一种基于网络划分的质量监控方法

技术领域

本发明涉及网络监控技术领域，具体而言，涉及一种基于网络划分的质量监控方法。

背景技术

云网一体是指将云计算和网络技术相结合，在广域网场景上将多个数据中心、边缘计算节点以及用户终端进行互联，实现资源共享和灵活性的一种模式。在这种模式下，网络是连接云服务和用户终端之间的桥梁，因此网络的稳定性和性能对于用户体验和业务运行至关重要。在云网一体场景中，通常使用网络质量监控以对网络性能进行监控，网络质量监控可以帮助及时发现和解决网络故障，提供对网络性能的全面评估，以及保障网络的安全性，因此，网络质量监控在云网一体场景中具有一定重要性。

目前，传统的云网一体网络质量监控方法包括主动式探测法和响应式探测法。其中，主动式探测法需要遍历全网的网络路径，当网络节点和数量不断扩增时，容易导致整个探测链路过长，探测消耗过多的问题。且由于额外带来的探测开销比较大，可能探测的流量反而成为了影响实际业务体验的流量，或者多个探测流量之间存在竞争，最终导致探测的结果不可信。响应式探测法是由用户主动发起探测，但是该方法存在一定的滞后性，需要用户事先规划好探测计划，整个网络响应这个探测计划，导致该方法无法预先感知网络状态，出现问题只能事后发现并进行处理，且响应式探测全网覆盖度比较有限，可能会忽略需要探测的路径或者网络节点，造成业务使用无法达到最佳状态。

发明内容

本发明解决的问题是如何提高网络质量监控效率。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于网络划分的质量监控方法，包括：

根据网络特征对初始网络进行划分，得到监控网络，其中，每两个相邻所述监控网络包括一个公共节点；

根据所述网络特征得到每个所述监控网络的探测策略；

利用对应的所述探测策略，对每个所述监控网络中的各节点线路进行探测，得到每条所述节点线路的质量数据，其中，每条所述节点线路包括至少两个节点；

若目标线路的节点在不同的所述监控网络中，则基于所述公共节点，对不同所述监控网络中的所述节点线路和对应的所述质量数据进行拼接处理，得到所述目标线路的质量数据；

根据预设质量标准和所述质量数据对所述目标线路进行监控。

本发明中，根据网络特征对初始网络进行划分，得到节点范围及数量相对较少、属性较为统一的监控网络，减小网络监控负载及复杂性。另外，网络划分机制使得网络质量监控具备良好的可扩展性，适应不同规模网络对探测的需求，当网络规模较大的时候，可以划分较多的网络区域，控制网络探测在全网的传播范围，从而使得网络探测开销具备可控制的能力，实现较强的可扩展性。针对监控网络的网络特征设定特定的探测效率以对监控网络进行监控，实现探测开销与探测精度的权衡，提高网络监控效率。利用对应的探测策略，对每个监控网络中的各节点线路进行探测，得到准确性高的每条节点线路的质量数据，以及基于公共节点，对不同监控网络中的节点线路和对应的质量数据进行拼接处理，得到目标线路的质量数据，实现不同监控网络的数据融合、全局化网络监控。根据预设质量标准和质量数据对目标线路进行监控，可以及时发现故障并采取相应的措施，以保证网络的稳定性和可靠性。

可选地，所述网络特征包括历史质量数据；所述根据网络特征对初始网络进行划分，得到监控网络，包括：

获取所述初始网络中各节点的历史质量数据，根据所述历史质量数据，设定划分区间阈值；

根据所述划分区间阈值划分所述初始网络，得到多个初始监控网络；

对多个所述初始监控网络进行清洗，得到所述监控网络，其中，所述监控网络的数量大于一且小于所述初始网络中节点数量。

可选地，所述对多个所述初始监控网络进行清洗，得到所述监控网络，包括：

获取每个所述初始监控网络的网络节点；

根据所述网络节点判断所述初始监控网络是否存在包含关系；

若存在所述包含关系，则删除被包含的所述初始监控网络，得到所述监控网络。

可选地，所述对多个所述初始监控网络进行清洗，得到所述监控网络之后，还包括：

取所述监控网络中网络节点的交集得到所述公共节点；

获取所述监控网络中每个所述网络节点的性能量纲；

当所述性能量纲不同时，根据所述公共节点的性能量纲对每个所述网络节点的性能量纲进行归一化处理。

可选地，所述根据网络特征对初始网络进行划分，得到监控网络，还包括：

获取所述监控网络的数量和所述初始网络中节点的数量；

当所述监控网络的数量不满足预设预期时，返回设定所述划分区间阈值步骤，直至监控网络的数量不满足所述预设预期，其中，所述预设预期包括所述监控网络的数量大于1且小于所述初始网络中节点的数量。

