互聯(lián)網(wǎng)級(jí)聯(lián)故障診斷分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】互聯(lián)網(wǎng)級(jí)聯(lián)故障診斷分析系統(tǒng)，是對(duì)現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、魯棒性能以及故障診斷進(jìn)行分析。根據(jù)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)矩陣數(shù)據(jù)，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行隨機(jī)性攻擊和確定性攻擊，分析當(dāng)網(wǎng)絡(luò)受到攻擊時(shí)的相繼故障傳播和魯棒性能，提出改善網(wǎng)絡(luò)自愈性的方案，提高網(wǎng)絡(luò)的魯棒性；并在硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)故障傳播的預(yù)測(cè)，可發(fā)送探針監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)故障，通過對(duì)故障節(jié)點(diǎn)的定位，返回節(jié)點(diǎn)的位置信息以及相繼故障的傳播情況，返回的信號(hào)通過ARM處理器進(jìn)行分析處理，最后ARM通過向串口發(fā)送AT命令實(shí)現(xiàn)與GSM模塊的通信，并且經(jīng)由GSM網(wǎng)絡(luò)將信息發(fā)送到管理員的手機(jī)上，實(shí)時(shí)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)故障并及時(shí)做出處理的方法。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，試用方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】互聯(lián)網(wǎng)級(jí)聯(lián)故障診斷分析系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，特別是涉及互聯(lián)網(wǎng)級(jí)聯(lián)故障診斷分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今信息科學(xué)重大前沿研究領(lǐng)域，也是信息產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要依托平臺(tái)。對(duì)互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行宏觀拓?fù)錅y(cè)量并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行魯棒研究，是進(jìn)一步認(rèn)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)律，有效地發(fā)現(xiàn)并利用互聯(lián)網(wǎng)資源和高效而安全地開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基石。在網(wǎng)絡(luò)魯棒性研究方面，根據(jù)人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障分析，發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中對(duì)少數(shù)路由節(jié)點(diǎn)的攻擊會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)過載并發(fā)生故障。但故障并未就此停止，故障節(jié)點(diǎn)迫使網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包重新路由，從而可能引起其他路由節(jié)點(diǎn)的過載故障。有理由懷疑，互聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)或鏈接發(fā)生的故障，通過節(jié)點(diǎn)之間的耦合關(guān)系引起其他節(jié)點(diǎn)和鏈接發(fā)生連鎖故障，最終導(dǎo)致區(qū)域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)甚至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)崩潰，可能成為互聯(lián)網(wǎng)整體魯棒性能的主要威脅。
[0003]目前根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮匦砸蟮闹饾u增多，研究各種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系，相繼故障傳播對(duì)互聯(lián)網(wǎng)安全性和魯棒性的影響，探索復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞南嗬^故障與網(wǎng)絡(luò)魯棒性能的相互作用規(guī)律和影響機(jī)制，從而理解能否在改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)度分布的特性提高網(wǎng)絡(luò)魯棒性，探索大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與改善網(wǎng)絡(luò)魯棒性能的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。最終，提出改善網(wǎng)絡(luò)整體魯棒性能的網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗策略，并通過大尺度實(shí)測(cè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證。對(duì)這些問題進(jìn)行深入研究具有很高的理論研究?jī)r(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)中產(chǎn)生的相繼故障問題，提供一種操作簡(jiǎn)單、成本低的改善網(wǎng)絡(luò)魯棒性，從而降低相繼故障發(fā)生的概率，適用于經(jīng)典復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)以及大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)級(jí)聯(lián)故障診斷分析系統(tǒng)。
