专利名称：网络故障修复系统及其装置和方法
技术领域：
本发明属于数字信息的传输技术领域，具体涉及一种网络故障修复系统及其装置 和方法。
背景技术：
随着互联网的普及，越来越多的人成为网络用户，这其中绝大多数人是不具备或 者很少具备计算机相关知识的普通用户，这些用户在面临复杂的计算机硬件和软件系统所 导致的网络故障时，往往不知所措，不得不求助于专业人员。这不仅增加了用户的费用，也 给互联网服务商和计算机供应商带来了巨大的售后服务的负担。因此，有必要提供一种能 够方便非计算机专业人员使用的网络故障的解决手段。现有的网络故障的解决手段很清晰地分为两种，分别是纯粹的硬件解决方案和纯 粹的软件解决方案。纯粹的硬件解决方案是由专业人员采用专门的通讯检测仪表对用户的 计算机网络进行检测，以判断是否存在故障，例如，检测线缆、交换机、路由器等硬件故障， 图1给出了一个常见的通讯检测仪表的结构示意图，其中嵌入式控制系统作为检测系统的 控制系统和人机接口，检测接口系统里包括网络故障检测的硬件，具体包括xDSL调制解调器，负责如ADSL、VDSL类不对称线路信号的检测和通信；WLAN适配器，无线局域网适配器，负责无线网络信号的检测和通信；以太网适配器，负责以太网信号的检测和通信；线缆检测模块，负责检测各类线缆的长度、线序、线路环阻、线路电容等指标。上述通讯检测仪表本身就是个特殊的网络终端，只是上述适配器都是为了检测网 络故障所特制的，能够比普通用户所使用的适配器得到更多的检测信息。纯粹的软件解决方案是由软件企业提供的用以检测用户计算机软件设置是否正 确的应用软件。软件解决方案的原理如图2所示，即逐渐积累软件故障及其特征，在进行修 复时逐一核查该故障是否存在，缺乏针对性，效率低下。上述硬件解决方案无法解决软件系统的故障，软件解决方案也无法解决有关硬件 的故障，特别是，在两种方案之间，缺乏有针对性的联络，导致普通用户甚至专业的软件或 硬件的服务人员很难全方位地解决网络故障。
发明内容
(一)发明目的为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种能够同时解决硬件 和软件故障、并方便非计算机专业人员使用的网络故障修复系统及其装置和方法。(二)技术方案为达到上述目的，本发明的技术方案以如下方式实现一种网络故障修复系统，包括检测模块组、定向数据生成模块和软件执行单元。其 中检测模块组用于验证或检测计算机网络的软、硬件参数，同时将检测到正确参数时的通信原始过程数据包保留在内存或者其它存储介质中；定向数据生成模块将包含网络正确运 行所需的软、硬件参数的配置性数据生成为定向数据文件；软件执行单元根据所述定向数 据文件的数据对网络终端进行故障检测和修复。作为一种优选，所述定向数据文件还包括 用于对比诊断的正确的原始过程数据包。所述软件执行单元包括可以在网络终端的通用操作系统上执行的网络检测驱动、 定向数据导入模块和一键修复程序，其中网络检测驱动用以监视所有未经操作系统处理 的、网卡发送和接收数据包的细节；定向数据导入模块用以接收和解析定向数据生成模块 所生成的定向数据；一键修复程序作为用户接口程序和功能实现程序，负责所有定向自动 检测与修复的工作。所述检测模块组包括以下检测模块中的至少一种模拟DSL猫模块，用于捕获计算机和广域网之间的双向通信数据并进行分析；带宽测试模块，用于为网络终端提供广域网的上行和下行方向的测速服务；在线升级模块，用以实时更新检测模块组内嵌软件、软件执行单元和网络故障数 据库；数据链路检测模块，用以检测物理链路之外的数据链路能否正常通信并指出正确 的设置参数；线缆检测模块，负责检测线缆问题；动态主机检测模块，用于判断DHCP协议服务方面存在的故障；身份验证检测模块，用于检测身份验证过程中的故障；IP有效性检测模块，检测IP地址是否合法有效；网关检测模块，用于检测网关是否工作正常，是否存在ARP欺骗；域名解析检测模块，用于检测DNS服务器是否能正确完成域名到IP地址的翻译；连通性检测模块，用于检测到某一 IP地址的路由是否畅通；路由跟踪检测模块，用于跟踪指定目标地址的途经路由节点，并计算到各节点的 丢包率，同时显示出各个节点的地理位置信息； HTTP检测模块，用于检测能否正常访问HTTP网站；协议解码模块，用于捕获网络中的数据包并进行解码，用于发现数据包内存在的 问题。