CN104602288B - 一种铁路gprs网络关键网元设备主动监测***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对铁路GPRS网络关键网元设备进行实时、主动监测、将监测数据分析结果及监测告警信息广播推送到各个监测客户端、为用户进行可视化展示、用户可在监测客户端进行监测告警处理操作及告警历史记录查询、以及配置***所监测关键网元信息等功能的***及方法，实现了对铁路全路共用GPRS网络设备（包括RADIUS、DNS、GROS）及GRIS等关键网元设备进行实时、主动监测的功能。本发明基于“主动监测”模式，从实际应用的角度及时、准确地对各受监控的铁路GPRS关键网元设备业务功能、网络连通性等进行快速测试，实时监测关键网元设备的活动状态和业务应用状态，及时发现和排除相关设备存在的运行状态异常情况，为铁路通信***的安全稳定运行提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体的说，本发明涉及一种对铁路GSM-R网络中的分组域，即铁路GPRS网络中的全路共用设备（包括RADIUS、DNS、GROS）及GRIS等关键网元设备进行主动监测***和监测方法。
背景技术
目前铁路GSM-R网络核心网建设已基本完成，其中提供数据业务的分组域GPRS网络全路共用设备包括RADIUS（安全认证服务器）、DNS（域名服务器）、GROS（GRIS归属服务器）等在北京、武汉两地分别陆续建成，并形成地理冗余备份结构投入运营。铁路GPRS网络中所维护的相关设备大致可以分为两类：一是全路共用设备，包括RADIUS、DNS及GROS设备；二是本局自用的GRIS（GPRS接口服务器）、SGSN、GGSN等设备，承担了本局所有机车在GPRS网络中正常运行的核心网元功能。除GSN设备以外的其它GPRS设备，缺乏有效的网络监控***进行实时业务层面的监测，难以及时发现设备故障及运行问题，一旦出现业务中断而未能及时发现和处理，将直接影响行车安全。
针对现有技术存在的不足，提出本发明。
发明内容
本发明提供一种对铁路GPRS网络关键网元设备进行实时、主动监测、将监测数据分析结果及监测告警信息广播推送到各个监测客户端、为用户进行可视化展示、可在监测客户端进行监测告警处理操作及告警历史记录查询、配置***所监测关键网元信息等功能的***及方法，实现了对铁路全路共用GPRS网络设备（包括RADIUS、DNS、GROS）及GRIS等关键网元设备进行实时、主动监测的功能。
本发明提供的技术方案是：一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测***，包括数据采集服务器、汇聚分析服务器、数据库服务器、网管服务器、***监测服务器、监测客户端等，其中，
所述数据采集服务器向GRPS网络业务***中的关键网元设备发送功能性或网络连通性测试信息，并将对关键网元设备的测试结果转发给汇聚分析服务器；
所述汇聚分析服务器接收数据采集服务器发送的对关键网元设备的原始测试结果数据，根据设定的逻辑策略进行监测告警判断，并对告警信息进行分类整理，存储入数据库服务器中；整合出对所监测关键网元设备的监测数据分析结果，实时向网管服务器进行推送，并写入监测数据日志文件；响应用户在监测客户端进行的监测告警处理操作、监测告警历史记录查询以及对***所监测关键网元设备信息配置等服务请求；
所述网管服务器提供汇聚分析服务器和监测客户端之间的通信接口服务，将汇聚分析服务器发送的监测数据分析结果广播推送给各个监测客户端，并接收来自各个监测客户端发送的用户操作数据，并转发给汇聚分析服务器，包括：用户对监测告警处理操作、监测告警历史记录查询以及对所监测关键网元设备信息配置等服务请求；
所述监测客户端用于接收监测数据分析结果并进行可视化实时展示，并为用户提供对实时监测告警信息进行处理操作界面，提供对监测告警历史记录查询以及对所监测关键网元设备信息配置界面；
所述数据库服务器对所监测关键网元设备的实时监测告警及用户处理操作信息、***所监测关键网元信息列表等数据进行存储管理和访问控制；
所述的***监测服务器用于对各个服务器的工作状态及***内部网络连接情况进行实时监控。
所述的铁路GPRS网络关键网元设备包括对铁路全路共用的RADIUS服务器、DNS服务器、GROS服务器以及GRIS服务器。
所述的汇聚分析服务器、数据采集服务器、网管服务器与***监测服务器之间通信方式采用基于Windows操作***支持数据通信的应用程序框架WCF（WindowsCommunication Foundation）。
