的正整数；所述监测设备包括第二接收单元，用于接收各二级监测设备上报的信息，确定各二级监测设备对应 的类别是否出现故障；第二通知单元，用于将出现故障的类别输出。可见，采用本发明的技术方案，各二级监测设备实时获取自身对应的类别中的各 网元的性能指标，并根据获取到的性能指标确定各网元是否出现故障，如果出现故障，则通 知给一级监测设备，进而由一级监测设备通知给网络管理员；这样，网络管理员即可对出现 故障的网元进行及时维护，从而维护了 IMS网络系统的稳定性和业务的连续性。
图1为本发明一级监测设备以及二级监测设备的设置情况示意图。图2为本发明IMS网络中的网元监测方法实施例的流程图。图3为本发明IMS网络中的网元监测系统实施例的组成结构示意图。图4为本发明监测设备第一实施例的组成结构示意图。图5为本发明监测设备第二实施例的组成结构示意图。
具体实施例方式针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种IMS网络中的网元监测方案。根据 不同网元的性能特点，预先将IMS网络中的所有网元划分为N类，N为大于1的正整数，通 常取值为5，即将IMS网络中的所有网元划分为IMS核心网、应用服务器(AS，Application Server)、电i舌#石马日央身寸工(ENUM，TelephoneNumber Mapping working group)/ ^^ 统(DNS，Domain Name System)服务器、交换设备以及安全设备这5类；每类网元对应一个 二级监测设备，并针对整个IMS网络设置一个一级监测设备。如图1所示，图1为本发明一 级监测设备以及二级监测设备的设置情况示意图。通过所设置的两类监测设备，实时监测IMS网络中的各网元的运行情况，并在当确定出网元发生故障时，及时通知网络管理员，以 便网络管理员对所发生的故障进行维护。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对 本发明所述方案作进一步地详细说明。图2为本发明IMS网络中的网元监测方法实施例的流程图。如图2所示，包括以 下步骤步骤21 每个网元实时获取自己的性能指标，并发送给与自身所属类别对应的二 级监测设备。本步骤中，各网元可以采用被动发送方式，也可以采用主动发送方式。其中，被动 发送方式是指由一级监测设备周期性地向各网元发送查询消息，各网元接收到查询消息 后，获取自己的性能指标，并发送给与自身所属类别对应的二级监测设备；主动发送方式是 指各网元周期性地获取自己的性能指标，并主动发送给与自身所属类别对应的二级监测设 备。所述周期的具体时长可根据实际需要而定。另外，对于被动发送方式来说，一级监测设备向各网元发送查询消息时，首先向各 二级监测设备分别发送一条查询消息，然后，各二级监测设备将接收到的查询消息复制多 份，具体份数与自身对应的网元数相同，并将复制后的多份查询消息分别发送给自身对应 的各网元。各网元向二级监测设备发送性能指标的方式不限，比如，可以是利用现有技术中 已有的消息来携带这些性能指标，也可以是利用新定义的消息来携带这些性能指标。另外，对于不同的网元，根据其所属类别的不同，发送不同的性能指标，比如，对于 属于IMS核心网类别的网元，发送的性能指标可以包括每秒处理请求总数量、每秒每个用 户并发的请求数量、请求报文的长度、设备的可用内存百分比，以及设备的可用中央处理单 元(CPU，Central processing unit)百分比；对于属于应用服务器类别的网元，发送的性 能指标可包括每秒处理请求总数量、每秒每个用户并发的请求数量、设备的可用内存百分 比，以及设备的可用CPU百分比；对于属于ENUM/DNS服务器类别的网元，发送的性能指标 可包括每秒查询请求数量、每秒每个用户并发的查询请求数量、每秒每个用户并发的被呼 叫请求数量、设备的可用内存百分比，以及设备的可用CPU百分比；对于属于交换设备类别 的网元，发送的性能指标可包括每秒流经设备的网络流量、设备的可用内存百分比，以及 设备的可用CPU百分比；对于属于安全设备类别的网元，发送的性能指标可包括每秒流经 设备的网络流量、设备的可用内存百分比、设备的可用CPU百分比，以及每秒设备的报警数 量。