一键检测程序，自动完成所述检测模块组的所有模块的检测并生成定向数据文 件。一种网络故障检测装置，包括嵌入式控制系统和检测接口系统，其中嵌入式控制 系统包括嵌入式处理器和人机接口模块组，用于控制和实现人机接口 ；检测接口系统包括 xDSL调制解调器、WLAN适配器、以太网适配器、线缆检测接口中的至少一种；关键在于，在 所述嵌入式控制系统中嵌入有包含定向数据生成模块和检测模块组。所述检测模块组中包 括以下检测模块的至少一种模拟DSL猫模块，用于捕获计算机和广域网之间的双向通信数据并进行分析；带宽测试模块，用于为网络终端提供广域网的上行和下行方向的测速服务；在线升级模块，用以实时更新检测模块组内嵌软件、软件执行单元和网络故障数据库； 数据链路检测模块，用以检测物理链路之外的数据链路能否正常通信并指出正确 的设置参数；线缆检测模块，负责检测线缆问题；动态主机检测模块，用于判断DHCP协议服务方面存在的故障；身份验证检测模块，用于检测身份验证过程中的故障；IP有效性检测模块，检测IP地址是否合法有效；网关检测模块，用于检测网关是否工作正常，是否存在ARP欺骗；域名解析检测模块，用于检测DNS服务器是否能正确完成域名到IP地址的翻译；连通性检测模块，用于检测到某一 IP地址的路由是否畅通；路由跟踪检测模块，用于跟踪指定目标地址的途经路由节点，并计算到各节点的 丢包率，同时显示出各个节点的地理位置信息；HTTP检测模块，用于检测能否正常访问HTTP网站；协议解码模块，用于捕获网络中的数据包并进行解码，用于发现数据包内存在的 问题；一键检测程序，自动完成所述检测模块组的所有模块的检测并生成定向数据文 件。一种网络故障修复方法，包括如下步骤1)由上述网络故障修复系统中的定向数据生成模块生成定向数据文件，所述定向 数据包含网络正确运行所需的软、硬件参数的配置性数据，更优的情况，还可以包括用于对 比诊断的正确的原始过程数据包；2)将所述定向数据导入目标网络终端，将所述配置性数据写入操作系统并重置网 络组件以使配置生效；3)安装网络检测驱动，以取得网卡的彻底控制权，用于监视所有未经操作系统处 理的、网卡发送和接收数据包的细节；4)进行数据链路检测与修复；5)网络身份检测与修复，包括动态主机检测与修复和身份验证检测与修复；6) IP有效性检测与修复；7)网关检测与修复；8)域名解析检测与修复；9) HTTP检测与修复；10) WEB浏览器的故障检测与修复。(三)有益效果本发明提供的网络故障修复系统及其装置和方法，由检测装置硬件系统生成的定 向数据指导软件对网络故障进行检测和修复，实现了硬件检测和软件检测的结合，大大缩 小了检测范围，提高了检测和修复的效率，并非常便于非计算机专业用户的使用。
图1是现有技术中的网络故障检测装置的结构示意图2是现有技术中的网络故障修复软件的工作流程示意图；图3是本发明提供的网络故障修复系统的示意图；图4是本发明提供的网络故障修复流程的示意图；图5是图4中每个检测模块的检测过程图；图6是本发明提供的网络故障修复软件基本构成图；图7是本发明提供的网络故障修复系统简图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的较佳实施例做进一步说明。实施例一网络故障修复系统一种网络故障修复系统，包括网络故障检测装置硬件系统和可以运行在目标网络 终端上的软件执行单元，所述网络故障检测装置硬件系统内嵌入有定向数据生成模块和检 测模块组。