可选地，所述网络特征包括位置信息和协议信息；所述根据网络特征对初始网络进行划分，得到监控网络，包括：

获取所述初始网络中各节点的所述位置信息和所述协议信息；

根据所述位置信息和所述协议信息划分所述初始网络，得到所述监控网络；

在所述根据网络特征对初始网络进行划分，得到监控网络之后，还包括：

获取所述监控网络中每个网络节点的性能量纲；

当所述性能量纲不同时，根据任一个所述网络节点的性能量纲对每个所述网络节点的性能量纲进行归一化处理。

可选地，所述网络特征包括历史质量数据，所述历史质量数据包括时延、带宽资费和可用带宽；所述根据所述网络特征得到每个所述监控网络的探测策略包括：

当所述时延超过预设时延阈值时，增加探测频率；

当所述带宽资费超过预设资费阈值时，降低所述探测频率，当所述带宽资费小于预设资费阈值时，增加所述探测频率；

当所述监控网络中所述可用带宽的数量少于预设带宽数量时，降低所述探测频率。

可选地，所述根据所述网络特征得到每个所述监控网络的探测策略，还包括：

获取用户需求，根据所述用户需求调整探测频率。

可选地，所述对每个所述监控网络中的各节点线路进行探测，得到每条所述节点线路的质量数据，包括：

获取每条所述节点线路的质量数据，生成质量监控表；

确定当时的质量数据和下一时刻的质量数据的差的绝对值，当所述差的绝对值大于预设值时，根据所述下一时刻的质量数据更新所述质量监控表。

可选地，所述质量数据包括丢包率和时延；所述若目标线路的节点在不同的所述监控网络中，则基于所述公共节点，对不同所述监控网络中的所述节点线路和对应的所述质量数据进行拼接处理，得到所述目标线路的质量数据，包括：

根据所述节点线路获取组成所述目标线路的组合线路，其中，所述组合线路至少包括两个；

获取所述组合线路的丢包率和时延，

将每个所述组合线路的时延求和得到所述目标线路的时延；

所述目标线路的丢包率表示为：

P=（1-a）*b+a；

其中，P表示所述目标线路的丢包率，a和b分别表示两条所述组合线路的丢包率。

附图说明

图1为本发明实施例的基于网络划分的质量监控方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的监控网络划分结构示意图一；

图3为本发明实施例的监控网络划分结构示意图二；

图4为本发明实施例的监控网络划分结构示意图三；

图5为本发明实施例的监控网络划分是否满足预设预期判断流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本申请实施例的描述中，术语“一些实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”；术语“可选地”表示“可选的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

可以理解的是，本申请中涉及到的任何关于数据获取或采集的部分，均以获得用户授权。

如图1所示，本发明提供了一种基于网络划分的质量监控方法，包括：

步骤S1、根据网络特征对初始网络进行划分，得到监控网络，其中，每两个相邻所述监控网络包括一个公共节点。

具体地，在初始网络中存在大量网络节点，若对该初始网络直接进行网络监控，需要更多的资源和带宽来进行数据采集和传输，以及需要更多的管理和配置，增加网络监控的负担和延迟，需要更复杂的监控系统和策略来处理和分析监控数据。因此，为了增加网络监控效率，本实施例获取初始网络中的网络特征，例如网络密度、网络拓扑结构、节点度和节点中心性等，根据网络特征将初始网络划分为多个监控网络，并且设定一个管控节点对监控网络进行管理（如图2所示），可以更好地管理和监控数量众多的网络节点，通过监控网络划分、管控节点以及公共节点的统一化处理来屏蔽异构网络的复杂性，减小网络监控负载及复杂性，提高网络监控效率。

步骤S2、根据所述网络特征得到每个所述监控网络的探测策略。

具体地，每个监控网络的属性及重要性均不同，其主要是基于网络特征确定，根据每个监控网络的属性指定不同的探测目标、生成特定的探测策略，实现探测开销与探测精度的权衡。

步骤S3、利用对应的所述探测策略，对每个所述监控网络中的各节点线路进行探测，得到每条所述节点线路的质量数据，其中，每条所述节点线路包括至少两个节点。

步骤S4、若目标线路的节点在不同的所述监控网络中，则基于所述公共节点，对不同所述监控网络中的所述节点线路和对应的所述质量数据进行拼接处理，得到所述目标线路的质量数据。