这样，根据不同类别的网元的性能特点，监测设备即可有针对性地获取能够代表 各网元运行情况的性能指标，从而更加准确地了解各网元的运行情况。步骤22 各二级监测设备对接收到的每个网元的性能指标进行分析，确定自身对 应的类别中是否存在出现故障的网元，如果是，则向一级监测设备上报自身对应的类别出 现故障，否则，向一级监测设备上报自身对应的类别未出现故障。各二级监测设备中预先保存有自身对应的这类网元正常工作时的基准性能指标， 所保存的基准性能指标数与各网元上报的性能指标数相同。本步骤中，各二级监测设备将 接收到的每个网元的性能指标与所保存的基准性能指标进行比较，确定接收到的每个网元的性能指标与基准性能指标的偏差是否符合要求，如果不符合，则确定该网元为出现故障 的网元，如果符合，则确定该网元为未出现故障的网元。具体来说，为了对各网元的运行情况有比较充分的了解，如之前所述，通常会要求 各网元上报多个性能指标，那么，本步骤中，各二级监测设备可将接收到的每个网元的性能 指标Vi与基准性能指标Ti分别作为一个向量，并计算这两个向量的距离。比如，假设某 类网元上报了三个性能指标，即Vi =< VI，V2，V3 >，Ti =< Tl，T2，T3 >，计算Vi与Ti 的距离IVi-Ti I，具体计算方式为本领域公知，如果计算结果大于预先设定的阈值Ri，即
Vi-Ti > Ri，则确定该网元为出现故障的网元，否则，确定该网元为未出现故障的网元。一旦自身对应的类别中的各网元中有一个出现故障，则二级监测设备会向一级监 测设备上报自身对应的类别出现故障，如果自身对应的类别中的所有网元均未出现故障， 则二级监测设备向一级监测设备上报自身对应的类别未出现故障。另外，各二级监测设备可对接收到的每个网元的性能指标进行保存，这种保存可 以是一种临时的保存方式，即各二级监测设备在下一个周期，接收到新的性能指标后，即利 用新接收到的性能指标来更新之前所保存的性能指标，保存性能指标的目的是为了方便后 续网络管理员根据这些信息确定出网元出现故障的具体原因。同时，各二级监测设备还会 保存各网元的状态信息，即出现故障或未出现故障，这种保存也是一种临时的保存方式，即 在下一个周期，接收到各网元的新的性能指标，并根据新接收到的性能指标确定出各网元 的状态后，利用新确定出的状态更新之前所保存的状态。步骤23 —级监测设备将出现故障的类别输出。本步骤中，一级监测设备根据各二级监测设备上报的信息，确定出现故障的类别， 并输出，以通知给网络管理员，具体输出方式不限，比如，可采用生成报表的方式；这样，网 络管理员即可知道哪类网元出现了故障，并相应地对这类网元进行检查和维护。另外，为了减少工作量，网络管理员还可进一步通过命令接口或交互界面等向一 级监测设备或出现故障的类别对应的二级监测设备发出请求，请求获知出现故障的网元及 该网元的相关信息。一级监测设备接收到网络管理员的请求后，向出现故障的类别对应的 二级监测设备查询并获取出现故障的网元以及出现故障的网元的性能指标，并将获取到的 信息通知给网络管理员；或者，出现故障的类别对应的二级监测设备接收到网络管理员的 请求后，通过自身将出现故障的网元以及出现故障的网元的性能指标通知给网络管理员。 这样，网络管理员不用对出现故障的类别中的每个网元均进行检查，即可知道具体是哪个 网元出现了故障，并可通过对该网元的性能指标进行分析，确定出具体的故障原因。至此，即完成了本发明方法实施例所示流程。另外，为保持结构上的完整以及服务的一致性和连续性，可为上述一级监测设备 以及各二级监测设备分别设置备用设备，各备用设备对主设备上的所有文件和业务进行备 份，在默认的情况下由主设备进行工作，当主设备出现故障，比如设备崩溃或有灾难性事件 发生时，切换到对应的备用设备。具体实现方式为本领域公知，不再赘述。基于上述方法，图3为本发明IMS网络中的网元监测系统实施例的组成结构示意 图。