基于IPv6流标签的企业资产档案主数据驱动质量控制方法

苏华权， 杨秋勇， 冯志鹏， 彭泽武， 冯歆尧

(1.广东电网有限责任公司信息中心, 广东， 广州 510600；2.广东电力信息科技有限公司， 广东， 广州 510600)

0 引言

企业的规模不断扩大，其资产管理的复杂性也在不断地提升。由于近些年来企业中规模、效益、质量、环保等多方面都面临着严峻的挑战，稳定的企业资产档案管理成为目前大多数企业追求的目标。为把握企业发展方向，提升企业资产管理能力，保证企业资产档案管理数据的可靠性，在其中增加网络处理部分时，需要进行驱动质量控制，其中主数据驱动是档案质量可控制的必要一环。但就目前的网络技术发展而言，原始的企业资产档案主数据驱动质量控制方法与现如今使用的网络构架出现了相应的不适配性，其中文献[1]基于数据生命周期，为了获得一种全局质量控制持续演进框架，将数据生命周期理论引入过程质量控制，更新以及应用于实时质量控制和持续改进的动态过程，但是其整体适配性较差。文献[2]提出主数据管理驱动的SOA建设方案，在数据层面运用主数据管理平台对校级核心数据资产进行建模和整合，解决其中存在的协议转换及服务鉴权问题，数据资产整合和信息交互问题得到了解决，但是其数据传输能力较差。

针对以上问题，在此次研究中将针对新型网络构架设计基于IPv6流标签的企业资产档案主数据驱动质量控制方法。IPv6流标签是一种可控制IPv6报头前20位数据进行标记信息包的顺序的处理方式，这是一种对源信息的特殊处理，具有相应的时效性[3-4]。使用此技术可提升企业资产档案主数据驱动质量控制的速度与质量。在此研究中，将采用此技术完成原有方法的优化过程，促进企业资产管理信息化的深入发展。

1 企业资产档案主数据驱动质量控制方法设计

1.1 更新主数据IPv6流标签报头格式

在此次设计中，为了更好地适应IPv6网络架构，通过使用企业资产档案数据分类器与调节器[5]，将获取到的数据储存到网络中的边界节点，根据数据包的属性值对其进行分类，而后，将数据按照相应等级进行调节与映射到不同的区域中，而后向内部节点进行不同级别的转发。在数据处理的过程中，需要进行相应的计量、标记、整形、丢弃。其中，计量过程为数据处理中较为重要的部分，根据业务控制要求与数据驱动的相关参数，对数据包设定相应的数值，同时将数据归入同一数据库中[6-7]，对数据内容进行调节。具体数据分类与调节过程如图1所示。

图1 数据流分类及调节过程示意图

根据上述设定的数据处理过程，对数据进行预处理过程后，使用迭代学习技术，对数据报头展开控制。在网络数据包的使用过程中，由于数据包预处理会对资产数据的表现形式造成一定的影响，导致实际应用中的数据受到外界影响[8-10]。在此次设计中，设定的期望输出数据包集合表示为Qi=[qi(0),qi(1),qi(2),…,qi(T-1)]T,通过此设定寻找到合适的o值，使输出数据包与理想数据包一致。由此通过计算控制数据包处理过程，具体如下：

o=T[P]-1qi

(1)

通过上式可确定3种数据处理条件，首先，在数据处理过程中，其控制函数为线性函数具有不变性；其次，数据包处理过程中主要输入值为o(0)≠0；最后，数据包处理的过程中，不存在网络结构等外界因素的硬性。如处理后数据与真正数据的实际输出不同，带有一定的干扰值，则有：

qy=q+β

(2)

式中，qy表示实际输出值，β表示数据处理过程中的干扰值，q表示真正的实际输出值。使用此公式可对主数据IPv6报头格式的处理过程展开控制。

为了使此算法可在最短的时间内，得到最高的计算效率，则其计算过程可视作非线性规划问题，具体公式如下：

(3)

根据Schwartz不等式，则上述公式可表示为

(4)

对公式进行处理，去除绝对值可得到下式：

(5)

对式(10)与式(11)进行整合，可得到对应的控制公式，具体如下:

(6)

通过式(6)实现数据驱动的自适用控制过程，并将上述算法应用到文中设定的非线性控制器中，以此完成数据驱动控制质量全过程。

至此，基于IPv6流标签的企业资产档案主数据驱动质量控制方法完成。

由于此次实验过程中涉及到大量的企业数据与互联网基础设施，为避免实验过程中对企业资产管理造成的不良影响，在此次实验过程中选择仿真实验的形式，完成实验整体过程。在此次实验中，使用Mininet软件对实验过程中使用的网络环境展开模拟。这是一种基于Linux Container架构开发的仿真工具，对于流标签等多种协议具有良好的控制能力，常被用于SDN的仿真、验证、测试和资源提供。在此次实验中，利用其高拓展性，创建一个简单的网络拓扑，其中包含1个Switch,1个主控中心以及2台PC。此次实验环境使用网络模拟器Mininet以及流标签控制器构建实验环境，并将其安装至Win10系统中，具体拓扑结构如图2所示。

