一种基于卡片式电脑的WIFi网络监控方法

一种基于卡片式电脑的wifi网络监控方法
技术领域
1.本发明涉及园区网络管理领域，尤其是涉及一种基于卡片式电脑的wifi网络监控方法。


背景技术：

2.随着wi-fi网络规模的扩大，wi-fi网络监控成本也随之增加，具体说来，大规模园区网络中监控wi-fi网络将面临以下挑战：
3.首先，wi-fi网络监控方法需要在大范围园区场景中检测wi-fi网络信号覆盖情况，在大范围的室外空旷区域，wi-fi网络全覆盖有一定难度，且稳定性容易受到干扰，需要使用信号监测机制来定位信号覆盖薄弱区域。
4.其次，wi-fi网络监控方法需要能够帮助园区网络运维管理人员定位wi-fi网络出现故障的原因，在大规模wi-fi网络中，通过部署网络探针设备，采集和分析探针设备的测试结果数据，推测和定位wi-fi网络出现故障的原因。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于卡片式电脑的wifi网络监控方法，通过监控wi-fi网络的运行情况，及时发现和定位网络故障，提高运维效率改善用户网络体验。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.一种基于卡片式电脑的wifi网络监控方法，用以实现低成本的园区网络故障定位，包括以下步骤：
8.1)采用卡片式电脑测量目标区域的wi-fi信号强度，并确定wi-fi信号覆盖较弱的区域；
9.2)在wi-fi信号覆盖较弱的区域内部署无线接入点以保障信号覆盖范围；
10.3)根据wi-fi网络监控需求，在wi-fi信号覆盖较弱的区域内各个楼宇部署作为无线网络探针的卡片式电脑定时监控wi-fi网络运行状态，并上传测试结果；
11.4)当检测到网络失效时，根据测量数据获取故障原因；
12.5)统计测量日志确定园区中易于发生网络故障的区域。
13.所述的步骤1)中，通过将卡片式电脑部署到移动载具上周期性扫描目标区域的wi-fi信号强度。
14.所述的步骤1)中，移动载具具体为巡逻车辆。
15.所述的步骤1)具体为：
16.根据目标区域的大小确定卡片式电脑的部署数量，通过卡片式电脑定时探测周围无线接入点的信号强度，将探测时间、地理位置信息与相应的信号强度并存储到本地存储空间，根据wi-fi信号强度信息绘制目标区域的信号强度热力图，设定强度阈值并确定wi-fi信号覆盖较弱的区域。
17.所述的步骤4)具体为：
18.根据多个网络探针测量结果和网络拓扑信息，获取导致网络故障发生的原因，并将结果反馈给网络运维人员。
19.当多处故障无线网络设备上联为同一台接入和汇聚交换机时，则初步推测该交换机导致网络故障。
20.所述的步骤5)具体为：
21.根据网络探针采集的测试日志，获取目标区域中所有易于发生wi-fi网络故障的区域以及对应的上联交换机设备列表并储存，并将网络连通性测试结果反馈给网络运维人员，以便网络运维人员根据网络拓扑结构和测试数据，优化网络拓扑结构，提升wi-fi网络的稳定性。
22.所述的步骤4)中，导致网络故障的原因包括wifi网信号干扰、上联交换机失效、网络认证服务失效、dhcp服务失效和dns服务失效
23.本发明适用的应用场景包括：
24.(1)wi-fi网络信号覆盖测量：通过将卡片式电脑部署到移动载具，测量wi-fi网络覆盖区域的信号强度，定位大范围区域的wi-fi网络信号覆盖的薄弱区域；
25.(2)实时wi-fi网络性能监控：从用户终端角度，使用卡片式电脑作为网络探针实时测量wi-fi网络状态，通过收集卡片式电脑网络状态测试结果，结合wi-fi网络拓扑信息。
26.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
27.一、低成本定位wi-fi网络信号覆盖较弱区域：卡片式电脑成本很低，性能足以完成测试任务，能够在wi-fi网络中大量部署，通过采集大量卡片式电脑的wi-fi网络信号强度测量结果，本发明能够自动化绘制园区场景下无线信号的覆盖情况，帮助园区网络运维人员定位园区内无线接入信号覆盖较弱的区域。
28.二、自动化排查导致wi-fi网络故障的原因：通过收集wi-fi网络中各个无线接入点的测试结果，结合网络拓扑中交换机的连接关系，本发明能够帮助网络运维人员监控网络运行状态，实现以低人力成本来定位导致wi-fi网络出现故障的原因。
附图说明
