城域网质量管理体系.doc

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1、城域网质量管理体系目录城域网质量管理体系11 背景32 成果简介43 成果详细内容43.1 城域网质量管理体系总体架构43.2 城域网质量管理标准53.2.1 互联网质量指标体系53.2.2 互联网接入业务路由组织原则103.2.3 城域网接入业务的网络质量指标要求103.3 互联网业务质量监管113.3.1 互联网业务监测手段113.3.2 互联网业务监控和预处理流程143.3.3 互联网业务质量保障应急方案163.4 互联网质量管控173.4.1 互联网质量管控流程183.4.2 第三方出口质量管控204 城域网质量管理体系运行效果215 主要创新点231 背景1、 城域网业务特别是其中的

2、互联网业务是新业务，缺乏质量标准广州分公司于2010年已建成了IP城域网，随之而来的互联网接入业务也迅速发展。由于互联网接入业务属于新业务，尚无一套完整的质量执行标准和评价体系，导致业务质量的维护、保障、评估和优化等工作都没有衡量标准，也使质量提升工作的效果难以量化。2、 缺乏业务质量监管制度，不能先于用户投诉发现问题，用户感知较差由于各种历史原因和互联网业务的特点，互联网专线接入用户的主要投诉热点都集中在由于网间互联掣肘所带来的互联网资源访问缓慢或者不稳定等问题上，而城域网本身的网络由于处于业务开展初期，无论是容量还是网络的稳定性和健康程度均不是用户访问的瓶颈。这种情况下仅仅进行城域网网络和

3、设备的监控和管理已经不能够满足客户服务的要求，因为往往这种监管无法发现用户使用互联网业务质量下降的问题，导致用户投诉多，使用感知较差。3、 对互联网质量情况没有完整的分析管控流程，缺乏评估优化工作持续推行的机制互联网接入业务的开展也伴随各种用户投诉和质量问题的显现，对这些问题的处理往往头痛医头脚痛医脚，质量优化提升工作目标不明确，缺乏系统化的优化提升方法，虽然做了很多优化工作但不能形成合力和持续性。2 成果简介本项目制定了城域网质量管理的相关标准，明确了城域网质量管理的对象和评价体系，确定了城域网进行质量管理的基础。针对城域网的质量指标，建设了城域网侧的业务质量监测手段，制定了城域网的互联网接

4、入业务的质量监管制度，实现和落实了面向互联网业务质量的监控、预处理和故障应急。对城域网的互联网业务访问质量，探索出一套包括分析、预警与通报、和包括长期、中期和短期的不同阶段的优化方案在内的互联网业务质量管控流程，系统化互联网业务质量的评估和优化工作，落实互联网业务的质量提升和优化工作的持续开展。本课题通过对质量标准，监管方法和管控流程的研究，形成了基本的城域网质量管理体系，并已在广州城域网的日常质量管理工作中实施，目前取得了良好的效果。3 成果详细内容3.1 城域网质量管理体系总体架构城域网质量管理体系是针对城域网的接入业务特别是互联网接入业务所提出，主要解决的问题是：质量管理的对象和标准是什

5、么，如何进行质量监控和应急处理，以及如何进行质量的持续管控和优化。城域网质量管理体系也相应分为城域网质量管理标准、互联网业务质量监管以及互联网质量管控三部分，其中质量管理标准是城域网质量管理的目标和衡量标准，而质量监管和质量管控分别确定了对质量指标的日常监控和应急处理，以及持续优化的流程和手段。具体见下图：3.2 城域网质量管理标准3.2.1 互联网质量指标体系参考上级管理部门以及竞争对手的规范和标准数据，对互联网网络质量和业务质量提出了以下的评判指标和标准：1、端到端网络质量指标主要是测试客户端与目标节点之间的网络性能，包括双向网络时延、双向网络丢包两项指标。端到端网络质量指标的质量等级划分

