[发明专利]IPTV网络中基于动态链路实现实时智能故障分析的方法

说明书

技术领域

本发明涉及IPTV网络领域，特别涉及IPTV网络故障探测定位技术领域，具体是指一种IPTV网络中基于动态链路实现实时智能故障分析的方法。

背景技术

IP网络运维有以下三个要求：快速解决故障，即当网络和业务出现故障时，需要快速解决问题，实现迅速的故障定界和定位；主动预防问题，即对业务质量和网络性能实时监控，及时发现问题，IP承载网的故障需要关联到被影响的业务上，并通过趋势分析，提前做出预警；网络日常管理，即建立网络质量监控和健康评估系统，通过整套的KQI/KPI指标体系来反映和管理用户体验，掌握网络的实际运行状态，不断提高终端用户的忠诚度。

目前IPTV网络中的故障根源大部分来自于硬件、链路的劣化,尤其是网络中的链路，如光纤、微波等，容易受到环境影响，从而导致接口闪断。接口反复UP/DOWN，将引发大量接口的告警，同时又引起IGP协议收敛，引发IGP反复告警，进而引发LSP的反复告警。即链路的告警将衍生出大量的协议告警。

目前用于IPTV网络故障探测链路定位的技术主要有:

1、路径预期和检测:尽管IP的控制平面采用了动态协议，但其运行的基础仍然是物理链路和SPF（Shortest Path First）算法，链路规划越简单，路径预期就越清晰。如在大部分的中小型城域网设计中，网络层次少，层次之间采用主备双链路进行保护，路径非主即备。对于这种网络，只要维护好网络拓扑图，就可以满足故障处理的需要。

对于大型、复杂的网络，管理员通过物理链路的分布，已无法快速识别业务路径。在这种情况下，需要采用仿真计算的方式，将网络上的配置、拓扑等集中到仿真软件中，计算出业务的预期路径。

预期建立之后，定期获取路径的现状并与预期对比的方式，若不一致即发送告警，并提示管理员网络发生了故障。中小型、简单网络可以采用TraceRt获取路径。大型、复杂网络一般都会存在ECMP（Equal-Cost MultiPath等价多路径），此类情况一般可以综合TraceRt、转发表查询等方式来详细判断业务流的路径。另一种方式是通过分析IGP的泛洪报文，掌握路径建立的详细过程，根据路由算法和配置来掌握转发路径。

2、转发预期和检测:在转发平面上，预期的建立和检测非常密切，按照实现方式的不同，可以分为三种情况：非业务随路检测、业务随路检测和业务分析。这三种方式不是非此即彼的关系。

第一种是非业务随路检测。简单地说，就是自行定义预期，在网络上注入OAM检测报文。由于接收方已预先掌握了检测报文的大小、时间间隔等特征，当收到的报文不符合自行定义的预期特征时，即是发生故障。

这种方式的优点是容易获取和实施，网络各层面均有OAM检测协议可以使用，如BFD、EthOAM、ICMP Ping、MPLS OAM等，缺点是OAM检测报文特征与业务流量特征不完全一致，可能会出现检测未发现问题，但实际业务却发生了问题的情况。

第二种方式是业务随路检测，直接对业务流进行度量，典型代表是ITU-T Y.1731标准中定义的丢包统计功能，其原理简单地说就是“包守恒”，体现在以下的公式：接收报文数量=发送报文数量.具体实现上，发送方和接受方都对业务流进行计数统计，发送方定时将计数发送到接收方，由接收方进行核对，核对出错即是故障发生。

第三种是业务分析。这种方式度量业务数据，并和预定义的标准阈值进行对比，如针对IPTV业务，采用专用硬件挂接在设备端口上，直接度量网络上IPTV流量的vMOS值等业务指标。这种方式需要采用DPI等方式，对实际业务报文进行采样统计或深度解析，按照业务已经定义的预期，分析其是否出现问题。该方式的优点是真实，缺点是设备部署和维护的成本高。

相关技术指标有：

1、TR101-290

这个指标是广泛使用的视频传输质量指标，它可以跨越不同的传输媒体：卫星，HFC，IP。它针对MPEG-2TS传输的质量制定了三级告警。每层告警针对不同程度的视频传输问题:第一级是严重的网络传输问题告警，对视频观看有明显的影响。比如，黑屏，严重马赛克；第二级是音视频解码问题，一定情况下会对视频观看效果有影响。比如，音视频不同步，频道切换速度。第三级是更严格的告警级别，主要针对高要求的视频传输。TR101-290本身没有针对特定传输媒体的测量方法，因为网络传输的故障将反映到第一级告警中。在跨媒体的视频传输系统中，运维人员可能无法直接从监测点的TR101-290第一级告警定位故障。

2、RFC4445 MDI（媒体传输质量指标）