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复杂⽹络的运⾏常常超乎想象


管理⼀个复杂⽹络,常常遇到难以定位故障和⽹络优化效果不可预知的情况。这既来源于管理者⾃⾝经验积累的不⾜,也来源于复杂⽹络的运⾏态从A点迁移到B点涉及的因素较多,难于⼈⼯计算。

在计算⼀个复杂⽹络的运⾏态时,通常需要对⾄少三个维度的要素进⾏计算:设备和链路状态、路由状态和⽹络流量状态。其中设备和链路状态代表了设备和底层链接的健康程度,路由状态代表了⽹络中当前选⽤的路由算法⾃⾝计算会形成的⽹络拓扑以及该拓扑的稳定程度,⽹络流量状态则给出了在当前⽹络链接及⽹络拓扑状态下实际发⽣的流量健康度与效能。

传统意义上的⽹络监控管理系统,通常是将上述三个维度的管理能⼒割裂实施的,这导致其监视、故障定位的能⼒相对较弱,⽆法实现对⽹络实际运⾏态的有效呈现,更不⽤说对下⼀个⽹络运⾏态的有效预测了。

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系统的核⼼功能模块包括五⼤块:


数据采集与管理系统 —提供了综合数据采集能⼒,针对前述三个维度中的头两个,通过SNMP协议获取设备与链路状态信息、路由表信息,针对⽹络流量状态,通过xFlow技术获取⽹络流量的当前状态。在进⾏数据存储与处理时,对所有数据加上时间信息,从⽽构成的各类信息的时间序列数据,这就使得所有数据具备了关联与快照切⽚分析的基础能⼒;

模拟仿真系统—重点针对路由协议栈实施整⽹范围运⾏状态的模拟仿真,包括了影响⽹络拓扑变化的事件模拟,模拟事件调度机制形成的路由协议栈冲击情况模拟,事件序列造成的⽹络拓扑变化状态和⽹络流量事件造成的⽹络效能变化等,在处理⼤规模复杂⽹络仿真时采⽤的并⾏仿真技术等,这些仿真模拟使⽤的原始数据包括两类:a)来⾃于数据采集与管理系统的实时数据,b)⼈为设置的纯仿真数据;

故障诊断与定位系统—数据来⾃于采集与管理系统和模拟仿真系统两个模块,经过综合分析处理,形成基于设备告警和流⾏为异常的事件处理能⼒,基于这两种事件完成故障诊断与定位;

⽹络运⾏状态分析系统 —基于设备与链路状态信息、路由表信息和⽹络流量状态信息,综合分析形成带有时间序列的⽹络运⾏状态分析结果,并可以在此基础上形成⽹络运⾏优化⽅案;

展现系统—接收来⾃于⽹络运⾏状态分析、故障诊断与定位和模拟仿真系统的数据,以可视化⼿段呈现出来。

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整套系统瞄准复杂⽹络的核⼼管理关注点:


故障检测与定位—基于流异常⾏为+设备告警数据的综合分析,实现对⽹络运⾏状态的异常感知和故障定位检测,系统能够基于样本训练建⽴评估模型,形成完整可视的⽹络运⾏态势分析,并在此基础上⽣成⽹络优化⽅案;

实际环境的故障重现—多维度的⽹络故障重现,基于现⽹环境运⾏数据,实现对节点、链路、端口、链路的路由度量、链路速率变化和MTU变化等⽅⾯的⽹络故障重现能⼒;

基于⽹络状态仿真技术的应急响应演练能⼒ —通过设置⽬标⽹络模拟环境中流量任务、事件模拟,运营管理团队能够针对紧急状态做有效的应急预案演练。