6、如下，质量等级一级为最高，最低为五级：质量等级等级评分双向网络时延(ms)双向网络丢包率(%)一级50t500Lo0.1二级450t1000.1Lo0.75三级3100t1500.75Lo1.3四级2150t2001.3Lo2五级1t200Lo2权重0.570.43对端到端网络质量进行综合评价，可以采用一个质量评分来进行：端到端网络质量评分=网络时延评分*网络时延权值+网络丢包率评分*网络丢包率权值2、从城域网接入对用户的网络服务承诺出发，城域网网内的网络质量达标要求如下：网络质量等级关键性能指标指标分解 Total城域接入网（不含驻地网和用户端网络）城域骨干网达标双向时延17ms3ms20m

7、s双向抖动3ms1ms4ms双向丢包率0.10%0.02%0.12%3、网间互联段质量指标主要针对互联双方互联设备间的网络质量提出。指标主要包括双向转发时延(ms)和双向转发丢包率(%)。网间互联段的质量除达标的情况外，对不达标的故障情况由于涉及到与互联对端的协同处理，因此有必要定义相应的故障级别。故障级别分为A类故障和B类故障两种，其中A类故障级别和处理时限要求低于B类故障。网间互联段的网络质量指标分级情况见下表，其中同一行的La和Lo指标是且的关系，同一类故障不同行之间的指标是或的关系：网络质量级别双向转发时延La（ms）双向丢包率Lo（%）达标非A类故障和B类故障的情况A类故障0La10

8、4.5Lo810La204Lo620La402.5Lo4.540La602Lo3.560La801.5Lo2.580La901Lo1.590La1100.5Lo1B类故障0La108Lo10La206Lo20La404.5Lo40La603.5Lo60La802.5Lo80La901.5Lo90La1101Lo110La0Lo4、DNS解析质量可以通过两个指标体现：DNS解析成功率和DNS响应时延。下面是对DNS业务质量的指标分级标准，标准适用于测试点接入带宽为10M的测试环境下。质量等级一级为最高，最低为五级。质量等级等级评分DNS解析成功率(%)DNS响应时延(ms)一级599.99100

9、0t100二级49999.99100t200三级39899200t400四级29798400t600五级197t600权重0.50.5对DNS业务质量进行综合评价，可以采用一个质量评分来进行：DNS业务质量评分=DNS解析成功率评分*DNS解析成功率权值+DNS解析时延评分*DNS解析时延权值考虑到长期监测时单取平均值可能无法反映DNS质量的波动情况，在进行长期监测分析时，需加入波动调节参数来反映业务质量的变动情况。要获得波动调节参数，首先要计算统计期内的DNS业务质量评分的绝对偏差均值。可以按照以下公式进行计算： =其中x为DNS业务质量评分值，为DNS业务质量评分值的均值。N为DNS业务质

10、量评分值的个数。波动调节参数取值对应表如下：质量等级波动调节参数取值DNS业务质量评分绝对偏差均值一级000.5二级10.51.0三级21.01.5四级31.52.0五级42.02.5对于总体DNS业务质量评分，可以按照以下公式进行计算：总体DNS业务质量评分=DNS业务质量评分均值-波动调节参数取值下表为总体DNS业务质量评分和质量等级的对应关系，一级为最好，五级为最差：质量等级总体DNS业务质量评分y一级4y5二级3y4三级2y3四级1y2五级y15、HTTP业务质量指标可以按照HTTP页面访问的各个阶段分成多个指标，考虑目前广州城域网具备的监测手段和历史参考比对数据，暂定用以下两个指标衡

11、量HTTP业务质量：HTTP下载速率（kbyte/s）（仅包括首页HTML文件的下载速率）；HTTP可用性。下面是对HTTP业务质量的指标分级标准，标准适用于测试点接入带宽为10M的测试环境下。质量等级一级为最高，最低为五级。质量等级等级评分HTTP下载速率 （kbyte/s）HTTP可用性(%)一级525099.99t100二级420025096t99.99三级315020093t96四级210015090t93五级1100t90权重0.50.5对HTTP业务质量进行综合评价，可以采用一个质量评分来进行：HTTP业务质量评分=HTTP下载速率评分*HTTP下载速率权值+HTTP可用性评分*H