具体地，目标线路为用户所需要获取质量数据的节点线路。采用对应的探测策略对监控网络中每个节点线路进行探测，可得到准确的节点线路质量数据。当目标线路中涉及的节点均在同一监控网络中，则直接调取该监控网络中对应的节点线路的质量数据即可；而设定公共节点，当目标线路不在同一个监控网络中时，可利用公共节点得到组成目标线路的节点线路，而后进行质量数据的拼接，即可得到目标线路的质量数据，实现不同监控下目标线路的质量数据获取，减小网络监控负载。

步骤S5、根据预设质量标准和所述质量数据对所述目标线路进行监控。

具体地，预设质量标准是根据网络环境、及网络应用场景设定的，例如当网络应用环境为观看视频时，其对网络质量的要求并不高，则预设质量标准可适当降低。当质量数据不满足预设质量标准时，判断目标线路的网络质量存在故障或者延迟，当质量数据满足预设质量标准时，则目标线路的网络质量没有问题。本实施例便于及时获取网络的状态和性能指标，使得网络故障或性能问题能够在对用户产生影响之前被发现和解决，提高了用户体验和业务连续性。

本实施例中，根据网络特征对初始网络进行划分，得到节点范围及数量相对较少、属性较为统一的监控网络，减小网络监控负载及复杂性。另外，网络划分机制使得网络质量监控具备良好的可扩展性，适应不同规模网络对探测的需求，当网络规模较大的时候，可以划分较多的网络区域，控制网络探测在全网的传播范围，从而使得网络探测开销具备可控制的能力，实现较强的可扩展性。针对监控网络的网络特征设定特定的探测效率以对监控网络进行监控，实现探测开销与探测精度的权衡，提高网络监控效率。利用对应的探测策略，对每个监控网络中的各节点线路进行探测，得到准确性高的每条节点线路的质量数据，以及基于公共节点，对不同监控网络中的节点线路和对应的质量数据进行拼接处理，得到目标线路的质量数据，实现不同监控网络的数据融合、全局化网络监控。根据预设质量标准和质量数据对目标线路进行监控，可以及时发现故障并采取相应的措施，以保证网络的稳定性和可靠性。

可选地，所述网络特征包括历史质量数据；所述根据网络特征对初始网络进行划分，得到监控网络，包括：

获取所述初始网络中各节点的历史质量数据，根据所述历史质量数据，设定划分区间阈值；

根据所述划分区间阈值划分所述初始网络，得到多个初始监控网络；

对多个所述初始监控网络进行清洗，得到所述监控网络，其中，所述监控网络的数量大于一且小于所述初始网络中节点数量。

具体地，历史数据质量数据包括在以往的网络监控中得到的节点的例如时延等数据，若是未运行过的初始网络，则可采用例如神经网络或根据网络运行经验对初始网络进行质量数据估计。本实施例中，采用时延作为初始网络划分的依据。如图3所示，其中节点线路中标注的数字表示该初始网络在以往的网络监控中得各节点线路中的时延，如线路AB的时延为15ms、线路AE的时延为25ms。

根据时延数据设定划分区间阈值，例如，如图3所示，本实施例中，初始网络中线路AE的时延最大，为70ms，线路AB的时延最小，为15ms，为保证初始网络划分数量满足划分预期，则根据时延的分布自动设定划分区间阈值为{20，50}，可以得到三个区间，即[0，20)，[20，50)，[50，+∞)，由此可以刚好得到三个划分后的初始监控网络：{A，B}，{A，B，E}，以及{B，C，D，E，F}。

可选地，所述根据网络特征对初始网络进行划分，得到监控网络，还包括：

获取所述监控网络的数量和所述初始网络中节点的数量；

当所述监控网络的数量不满足预设预期时，返回设定所述划分区间阈值步骤，直至监控网络的数量不满足所述预设预期，其中，所述预设预期包括所述监控网络的数量大于1且小于所述初始网络中节点的数量。

具体地，划分区间阈值应在初始网络数据区间内，且该区间阈值划分应满足将初始网路划分为大于1且小于初始网络中节点数量的监控网络，若是划分区间阈值设定未将初始网路划分或划分数量过多，则失去了网络划分的意义，即使进行了划分，也并没有实现提升网络监控的效率，因此，划分区间阈值设定十分重要，在划分完成后，需对监控网络划分进行合理性检查，如图5所示，如果划分后的监控网络的数量不符合预设预期，则可以对划分区间阈值进行调整，重新进行划分，直至划分后的监控网络的数量满足预设预期，例如，当划分区间阈值选择为{60}时，初始网络划分为一个区域，完全没有实现划分，因此可以通过调整划分区间阈值的大小以及个数来控制监控网络划分的个数。如果划分后的监控网络的数量符合预设预期，则直接对监控网络以进行网络质量监控。

