1、面向客戶感知的WLAN網(wǎng)絡(luò)專家分析和管理系統(tǒng)設(shè)計方案北京惠捷朗科技有限公司2010-10-9目錄1概述31.1WLAN網(wǎng)絡(luò)維護的現(xiàn)狀與需求31.2基于客戶感知的WLAN網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析管理系統(tǒng)架構(gòu)32客戶感知數(shù)據(jù)采集模塊42.1為什么要WLAN助手42.2WLAN助手方便用戶的功能52.2.1WLAN網(wǎng)絡(luò)使用協(xié)助功能52.2.2WLAN上網(wǎng)帶寬管理功能72.2.3WLAN熱點查詢功能72.2.4網(wǎng)絡(luò)故障輔助診斷82.3WLAN助手有關(guān)用戶感知的功能82.3.1影響WLAN客戶感知的因素82.3.2分析競爭對手的接入點覆蓋范圍92.3.3自動處理關(guān)聯(lián)階段發(fā)生的故障92.3.4管理操作系統(tǒng)的自動關(guān)聯(lián)操

2、作92.3.5測量有關(guān)客戶感知的聯(lián)網(wǎng)速度102.3.6監(jiān)測客戶端應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)連接103主動測控模塊104故障定位124.1發(fā)現(xiàn)故障124.2區(qū)分客戶側(cè)故障124.3分層次進行故障定位13圖目錄圖 1 系統(tǒng)架構(gòu)圖4圖 2 客戶端故障診斷流程8圖 3 請求客戶輸入本地地址9圖 4 主動測控模塊12圖 5 用故障樹的分析方法分析關(guān)聯(lián)失敗14 1 概述1.1 WLAN網(wǎng)絡(luò)維護的現(xiàn)狀與需求WLAN特點l 開放頻段，易受同頻干擾l 設(shè)備廠家眾多，設(shè)備配置復(fù)雜，不易統(tǒng)一管理l 網(wǎng)管系統(tǒng)不成熟，缺少網(wǎng)絡(luò)維護手段需求l 了解客戶感知l 處理客戶報告的故障l 主動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問題1.2 基于客戶感知的W

3、LAN網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析管理系統(tǒng)架構(gòu)本系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，共分WLAN助手、主動測控模塊、系統(tǒng)服務(wù)器三個主要模塊，其中：（1）WLAN助手供客戶使用，方便客戶聯(lián)網(wǎng)，并采集與客戶感知有關(guān)的數(shù)據(jù)；（2）主動測控模塊監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用，可模擬客戶行為對系統(tǒng)進行測試和監(jiān)視；（3）系統(tǒng)服務(wù)器分為數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用層服務(wù)器和WEB服務(wù)器三部分：l 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。l 應(yīng)用層服務(wù)器分為：n WLAN助手接口模塊：與WLAN助手通信n 故障分析模塊：診斷由WLAN助手和主動測控模塊上報的故障n 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析處理模塊：綜合WLAN助手和主動測控模塊上報的數(shù)據(jù)n 故障上報模塊：發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障后向網(wǎng)管人員發(fā)出通知n 系統(tǒng)管理模塊：具有

4、報表生成、查詢等功能l WEB服務(wù)器，為管理人員提供管理系統(tǒng)的界面。圖 1 系統(tǒng)架構(gòu)圖2 客戶感知數(shù)據(jù)采集模塊2.1 為什么要WLAN助手WLAN助手是一個運行在用戶筆記本電腦的客戶端程序，它的主要功能包括兩個方面：l 協(xié)助用戶更好的使用WLAN網(wǎng)絡(luò)，提升客戶體驗l 采集客戶體驗數(shù)據(jù)，幫助優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)采集用戶感知數(shù)據(jù)需要在用戶筆記本電腦上安裝采集程序，這對于大多數(shù)客戶來說是件有難度的事。此外采集程序誰來啟動，何時采集，何時回傳，如何更新等等都與采集程序的具體使用模式有關(guān)。更多的客戶提供體驗數(shù)據(jù)可以提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)的全面性、及時性，因此需要一種人性化的手段吸引客戶參與到數(shù)據(jù)采集中。如果將采集模塊包裝為一

