基于传输PTN网络链路中断时业务倒换流量预分析系统的制作方法

基于传输ptn网络链路中断时业务倒换流量预分析系统
技术领域
1.本发明涉及网络传输和通信性能分析技术，特别是一种基于传输ptn网络链路中断时业务倒换流量预分析系统，通过基于中断拓扑所发生的工作隧道所归属的类别进行峰值带宽利用率推演计算，以对业务倒换场景下的风险预评估提供判断依据，能够直接呈现统计结果，避免人为统计误差，同时对网络隐患进行提前发现处理和风险管控，降低了故障发生频次，减少处理故障所消耗的资源，提高了运维部门对传输网络维护的评估能力和网络结构稳定性分析能力，业务倒换场景下风险预评估能力。


背景技术：

2.光缆中断、设备故障是传输运维常见的故障现象，一旦出现ptn网络由于某链路的中断类故障，会导致ptn(packet transport network，分组传送网)网络下相关节点的流量激增，影响其它业务质量的情况。在之前并没有有效手段能够发掘这部分隐患，只能从影响用户质量的现象级问题来反推本质问题。因此需要一种新的运维分析能力能够挖掘出由于中断或故障场景下，带来的网络质量隐患。因此有必要研究能够在光缆中断、设备故障时，能自动化模拟推演分析能力。
3.随着ptn网管承载业务覆盖量的大幅度增长，除了对自身承载能力提出要求，同时也对承载过程中的处理能力提出要求。在异常事件处理过程中，如何保证用户感知度，成为了重要的目标。在原有的业务倒换处理流程中，从主用路由倒换到备用路由后即算倒换完成，未考虑当备用路由业务流量激增的情况下，是否会对承载在当前业务上的终端用户造成影响，使用户感知度下降的问题。本发明人通过长期运维经验积累，分析光缆中断、设备故障时对网络的影响，提升对ptn网络运维能力，提出业务发生倒换流量对网络的冲击的思路，解决网络链路中断时对倒换业务路径的网络拥塞，以分析结果驱动网络优化，对潜在隐患预警，降低故障发生率，辅助运维人员决策处理隐患点。本发明人在实际工作中，针对ptn业务倒换场景，对ptn流量承载与分析能力提出进一步能力提升需求，从而衍生出业务倒换推演和分析流程的分析方法。基于此，本发明人完成了本发明。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种基于传输ptn网络链路中断时业务倒换流量预分析系统，通过基于中断拓扑所发生的工作隧道所归属的类别进行峰值带宽利用率推演计算，以对业务倒换场景下的风险预评估提供判断依据，能够直接呈现统计结果，避免人为统计误差，同时对网络隐患进行提前发现处理和风险管控，降低了故障发生频次，减少处理故障所消耗的资源，提高了运维部门对传输网络维护的评估能力和网络结构稳定性分析能力，业务倒换场景下风险预评估能力。
5.本发明的技术解决方案如下：
6.基于传输ptn网络链路中断时业务倒换流量预分析系统，其特征在于，包括基于中断拓扑所发生的工作隧道所归属的类别进行峰值带宽利用率推演计算，以对业务倒换场景
下的风险预评估提供判断依据。
7.所述类别为以下的任意一种或组合：类别a，中断拓扑不在业务下工作伪线的工作隧道上；类别b，中断拓扑在业务下工作伪线的工作隧道上，且工作伪线下有保护隧道；类别c，中断拓扑在业务下工作伪线的工作隧道上，且无保护隧道或保护隧道也中断，且存在保护伪线；类别d，中断拓扑在业务下工作伪线的工作隧道上，且无保护隧道或保护隧道也中断，且存在保护伪线，且保护伪线上工作隧道也同时中断；类别e，中断拓扑发生在工作伪线和保护伪线以及其下的工作隧道和保护隧道。
8.所述类别a为不进行业务倒换的情形，其峰值带宽利用率推演计算采用以下公式：
[0009][0010]
式中pbuw为工作隧道峰值带宽利用率，式中等号右侧分式的分子为当前工作隧道中所有链路段下承载业务的工作伪线峰值，pwwv1为第1条工作隧道承载的工作伪线峰值流速，pwwvn为第n条工作隧道承载的工作伪线峰值流速，lb为链路带宽，流速和带宽的单位均为mbit/s。
[0011]
所述类别b为进行隧道倒换的情形，其峰值带宽利用率推演计算采用以下公式：
[0012][0013]
式中pbup为保护隧道峰值带宽利用率，ppwv1为第1条保护隧道承载的工作伪线峰值流速，ppwvn为第n条保护隧道承载的工作伪线峰值流速。