所述检测模块组对计算机网络进行检测，由定向数据生成模块生成包含网络正 确运行所需的软、硬件参数的配置性数据和用于对比诊断的正确的原始过程数据包的定向 数据文件，由该定向数据文件指导目标网络终端上的软件执行单元对目标网络终端进行网 络修复。所述嵌入检测装置硬件系统内的检测模块组包括以下检测模块中的至少一种线缆检测模块，负责检测线缆问题，对于不合格的线缆指出解决方案；数据链路检测模块，用以检测物理链路之外的数据链路能否正常通信并指出正确 的设置参数，例如DSL的VPI、VCI设置参数的错误。动态主机检测模块，用于判断DHCP协议服务方面存在的故障，并指出解决方案；身份验证检测模块，用于检测身份验证过程中的故障并指出解决方案，例如PPPOE 拨号、WEB身份验证、IEEE 802. Ix等身份验证中的故障；IP有效性检测模块，检测IP地址是否合法有效；网关检测模块，用于检测网关是否工作正常，是否存在ARP欺骗；域名解析检测模块，用于检测DNS服务器是否能正确完成域名到IP地址的翻译；连通性检测模块，即PING程序，用于检测到某一 IP地址的路由是否畅通；路由跟踪检测模块，用于跟踪指定目标地址的途经路由节点，并可计算到各节点 的丢包率，同时显示出各个节点的地理位置信息；HTTP检测模块，用于检测能否正常访问HTTP网站；协议解码模块，用于捕获网络中的数据包并进行解码，用于发现数据包内存在的 问题，是供更专业的人员使用的模块。模拟DSL猫模块，用于捕获计算机和广域网之间的双向通信数据并进行分析，以 发现和解决故障；带宽测试模块，用于为客户端提供广域网的上行和下行方向的测速服务；在线升级模块，用以实时更新检测模块组内嵌软件、软件执行单元和网络故障数 据库；一键检测程序，只需执行一个程序，自动完成从物理层到HTTP层所有上述网络故 障的检测。上述所有检测模块不仅能检测出相应的故障，同时还指出解决方法。例如，线缆检测模块检测到双绞线缆长度超过标准规定的100米，它就会提示用户线缆的实际长度以及 应该裁剪的长度。另外一个例子，用户错把IOOMbps链路设置为1000Mbps，数据链路检测模 块就会提示用户1000Mbps的设置是错误的，应该更正为100Mbps，同时自动更正并在定向 数据里添加关于链路接口速率的正确记录。 所述网络故障修复系统还包括定向数据生成模块，在一键检测程序执行完成之 后，将包含网络正确运行所需的完备的软、硬件参数的配置性数据和用于对比诊断的正确 的原始过程数据包生成为定向数据文件。根据网络的不同，所述的定向数据也可以不同，具体地说，定向数据包含网络软、 硬件参数的配置性数据和正确的原始过程数据包。在进行网络终端故障修复时，将网络终 端的参数与正确的原始过程数据对比，可以很容易找到故障点。所述配置性数据包括网络软、硬件的参数，具体可以包括但并不限于下述数据接入方式数据，是光纤、双绞线、电话线还是无线信号；物理层和数据链路层参数，包括双绞线正确的线序、与计算机相连的设备是否具 有自适应线序功能、接口速率、全双工或半双工模式、ADSL的VPI和VCI值等；上网方式及配置参数，具体包括静态IP参数、动态主机、PPP0E、PPP0A、TOB认证还 是IEEE 802. Ix认证；如果需要帐号密码的话，还包括正确的认证服务器、帐号、密码、认证 方式等；MAC层参数，包括帧类型；网关物理地址；是否使用VLAN标签，如果使用，还包括 VLANID、优先级和以太类型；是否使用嵌套VLAN标签，如果使用，还包括嵌套VLAN ID、优先 级和以太类型；IP层参数，DNS地址是自动获取或静态指配，若是静态指配还包括其正确取值；如 果是静态IP参数上网方式，还包括静态IP地址、子网掩码、网关；如果是动态主机上网方 式，还包括DHCP服务器IP和物理地址；最大MTU 值。另外，所述定向数据还包括正确的原始过程数据包，具体可以包括但并不限于网 络身份验证的原始过程数据包，网关检测的原始过程数据包，动态主机的原始过程数据包， DNS解析的原始过程数据包。