5、個單純的WLAN故障診斷工具，對客戶吸引力有限，因為客戶上網(wǎng)正常時這個工具沒意義，而一旦上網(wǎng)有問題時又無法獲取這個工具。只有平常就能對客戶有使用價值的東西才容易被客戶接受。針對目前WLAN用戶上網(wǎng)的實際需求，將客戶體驗數(shù)據(jù)采集模塊包裝為WLAN上網(wǎng)助手是一個更好的選擇。對于用戶來說WLAN助手是一個幫助其更好的使用WLAN網(wǎng)絡(luò)的工具，它可以幫助客戶簡化WLAN上網(wǎng)流程、節(jié)省資費、獲得更好的上網(wǎng)速度、協(xié)助診斷故障等等。WLAN上網(wǎng)助手程序可以在中國移動WLAN認證成功頁面上提供下載鏈接。程序應(yīng)盡量小巧，運行后占用資源小，用戶安裝后默認為開機自動運行，這樣可提高數(shù)據(jù)采集的全面性，自動更新，數(shù)據(jù)回傳

6、等功能更容易進行。當(dāng)然考慮對客戶的尊重也需要提供程序的禁用選項。用戶使用WLAN助手后主要獲得以下好處：l 節(jié)省資費：由于簡化了上線、下線操作并提供了可靠的下線方法，客戶可以更容易的在需要使用網(wǎng)絡(luò)的時候上線，不需要的時候下線，從而節(jié)約資費。l 更好的上網(wǎng)體驗：更簡便的上線下線操作，更有效的使用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，這兩方面提升了客戶使用WLAN的網(wǎng)絡(luò)體驗。2.2 WLAN助手方便用戶的功能此部分主要介紹WLAN助手為客戶提供的功能，客戶體驗數(shù)據(jù)采集功能在2.3節(jié)介紹。WLAN助手主要包含以下幾個方面的功能：l 移動WLAN網(wǎng)絡(luò)使用協(xié)助l WLAN上網(wǎng)帶寬管理l 移動WLAN熱點查詢l 上網(wǎng)故障輔助診斷

7、2.2.1 WLAN網(wǎng)絡(luò)使用協(xié)助功能主要功能點：l CMCC WLAN網(wǎng)絡(luò)信號提示l 單鍵上網(wǎng)l 無憂下線功能l 網(wǎng)絡(luò)使用統(tǒng)計a) 移動WLAN網(wǎng)絡(luò)信號提示W(wǎng)LAN網(wǎng)絡(luò)助手運行時在屏幕右下角托盤內(nèi)顯示圖標(biāo)。如果發(fā)現(xiàn)周圍有可使用的中國移動WLAN網(wǎng)絡(luò)信號且強度符合標(biāo)準(zhǔn)時將改變圖標(biāo)顯示或彈出提示信息。這樣客戶能及時知曉WLAN信號的存在。此外上網(wǎng)助手可以比Window的默認網(wǎng)絡(luò)管理器提供更詳盡的關(guān)于WLAN信號強度的信息，可幫助用戶選擇更好的上網(wǎng)位置。b) 單鍵CMCC WLAN上網(wǎng)下圖是一個目前使用中國移動WLAN網(wǎng)絡(luò)手動登錄的流程和使用WLAN助手進行登錄的流程對比。由此可見目前的手動上網(wǎng)需要