需要说明的是，预设预期可根据实际情况进行调整，在本实施例中，将预设预期设定为监控网络的数量大于1且小于初始网络中节点的数量，如果整个监控网络为一个（不存在公共节点）或者每条节点线路都是一个独立的监控网络（所有节点都是公共节点），那么这样的划分是非常不合理的，没有实现增加网络监控效率的作用，反而当监控网络的数量等于初始网络中节点的数量时，增加了网络质量监控检测复杂度。

划分后得到的初始监控网络可能存在包含、重复或缺少等问题，则此时需要对初始监控网络进行清理，增加网络监控准确性。

可选地，所述对多个所述初始监控网络进行清洗，得到所述监控网络，包括：

获取每个所述初始监控网络的网络节点；

根据所述网络节点判断所述初始监控网络是否存在包含关系；

若存在所述包含关系，则删除被包含的所述初始监控网络，得到所述监控网络。

具体地，如图3所示，初始监控网络{A，B，E}包含初始监控网络{A，B}，则删除初始监控网络{A，B}，得到最终的监控网络{A，B，E}和{B，C，D，E，F}。有效避免后续对节点线路进行重复监控，增加网络监控效率。

可选地，所述对多个所述初始监控网络进行清洗，得到所述监控网络之后，还包括：

取所述监控网络中网络节点的交集得到所述公共节点；

获取所述监控网络中每个所述网络节点的性能量纲；

当所述性能量纲不同时，根据所述公共节点的性能量纲对每个所述网络节点的性能量纲进行归一化处理。

具体地，当各个监控网络划分完毕之后，区域之间存在相互交叉的节点，即公共节点，获取公共节点的方法包括：监控网络节点集合分别为Φ和Ω，其中Ψ=Φ∩Ω为公共节点。以图3为例，上述例子中监控网络{A，B，E}∩{B，C，D，E，F}，得到公共节点Ψ={B，E}。若监控网络中各节点线路的质量数据的量纲不同，则根据公共节点的量纲对其他节点数据的量纲进行归一化处理，例如初始网络是根据时延进行划分的，但是划分后监控网络中节点的带宽量纲分别包括bps、Kbps、Mbps和Gbps，而公共节点的带宽量纲为Mbps，则将监控网络中带宽量纲bps、Kbps和Gbps转换为Mbps。有效屏蔽不同监控网络量纲差异所导致的不兼容问题。

可选地，所述网络特征包括位置信息和协议信息；所述根据网络特征对初始网络进行划分，得到监控网络，包括：

获取所述初始网络中各节点的所述位置信息和所述协议信息；

根据所述位置信息和所述协议信息划分所述初始网络，得到所述监控网络；

在所述根据网络特征对初始网络进行划分，得到监控网络之后，还包括：

获取所述监控网络中每个网络节点的性能量纲；

当所述性能量纲不同时，根据任一个所述网络节点的性能量纲对每个所述网络节点的性能量纲进行归一化处理。

具体地，网络特征还包括位置信息和协议信息，有些初始网络中存在先天的隔离，例如协议不兼容、位置信息不同等，则此时可直接根据位置信息和协议信息对初始网络进行划分，并由一个管控节点进行统一管理，如图2中，划分后得到国外网络、国内网络1和国内网络2，并由一个管控节点进行管理。

各个监控网络中网络节点质量数据的量纲可能存在差异，则此时，获取任意网络节点的质量数据量纲作为基础，对其他网络节点的质量数据进行归一化处理，有效屏蔽不同监控网络量纲差异所导致的不兼容问题。