所述可以运行在目标网络终端上的软件执行单元如图6所示，具体包括网络终端的通用操作系统，可以是Windows、Linux、UNIX、MAC OS等；网络检测驱动，用以监视所有未经操作系统处理的、网卡发送和接收数据包的细 节，从而帮助检测故障；定向数据导入模块，用以接收和解析检测装置所生成的定向数据；一键修复程序，作为用户接口程序和主要功能实现程序，负责所有定向自动检测 与修复的工作。执行网络故障检测与修复任务时，如图7所示，首先由检测模块组对计算机网络 进行检测，并由定向数据生成模块将包含网络正确运行所需的完备的软、硬件参数的配置 性数据和用于对比诊断的正确的原始过程数据包生成为定向数据文件；然后将该定向数据 文件传输到目标网络终端，由定向数据导入模块将定向数据导入并解析，指导软件执行单 元对计算机网络进行修复。
实施例二网络故障检测装置一种网络故障检测装置，包括嵌入式控制系统和检测接口系统，其中检测接口系统包括与嵌入式控制系统总线相连的检测接口，所述检测接口至少包括下述接口的一种xDSL调制解调器模块，负责如ADSL、VDSL类不对称线路信号的检测和通信；WLAN适配器模块，无线局域网适配器，负责无线网络信号的检测和通信；以太网适配器模块，负责以太网信号的检测和通信；线缆检测模块，负责检测各类线缆的长度、线序、线路环阻、线路电容等指标。所述的嵌入式控制系统包括嵌入式处理器和相应的用于人机接口的模块组，具体 包括IXD显示模块、输入模块、ROM和RAM存储模块、SD卡存储扩展模块、电源管理模块。关键在于，在该网络故障检测装置中嵌入有实施例一中所述的定向数据生成模块 和检测模块组，所述检测模块组具体包括线缆检测模块，负责检测线缆问题，对于不合格的线缆指出解决方案；数据链路检测模块，用以检测物理链路之外的数据链路能否正常通信并指出正确 的设置参数，例如DSL的VPI、VCI设置参数的错误。动态主机检测模块，用于判断DHCP协议服务方面存在的故障，并指出解决方案；身份验证检测模块，用于检测身份验证过程中的故障并指出解决方案，例如PPPOE 拨号、WEB身份验证、IEEE 802. Ix等身份验证中的故障；IP有效性检测模块，检测IP地址是否合法有效；网关检测模块，用于检测网关是否工作正常，是否存在ARP欺骗；域名解析检测模块，用于检测DNS服务器是否能正确完成域名到IP地址的翻译；连通性检测模块，即PING程序，用于检测到某一 IP地址的路由是否畅通；路由跟踪检测模块，用于跟踪指定目标地址的途经路由节点，并可计算到各节点 的丢包率，同时显示出各个节点的地理位置信息；HTTP检测模块，用于检测能否正常访问HTTP网站；协议解码模块，用于捕获网络中的数据包并进行解码，用于发现数据包内存在的 问题，是供更专业的人员使用的模块。模拟DSL猫模块，用于捕获计算机和广域网之间的双向通信数据并进行分析，以 发现和解决故障；带宽测试模块，用于为客户端提供广域网的上行和下行方向的测速服务；在线升级模块，用以实时更新检测模块组内嵌软件、软件执行单元和网络故障数 据库；一键检测程序，只需执行一个程序，自动完成从物理层到HTTP层所有上述网络故 障的检测。在一键检测程序执行完成之后，由所述定向数据生成模块将包含网络正确运行所 需的软、硬件参数的配置性数据和用于对比诊断的正确的原始过程数据包生成供计算机程 序修复故障的定向数据文件。所述定向数据生成模块与实施例一中的定向数据生成模块相 同。实施例三网络故障检测与定向修复方法一种网络故障检测与定向修复方法，如图4和图7所示，包括如下步骤
