管道网络质量监控技术研究范文

摘要：企业经常会发生网络不稳定、办公网络容易瘫痪等故障，但因网络设备数量庞大，故障排查难度大耗时长，缺乏有效的监控排查手段。随着管道企业信息化建设的不断深入，网络优化等工作也已迫在眉睫，网络质量监控技术是能源企业构建新一代网络架构不可或缺的因素。将监控设备部署至管道沿线所有网络节点，实时监测管道沿线的网络运行情况，在管道企业网络应用中将起到重要的作用。

关键词：管道企业；网络质量；监控技术；网络优化；故障隐患；安全防护

1项目实施背景

北京管道（以下简称公司）的办公网络结构繁杂，其中包括陕京一线的卫星通讯线路、陕京二、三线的管道跟随性光缆和租用通讯运营商的专用线路。所有的业务数据通过区域路由汇聚至北京的核心交换设备上，再经过数据分发至集团区域中心从而提供办公网业务。

2面临的问题

一是由于管道断缆、设备故障、私接设备等原因，公司基层经常发生网络不稳定、办公网络瘫痪等故障。二是管道线路沿途一旦发生断缆、通信及网络设备故障时，线路下游的所有场站都将断网，造成大面积办公网络瘫痪、短时间难以消除的严重影响。三是网络故障发生时，由于网络节点和设备数量庞大，人工故障排查耗时长，往往恢复网络都需要数小时，缺少一种实时监控排查手段。四是网络传输的信息难以实时传送并加以分析利用，浪费了大量的信息资源。五是受网络环境、人为因素影响大，不规范，难以追查管理失误而造成的责任事故。

3主要做法与设计思路

3.1主要做法

经过长时间的摸索，项目小组根据实际中遇到的网络故障问题，设计了一套陕京管道网络监控系统。其架构如下：监控中心服务器设在总部，在全线所有网络节点下布置网络监控设备，通过socket心跳包机制定时与监控中心进行通讯，监控中心通过与节点的请求应答机制能短时间内判断节点是否发生故障，并通过预警短信上报至值班人。除此之外，在重要网络节点的监控设备上加装4G通讯模块，一旦网络瘫痪，监控设备启动4G应急网关，运用IPSec通讯隧道加密技术与公司总部进行内网通讯，该重要节点下的所有网络业务经过辅助路由的4G线路进行数据传输，对公司办公业务的稳定运行增添了双重保障。在摸索解决网络监控手段的过程中，经过多方调研网络监控的相关设备厂商，耗费大量人力物力财力的现场诊断，均不能给出确切结果，但是都提出使用网络监控系统，费用较高（都在50万以上，也不包括监控子设备的设计、后期维护以及新需求）。项目小组经过慎重考虑，提出自主研发中心及监控子节点，开始走自主创新的道路，对监控系统进行自主开发。经过编写、调试、模拟实景测试、上线试运行，并成熟稳定运行了2年多的时间。监控系统最终做到功能实用有效、运行稳定可靠，是与自行设计和采用的关键技术要点密切相关的[1]。

3.2设计思路

系统分为监控后台和管理后台，如图1所示，其中监控后台作为监控中心与监控子设备的通讯接口，采用C/S的设计架构，运用socket心跳包的通讯协议，保证了每个子设备能及时有效的与监控中心进行请求响应，在工程师的操作下，子设备还可对节点内网的网络环境进行测速、监控、探测等网络操作辅助手段[2]。而管理后台作为工程师的监控可视界面，技术采用B/S为架构，可随时通过浏览器访问监控系统，系统能调取的每个网络节点的历史数据从而将容易发生故障的节点优先显示，并于每日两次对全线网络进行网速测试，在故障发生时通过短信接口能及时通知到值班工程师，从而帮助工程师更迅速、方便、快捷的找寻存在故障的网络节点。通过对历史运行数据的分析，可有助于今后公司网络建设和调整时提供指导和优化的建议。

4成效和意义

4.1监控策略

自主设计、开发的网络速度监控系统，能及时发现网络存在的问题，实施动态监控网速，及时发现站场和管理处网络问题，快速解决，不影响办公，同时提高了公司互联网的使用质量[3]。例如某基层站职工宿舍一台笔记本电脑遭受ARP病毒攻击导致了陕京二线办公网络中断2h。通过顶层设计将原有二层网络结构改造为三层IP互联的网络结构，将问题影响范围缩小到站场以内，避免整个陕京二线网络环境遭受病毒攻击。经过近1年的效果检验。此前，基层单位长期反映的基层办公网络不稳定，“网络忽快忽慢”、“问题此起彼伏”的网络问题也都彻底得到解决。

4.2实现策略

在系统运行期间，网络每次发生故障时，公司网络工程师总能在5min内就知道是具体哪个网路节点出现了故障，并快速有效的进行排查和恢复工作[4-5]，大大缩短了网络故障的恢复时间。例如，有时网络故障发生在夜里，工程师快速解决后通知基层场站员工进行复测，而现场员工甚至还尚未发现网络曾发生过瘫痪。以此说明，跟以往基层发现上不了网，数小时后才通知给网络工程师相比，监控系统的应用，使公司网络恢复的效率得到提升，使我处应急保障能力、技术水平得到了提升。总之，自主开发的陕京管道全线网络监控系统，将监控设备部署至管道沿线所有网络节点，实时监测北京管道的网络运行情况，及时上报可能存在的故障隐患和问题，并根据参照系统运行的网络数据，对公司网络调整与优化，加强网络安全防护提供保障。

参考文献：

[1]杨晗.基于C/S结构的网络服务质量监控系统的设计与实现[D].电子科技大学，2012(01):76.

[2]张振刚.基于信令监测的多维网络质量监控分析[J].山东通信技术，2011(02):8-10.

[3]刘新杰.互联网/核心网网络质量监控的实现和应用实例[J].IT时代周刊，2015:144-148.

[4]杨波靖，陈金水，史芳.网络质量监控方法和系统[P].中兴通讯股份有限公司，2010.

[5]谢勇.网络环境下在线质量监控系统的研发[D].山东理工大学，2007(05):75.

作者：刘亮 张楠楠 赵宝 单位：中石油北京天然气管道有限公司