網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)與測試

本文格式為Word版，下載可任意編輯——網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)與測試本文論述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)與測試，立足于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障檢測管理工作，提出進行自動檢測和分析的開發(fā)需求，從軟件開發(fā)角度出發(fā)，開發(fā)設(shè)計系統(tǒng)的架構(gòu)和功能模塊，借助JavaEE技術(shù)進行開發(fā)實現(xiàn)，對系統(tǒng)功能和性能進行測試，確保其具有動態(tài)、有效、安全、穩(wěn)定的故障診斷功能。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障檢測系統(tǒng)測試

目前國內(nèi)外的大型公司、集團等大多設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)運維部門或信息中心，負責(zé)對本單位網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的運維操作。這些單位的網(wǎng)絡(luò)運維部門在信息化設(shè)備維護中采用傳統(tǒng)的管理模式，大部分基于Web系統(tǒng)實現(xiàn)對本單位網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的缺陷檢測、缺陷管理等，這種對缺陷檢測監(jiān)管的方式效率低且出錯率高。如檢測人員在缺陷檢測過程中出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備漏檢的狀況，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)缺陷檢測工作不能高效完成，對缺陷檢測人員的監(jiān)管僅僅停留在數(shù)據(jù)記錄上;同時，缺陷檢測人員的任務(wù)分派不合理等狀況也時有發(fā)生，導(dǎo)致缺陷檢測工作管理較為混亂。在記錄方式上，大部分采用Word或Excel的形式來存儲設(shè)備的故障信息，或者通過簡單的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來達到記錄目的，導(dǎo)致缺陷檢測工作的漏洞。

為使網(wǎng)絡(luò)運維部門的網(wǎng)絡(luò)缺陷檢測工作得到更好開展，實現(xiàn)部門有效協(xié)同協(xié)同，及時明確故障問題是其中的關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家、缺陷檢測信息化專家提出了把業(yè)務(wù)操縱、協(xié)調(diào)辦公等手段應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)運維部門的缺陷檢測當(dāng)中的做法。

一、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障檢測系統(tǒng)實現(xiàn)所需的技術(shù)支持

進行軟件開發(fā)需要對操作系統(tǒng)進行選擇，目前對比流行的計算機操作系統(tǒng)是Windows7或者Windows10。在本系統(tǒng)的開發(fā)中將會選擇使用Windows10作為開發(fā)的計算機操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)響應(yīng)速度比Windows7要好，且兼容性和穩(wěn)定性好。選擇好操作系統(tǒng)以后，還需要對操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件進行配置，如應(yīng)用程序服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及JavaEE開發(fā)環(huán)境等。

系統(tǒng)開發(fā)軟件環(huán)境配置包括開發(fā)語言Java及環(huán)境支持JDK，開發(fā)工具選擇的是Eclipse，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是MySQL5.7，應(yīng)用程序服務(wù)器是Tomcat，系統(tǒng)前端開發(fā)使用Dreamweaver工具。

二、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障檢測系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

（一）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理模塊

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理即以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息維護為目的，包括基礎(chǔ)信息的維護和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息的維護。在對信息維護時，可以對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本參數(shù)進行維護。為了能夠提升系統(tǒng)的開發(fā)規(guī)范化，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用JSON格式進行傳遞，以確保數(shù)據(jù)訪問請求和數(shù)據(jù)返回解析的一致性。在系統(tǒng)中通過用戶前端界面獲取相關(guān)參數(shù)，依照系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)格式，以JSON方式向服務(wù)器發(fā)送，在服務(wù)器端會調(diào)用對應(yīng)的業(yè)務(wù)類進行響應(yīng)和處理，并借助數(shù)據(jù)庫操作實現(xiàn)數(shù)據(jù)的提取，最終再通過標(biāo)準格式數(shù)據(jù)實現(xiàn)返回處理。訪問者借助瀏覽器，通過Jquery把JSON數(shù)據(jù)進行解析，獲取服務(wù)端處理值，最終完成數(shù)據(jù)通信過程。