所述的监测客户端和网管服务器之间采用自定义协议码，使用套接字传输JSON字符串的通信方式。
所述的数据采集服务器向所监测关键网元设备发送测试数据的通信协议及数据格式遵循《GSM-R数字移动通信应用技术条件第二分册：列车无线车次号校核信息传送***》以及《GSM-R数字移动通信应用技术条件第九分册：数据传输应用接口》中所述的相关通信协议及数据帧格式。
本发明还提供了一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测方法，包括以下步骤：
步骤1）顺序启动各个服务器，包括数据库服务器、汇聚分析服务器、网管服务器、数据采集服务器、***监测服务器，启动监测客户端，其中，数据采集服务器启动时，向汇聚分析服务器请求所监测关键网元设备信息列表，汇聚分析服务器接收到请求后从数据库服务器读取所监测关键网元设备信息列表，并返回给数据采集服务器，数据采集服务器接收到列表后，针对每一个所监测关键网元设备创建对应的网元测试线程，并根据所监测关键网元设备类型及参数创建套接字对象及测试数据；
步骤2）数据采集服务器的各个网元测试线程向所监测关键网元设备发送测试数据进行功能性测试，等待所监测关键网元返回测试结果数据，如果功能性测试响应超时，则进行网络连通性测试，数据采集服务器将对所监测关键网元的原始测试结果数据发送给汇聚分析服务器；
步骤3）汇聚分析服务器接收到数据采集服务器发送的原始测试结果数据后，根据设定的逻辑策略进行监测告警判断，并对告警信息进行分类整理，存储入数据库服务器中，整合出对所监测关键网元的监测数据分析结果，实时向网管服务器进行推送，并写入监测数据日志文件；
步骤4）网管服务器接收到汇聚分析服务器推送的监测数据分析结果后，将监测数据分析结果放入消息队列中，将消息队列中的监测数据分析结果广播推送给所有登录的监测客户端；
步骤5）监测客户端接收到网管服务器推送的监测数据分析结果后，将监测数据分析结果实时可视化展示给用户；
步骤6）用户在监测客户端界面上对实时监测告警信息进行处理操作，查询监测告警历史记录以及对所监测关键网元设备信息进行配置。
步骤6）中，所述的用户在监测客户端对监测告警信息进行处理操作包括：
当用户通过监测客户端进行告警处理操作后，监测客户端将操作请求信息经网管服务器发送给汇聚分析服务器，汇聚分析服务器对操作请求进行响应，更新数据库服务器中存储的相应的监测告警记录状态，并将操作结果经网管服务器返回给监测客户端，监测客户端根据操作结果更新监测告警信息界面显示内容。
步骤6）中，其中所述的用户在监测客户端对监测告警历史记录进行查询包括：
当用户通过监测客户端进行告警历史记录查询操作后，监测客户端将查询请求信息经网管服务器发送给汇聚分析服务器，汇聚分析服务器对查询请求进行响应，根据筛选条件查询数据库服务器中存储的告警历史记录信息，并将查询结果经网管服务器返回给监测客户端，监测客户端将返回的查询结果显示在告警历史记录查询界面。
步骤6）中，其中所述的用户在监测客户端对所监测关键网元设备信息进行配置包括：
当用户通过监测客户端配置所监测关键网元设备信息后，监测客户端将配置请求信息经网管服务器发送给汇聚分析服务器，汇聚分析服务器对配置请求进行响应，更新数据库服务器中存储的***所监测关键网元信息，并将操作结果经网管服务器返回给监测客户端，监测客户端根据配置结果更新***所监测关键网元信息配置界面显示内容。
本发明的有益效果是：
本发明完善铁路GPRS网络设备（尤其是全路共用设备）的监控、监测手段，及时发现和排除RADIUS、DNS、GROS等全路共用GPRS设备及GRIS等关键网元设备运行中存在的异常情况，提高GPRS网络管理和监测水平，铁路GPRS网络关键网元设备主动监测***基于“主动监测”模式，实现从实际应用层面及时、准确地将各受监控关键网元设备的功能性和网络连通性等工作状态进行快速测试，实时监测关键网元设备的活动状态和业务应用状态，及时发现和排除相关设备存在的运行状态异常情况，为铁路通信***的安全稳定运行提供保障。
本发明采用基于Windows操作***支持数据通信的应用程序框架WCF（WindowsCommunication Foundation）实现数据采集服务器、汇聚分析服务器、网管服务器和***监测服务器之间的通信。满足分布式***安全可靠的数据通信要求。
本发明实现了保证在高发情况下正确处理和处理网元监测数据分析结果，使用消息队列机制，对监测数据分析结果进行异步处理。
本发明为了避免通信阻塞，采用多线程机制实现对所监测关键网元设备的测试数据采集、***内数据通信及客户端显示更新处理，并使用线程池和线程锁技术保证了多线程处理时的线程安全。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：