8、經(jīng)過個6個步驟，經(jīng)歷的時長超過20秒以上，此外用戶無論做何種業(yè)務(wù)必須打開瀏覽器，還需要記住上網(wǎng)的用戶名和密碼等。而使用WLAN上網(wǎng)助手將上網(wǎng)簡化為兩次鼠標(biāo)點擊，典型過程縮短至5秒以內(nèi)，上網(wǎng)后可直接使用各種業(yè)務(wù)。使用WLAN助手登錄流程 用戶手動登錄流程c) 無憂下線用戶使用CMCC WLAN在認證成功后的計時提示頁面是不能關(guān)掉的，因為它是客戶下線的入口。如果客戶不小心關(guān)閉了此頁面則只能依靠網(wǎng)絡(luò)的超時才能下線，這樣造成了額外計費容易引起客戶的不滿意。WLAN助手提供了無憂下線的功能，無論是通過上網(wǎng)助手進行的認證還是客戶手動通過瀏覽器進行的認證，網(wǎng)上助手均可以偵測并提供下線選擇。d) 網(wǎng)絡(luò)使用統(tǒng)計

9、在WLAN的使用過程中，WLAN助手進行實時統(tǒng)計并顯示必要的信息給客戶。主要包括：l WLAN狀態(tài)提示：可發(fā)現(xiàn)當(dāng)前是否關(guān)聯(lián)了CMCC網(wǎng)絡(luò)，是否處于認證通過狀態(tài)。l 上網(wǎng)時間提示：與目前的Portal頁面的計時功能類似。l 數(shù)據(jù)發(fā)送接收實時統(tǒng)計：類似DuMeter軟件功能，以小圖標(biāo)的形式提供WLAN的發(fā)送、接收流量隨時間變化圖?？蓭椭蛻舭l(fā)現(xiàn)異常的流量。2.2.2 WLAN上網(wǎng)帶寬管理功能由于WLAN網(wǎng)絡(luò)帶寬資源有限，因此減少不必要的數(shù)據(jù)傳遞可以節(jié)省帶寬資源為更多的用戶服務(wù)，對于用戶也可以獲得更好的客戶體驗。由于目前計算機經(jīng)常默認有大量的后臺程序運行，例如Window自動更新程序等，這些程序可能

10、在網(wǎng)絡(luò)連接后占用大量帶寬資源，因此上網(wǎng)助手可以配置來避免此類流量的發(fā)生。2.2.3 WLAN熱點查詢功能WLAN助手將自動從網(wǎng)絡(luò)上更新WLAN熱點列表并保存在本地。當(dāng)用戶需要了解附近哪里可以使用CMCC的WLAN網(wǎng)絡(luò)時可以進行查看和查詢。2.2.4 網(wǎng)絡(luò)故障輔助診斷當(dāng)用戶使用WLAN網(wǎng)絡(luò)遇到問題時可啟動網(wǎng)絡(luò)故障診斷功能，WLAN助手將全面采集信息，例如用戶終端信息、無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息、故障點及失敗代碼，將此信息記錄并在合適的時間回傳服務(wù)器。同時診斷信息也會以某種方式提示給客戶，這樣如果用戶與客服人員溝通時，客服人員將能獲得更明確的信息來指導(dǎo)客戶定位問題。圖 2 客戶端故障診斷流程2.3 WLAN

11、助手有關(guān)用戶感知的功能2.3.1 影響WLAN客戶感知的因素用戶感知包括兩方面的感知：一是接入速度與用戶預(yù)期的對比，二是CMCC網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量與競爭對手的對比，這兩個方面的感受在客戶心中形成CMCC網(wǎng)絡(luò)好或不好、覆蓋范圍全不全的直觀印象。2.3.2 分析競爭對手的接入點覆蓋范圍由網(wǎng)管指定幾個SSID，包括競爭對手和CMCC，當(dāng)掃描到其中之一存在時，如果沒有CMCC的網(wǎng)絡(luò)，記錄下來并提示用戶輸入本地地點，如Error! Reference source not found.所示。圖 3 請求客戶輸入本地地址2.3.3 自動處理關(guān)聯(lián)階段發(fā)生的故障WLAN上網(wǎng)助手發(fā)現(xiàn)用戶發(fā)起與CMCC的關(guān)聯(lián)后，如果與

