專利名稱：檢測報文心跳周期的自適應(yīng)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測報文心跳周期的自適應(yīng)方法和裝置。
背景技術(shù)：
對于網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測是一個必不可少的功能。網(wǎng)元設(shè)備(簡稱網(wǎng)元)通過主動響應(yīng)網(wǎng)管服務(wù)器(簡稱網(wǎng)管)的輪詢檢查、或者網(wǎng)元定期向網(wǎng)管發(fā)送檢測報文的心跳周期的方式保證鏈路通暢。如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通過檢測報文的心跳周期進(jìn)行周期性的信息交流，網(wǎng)元向網(wǎng)管發(fā)送檢測報文的心跳周期，在鏈路正常的情況下，網(wǎng)管接收到該檢測報文的心跳周期則認(rèn)為網(wǎng)管與網(wǎng)元之間的鏈路正常；若由網(wǎng)元異?；蛘哝溌樊惓?dǎo)致網(wǎng)管未收到網(wǎng)元的檢測報文的心跳周期，則表明網(wǎng)元與網(wǎng)管之間的通訊鏈路發(fā)生故障?，F(xiàn)有心跳探測主要存在以下問題。1、心跳周期難以設(shè)定心跳周期一般設(shè)定為固定的長度，但這個周期往往很難滿足各種不同的應(yīng)用場景。
2、心跳周期算法缺乏自學(xué)習(xí)功能某些網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)采用心跳周期動態(tài)計算方法，也往往采用的固定的計算公式，很難適應(yīng)復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測報文心跳周期的自適應(yīng)方法和裝置，以解決現(xiàn)有檢測報文心跳周期的計算方法適應(yīng)性差的問題。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種檢測報文心跳周期的自適應(yīng)方法，該方法包括:構(gòu)建步驟，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層節(jié)點(diǎn)為影響心跳周期的心跳周期參數(shù)，其輸出層節(jié)點(diǎn)為心跳周期，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的樣本集包括心跳周期的樣本參數(shù)和心跳周期樣本值的映射關(guān)系；自學(xué)習(xí)觸發(fā)步驟，判斷符合自學(xué)習(xí)的觸發(fā)條件時，觸發(fā)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)所述樣本集進(jìn)行自學(xué)習(xí)；計算觸發(fā)步驟，判斷符合計算心跳周期的觸發(fā)條件時，采集心跳周期計算參數(shù)輸入所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到心跳周期計算值；心跳周期更新步驟，判斷符合心跳周期更新的觸發(fā)條件時，根據(jù)所述心跳周期計算值更新當(dāng)前心跳周期，否則執(zhí)行樣本集更新步驟；樣本集更新步驟，更新所述樣本集，返回自學(xué)習(xí)步驟。進(jìn)一步地，所述參數(shù)包括以下一個或多個:網(wǎng)元個數(shù)、網(wǎng)絡(luò)擁塞系數(shù)、網(wǎng)絡(luò)流量、設(shè)備使用率、CPU占用率、平均心跳周期、當(dāng)前心跳周期、調(diào)整值。進(jìn)一步地，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行自學(xué)習(xí)的過程包括:提取樣本集中的某個樣本參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層節(jié)點(diǎn)，得到輸出層節(jié)點(diǎn)的心跳周期樣本計算值；計算該心跳周期樣本計算值與所述樣本中對應(yīng)的心跳周期樣本值之間的誤差；若該誤差值小于預(yù)設(shè)閾值，則流程結(jié)束，若該誤差值大于預(yù)設(shè)閾值，則根據(jù)該誤差值修正該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的連接權(quán)值，直到重新計算的心跳周期樣本計算值與對應(yīng)的心跳周期樣本值之間的誤差小于預(yù)設(shè)閾值。進(jìn)一步地，所述神經(jīng)網(wǎng)路根據(jù)誤差梯度下降的方向修正所述連接權(quán)值，并按比列疊加前次的連接權(quán)值變化量。優(yōu)選地，所述樣本集更新步驟中，將所述心跳周期計算參數(shù)和心跳周期計算值的映射關(guān)系更新入原樣本集，或，將原樣本集中與新得到的映射關(guān)系相似的映射關(guān)系進(jìn)行加權(quán)合并后加入原樣本集。可選地，所述心跳周期更新的觸發(fā)條件為:所述心跳周期計算值與之前得到的η-1個心跳周期計算值之間的偏差都大于第一閾值，且所述心跳周期計算值與之前得到的η-1個心跳周期計算值的平均值的偏差大于第二閾值。進(jìn)一步地，所述計算心跳周期的觸發(fā)條件、自學(xué)習(xí)的觸發(fā)條件或所述心跳周期更新的觸發(fā)條件為定時觸發(fā)或事件觸發(fā)。