衛星移動通信網的網控中心的製作方法
2023-10-27 14:24:02 2
專利名稱：衛星移動通信網的網控中心的製作方法
技術領域：
本發明屬於衛星通信系統中的一種開發測試技術，具體是一種衛星移動通信網的網控中心。
背景技術：
新一代衛星移動通信網在兼容原有應用系統的基礎上，進一步增強系統的保障能力，系統採取了星上和地面的多項改進措施。NOC、MSW、DBff, NCP、ACS、SMS、SMC、KDM、RA、 ΝΙΑ, NSA、IDS這些軟體模塊作了大量的修改和全新研製，同時模塊之間的信息交互變得更為複雜和頻繁。在新一代網控中心的研製中，項目實際的工作量逐漸變得非常巨大，功能更加複雜、控制項目劇增、通信方式多樣化、管理方式多樣性，以及由此引起的開發人員投入人數也隨之增加。以上這些情況，在實際的開發、調試、集成、測試、運用階段產生了很多的錯誤原因難以迅速定位，系統很難在量的增量發展中產生同樣的質的增量。
發明內容
為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種衛星移動通信網網控中心基準系統，本系統也貫徹軟體工程化思想和模塊化開發管理以及面向對象的開發模式。本發明的目的是為了加快網控系統的開發、實時監測開發效果、加強業務流程檢測、迅速分析網絡流量、快速定位錯誤根源、合理進行單元集成、方便功能和性能測試，同時為研製實際設備和開發模擬器提供可靠的實時信息，提供智能化測試和運行情況選擇性存儲，方便系統分析和重演。本發明是通過軟體實現，在計算機，網卡，HUB連接的硬體支持下，通過把網卡設置成混雜模式，監聽所有TCP\IP協議信息，同時過濾其他協議信息。具體技術方案如下一種衛星移動通信網的網控中心基準系統，本系統的硬體架構包括計算機、網卡和HUB，計算機通過網卡和HUB連接，進而連接接入HUB的所有網絡；所述網卡設置成混雜模式；本系統包括信息截獲/轉發子系統；數據存儲子系統；實時監測子系統；人機控制子系統和後臺分析輔助軟體子系統；1)所述信息截獲/轉發子系統利用網絡嗅探技術對接入網控中心的網絡進行數據截獲的功能；並在人機控制子系統的參與下，對本子基準系統進行過濾規則設置、轉發方式設置，在過濾規則和轉發方式啟作用的條件下，進行消息的轉發；2)所述數據存儲子系統本子系統由大型資料庫來支撐，對網控中心內部的信息進行集中完全存儲；在人機控制子系統的參與下，本子系統分別對信息截獲/轉發子系統和數據存儲子系統進行數據傳輸和存儲的控制；3)所述後臺分析輔助軟體子系統本子系統是根據各種需求對資料庫系統中的素材即時進行分析處理；或者建立多套備份系統；或者在不同的顯示終端進行可選擇時間段的狀態重演；或者對各個要求的指標值進行統計結果反映給人機控制子系統進行幹涉政策；或者素材轉移到其他的存儲介質進行轉移處理；4)所述實時監測子系統本子系統實時監測網絡中各個網控中心設備的狀態、消息的數量和網絡的流量；監測的內容和獲取的途徑都由人機控制子系統的控制來選擇實現；5)所述人機控制子系統本子系統對其他四個系統進行參數、方式、途徑等屬性進行設置；對於後臺分析輔助軟體子系統中各種分析結果，按照自動化政策的幹涉，或者人為設置幹涉政策；綜合分析結果以後，對實時監測子系統、數據存儲子系統、信息截獲/轉發子系統進行政策性幹涉。通過人機控制子系統的設置，信息截獲/轉發子系統對截獲的信息做統計和功能性標誌。