在完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)信息管理后，就可以在后續(xù)的管理中獲取設(shè)備運行狀態(tài)信息，并且根據(jù)狀態(tài)狀況所觸發(fā)的告警條件，通過系統(tǒng)發(fā)起告警提醒。提醒是通過前端界面向用戶發(fā)起，在HTML5界面中有好多的提醒設(shè)置和方法，可根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型和提醒要求，設(shè)置對應(yīng)的提醒樣式和提醒時間。當(dāng)觸發(fā)條件滿足以后，系統(tǒng)會調(diào)用對應(yīng)的Javascript代碼進行提醒。整個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的查詢與提醒依照下面流程進行：在客戶端，用戶通過系統(tǒng)獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行狀況，對應(yīng)的查詢請求通過JSON格式進行參數(shù)提交;用戶訪問請求被服務(wù)器系統(tǒng)接收以后，系統(tǒng)通過服務(wù)器發(fā)起查詢請求，對應(yīng)結(jié)果來自數(shù)據(jù)庫;對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳遞也是通過JSON格式數(shù)據(jù)實現(xiàn)。在客戶端接收到這些數(shù)據(jù)以后，系統(tǒng)會調(diào)用對應(yīng)的方法進行數(shù)據(jù)顯示。當(dāng)滿足告警提醒條件以后，系統(tǒng)會顯示出對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及告警信息。

系統(tǒng)提供了對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行狀況的查詢顯示功能，通過JSON數(shù)據(jù)格式對請求進行接收和處理;服務(wù)端在接收到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備編號后，以編號方式進行查詢，然后通過Jquery以數(shù)據(jù)查詢的方式向客戶端發(fā)送返回值，最終顯示出來。

（二）監(jiān)測數(shù)據(jù)采集與處理模塊

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)中，積累了大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行日志文件，這些文件與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)文件和業(yè)務(wù)文件密切相關(guān)，因此本系統(tǒng)需要對監(jiān)測系統(tǒng)中的文件進行導(dǎo)出操作。這些文件以附件形式進行存儲，并將文件的屬性信息存儲在表格中。因此對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運行監(jiān)測日志文件進行采集時，需采集文件和屬性數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)獲取到需要采集監(jiān)測系統(tǒng)的所有日志文件目錄，并進行相應(yīng)的查詢操作，等到相關(guān)數(shù)據(jù)全部獲取以后，再對數(shù)據(jù)進行集中處理。在這些數(shù)據(jù)中，有部分是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，可以通過規(guī)范的JSON格式數(shù)據(jù)進行解析處理，也有些非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。有時候?qū)W(wǎng)絡(luò)設(shè)備的分析需要依靠這些非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，因此，這兩種格式的數(shù)據(jù)都不應(yīng)當(dāng)放棄，都需要進行查詢并導(dǎo)入系統(tǒng)中。在具體實施中，可以借助JSON格式文件標(biāo)準，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行管理，而對那些非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，可以借助FTP站點的方式進行解析。

在具體設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和管理中，通過JSON格式數(shù)據(jù)標(biāo)準可以把規(guī)范的設(shè)備運行日志文件導(dǎo)入系統(tǒng)中，并由系統(tǒng)做好解析工作，最終把解析數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫表中。對那些非格式化的數(shù)據(jù)文件，也需要進行處理。在程序中可以借助不同的類進行數(shù)據(jù)封裝和處理，并且通過臨時數(shù)組保存數(shù)據(jù)策略，實現(xiàn)對批量數(shù)據(jù)的導(dǎo)入管理。在非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中需要對FTP服務(wù)器的連通性進行測試，然后調(diào)取對應(yīng)的設(shè)備運行參數(shù)日志文件。

系統(tǒng)中針對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備日志的讀取是借助URL進行的，這樣不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運行指標(biāo)就能進行分類存儲，提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的確切性。在數(shù)據(jù)的導(dǎo)入中需要對URL的連通性進行測試，在確保數(shù)據(jù)暢通的狀況下進行數(shù)據(jù)動態(tài)提取并插入到數(shù)據(jù)庫中。在系統(tǒng)客戶端發(fā)起數(shù)據(jù)查詢需求以后，系統(tǒng)會借助JSON標(biāo)準向后臺數(shù)據(jù)庫進行信息查詢，并且返回標(biāo)準的JSON數(shù)據(jù)結(jié)果。在實現(xiàn)中還需要注意的是，通過文件導(dǎo)入對象來發(fā)送服務(wù)請求時，是通過批量數(shù)據(jù)訪問的方式進行的。這種數(shù)據(jù)處理效率對比高，但是執(zhí)行效率卻不高。因此要設(shè)計對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，使之依照編號實現(xiàn)批量打包處理。這樣，當(dāng)進行數(shù)據(jù)查詢請求時，對應(yīng)的設(shè)備編號就依照批量處理的方式進行打包發(fā)送，并在服務(wù)器端實現(xiàn)批量解析和內(nèi)容查詢。此時，系統(tǒng)會根據(jù)查詢結(jié)果，進一步分別進行匯總，并把結(jié)果封裝打包后發(fā)送到客戶端。當(dāng)客戶端下載對應(yīng)的數(shù)據(jù)以后，就可以批量看到數(shù)據(jù)的浮現(xiàn)效果。假如要對數(shù)據(jù)進行存儲管理，也可以進行直接上傳，從而提升系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的交互效果和導(dǎo)入速度。