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種檢測報文心跳周期的自適應(yīng)裝置，該裝置包括:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊，用于計算心跳周期，其輸入層節(jié)點(diǎn)為影響心跳周期的心跳周期參數(shù)，其輸出層節(jié)點(diǎn)為心跳周期，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的樣本集包括心跳周期的樣本參數(shù)和心跳周期樣本值的映射關(guān)系，該方法包括:自學(xué)習(xí)觸發(fā)模塊，用于在判斷符合自學(xué)習(xí)觸發(fā)條件時，觸發(fā)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)所述樣本集進(jìn)行自學(xué)習(xí)；計算觸發(fā)模塊，用于在判斷符合計算心跳周期的觸發(fā)條件時，采集心跳周期計算參數(shù)輸入所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，觸發(fā)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計算得到心跳周期計算值；心跳周期更新模塊，用于在判斷符合心跳周期的更新條件時，根據(jù)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出的心跳周期計算值更新當(dāng)前心跳周期；樣本集更新模塊，用于更新所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的樣本集。本發(fā)明檢測報文心跳周期的自學(xué)習(xí)方法和裝置，能夠根據(jù)當(dāng)前環(huán)境條件動態(tài)地調(diào)整檢測報文的心跳周期，避免在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過大的情況下網(wǎng)管或網(wǎng)元由于檢測報文的心跳周期發(fā)送周期設(shè)置不正確而導(dǎo)致重要業(yè)務(wù)受到影響。同時，避免心跳周期設(shè)置不正確導(dǎo)致的帶寬與系統(tǒng)資源浪費(fèi)，還可以避免對網(wǎng)管性能帶來的沖擊。


圖1為心跳鏈路檢測機(jī)制示意圖；圖2為心跳周期計算BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)；圖3為本發(fā)明檢測報文心跳周期的自適應(yīng)方法的流程示意圖4為本發(fā)明檢測報文心跳周期的自適應(yīng)裝置的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)檢測報文心跳周期的自適應(yīng)方法，如圖3所示，包括以下具體步驟:步驟SlOl，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；具體地,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型有多種，以下本發(fā)明以采用BP(Back Propagation,反向傳播)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為例對本發(fā)明檢測報文心跳周期的自適應(yīng)方法進(jìn)行說明?？衫斫獾?，本發(fā)明方法不限于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。網(wǎng)管系統(tǒng)啟動時構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，如圖2所示，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層節(jié)點(diǎn)(也稱為輸入層神經(jīng)元)是影響心跳周期計算的各參數(shù)(X1-Xn)，主要有網(wǎng)元個數(shù)η、網(wǎng)絡(luò)擁塞系數(shù)δ、網(wǎng)絡(luò)流量1、設(shè)備使用率s、CPU占用率m、平均心跳周期V、當(dāng)前心跳周期t、調(diào)整值z
坐寸ο網(wǎng)元個數(shù)η對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的實際網(wǎng)元數(shù)量。網(wǎng)絡(luò)擁塞系數(shù)δ可以采用如下公式計算:δ = ^(λα + bf !{λα'+b'f ,a、b分別表示當(dāng)前網(wǎng)管與網(wǎng)元的負(fù)載狀況的數(shù)值，a’、b’分別表示上次檢測報文的心跳周期接收時網(wǎng)管與網(wǎng)元的負(fù)載狀況的數(shù)值，OS a、b、a’、b’ ^ I, λ為服務(wù)器權(quán)值，K λ < 10。網(wǎng)絡(luò)流量I為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)流量除以最大可承載的網(wǎng)絡(luò)流量。設(shè)備使用率s為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中正在工作的網(wǎng) 元設(shè)備數(shù)量除以網(wǎng)元設(shè)備總數(shù)量。