互联网业务质量监控平台

赵京波

【摘 要】在当前出现越来越多的互联互通业务层面质量问题的情况下，工业和信息化部，各运营商之间对互联互通问题暂时没有有效的解决方案，缺少相关技术支撑手段来实现快速发现、定位、取证、申告等一系列工作。另外，公司目前缺乏前瞻性的网络性能测试手段，不能准确预见提供的互联网业务服务质量及接入网网络质量，无法及时发现网络瓶颈及故障。本文提出了互联网业务质量监控平台的方案设计。

【关键词】互联网；业务质量；监控平台

1.实现方案

1.1系统架构

平台包括测试部分、综合管理部分和北向接口，测试部分负责互联互通电路质量的测试，测试结果在综合管理部分进行处理、入库和呈现，并且提供北向接口数据给综合告警等其他系统。

平台采用层次化设计的思想，包括测量层、测量分析和存储层、测量任务管理层、系统管理层和外部接口：

（1）测量层实现对底层的测量模块/板卡的管理和调度功能。提供了基于Java实现的WEB Agent、基于嵌入式系统的Embedded Agent 和基于硬件实现的高速网络测量板卡。这些测量模块和板卡之间可以测量互通。

（2）测量分析模块对测量获得的数据进行处理，获得最终的测量结果； 测量存储模块对测量结果进行存储管理， 这些积累的历史数据可供运营商形成网络“健康报告”。

（3）测量任务管理实现分布式的测量任务下发和控制，通过任务管理器将测量指令发送给各个测量器。

1.2功能架构

平台的功能主要包括以下九个部分：

（1）互联网HTTP业务测试：进行HTTP业务的质量测试，同时可以自动化进行网络层质量诊断工具的联动调用，包括ping、traceroute和telnet等。通过HTTP业务测试，能够诊断出当前HTTP业务的质量好坏，并且在出现质量问题时，进行故障的定位。

（2）互联网DNS业务测试：进行DNS业务的质量测试。

（3）互联网MAIL测试：进行SMTP和POP业务的质量测试，同时可以自动化进行网络层质量诊断工具的联动调用，包括ping、traceroute和telnet等。通过SMTP和POP业务测试，能够诊断出当前SMTP和POP业务的质量好坏，并且在出现质量问题时，进行故障的定位。