根据各网元的性能特点，预先将IMS网络中的所有网元划分为N类，N为大于1的正整 数，假设取值为5。如图3所示，该系统包括网元31，用于实时获取自己的性能指标，并发送给与自身所属类别对应的二级监测设备32 ；属于同一类别的网元31发送的性能指标相同；二级监测设备32，用于对接收到的每个网元31的性能指标进行分析，确定自身对 应的类别中是否存在出现故障的网元31，如果是，则向一级监测设备33上报自身对应的类 别出现故障，否则，向一级监测设备33上报自身对应的类别未出现故障；一级监测设备33，用于将出现故障的类别输出。所述一级监测设备33可进一步用于，周期性地向每个网元31发送查询消息；每个 网元31接收到查询消息后，获取自己的性能指标，并发送给与自身所属类别对应的二级监 测设备32 ；或者，每个网元31周期性地获取自己的性能指标，并主动发送给与自身所属类别 对应的二级监测设备32。此外，一级监测设备33还可进一步用于，向出现故障的类别对应的二级监测设备 32查询并获取出现故障的网元31以及出现故障的网元31的性能指标，并将获取到的信息 输出；或者，二级监测设备32进一步用于，将出现故障的网元31以及出现故障的网元31 的性能指标输出。图4为本发明监测设备第一实施例的组成结构示意图。该监测设备应用于IMS网 络中，预先将IMS网络中的所有网元划分为N类，N为大于1的正整数；该监测设备用于监 测其中的一类网元。如图4所示，该监测设备包括第一接收单元41，用于接收所述监测设备对应的类别中的每个网元发送的性能指 标；各网元发送的性能指标相同；分析单元42，用于对接收到的每个网元的性能指标进行分析，确定自身对应的类 别中是否存在出现故障的网元，如果是，则向一级监测设备上报自身对应的类别出现故障， 否则，向一级监测设备上报自身对应的类别未出现故障。图4所示监测设备进一步包括保存单元43，用于保存自身对应的这类网元正常 工作状态下的基准性能指标；分析单元42将接收到的每个网元的性能指标与基准性能指 标进行比较，确定接收到的每个网元的性能指标与基准性能指标的偏差是否符合要求，如 果不符合，则确定该网元为出现故障的网元，如果符合，则确定该网元为未出现故障的网元。另外，分析单元42还可进一步用于，对接收到的每个网元的性能指标进行保存， 并根据分析结果，记录每个网元的状态信息，所述状态信息为出现故障或未出现故障；图4 所示监测设备中进一步包括第一通知单元44，用于将出现故障的网元以及出现故障的网 元的性能指标输出。图5为本发明监测设备第二实施例的组成结构示意图。该监测设备应用于IMS网 络中，预先将IMS网络中的所有网元划分为N类，N为大于1的正整数；该监测设备用于监 测其中的一类网元。如图5所示，该监测设备包括第二接收单元51，用于接收各二级监测设备上报的信息，确定各二级监测设备对 应的类别是否出现故障；第二通知单元52，用于将出现故障的类别输出。另外，图5所示监测设备中进一步包括发送单元53，用于周期性地向IMS网络中的各网元发送查询消息，以便各网元将自己的性能指标发送给自身所属类别对应的二级监 测设备。第二通知单元52进一步用于，向出现故障的类别对应的二级监测设备查询并获 取出现故障的网元以及出现故障的网元的性能指标，并将获取到的信息输出。图4和图5所示监测设备分别对应图3中的二级监测设备以及一级监测设备。图3、4、5所示系统和设备实施例的具体工作流程请参照图2所示方法实施例中的 相应说明，此处不再赘述。总之，采用本发明的技术方案，各二级监测设备实时获取自身对应的类别中的各 网元的性能指标，并根据获取到的性能指标确定各网元是否出现故障，如果出现故障，则通 知给一级监测设备，并由一级监测设备通知给网络管理员；这样，网络管理员即可对出现故 障的网元进行及时维护，从而维护了 MS网络系统的稳定性和业务的连续性。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
