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基于NGN網絡的SIP協(xié)議監(jiān)測系統(tǒng)

2008/07/22

圖1 SIP協(xié)議監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理示意圖

　　2.1 IP包截獲模塊

　　通過跨接線路方式截獲NGN線路上的所有信號數據，并提取IP分組包。NGN是一個以IP或ATM作為核心承載的網絡，而SIP是一個基于IP的信令協(xié)議，所以該監(jiān)測系統(tǒng)第一步分揀只針對IP 包。

　　2.2 信令包分揀模塊

　　根據協(xié)議類型、已知信令節(jié)點的IP地址、信令協(xié)議的知名端口以及信令協(xié)議編碼中的特征字符串等信息分揀出信令包。

　　2.3 實時信令監(jiān)測模塊

　　對信令包進行協(xié)議分析、流程還原、呼叫跟蹤搜索、呼叫記錄生成、信令流量流向統(tǒng)計等信令監(jiān)測功能，并提供監(jiān)測報告以及向后臺輸出原始信令數據。

　　2.4 后臺信令分析模塊

　　提供信令分類存儲、分析、統(tǒng)計、分類檢索、流程重現以及各類圖表生成及告警處理等各類后處理功能。

　　2.5 監(jiān)測策略管理模塊

　　對信令采集、信令分揀、目標匹配、監(jiān)測內容、輸出方式、存儲方式等信令監(jiān)測策略進行配置。

　　根據如上功能需求和模塊劃分，本文提出一種實現系統(tǒng)的功能的體系結構——多級分布的開放式體系架構。

3.系統(tǒng)的體系結構

　　SIP協(xié)議監(jiān)測系統(tǒng)架構在NGN上，分為接入平面、實時信令監(jiān)測與話路（通信內容）處理平面、接口平面和監(jiān)控中心平面。

　　3.1 接入平面

　　接入平面負責連接受控網絡平面與監(jiān)測處理平面。它提供各類標準的光/電傳輸接口，并通過并接方式采集所有傳輸線路上的信令信息和話路信息。

　　由于NGN網絡本身就是一個承載層與控制層完全分離的網絡，其呼叫連接和業(yè)務控制功能集中在網絡核心層的軟交換設備上，因此對于網絡監(jiān)測而言，監(jiān)測的接入點也應該盡量位于網絡的核心層靠近軟交換一側，以保證信息截獲的完整性和有效性。

　　3.2 實時信令監(jiān)測與話路處理平面

　　實時信令監(jiān)測與話路（通信內容）處理平面通過內部接口與監(jiān)測接入平面連接，接收接入平面采集到的所有信令數據和話路數據進行實時的信令分析和話路監(jiān)測處理，并向監(jiān)控中心輸出統(tǒng)計分析報告和各類目標通信數據。

　　3.3 接口平面

　　接口平面提供實時監(jiān)測處理平面與監(jiān)控中心的連接。實時監(jiān)測處理平面需向監(jiān)控中心輸出大量的信令數據和目標話路數據，因此采用以太網通信方式，保證足夠的帶寬。同時，根據不同的接口速率和通信可靠性需求，采用不同的接口協(xié)議，包括TCP、帶驗證的UDP、無驗證的UDP通信等。

　　監(jiān)測系統(tǒng)在應用時采用集中式監(jiān)控中心與分布式實時監(jiān)測處理模塊的組網方案，因此接口平面建立在分布式遠程網絡基礎之上，并對監(jiān)測網絡的高安全性，接口網絡的邏輯或物理隔離、接口協(xié)議的專用性和可加密性都作出周密部署。

　　3.4 監(jiān)控中心平面

　　監(jiān)控中心平面是監(jiān)測系統(tǒng)在各個權力部門應用的具體體現，借助監(jiān)控中心平面，各權力部門可實施相關的電信網監(jiān)測業(yè)務。監(jiān)控中心需提供后臺信令分析統(tǒng)計、通信內容識別分析、監(jiān)控策略配置以及監(jiān)測設備的操作維護管理等功能。