[0005]采用的技術(shù)方案是:
互聯(lián)網(wǎng)級(jí)聯(lián)故障診斷分析系統(tǒng)，包括如下步驟:
步驟一設(shè)軟件仿真系統(tǒng)
(1)拓?fù)浞治觯瑢?duì)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)溥M(jìn)行拓?fù)錅y(cè)量和分析；
(2)網(wǎng)絡(luò)攻擊，對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或邊進(jìn)行不同類型的攻擊，可分為確定性攻擊和隨機(jī)性攻
擊;
(3)魯棒性分析，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同類型的攻擊之后，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)相繼故障的產(chǎn)生進(jìn)行分析，從而分析互聯(lián)網(wǎng)的魯棒性；
(4)自愈分析，針對(duì)攻擊后的網(wǎng)絡(luò)處于分裂狀態(tài)，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和邊的恢復(fù)，使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)自愈，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的魯棒性。
[0006]步驟二故障分析系統(tǒng)
(I)故障檢測(cè)，在網(wǎng)絡(luò)中選擇一些節(jié)點(diǎn)部署為具有發(fā)送探測(cè)能力的監(jiān)測(cè)探針，監(jiān)測(cè)探針通過發(fā)送探針包探測(cè)網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)及故障節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷重分配引發(fā)的相繼故障，返回包括分析定位網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)故障的節(jié)點(diǎn)的位置信息和相繼故障產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)位置信息；
(2)信息處理，信息經(jīng)由探針首先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字信號(hào)存放在存儲(chǔ)器中，可使用SPI總線讀取數(shù)據(jù)，ARM處理器定時(shí)采集存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，對(duì)ARM芯片進(jìn)行編程，ARM通過串口連接GSM模塊，再通過向串口發(fā)送AT命令與GSM模塊實(shí)現(xiàn)相互通信；
(3)短信模塊，利用支持短消息業(yè)務(wù)的GSM引擎模塊發(fā)送節(jié)點(diǎn)故障信息，利用現(xiàn)有的900M或者1800M的GSM網(wǎng)絡(luò)，將經(jīng)過處理的信息通過GSM模塊發(fā)送到管理員的手機(jī)上，短信模塊發(fā)送短信是有AT指令控制，采用PDU格式或者文本格式。
[0007]本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，試用方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于研究大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的相繼故障傳播對(duì)互聯(lián)網(wǎng)安全性和魯棒性的影響。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治隹傮w結(jié)構(gòu)圖。
[0009]圖2是魯棒性分析流程圖。
[0010]圖3是故障分析總體框圖。
[0011 ] 圖4是軟件設(shè)計(jì)流程圖。
[0012]圖5是手機(jī)收發(fā)短信流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]互聯(lián)網(wǎng)級(jí)聯(lián)故障診斷分析系統(tǒng)，如圖1所示，包括如下步驟:
步驟一設(shè)軟件仿真系統(tǒng)
(1)拓?fù)浞治?，通過互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析模塊I對(duì)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)溥M(jìn)行拓?fù)錅y(cè)量和分析；
(2)網(wǎng)絡(luò)攻擊，對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或邊進(jìn)行不同類型的攻擊，可分為確定性攻擊4和隨機(jī)性攻擊3 ；
(3)魯棒性分析，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同類型的攻擊之后，通過魯棒性分析模塊2連接相繼故障的測(cè)量模塊5對(duì)網(wǎng)絡(luò)相繼故障的產(chǎn)生進(jìn)行分析，從而分析互聯(lián)網(wǎng)的魯棒性；
(4)自愈分析，針對(duì)攻擊后的網(wǎng)絡(luò)處于分裂狀態(tài)，通過自愈分析模塊6對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和邊的恢復(fù)，使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)自愈，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的魯棒性。
[0014]步驟二故障分析系統(tǒng)
