本文通過對端到端全業務信令信息的采集梳理和重要的域名進行判斷，設計開發了智能互聯網業務質量撥測分析系統。首先采集了全網的XDR信令并形成分析系統，采用Java語言編寫到每個URL的撥測程序。兩者相互協作，分析得到的質差URL通過撥測系統驗證，撥測系統得到的質差URL返回分析系統分析。撥測軟件能方便快捷地配置到各類型的撥測終端上，其單進程每秒1000次的高并發能力也能很好的滿足測試需求。

　　關鍵詞：4G,數據業務,XDR,撥測,URL

　　1引言

　　4G-LTE網絡正式商用后，移動數據業務逐步擺脫了過去2G/3G時代下載速率低的瓶頸限制，迎來了爆發式的增長。移動通信業務的重心逐漸由傳統的語音業務全面轉向互聯網側的數據業務，數據業務也逐步演變成運營商競爭的焦點。而數量龐大，種類眾多的數據業務應用和服務，在給運營商的維護優化工作帶來了新挑戰，所以移動通信網網絡維護優化及分析保障更加重要性[1]。

　　在目前的網絡分析優化工作中，撥測分析是運營商發現、核實網絡故障，排除網絡隱患，提高網絡服務質量不可或缺的重要手段[2]，但傳統的撥測方式主要依靠人工完成，存在一定的局限性，如撥測次數有限、撥測成本高，無法實現實時撥測等[3,4]。

　　所以急需一套智能互聯網業務撥測系統，將現有繁雜、低效的人工撥測統一為自動化操作，并擴展出一系列綜合評測現有移動通信網的運行效率的參數，進而對移動通信網的設備運行安全及網絡安全進行預警分析和評估[5,6]。提高發現問題和處理問題的反應速度，提升移動通信網絡的運行維護水平。

　　互聯網業務內容的豐富多變性，要求運維監控工作具備一定的智能性，能適應業務內容的快速變化;而數據業務龐大的業務量，也要求運營商的測試工作有足夠的采樣，才能夠相對客觀和全面地評價網絡質量和業務服務質量[7,8]。本文建立了一種智能的互聯網業務質量撥測分析系統，這是一套獲取用戶“真實體驗”信息的系統，通過模擬用戶行為，對互聯網業務進行撥測，為網絡和互聯網業務維護優化人員提供最直接最科學的分析數據，以適應數據業務劇烈增長和服務內容的頻繁變化。提高網絡質量，提升客戶感知。

　　2智能撥測系統組成

　　目前影響互聯網業務指標的主要有終端、無線網、EPC核心網、CMNet和SP。終端發起數據業務請求，經過無線網、核心網的轉發最終將業務請求送至互聯網對應的內容服務器，然后由內容服務器作出響應并將響應內容經核心網、無線網最終發送至終端用戶接收。終端用戶和SP內容服務器處于業務請求和響應的兩端，直接決定著業務的發起、響應和終結;而無線網和核心網在數據業務進程中起到調度、轉發的管道作用，對業務數據傳送的路徑時延起決定性的作用，管道質量的好壞也影響著業務數據的傳送質量。

　　互聯網數據業務種類的多種多樣和業務本身的全程全網特性，使得業務質量監控及業務異常問題定位變得困難和復雜，傳統的網管性能數據分析手段難以滿足實際工作需要。智能撥測分析系統主要通過前端大量的撥測，發現業務隱含問題及容量、性能瓶頸;后端對撥測數據進行處理統計，分析出各個節點的影響程度，或是在哪個節點存在問題，形成關聯分析。系統工作原理是通過自動撥測功能模擬互聯網業務的客戶端發送HTTP請求，然后對測試的業務進行采集和處理，生成測試結果，多維度(小區、網元、SP、URL)呈現，根據撥測的結果對測試的業務進行無線網、EPC核心網、CMNet和SP潛在影響因素分析。智能撥測系統由撥測前端(軟件部分)和分析后端(硬件部分)兩大部分組成。

　　2.1撥測前端架構

　　撥測前端是基于Eclipse編程技術用Java語言開發，以一個4G手機作為網絡接入熱點，一臺或多臺手提電腦作為專用的撥測設備(設備數量根據業務撥測量而定)。手提電腦通過手機熱點接入4G網絡后，通過本系統的智能撥測功能模塊在設定的時段自動撥測選定的互聯網業務URL地址。根據是否需要人工配置撥測方案，系統前臺的撥測方式可分為自動配置撥測和手動配置撥測兩種方式。