4.系統(tǒng)的技術特點

　　4.1 分平面的體系結構

　　系統(tǒng)采用按功能分平面的體系結構一方面有利于系統(tǒng)的模塊化功能設計和開放式業(yè)務架構。另一方面平面間采用標準接口連接，可形成分布式協(xié)同工作模式，有利于監(jiān)測系統(tǒng)實現區(qū)域內的聯(lián)合監(jiān)測以及重要/保密業(yè)務的統(tǒng)一歸口管理。

　　4.2 模塊化的功能設計

　　系統(tǒng)以信令監(jiān)測技術為核心將監(jiān)測工作分為前端實時監(jiān)測和后臺分析統(tǒng)計監(jiān)測兩個處理平面，既可滿足電信網監(jiān)測的實時性要求，又可通過信令引導鎖定監(jiān)測范圍，避免后臺系統(tǒng)面對海量通信內容的識別處理，有效提高系統(tǒng)的整體可用性。

　　4.3 開放的業(yè)務架構

　　系統(tǒng)組網模式和聯(lián)網接口符合NGN網絡的組網體制和接口制式，同時多級分布的開放式體系架構，具備與其它信令分析系統(tǒng)聯(lián)網的能力，從而能夠和別的信令監(jiān)測系統(tǒng)進行結合，實現互補，組成完整的網管監(jiān)控系統(tǒng)。

　　4.4 無感的工作模式

　　系統(tǒng)采用并接線路的信號采集方式，且體系內的各級監(jiān)測活動均不對NGN的網絡安全和電信用戶的正常業(yè)務使用產生任何影響。

　　4.5 動態(tài)的參數調整

　　系統(tǒng)通過對信令包的統(tǒng)計分析，可以通過話務流向等指標準確預測話務量等參數，動態(tài)調整監(jiān)測負荷，滿足通信網絡話務高峰時的信令監(jiān)測能力需求。

　　4.6 獨立的網絡體系

　　監(jiān)測網絡自成體系，可以與NGN邏輯甚至物理隔離，從而可以更為客觀地評價NGN服務質量的監(jiān)測系統(tǒng)。

5.系統(tǒng)實際功能應用

　　實際應用中，SIP協(xié)議監(jiān)測系統(tǒng)能對NGN提供網絡服務質量監(jiān)測、維護支持、網絡優(yōu)化支持及業(yè)務擴展支持。

　　5.1 網絡服務質量監(jiān)測

　　SIP協(xié)議監(jiān)測系統(tǒng)通過對NGN中SIP信令的統(tǒng)計和分析，可以獲知話務流量流向、接通率、呼損、話務擁塞情況、話務分布模型等網絡運行狀態(tài)指標，全面、準確地監(jiān)測NGN網絡服務質量。

　　5.2 網絡維護支持

　　SIP協(xié)議監(jiān)測系統(tǒng)通過對NGN中SIP信令的統(tǒng)計和分析，能夠準確及時地掌握NGN中的資源占用情況以及運營狀況，可以實現網絡故障的提前感知和預告警，保障NGN網絡的無故障運行。

　　5.3 網絡優(yōu)化及規(guī)劃支持

　　SIP協(xié)議監(jiān)測系統(tǒng)通過信令監(jiān)測和分析結果，可對NGN中某段時間內的鏈路負荷進行查詢、統(tǒng)計、排序,從而提供NGN網絡合理配置、性能優(yōu)化以及網絡擴容的客觀數據,為NGN網絡優(yōu)化提供技術依據。

　　5.4 業(yè)務擴展支持

　　SIP協(xié)議監(jiān)測系統(tǒng)可以實現對業(yè)務分布及性能的分析和統(tǒng)計，從而發(fā)現忙號碼、重要客戶等信息，方便改善服務質量。同時，監(jiān)測系統(tǒng)還能夠對諸如網絡欺詐等危害網絡的行為進行控制，減少損失，保證網絡的正當使用。

6.結束語

　　隨著電信網向NGN的演進，對NGN可靠性及服務質量的研究已成為迫切需要解決的問題。建立NGN中SIP協(xié)議的監(jiān)測系統(tǒng)，能夠為NGN業(yè)務質量的監(jiān)測提供重要的依據，從而及早發(fā)現電信網絡的故障隱患，保證NGN的服務質量，為NGN運營商贏得客戶、占領市場提供可靠的保障。因此，基于NGN網絡的SIP協(xié)議監(jiān)測系統(tǒng)的應用具有相當廣闊的市場前景。

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