图1是本发明中的一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测***组成示意图；
图2是本发明中的一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测方法的跨职能流程图；
图3是本发明中的数据采集服务器初始化的跨职能流程图；
图4是本发明中的告警历史记录查询的跨职能流程图；
图5是本发明中的监测告警信息处理操作的跨职能流程图；
图6是本发明中的配置***所监测关键网元信息的跨职能流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参看附图1，本发明一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测***，包括数据采集服务器、汇聚分析服务器、数据库服务器、网管服务器、***监测服务器、监测客户端等，数据采集服务器向GRPS网络业务***中的关键网元设备发送功能性或网络连通性测试信息，并将对关键网元设备的测试结果转发给汇聚分析服务器；汇聚分析服务器接收数据采集服务器发送的对关键网元设备的原始测试结果数据，根据设定的逻辑策略进行监测告警判断，并对告警信息进行分类整理，存储入数据库服务器中；整合出对所监测关键网元设备的监测数据分析结果，实时向网管服务器进行推送，并写入监测数据日志文件；响应用户在监测客户端进行的监测告警处理操作、监测告警历史记录查询以及对***所监测关键网元信息配置等服务请求；网管服务器提供汇聚分析服务器和监测客户端之间的通信接口服务，将汇聚分析服务器发送的监测数据分析结果广播推送给各个监测客户端，并接收来自各个监测客户端发送的用户操作数据，并转发给汇聚分析服务器，包括：用户对监测告警处理操作、监测告警历史记录查询以及对所监测关键网元设备信息配置等服务请求；监测客户端用于接收监测数据分析结果并进行可视化实时展示，并为用户提供对实时监测告警信息进行处理操作界面，提供对监测告警历史记录查询以及对所监测关键网元设备信息配置界面；数据库服务器对所监测关键网元设备的实时监测告警及用户处理操作信息、***所监测关键网元信息列表等数据进行存储管理和访问控制；***监测服务器用于对各个服务器的工作状态及***内部网络连接情况进行实时监控。铁路GPRS网络关键网元设备包括对铁路全路共用的RADIUS服务器、DNS服务器、GROS服务器以及GRIS服务器。汇聚分析服务器、数据采集服务器、网管服务器与***监测服务器之间通信方式采用基于Windows操作***支持数据通信的应用程序框架WCF（Windows Communication Foundation）。监测客户端和网管服务器之间采用自定义协议码，使用套接字传输JSON字符串的通信方式。数据采集服务器向所监测关键网元设备发送测试数据的通信协议及数据格式遵循《GSM-R数字移动通信应用技术条件第二分册：列车无线车次号校核信息传送***》以及《GSM-R数字移动通信应用技术条件第九分册：数据传输应用接口》中所述的相关通信协议及数据帧格式。
参看附图2，一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测方法，包括以下步骤：
步骤1）顺序启动各个服务器，包括数据库服务器、汇聚分析服务器、网管服务器、数据采集服务器、***监测服务器，启动监测客户端，其中，参看附图3，数据采集服务器启动时，向汇聚分析服务器请求所监测关键网元设备信息列表，汇聚分析服务器接收到请求后从数据库服务器读取所监测关键网元设备信息列表，并返回给数据采集服务器，数据采集服务器接收到列表后，针对每一个所监测关键网元设备创建对应的网元测试线程，并根据所监测关键网元设备类型及参数创建套接字对象及测试数据；
步骤2）数据采集服务器的各个网元测试线程向所监测关键网元设备发送测试数据进行功能性测试，等待所监测关键网元返回测试结果数据，如果功能性测试响应超时，则进行网络连通性测试，数据采集服务器将对所监测关键网元的原始测试结果数据发送给汇聚分析服务器；
步骤3）汇聚分析服务器接收到数据采集服务器发送的原始测试结果数据后，根据设定的逻辑策略进行监测告警判断，并对告警信息进行分类整理，存储入数据库服务器中，整合出对所监测关键网元的监测数据分析结果，实时向网管服务器进行推送，并写入监测数据日志文件；
步骤4）网管服务器接收到汇聚分析服务器推送的监测数据分析结果后，将监测数据分析结果放入消息队列中，将消息队列中的监测数据分析结果广播推送给所有登录的监测客户端；