　　自動配置撥測方式的工作原理是后臺撥測系統通過采集現網業務的數據，定期(周期根據需要設置)生成現網熱門業務質差URL地址的txt文件后，主動推送到撥測系統前臺。智能撥測終端功能模塊會自動完成導入動作，然后對新導入的URL地址進行常規的撥測。自動配置撥測是一種具有學習功能的撥測模式，無須人為設置測試內容就能實現自動對熱門業務的URL進行撥測。

　　另外一種方式是手動配置撥測，也就是當網絡出現問題時針對某個節點的撥測，以回溯節點存在的問題。工作原理是人工填入要進行撥測業務的URL文件，通過前臺撥測終端人工導入測試內容后，進行撥測動作。手動配置撥測方式主要用于日常用戶投訴處理或特定業務性能的測試。

　　系統的智能撥測功能模塊是基于并發原理編寫的，一臺智能撥測終端能自動完成200萬次/小時的撥測，撥測的數量多少可以根據業務測試需求進行靈活的調整。通過高并發高速率，對網絡結構中的各層次設備進行大量的壓力測試。

　　通過常規的高并發高速率的撥測動作，主動發現或者復現手機用戶在使用互聯網業務過程中出現的故障，并對返回的錯誤編碼進行聚類分析歸納。前臺系統具有強大的自我學習和糾錯功能，對同一地址或者域名的主動和被動撥測返回的結果將被抽象成特征參數進行保存匹配，特征參數包含：成功率、失敗率、失敗返回錯誤碼列表、失敗返回錯誤碼占比、撥測使用網絡路由、各層次網絡設備、時延、分組丟失率等。通過對特征參數的分析和匹配，被動和主動撥測發現的可疑URL地址可排除網絡側本身的問題，并上報對應廠商進行核實，確認為SP問題后對該URL建立白名單，并劃定屏蔽時長，在該屏蔽時長內系統上報該URL不再進行判定撥測。

　　2.2后端分析系統架構

　　后端分析系統主要由采集共享服務器、本地數據處理服務器、數據庫服務器、應用客戶端共四大部分組成的。采集共享服務器主要是采集S1-MME/S1-U接口的信令碼流進行解析后生成txt文件，傳送到集群數據共享服務器，再由本地處理服務器通過Socket方式進行數據接收后發布到Loader，作為智能撥測系統的基礎數據源。

　　處理服務器的主要作用為接收采集服務器發送過來的基礎數據源后，完成智能撥測系統的基礎數據源的解碼及合成、數據的計算、整理、統計，同時根據訂閱需求生成XDR信令數據和對應的業務信令數據，組織和存儲數據，并通過接口對外提供信令數據的共享和傳輸。數據庫服務器主要是對處理完成XDR信令數據進行入庫應用處理、按信令流程表示和(用戶、小區、網元、SP、URL等維度)多維度呈現。

　　應用終端主要是對智能撥測系統前后臺進行遠程的訪問應用、維護、升級等日常操作。智能撥測系統后臺功能主要分為兩方面：一是采集現網數據生成熱門業務的URL文件，自動推送到撥測系統前臺，然后前臺的主動撥測模塊根據推送的URL文件內容進行撥測。二是通過對前臺撥測生成的數據進行清洗、過濾，形成的匯總數據能夠檢測4G手機終端的互聯網業務質量存在問題，以及快速定位問題所在的節點(SP、核心網、無線網或者終端本身)，用最少的資源完成互聯網業務質量問題的測試和定位。

　　3智能撥測系統功能模塊

　　目前互聯網業務質量的智能撥測系統主要有以下幾個功能模塊。

　　3.1智能撥測

　　前臺撥測終端在系統軟件控制下，主動獲取獲取信令分析系統中高頻出現錯誤的URL地址或者由人工配置撥測任務列表，執行撥測任務并記錄撥測結果及錯誤碼情況，以時間命名生成TXT文件(.log格式)并上傳至撥測系統后臺信令分析系統，供后期分析使用。終端在撥測URL時首先會獲取從手機到互聯網邊界出口整個連接路由以及中間網絡結構的拓撲，可實現對網絡結構中的各個層級進行逐級測試。

