CampusInsight: от мониторинг на инфраструктурата към анализ на потребителския опит

Качеството на безжичната мрежа вече по подразбиране е част от понятието за ниво на обслужване. И ако искате да удовлетворите високите изисквания на клиентите, трябва не само бързо да се справяте с възникналите мрежови проблеми, но и да предвиждате най-масовите от тях.

Как да го направите? Само като проследите това, което наистина е важно в конкретния контекст — взаимодействието на потребителя с безжичната мрежа.

Натоварванията на мрежите продължават да нарастват и това особено влияе на безжичните сегменти — поне поради отвореността на техния интерфейс. С увеличаването на броя устройства и скоростите на предаване на данни, проблемите нарастват на няколко нива. На физическо ниво — множество предаватели на радиосигнали влияят помежду си, дори когато работят на съседни участъци от честотния спектър. На логическо ниво — голям брой свързани устройства започват да се конкурират за правото да започнат предаване на избраната честота, увеличавайки закъснението на доставката на пакети за всеки потребител. 

В същото време очакванията на всеки клиент от използването на мрежата също растат. Задръстването на страницата в браузъра за 5 секунди, което преди 20 години изглеждаше като "върховна технология", вече не изненадва никого. На клиентите им е нужна HD-видеовръзка без задръжки на картината.

Частично решение на проблема предлагат новите версии на стандартите за безжично предаване, които ефективно използват честотния спектър. Всяка следваща версия на Wi-Fi е насочена към внедряване на все по-натоварени мрежи. Но в мащабна мрежа, където функционират не един-два десетки точки за достъп, вече не е възможно да се остави всичко на произвола на поредния стандарт (още повече, че устройствата работят в режим на обратна съвместимост, веднага щом срещнат старо потребителско устройство). Както не е възможно да продължи да се живее със стари средства за мониторинг — мрежовата среда постоянно се усложнява.

Защо обикновеното мониториране вече не работи

Класическият шаблон, който все още преследва администраторите на всички мрежи, включително безжичните, е работата изключително по заявки. Сработи "alarm" — събуждаме се и разсъждаваме какво е тръгнало не така. А докато "alarm" няма, можем да се ограничаваме до проверка на натоварването на основните компоненти – мрежовите и потребителските устройства. 

В съответствие с тази задача традиционните инструменти за мониторинг и поддръжка работят по принципа на строги правила и не винаги оперативно показват съществуващи проблеми, камо ли да предлагат предсказателен анализ. 

Основният проблем тук е в интервала на събиране на данни. Информацията за състоянието на безжичните мрежови връзки се събира на интервали от минути, а инцидентите могат да възникват в интервалите между събирането на данни (отличен пример – редки покачвания на натоварването, „забавящи“ мрежата). Без данни в реално време е доста трудно да се разбере каква е дълбочинната причина за проблема. Това неправилно управление на мрежовото покритие ли е? Или може би външни смущения, абсолютно несвързани с бизнеса (да речем, военно формирование наблизо е нарушило ефира). Няма данни, където да се види постепенното деградиране на определени характеристики на мрежата, а следователно локализирането на проблема не е толкова просто. ИТ персоналът ще трябва да отдели допълнителни часове за търсене на такава „игла в купа сено“.
Затова крайните потребители забелязват проблема почти веднага. Грешка при свързването, прекъсване на видеопотока – отлични маркери.

Класическите средства за мониторинг съобщават, че мрежовите пакети се предават. Но те не могат да отговорят на въпроса дали потребителят е решил своята задача.

За да се получи отговор на този въпрос, ще се наложи да се смени не просто инструментът, а самият подход към организирането на мониторинга. От „пожарната“ работа по заявки (фактически, контрол на производителността и натоварването на конкретно оборудване) преминаваме към контрол на потребителското преживяване и идентифициране на ситуации, които могат да доведат до инциденти.

Тази трансформация предполага внедряване на по-сложни алгоритми за определяне на проблема, отколкото просто предупреждения при достигане на определени стойности. В платформата за интелигентен анализ на мрежи Huawei CampusInsight тези алгоритми се основават на опит от обслужване на безжични мрежи и техники за самонаучаване.

Под капака на CampusInsight

Huawei CampusInsight – мащабируема платформа за мониторинг на безжични мрежи с различен мащаб. Изградена на базата на микросервизна архитектура. Всеки сервис е разположен на множество инстанции, а съобщенията между тях се разпределят чрез съответната шина. Допълнителни инстанции могат да бъдат разгръщани динамично, увеличавайки пропускната способност на инструмента.

На практика CampusInsight събира, анализира и визуализира данни в своя UI в пет стъпки.

Първа и втора стъпка е достъпът до данни (до устройствата, които ги генерират) и събиране на „показания“. Използвайки стрийминг на телеметрични данни поGPB протокол от Google и „традиционен“ Syslog (където е възможно), Huawei CampusInsight практически в реално време акумулира данни:

• за използването на честотния спектър;
• за функционирането на точки за достъп и други мрежови устройства (показатели за производителност, брой свързани потребители и т.н.);
• за маршрутите на конкретни потребители – за мрежовите профили, кой, кога и до коя точка за достъп се е свързал или не е свързал (и с какви параметри за свързване);
• за работата на приложения за аудио и видео (използвайки eMDI, реализирана в един от допълнителните пакети).