步骤5）监测客户端接收到网管服务器推送的监测数据分析结果后，将监测数据分析结果实时可视化展示给用户；
步骤6）用户在监测客户端界面上对实时监测告警信息进行处理操作，查询监测告警历史记录以及对所监测关键网元设备信息进行配置。
参看附图4，用户在监测客户端对监测告警信息进行处理操作包括：当用户通过监测客户端进行告警处理操作后，监测客户端将操作请求信息经网管服务器发送给汇聚分析服务器，汇聚分析服务器对操作请求进行响应，更新数据库服务器中存储的相应的监测告警记录状态，并将操作结果经网管服务器返回给监测客户端，监测客户端根据操作结果更新监测告警信息界面显示内容。
参看附图5，用户在监测客户端对监测告警历史记录进行查询包括：当用户通过监测客户端进行告警历史记录查询操作后，监测客户端将查询请求信息经网管服务器发送给汇聚分析服务器，汇聚分析服务器对查询请求进行响应，根据筛选条件查询数据库服务器中存储的告警历史记录信息，并将查询结果经网管服务器返回给监测客户端，监测客户端将返回的查询结果显示在告警历史记录查询界面。
参看附图6，用户在监测客户端对所监测关键网元设备信息进行配置包括：
当用户通过监测客户端配置所监测关键网元设备信息后，监测客户端将配置请求信息经网管服务器发送给汇聚分析服务器，汇聚分析服务器对配置请求进行响应，更新数据库服务器中存储的***所监测关键网元信息，并将操作结果经网管服务器返回给监测客户端，监测客户端根据配置结果更新***所监测关键网元信息配置界面显示内容。
以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测***，其特征在于，包括数据采集服务器、汇聚分析服务器、数据库服务器、网管服务器、***监测服务器、监测客户端等，其中： 所述数据采集服务器向GRPS网络业务***中的关键网元设备发送功能性或网络连通性测试信息，并将对关键网元设备的测试结果转发给汇聚分析服务器； 所述汇聚分析服务器接收数据采集服务器发送的对关键网元设备的原始测试结果数据，根据设定的逻辑策略进行监测告警判断，并对告警信息进行分类整理，存储入数据库服务器中；整合出对所监测关键网元设备的监测数据分析结果，实时向网管服务器进行推送，并写入监测数据日志文件；响应用户在监测客户端进行的监测告警处理操作、监测告警历史记录查询以及对***所监测关键网元信息配置等服务请求； 所述网管服务器提供汇聚分析服务器和监测客户端之间的通信接口服务，将汇聚分析服务器发送的监测数据分析结果广播推送给各个监测客户端，并接收来自各个监测客户端发送的用户操作数据，并转发给汇聚分析服务器，包括：用户对监测告警处理操作、监测告警历史记录查询以及对所监测关键网元设备信息配置等服务请求； 所述监测客户端用于接收监测数据分析结果并进行可视化实时展示，并为用户提供对实时监测告警信息进行处理操作界面，提供对监测告警历史记录查询以及对所监测关键网元设备信息配置界面； 所述数据库服务器对所监测关键网元设备的实时监测告警及用户处理操作信息、***所监测关键网元信息列表等数据进行存储管理和访问控制； 所述的***监测服务器用于对各个服务器的工作状态及***内部网络连接情况进行实时监控；
所述的铁路GPRS网络关键网元设备包括GPRS网络中全路共用的安全认证服务器RADIUS、域名解析服务器DNS、GRIS归属服务器GROS，以及各局本地自用的GPRS接口服务器GRIS。
2.根据权利要求1所述的一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测***，其特征在于，所述的汇聚分析服务器、数据采集服务器、网管服务器与***监测服务器之间通信方式采用基于Windows操作***支持数据通信的应用程序框架WCF。
3.根据权利要求1所述的一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测***，其特征在于，所述的监测客户端和网管服务器之间采用自定义协议码，使用套接字传输JSON字符串的通信方式。
