人工智能與專家系統(tǒng)論文――網(wǎng)絡(luò)故障診斷

1、 學(xué)院:專業(yè):學(xué)號:姓名:指導(dǎo)老師:目錄1,選擇一故障診斷對象 (32,描敘對象的工作原理 (33,描寫幾種對象的故障現(xiàn)象 (34, 敘述其現(xiàn)有的(人工診斷方法 (35, 診斷故障的信號或現(xiàn)象作以整理及分類 (56, 定義個體詞 (67, 用自然語言描述信號或現(xiàn)象(推理規(guī)則 (68, 根據(jù)前面描述定義謂詞 (69, 用自然語言描述故障診斷的推理過程 (710, 專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能 (811,ES進(jìn)行故障診斷 (91,選擇一故障診斷對象本次作業(yè)選擇了網(wǎng)絡(luò)故障作為診斷對象,隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的快速發(fā)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也越來越廣泛,它也與我們未來的生活息息相關(guān)。2,描敘對象的工作原理計(jì)算機(jī)網(wǎng)

2、絡(luò)是由許多計(jì)算機(jī)組成的,要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù),必須要作兩件事,數(shù)據(jù)傳輸目的地址和保證數(shù)據(jù)迅速可靠傳輸?shù)拇胧?這是因?yàn)閿?shù)據(jù)在傳輸過程中很容易丟失或傳錯,Internet 使用一種專門的計(jì)算機(jī)語言(協(xié)議,以保證數(shù)據(jù)安全、可靠地到達(dá)指定的目的地,這種語言分兩部TCP(Transmission Control Protocol傳輸控制協(xié)議和IP (Internet Protocl網(wǎng)間協(xié)議。3,描寫幾種對象的故障現(xiàn)象1,計(jì)算機(jī)無法登錄到服務(wù)器;2,計(jì)算機(jī)在【網(wǎng)上鄰居】中只能看見自己,看不見其他的計(jì)算機(jī),從而無法使用其他計(jì)算機(jī)上的共享資源;3,計(jì)算機(jī)無法通過局域網(wǎng)連接到Internet;4,計(jì)算

3、機(jī)無法想從局域網(wǎng)內(nèi)瀏覽內(nèi)部網(wǎng)頁,或者無法收取局域網(wǎng)內(nèi)的電子郵件;5,網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)程序運(yùn)行速度非常慢4, 敘述其現(xiàn)有的(人工診斷方法當(dāng)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)第一次作業(yè)所述網(wǎng)絡(luò)連接故障的時候,應(yīng)該按照下述步驟來排除故障:一、確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)連接故障。當(dāng)出現(xiàn)一種網(wǎng)絡(luò)程序使用故障時,首先應(yīng)該嘗試使用其他的網(wǎng)絡(luò)程序。比如當(dāng)IE瀏覽器無法登錄網(wǎng)站時,用Foxmain看看能否收發(fā)電子郵件,或者打開【網(wǎng)上鄰居】看看是否能夠找到其他計(jì)算機(jī),也可以用Ping方法檢查與其他計(jì)算機(jī)是否處于正常連接狀態(tài)。要是上述這些方法中有一個可以成功,則說明網(wǎng)絡(luò)連接不存在故障,否則就要繼續(xù)下面的排除步驟。二、基本檢查。所謂基本檢查主要是查看網(wǎng)卡和

4、集線器的指示燈狀態(tài)。一般網(wǎng)卡和集線器的指示燈子在正常情況下沒有傳輸數(shù)據(jù)時閃爍得比較慢,而傳輸數(shù)據(jù)時閃爍速度比較快,所以當(dāng)這兩個指示燈處于長滅或者是長亮狀態(tài)則說明網(wǎng)絡(luò)連接存在故障,這時就要關(guān)閉計(jì)算機(jī),更換網(wǎng)卡和連接線,或者集線器以排除故障。a初步檢測。初步檢測網(wǎng)絡(luò)故障時可以使用Ping 命令,一方面可以Ping本地計(jì)算機(jī)的IP 地址來檢查網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的配置是否正確。如果Ping 本地計(jì)算機(jī)沒有問題(如圖1所示,那就說明網(wǎng)絡(luò)的故障出在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的連接處,所以應(yīng)該檢查網(wǎng)線的連通性和集線器端口的狀態(tài)。如果不能Ping通本地計(jì)算機(jī),說明TCP/IP 協(xié)議有問題。 圖1 Ping本地計(jì)算機(jī)b檢查網(wǎng)卡。

