便携式网络故障诊断仪的设计与实现

论文摘要

网络监控是维护网络正常运行的必要手段,网络监控的重要内容是对网络设备进行数据采集和故障诊断。随着网络规模的日益扩大,传统的网络故障诊断由于操作繁琐和诊断能力有限,已经不能适应人们对智能化和自动化网络故障诊断的需求。另一方面,为每个单独的网络系统配备高性能的智能故障诊断系统也是不现实的,人们要求网络故障诊断设备具有性价比高和便于移动的特点。因此,论文展开了便携式网络故障诊断仪的研究工作。文中首先分析了便携式网络故障诊断仪应具有的功能,根据功能特点选取了硬件开发板方案,设计了系统的软件层次结构,选取Qt/Embedded作为故障诊断应用程序的图形界面库,选取QtCreator1.3作为软件集成开发环境。然后从便携式网络故障诊断仪的体系结构、网络特征数据采集、故障诊断算法三个方面进行研究,为便携式网络故障诊断仪的设计做好理论准备。提出的网口和串口外总线双独立系统互联模型,可在网络出现故障时,通过串口外总线继续采集网络设备的特征数据,保证对网络系统诊断的有效性和持续性,提高了网络系统诊断的健壮性。提出的基于SNMP的自适应动态轮询网络数据采集算法,综合考虑了网络传输状况和代理负荷状态,降低了数据采集对网络带宽的占用、减轻了主机的负载。由于嵌入式系统的资源受限,不能运行复杂度很高的大型智能诊断算法,提出的分级故障诊断算法,有机结合了简单规则诊断算法和上位机神经网络智能诊断算法,不仅满足了软件运行的资源性要求,而且诊断效果具有及时和全面的特点。在前述工作的基础上,进行了便携式网络故障诊断仪应用程序的设计。采用模块的方法,依次设计了主界面、网络自检、单体检测等功能模块,同时设计了后台设备信息数据库。然后进行了便携式网络故障诊断仪的嵌入式Linux系统的构建,包括根文件系统的构建、内核移植和BootLoader移植,给出了详细的操作方法和步骤。文章的最后对所设计的便携式网络故障诊断仪进行了测试,结果表明达到了设计目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 网络故障诊断基本原理
• 1.1.1 网络故障诊断基本技术
• 1.1.2 网络故障诊断体系结构
• 1.2 论文的研究背景和研究意义
• 1.3 网络故障诊断研究现状
• 1.4 嵌入式技术发展现状
• 1.5 论文章节安排
• 2 系统方案和算法设计
• 2.1 系统整体设计方案
• 2.1.1 系统功能设计
• 2.1.2 硬件设计方案
• 2.1.3 软件设计方案
• 2.2 双独立系统互联模型
• 2.2.1 双独立互联系统通信协议
• 2.2.2 双独立互联系统通信方式
• 2.3 基于SNMP的自适应动态轮询网络数据采集算法
• 2.3.1 基于SNMP的网络数据采集
• 2.3.2 自适应动态轮询算法
• 2.4 分级故障诊断算法
• 2.4.1 常用故障诊断算法
• 2.4.2 分级故障诊断算法
• 3 故障诊断应用程序设计
• 3.1 软件模块总体设计
• 3.2 软件模块具体设计
• 3.2.1 网络设备数据库设计
• 3.2.2 网络自检模块设计
• 3.2.3 其它模块设计
• 3.3 交叉编译应用程序
• 4 系统构建
• 4.1 系统构建总体思路
• 4.2 构建根文件系统
• 4.2.1 根文件系统类型选择
• 4.2.2 根文件系统内容设计
• 4.2.3 软件组件移植
• 4.3 移植Linux内核
• 4.3.1 内核裁剪方法
• 4.3.2 内核配置和编译
• 4.4 移植BootLoader
• 4.4.1 BootLoader介绍
• 4.4.3 U-Boot的移植
• 4.5 下载映像文件
• 5 系统测试与总结
• 5.1 系统测试
• 5.2 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