图2 Mininet网络拓扑结构

将上述设定的网络拓扑作为默认的实验网络结构，将主机中的网络地址设定为目前使用范围较为普遍的形式，可支持数据包转发。网络主控系统使用Mininet中自带的控制器。同时使用远程控制器，体现实验网络控制平面与数据平面的分离。

2 实验论证分析

2.1 实验环境设计

为验证文中设计方法在实际使用中的稳定性与可行性，在方法设计完成后，使用对比实验的方式，对比文中设计方法与目前采用方法(文献[1]方法和文献[2]方法)的使用差异。

2.2 实验方案设计

在此次实验过程中，将使用文中设计方法与目前使用中的方法(文献[1]方法和文献[2]方法)对企业资产档案中的数据进行处理，为有效体现两者中的不同，此次主要针对主数据的转发性能展开研究。设定此次的实验对象为某知名大型企业，选取其某月份资产管理信息作为此次实验的数据来源，使用文中设计方法与目前使用的质量控制方法作为数据处理的主要技术。在实验的过程中，设定相应的对比指标作为对比对象，完成文中设计方法与目前使用方法的整体内容。对实验中的数据进行全面的记录，并根据数据结果完成细致分析，确定文中设计方法的使用效果。

2.3 实验指标设定

在此次实验中，将实验对比指标设定为三部分，具体体现为数据的转发时延，时延振动情况以及数据压缩率等3组重要指标，通过公式的形式可将上述指标体现如下。

转发时延:表示资产驱动数据从源节点出发到目标节点所需的延时。此指标是网络性能评价的重要指标，转发时延计算结果越小，表示目标节点可更快的接收到数据表，其公式可表示为

A=Average(T1-T2)

(7)

式中，T1表示数据包到达目标节点的时间，T2表示数据包在源节点的发送时间。

时延振动情况：表示数据包在传输过程中，数据包转发时延的波动大小，此指标反映数据驱动传输中的质量与稳定性。抖动越小，表示数据控制能力越好。此指标可通过具体公式显示如下：

(8)

式中，N表示数据管理过程中n个数据包的转发时延，Ai表示第i个数据包的转发时延。使用此指标测定数据传输中的稳定性。

数据包压缩率：此指标是数据包在传输中压缩大小的体现，此指标越高，数据质量控制方法的使用效果越好。在计算此指标前，需要确定数据包的大小，具体通过公式可表示为

U=Sum(match+prio+coun+inst+tout+cookle)

(9)

式中，match表示数据包的匹配域，prio表示数据包的优先级，coun表示数据包中的计数器大小，inst表示数据包中指令的大小，tout表示数据包时间的大小，cookle表示附属属性。则数据包压缩率可表示为

(10)

式中，U表示正常的数据包大小，Ui表示处理后的数据包大小。

根据上述三组指标，完成文中设计方法与目前使用方法的对比过程，在此次实验中采用多次实验的形式，提升实验结果的可靠性与真实性。

2.4 转发时延实验结果分析

通过图3结果可以看出，在指标设定中提出，数据包传输时延数值越小，数据质量控制越稳定。文中设计方法的实验数据图像上升下降幅度区间较为稳定，其他两种方法的实验数据图像上升下降幅度区间较大，可见其传输性能稳定性较差。实验结果说明在有限的实验周期内，文中设计方法的使用效果更为稳定。

(a) 文中设计方法

(b) 文献[1]方法

(c) 文献[2]方法图3 转发时延实验结果

2.5 时延振动情况实验结果分析

对第一组实验结果进行处理，得到下述时延振动区间图像，通过对此图像进行分析得到相应的实验结果。对比结果如图4所示。

图4 时延振动情况实验结果

通过上述实验结果可知，文中设计方法的传输时延波动较小。在网络环境统一的情况下，统计60 s之内的客户端主机向服务器发送的数据包时延抖动情况可知，文中设计方法的时延抖动图像明显低于目前使用控制方法的抖动情况，且大约75%以上的时间点抖动值均低于目前使用的控制方法。综合上述图像可知，文中设计方法具有较好的转发性能，可有效降低数据驱动处理中的转发时延，降低数据包在传输过程中的时延抖动。

2.6 数据包压缩率实验结果分析

通过上式实验结果可以明显的看出，文中设计方法对于数据包的压缩率较高，且数据压缩后没有造成数据丢失的情况。同时通过对比可知，文中设计方法的数据包在传输过程中占有的范围更小，在目前的网络环境下，使用文中设计方法可使得数据包的占用空间下降，提升数据传输以及管理能力。综合此部分分析结果，文中设计方法的使用效果较好。数据包压缩率如图5所示。

图5 数据包压缩率实验结果

将转发时延实验结果、时延振动情况实验结果以及数据包压缩率实验结果进行整理可知，文中设计方法的数据处理与控制能力较高，且对于目前应用中的控制方法而言，此方法可有效弥补其不足。

3 总结

本研究以IPv6网络中的流标作为数据驱动质量控制方法的设计基础。通过本研究的应用测试，证实了本研究方法的优势，解决了当前数据驱动质量控制的本质问题。通过对控制器形式的设置，提高了控制方法的合理性。此外，该数据控制器使本设计的控制方法更加实用，提高了数据驱动质量控制方法的数据转发能力和传输能力。