5、打開【設(shè)備管理器】查看網(wǎng)卡驅(qū)動程序是否已經(jīng)安裝好了,如果在硬件列表中沒有發(fā)現(xiàn)網(wǎng)卡或者網(wǎng)卡圖標(biāo)前面有一個黃色的“!”,則說明網(wǎng)卡沒有正確安裝,此時需要將系統(tǒng)中的網(wǎng)卡驅(qū)動程序刪除之后重新安裝,接著為這塊網(wǎng)卡安裝和配置正確的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,最后在進(jìn)行測試。如果網(wǎng)卡不能正確安裝,有可能是網(wǎng)卡硬件損壞,跟其他硬件有資源沖突,或者是網(wǎng)卡的驅(qū)動程序損壞,這時最好換網(wǎng)卡和主板插槽或者重新安裝驅(qū)動程序,然后進(jìn)行下面步驟:a檢查網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。用”ipconfig/all”命令來查看本地計(jì)算機(jī)是否安裝了”TCP/IP”協(xié)議,以及是否正確配置了IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器等。如果網(wǎng)絡(luò)協(xié)議還沒有安裝,或者是協(xié)議沒有

6、正確配置,則需要安裝和配置必需的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。重新啟動計(jì)算機(jī)之后,再次進(jìn)行這些基本檢查步驟。若是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都已經(jīng)安裝并且正確配置,就可以斷定是網(wǎng)絡(luò)連接的問題,這時繼續(xù)下面的步驟進(jìn)行排除。b確定故障。換一臺局域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序測試,如果仍然出現(xiàn)類似剛才的故障,在確認(rèn)網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都正常的情況下就能判斷是服務(wù)器、集線器或交換機(jī)等設(shè)備出現(xiàn)了問題。為了進(jìn)一步確認(rèn),可以再換一臺計(jì)算機(jī)繼續(xù)測試,從而確定網(wǎng)絡(luò)連接故障的位置。如果在其他計(jì)算機(jī)上的測試結(jié)果完全正常,那么網(wǎng)絡(luò)故障就定位在發(fā)生故障上的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的就需要重新制作一個網(wǎng)線接頭或者更換以根網(wǎng)線。5, 診斷故障的信號或現(xiàn)象作以整理及分類知識存在著以

7、下的分級。首先是關(guān)于問題領(lǐng)域的事實(shí)、定理、模型、實(shí)驗(yàn)對象和操作等,這些常識性知識和原理性知識稱為“零級知識”;其次在其上產(chǎn)生的啟發(fā)式的方法,如:單憑經(jīng)驗(yàn)的規(guī)則、含義模糊的建議、不確切的判斷標(biāo)準(zhǔn)等,這些經(jīng)驗(yàn)和信念可稱為“一級知識”;第三,如何利用上述兩級知識,又產(chǎn)生“二級知識”,這種知識的層次劃分可以繼續(xù)下去,每一級知識對底層知識有指導(dǎo)意義。上述的零級知識和一級知識稱為目標(biāo)級知識,而把二級以上的知識統(tǒng)稱為元知識。 6, 定義個體詞路由器:route網(wǎng)卡:netcard處理器:cpu主機(jī):main_engine網(wǎng)絡(luò):network包:Packet效率值:X7, 用自然語言描述信號或現(xiàn)象(推理規(guī)則對