所述數據存儲子系統中，傳輸控制是網絡UDP傳輸模式，或者網絡資料庫客戶/伺服器模式的傳輸技術；存儲控制是在資料庫模塊或者轉發模塊上進行受控；控制方式包括內容選擇性控制、設備選擇性控制、存儲位置選擇性控制和內容標籤性屬性控制。所述實時監測子系統中，監測方式包括a)接收信息截獲/轉發子系統的主動上報；或者主動查詢信息截獲/轉發子系統，然後對方應答；b)通過讀取數據存儲子系統的數據，或者由數據存儲子系統上報的數據信息來進行狀態的獲取。所述人機控制子系統中，進行屬性設置是通過網絡報文的形式實現通過應答機制，迅速控制其它四個系統的工作。所謂網絡嗅探技術，是通過技術手段將本計算機所連接的網絡交換設備所轉發的數據進行截獲，上交應用層程序進行處理，可對網絡數據進行分析、統計、偽裝、虛擬應答等工作；截獲網絡數據封包的方法有三種一是將網卡設為混雜模式，這樣就可以監視到區域網上所有的數據包；二是HOOK目標進程的發送和接收的API函數；第三種方法是自己實現一個代理的DLL.我在這裡採用的是第一種方法，因為網控中心的數據交換方式比較多樣，包括TCP\IP協議的多層協議，所以對所有數據進行截獲，並且對已有連接設備進行分析，配合自己制定的接收處理規則(設置完成以後放於內存)，進行對所需數據的截獲。所述過濾和轉發規則分為兩種TCP\IP協議層過濾參數和數據內容協議層過濾； TCP\IP協議層過濾包括IP位址過濾、埠類型過濾、協議類型過濾、數據長度過濾等；數據內容協議過濾包括設備類型過濾、通信源端過濾、通信目的端過濾、單獨模塊過濾等。轉發規則也分兩種拷貝轉發和虛擬應答轉發。拷貝轉發主要是為數據分析、統計模塊服務的轉發規則，它通過對截獲的數據進行原內容的完全拷貝，進行封裝以後，轉發給分析統計模塊，模塊解包以後對數據內容進行自動的分析、整理、存儲，可起到監視、回放等功能。虛擬應答轉發主要是為系統設備軟體模擬模塊服務的，由於現實中的設備數量、種類等受到科研進度、生產數量、籌集時間等條件制約，需要對有些設備進行業務功能的軟體模擬，從而進行功能、性能、容量等極限測試。虛擬應答模塊接收到截獲模塊轉發的數據以後，根據內容進行數據偽裝、封裝以後給出虛擬應答，通過截獲模塊進行再次轉發給相關設備。所述應答機制是通過數據窗口的概念實現數據發送，通過發送報文和應答報文內部數據的協議約定，對收發雙方的發送和接受數據報文進行流量控制，對未有應答的報文進行定時重發，對多次重發無響應的報文給出界面失敗提示，對數據窗口進行報文個數限制，一般採取八到十六個報文。有益效果本系統可以1)信息內容分析完成了網控中心內部出現的上百條交互信息的細緻化解析，對協議的制定和實施過程起到了合理化的促進作用；2)實時的特性，使開發過程中任何人的模塊在與外模塊的交互中出現的問題都無所遁形，迅速定位，加快了網控中心的開發過程；3)在網控中心開發的過程中提供了很大的方便和可靠的數據參考，並對其工作的穩定性進行了長期的跟蹤監測，並能實時發現模塊的存活狀況，為測試工作提供了一個有效的工具；4)在人員不在的時候，起用存儲功能，對數據進行存儲，在發現問題或者做系統分析時，進行信息分時間段查找加載或者重演或者分析。在實際的運用環境下，可以考慮用這個方式對數據進行長期的存儲，並開發專用的分析軟體對系統性能進行脫離運行環境的分析。5)在這個軟體的輔助下，同時開發了多個該地面應用系統的設備軟體模擬器，比如多數量外圍站模擬器、多路CCU模擬器等，對系統的測試做了不少創造性工作；6)這個軟體可以將消息中轉到外網，或者有選擇性的分發，作到多系統實時備份或設備專向化存儲備份，在以後的測試中，可視情況對其進行開發；7)在網控系統內部也可模擬網控中心的各個模塊，進行協議的應答和處理，加強測試性和環境模擬多樣性，在以後的測試中，可視情況對其進行開發；8)提供了一個截獲軟體的通用結構，用於其他系統通過TCP\IP協議通信來處理事件的信息截獲。可根據實際需要快速進行其他項目的開發。
