家庭網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘? 要： 擬通過終端故障定位和處理的自動(dòng)化和智能化，來降低故障的定位和處理難度。通過獲取家庭網(wǎng)絡(luò)各終端的靜態(tài)信息、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)狀態(tài)和自動(dòng)診斷數(shù)據(jù)、周期采集歷史數(shù)據(jù)，自動(dòng)分析處理上連下掛各端口的狀態(tài)，生成顯示用格式數(shù)據(jù)，繪制各終端的真實(shí)組網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系和故障的告警位置，智能修復(fù)故障。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種家庭終端網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)診斷、可視化拓?fù)滹@示、智能修復(fù)的系統(tǒng)，并通過運(yùn)營(yíng)商的實(shí)踐使用驗(yàn)證了該系統(tǒng)的良好效果。

關(guān)鍵詞： 家庭網(wǎng)絡(luò); 可視化; 拓?fù)? 自動(dòng)診斷; 智能修復(fù); 運(yùn)營(yíng)商

中圖分類號(hào)：TP393? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2019）01-29-04

Abstract： This paper intends to reduce the difficulty of fault location and processing by automation and intellectualization of terminal fault location and processing. By acquiring static information， service data， real-time status， automatic diagnosis data and periodic historical data of each terminal of the home network， automatically analyzing and processing the status of each port linked up and down， generating display format data， drawing the real network topology relationship and fault alarm location of each terminal， intelligently repairs the faults. An automatic diagnosis， visual topology display， intelligent repair system for home network is designed and implemented， and the good effect of the system is verified by the practice of operators.

Key words： home network; visualization; topology; automatic diagnosis; intelligent repair; operator

0 引言

終端設(shè)備位于用戶側(cè)，作為家庭用戶接入網(wǎng)絡(luò)的入口，提供基礎(chǔ)的寬帶接入、語(yǔ)音業(yè)務(wù)、IPTV等核心業(yè)務(wù)和其他增值業(yè)務(wù)。家庭終端網(wǎng)絡(luò)主要包括家庭網(wǎng)關(guān)、機(jī)頂盒、無(wú)線訪問接入點(diǎn)AP、路由器等終端設(shè)備，以及手機(jī)、電腦、電視等各類下掛設(shè)備[1]。

終端網(wǎng)元管理系統(tǒng)是終端設(shè)備的業(yè)務(wù)部署和遠(yuǎn)程管理平臺(tái)，其主要用于家庭網(wǎng)關(guān)、企業(yè)網(wǎng)關(guān)、機(jī)頂盒、IMS等終端設(shè)備的注冊(cè)、配置、監(jiān)控、遠(yuǎn)程故障診斷與修復(fù)等功能，如中國(guó)電信的終端綜合管理系統(tǒng)ITMS[2]。其對(duì)外通過北向接口與電信運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，處理終端設(shè)備的開銷戶、業(yè)務(wù)配置等工單業(yè)務(wù)，并通過自身的門戶系統(tǒng)提供完整的終端操作管理功能，其對(duì)終端設(shè)備的操作主要通過TR069管理協(xié)議實(shí)現(xiàn)[2-3]。

1 現(xiàn)狀分析

隨著移動(dòng)互聯(lián)內(nèi)容應(yīng)用的日益普及，運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)等服務(wù)環(huán)節(jié)面對(duì)著客戶的抱怨和投訴時(shí)一般采用“一點(diǎn)受理，多點(diǎn)回復(fù)”的模式：客服人員收到客戶投訴后，如果能夠簡(jiǎn)單判斷出原因，則直接給客戶提供解決方案;如果是原因復(fù)雜涉及到技術(shù)方面的，則將其投訴工單發(fā)送給技術(shù)支撐部門，由技術(shù)人員進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果反饋給客服中心，由客服人員回復(fù)給顧客[4-5]。

因?yàn)榻K端設(shè)備通常都位于用戶側(cè)，大多數(shù)是直接安裝在客戶家中，不受運(yùn)營(yíng)商控制。運(yùn)營(yíng)商提供接入終端設(shè)備后，具體家庭組網(wǎng)通常由用戶自己決定，因此組網(wǎng)也非常多變復(fù)雜，可能出現(xiàn)各種連接問題，如下掛設(shè)備端口連接錯(cuò)誤、接口松動(dòng)、終端配置信息被修改等不可預(yù)期的問題，而發(fā)生問題時(shí)客戶一般都會(huì)選擇進(jìn)行投訴。基于以用戶為中心的宗旨，快速定位解決問題便是一個(gè)重要的課題。