[0014]
所述类别c为进行伪线倒换的情形，其峰值带宽利用率推演计算采用以下公式：
[0015][0016]
式中pbuw为工作隧道峰值带宽利用率，pppv1为第1条保护隧道承载的保护伪线峰值流速，pppvn为第n条保护隧道承载的保护伪线峰值流速。
[0017]
所述类别d为进行伪线倒换的情形，其峰值带宽利用率推演计算采用以下公式：
[0018][0019]
式中pbuw为工作隧道峰值带宽利用率，pppv1为第1条保护隧道承载的保护伪线峰值流速，pppvn为第n条保护隧道承载的保护伪线峰值流速。
[0020]
包括基于omc北向资源数据和流量数据分析，根据资源数据分析网络拓扑及业务保护情况，关联流量数据，计算业务归属路径倒换前后的流量占用空间，评估倒换后业务路径的承载业务能力，图形化展示业务路径拓扑图，输出分析评估报告。
[0021]
包括业务路径传输端到端分析以及业务与流量的适配，所述业务路径传输端到端分析包括将ptn的业务，伪线，伪线保护，隧道，和隧道保护进行关联分析，通过业务维度实现该业务下的全程路径信息；所述业务与流量的适配包括按照华为、中兴、烽火不同厂家，不同的资源模型，采用以太网业务eth、伪线psw方法，伪线名称+端口名称的方式关联适配，
进行标准化输出。
[0022]
所述业务路径传输端到端分析包括以下步骤：步骤1，确定倒换流量预分析的四个维度：光缆中断，设备故障，工程割接，突发故障；步骤2，业务路径端到端分析；步骤3，倒换影响范围分析；步骤4，影响范围内业务质量分析；步骤5，倒换影响性分析；步骤6，影响倒换数据图形化提示；步骤7，业务倒换流量分析报告。
[0023]
包括以下各项内容：1)基于光缆中断、设备故障、工程割接、突发故障四个维度场景入手，通过相应算法，分析影响的链路及业务，实现故障发生时对线路空间的预分析功能；2)拓扑中断推演业务流量承载能力分析：根据中断信息，确定其影响的业务，依据业务定位是否存在保护，尤其目前是否为工作路径。通过分析结果进行业务流量关联，根据关联信息获取其承载的业务流量，并进行汇聚分析；3)业务流量承载预警处理：根据预配置的预警规则，形成后台处理能力，按照光缆、网元不同维度承载业务的保护情况，中断倒换场景进行网络结果模拟分析，根据其承载的业务加载流量信息，进行流量承载分析，通过分析流量形成利用率预警；4)业务中断推演分析报告：获取中断网络结构，包括其中的所有光缆段、网元及链路，根据资源信息，对其承载业务进行关联，主要依据网元和端口，业务获取后进行工作保护识别，判断其工作和保护承载情况，针对业务加载其相关流量信息，根据最终流量结果进行推演判断，输出分析评估报告。
[0024]
本发明的技术效果如下：本发明基于传输ptn网络链路中断时业务倒换流量预分析系统，能够通过业务倒换预分析功能算法，直接呈现统计结果，避免人为统计误差，同时对网络隐患进行提前发现处理和风险管控，降低了故障发生频次，减少处理故障所消耗的资源，提高了运维部门对传输网络维护的评估能力和网络结构稳定性分析能力，业务倒换场景下风险预评估能力。而现有技术中的传统的操作是手工实现，人工操作干扰因素较多，尤其是在网络规模比较大的传送网上，很容易遗漏或错判，最终导致因隐患未及时排除而导致故障升级恶化。
[0025]
本发明具有以下特点：基于omc北向资源数据和流量数据实现ptn网络链路中断时业务倒换流量预分析的方法，将彻底改变目前完全依赖人工检验核查模式，大大提高生产效率、节约生产成本，降低通信过程中的网络隐患。本发明能够帮助运维人员了解现网组网情况，方便运维人员调整网络结构。
附图说明
[0026]
图1是实施本发明基于传输ptn网络链路中断时业务倒换流量预分析系统所涉及的倒换分析流程示意图。图1中包括步骤1，确定倒换流量预分析的四个维度：光缆中断，设备故障，工程割接，突发故障；步骤2，业务路径端到端分析；步骤3，倒换影响范围分析；步骤4，影响范围内业务质量分析；步骤5，倒换影响性分析；步骤6，影响倒换数据图形化提示；步骤7，业务倒换流量分析报告。
[0027]
图2是传输ptn网络链路在故障发生前的保护方式及业务工作路径示意图。图2中包括接入层，汇聚层，核心层，l2vpn(l2