具體實施例方式具體實施方案在現有環境的條件下，可以對網控中心進行監測本基準系統整體上可以分成五個的子軟體系統1)信息截獲/轉發子系統；2)數據存儲子系統；3)實時監測子系統；4)人機控制子系統；5)後臺分析輔助軟體子系統；
信息截獲/轉發子系統通過接入網控系統網絡，利用網絡嗅探技術進行數據截獲的功能。在人機控制子系統的參與下對該系統進行過濾規則設置、轉發方式設置，在過濾規則和轉發方式啟作用的條件下，進行消息的轉發。同時本軟體還對截獲的信息做一系列統計和功能性標誌，這個也可以通過人機控制子系統的設置來選擇性的執行；數據存儲子系統這個系統主要有像oracle資料庫這樣的大型資料庫來支撐，對網控中心內部的信息進行集中完全存儲，為後臺分析、重演、檢測等工作提供素材。在人機控制子系統的參與下，分別對信息截獲/轉發子系統和數據存儲子系統進行數據傳輸和存儲的控制。傳輸控制可以經過網絡UDP傳輸模式，或者網絡資料庫客戶/伺服器模式的傳輸技術。存儲控制可以在資料庫模塊或者轉發模塊上進行受控內容選擇性控制、設備選擇性控制、存儲位置選擇性控制，內容標籤性屬性控制；實時監測子系統這個系統可以對網絡中各個網控中心設備的狀態、消息的數量、 網絡的流量接收信息截獲/轉發子系統的上報或者主動查詢然後對方應答的方式來獲取。 也可以通過讀取數據存儲子系統的數據或者數據存儲子系統上報的數據信息來進行狀態的獲取；監測的內容和獲取的途徑也都可以由人機控制子系統的控制來選擇實現；人機控制子系統此系統用於對其他四個系統進行參數、方式、途徑等屬性進行設置，這個方式通過網絡報文的形式實現，通過可靠的應答機制，迅速控制其它四個系統的工作，達到協調處理的功能。同時對於後臺分析輔助軟體子系統中各個功能模塊的分析結果， 可以實現自動化政策的幹涉，也可以人為設置幹涉政策。綜合分析結果以後，對實時監測子系統、數據存儲子系統、信息截獲/轉發子系統進行政策性幹涉。後臺分析輔助軟體子系統這個系統是一個分析軟體的大集合，可以根據各種需求對資料庫系統中的素材隨時隨地進行分析處理，或者建立多套備份系統，或者在不同的顯示終端進行可選擇時間段的狀態重演，或者對各個要求的指標值進行統計結果反映給人機控制子系統進行幹涉政策，或者素材轉移到其他的存儲介質進行轉移處理等。這些功能都可以通過軟體來實現，同時通過這些軟體自我溝通的方式，產生蝴蝶效應，影響這個網控系統的運行和控制。本基準系統具體編程實現時，可以是開發環境為DELPHI6.0，操作環境為 windows2000Professional。編程時，按照截獲模塊、主界面顯示模塊、解析模塊、存儲模塊分開的多線程設計的架構，同時對於信息過濾，設計過濾模塊。具體來說，1)解析模塊內容詳細細緻，解析了網控中心現有的所有協議內容，詳細到每一個比特位的定義；2)過濾模塊可以通過對信息的協議、埠號、源地址、目的地址，進行分別過濾或者組合過濾，來實現信息過濾和專向性處理；3)採用截獲模塊、主界面顯示模塊、解析模塊、存儲模塊分開的多線程設計，互相不影響性能；4)信息存儲採用規則化的文件系統進行，容量大，存儲空間小，同時可根據時間進行按日期的智能化分期存儲；5)性能分析模塊，可選擇起始點對最大容量的網控中心內部模塊進行存活性實時監測和歷史情況把握；