1.由实施例一中所述的网络故障修复系统中的定向数据生成模块生成定向数据 文件，所述定向数据包含网络正确运行所需的软、硬件参数的配置性数据和用于对比诊断 的正确的原始过程数据包；2.将上述定向数据导 入目标计算机，执行实施例一中所述的软件执行单元中的一 键修复程序，把定向数据中配置性数据写入操作系统，并重置网络组件以使配置生效； 3.安装网络检测驱动，以取得网卡的彻底控制权，用于监视所有未经操作系统处 理的、网卡发送和接收数据包的细节，从而帮助检测故障；4.进行数据链路检测与修复；5.网络身份检测与修复，主要包括动态主机检测与修复和身份验证检测与修复；6. IP有效性检测与修复；7.网关检测与修复；8.域名解析检测与修复；9. HTTP检测与修复；10. WEB浏览器的故障检测与修复。根据需要，上述步骤4-10也可以采取逆序检测，即先进行TOB浏览器的故障检测 与修复，最后进行数据链路的监测与修复；步骤4-10也可以做任意调整，或者省略其中的 一个或几个步骤，以适应不同的情况。上述每个模块的检测与修复过程如图5所示，首先检 测该模块的检测对象是否存在故障，如果存在，则将该模块的诊断过程数据包与定向数据 中相应过程的原始过程数据包比较，找到故障点并针对性排除。实验证实，实施例一和二中 提供的网络故障修复系统和装置可以解决绝大多数的网络故障。作为一种冗余设计，还包 括传统的纯软件网络故障修复模块，如果上述步骤均不能找到和排除故障，则执行传统的 纯软件解决方案，即采用逐一排除法来处理。上述步骤1和步骤2之间的定向数据传输可以采用移动存储介质，即步骤1中产 生的定向数据存储在移动存储介质上并复制到目标计算机或者连接到计算机直接运行。或 者，可以直接在所述网络故障检测装置和计算机之间建立数据传输线路，例如，将实施例二 中所述的网络故障检测装置与目标计算机通过USB线路或蓝牙连接。以上内容是结合优选的实施例对本发明所做的具体说明，不能认定本发明的具体 实施方式仅限于这些说明。很明显，上述网络故障修复系统及其检测装置、方法，不仅可以 用于网络终端计算机，对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思 的前提下，还可以做出若干简单推演和变换，将本发明提供的技术方案应用于其他网络终 端，例如作为网络终端的笔记本电脑、移动通讯装置等，这些都应当视为属于本发明的保护 范围。
权利要求
1.一种网络故障修复系统，包括检测模块组，用于验证或检测计算机网络的软、硬件参数；定向数据生成模块，将包含网络正确运行所需的软、硬件参数的配置性数据生成为定 向数据文件；软件执行单元，根据所述定向数据文件的数据对网络终端进行故障检测和修复。
2.根据权利要求1所述的网络故障修复系统，其特征在于，所述检测模块组在检测计 算机网络的软、硬件参数的同时，还保留检测到正确参数时的通信原始过程数据包；所述定 向数据生成模块将所述用于对比诊断的正确的原始过程数据包保存在所述定向数据文件 中。
3.根据权利要求1所述的网络故障修复系统，其特征在于，所述软件执行单元包括可 以在网络终端的通用操作系统上执行的网络检测驱动，用以监视所有未经操作系统处理的、网卡发送和接收数据包的细节； 定向数据导入模块，用以接收和解析定向数据生成模块所生成的定向数据； 一键修复程序，作为用户接口程序和功能实现程序，负责所有定向自动检测与修复的 工作。
4.根据权利要求1所述的网络故障修复系统，其特征在于，所述检测模块组包括以下 检测模块中的至少一种模拟DSL猫模块，用于捕获计算机和广域网之间的双向通信数据并进行分析； 带宽测试模块，用于为网络终端提供广域网的上行和下行方向的测速服务； 在线升级模块，用以实时更新检测模块组内嵌软件、软件执行单元和网络故障数据库；数据链路检测模块，用以检测物理链路之外的数据链路能否正常通信并指出正确的设置参数。