在投訴的故障中，很多由于客戶使用不當(dāng)造成的問題是可以在技術(shù)層面自動(dòng)檢測(cè)，智能識(shí)別處理的。以寬帶報(bào)障為例，存在下述流程的問題診斷排查手段：①承載接入網(wǎng)絡(luò)問題，診斷手段可以是PING測(cè)試、在線狀態(tài)檢測(cè)、Trace Route測(cè)試等;②用戶側(cè)終端上連異常，如賬號(hào)、連接方式等配置錯(cuò)誤，診斷手段可以是仿真測(cè)試、工單參數(shù)校驗(yàn)等;③用戶側(cè)下掛異常，如下掛設(shè)備LAN口連接錯(cuò)誤、連接狀態(tài)異常，Wi-Fi質(zhì)量等問題，診斷手段可以是終端狀態(tài)檢測(cè)、業(yè)務(wù)綁定信息校驗(yàn)。

定位故障時(shí)往往需要用到多種手段，逐一排查比較低效，流程復(fù)雜。實(shí)踐使用時(shí)往往依賴經(jīng)驗(yàn)，具有一定的猜測(cè)性，一般都不具備自動(dòng)檢測(cè)，智能修復(fù)的功能。而實(shí)際上可以整合現(xiàn)有的各類診斷檢測(cè)和修復(fù)功能，以整個(gè)家庭終端網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇橹行模瑢?shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、可視化顯示、故障智能修復(fù)，并且可以針對(duì)具體使用場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化。

具體來說，可以基于終端設(shè)備信息、業(yè)務(wù)信息和各項(xiàng)診斷數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和分析，精確區(qū)分為可遠(yuǎn)程處理、遠(yuǎn)程指導(dǎo)和上門處理的場(chǎng)景。繪制精確到端口的家庭終端網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，并進(jìn)行功能擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)的可視化顯示和故障精確提示。對(duì)可以遠(yuǎn)程處理的問題，整合相關(guān)的修復(fù)功能，如重啟、重做業(yè)務(wù)、修復(fù)配置等到顯示頁(yè)面。

2 設(shè)計(jì)

2.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于現(xiàn)有的終端網(wǎng)元管理系統(tǒng)，進(jìn)行家庭終端網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 拓?fù)鋽?shù)據(jù)來源

作為家庭終端網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滹@示的基礎(chǔ)，拓?fù)鋽?shù)據(jù)主要包括基本信息、業(yè)務(wù)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)，來源于多種途徑。

基本信息來源包括：①電信運(yùn)營(yíng)商下發(fā)的開戶工單，經(jīng)工單服務(wù)處理后交由靜態(tài)信息服務(wù)存儲(chǔ)并提供獲取接口;②終端設(shè)備通過Tr069 協(xié)議上報(bào)的信息，經(jīng)ACS處理后交由靜態(tài)信息服務(wù)存儲(chǔ)并提供獲取接口。

業(yè)務(wù)信息來自于電信運(yùn)營(yíng)商下發(fā)的寬帶業(yè)務(wù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)、IPTV業(yè)務(wù)的工單信息，主要包括各業(yè)務(wù)的賬號(hào)、連接信息，由工單服務(wù)提供獲取接口。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要為進(jìn)入拓?fù)漤?yè)面時(shí)實(shí)時(shí)從終端獲取的信息，如上連下掛口的通斷狀態(tài)、各業(yè)務(wù)的運(yùn)行情況信息、WLAN 狀態(tài)信息，以及下掛設(shè)備的信息等[6]。

采集數(shù)據(jù)主要來自終端周期上報(bào)的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，如流量信息、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量等，其基于寬帶上網(wǎng)通道通過FTP方式上傳至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析服務(wù)，并由其處理后提供獲取接口。

2.3 終端上連分析算法

終端上連信息主要指家庭終端網(wǎng)關(guān)接入運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)側(cè)的相關(guān)信息，其通過對(duì)比工單信息并進(jìn)行仿真測(cè)試生成，算法流程如圖2所示。

2.4 家庭終端組網(wǎng)分析算法

家庭終端組網(wǎng)信息主要通過遞歸方式獲取家庭終端網(wǎng)絡(luò)所有終端的信息，并結(jié)合業(yè)務(wù)信息的端口綁定關(guān)系進(jìn)行分析獲取，算法流程如圖3所示。

2.5 網(wǎng)絡(luò)流量和質(zhì)量數(shù)據(jù)分析算法

網(wǎng)絡(luò)流量和質(zhì)量數(shù)據(jù)結(jié)合歷史采集數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析獲取，算法流程如圖4所示。

3 實(shí)現(xiàn)

3.1 后端改造實(shí)現(xiàn)

基于現(xiàn)有的終端網(wǎng)元管理系統(tǒng)，在南向增加FTP服務(wù)器接收采集數(shù)據(jù)，并增加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析服務(wù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析服務(wù)主要實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)主要功能：①對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并使用Elastic Search進(jìn)行存儲(chǔ);②提供標(biāo)統(tǒng)一的查詢Restful接口供調(diào)用。