CPU占用率m為當(dāng)前服務(wù)器CPU使用率。平均心跳周期V為服務(wù)器啟動后個網(wǎng)元心跳周期的平均值。當(dāng)前心跳周期t為對應(yīng)待計算網(wǎng)元的當(dāng)前心跳周期設(shè)定值。調(diào)整值z為動態(tài)調(diào)整參數(shù)，由人工根據(jù)整體計算偏差情況進(jìn)行調(diào)整。所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出層節(jié)點(diǎn)(也稱為輸出層神經(jīng)元)為心跳周期，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的樣本集包括心跳周期的樣本參數(shù)和心跳周期樣本值的映射關(guān)系。隱含層負(fù)責(zé)自適應(yīng)調(diào)節(jié)心跳周期，一般來說隱含層節(jié)點(diǎn)的數(shù)目受輸入、輸出單元的數(shù)目以及待解決問題的復(fù)雜度的影響。如果輸入層性能參數(shù)個數(shù)為n，根據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果，隱含層節(jié)點(diǎn)(也稱為隱含層神經(jīng)元)個數(shù)采用如下公式計算所得的值，其效果較好:z =」(n + m) - k其中，η為輸入層的節(jié)點(diǎn)個數(shù)，m為輸出層的節(jié)點(diǎn)個數(shù)，z為隱含層的節(jié)點(diǎn)個數(shù)，k為調(diào)整值，k的取值范圍為I到5之間的整數(shù)。對于隱含層來說，第j個節(jié)點(diǎn)的輸出為:Oj = fXX1-^j) = f(u)
i= I其中令》= |wsxxm ,f為隱含層的傳遞函數(shù)，XiWj分別為輸入層第i個節(jié)點(diǎn)以及隱
含層第j個節(jié)點(diǎn)的輸出，i = I，2,…，n;j = l,2,..., Z0 Θ」為隱含層中第j個神經(jīng)單元的閾值，Wij是輸入層第i個節(jié)點(diǎn)到隱含層第j個節(jié)點(diǎn)的連接權(quán)值。
輸出層節(jié)點(diǎn)為計算后的心跳周期。輸出層的輸出為:
權(quán)利要求
1.一種檢測報文心跳周期的自適應(yīng)方法，其特征在于，該方法包括: 構(gòu)建步驟，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層節(jié)點(diǎn)為影響心跳周期的心跳周期參數(shù)，其輸出層節(jié)點(diǎn)為心跳周期，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的樣本集包括心跳周期的樣本參數(shù)和心跳周期樣本值的映射關(guān)系； 自學(xué)習(xí)觸發(fā)步驟，判斷符合自學(xué)習(xí)的觸發(fā)條件時，觸發(fā)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)所述樣本集進(jìn)行自學(xué)習(xí)； 計算觸發(fā)步驟，判斷符合計算心跳周期的觸發(fā)條件時，采集心跳周期計算參數(shù)輸入所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到心跳周期計算值； 心跳周期更新步驟，判斷符合心跳周期更新的觸發(fā)條件時，根據(jù)所述心跳周期計算值更新當(dāng)前心跳周期，否則執(zhí)行樣本集更新步驟； 樣本集更新步驟，更新所述樣本集，返回自學(xué)習(xí)步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述參數(shù)包括以下一個或多個:網(wǎng)元個數(shù)、網(wǎng)絡(luò)擁塞系數(shù)、網(wǎng)絡(luò)流量、設(shè)備使用率、CPU占用率、平均心跳周期、當(dāng)前心跳周期、調(diào)整值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行自學(xué)習(xí)的過程包括: 提取樣本集中的某個樣本參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層節(jié)點(diǎn)，得到輸出層節(jié)點(diǎn)的心跳周期樣本計算值； 計算該心跳周期樣本計算值與所述樣本中對應(yīng)的心跳周期樣本值之間的誤差； 若該誤差值小于預(yù)設(shè)閾值，則流程結(jié)束，若該誤差值大于預(yù)設(shè)閾值，則根據(jù)該誤差值修正該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的連接權(quán)值，直到重新計算的心跳周期樣本計算值與對應(yīng)的心跳周期樣本值之間的誤差小于預(yù)設(shè)閾值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述神經(jīng)網(wǎng)路根據(jù)誤差梯度下降的方向修正所述連接權(quán)值，并按比列疊加前次的連接權(quán)值變化量。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述樣本集更新步驟中，將所述心跳周期計算參數(shù)和心跳周期計算值的映射關(guān)系更新入原樣本集，或，將原樣本集中與新得到的映射關(guān)系相似的映射關(guān)系進(jìn)行加權(quán)合并后加入原樣本集。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述心跳周期更新的觸發(fā)條件為:所述心跳周期計算值與之前得到的η-1個心跳周期計算值之間的偏差都大于第一閾值，且所述心跳周期計算值與之前得到的η-1個心跳周期計算值的平均值的偏差大于第二閾值。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述計算心跳周期的觸發(fā)條件、自學(xué)習(xí)的觸發(fā)條件或所述心跳周期更新的觸發(fā)條件為定時觸發(fā)或事件觸發(fā)。