5.根据权利要求1至4之任一项所述的网络故障修复系统，其特征在于，所述检测模块 组还包括以下模块的至少一种线缆检测模块，负责检测线缆问题；动态主机检测模块，用于判断DHCP协议服务方面存在的故障；身份验证检测模块，用于检测身份验证过程中的故障；IP有效性检测模块，检测IP地址是否合法有效；网关检测模块，用于检测网关是否工作正常，是否存在ARP欺骗；域名解析检测模块，用于检测DNS服务器是否能正确完成域名到IP地址的翻译；连通性检测模块，用于检测到某一 IP地址的路由是否畅通；路由跟踪检测模块，用于跟踪指定目标地址的途经路由节点，并计算到各节点的丢包 率，同时显示出各个节点的地理位置信息；HTTP检测模块，用于检测能否正常访问HTTP网站；协议解码模块，用于捕获网络中的数据包并进行解码，用于发现数据包内存在的问题；一键检测程序，自动完成所述检测模块组的所有模块的检测并生成定向数据文件。
6.一种网络故障检测装置，包括嵌入式控制系统，包括嵌入式处理器和人机接口模块组，用于控制和实现人机接口 ； 检测接口系统，包括xDSL调制解调器、WLAN适配器、以太网适配器、线缆检测接口中的 至少一种；其特征在于，在所述嵌入式控制系统中嵌入有定向数据生成模块和检测模块组。
7.根据权利要求6所述的网络故障检测装置，其特征在于，所述检测模块组中包括以 下检测模块的至少一种模拟DSL猫模块，用于捕获计算机和广域网之间的双向通信数据并进行分析； 带宽测试模块，用于为网络终端提供广域网的上行和下行方向的测速服务； 在线升级模块，用以实时更新检测模块组内嵌软件、软件执行单元和网络故障数据库；数据链路检测模块，用以检测物理链路之外的数据链路能否正常通信并指出正确的设置参数。
8.根据权利要求7所述的网络故障检测装置，其特征在于，所述检测模块组中还包括 以下检测模块的至少一种线缆检测模块，负责检测线缆问题；动态主机检测模块，用于判断DHCP协议服务方面存在的故障；身份验证检测模块，用于检测身份验证过程中的故障；IP有效性检测模块，检测IP地址是否合法有效；网关检测模块，用于检测网关是否工作正常，是否存在ARP欺骗；域名解析检测模块，用于检测DNS服务器是否能正确完成域名到IP地址的翻译；连通性检测模块，用于检测到某一 IP地址的路由是否畅通；路由跟踪检测模块，用于跟踪指定目标地址的途经路由节点，并计算到各节点的丢包 率，同时显示出各个节点的地理位置信息；HTTP检测模块，用于检测能否正常访问HTTP网站；协议解码模块，用于捕获网络中的数据包并进行解码，用于发现数据包内存在的问题。
9.根据权利要求6至8之任一项所述的网络故障检测装置，其特征在于，所述检测模 块组还包括一键检测程序，自动完成所述检测模块组的所有模块的检测并生成定向数据文 件。
10.一种网络故障修复方法，包括步骤a)由权利要求1所述的网络故障修复系统中的定向数据生成模块生成定向数据文件， 所述定向数据包含网络正确运行所需的软、硬件参数的配置性数据；b)将所述定向数据导入目标网络终端，将所述配置性数据写入操作系统并重置网络组 件以使配置生效；c)安装网络检测驱动，以取得网卡的彻底控制权，用于监视所有未经操作系统处理的、 网卡发送和接收数据包的细节；d)进行数据链路检测与修复；e)网络身份检测与修复，包括动态主机检测与修复和身份验证检测与修复；f)IP有效性检测与修复；g)网关检测与修复；h)域名解析检测与修复；i)HTTP检测与修复；j)WEB浏览器的故障检测与修复。
全文摘要
本发明属于数字信息的传输技术领域，具体涉及一种网络故障修复系统及其装置和方法。所述网络故障修复系统，包括检测模块组、定向数据生成模块和软件执行单元。其中检测模块组用于验证或检测计算机网络的软、硬件参数并发现和指出故障点；定向数据生成模块将包含网络正确运行所需的软、硬件参数的配置性数据生成为定向数据文件；软件执行单元根据所述定向数据文件的数据对网络终端进行故障检测和修复。本发明提供的技术方案实现了硬件检测和软件检测的结合，大大缩小了检测范围，提高了检测和修复的效率，并非常便于非计算机专业用户的使用。
文档编号H04L12/26GK102064979SQ20101058924
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者刘俊 申请人:刘俊