12、TTP可用性权值类似DNS解析质量评分，HTTP业务质量评分也可以加入一个波动调节参数。对于总体HTTP业务质量评分，可以按照以下公式进行计算：总体HTTP业务质量评分=HTTP业务质量评分均值-波动调节参数取值总体HTTP业务质量评分和质量等级的对应关系与总体DNS解析业务质量评分类似。3.2.2 互联网接入业务路由组织原则由于省、市公司在不同层面的网络上都分别考虑和进行了针对网间互联问题的优化和流量疏导措施，因此导致城域网的网间流量会存在多条可选路径。互联网业务的路由组织原则主要结合不同类型的互联网接入业务的业务特点，和各个网间出口的流量疏导方式，制定了互联网接入业务的路由组织原则如下：路

13、径类型业务类型网间出口选择原则业务举例类型一经过了NAT地址转换的普通上网类业务可以通过采用NAT方式的第三方出口进行疏导如WLAN业务、家庭客户业务、一般上网类集团专线类型二架设了服务器或网站的互联网专线业务通过集团出口进行疏导，或者通过采用BGP互联方式的第三方出口疏导类型三承载移动业务的专线通过集团出口进行疏导如GPRS专线（企业APN专线）、短信专线（MAS机接入）等另外，在进行流量疏导时，应尽量保证来回程流量经过的网间出口是一致的。3.2.3 城域网接入业务的网络质量指标要求网络质量指标的测量比业务质量指标简单，但存在无法确切反映业务质量的问题；而业务质量指标对测量手段要求较高，很多

14、时候难以满足或者难以及时具备，为网络质量优化评估工作带来不确定性因素。本课题探索了城域网接入业务和网络质量的对照关系，给出一个城域网业务对城域网网络质量的最低要求，详见下表。其中，语音业务是针对华为IP-PBX语音专线业务进行，视频业务是指采用VLC Media Player的VoD业务。经过课题研究实测得出的质量要求比业界标准要低，但更切合广州城域网业务的实际情况。3.3 互联网业务质量监管互联网业务质量是受端到端的网络质量和服务器性能等多项因素影响，而网络的分层管理和互联网的开放性决定了没有任何一个单独的网络的网络质量能够反映用户的业务质量情况，也就是说，单纯进行城域网的网络质量和网络设备

15、性能的监控，不能够让城域网的管理者掌握用户的使用业务的质量情况。因此，进行专门针对业务质量的监控、维护和应急处理是十分必要的。3.3.1 互联网业务监测手段互联网业务监测手段主要包括两种系统，一种是通过拨测模拟用户访问直接进行业务质量的测量和数据获取的手段，称之为互联网业务质量监测系统；一种是对网络中的业务流量进行识别，具备进行业务流量、用户行为等多维度分析和控制功能的流量监控系统，可以发现网络中的异常流量和用户的异常行为，协助定位业务质量问题的源头，并具备对异常流量进行清洗和区分业务进行流量控制的能力，称之为城域网流量监控系统。3.3.1.1 互联网业务质量监测系统互联网业务质量指标体系监控

16、主要考虑两个方面，包括：网络质量指标体系监控以及业务质量指标体系监控。网络质量指标体系监控主要是考虑从网络侧对网络状况进行分析，通过对网络流量以及时延、抖动、丢包等检测分析链路状况。网络质量指标体系监控通过分析网络状况及时的发现网络存在问题，为网络质量优化提供支撑。业务质量指标体系监控主要是通过模拟用户行为，从业务出发检测业务状况。通过业务监测，建立面向用户、面向业务的监测手段。实时反馈宽带业务质量。系统组织部署架构如下图所示：进行监测时，拨测终端按照中心服务器上定义的测试目标、频率进行测试，并记录结果。目前监测系统所监测的业务指标主要包括DNS解析相关的业务指标和HTTP业务相关的指标。监测

17、系统对网络指标的监测可以分多种方式进行，包括由拨测探针ping指定的目的地址，或者由拨测探针telnet到城域网设备上去ping制定的目的地址，因此可以精确地获得城域网内每段网络的网络质量情况。系统可以对指定测试的成功率设置告警阈值，并发送告警信息。3.3.1.2 城域网流量监控系统由于IP网络开放和尽力而为的特性，IP网络本身缺乏进一步的业务识别和控制能力，面临着严重的网络资源滥用、服务质量难以区分和容易受到异常流量攻击的问题。城域网流量监控系统则主要通过业务识别、业务控制、用户行为分析和流量清洗四大功能，推动IP城域网向用户可识别、业务可区分、质量可控制、网络可管理的业务承载网络发展。业务