12、一個AP關(guān)聯(lián)不成功且存在多個AP，則嘗試與其他AP關(guān)聯(lián)；如果仍不成功，則嘗試與其他網(wǎng)絡(luò)的AP關(guān)聯(lián)，視關(guān)聯(lián)成功與否，向用戶說明是與CMCC網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)失敗，還是用戶硬件問題以致與所有網(wǎng)絡(luò)均不能完成關(guān)聯(lián)操作。2.3.4 管理操作系統(tǒng)的自動關(guān)聯(lián)操作Windows操作系統(tǒng)記錄以往用戶登錄過的無線網(wǎng)絡(luò)，并從幾個已登錄過的網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)選出一個自動關(guān)聯(lián)，等待用戶的進一步操作；如果用戶要登錄的網(wǎng)絡(luò)不在Windows保存的列表中，或是自動關(guān)聯(lián)了其他的網(wǎng)絡(luò)，則需要用戶手動關(guān)聯(lián)接入點。這帶來兩個問題：（1）用戶自動關(guān)聯(lián)CMCC網(wǎng)絡(luò)而不連接，這加重了CMCC網(wǎng)絡(luò)的負擔(dān)；（2）如果用戶想連接CMCC網(wǎng)絡(luò)，而操作系統(tǒng)自動關(guān)聯(lián)了其

13、他網(wǎng)絡(luò)，需要用戶手動調(diào)整。WLAN助手實現(xiàn)自動關(guān)聯(lián)接入點的管理：（1）對于經(jīng)常使用CMCC網(wǎng)絡(luò)的客戶，自動關(guān)聯(lián)CMCC網(wǎng)絡(luò)。（2）對于不經(jīng)常使用CMCC網(wǎng)絡(luò)的客戶，禁止自動關(guān)聯(lián)CMCC網(wǎng)絡(luò)，等客戶使用單鍵上網(wǎng)功能。2.3.5 測量有關(guān)客戶感知的聯(lián)網(wǎng)速度 聯(lián)網(wǎng)過程所需時間客戶發(fā)起關(guān)聯(lián)到關(guān)聯(lián)成功并取得IP的時間，該時間反映CMCC網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)客戶請求的速度，也是客戶發(fā)起關(guān)聯(lián)后必須等待的時間?？蛻舭l(fā)送出用戶名和密碼到返回認證成功頁面的時間，該時間衡量認證服務(wù)器對客戶認證請求的回應(yīng)速度。 訪問門戶網(wǎng)站和FTP業(yè)務(wù)速度WLAN助手測量典型門戶網(wǎng)絡(luò)的訪問速度并提交給數(shù)據(jù)服務(wù)器。客戶

14、上網(wǎng)速度與接入點連接的客戶數(shù)有關(guān)，該數(shù)據(jù)供網(wǎng)管了解每個接入點下的客戶的上網(wǎng)速度與客戶數(shù)的關(guān)系。網(wǎng)站訪問速度，也是客戶對比不同運營商網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的主要指標(biāo)，該時間供網(wǎng)管對比不同運營商網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。2.3.6 監(jiān)測客戶端應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)測客戶端計算機的TCP連接和IP數(shù)據(jù)包，為用戶提供上網(wǎng)IP數(shù)據(jù)包的流量統(tǒng)計和TCP連接數(shù)量統(tǒng)計，提示用戶目前正在進行網(wǎng)絡(luò)通信、占用上網(wǎng)流量的應(yīng)用程序。3 主動測控模塊對無線網(wǎng)絡(luò)進行全天候的監(jiān)控，并隨時發(fā)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)中存在的問題，是無線網(wǎng)管理要求，這些功能包括：（1）全面地測量無線信號的各項指標(biāo)：l SNRl 信號強度l 同鄰頻干擾l 重傳幀百分比l 信道的工作速率l 接