可选地，所述网络特征包括历史质量数据，所述历史质量数据包括时延、带宽资费和可用带宽；所述根据所述网络特征得到每个所述监控网络的探测策略包括：

当所述时延超过预设时延阈值时，增加探测频率；

当所述带宽资费超过预设资费阈值时，降低所述探测频率，当所述带宽资费小于预设资费阈值时，增加所述探测频率；

当所述监控网络中所述可用带宽的数量少于预设带宽数量时，降低所述探测频率。

具体地，预设资费阈值、预设时延阈值和预设带宽数量可根据监控网络的历史质量数据等设定，可依据实际情况进行调整，本实施例不做具体限定。当根据位置信息和协议信息对初始网络进行划分时，则需要考虑不同区域的节点数量、带宽资费等因素进行探测策略的设定，例如，当带宽资费超过预设资费阈值，这可以减少该网络的探测频率，反之，则可以增加该网络的探测频率。当根据历史质量数据进行划分时，探测策略的制定将更为简单，例如，以时延为依据进行网络划分，当监控网络的平均时延超过预设时延标准时，增加该监控网络的探测频率，确保实时感知到网络故障。如图4所示，以线路拥塞程度（可用带宽）为依据进行网络划分为监控网络{A，B，C}和{C，D，E}，其中，较粗的线连接网络节点A、B、C，表示监控网络{A，B，C}，较细的线连接网路节点C，D，E，表示监控网络{C，D，E}。监控网络{A，B，C}的可用带宽高，则提高探测频率至1m/Paket，监控网络{C，D，E}的可用带宽低，则降低探测频率至5m/Paket，防止质量探测影响到了正常的客户业务。设定与划分机制相呼应的探测策略，有效增加了网络监控的精确性。

另外地，也可利用历史探测频率、历史质量数据对神经网络进行训练，以得到探测频率预测模型，以实现对探测频率的智能化调整。

可选地，所述根据所述网络特征得到每个所述监控网络的探测策略，还包括：

获取用户需求，根据所述用户需求调整探测频率。

具体地，用户需求为用户对该监控网络的应用、对网络运行的需求，如对网络丢包率和时延有着较高要求等，根据用户需求调整探测频率，例如用户对监控网络的应用是进行视频会议，目前视频会议应用对于网络的适应性比较好，一些丢包和时延都不会影响视频会议的稳定性，因此可以减少探测频率；用户对监控网络的应用是进行数据传输，可能一点丢包或者时延就会对吞吐造成很大的影响，此时就需要增加探测频率，准确且及时地识别出线路状态的变化。另外地，当监控网络的探测结果无法满足用户需求的时候，首先需要考虑探测策略的合理性，其次再向前追溯，考虑是否要进行新的监控网络划分。本实施例可结合用户需求对网络划分和探测频率进行定制化配置，有效提高了网络监控的效率。

可选地，所述对每个所述监控网络中的各节点线路进行探测，得到每条所述节点线路的质量数据，还包括：

获取每条所述节点线路的质量数据，生成质量监控表，如表1和表2所示。

表1 监控网络{A，B，C}质量监控表

表2 监控网络{C，D，E}质量监控表

当需要目标线路的质量数据时，则可直接查表进行获取；

确定当时的质量数据和下一时刻的质量数据的差的绝对值，当所述差的绝对值大于预设值时，根据所述下一时刻的质量数据更新所述质量监控表。

具体地，监控网路在运行中，由于不稳定因素，则丢包率和时延等质量数据可能存在一定的变化误差，该误差为预设值，若当时的质量数据和下一时刻的质量数据的差的绝对值大于预设值，说明监控网路运行质量发生较大变化，则应以下一时刻的质量数据更新质量监控表，对监控网络的运行数据进行实时记录，以便对网络故障进行准确判断。

可选地，所述质量数据包括丢包率和时延，所述若目标线路的节点在不同的所述监控网络中，则基于所述公共节点，对不同所述监控网络中的节点线路和对应的所述质量数据进行拼接处理，得到所述目标线路的质量数据，包括：

根据所述节点线路获取组成所述目标线路的组合线路，其中，所述组合线路至少包括两个；例如，如图4所示，若目标线路为AD，所涉及的节点A和D刚好分布在监控网络和{A，B，C}和{C，D，E}，由此，可以确定目标线路AD的组合线路可为AC和CD，或者AB、BC和CD。

获取所述组合线路的丢包率和时延，

将每个所述组合线路的时延求和得到所述目标线路的时延；例如，根据表1和表2的质量监控表得到组合线路AC和CD的时延，分别为12ms和10ms，则目标线路AD的时延为22ms。

所述目标线路的丢包率表示为：

P=（1-a）*b+a；

其中，P表示所述目标线路的丢包率，a和b分别表示两条所述组合线路的丢包率。

例如，根据图5的质量监控表得到组合线路AC和CD的丢包率，分别为3%和5%，则目标线路AD的丢包率P

需要说明的是，本实施例采用丢包率和时延作为网络质量数据进行说明，但是在实际检测过程中，其他网络质量数据（例如可用带宽等）均可进行叠加处理。

虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。