(1)故障檢測(cè)，通過故障分析模塊7在網(wǎng)絡(luò)中選擇一些節(jié)點(diǎn)部署為具有發(fā)送探測(cè)能力的探針監(jiān)測(cè)模塊8，監(jiān)測(cè)探針通過數(shù)據(jù)收發(fā)模塊9發(fā)送探針包探測(cè)網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)及故障節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷重分配引發(fā)的相繼故障，返回包括分析定位網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)故障的節(jié)點(diǎn)的位置信息和相繼故障產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)位置信息；
(2)信息處理，在設(shè)備終端平臺(tái)10上信息經(jīng)由探針首先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字信號(hào)存放在存儲(chǔ)器中，可使用SPI總線讀取數(shù)據(jù)，ARM處理器定時(shí)采集存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，對(duì)ARM芯片進(jìn)行編程，ARM通過串口連接GSM模塊，再通過向串口發(fā)送AT命令與GSM模塊實(shí)現(xiàn)相互通信；
(3)短信模塊，利用支持短消息業(yè)務(wù)的GSM引擎模塊發(fā)送節(jié)點(diǎn)故障信息，利用現(xiàn)有的900M或者1800M的GSM網(wǎng)絡(luò)，將經(jīng)過處理的信息通過GSM模塊發(fā)送到管理員的手機(jī)上，短信模塊發(fā)送短信是有AT指令控制，采用PDU格式或者文本格式。[0015]軟件仿真工作原理
結(jié)合圖2的魯棒性分析流程圖例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的方案和工作流程:說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)相繼故障產(chǎn)生與網(wǎng)絡(luò)魯棒性的分析方法，以現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)渚仃嚦跏蓟K11，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)的度值進(jìn)行計(jì)算，找到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖畲筮B通子圖，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的初始狀態(tài)，即在加上備份的情況下網(wǎng)絡(luò)所能承受的最大負(fù)荷；然后進(jìn)入拓?fù)涑跏脊?jié)點(diǎn)確定模塊12，根據(jù)判定條件，如果滿足隨機(jī)產(chǎn)生判定條件20，則進(jìn)入節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選定模塊13，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)初始節(jié)點(diǎn)；否則滿足用戶指定判定條件21，進(jìn)入節(jié)點(diǎn)指定模塊14，根據(jù)用戶要求指定一個(gè)度最大的節(jié)點(diǎn)(或一部分節(jié)點(diǎn))。之后進(jìn)入硬摧毀模塊15，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)進(jìn)行硬摧毀，根據(jù)所選擇的不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)性攻擊和確定性攻擊；然后進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)重置模塊16，對(duì)當(dāng)前受到攻擊的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重置網(wǎng)絡(luò)矩陣拓?fù)鋽?shù)據(jù)集、度分布、最大連通子圖，計(jì)算當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際負(fù)載；然后進(jìn)入連通子圖比較模塊17，如果此時(shí)網(wǎng)絡(luò)的最大連通子圖只有原圖的
0.1大小時(shí)，則進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)自愈模塊18，否則重新進(jìn)入硬摧毀模塊15，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，直至滿足條件；進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)自愈模塊18后針對(duì)受到攻擊后的網(wǎng)絡(luò)處于分裂狀態(tài)，提出一種網(wǎng)絡(luò)魯棒性增強(qiáng)方案，使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接實(shí)現(xiàn)自愈，有效的增強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)的魯棒性，實(shí)驗(yàn)結(jié)束19。
[0016]如圖2所示，本發(fā)明的工作流程包括以下步驟: 1.首先進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)渚仃嚦跏蓟K11對(duì)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)集進(jìn)行拓?fù)錅y(cè)量和分析，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)的度值進(jìn)行計(jì)算，得到互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)渲卸茸畲蟮墓?jié)點(diǎn)或是那一部分節(jié)點(diǎn)，得到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖畲筮B通子圖；設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的初始負(fù)荷，即在加上備份的情況下網(wǎng)絡(luò)所能承受的最大負(fù)荷。