18、识别功能：采用“DPI深度包检测技术”，对每个ip数据包进行1-7层的分析，利用各种不同网络应用的特征（包括通信端口，数据包关键字，报文之间的上下文关系等）来确认业务类型和应用种类。业务控制功能：对分析后的结果根据需要并按定制的内容，对业务的总流量进行控制的功能和中断用户访问连接的功能。流量清洗功能：对风暴型（Flood Type）攻击防御、畸形包防御、特殊报文的控制等用户行为分析功能：区分不同用户使用互联网兴趣、行为习惯 流量监控系统的部署示意图如下：3.3.2 互联网业务监控和预处理流程1、 互联网业务质量监控和故障处理流程设置专职互联网业务质量监控人员对广州IP城域网的互联网业务质量进行

19、监控，每天的9点、11点、14点、16点分别进行一次检查，每周七天均需要进行监控，每次检查应该查看从上次检查的时间点开始到当前时间的质量情况。监控对象主要为网内外的主流网页以及集团客户投诉较多的重点网站，同时区分不同的访问路径进行监控。监控工作按照以下流程进行，当发现有网页出现可用性为0的情况，监控人员会执行故障预处理流程然后再进行故障通报；如果所有的访问路径到所有监测对象都正常，监控人员会进行故障零通报，保证监控工作落实到位。如果监控人员发出故障通报，城域网维护人员会对故障进行复核确认，并进行故障排查工作。如果故障达到质量保障应急方案的启动标准，维护人员会启动应急方案。如果故障初步定位在城域

20、网的对端互联网络（CMnet、其他运营商或者第三方网络）内，维护人员按照相应的流程联系互联网络的维护人员开展故障处理工作。2、 互联网业务质量故障预处理流程监控人员在监控中发现故障时，会先执行如下故障预处理流程，对故障进行初步定位和分类，然后再把预处理结果进行通报。故障预处理有利于故障处理效率的整体提高。3.3.3 互联网业务质量保障应急方案广州城域网存在多条网间访问路径，一般情况下，不同业务根据路由组织原则会相应疏导到不同的路径上。当其中某条路径存在质量故障时，达到应急方案启动条件，就需要启用质量保障应急方案进行应急恢复，临时变更流量疏导路径。互联网业务质量保障应急方案主要针对以下两种情况进

21、行应急：1、 某条访问路径上所有网间业务出现全阻2、 某条访问路径上出现集中的重点客户网间业务批量投诉应急方案按照以下流程执行：路径应急切换应按照以下原则执行：1、 优先在同类型的出口路径之间进行切换。如经过NAT的普通上网专线，原来是通过使用NAT方式的第三方出口A进行疏导，要进行应急切换时，首先考虑切换到同样采用NAT方式的其他第三方出口。2、 对于原来采用路径类型一的业务，在所有类型一的路径都不可用时，可以考虑切换到类型二的路径上。3、 对于原来采用路径类型二的业务，在所有类型二的路径都不可用时，只能够切换到类型三的路径上。3.4 互联网质量管控3.4.1 互联网质量管控流程互联网业务质

22、量应该进行持续的、周期性的评估分析和优化管控，以达到业务质量逐步提升的目的，满足全业务运营的业务发展需求。目前广州IP城域网每月均会实行城域网流量分析和业务质量分析，每周进行质量通报，逐步落实质量管控流程。互联网质量管控流程如下，大体上包括：业务分析、质量分析、问题定位和提升优化几个步骤，周期性地循环进行。其中，对于每类分析结论，都存在一个或者多个对应的优化手段。对于这些优化手段，是对应城域网的互联网业务发展的不同阶段而言，因此同时实施多种手段并不相互冲突。所有的质量问题至少需要通过落实长期优化手段进行根本性解决，同时结合短期优化手段和中期优化手段的实施在问题没有根本解决的情况下进行业务质量提