‑
virtual private network，二层虚拟专用网)，l3vpn(l3
‑
virtual private network，三层虚拟专用网)，左端enb(基站)，右端sgw(服务网关)，pw(pseudo wire，伪线)，lsp(label switched path，标签交换路径)，二三层桥接点，ge(gigabit ethernet，千兆以太网)。接入层中有7个网元形成的两个环路，汇聚层中有6个
网元形成的1个环路，核心层有6个网元形成的1个环路。图2中自上而下第一条双箭头线(深色)为工作pw(隧道)，第二条双箭头线(浅色)为工作伪线主lsp(隧道)，第三条双箭头线(虚线)为工作伪线备lsp(隧道)。
[0028]
图3是图2中传输ptn网络链路发生故障导致链路中断状况示意图。图3中工作pw出现中断点(见点爆图标)。
[0029]
图4是图3故障发生后保护生效及业务路径变更状况示意图。图4中自下而上第一条双箭头线为保护伪线主lsp(隧道)，第二条双向箭头线为保护pw(隧道)。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图(图1
‑
图4)对本发明进行说明。
[0031]
图1是实施本发明基于传输ptn网络链路中断时业务倒换流量预分析系统所涉及的倒换分析流程示意图。图2是传输ptn网络链路在故障发生前的保护方式及业务工作路径示意图。图3是图2中传输ptn网络链路发生故障导致链路中断状况示意图。图4是图3故障发生后保护生效及业务路径变更状况示意图。参考图1至图4所示，基于传输ptn网络链路中断时业务倒换流量预分析系统，包括基于中断拓扑所发生的工作隧道所归属的类别进行峰值带宽利用率推演计算，以对业务倒换场景下的风险预评估提供判断依据。所述类别为以下的任意一种或组合：类别a，中断拓扑不在业务下工作伪线的工作隧道上；类别b，中断拓扑在业务下工作伪线的工作隧道上，且工作伪线下有保护隧道；类别c，中断拓扑在业务下工作伪线的工作隧道上，且无保护隧道或保护隧道也中断，且存在保护伪线；类别d，中断拓扑在业务下工作伪线的工作隧道上，且无保护隧道或保护隧道也中断，且存在保护伪线，且保护伪线上工作隧道也同时中断；类别e，中断拓扑发生在工作伪线和保护伪线以及其下的工作隧道和保护隧道。所述类别a为不进行业务倒换的情形，其峰值带宽利用率推演计算采用以下公式：
[0032][0033]
式中pbuw为工作隧道峰值带宽利用率，式中等号右侧分式的分子为当前工作隧道中所有链路段下承载业务的工作伪线峰值，pwwv1为第1条工作隧道承载的工作伪线峰值流速，pwwvn为第n条工作隧道承载的工作伪线峰值流速，lb为链路带宽，流速和带宽的单位均为mbit/s。
[0034]
所述类别b为进行隧道倒换的情形，其峰值带宽利用率推演计算采用以下公式：
[0035][0036]
式中pbup为保护隧道峰值带宽利用率，ppwv1为第1条保护隧道承载的工作伪线峰值流速，ppwvn为第n条保护隧道承载的工作伪线峰值流速。
[0037]
所述类别c为进行伪线倒换的情形，其峰值带宽利用率推演计算采用以下公式：
[0038]
[0039]
式中pbuw为工作隧道峰值带宽利用率，pppv1为第1条保护隧道承载的保护伪线峰值流速，pppvn为第n条保护隧道承载的保护伪线峰值流速。
[0040]
所述类别d为进行伪线倒换的情形，其峰值带宽利用率推演计算采用以下公式：
[0041][0042]
式中pbuw为工作隧道峰值带宽利用率，pppv1为第1条保护隧道承载的保护伪线峰值流速，pppvn为第n条保护隧道承载的保护伪线峰值流速。
[0043]