增加并實(shí)現(xiàn)家庭終端網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞?wù)，其通過各服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)信息的獲取和操作的實(shí)現(xiàn)，并提供Restful系列接口，供前端瀏覽器實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的獲取和操作功能的調(diào)用。

3.2 前端界面顯示與修復(fù)

使用AJAX異步加載方式對(duì)拓?fù)鋽?shù)據(jù)分批次從服務(wù)端獲取并顯示，提升用戶的易用性體驗(yàn)。

基于從家庭終端獲取的各終端實(shí)際關(guān)聯(lián)關(guān)系繪制拓?fù)鋱D，精確顯示家庭中所有終端設(shè)備和下掛設(shè)備的實(shí)時(shí)連接狀態(tài)。對(duì)終端設(shè)備，顯示W(wǎng)AN、LAN、Wi-Fi、語(yǔ)音端口的狀態(tài)，并將設(shè)備間的連接線精確到端口，以常規(guī)的紅（故障）黃（告警）綠（正常）三色標(biāo)識(shí)線路和端口狀態(tài)，并用灰色表示離線時(shí)的默認(rèn)值。

基于簡(jiǎn)約至上的交互式設(shè)計(jì)策略，巧妙使用徹底隱藏，適時(shí)出現(xiàn)的隱藏策略[7]，僅在故障告警生成的具體位置處高亮顯示標(biāo)識(shí)，鼠標(biāo)移動(dòng)到顯示標(biāo)識(shí)上時(shí)，故障細(xì)節(jié)信息、建議信息和修復(fù)操作才適時(shí)出現(xiàn)。

在家庭終端網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滹@示頁(yè)上，增加實(shí)現(xiàn)了可定制的圖形化模塊，對(duì)常規(guī)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，如流量、升級(jí)軌跡、Wi-Fi信道等，實(shí)現(xiàn)了定制化顯示和獨(dú)立加載。

通過對(duì)拓?fù)鋱D的展示實(shí)現(xiàn)，清晰的顯示了家庭網(wǎng)絡(luò)中各終端設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、業(yè)務(wù)狀態(tài)、端口狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，以及各終端設(shè)備的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并內(nèi)嵌實(shí)現(xiàn)的智能修復(fù)操作。

通過實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)故障告警自動(dòng)綁定對(duì)應(yīng)的修復(fù)操作，可以方便的調(diào)用修復(fù)操作完成異常的修復(fù)和修復(fù)后效果的二次確認(rèn)，并且實(shí)現(xiàn)了一鍵智能修復(fù)所有建議項(xiàng)的功能。

4 結(jié)論

實(shí)現(xiàn)了家庭終端網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞南到y(tǒng)后，使用者可以在不掌握較復(fù)雜的技術(shù)手段時(shí)，即可快速定位到終端故障的問題點(diǎn)，并根據(jù)診斷建議直接進(jìn)行修復(fù)處理或移交上門人員處理，實(shí)現(xiàn)投訴的快速響應(yīng)和快速處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種家庭終端網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)診斷、可視化拓?fù)滹@示、智能修復(fù)的系統(tǒng)。通過運(yùn)營(yíng)商的實(shí)際使用驗(yàn)證了該系統(tǒng)的良好效果。并且在終端網(wǎng)元管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了家庭終端網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠墓δ芎螅鳛橐粋€(gè)特色亮點(diǎn)，在多個(gè)運(yùn)營(yíng)商局點(diǎn)收到了很高的評(píng)價(jià)，進(jìn)一步提升了終端網(wǎng)元管理系統(tǒng)整體的好評(píng)度。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 龍戎.智能家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)展趨勢(shì)研究[J].電信網(wǎng)技術(shù)，2014.9：1-5

[2] 沈昕，孟建庭.與ITMS融合的IPTV終端管理技術(shù)[J].電信科學(xué)，2009.3：27-31

[3] 郝振強(qiáng).終端處理方法、裝置及終端網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：中國(guó)，106301878[P]，2017-01-04.

[4] 于建華，盧和宇.電信行業(yè)客戶投訴管理現(xiàn)狀及方法分析[J].北方經(jīng)濟(jì)，2013.10：92-93

[5] 岳丹陽(yáng).移動(dòng)通信客戶投訴的智能診斷方法研究[J].中國(guó)新通信，2016.17：1-3

[6] 郝振強(qiáng).基于TR069協(xié)議的家庭網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滹@示系統(tǒng)及其方法：中國(guó)，105429772[P]，2016-03-23.

[7] （英）科爾伯恩（Colborne， G.）著，李松峰，秦緒文譯.簡(jiǎn)約至上：交互式設(shè)計(jì)四策略[M].人民郵電出版社，2011.