23、升。优化手段分类具体实施方法类别（短期优化手段/中期优化手段/长期优化手段）优化手段1进行城域网网络调整、扩容、设备升级长期优化手段进行流量控制，保障重点业务的服务质量，限制低价值业务抢占带宽中期优化手段优化手段2对于CMnet中存在问题，需上报省公司进行解决长期优化手段优化手段3对于用户的使用需求，如果存在其他可替代资源，且质量较好，可以引导客户优先使用替代资源短期优化手段优化手段4建设IDC机房，或者通过与ISP/ICP/CDN等运营者进行合作，对资源进引入长期优化手段优化手段5对相同互联对端进行带宽扩充中期优化手段引入新的互联对端，如第三方带宽，疏导网间流量中期优化手段优化手段6对重点业

24、务和重点用户的流量疏导到质量较好的路径中/长期优化手段协调互联对端解决路径质量问题长期优化手段优化手段7引入相应P2P业务的Cache中/长期优化手段3.4.2 第三方出口质量管控广州IP城域网目前已经引入了第三方带宽进行网间流量疏导，第三方出口是目前广州城域网的主要互联对端，也是广州城域网进行质量日常管控的主要对象。第三方出口的互联网业务质量监控已纳入互联网业务质量统一监控当中，另外针对第三方出口的质量优化提升，也确定了具体的流程和措施。城域网目前存在多个第三方出口，对于几个第三方出口之间，当存在相同路由的情况下，由城域网在路由中进行判断，优选其中一个出口。第三方出口的日常质量管控，主要通过

25、对各出口的业务质量进行评估，对流量出口路径进行相应的优化和选择。第三方出口日常质量管控流程如下：由于第三方的结算金额与所疏导的流量大小相关，因此进行流量的调整也能够促进第三方进行相应的网络优化。4 城域网质量管理体系运行效果城域网质量管理体系已在广州IP城域网运行数月，目前运行情况良好，并取得了一定的实效。1、 互联网业务质量监测和维护的引入，实现了互联网业务质量可监控、可预警，3个月内超过15次先于用户投诉发现网站访问质量故障，占故障投诉总量的30%，有效提高对互联网业务质量故障的响应速度和效率，减少了用户投诉。2、 定期实施互联网业务质量管控工作，通过业务分析和质量评估、问题定位和优化提升

26、，取得了多项优化成果：(一) 城域网内超过50%的流量为P2P业务，主要为P2P下载和P2P视频两类。其中P2P下载主要应用为迅雷，P2P视频主要应用为PPSTREAM。针对这两种主要的P2P流量，利用省网部署的P2P Cache对着两种应用进行提升，使P2P速率平均提高了2.3倍。(二) 针对电信方向由于集团出口拥堵而造成资源访问缓慢的问题，在城域网出口引入了第三方带宽疏导去往电信方向的流量。通过第三方带宽疏导到电信方向的网站访问速率忙时（9点到23点）平均提高了57%，可用性平均提高约2个百分点。(三) 通过对DNS解析的质量和数量的分析，优选出最优的DNS，提供给集团客户使用，使客户更多

27、地使用网内的替代资源，减少网间访问。(四) 通过对互联网热门网站和城域网用户使用的重点网站的资源分布分析，统计出重点的引入资源列表，推动网外分布占比大的网站资源的引入。5 主要创新点区别于大多数维护管理体系主要以网络为管理对象，城域网质量管理体系主要以互联网质量为管理对象，围绕互联网业务质量建立了相应的指标体系、监控手段、监控流程、故障和预处理流程以及应急方案，并形成了一套管控流程，对质量进行持续的评估管理和优化提升。主要的创新点包括：1、 研究互联网网络质量和业务质量，分析出关键指标和指标间的关联，提出和建立了一套适用于移动IP城域网的互联网质量指标体系，实现了质量的可量化，明确了质量管理的目标和对象，为质量管理工作奠定基础。2、 建设了城域网层面的业务质量监测手段和流量监控手段，并建立了一套完整的针对质量的监控、预处理和保障的质量维护制度和流程，从而有效落实了城域网的互联网接入业务的日常质量维护工作。3、 形成了一套完整的质量管控流程，建立了业务分析、质量分析、问题定位和优化提升的闭环流程，确保质量优化工作的持续开展和推进。