　　3.2網絡性能實時監控

　　核心網、基站等硬件故障或隱性故障發生時，映射到無線小區上往往是業務異常和流量異常，利用撥測生成的XDR實時數據在ORACLE上按需定制成SGW/Cell等不同維度的匯聚數據，提供給信令、業務及流量異常監控模塊，通過模塊自動分析網元維度和小區維度數據，觀察變化趨勢，發現異常的CDN、EPC、小區等網絡節點存在的問題，可實現小時或最小5min粒度實時監控和告警推送。

　　3.3互聯網業務實時監控

　　通過對后臺采集數據的全方面分析，可提供全維度數據到互聯網業務監控模塊，實現小時或最小5min粒度實時監控和告警推送(監控時間粒度可調)，及時發現互聯網指標劣化情況，并快速提取實時ToPN數據和同期歷史數據進行同比或環比分析，準確定位異常的維度和業務類型，數據包含各個考核業務流程的指標性能，如成功率，錯誤代碼等等。

　　3.4網絡和業務抗壓評估

　　撥測系統前臺是基于Java語言的并發測試原理編寫，有別于目前撥測系統的單發測試原理，能實現一次同時發多個HTTP請求的撥測動作。單臺撥測系統每個小時能實現200萬次的自動撥測，甚至更多的次數撥測來達到評估CMNet、EPC、eNodeB網絡單元或APP應用服務器能承載最高業務量的負荷狀態，為網絡單元或APP應用服務器的業務接入提供精準的數據支撐。

　　3.5報表統計

　　支持各類網絡側、業務側、前臺撥測log等數據的統計分析和結果導出，滿足實際工作需要及二次分析需求。報表統計最小粒度為單用戶最小5min統計。

　　4系統效果

　　目前，該系統已在地市公司進行了部署，進行日常例行的互聯網業務撥測。從同一個業務同一時間點執行的結果來看，可以清晰地得出不同IP內容源之間的性能差異及質差業務的具體信息。同時，系統的自動撥測功能，也減少了以往人工撥測的不便和繁瑣，大大提升業務測試效率。該系統的實施，對互聯網業務的實時監控，提供了很好的保障。系統上線以來，取得了一系列社會和經濟效率，具體包括如下。

　　(1)節約70%人力成本，提供300%工作效率。

　　單終端的高并發能力和自動撥測功能，極大的提高了業務撥測工作的效率，不僅能直接節省人力資源，降低成本，還能規范統一撥測操作流程，提高發現和處理問題的能力，提高整個通信網絡的運行性能。

　　(2)及時判斷質差URL，游戲成功率從97%提高到99%。

　　通過系統后臺分析篩選出的質差業務URL，發送至前臺進行針對性撥測，重現用戶在在業務層面的使用感知，真實反映業務使用質量，精準定位用戶投訴業務問題點，提升游戲等業務的質量。

　　(3)細化互聯網業務質量監控粒度和頻度，提升互聯網業務質量管控能力。

　　XDR數據采集分析后，以SP、IP、SGW、URL等不同維度呈現的數據業務使用情況，全方位展現了業務使用過程中各個環節的業務質量。最小5min的數據統計周期，更能快速發現業務異常，及時進行優化保障。

　　5總結

　　移動通信技術的飛速發展和用戶規模不斷擴大，伴隨移動數據業務的種類多樣化，對移動通信網絡性能維護和業務質量優化的方式方法提出了新的挑戰。互聯網業務質量智能撥測系統通過智能的多層次終端模擬撥測系統和信令數據采集分析系統的有機結合，采用自學習優化方式，對撥測的URL進行特征參數提取和分析。

　　通過不斷的剔除和優化，增加問題URL的靶向命中率，減少重復URL的撥測和判定，建立對應的白名單系統，在一定程度上實現了數據業務質量的智能化管控，有效的解決了數據業務繁雜多變情況下的業務質量精準監控和故障重現問題，同時也大幅提升傳統業務撥測的工作效率和業務質量監控優化精度。從實際應用來看，單進程每秒1000次的高并發撥測量可以很好的滿足新業務、新網元引入的壓力測試需求。而自學習精準撥測的問題URL的定位準確率，有待進一步提升。如何對URL關鍵內容的提取歸納和智能撥測的自學習優化算法進行進一步優化，是下一步的改進方向。

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