8、于網(wǎng)絡(luò)故障可以得到:如果網(wǎng)卡配置正確,而且網(wǎng)卡不能捕獲到包即(路由器檢測不到數(shù)據(jù),那么主機(jī)硬件故障;如果網(wǎng)卡配置正確,而且網(wǎng)卡能夠捕獲到包(路由器檢測不到數(shù)據(jù),那么網(wǎng)絡(luò)安全問故障;如果網(wǎng)卡配置不正確,網(wǎng)卡不能捕獲到包(路由器檢測不到數(shù)據(jù),而且CPU 利用率為X,那么主機(jī)硬件故障;如果網(wǎng)卡配置不正確,網(wǎng)卡能夠捕獲到包(路由器檢測到數(shù)據(jù),而且網(wǎng)卡收包錯誤率為Y,那么主機(jī)配置錯誤;8, 根據(jù)前面描述定義謂詞網(wǎng)卡能接受包狀態(tài):R_State(network card,Packet處理器利用率:Availability(CPU,X主機(jī)硬件配置故障:main_engine (main engine,fai

9、lure網(wǎng)絡(luò)安全故障:security(network,failure網(wǎng)卡配置正確:Card (network card, r-state網(wǎng)卡電源燈亮:signal(netcard,light網(wǎng)卡工作指示燈亮:run (netcard,light9, 用自然語言描述故障診斷的推理過程規(guī)則1:如果網(wǎng)卡電源燈亮,并且網(wǎng)卡運(yùn)行指示燈亮,說明網(wǎng)卡配置正確;如果網(wǎng)卡配置正確,而且網(wǎng)卡不能捕獲到包(即路由器檢測不到數(shù)據(jù),那么主機(jī)硬件故障;signal(netcard,light run (netcard,light Route_Configuration(route,r-stateRoute_ Confi

10、guration(route,r-stateR_State(network card, Packet main_engine (main engine,failure規(guī)則2:如果網(wǎng)卡電源燈亮,并且網(wǎng)卡運(yùn)行指示燈亮,說明網(wǎng)卡配置正確;如果網(wǎng)卡配置正確而且網(wǎng)卡能夠捕獲到包(即路由器檢測到數(shù)據(jù),那么網(wǎng)絡(luò)安全故障;signal(netcard,light run (netcard,light Route_Configuration(route,r-stateCard_ Configuration(network card, r-state R_State(network card, Packet se

11、curity(network,failure故則3:如果網(wǎng)卡電源燈亮,并且網(wǎng)卡運(yùn)行指示燈不亮,說明網(wǎng)卡配置不正確;如果網(wǎng)卡配置不正確,網(wǎng)卡不能捕獲到包(即路由器檢測不到數(shù)據(jù),而且CPU利用率為X,那么主機(jī)硬件故障;signal(netcard,lightrun (netcard,lightRoute_Configuration(route,r-stateRoute _Configuration(route,r-stateR_State(network card,Packet Availability(CPU,X main_engine (main engine,failure 10, 專家系統(tǒng)

12、結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)包括兩個基本部分:知識庫和推理機(jī)。知識庫又是由全局?jǐn)?shù)據(jù)庫和規(guī)則庫組成的。 各模塊的功能為:1.知識庫:知識庫是系統(tǒng)的核心,每一個操作都與知識庫相關(guān),它是聯(lián)系推理機(jī)和控制中心的紐帶,該系統(tǒng)的知識獲取模塊所需的數(shù)據(jù)也來自于此。用來存放診斷規(guī)則、系統(tǒng)的各種原始數(shù)據(jù)和系統(tǒng)診斷期間所產(chǎn)生的中間結(jié)果。其中有些診斷規(guī)則是通過知識庫管理模塊由管理員手工輸入的,有些是通過知識獲取模塊得到的。2.知識庫管理模塊:知識庫管理模塊主要是對知識庫進(jìn)行增加、刪除、更改等各種操作。3.推理機(jī):管理人員將故障現(xiàn)象數(shù)據(jù)作為規(guī)則的前提進(jìn)行規(guī)則匹配,將診斷結(jié)果顯示給用戶。如果未診斷出故障原因,則通知控制中心未診斷出故