以上方法完成了監(jiān)測系統(tǒng)中日志文件附件的讀取，以FTP站點訪問的方式進行文件的共享處理。除了文件附件，監(jiān)測系統(tǒng)中也存儲了大量的文件的屬性數(shù)據(jù)。由于監(jiān)測系統(tǒng)采集了網(wǎng)絡(luò)較多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為了使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行數(shù)據(jù)的屬性進行集成，系統(tǒng)會通過XML文件進行屬性文件的交換操作。DTD是定義XML交換文件的格式標(biāo)準，其通過定義變量解析了文件屬性中每個字段的含義。除了讀取這些原字段的含義外，還需要讀取文件的屬性與本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系。

DTD文件中定義了要導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行數(shù)據(jù)資料系統(tǒng)中的各個屬性字段值，即數(shù)據(jù)庫表中的字段屬性，定義文件屬性在監(jiān)測系統(tǒng)中的屬性名稱與目標(biāo)表中的屬性名稱等。DTD文件格式的讀寫是通過XML文件解析器來完成，并根據(jù)DTD中定義的屬性，將結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)表格與XML文件建立對應(yīng)關(guān)系。先在OA端根據(jù)文件存儲狀況，讀取相應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表，提取相應(yīng)的文件屬性，然后依照對應(yīng)的格式進行解析，并且分別將之存放到對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。

通過DTD定義運行監(jiān)測文件屬性與本系統(tǒng)的文件屬性的對應(yīng)關(guān)系后，可進行運行監(jiān)測數(shù)據(jù)與系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的導(dǎo)出、導(dǎo)入操作。

（三）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障管理模塊

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障管理模塊需要向運行監(jiān)測平臺查詢有關(guān)某設(shè)備的具體運行狀況信息，以獲取設(shè)備故障數(shù)據(jù)。因此，在數(shù)據(jù)交互中需要通過一個具有識別特征的數(shù)據(jù)識別系統(tǒng)的運行狀況。由于系統(tǒng)中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交互格式是JSON，所以在請求中需要包含一個設(shè)備ID，以便在解析以后可以向數(shù)據(jù)庫查詢對應(yīng)的設(shè)備運行狀態(tài)信息，其中包括設(shè)備運行代碼以及監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)。當(dāng)服務(wù)器端接收到對應(yīng)的查詢請求以后，會根據(jù)對應(yīng)的設(shè)備ID進行設(shè)備狀態(tài)查詢，并通過前端界面把結(jié)果記錄、解析和顯示，具體的流程如下：

（1）客戶端用戶通過系統(tǒng)查詢界面發(fā)送了解某臺設(shè)備運行狀態(tài)請求時，提交的請求為設(shè)備ID的JSON格式數(shù)據(jù)請求，請求的信息包括基本的設(shè)備ID、設(shè)備運行狀態(tài)、設(shè)備故障ID信息和設(shè)備其他必要信息。

（2）程序借助HTTP協(xié)議把用戶請求進行封裝和傳遞，服務(wù)器端程序?qū)⒔邮沼脩粽埱?，并做進一步解析處理。

（3）程序調(diào)用相應(yīng)的接口，完成服務(wù)器端對象的實例化，并由對象完成數(shù)據(jù)的提取和判斷分析，然后向數(shù)據(jù)庫發(fā)起查詢數(shù)據(jù)請求。

（4）系統(tǒng)提取到對應(yīng)的設(shè)備ID的運行狀態(tài)信息以后，通過業(yè)務(wù)規(guī)律層將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫向前端通訊傳遞。

（5）服務(wù)器端和客戶端借助HTTP協(xié)議將數(shù)據(jù)由服務(wù)器端向客戶端傳送，并且在客戶端進行解析和效果浮現(xiàn)。

（6）在客戶端，系統(tǒng)將依照HTML和CSS結(jié)構(gòu)把獲取的數(shù)據(jù)顯示出來，向用戶提供可視化和圖形化的浮現(xiàn)方式。

本系統(tǒng)由于涉及設(shè)備維護管理，因此系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)實時性要求對比高，需要結(jié)合數(shù)據(jù)交互需求實現(xiàn)，故采用實時數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)庫的方式，以得到預(yù)期效果。

