基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的通信網(wǎng)絡(luò)告警相關(guān)性分析模型

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1、基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的通信網(wǎng)絡(luò)告警相關(guān)性分析模型基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的通信網(wǎng)絡(luò)告警相關(guān)性分析模型*國務(wù)院僑辦科研基金資助項(xiàng)目（03QZR5）。吳揚(yáng)揚(yáng)吳揚(yáng)揚(yáng)，教授，國立華僑大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)庫技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)表論文二十多篇。電話：0595-22991503;E-mail:wuyy@hqu.edu.cn，陳懷南陳懷南，工程師，福建省電信公司泉州分公司，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)庫技術(shù)和電信網(wǎng)絡(luò)管理。（1華僑大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系，福建泉州362021;2福建省電信公司泉州分公司，福建泉州362000）摘要：在通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中,每天都會產(chǎn)生

2、大量告警，將數(shù)據(jù)挖掘中的關(guān)聯(lián)規(guī)則發(fā)現(xiàn)技術(shù)用于分析歷史告警數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)告警相關(guān)性規(guī)則。這些規(guī)則可輔助故障定位和告警過濾，以減輕網(wǎng)絡(luò)管理員的工作強(qiáng)度，提高工作效率。本文分析了通信網(wǎng)絡(luò)原始告警信息的特點(diǎn)，提出了一個(gè)基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的通信網(wǎng)絡(luò)告警相關(guān)性分析模型，該模型通過對原始告警數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，不僅有效地解決了網(wǎng)絡(luò)告警時(shí)間不同步問題，使得處理后的告警數(shù)據(jù)可直接用一般的關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘工具發(fā)現(xiàn)告警相關(guān)規(guī)則，還大大地壓縮了挖掘結(jié)果，提高了規(guī)則的準(zhǔn)確率。初步的實(shí)驗(yàn)表明這種分析模型具有實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：告警相關(guān)性；關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘；數(shù)據(jù)預(yù)處理68基于關(guān)

3、聯(lián)規(guī)則的通信網(wǎng)絡(luò)告警相關(guān)性分析模型1.引言故障管理作為通信網(wǎng)絡(luò)日常維護(hù)的基礎(chǔ)，對網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行起著舉足輕重的作用。68基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的通信網(wǎng)絡(luò)告警相關(guān)性分析模型當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)故障時(shí)，會引發(fā)一系列的告警，但并不是所有的告警都表明故障原因，因此需要對網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的告警事件進(jìn)行相關(guān)性分析，確定產(chǎn)生故障的根本原因。故障處理過程一般分三個(gè)處理階段：故障相關(guān)性分析、故障定位、故障驗(yàn)證。目前的網(wǎng)絡(luò)故障處理工作主要靠網(wǎng)絡(luò)工程師依據(jù)個(gè)人的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)對告警進(jìn)行人工分類、判斷、分析，并最終得出告警的來源。由于通信網(wǎng)絡(luò)是由交換機(jī)、傳輸設(shè)備、動力設(shè)備等多種部件

4、組成，在什么情況下由網(wǎng)絡(luò)的哪些節(jié)點(diǎn)上的哪些設(shè)備產(chǎn)生告警以及告警內(nèi)容和格式都是由生產(chǎn)廠商定義好的，并非所有設(shè)備都會告警，不同設(shè)備的告警信息內(nèi)容不同，對同一類設(shè)備而言不同生產(chǎn)廠商定義告警信息的內(nèi)容和格式也有差異，而且一個(gè)設(shè)備故障經(jīng)常引起其他設(shè)備產(chǎn)生告警，所以告警數(shù)目龐大、告警之間的相關(guān)性復(fù)雜，完全靠人工分類、判斷效率很低。目前故障管理面臨的主要挑戰(zhàn)在于報(bào)警的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和靈活性。一旦告警信息產(chǎn)生，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心必須在最短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，根據(jù)故障原因發(fā)布故障單，并派遣維修人員修復(fù)故障。因此在故障管理過程中，需要引入能對全網(wǎng)告

5、警進(jìn)行全程的、多層次的、復(fù)雜的相關(guān)性分析，以便進(jìn)行告警過濾，幫助定位故障。有些網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供告警相關(guān)性分析功能，但這些告警相關(guān)性分析功能大多建立在用戶定制的處理邏輯或關(guān)聯(lián)規(guī)則之上[1]，系統(tǒng)需要根據(jù)預(yù)先定義的處理邏輯來過濾冗余告警，分析告警之間的相關(guān)性，如NetLog故障管理系統(tǒng)[2]，其強(qiáng)大的相關(guān)性分析功能的實(shí)現(xiàn)方法是：系統(tǒng)根據(jù)用戶定制的關(guān)聯(lián)規(guī)則，從一組事件中推測出作為這組事件起因的根源性事件，產(chǎn)生一條新的更抽象的決策事件，或關(guān)聯(lián)出互相依賴的互為事件。要充分發(fā)揮這些系統(tǒng)的相關(guān)性分析功能，關(guān)鍵在于如何得到告警事件的關(guān)聯(lián)規(guī)則和

6、告警設(shè)備的關(guān)聯(lián)規(guī)則。本文研究如何有效地利用數(shù)據(jù)挖掘中的關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘工具，分析歷史告警信息，得到告警之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則以及告警設(shè)備的關(guān)聯(lián)規(guī)則,這些規(guī)則既可用于幫助網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)用戶定制關(guān)聯(lián)規(guī)則，以利用網(wǎng)管系統(tǒng)的告警相關(guān)性分析功能幫助定位故障，也可輔助網(wǎng)絡(luò)管理人員分析當(dāng)前告警信息，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)故障的定位檢測和預(yù)測嚴(yán)重故障等等。68基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的通信網(wǎng)絡(luò)告警相關(guān)性分析模型采用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要知道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，可以通過告警的歷史記錄進(jìn)行分析，自動發(fā)現(xiàn)新的告警相關(guān)性規(guī)則，因此基于數(shù)據(jù)挖掘告警相關(guān)性系統(tǒng)能

7、夠很快調(diào)整適應(yīng)一些變化快的通信網(wǎng)絡(luò)，解決通信網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的新問題，基于數(shù)據(jù)挖掘的方法有較好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性。本文在深入研究告警信息的特點(diǎn)和需求的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的告警相關(guān)性分析模型，相對于其他分析方法[3][4][5][6]，該模型具有如下特點(diǎn)：l適用性廣：本分析模型只需使用一般告警數(shù)據(jù)項(xiàng)的歷史記錄，與網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無關(guān)，可適用于不同的電信網(wǎng)絡(luò)；l容易實(shí)現(xiàn)：數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理后，可直接用一般數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘工具實(shí)現(xiàn)告警關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘任務(wù)；l比較準(zhǔn)確：因?yàn)楸灸Ｐ驮诙x告警事務(wù)時(shí)，不僅考慮告警時(shí)間還考慮到告警解除時(shí)間，所

8、以，挖掘出來的告警關(guān)聯(lián)規(guī)則比較準(zhǔn)確地反映了告警的相關(guān)性；l挖掘結(jié)果易于理解：挖掘出來的關(guān)聯(lián)規(guī)則直觀地反映了不同告警之間關(guān)聯(lián)關(guān)系和告警設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，有助于告警信息過濾、定位故障。2.告警相關(guān)性分析模型2.1告警信息基本形式電信網(wǎng)絡(luò)故障被定義為網(wǎng)絡(luò)中的電信設(shè)備或軟件模塊異常