一种基于航天靶场特种网络大数据故障诊断系统实现方案.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108377196A(43)申请公布日2018.08.07(21)申请号201710062124.6(22)申请日2017.01.31(71)申请人中国人民解放军63916部队地址100142北京市海淀区阜成路26号院四室申请人高原周维贵敖洪李漪程绍驰(72)发明人高原周维贵敖洪周全冯增辉周波李朝阳胡苏唐万斌(51)Int.Cl.H04L12/24(2006.01)H04B7/185(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种基于航天靶场特种网络大数据故障诊断系统实现方案(57)摘要本发明针对航天靶场使用的特种网络环境，提出一种基于大数据的网络故障诊断方案。针对航天靶场网络在执行航天发射任务过程中，对网络故障处置时间和处置准确度要求极高这一问题，基于现有航天靶场网络架构，在此基础上增加服务器实现网络数据的搜集、分析和处理，并进行故障处置。其主要特点是：①故障发生以后，能够第一时间定位故障发生的位置，并利用大数据平台学习并追溯故障发生的根本原因；②将发现的新故障分类自动入库，建立自主学习的专家库，为后续的网络故障诊断系统奠定基础。CN108377196ACN108377196A权利要求书1/1页1.一种适用于航天发射特种网络的网络故障诊断方案，其特征在于，通过网络环境可以追溯更长时间段内的历史数据，并且由服务器进行分析和处理，进行事件关联性分析；通过该网络故障诊断系统可以输出网络故障成因、位置、已经记录过的故障直接输出解决方案，未记录过的故障在输出解决方案的同时将故障添加至专家库。2CN108377196A说明书1/3页一种基于航天靶场特种网络大数据故障诊断系统实现方案技术领域[0001]本发明属于计算机网络领域，具体的说，是应用于计算机网络的网络故障诊断方案设计，该故障诊断方案使用大数据分析和相关性分析关键技术。背景技术[0002]2016年是我国航天事业的高速发展年，发射卫星数量大，难度高，间隔短，对航天靶场的发射保障能力提出了极高的要求。航天发射任务能否成功高效完成，很重要的一个影响因素是通信系统的可靠性和稳定性。随着网络技术和多媒体技术的高速发展，网络上承载的数据也从单一的语音和文本数据拓展到更加复杂网络环境下的高带宽、多媒体业务，对网络设备和网络环境提出了更高的要求。如何在高密度任务期保障网络的稳定性，提升网络的传输性能成为一个巨大的挑战。发明内容[0003]与普通的计算机网络不同，航天靶场网络应用具有极高的时效性和鲁棒性。其特殊性在以下两个方面体现：首先，航天靶场网络存在一条备份线路，用于在主线路存在故障的情况下由备份线路传输关键信息；其次，航天靶场网络时效性极强，对误码和延迟的忍耐程度极低，传统的故障诊断方案难以满足需求。[0004]为此，本申请提出一种基于大数据平台的自主学习网络故障诊断方案，通过将航天发射特种网络上的各类信息进行搜集、整理、融合以及学习，来完成两个主要功能：①故障发生以后，能够第一时间定位故障发生的位置，并利用大数据平台学习并追溯故障发生的根本原因；②将发现的新故障分类自动入库，建立自主学习的专家库，为后续的网络故障诊断系统奠定基础。[0005]因此，本专利所述的大数据故障诊断系统，具有适应航天靶场专用网络的特点，其时效性和准确度均能够适应航天靶场发射需求。如图1所述航天靶场网络中，两组终端机需要同两个通信中心连接，可以看出，与终端机相连接的核心路由器通过有线连接和卫星无线链路分别接入两个通信中心，形成主链路和备份链路的模式。其中，主链路以光纤为载体，提供约155Mbps的传输速率，平均传输延迟约为100毫秒；备份链路以卫星微波链路为载体，提供约2Mbps的纯指令数据传输，平均延迟约为1.4秒。[0006]根据航天靶场网络传输需求，网络故障的最长排除时间约为5分钟，因此考虑到人工干预的耗时，使用大数据故障诊断系统的自动诊断耗时应控制在一分钟之内。[0007]根据上述需求，本专利设计了一种适用于航天靶场网络的大数据故障诊断系统，其基本特点为：1.专利所述诊断系统为全软件环境，安装在网络中连接核心出口路由器或交换机的服务器端；2.核心网路由器和交换机需使用华为，华为3Com品牌，便于提取网络日志，并访问网络设备核心；3CN108377196A说明书2/3页3.大数据故障诊断系统允许离线运行，进行自主机器学习，并将学习内容存储至专家库；4.专家库数据单独运行于服务器端，由诊断系统负责写入新的故障诊断方案和流程，并且在发生故障时能够读取已入库故障；图4给出了本专利所述的大数据故障诊断系统运行流程。[0008]程序开始运行后，首先进入大数据故障诊断系统的服务器循环任务，该循环任务包含3项具体内容：网络设