特殊通信网网络管理系统效能评估

李景田,霍永华,韩卫占

（中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北 石家庄 050081）

0 引言

现代网络无论在规模还是在复杂度上都有迅猛的发展,网络实体的分布性和异构性日益突出,因此如何保证通信网稳定、可靠和高效运行具有重要的意义。通信网的网络管理系统是确保网络顺利运行的主要支撑部分,是一种特殊的通信网,它实时监视通信网络的状态和各项性能指标,收集和分析相关数据,并根据这些数据发出相应的控制指令,使通信网保持在高效和高质的状态。网管系统一旦发生故障,将严重影响通信网的正常运行。因此通信网管系统的效能评估具有重要的意义。

1 效能评估方法

通信网网络管理系统效能评估是一个多因素综合评估问题。通信网的效能评估方法有很多种,例如层次分析法、指数法、模糊综合评价法、灰色决策评价方法、多属性综合评价法、Petri网分析法、神经网络法和Delphi法等。所有这些评估方法的共同特点是模糊综合,即对受到多种因素制约的通信网效能在模糊环境下作出一个总体综合评价。下面给出通信网网络管理系统效能评估方法及步骤。

步骤1:首先把要解决的问题层次系列化,即根据问题的性质和要达到的目标,将问题分解为不同的组成因素,按照因素之间的相互影响和隶属关系将其分层聚类组合,形成一个递阶、有序的层次结构模型。即建立基本因素集以及下一级因素集:

步骤3:确定权重,对模型中每一层次因素的相对重要性,依据人们对客观现实的判断给予定量表示,再利用数学方法确定每一层次全部因素相对重要性次序的权值。

假设需要排列n个元素的相对重要程度,采用两两比较判断的方式确定每一层次中因素的相对重要性,即比较2个元素i和j,确定2个值ωi和ωj,引入1～9比率标度,ωi和ωj的确定依据如下原则:（假定ωj的相对值为1）

①当元素i和j同等重要时,ωi=ωj=1;

②当元素i比元素j略微重要时,ωi=3;

③当元素i比元素j重要时,ωi=5;

④当元素i比元素j很重要时,ωi=7;

⑤当元素i比元素j绝对重要时,ωi=9;

ωi=2,4,6,8是介于上述情况的中间取值。

依据上述原则两两比较所有的元素,为保证评估的科学性,需综合多个专家结论,形成比较判断矩阵P,矩阵的元素然后对该矩阵求特征值,其最大特征值λmax所对应的特征向量,即为权重向量ω={ω1,ω2,…ωn},且从而得到与U,u1,u2,…,un对应的权重集ω,ω1,ω2,…,ωn;

步骤4:进行单因素评判,建立模糊关系矩阵R（rij）,分级计算因素集中各因素对评价集中各因素的隶属度rij,得到与u1,u2,…un对应的单因素评判矩阵R1,R2,…,Rn,

步骤5:模糊综合评判,综合评判向量可由下式计算:

步骤6:最终评定,对B进行归一化处理,得到向量B=（b1,b2,b3,…,bl）,其中1,…l,则综合评分为γ=B*β。

2 效能评估指标

通信网管系统的效能指标如下:

①管理功能完备性:网络管理功能是网络管理系统的一个重要指标,管理功能完备性用来评价管理功能的多少,是对满足标准5大通用管理功能和适应特殊通信网特殊功能完善性的评价;

②管理对象覆盖能力:该指标用来评价网络管理系统可管理的作战地域范围、管理对象种类的多少和管理对象的数量多少等;

③管理实时性:在特殊通信网中,时间是非常重要的,作为特殊通信网的网络管理系统,其在网络动态变化情况下对网络动态辅助设计的时效以及对管理信息获知、处理和下达等各环节的占用时间应尽可能少。管理实时性方面主要包括网络规划设计时间、网络参数监视与控制时间和故障处理流程时间等的长短;

④网络动态支持能力:机动性强、动态变化大是特殊通信网的重要特点,网络管理系统应尽可能支持特殊通信网的这种应用特点,以保障网络有效地适应应用的频繁变化;

⑤互连互通能力:特殊通信网需要由多个网系构成一个综合的网络,这就涉及到网络间的互连互通要求;

⑥智能化程度:网络实体的分布性和异构性日益增强,为减少网络管理人员的工作复杂度,及时解决日趋繁琐的网络配置、庞大的网络数据管理以及定位和排除网络故障等问题,提高决策的准确性和及时性;

⑦可靠性维修性:可靠性和维修性分别表示网络管理系统的平均无故障工作的时间（MTBF）和维修时间（MTTR）;

⑧抗毁性:抗毁性是特殊通信网的一个重要指标,是评价系统抗干扰以及不可预测破坏的能力。抗毁性对网络管理系统同样也是非常重要的;

⑨环境适应性:与民用网络管理系统通常安装在条件良好的机房环境不同,特殊通信网网络管理系统通常应用于较为恶劣的环境,一个好的网络管理系统应在温度、冲击、振动、湿热、电磁兼容性、抗干扰和供电等方面具备适应能力;

⑩操作使用性:操作使用性是网络管理系统的一个重要指标,对网络管理系统好坏的评价往往先从系统是否操作简洁和使用方便开始。

在对特殊通信网网络管理系统进行效能评估时,选取上述指标建立指标集合,然后采取模糊综合评判法进行综合效能评估。表1给出某些指标对特殊通信网效能评估的重要性对比。

表1 指标体系对各特殊通信网管效能评估的重要性

3 实例验证

某特殊通信网网络管理系统分为3级管理控制中心,1级网管中心能够管理100个2级网管中心,每个2级网管中心能够管理50个3级节点管理中心,3级网管中心直接管理被管设备。

管理功能除5大功能域外,还具有频率管理、资源管理和任务管理;采用SOA架构、基于策略和移动代理的网络管理,具有很好的智能性、灵活性和扩展性;网管中心采用主备热备份,睦级网管中心可以升级为1级网管中心也可以降为3级网管;已经通过高低温和振动等环境试验;人机界面形象直观。

采用模糊综合评判法对其进行效能评估,步骤如下:

步骤1:建立因素集

确定影响特殊通信网网络管理系统效能的主要因素:管理功能完备性、管理对象覆盖能力、管理实时性、网络动态支持能力、互连互通能力、智能化程度、可靠性、抗毁性、操作使用性以及环境适应性。

步骤2:建立评价集

将效能评估从高到低分为若干等级,构成评价集V:

V={好,较好,一般,差,较差},相应地设定评分档次β={100,85,65,45,20}T;

步骤3:确定权重集

采用层次分析法确定权重:

步骤4:建立评判矩阵

通过建立评判矩阵,进行计算,结果为;

评判结果表明该特殊通信网络管理系统具有较好的效能。

4 结束语

通信网网络管理系统效能是一个受到多种因素影响和制约的模糊综合问题,效能评估的特点是模糊综合,即对受到多种因素制约的网络管理系统效能在模糊环境下作出一个总体综合评价。该方法适用于通信网及网管系统的效能评估。在效能评估时,首先建立指标集合,然后采取模糊综合评判法进行综合效能评估。通信网网管系统效能评估对于保证通信网稳定、可靠和高效运行具有重要的意义。

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