（四）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障診斷模塊

本系統(tǒng)最終通過使用OPTICS規(guī)矩推理引擎，分析采集到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)，以對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障進行診斷，即創(chuàng)立Rete網(wǎng)絡(luò)并執(zhí)行評估推理，得到推理結(jié)果，進行存儲以及用于報表生成。

本系統(tǒng)通過獲取設(shè)備運行狀態(tài)和參數(shù)，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的故障狀況進行分析，并統(tǒng)計、匯總所有故障信息，最終對不同類設(shè)備和不同類故障進行統(tǒng)計分析，發(fā)出系統(tǒng)告警。在具體實現(xiàn)診斷算法中，通過設(shè)備特征進行故障判斷。算法實現(xiàn)的核心目標(biāo)是故障特征的相關(guān)性系數(shù)，通過該值把網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的故障特征距離矩陣計算出來。具體過程如下。

1.初始化設(shè)備特征

在設(shè)備故障的歷史庫中，存在有大量的不同故障和對應(yīng)的信息數(shù)據(jù)，且不同的故障特征有不同的參數(shù)值，需要借助數(shù)組把設(shè)備特征進行分別記錄保存，這里定義的數(shù)組是“charactersList[]〞。在數(shù)據(jù)處理中，需要對設(shè)備提供的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，以便使統(tǒng)計結(jié)果更加確切。系統(tǒng)中不同的特征參數(shù)可以看作該特征處于變化之中，在統(tǒng)計時可以根據(jù)設(shè)備特征進行分類匯總，可以對動態(tài)特征設(shè)置維護管理功能，以適應(yīng)設(shè)備和特征之間的關(guān)系變化。

2.讀取設(shè)備狀態(tài)樣點數(shù)據(jù)

借助數(shù)組記錄和分析設(shè)備狀態(tài)，在算法中，先通過“TypesList[]〞對故障進行分類和統(tǒng)計，然后通過“charactersList[i]〞對設(shè)備特征進行分類和統(tǒng)計，標(biāo)注不同的設(shè)備類型的為數(shù)組“CharacterList[i].type[]〞。

3.計算相像度

對設(shè)備狀態(tài)樣點進行特征分析時，選擇某一數(shù)據(jù)特征作為中心，然后進行樣點矩陣計算，對應(yīng)的取值范圍為“distance∈[0…1]〞。

4.統(tǒng)計查詢設(shè)備同類特征的生成故障診斷信息

程序中把設(shè)備特征表示為“characterid〞，對應(yīng)的距離矩陣序號為“characterid.index〞。

計算特征向量，并從小到大進行排列，再通過設(shè)定的最小領(lǐng)域半徑進行簇劃分，于是得到對應(yīng)的均值“{avaerage_1，avaerage_2，…，avaerage_n}〞，這里的n表示設(shè)備特征“characterid〞的個數(shù)。進一步對“characterid.index〞進行查找，并找到最大值“avaerage_k〞，其中，k表示的是所有要求特征對應(yīng)的簇類。設(shè)簇集合為“type_i={type_i_1，type_i_2，…，type_i_n}〞。

5.查找某一具體設(shè)備同類特征的生成故障的診斷信息

針對某一具體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對其中特征進行劃定，即選取“charactersList[]〞數(shù)組中的某一個值，經(jīng)過以上2到4流程，得到簇集合“type_j={type_j_1，type_j_2，…，type_j_n}〞。

6.求最終的簇集合

各自計算不同“charactersList[]〞的分類簇，然后求其交集“type_1，type_2，…，type_k〞，于是得到最終的生成故障診斷結(jié)果。

三、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障檢測系統(tǒng)的測試

（一）系統(tǒng)功能測試

在軟件開發(fā)過程中，一個穩(wěn)定的、可以滿足用戶使用需求的系統(tǒng)必然要經(jīng)歷測試的過程，否則系統(tǒng)是不能輕易上線的。通過對系統(tǒng)進行測試，可以對系統(tǒng)的整體質(zhì)量有明確的認識，可以對開發(fā)中潛在的問題進行摸底，并進一步完善軟件。在測試工作中，對系統(tǒng)功能和系統(tǒng)兼容性進行測試。本系統(tǒng)需要對目前使用較多的瀏覽器進行測試，如對谷歌、百度以及火狐瀏覽器等進行兼容性測試。假如測試合格，說明系統(tǒng)在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理時，其基礎(chǔ)信息的維護、數(shù)據(jù)校驗等功能達到了預(yù)定的目標(biāo)，且說明系統(tǒng)對設(shè)備故障能夠?qū)崿F(xiàn)錄入、查詢等相關(guān)操作