8.一種檢測報文心跳周期的自適應(yīng)裝置，其特征在于，該裝置包括: 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模塊，用于計算心跳周期，其輸入層節(jié)點(diǎn)為影響心跳周期的心跳周期參數(shù)，其輸出層節(jié)點(diǎn)為心跳周期，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的樣本集包括心跳周期的樣本參數(shù)和心跳周期樣本值的映射關(guān)系，該方法包括: 自學(xué)習(xí)觸發(fā)模塊，用于在判斷符合自學(xué)習(xí)觸發(fā)條件時，觸發(fā)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)所述樣本集進(jìn)行自學(xué)習(xí)； 計算觸發(fā)模塊，用于在判斷符合計算心跳周期的觸發(fā)條件時，采集心跳周期計算參數(shù)輸入所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，觸發(fā)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計算得到心跳周期計算值；心跳周期更新模塊，用于在判斷符合心跳周期的更新條件時，根據(jù)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出的心跳周期計算值更新當(dāng)前心跳周期； 樣本集更新模塊，用于更新所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的樣本集。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于:所述參數(shù)包括以下一個或多個:網(wǎng)元個數(shù)、網(wǎng)絡(luò)擁塞系數(shù)、網(wǎng)絡(luò)流量、設(shè)備使用率、CPU占用率、平均心跳周期、當(dāng)前心跳周期、調(diào)整值。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于:所述樣本集更新模塊將所述心跳周期計算參數(shù)和心跳周期計算值的映射關(guān)系更新入原樣本集，或，將原樣本集中與新得到的映射關(guān)系相似的映射關(guān)系進(jìn)行加權(quán)合并后加入原樣本集。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于:所述心跳周期更新的觸發(fā)條件為:所述心跳周期計算值與之前得到的η-1個心跳周期計算值之間的偏差都大于第一閾值，且所述心跳周期計算值與之前得到的η-1個心跳周期計算值的平均值的偏差大于第二閾值。
12.如權(quán)利要求8所述的裝 置，其特征在于:所述計算心跳周期的觸發(fā)條件、自學(xué)習(xí)的觸發(fā)條件或所述心跳周期更新的觸發(fā)條件為定時觸發(fā)或事件觸發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢測報文心跳周期的自適應(yīng)方法和裝置，該方法包括構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層節(jié)點(diǎn)為影響心跳周期的心跳周期參數(shù)，其輸出層節(jié)點(diǎn)為心跳周期，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的樣本集包括心跳周期的樣本參數(shù)和心跳周期樣本值的映射關(guān)系；判斷符合自學(xué)習(xí)的觸發(fā)條件時，觸發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)樣本集進(jìn)行自學(xué)習(xí)；判斷符合計算心跳周期的觸發(fā)條件時，采集心跳周期計算參數(shù)輸入所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到心跳周期計算值；判斷符合心跳周期更新的觸發(fā)條件時，根據(jù)心跳周期計算值更新當(dāng)前心跳周期，否則更新所述樣本集，返回自學(xué)習(xí)步驟。本發(fā)明方法和裝置能夠根據(jù)當(dāng)前環(huán)境條件動態(tài)地調(diào)整檢測報文的心跳周期。
文檔編號H04L12/24GK103139008SQ20121003727
公開日2013年6月5日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者姜龍 申請人:中興通訊股份有限公司