1.一种IP多媒体子系统IMS网络中的网元监测方法，其特征在于，根据各网元的性能 特点，预先将IMS网络中的所有网元划分为N类，所述N为大于1的正整数；该方法包括每个网元实时荻取自己的性能指标，并发送给与自身所属类别对应的二级监测设备； 属于同一类别的网元发送的性能指标相同；各二级监测设备对接收到的每个网元的性能指标进行分析，确定自身对应的类别中是 否存在出现故障的网元，如果是，则向一级监测设备上报自身对应的类别出现故障，否则， 向一级监测设备上报自身对应的类别未出现故障；所述一级监测设备将出现故障的类别输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个网元实时获取自己的性能指标， 并发送给与自身所属类别对应的二级监测设备包括所述一级监测设备周期性地向每个网元发送查询消息，每个网元接收到所述查询消息 后，获取自己的性能指标，并发送给与自身所属类别对应的二级监测设备；或者，每个网元周期性地获取自己的性能指标，并主动发送给与自身所属类别对应的 二级监测设备。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各二级监测设备对接收到的每个网 元的性能指标进行分析，确定自身对应的类别中是否存在出现故障的网元包括各二级监测设备将接收到的每个网元的性能指标与预先保存的自身对应的这类网元 正常工作时的基准性能指标进行比较，确定接收到的每个网元的性能指标与所述基准性能 指标的偏差是否符合要求，如果不符合，则确定该网元为出现故障的网元，如果符合，则确 定该网元为未出现故障的网元。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定接收到的每个网元的性能指标 与所述基准性能指标的偏差是否符合要求包括将接收到的每个网元的性能指标以及所述基准性能指标分别作为一个向量，计算两个 向量的距离，如果计算结果大于预先设定的阈值，则确定该网元为出现故障的网元，否则， 确定该网元为未出现故障的网元。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各二级监测设备对接收到的每个网元的性能指标进行分析之前，进一步包括所 述各二级监测设备对接收到的每个网元的性能指标进行保存；所述确定自身对应的类别中是否存在出现故障的网元之后，进一步包括所述各二级 监测设备记录每个网元的状态信息，所述状态信息为出现故障或未出现故障。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述一级监测设备将出现故障的类别输 出之后，进一步包括所述一级监测设备向所述出现故障的类别对应的二级监测设备查询并获取出现故障 的网元以及所述出现故障的网元的性能指标，并将获取到的信息输出；或者，所述出现故障的类别对应的二级监测设备将出现故障的网元以及出现故障的网 元的性能指标输出。
7.根据权利要求1、3、4或5所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括为所述一级监测设备以及各二级监测设备分别设置备用设备，一旦所述一级监测设备 或各二级监测设备出现故障，则切换到对应的备用设备。
8.根据权利要求1、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述N的取值为5；划分出的5 个类别为IMS核心网、应用服务器、电话号码映射工作组/域名系统服务器、交换设备以及 安全设备。