[0017]I1.進(jìn)入拓?fù)涑跏脊?jié)點(diǎn)確定模塊12，確定拓?fù)涑闃拥牡谝粋€(gè)起始節(jié)點(diǎn)。根據(jù)判定條件，如果滿足隨機(jī)產(chǎn)生判定條件20，則進(jìn)入節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選定模塊13，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)初始節(jié)點(diǎn)；否則滿足用戶指定判定條件21，進(jìn)入節(jié)點(diǎn)指定模塊14，根據(jù)用戶要求指定度最大的節(jié)點(diǎn)或是那部分節(jié)點(diǎn)為初始節(jié)點(diǎn)；將初始節(jié)點(diǎn)加入隊(duì)列。
[0018]II1.進(jìn)入硬摧毀模塊15
i)如果是隨機(jī)模塊13產(chǎn)生的初始節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)行隨機(jī)性攻擊；?)如果是節(jié)點(diǎn)指定模塊14產(chǎn)生的初始節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)行確定性攻擊；iii)改變網(wǎng)絡(luò)的宏觀參數(shù)，即網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)的冗余，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的改變，進(jìn)一步探究網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)魯棒性的影響。
[0019]IV.進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)重置模塊16。重新遍歷攻擊后的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)當(dāng)前受到攻擊的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重置網(wǎng)絡(luò)矩陣拓?fù)鋽?shù)據(jù)集、度分布情況，重新分配被硬摧毀后的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷。當(dāng)被硬摧毀后的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)實(shí)際負(fù)荷大于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所能承受的最大負(fù)荷時(shí)，發(fā)生相繼故障。
[0020]V.進(jìn)入連通子圖比較模塊17。當(dāng)被硬摧毀后的網(wǎng)絡(luò)最大連通子圖為原圖的10%時(shí)，認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)完全崩潰，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)自愈模塊18，否則返回硬摧毀模塊15，重復(fù)步驟II1、IV、V，直至滿足條件。
[0021]V1.進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)自愈模塊18。針對(duì)攻擊后的網(wǎng)絡(luò)處于分裂狀態(tài)，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和邊的恢復(fù)，提出一種網(wǎng)絡(luò)魯棒增強(qiáng)方案，如找到一種方法使網(wǎng)絡(luò)的最大連通子圖增大，從而使魯棒性得到增強(qiáng)，有效的增強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)的魯棒性。增強(qiáng)后網(wǎng)絡(luò)的魯棒性能增強(qiáng)10%以上。
[0022]VI1.實(shí)驗(yàn)結(jié)束 19。
[0023]通過上述工作流程，本發(fā)明將對(duì)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析測(cè)量，并對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊，用網(wǎng)絡(luò)的相繼故障傳播及網(wǎng)絡(luò)自愈情況作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為用戶提供一種即可反映大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞聂敯粜阅?，又可用?jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)算法直觀分析魯棒性方法。
[0024]故障分析工作原理
圖3所示，硬件系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)接收和發(fā)送模塊，終端接收模塊等三個(gè)模塊組成。數(shù)據(jù)采集模塊首先主要通過發(fā)送具有探測(cè)能力的監(jiān)測(cè)探針對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行故障探測(cè)，并且對(duì)故障節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位分析。其次探測(cè)故障節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷重分配是否會(huì)導(dǎo)致與其直接相連的節(jié)點(diǎn)的相繼故障，并且返回會(huì)引起相繼故障節(jié)點(diǎn)的位置信息。然后對(duì)探針返回的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，將輸出的數(shù)字信號(hào)存放在存儲(chǔ)器中。數(shù)據(jù)收發(fā)模塊模塊采用單片機(jī)和ARM芯片共用E2PROM的方式，單片機(jī)I控制數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)存入E2PROM中；ARM芯片負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從E2PROM中讀出，并經(jīng)過GSM模塊通過GSM網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。在這里E2PROM是數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)和上傳的中轉(zhuǎn)站。