（4）互联网接入带宽测试：可以实现端到端剩余带宽的微流量测试。

（5）互联网接入质量测试：可以实现端到端的单双向丢包、时延等指标的测试

（6）互联网网络拥塞测试：可以进行网络拥塞点进行测量定位，确定出现拥塞的位置。

（7）互联网测试VOIP测试：进行音频传输层传输时延的测试。

（8）互联网网元Rping测试：使用CISCO路由器Ping功能进行测试的能力。

（9）测试任务管理：进行测试任务进行下发、任务状态查询、任务测试结果展现等测试任务的所有内容的管理功能。

（10）告警管理：针对测试任务中测试指标超过预设阀值，则会触发相应告警。告警管理则对告警进行存储、短信和邮件转发、告警内容展现等内容管理。

（11）系统管理：平台自身的管理功能。

（12）用户管理：平台自身用户的用户信息和权限的增加、修改、删除的管理。

（13）报表：平台测试结果的数据展现。

1.3主要技术创新点

A.实现了基于规则判定的互联网业务服务质量的自动关联测试方法

基于规则判定的互联网业务服务质量的自动关联测试方法的主要工作流程：

（1）远程下发一个本机PING测试任务让客户执行，如果ping不通说明网络不可达。

（2）启用Traceroute测试，确认网络中断节点位置。

（3）如果PING测试没有问题，进行telnet 80端口，确定端口是否有效，目的端口是否被限制。

（4）如果telnet 80端口测试正常，则进行时延丢包测试，则确定端到端时延，时延丢包很大的话则诊断出问题。

（5）如果时延很大，则使用拥塞定位确定可能出现问题的位置。

（6）如果时延很小，则说明网络层无问题。进行http业务测试，判断dns、首字节传输时间等来判断是dns出现问题还是http服务器本身出现问题。

（7）自动进行下一步接入带宽的测试，通过对单向的剩余带宽和时延抖动结果分析，是否是客户本身问题（如服务器中毒、大量使用BT等），还是由于链路带宽不够，需要扩容。

（8）根据所设置门限值弹出告警，生成报表，综合各项指标判定投诉问题所在。如果是互联互通问题，根据所取结果证据收集，可以向相关部门提出申诉。

B.实现了基于HTTP业务的互联互通故障定位技术

HTTP服务测试的流程和各参数意义说明如下：

（1）客户端向DNS服务器发送DNS查询请求WEB服务器的IP地址，DNS服务器返回查询结果。这段时间为DNS查询时间，该测试参数可定位DNS服务是否正常。

（2）客户端获得WEB服务器IP地址后，向该WEB服务器发送TCP SYN包，要求建立连接；WEB服务器做出应答，完成三次握手，连接建立。这段时间为建立连接时间，可定位互联互通故障采取的路由及端口限制手段。

（3）客户端向WEB服务器发送GET请求，在收到服务器的ACK后，开始下载页面。这段时间为首字节传输时间，可定位WEB服务是否正常。

（4）客户端从收到第一个字节到接收完整的HTML文件的时间为页面下载时间，页面的大小为传输字节数，吞吐量等于传输字节数和下载时间的比值，可定位互联互通故障采取的访问速率限制手段。

C.实现了微流量可用带宽测量技术

链路带宽是指一条通信链路的最大分组发送速率。瓶颈带宽是指一条网络路径上各链路带宽中的最小值，它决定了网络路径端到端最大发送速率。比如下图，链路1为40Mbps，链路2为20Mbps， 则端到端的瓶颈带宽为20Mbps。端到端剩余带宽，由路径上剩余带宽最小的那段链路决定。就好像交通网络中最为堵车的位置是整个交通网络的瓶颈位置。剩余带宽是用户端到端的性能中最具决定性的因素。

2.解决问题及应用情况

本项目解决的问题主要包括：

2.1实现了高效的互联网网络端到端性能及业务测试平台

（1）实现主动网络性能测量功能，测量参数可灵活配置。

（2）实现微流量测量技术，减少网络负担。

（3）能够进行拥塞定位，可主动定位网络瓶颈。

（4）提供集团专线及个人宽带用户接入网络质量测试功能。

（5）HTTP，FTP，POP3/SMTP，DNS，VOIP业务服务质量测试。

2.2实现了互联网业务层面互联互通障碍自动申告技术体系

（1）实现互联网业务层面互联互通故障的自动发现，自动定位。

（2）实现互联网业务层面互联互通故障的自动证据收集，状态跟踪。

（3）实现通信管理局故障工单处理系统的自动申告。

2.3互联网业务服务质量监控平台符合集团ONE OSS要求

（1）实现“主动测试、定位预警、闭环处理”的维护流程。

（2）实现丰富的数据报表统计及门户站点展示功能。

（3）形成可测试、可考核的并实际反映网络质量的KPI指标。

（4）开发高效的与网管系统，通管局申告系统等外部系统接口。

3.经济和社会效益

互联网业务服务监控平台上线以来，极大减少了日常质量拨测及现场排障工作量，有效降低了客户投诉岗位人员日常工作量。

（1）提升移动宽带业务服务质量，提高用户满意度 互联网业务服务监控平台可实现网络质量及各种业务的自动拨测及定位，有利于及时发现故障，提升处理效率，避免以往用户投诉先于故障告警的不良局势。

（2）提供了互联互通技术监测手段，净化互联网竞争环境。

目前，该平台已可解决以往监测手段缺乏的问题，为有效遏制竞争对手在互联互通限制行为，规范互联网互联互通保障行为。