4.一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1）顺序启动各个服务器，包括数据库服务器、汇聚分析服务器、网管服务器、数据采集服务器、***监测服务器，启动监测客户端，其中，数据采集服务器启动时，向汇聚分析服务器请求所监测关键网元设备信息列表，汇聚分析服务器接收到请求后从数据库服务器读取所监测关键网元设备信息列表，并返回给数据采集服务器，数据采集服务器接收到列表后，针对每一个所监测关键网元设备创建对应的网元测试线程，并根据所监测关键网元设备类型及参数创建套接字对象及测试数据； 步骤2）数据采集服务器的各个网元测试线程向所监测关键网元设备发送测试数据进行功能性测试，等待所监测关键网元返回测试结果数据，如果功能性测试响应超时，则进行网络连通性测试，数据采集服务器将对所监测关键网元的原始测试结果数据发送给汇聚分析服务器； 步骤3）汇聚分析服务器接收到数据采集服务器发送的原始测试结果数据后，根据设定的逻辑策略进行监测告警判断，并对告警信息进行分类整理，存储入数据库服务器中，整合出对所监测关键网元的监测数据分析结果，实时向网管服务器进行推送，并写入监测数据日志文件； 步骤4）网管服务器接收到汇聚分析服务器推送的监测数据分析结果后，将监测数据分析结果放入消息队列中，将消息队列中的监测数据分析结果广播推送给所有登录的监测客户端； 步骤5）监测客户端接收到网管服务器推送的监测数据分析结果后，将监测数据分析结果实时可视化展示给用户； 步骤6）用户在监测客户端界面上对实时监测告警信息进行处理操作，查询监测告警历史记录以及对所监测关键网元设备信息进行配置；
所述的铁路GPRS网络关键网元设备包括GPRS网络中全路共用的安全认证服务器RADIUS、域名解析服务器DNS、GRIS归属服务器GROS，以及各局本地自用的GPRS接口服务器GRIS。
5.根据权利要求4所述的一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测方法，其特征在于，步骤6）中，所述的用户在监测客户端对监测告警信息进行处理操作包括： 当用户通过监测客户端进行告警处理操作后，监测客户端将操作请求信息经网管服务器发送给汇聚分析服务器，汇聚分析服务器对操作请求进行响应，更新数据库服务器中存储的相应的监测告警记录状态，并将操作结果经网管服务器返回给监测客户端，监测客户端根据操作结果更新监测告警信息界面显示内容。
6.根据权利要求4所述的一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测方法，其特征在于，步骤6）中，其中所述的用户在监测客户端对监测告警历史记录进行查询包括： 当用户通过监测客户端进行告警历史记录查询操作后，监测客户端将查询请求信息经网管服务器发送给汇聚分析服务器，汇聚分析服务器对查询请求进行响应，根据筛选条件查询数据库服务器中存储的告警历史记录信息，并将查询结果经网管服务器返回给监测客户端，监测客户端将返回的查询结果显示在告警历史记录查询界面。
7.根据权利要求4所述的一种铁路GPRS网络关键网元设备主动监测方法，其特征在于，步骤6）中，其中所述的用户在监测客户端对所监测关键网元设备信息进行配置包括： 当用户通过监测客户端配置所监测关键网元设备信息后，监测客户端将配置请求信息经网管服务器发送给汇聚分析服务器，汇聚分析服务器对配置请求进行响应，更新数据库服务器中存储的***所监测关键网元信息，并将操作结果经网管服务器返回给监测客户端，监测客户端根据配置结果更新***所监测关键网元信息配置界面显示内容。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200628 Address after: 100000 No. 8 North Main Street, Dongcheng District, Beijing, Chaoyangmen Patentee after: Liu Weibin Address before: 100083, 1707-A063, No. 9 West Fourth Ring Road, Beijing, Haidian District Patentee before: BEIJING BEIJIAO XINKONG TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Effective date of registration: 20210425 Address after: 734-1, 7 / F, building 2, 18 YANGFANGDIAN Road, Haidian District, Beijing Patentee after: BEIJING BEIJIAO XINKONG TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 100000 No. 8 North Main Street, Dongcheng District, Beijing, Chaoyangmen Patentee before: Liu Weibin |
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