6)同時為了方便分析，同時開發了配套的可控時間的加載軟體和信息重演軟體， 這兩個軟體同樣提供過濾功能。在編程得到的網控中心信息基準系統軟體主界面中，打開軟體界面以後，按啟動按鈕就開始直接截獲操作，同時在界面上顯示截獲內容。在主界面中還以列表方式顯示內容包括1)經過初步解析後的數據內容；2)對於單調信息內容，2. 1)TCP\IP協議內容的十六進位原始數據；2. 2)對原始數據的詳細意義的解析。在點擊經過初步解析後的數據內容中的某條信息以後，對於單調信息內容起作用。可以暫停截獲線程，進行靜態分析，需要時開啟繼續按鈕，繼續截獲過程。在網控中心信息基準系統軟體性能分析界面中，在點擊「設置刷新間隔」或者「狀態初始」按鈕以後，該界面就開始刷新由此刻往後的所有受監控模塊的報文發送情況，進行數量統計，顯示最近收到的時間、對應的設備名稱、IP位址和報文數量。每次顯示之前判別系統的當前時間，和該設備最後發送報文的時間，如果超過死亡門限，則判定該設備已經死亡，並標識出設備名稱；如果通信正常，也標識設備名稱。在網控中心信息基準系統軟體過濾界面中，過濾模塊可以通過對信息的協議、埠號、源地址、目的地址，進行分別過濾或者組合過濾，來實現信息過濾和專向性處理。對協議、源埠、目的埠、源地址和目的地址的過濾可以實現多協議多埠和多地址的組合過
濾ο
權利要求
1.一種衛星移動通信網的網控中心基準系統，其特徵是本系統的硬體架構包括計算機、網卡和HUB，計算機通過網卡和HUB連接，進而連接接入HUB的所有網絡；所述網卡設置成混雜模式；本系統包括信息截獲/轉發子系統；數據存儲子系統；實時監測子系統；人機控制子系統和後臺分析輔助軟體子系統；1)所述信息截獲/轉發子系統利用網絡嗅探方法對接入網控中心的網絡進行數據截獲的功能；並在人機控制子系統的參與下，對本子基準系統進行過濾規則設置、轉發方式設置，在過濾規則和轉發方式啟作用的條件下，進行消息的轉發；2)所述數據存儲子系統本子系統由大型資料庫來支撐，對網控中心內部的信息進行集中完全存儲；在人機控制子系統的參與下，本子系統分別對信息截獲/轉發子系統和數據存儲子系統進行數據傳輸和存儲的控制；3)所述後臺分析輔助軟體子系統本子系統是根據各種需求對資料庫系統中的素材即時進行分析處理；或者建立多套備份系統；或者在不同的顯示終端進行可選擇時間段的狀態重演；或者對各個要求的指標值進行統計結果反映給人機控制子系統進行幹涉政策； 或者素材轉移到其他的存儲介質進行轉移處理；4)所述實時監測子系統本子系統實時監測網絡中各個網控中心設備的狀態、消息的數量和網絡的流量；監測的內容和獲取的途徑都由人機控制子系統的控制來選擇實現；5)所述人機控制子系統本子系統對其他四個系統進行參數、方式、途徑等屬性進行設置；對於後臺分析輔助軟體子系統中各種分析結果，按照自動化政策的幹涉，或者人為設置幹涉政策；綜合分析結果以後，對實時監測子系統、數據存儲子系統、信息截獲/轉發子系統進行政策性幹涉。
2.根據權利要求1所述的衛星移動通信網的網控中心基準系統，其特徵是通過人機控制子系統的設置，信息截獲/轉發子系統對截獲的信息做統計和功能性標誌。
