电力综合数据网业务流量动态预警机制

谢毅刘宇轩谢静怡张晓燕吴谋凡

国网福建省电力有限公司宁德供电公司福建宁德352100

摘要：随着经济的快速发展，社会在不断的进步，随着智能电网的蓬勃发展，作为电网的重要支撑，人们对电力通信技术的要求也越来越高。电力综合数据网是保障电网安全有效运行、全面实现电网智能化的关键通信基础设施，现己经深入到电力生产、经营和管理的各个阶层和部门，因此建立安全、可靠的电力综合数据网是建设智能电网的重要一环。流量预警作为电力综合数据网运行质量安全的重要保障机制，其准确性和实时性直接影响到数据网络正常可靠运行，也是提升电网运行效率的关键。

关键词：电力综合数据；网网络流量；预测动态；阂值

引言

随着电力数据网规模不断扩大、复杂性不断增加、异构性越来越普遍，基于数据网的各类应用业务也越来越广泛，因此质量监测和评估的难度也在不断增大。作为承载国家电网公司各种管理和信息业务的电力综合数据网，应该能够作到对各种流量的统计、分析、监测与管控，提供一个绿色、安全、可靠、稳定的数据网络质量监测与评估是电力数据网业务质量保障的主要手段之一，通过质量监测获取各种主要的网络质量指标值，然后凭借各指标的数据了解网络的运行现状，研究网络行为的规律，从而为进行网络的规划、发现并解决故障、分析网络整体运行情况奠定基础，提供数据支持[21。作为电力综合数据网的运维管理手段，电力数据流量的预警机制及调度手段也越发重要，应能够实现对流量相关问题的预警、跟踪、处理、解决，形成一套合理的流程和手段[[3]。但是目前对于电力数据网的流量问题尚无主动预防及预警手段。基于被动式、定期人为式的问题排查，不仅效率低，而且时效性太差。同时由于所有问题的发现和定位，总在流量问题发生后，而延误问题的处理时间带来的风险及损失是无法预知的。因此当前电力综合数据网需要一种流量动态预警机制，能够在问题发生前预测出问题，发出告警，从而通过简单快捷的网络管理手段或者其他资源分配方法解决问题。

1电力综合数据网简介

随着电力系统数字化、信息化相关技术的进步，基于IP的电力综合数据网技术的应用在电力系统中越来越普遍，电力综合数据网已经发展为电力单位的重要通信方式，承载了信息内网、变电站视频监控、一体化电视电话会议系统、调度OMS系统、行政视频、软交换、IMS系统、统一互联网出口以及综合监控系统等多种业务数据，为电力单位生产提供了方便高效、技术先进、安全可靠的网络系统。作为电力通信支撑系统，电力综合数据网己经深入到电力生产、经营和管理的各个部门和岗位，因此需要建立安全、可靠的电力综合数据网。我国当前的电力综合数据网络的整体设计结构表现为分级、分层、多自治域的特性。随着不断的发展、建设，我国的电力系统已经初步建成了分级电力综合数据网络。

2电力综合数据网流量监测关键技术及理论

2.1网络测量技术

网络测量技术可分为被动、主动两种。被动测量技术是依靠捕获承载报文的数据包实现对网络数据量大小、时延、丢包等的测量，不会主动发送报文。主动测量技术会主动发送报文，并依据返回的报文判断当前网络的状态，由此获得网络的相关信息（l）被动测量业务质量被动探测技术是在网络节点部署软硬件工具，被动地监测、记录网络数据流的流量大小和流向等情况。它不会向网络中输送探测包，从而不会对网络的运行性能产生不良影响。当前常用的的被动测量技术或工具有基于libpcap软件包的Tcpdump和Cisco公司的NetFlow。同时，NLANRMOATPMA[NM]开始研究通过DAG6[DA]被动网络测量卡对OC-192/LOGE链路进行数据包抓取的系统。被动测量系统的研发对于监控网络当前的运行情况、及时检测到网络异常（如恶意攻击、网络拥塞等）、分析的网络流量特征均起着至关重要的作用。被动探测技术抓取的网络流量数据可以用来分析各个网络性能指标、建立网络流量行为模型。同时，被动测量技术在流量工程、网络相关设备部署和故障检测等领域均有广泛应用。（2）主动测量业务质量主动测量技术是通过把一组经过特殊处理组合的数据包输入进网络，继而利用返回的数据包分析网络对注入的数据包进行处理的手段，从而了解网络的当前运行情况。有规划、有策略的主动检测对于掌握网络运行状况，推断未来网络运行状态起着重要作用。

2.2网络流量特征分析理论

（1）自相似和长相关理论自相似（self-similar）是指局部结构与总体结构相比具有某种程度的一致性，统计学中有如下定义：具有尺度不变性的一种随机过程叫自相似过程。由这个定义可以看出，自相似过程可以看成把分形的特点加入到随机过程中。而所谓的长相关性（（longrangedependence，LRD）是相对于泊松等短相关（shortrangedependence，SRD）模型而言的。从统计学的角度看，长相关性概括了突发特性在任一时间尺度上都有可能存在的现象，这也被称为多尺度行为特性。长相关性和自相似性有相同点却不完全相同，长相关过程不一定是自相似的同理，自相似过程也不一定是长相关的。长相关性侧重于业务量的统计特性，而自相似则偏重于数学表述。此处再引入一个概念—Hurst参数。Hurst参数是表示流量自相似性的一个标志性度量指标，通常，Hurst的值越大，自相似（长相关）程度越高，突发性也越强。这个参数对于后面的流量建模具有重要意义。（2）多分形理论多分形又可叫作多重分形钡红度，由于很多非均匀的分形过程，只用一个维数没办法表征其全部特点，要利用多重分形测度或维数的连续谱来表征f2}]0Riedi等人对TCP流量的统计结果进行深入研究，发现自相似性和长相关性仅是流量分形特性的一种表现，是在较大时间范围内体现出的性质；而在较小的时间范围内，流量表现出其他变化规律，最有特点是局部的突发性[[27]。由此，学者们又提出了多分形的定义，该定义指出：网络测量流量中的自相似行为为单分形，多分形性质是自相似性质的延展，用来描述短时间尺度上的突发性。流量的多分形理论现在被广泛应用到实际项目中，例如拟合流量模型、网络流量预测等。

2.3基于SNMPfRMON的流量采集技术

SNMP是当前使用最广泛的IP网络管理协议之一，利用Manager/Agent机制，它可以进行性能管理、配置管理以及安全管理，SNMP经常被用来统计网络设备上的流量大小。RMON作为SNMP流量采集技术的重要补充，是一种支持远程、异构网络体系的流量测量标准。通过在各个子网安装RMQN设备，从而检测、分析该网段的流量。RMON流量采集技术从根源上解决了在大规模网络下进行网络流量监测的难题。

结语

随着电力数据网规模不断扩大、复杂性不断增加、异构性越来越普遍，基于数据网的各类应用业务也越来越广泛，因此质量监测和评估的难度也在不断增大。作为承载国家电网公司各种信息业务的数据通信网络，应该能够作到对各种流量的统计、分析、监测、与管控，提供一个绿色、安全、可靠、稳定的数据网络.

参考文献：

[1]高文涛.电力综合数据网运维管理探讨[fJl.中国高新技术企业，2012，（14）：96-98.

[2]裴伟涛，孔英会，史艳翠等.Web服务在电能质量监测系统中的应用田.电力科学与工程，2009，25（1）：23-26.