29.图1为本发明提供的一种基于卡片式电脑的wi-fi网络监控方法的框架示意图。
30.图2为本发明提供的一种基于卡片式电脑的wi-fi网络监控方法的方法流程图。
31.图3为基于时空位置轮询的wi-fi网络信号检测方法的执行过程图。
32.图4为基于分布式探针的wi-fi网络故障定位方法流程图。
33.图5为基于测量日志的网络可靠性分析方法的执行过程图。
具体实施方式
34.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
35.为了应对大规模wi-fi网络监控的难点问题，本发明提出一种基于卡片式电脑的wi-fi网络监控方法，该方法通过将监控设备部署到移动载具中，实现了在部署少量信号检测设备的前提下定位无线信号较弱的区域，本发明能够定位网络故障发生的位置，帮助网络运维人员定位导致网络发生故障的原因，为优化园区网络拓扑提供理论依据。图1展示了
基于卡片式电脑的wi-fi网络监控方法的框架示意图。在此基础上，本发明使用基于测量日志的网络可靠性分析方法分析采集到的测量数据，确定wi-fi网络中易于发生网络故障的区域。
36.为了实现低成本探测和定位wi-fi网络故障，本发明提出了基于卡片式电脑的wi-fi网络监控方法，图2展示了基于卡片式电脑的wi-fi网络监控方法的主要执行步骤，具体地，本发明主要包括以下部分内容：
37.(1)基于时空位置的wi-fi网络信号检测方法：通过将卡片式电脑部署到车辆等移动载具扫描大范围区域的wi-fi信号强度，并绘制指定区域的wi-fi覆盖情况，定位信号覆盖较差的区域，图3展示了基于时空位置的wi-fi信号检测方法的执行流程。
38.(2)基于分布式探针的wi-fi网络故障定位方法：通过将卡片式电脑作为网络探针设备部署到需要检测wi-fi网络性能的区域，本方法将从用户端的角度出发监控wi-fi网络运行状态，帮助网络运维人员快速定位导致wi-fi网络发生故障的原因，图4展示了基于分布式探针的wi-fi网络故障定位方法的执行流程。
39.(3)基于测量日志的网络可靠性分析方法：根据目标区域内网络探针设备的测量结果，本发明将记录网络测试日志数据，分析易于发生网络故障的区域，反馈分析结果给网络运维人员。根据网络测试日志分析结果，本发明将帮助网络运维人员定位导致网络故障的原因。图5展示了基于测量日志的网络可靠性分析方法的执行流程。
40.本发明主要可以部署到以下应用场景：
41.(1)wi-fi网络信号覆盖测量：本发明通过将卡片式电脑部署到车辆等移动载具，测量wi-fi网络覆盖区域的信号强度，实现在使用少量卡片式电脑的前提下定位大范围区域的wi-fi网络信号覆盖的薄弱区域。
42.(2)实时wi-fi网络性能监控：本发明将从用户终端角度，使用卡片式电脑作为网络探针实时测量wi-fi网络状态。通过收集卡片式电脑网络状态测试结果，结合wi-fi网络拓扑信息，本发明可以帮助网络运维管理人员找到导致网络故障发生的原因。
43.实施例
44.为了了解wi-fi网络的运行情况，本发明提出了基于卡片式电脑的wi-fi网络监控方法，本发明主要实现以下三个目标：
45.首先，定位wi-fi信号较弱的区域。网络运维人员需要了解wi-fi网络覆盖范围内信号的强度，定期绘制wi-fi信号强度的热力图，定位wi-fi信号强度较弱的区域，有针对性地部署更多的无线接入设备，保障访问wi-fi网络的用户体验。
46.其次，帮助网络运维人员快速定位网络故障的原因。当wi-fi网络出现故障时，网络运维人员需要根据分布式wi-fi网络中用户端设备的反馈数据，结合wi-fi网络拓扑和设备配置信息，快速定位发生网络故障的设备。
47.最后，定位网络运维人员发现wi-fi网络的薄弱环节。由于网络设备老旧和设备间链路不稳定等原因，部分区域的wi-fi网络可能出现频繁故障的情况，网络运维人员需要定位可能发生故障的网络设备，保障网络服务的稳定性。
48.为了实现上述目标，本发明使用卡片式电脑作为信号强度采集工具和网络探针，分布式获取并记录wi-fi网络的测量日志数据，分析wi-fi信号强度和网络运行状态。当发生网络故障时，通过分析采集的网络测量结果信息，结合网络设备之间的拓扑连接关系，确
定导致网络故障的原因，提升网络运维的效率，具体说来，包括以下具体实施方案。
49.为了定位wi-fi覆盖较为薄弱的区域，本发明提出了基于时空位置的wi-fi网络信号检测方法。通过将卡片式电脑部署到移动载具上采集无线信号强度，可以定位园区内网络信号覆盖的薄弱区域。针对wi-fi网信号覆盖较差的区域，网络运维人员可以部署更多的无线接入设备，保障用户使用wi-fi网的服务质量。