9.一种IP多媒体子系统IMS网络中的网元监测系统，其特征在于，根据各网元的性能 特点，预先将IMS网络中的所有网元划分为N类，所述N为大于1的正整数；该系统包括网元，用于实时获取自己的性能指标，并发送给与自身所属类别对应的二级监测设备； 属于同一类别的网元发送的性能指标相同；二级监测设备，用于对接收到的每个网元的性能指标进行分析，确定自身对应的类别 中是否存在出现故障的网元，如果是，则向一级监测设备上报自身对应的类别出现故障，否 则，向一级监测设备上报自身对应的类别未出现故障；所述一级监测设备，用于将出现故障的类别输出。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述一级监测设备进一步用于，周期性 地向每个网元发送查询消息；每个网元接收到所述查询消息后，获取自己的性能指标，并发送给与自身所属类别对 应的二级监测设备；或者，每个网元周期性地获取自己的性能指标，并主动发送给与自身所属类别对应的 二级监测设备。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述一级监测设备进一步用于，向出现 故障的类别对应的二级监测设备查询并获取出现故障的网元以及所述出现故障的网元的 性能指标，并将获取到的信息输出；或者，所述二级监测设备进一步用于，将出现故障的网元以及出现故障的网元的性能 指标输出。
12.—种监测设备，其特征在于，所述监测设备应用于IP多媒体子系统IMS网络中，预 先将IMS网络中的所有网元划分为N类，所述N为大于1的正整数；所述监测设备用于监测 其中的一类网元，包括第一接收单元，用于接收所述监测设备对应的类别中的每个网元发送的性能指标；各 网元发送的性能指标相同；分析单元，用于对接收到的每个网元的性能指标进行分析，确定自身对应的类别中是 否存在出现故障的网元，如果是，则向一级监测设备上报自身对应的类别出现故障，否则， 向一级监测设备上报自身对应的类别未出现故障。
13.根据权利要求12所述的监测设备，其特征在于，所述监测设备进一步包括保存单 元，用于保存自身对应的这类网元正常工作状态下的基准性能指标；所述分析单元将接收到的每个网元的性能指标与所述基准性能指标进行比较，确定接 收到的每个网元的性能指标与所述基准性能指标的偏差是否符合要求，如果不符合，则确 定该网元为出现故障的网元，如果符合，则确定该网元为未出现故障的网元。
14.根据权利要求12或13所述的监测设备，其特征在于，所述分析单元进一步用于，对 接收到的每个网元的性能指标进行保存，并根据分析结果，记录每个网元的状态信息，所述 状态信息为出现故障或未出现故障；所述监测设备中进一步包括第一通知单元，用于将出现故障的网元以及出现故障的网元的性能指标输出。
15.一种监测设备，其特征在于，所述监测设备应用于IP多媒体子系统IMS网络中，预 先将IMS网络中的所有网元划分为N类，所述N为大于1的正整数；所述监测设备包括第二接收单元，用于接收各二级监测设备上报的信息，确定各二级监测设备对应的类 别是否出现故障；第二通知单元，用于将出现故障的类别输出。
16.根据权利要求15所述的监测设备，其特征在于，所述监测设备进一步包括发送单 元，用于周期性地向IMS网络中的各网元发送查询消息，以便各网元将自己的性能指标发 送给与自身所属类别对应的二级监测设备。
17.根据权利要求15或16所述的监测设备，其特征在于，所述第二通知单元进一步用 于，向出现故障的类别对应的二级监测设备查询并获取出现故障的网元以及出现故障的网 元的性能指标，并将获取到的信息输出。
全文摘要
本发明公开了一种IP多媒体子系统(IMS)网络中的网元监测方法和系统，根据各网元的性能特点，预先将IMS网络中的所有网元划分为N类，N为大于1的正整数；每个网元实时获取自己的性能指标，并发送给与自身所属类别对应的二级监测设备；各二级监测设备对接收到的每个网元的性能指标进行分析，确定自身对应的类别中是否存在出现故障的网元，如果是，则向一级监测设备上报自身对应的类别出现故障，否则，向一级监测设备上报自身对应的类别未出现故障；一级监测设备将出现故障的类别输出。本发明同时公开了两种监测设备。应用本发明所述的方案，能够及时发现出现问题的网元，从而使该网元得到及时维护。
文档编号H04L29/06GK102088720SQ20091024222
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者方桂彬, 李洋 申请人:中国移动通信集团公司