[0025]系統(tǒng)中模塊與模塊之間相互獨(dú)立又相互依賴，共同完成數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)的收發(fā)模塊是系統(tǒng)的核心模塊。該模塊以ARM模塊為核心，以RS232通信接口，在物理層上實(shí)現(xiàn)與GSM模塊的連接。
[0026]具體實(shí)施方案如下:
1.系統(tǒng)初始化。打開串口，測(cè)試通信模塊與開發(fā)板的連接以及短信模塊與手機(jī)模塊的連接受否正常。測(cè)試短信模塊中的SIM卡是否可用。一切正常，系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒。
[0027]I1.故障監(jiān)測(cè)。首先選取網(wǎng)路中度值大的節(jié)點(diǎn)部署為具有發(fā)送探測(cè)能力的監(jiān)測(cè)探針。監(jiān)測(cè)探針s向網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)t沿著探測(cè)路徑Ps.t發(fā)送探針包進(jìn)行探測(cè)，根據(jù)探測(cè)返回的結(jié)果分析定位出 現(xiàn)故障的節(jié)點(diǎn)。其次探測(cè)由于故障節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷重分配將引發(fā)的相繼故障的節(jié)點(diǎn)，返回該節(jié)點(diǎn)的位置信息。
[0028]i)探針通過發(fā)送數(shù)據(jù)包，監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的收發(fā)率，吞吐量等信息分析節(jié)點(diǎn)是否故障。由于探針是周期性發(fā)送的，為了避免探針給系統(tǒng)帶來(lái)過大負(fù)載，應(yīng)當(dāng)盡量減小探針開銷。發(fā)送路徑的選擇通過建立概率依賴模塊，賦予較短路上的節(jié)點(diǎn)以更高的概率。
[0029]ii)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障必將引發(fā)其上的負(fù)荷重分配，將負(fù)荷平均的分配給與之相連的其他節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)接收到這些額外負(fù)荷之后可能會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷超過其安全閾值，從而引發(fā)相繼故障。探針探測(cè)到故障節(jié)點(diǎn)，首先對(duì)故障節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位分析，返回地址信息。其次分析將產(chǎn)生相繼故障的節(jié)點(diǎn)，并返回其地址信息。這里節(jié)點(diǎn)的定位可選用建立貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)量分析。
[0030]II1.數(shù)據(jù)的采集。基站數(shù)據(jù)采集主要是對(duì)故障節(jié)點(diǎn)位置以及相繼故障信息的檢測(cè)和實(shí)時(shí)更新。信號(hào)通過探針首先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字信號(hào)存放在存儲(chǔ)器中。這里的信號(hào)主要包括故障節(jié)點(diǎn)的地址信息以及由于故障節(jié)點(diǎn)所引發(fā)的相繼故障的節(jié)點(diǎn)地址信息。這里可使用SPI總線讀取數(shù)據(jù)。
[0031]IV.數(shù)據(jù)的處理。單片機(jī)I通過內(nèi)部定時(shí)器定定時(shí)的控制數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器中轉(zhuǎn)存入E2PROM; ARM處理器負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從E2PROM中讀出，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對(duì)ARM處理器進(jìn)行編程，將讀入的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，實(shí)時(shí)的將故障信息與故障的預(yù)測(cè)信息發(fā)送出去。
[0032]V.短信的發(fā)送。ARM處理器和GSM短信模塊通過串口進(jìn)行通信，串口通訊遵循RS232標(biāo)準(zhǔn)。這里短信模塊可選擇西門子TC35i模塊。處理器通過向串口發(fā)送AT命令把處理的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到TC35i模塊上。最后TC35i模塊借助GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)信息到目標(biāo)管理員的手機(jī)上。
[0033]V1.短信的接收。
[0034]硬件工作原理說(shuō)明:
采集與處理裝備主要由單片機(jī)和GSM模塊組成。以單片機(jī)89C52為主控制器，外圍電路主要有UART通信模塊，電源模塊，復(fù)位模塊，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)模塊和短信模塊。