3.根據權利要求1所述的衛星移動通信網的網控中心基準系統，其特徵是所述數據存儲子系統中，傳輸控制是網絡UDP傳輸模式，或者網絡資料庫客戶/伺服器模式的傳輸技術；存儲控制是在資料庫模塊或者轉發模塊上進行受控；控制方式包括內容選擇性控制、設備選擇性控制、存儲位置選擇性控制和內容標籤性屬性控制。
4.根據權利要求1所述的衛星移動通信網的網控中心基準系統，其特徵是所述實時監測子系統中，監測方式包括a)接收信息截獲/轉發子系統的主動上報；或者主動查詢信息截獲/轉發子系統，然後對方應答；b)通過讀取數據存儲子系統的數據，或者由數據存儲子系統上報的數據信息來進行狀態的獲取。
5.根據權利要求1所述的衛星移動通信網的網控中心基準系統，其特徵是所述人機控制子系統中，進行屬性設置是通過網絡報文的形式實現通過應答機制，迅速控制其它四個系統的工作。
6.根據權利要求1所述的衛星移動通信網的網控中心基準系統，其特徵是所謂網絡嗅探方法，是將網控中心所連接的網絡交換設備轉發的數據封包進行截獲，上交應用層程序進行處理，對網絡數據進行分析、統計、偽裝或虛擬應答；截獲網絡數據封包的方法是將網卡設為混雜模式，來監視到區域網上所有的數據包； 對所有數據進行截獲時，是對已有連接設備進行分析，配合接收處理規則，截獲所需數據；所述接收處理規則是設置完成以後放於內存中。
7.根據權利要求1所述的衛星移動通信網的網控中心基準系統，其特徵是所述過濾包括TCP\IP協議層過濾參數和數據內容協議層過濾；TCPMP協議層過濾包括IP位址過濾、埠類型過濾、協議類型過濾和數據長度過濾； 數據內容協議過濾包括設備類型過濾、通信源端過濾、通信目的端過濾和單獨模塊過濾O所述轉發規則包括拷貝轉發和虛擬應答轉發；拷貝轉發是數據分析和統計模塊服務的轉發規則；它通過對截獲的數據進行原內容的完全拷貝，進行封裝以後，轉發給分析統計模塊，分析統計模塊解包以後對數據內容進行自動的分析、整理和存儲；虛擬應答轉發是為系統設備軟體模擬模塊服務的；虛擬應答模塊接收到截獲的數據以後，根據內容進行數據偽裝、封裝以後，再給出虛擬應答，進行再次轉發給相關設備。
8.根據權利要求5所述的衛星移動通信網的網控中心基準系統，其特徵是所述應答機制是通過數據窗口實現數據發送，通過發送報文和應答報文內部數據的協議約定，對收發雙方的發送和接受數據報文進行流量控制，對未有應答的報文進行定時重發，對多次重發無響應的報文給出界面失敗提示，對數據窗口進行報文個數限制，報文個數是採取八到十六個報文。
全文摘要
一種衛星移動通信網的網控中心基準系統，其硬體架構包括計算機、網卡和HUB，計算機通過網卡和HUB連接，進而連接接入HUB的所有網絡；所述網卡設置成混雜模式；軟體架構包括信息截獲/轉發子系統；數據存儲子系統；實時監測子系統；人機控制子系統和後臺分析輔助軟體子系統。本系統的特點包括信息內容分析；實時的特性；在人員不在的時候，起用存儲功能；在分析軟體的輔助下，可同時開發了多個該地面應用系統的設備軟體模擬器；分析軟體可以將消息中轉到外網；在網控系統內部也可模擬網控中心的各個模塊；提供了一個截獲軟體的通用結構。
文檔編號H04L12/24GK102377473SQ201010260410
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月23日 優先權日2010年8月23日
發明者李晴飛, 王樹軍 申請人:南京熊貓漢達科技有限公司, 南京熊貓電子股份有限公司, 熊貓電子集團有限公司