包括基于omc北向资源数据和流量数据分析，根据资源数据分析网络拓扑及业务保护情况，关联流量数据，计算业务归属路径倒换前后的流量占用空间，评估倒换后业务路径的承载业务能力，图形化展示业务路径拓扑图，输出分析评估报告。包括业务路径传输端到端分析以及业务与流量的适配，所述业务路径传输端到端分析包括将ptn的业务，伪线，伪线保护，隧道，和隧道保护进行关联分析，通过业务维度实现该业务下的全程路径信息；所述业务与流量的适配包括按照华为、中兴、烽火不同厂家，不同的资源模型，采用以太网业务eth、伪线psw方法，伪线名称+端口名称的方式关联适配，进行标准化输出。所述业务路径传输端到端分析包括以下步骤：步骤1，确定倒换流量预分析的四个维度：光缆中断，设备故障，工程割接，突发故障；步骤2，业务路径端到端分析；步骤3，倒换影响范围分析；步骤4，影响范围内业务质量分析；步骤5，倒换影响性分析；步骤6，影响倒换数据图形化提示；步骤7，业务倒换流量分析报告。
[0044]
包括以下各项内容：1)基于光缆中断、设备故障、工程割接、突发故障四个维度场景入手，通过相应算法，分析影响的链路及业务，实现故障发生时对线路空间的预分析功能；2)拓扑中断推演业务流量承载能力分析：根据中断信息，确定其影响的业务，依据业务定位是否存在保护，尤其目前是否为工作路径。通过分析结果进行业务流量关联，根据关联信息获取其承载的业务流量，并进行汇聚分析；3)业务流量承载预警处理：根据预配置的预警规则，形成后台处理能力，按照光缆、网元不同维度承载业务的保护情况，中断倒换场景进行网络结果模拟分析，根据其承载的业务加载流量信息，进行流量承载分析，通过分析流量形成利用率预警；4)业务中断推演分析报告：获取中断网络结构，包括其中的所有光缆段、网元及链路，根据资源信息，对其承载业务进行关联，主要依据网元和端口，业务获取后进行工作保护识别，判断其工作和保护承载情况，针对业务加载其相关流量信息，根据最终流量结果进行推演判断，输出分析评估报告。
[0045]
基于omc北向资源数据和流量数据分析，根据资源数据分析网络拓扑及业务保护情况，关联流量数据，计算业务归属路径倒换前后的流量占用空间，评估倒换后业务路径的承载业务能力，图形化展示业务路径拓扑图，输出分析评估报告。通过omc北向接口采集到的ptn网络的网元、端口、业务、伪线、隧道、隧道路由、拓扑连接、标签交换、隧道保护组、以太网业务承载伪线等资源模型数据和通过流量工具采集到的ptn业务流量、链路流量数据，实现的资源和流量关联的分析方法。
[0046]
1)业务路径传输端到端分析：实现了将ptn的业务，伪线，伪线保护，隧道，隧道保护进行关联分析，通过业务维度实现该业务下的全程路径信息。参见图1。
[0047]
2)业务与流量适配：按照华为、中兴、烽火不同厂家，不同的资源模型，采用eth
(ethernet service，以太网业务)、psw(pseudo wire，伪线)方法，伪线名称+端口名称的方式关联适配，进行标准化输出。
[0048]
3)推演计算范围：如果中断拓扑不在业务下工作伪线的工作隧道上，则不倒换；推演计算结果，为当前工作隧道中所有链路段下承载业务的工作伪线峰值与各链路带宽对比。【工作隧道链路段承载业务的工作伪线峰值流速总和/链路带宽】，即
[0049][0050]
pbu为峰值带宽利用率(单位：％)；w为代表工作隧道路径pwwv；pwwv1代表工作隧道承载的工作伪线峰值流速，pwwv2依此类推，至n条业务工作伪线的峰值流速(单位：mbit/s)；lb代表链路带宽(单位：mb/s)。
[0051]
如果中断拓扑在业务下工作伪线的工作隧道上，如果工作伪线下有保护隧道，则属于隧道倒换；工作伪线的峰值流速，计算至保护隧道路由的每个链路段；相关保护隧道路由的每段链路，需要根据所承载的业务的业务峰值流速，进行累加计算。【(工作伪线峰值流速+其他工作伪线峰值流速和+保护隧道链路段承载业务的工作伪线峰值流速总和/链路带宽)】
[0052][0053]
pbu为峰值带宽利用率(单位：％)；p为代表保护隧道路径；pwwv1代表工作隧道承载的工作伪线峰值流速，pwwv2依此类推，至n条业务工作伪线的峰值流速(单位：mbit/s)；ppwv1代表保护隧道承载的工作伪线峰值流速，ppwv2依此类推，至n条业务工作伪线的峰值流速(单位：mbit/s)；lb代表链路带宽(单位：mb/s)。
[0054]
如果中断拓扑在业务下工作伪线的工作隧道上，且无保护隧道(或保护隧道也中断)，且存在保护伪线，则属于伪线倒换；确认保护伪线上的隧道情况，是只有工作隧道，还是工作隧道和保护隧道均存在；无论哪种情况将中断的工作伪线的业务峰值流速，以及保护伪线的峰值流速，以及保护伪线中工作隧道上链路段承载的业务的工作伪线峰值流速和，进行总体求和，并与链路带宽进行计算。拓扑中断示意图2