15、入點的數(shù)量及信道l 當(dāng)時的競爭對手網(wǎng)絡(luò)的以上情況（2）按網(wǎng)管要求，隨時模仿客戶對接入點進行連接測試l 關(guān)聯(lián)：成功率，時延l 認證：成功率，時延l 網(wǎng)內(nèi)帶寬測試：HTTP速率，F(xiàn)TP速率l 典型SP的訪問速度l 以上各項的自動化測試l 根據(jù)網(wǎng)管要求指定進行的測試l 每隔一段固定時間向AP發(fā)起一次自動化測試，將測試數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)服務(wù)器。（3）隨時了解到接入點關(guān)聯(lián)的客戶數(shù)量、總體流量l 測量每個AP聯(lián)網(wǎng)客戶數(shù)量隨時間變化l 測量每個AP網(wǎng)絡(luò)流量隨時間變化l 統(tǒng)計單個客戶上網(wǎng)的流量變化l 將以上數(shù)據(jù)每隔一定時間發(fā)往數(shù)據(jù)服務(wù)器（4）監(jiān)視合法接入點周圍的無線環(huán)境，識別假冒的接入點。WLAN助手受到終端硬件的

16、限制、受控于客戶，因而不具有這方面的功能。為此，本方案提出了主動測控模塊，如Error! Reference source not found.所示，安裝在固定位置，供監(jiān)控設(shè)備使用。圖 4 主動測控模塊4 故障定位4.1 發(fā)現(xiàn)故障主動測試模塊對接入點進行7*24小時的臨測，并上報測試結(jié)果，當(dāng)發(fā)現(xiàn)對接入點進行的自動測試失敗時，說明接入點出現(xiàn)故障。4.2 區(qū)分客戶側(cè)故障WLAN助手上報了與接入點成功連接的客戶端及連接時間，主動測控模塊每隔一定時間上報一次AP的運行情況，為網(wǎng)管回復(fù)客戶提供了依據(jù)。按以下流程區(qū)分客戶側(cè)故障：（1） WLAN助手按Error! Reference source not

17、found.所示的流程診斷網(wǎng)絡(luò)故障，根據(jù)故障類別和所關(guān)聯(lián)的接入點生成適合客戶通過手機發(fā)送的故障代碼；（2） WLAN上網(wǎng)助手提示客戶用手機向客服發(fā)送上一步得到的故障代碼；（3） 客服將故障代碼發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器上，數(shù)據(jù)服務(wù)器從故障代碼中解出接入點的MAC、客戶的故障類型、客戶ID；（4） 網(wǎng)管系統(tǒng)查詢服務(wù)器，判斷客戶上報的接入點是否正常工作，以下兩個判據(jù)之一即可診斷該故障為用戶側(cè)故障：l 最近一段時間有其他客戶成功使用過該接入點；l 主動測控模塊測得AP正常工作（5） 通知客戶診斷結(jié)果，說明情況。4.3 分層次進行故障定位如Error! Reference source not found.所示

18、的步驟，WLAN助手按用戶聯(lián)網(wǎng)步驟將故障分為4種：l 關(guān)聯(lián)失敗l DHCP關(guān)敗l 網(wǎng)絡(luò)連接失敗l 認證失敗無線網(wǎng)卡種類繁多、運營商接入點的型號不一，是無線網(wǎng)管理的困難之一，所以以下說明本系統(tǒng)使用故障樹分析方法診斷關(guān)聯(lián)失敗的步驟，關(guān)聯(lián)失敗原因故障樹列出了可能的原因，如Error! Reference source not found.所示：第一步：關(guān)聯(lián)失敗分成三方面的原因：客戶端故障，空中接口故障，接入點按協(xié)議回應(yīng)關(guān)聯(lián)失敗原因。第二步：檢查接入點是否按802.11協(xié)議返回原因代碼，并根據(jù)原因代碼向用戶做出提示或修正故障。l 若接入點用戶數(shù)量達到最大或帶寬不夠，WLAN助手將記錄該事件，并提示用戶，之后自動切換到其他APn 客戶量達到最大對應(yīng)于802.11協(xié)議關(guān)聯(lián)失敗原因代碼5n 接入點帶寬不夠?qū)?yīng)于802.11協(xié)議關(guān)聯(lián)失敗