[0035]單片機(jī)與GSM模塊采用串行異步通信接口，串口通訊遵循RS232標(biāo)準(zhǔn)。RS232接口方式連接，通過串行接口集成電路和電平轉(zhuǎn)換電路與GSM模塊連接，所設(shè)計(jì)芯片包括單片機(jī)89C52和電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232。這里接口通過I2C總線擴(kuò)展一個(gè)E2PROM存儲(chǔ)器芯片(可選AT24C64 )，主要是存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)。該芯片能夠反復(fù)擦/寫，持久保存數(shù)據(jù)，并且斷電信息不丟失。防止因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)崩潰造成 連接失敗導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象的發(fā)生。
[0036]GSM的短信息業(yè)務(wù)SMS利用信令信道傳輸，這是GSM通信網(wǎng)所特有的。它不用撥號(hào)建立連接，把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到短信息服務(wù)中心，經(jīng)短信服務(wù)中心完成存儲(chǔ)后再發(fā)送給最終的信宿。所以當(dāng)目的GSM終端沒開機(jī)時(shí)信息不會(huì)丟失。每個(gè)短信的信息量限制為160字節(jié)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上大多數(shù)手機(jī)均支持GSM07.05規(guī)定的AT指令集。該指令集是ETSI (歐洲通信技術(shù)委員會(huì))發(fā)布的，其中包含了對(duì)SMS的控制。利用GSM手機(jī)的串行接口，單片機(jī)向手機(jī)收發(fā)一系列的AT命令，就能達(dá)到控制GSM模塊收發(fā)SMS的目的。必須注意的是，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)，編程必須注意它發(fā)送指令與接收到的響應(yīng)都是字符的ASCII碼。
[0037]由于不同廠商對(duì)AT指令集的解釋代碼和響應(yīng)信息不一樣，所以單片機(jī)首先要確認(rèn)是否與手機(jī)建立通信，一般用ATE指令完成確認(rèn)；然后用AT+CMGF指令選定短消息的數(shù)據(jù)格式；在收到手機(jī)的正確回答后以AT指令完成讀出功能。設(shè)計(jì)一個(gè)PDU模式的應(yīng)用，單片機(jī)發(fā)送和接收(手機(jī)回答)均為ASCII碼。
【權(quán)利要求】
1.互聯(lián)網(wǎng)級(jí)聯(lián)故障診斷分析系統(tǒng)，其特征在于包括如下步驟: 步驟一設(shè)軟件仿真系統(tǒng) (1)拓?fù)浞治觯瑢?duì)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)溥M(jìn)行拓?fù)錅y(cè)量和分析； (2)網(wǎng)絡(luò)攻擊，對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或邊進(jìn)行不同類型的攻擊，可分為確定性攻擊和隨機(jī)性攻擊; (3)魯棒性分析，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同類型的攻擊之后，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)相繼故障的產(chǎn)生進(jìn)行分析，從而分析互聯(lián)網(wǎng)的魯棒性； (4)自愈分析，針對(duì)攻擊后的網(wǎng)絡(luò)處于分裂狀態(tài)，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和邊的恢復(fù)，使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)自愈，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的魯棒性； 步驟二故障分析系統(tǒng) (1)故障檢測(cè)，在網(wǎng)絡(luò)中選擇一些節(jié)點(diǎn)部署為具有發(fā)送探測(cè)能力的監(jiān)測(cè)探針，監(jiān)測(cè)探針通過發(fā)送探針包探測(cè)網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)及故障節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷重分配引發(fā)的相繼故障，返回包括分析定位網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)故障的節(jié)點(diǎn)的位置信息和相繼故障產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)位置信息； (2)信息處理，信息經(jīng)由探針首先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字信號(hào)存放在存儲(chǔ)器中，可使用SPI總線讀取數(shù)據(jù)，ARM處理器定時(shí)采集存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，對(duì)ARM芯片進(jìn)行編程，ARM通過串口連接GSM模塊，再通過向串口發(fā)送AT命令與GSM模塊實(shí)現(xiàn)相互通信； (3)短信模塊，利用支持短消息業(yè)務(wù)的GSM引擎模塊發(fā)送節(jié)點(diǎn)故障信息，利用現(xiàn)有的900M或者1800M的GSM網(wǎng)絡(luò)，將經(jīng)過處理的信息通過GSM模塊發(fā)送到管理員的手機(jī)上，短信模塊發(fā)送短信是有AT指令控制，采用PDU格式或者文本格式。
【文檔編號(hào)】H04L12/24GK104022895SQ201410199000
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】徐野, 王紅霞 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)理工大學(xué)