‑
4【(工作伪线的业务峰值流速+其他工作伪线峰值流速和+保护伪线的峰值流速+保护伪线中工作隧道上链路段承载的业务的工作伪线峰值流速和)/链路带宽】
[0055][0056]
pbu为峰值带宽利用率(单位：％)；w为代表工作隧道路径；pwwv1代表工作隧道承载的工作伪线峰值流速，pwwv2依此类推，至n条业务工作伪线的峰值流速(单位：mbit/s)；ppwv1代表保护隧道承载的工作伪线峰值流速，ppwv2依此类推，至n条业务工作伪线的峰值流速(单位：mbit/s)；pwpv1代表工作隧道承载的保护伪线峰值流速，pwpv2依此类推，至n条业务保护伪线的峰值流速(单位：mbit/s)；lb代表链路带宽(单位：mb/s)。
[0057]
如果中断拓扑在业务下工作伪线的工作隧道上，且无保护隧道(或保护隧道也中断)，且存在保护伪线，则属于伪线倒换；如果保护伪线上工作隧道也同时中断，则倒换至保
护伪线上的保护隧道。【(工作伪线的业务峰值流速+其他工作伪线峰值流速和+保护伪线的峰值流速+保护伪线中保护隧道上链路段承载的业务的工作伪线峰值流速和)/链路带宽】
[0058][0059]
pbu为峰值带宽利用率(单位：％)；w为代表工作隧道路径；pwwv1代表工作隧道承载的工作伪线峰值流速，pwwv2依此类推，至n条业务工作伪线的峰值流速(单位：mbit/s)；ppwv1代表保护隧道承载的工作伪线峰值流速，ppwv2依此类推，至n条业务工作伪线的峰值流速(单位：mbit/s)；pppv1代表保护隧道承载的保护伪线峰值流速，pppv2依此类推，至n条业务保护伪线的峰值流速(单位：mbit/s)；lb代表链路带宽(单位：mb/s)。
[0060]
如果中断拓扑工作伪线和保护伪线以及下的工作隧道和保护隧道，全部中断，则无法进行推演计算。
[0061]
4)业务拓扑结构图：一键式操作，可视化呈现网络链路中断点，全景展示业务倒换前后业务路径拓扑图。
[0062]
5)分析评估报告：实现成果的分析评估报告的输出，呈现光路数量、关联业务数、影响链路数、隐患数以及详情数据。光路详情主要涵盖光缆段名称、光路名称、源端网元、源端端口、宿端网元、宿端端口信息；业务详情主要涵盖业务名称、业务类型、峰值流速信息；影响链路详情主要涵盖链路名称、链路类型、带宽、隐患状态、隐患级别、倒换前峰值流速、倒换峰值流速、倒换后峰值流速、倒换后带宽利用率占比等信息。
[0063]
基于传输omc(operation and maintenance center，操作维护中心)北向资源分析网络拓扑及业务保护情况，结合流量数据，计算业务归属路径倒换前后的流量占用空间，评估倒换后业务路径的承载业务能力，实现光缆资源中断、网元故障引发的业务倒换流量预分析功能。本发明的技术方案如下：1)基于光缆中断、设备故障、工程割接、突发故障四个维度场景入手，通过相应算法，分析影响的链路及业务，实现故障发生时对线路空间的预分析功能。2)拓扑中断推演业务流量承载能力分析，根据中断信息，确定其影响的业务，依据业务定位是否存在保护，尤其目前是否为工作路径。通过分析结果进行业务流量关联，根据关联信息获取其承载的业务流量，并进行汇聚分析。3)业务流量承载预警处理，根据预配置的预警规则，形成后台处理能力。按照光缆、网元不同维度承载业务的保护情况，中断倒换场景进行网络结果模拟分析。根据其承载的业务加载流量信息，进行流量承载分析，通过分析流量形成利用率预警。4)业务中断推演分析报告：获取中断网络结构，包括其中的所有光缆段、网元及链路。根据资源信息，对其承载业务进行关联，主要依据网元和端口。业务获取后进行工作保护识别，判断其工作和保护承载情况。针对业务加载其相关流量信息，根据最终流量结果进行推演判断，输出分析评估报告。本发明能够帮助运维人员了解现网组网情况，方便运维人员调整网络结构。
[0064]
在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。