За да заобиколи ограниченията на традиционните инструменти, използващи SNMP за събиране на данни и предаване на фиксирани структури, в основата на CampusInsight е вложен модел на абонамент за нужните логове и алгоритми за кодиране и декодиране на данни.

Трета стъпка е разпределение и буфериране – т.е. изпращане на „сурови“ данни в Kafka за разпределение в по-висококачествени услуги за анализ.

Четвърта стъпка е анализ. Алгоритмите за големи данни и AI помагат бързо да се обработват „сурови“ данни. В резултат на това се идентифицират отделни проблеми, свързани с:

• автентикацията (поддържа се протокол Dot1x) и функционирането на DHCP;
• стабилността и скоростта на свързване;
• безжичните интерфейси;
• работата на отделни устройства, включително „детайли“, като проблеми с PoE или превключване на двусмущно устройство на 2,4 GHz;
• качеството на аудио-видео потоците – обаче, функцията се поддържа само за нешифрован SIP или за някои комутатори;
• роуминг между различни точки за достъп.

Алгоритмите на ИИ се използват за решаване на специфични задачи, например, откриване на интерференция между каналите при безжично предаване.

Петият и последен етап — запазване на данните в колонна разпределена база данни Druid за последваща употреба.

Анализът на събраната информация, като се вземе предвид изградената на базата на същите исторически данни 'базова линия', позволява да се открият типичните 'шаблони на неуспехите' — определяйки KPI, които съответстват на проблемните ситуации, и да се локализират проблемите, предлагащи решения. Така инструментът обхваща около 85% от всички мрежови проблеми. 

На администратора данните се представят графично в съответствие с иерархията или топологията на пространството (например, планировката на офис). Може да се изграждат 'теплови карти', да се анализира в каква степен е засегнато оборудването на определени платформи или производители и т.н. Така е по-лесно да се разбере какво точно е предизвикало проблема.

Като цяло CampusInsight предоставя многобройни инструменти, които позволяват да се класифицират проблемите, да се сравняват засегнатите потребители, да се изучават данни за работата на конкретен клиент и дори да се 'преживеят' събитията, предшествали инцидента, за бързо откриване на източника. При това продуктът поддържа включително и новия Wi-Fi 6, да не говорим за предшествениците.

Кейсове

CampusInsight вече е тестван на практика, макар повечето случаи да са обект на NDA. Най-показателният открит случай е използването на инструмента за мониторинг в собствената безжична мрежа на Huawei.

Мрежата обхваща предприятия, където са заети около 180 хил. души, от които 80 хил. принадлежат на R&D подразделението (офиси в повече от 170 държави, в които са инсталирани общо 62 хил. точки за достъп).

Внедряването на CampusInsight помогна за оптимизацията на над 630 точки за достъп, едновременно увеличавайки ефективността на разрешаването на инциденти с 30%.
По-долу са изброени няколко конкретни ситуации.

Пример 1. Групов провал

Високостепенни проблеми, наблюдавани при много потребители, често са следствие от нискостепенни грешки. И тези проблеми не са лесни за откриване. Например, в един от офисите много мобилни клиенти изпитваха затруднения с автентикацията, въпреки правилността на настройките и липсата на проблеми с сървър Аутентификация. Визуализация на различни нива помогна бързо да се установи, че проблемът е свързан с комутатор, който изпраща твърде много грешки. За да се реши ситуацията, беше нужно само да се смени част от кабела. Локализацията и отстраняването на проблема отне 90 минути.

Пример 2. Проследяване на качеството на роуминга

Събирането на данни за конкретен клиент в разпределената мрежа позволява откриването на неочевидни проблеми с роуминга. Често срещан случай – в определени зони на сградата мобилните потребители изпитват проблеми с свързването към мрежата (въпреки че, схемата за достъп е в ред). Един от източниците на тези проблеми може да бъде прекалено голямата мощност на точката за достъп в съседната стая – така вместо да се свърже с най-близката точка, клиентът се опитва да се свърже с онази, която в момента обслужва голям брой потребители (реален случай: свързване към точка за достъп в конферентната зала, докато потребителят просто минава покрай).

За решаването на проблема понякога е достатъчно да се намали мощността на сигнала на натоварената точка, обаче откритията изискват задълбочен анализ на повтарящите се проблеми в съседните на конферентната зала помещения.

Проследявайки тенденциите в развитието на безжичните мрежи, можем да очакваме, че с проблемите на обслужването в обозримо бъдеще ще се сблъскат не само гигантите, чиито мрежи се състоят от хиляди точки за достъп, но и средният бизнес, който в момента може да се ограничи до работа с инциденти. Предполагайки такова развитие на събитията, е логично да се обърне внимание на нови, по-ефективни стандарти и високо производително оборудване. Но е важно да се помни и необходимата смяна на парадигмата на обслужването на мрежата, преди клиентите да започнат масова миграция към конкурентите поради качеството на услугата.

Разбира се, облачният продукт CampusInsight ще донесе най-голяма полза при мащабни внедрения, но в момента е налична и облачна абонаментна услуга от локалния Public Cloud на Huawei, предназначена за внедрения в сектора на малките и средни предприятия. По принцип, заинтересованите могат да опитат и "да разиграват" вече сега.

Източник: habr.com