面向多业务和失效场景的网络可靠性评估系统设计与实现

作     者：陈炳伟 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：芮兰兰

授予年度：2020年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 

主      题：多业务场景 失效场景 网络可靠性 资源共用 

摘      要：在国民经济发展中,通信网作为城市的重要骨干网络和基础设施之一,其重要程度可见一斑。因此,为了保证通信网能够持续可靠运行,针对通信网络的精准风险评估及可靠性评价便显得极为重要。目前已有关于网络可靠性评估相关研究,但仍存在以下不足:(1)传统的可靠性评估模型大多面向网络拓扑展开分析,缺乏面向业务的可靠性分析,同时也缺乏网络失效对业务的影响分析;(2)已有的网络仿真平台缺乏对节点失效场景的模拟,较少支持对业务的影响分析。由于在真实的通信网络中设置故障来模拟失效可能会产生负面影响,因此,迫切需要研发一种网络仿真及可靠性综合试验分析系统模拟真实网络的状态和行为,对相关风险因素和业务承载关系进行仿真和分析,提高通信网络在多业务和失效场景下的可靠性。本文设计实现了面向多业务和多种失效策略场景下的网络可靠性评估系统,首先设计了针对多种节点失效场景的可靠性评估模型,包括三种失效策略:基于度排序失效、基于介数排序失效和基于节点重要度排序失效,得到不同失效策略下的可靠性评估结果;其次深入研究了面向通信网络的多业务时序关系和资源共用场景下的可靠性评估模型,包含单路径优先级相同、单路径优先级不同、多路径优先级相同、多路径优先级不同四个子场景,对面向业务的可靠性量化评估模型进行进一步扩展;最后,分析了支撑多业务和失效评估模型的网络可靠性评估系统功能需求,设计了基于高内聚低耦合原则的网络可靠性评估系统分层架构图、基于实体关系模型的数据库表和数据流时序图。本文最后研发实现了网络可靠性评估系统,并进行了功能测试、算法对比和性能测试。网络可靠性评估系统以多种可视化形式模拟了网络相关风险及业务和网络可靠性指标的变化情况,便于网络管理人员对实际网络环境进行仿真和可靠性分析。