50.针对网络故障难以定位的问题，本发明提出了基于分布式探针的wi-fi网络故障定位方法。通过采集分布式园区各个卡片式电脑的网络测量结果，结合网络拓扑信息，定位故障网络设备的位置。例如，当多个卡片式电脑有网络故障时，且这些无线接入点有相同的上联设备或无线控制设备，可以推断该上联网络设备和无线控制设备发生了故障。
51.本发明提出了基于测量日志的网络可靠性分析方法。通过采集无线信号强度、网络传输协商速率、传输时延和吞吐率的网络性能参数，了解wi-fi网络的运行情况，及时发现网络性能不稳定的区域。通过分析采集的测量日志和网络故障数据，结合网络拓扑架构，定位替换经常发生故障的网络设备，保障网络服务的稳定性。
52.具体说来，基于卡片式电脑的wi-fi网络监控方法的详细步骤如下：
53.步骤1：扫描wi-fi网络覆盖区域定位信号较弱的位置。
54.步骤2：部署无线接入设备，保障wi-fi信号强度；
55.步骤3：根据监控需求，部署卡片式电脑作为网络探针；
56.步骤4：卡片式电脑周期性上报wi-fi网络运行状态；
57.步骤5：当发生故障时，将检测到的错误信息上传至网管服务器；
58.步骤6：收集错误信息分析故障原因，反馈给网络运维人员。
59.本发明设计了基于时空位置的wi-fi网络信号检测方法和基于分布式探针的wi-fi网络故障定位方法来自动化实现wi-fi信号扫描和网络故障定位功能。
60.(1)基于时空位置的wi-fi网络信号检测方法
61.为了定位wi-fi网络信号覆盖较弱的区域，本发明提出了基于时空位置的wi-fi信号检测方法，具体执行步骤如下：
62.步骤11：根据目标区域大小部署检测设备；
63.步骤12：获取当前系统时间和地理位置信息；
64.步骤13：定时探测周围无线接入设备的信号强度；
65.步骤14：将测量数据保存到本地存储系统；
66.步骤15：收集多个检测设备的信号强度数据；
67.步骤6：根据收集信号强度绘制wi-fi网络热点地图。
68.(2)基于分布式探针的wi-fi网络故障定位方法
69.为了帮助网络运维人员找出导致wi-fi网络故障发生的原因，本发明提出了基于分布式探针的wi-fi网络故障定位方法，具体步骤如下：
70.步骤21：部署需要测量的无线账号和测试案例；
71.步骤22：根据测试案例定时探测所有账号的连通性；
72.步骤23：收集卡片式电脑的网络连通性测试结果；
73.步骤24：找出存在网络故障楼宇区域的测试结果；
74.步骤25：结合网络拓扑结构推断发生网络故障的原因；
75.步骤26：生成网络故障事件上报网络运维人员；
76.(3)基于测量日志的网络可靠性分析方法
77.根据收集的测试结果数据，本发明提出了基于测量日志的网络可靠性分析方法，分析园区网络中易于出故障区域，具体步骤如下：
78.步骤31：根据测试日志统计园区中易于发生网络故障的区域；
79.步骤32：获取易于发生网络故障的区域的上联交换机列表；
80.步骤33：定位多个易于发生网络故障区域共有的上联交换机；
81.步骤34：结合网络拓扑分析常见的可能导致网络故障的原因；
82.步骤35：将测试日志和分析结果反馈给网络运维人员；
83.步骤36：优化网络设备互联结构保障wi-fi网络稳定运行。
84.综上，随着wi-fi网络规模的扩大，评估wi-fi信号覆盖和监控网络运行情况成为了网络运维工作的关键挑战，本发明提出了一种基于卡片式电脑的wi-fi网络监控方法，用于监测wi-fi网络的运行情况，帮助运维人员定位导致wi-fi网络故障的原因，为了检测用户终端设备接入wi-fi网络的信号覆盖质量，本发明设计了基于时空位置的wi-fi网络信号检测方法来测量无线信号的覆盖情况，通过将卡片式电脑部署到移动载具(如，车辆)上并记录卡片式电脑所处的时空信息，本方法能高效地扫描特定wi-fi覆盖区域的信号强度，在此基础上，本发明提出了基于分布式探针的wi-fi网络故障定位方法来监控wi-fi网络状态，定位wi-fi网络发生故障的原因。本发明能够实时采集卡片式电脑的网络测试结果来获取当前wi-fi网络的运行情况，当卡片式电脑检测到网络故障时，通过分析测试结果，并结合网络拓扑信息，帮助网络运维人员定位发生故障的设备，分析导致网络故障的原因。本发明能有效降低wi-fi网络运维工作中所需消耗的人力成本。