13、障原因。4.知識獲取模塊:知識獲取模塊是用以部分的代替專家進(jìn)行專門知識的自動獲取,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自學(xué)習(xí),不斷完善知識庫的。知識庫中的知識不是完備的、全面的、實(shí)時的,因此這些知識是需要不斷地進(jìn)行更新和補(bǔ)充的。本系統(tǒng)的知識獲取模塊負(fù)責(zé)診斷規(guī)則的獲取。5.解釋機(jī):解釋機(jī)是推理機(jī)同用戶的圖形接口,用來向用戶解釋推理的整個過程,當(dāng)一個推理過程結(jié)束后,推理機(jī)將事實(shí)集和推理過程集交給解釋機(jī),然后推理機(jī)把動態(tài)分配的空間釋放掉,就徹底完成了推理任務(wù)。余下的工作由解釋機(jī)來做。6.控制中心:制中心主要負(fù)責(zé)兩方面事務(wù):一是調(diào)用診斷機(jī)制利用規(guī)則庫中己經(jīng)準(zhǔn)備好的故障診斷規(guī)則來診斷故障原因,如果診斷出故障原因則將其顯示給用戶,

14、如果經(jīng)過用戶驗(yàn)證后是錯誤的原因,那么在經(jīng)過實(shí)際操作獲得正確的原因后連同故障表現(xiàn)數(shù)據(jù)通過知識庫管理模塊一起輸入知識庫;如果沒有診斷出原因,那么需要管理員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或與專家討論或?qū)嶋H操作獲得原因,驗(yàn)證正確后連同故障現(xiàn)象數(shù)據(jù)通過知識庫管理模塊起輸入知識庫,再調(diào)用知識獲取模塊更新原來知識庫。在進(jìn)入系統(tǒng)流程前,需要先根據(jù)專家和管理員經(jīng)驗(yàn)知識產(chǎn)生診斷規(guī)則,為進(jìn)行故障診斷做準(zhǔn)備。診斷規(guī)則表中最初的故障表現(xiàn)數(shù)據(jù)和故障原因數(shù)據(jù)皆來自專家知識,以后的故障表現(xiàn)數(shù)據(jù)來自于網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時的各種數(shù)據(jù),而故障原因數(shù)據(jù)來自于經(jīng)過專家和管理員認(rèn)同的人工輸入的故障原因。二是當(dāng)故障處理紀(jì)錄達(dá)到一定數(shù)量,就調(diào)用知識獲取模塊運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘

15、方法產(chǎn)生新的告警規(guī)則來更新以前的舊規(guī)則。一旦系統(tǒng)進(jìn)入了運(yùn)行,需要先將診斷規(guī)則讀入內(nèi)存,當(dāng)出現(xiàn)對應(yīng)狀況時,進(jìn)行匹配。從上面的描述可以看出,本系統(tǒng)模型可以在運(yùn)行中不斷對知識庫進(jìn)行更新和擴(kuò)充,具有自學(xué)習(xí)和自我完善的優(yōu)點(diǎn);同時為了避免將不正確的規(guī)則入庫,每次對知識庫的操作都要經(jīng)過對網(wǎng)絡(luò)故障管理具有資深經(jīng)驗(yàn)的管理員進(jìn)行必要的人工審閱,這樣就在保持系統(tǒng)智能學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,從一定程度上保證了知識庫的穩(wěn)定性和正確性。11,ES進(jìn)行故障診斷例1:網(wǎng)卡電源燈亮,網(wǎng)卡運(yùn)行指示燈亮,且網(wǎng)卡不能捕獲到包(即路由器檢測不到數(shù)據(jù),那么主機(jī)硬件故障;現(xiàn)象:網(wǎng)卡電源燈亮:signal(netcard,light網(wǎng)卡工作指示燈亮:

16、run (netcard,light網(wǎng)卡不能接受包狀態(tài):R_State(network card,Packet推理:由規(guī)則1得:IFsignal(netcard,light run (netcard,lightTHENRoute _Configuration(route,r-stateIFRoute_ Configuration(route,r-stateR_State(network card, PacketTHENmain_engine (main engine,failure例2:如果網(wǎng)卡電源燈亮,并且網(wǎng)卡運(yùn)行指示燈不亮,說明網(wǎng)卡配置不正確;如果網(wǎng)卡配置不正確,網(wǎng)卡不能捕獲到包(即路由器檢測不到數(shù)據(jù),而且CPU 利用率為X,那么主機(jī)硬件故障;現(xiàn)象:網(wǎng)卡電源燈亮:signal(netcard,light網(wǎng)卡工作指示燈亮:run (netcard,light網(wǎng)卡不能接受包狀態(tài):R