人工智能与专家系统论文――网络故障诊断

1、 学院:专业:学号:姓名:指导老师:目录1,选择一故障诊断对象 (32,描叙对象的工作原理 (33,描写几种对象的故障现象 (34, 叙述其现有的(人工诊断方法 (35, 诊断故障的信号或现象作以整理及分类 (56, 定义个体词 (67, 用自然语言描述信号或现象(推理规则 (68, 根据前面描述定义谓词 (69, 用自然语言描述故障诊断的推理过程 (710, 专家系统结构与功能 (811,ES进行故障诊断 (91,选择一故障诊断对象本次作业选择了网络故障作为诊断对象,随着计算机网络和信息技术的快速发展,计算机网络的应用也越来越广泛,它也与我们未来的生活息息相关。2,描叙对象的工作原理计算机网

2、络是由许多计算机组成的,要实现网络的计算机之间传输数据,必须要作两件事,数据传输目的地址和保证数据迅速可靠传输的措施,这是因为数据在传输过程中很容易丢失或传错,Internet 使用一种专门的计算机语言(协议,以保证数据安全、可靠地到达指定的目的地,这种语言分两部TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议和IP (Internet Protocl网间协议。3,描写几种对象的故障现象1,计算机无法登录到服务器;2,计算机在【网上邻居】中只能看见自己,看不见其他的计算机,从而无法使用其他计算机上的共享资源;3,计算机无法通过局域网连接到Internet;4,计算

3、机无法想从局域网内浏览内部网页,或者无法收取局域网内的电子邮件;5,网络中的计算机网络程序运行速度非常慢4, 叙述其现有的(人工诊断方法当计算机出现第一次作业所述网络连接故障的时候,应该按照下述步骤来排除故障:一、确认网络连接故障。当出现一种网络程序使用故障时,首先应该尝试使用其他的网络程序。比如当IE浏览器无法登录网站时,用Foxmain看看能否收发电子邮件,或者打开【网上邻居】看看是否能够找到其他计算机,也可以用Ping方法检查与其他计算机是否处于正常连接状态。要是上述这些方法中有一个可以成功,则说明网络连接不存在故障,否则就要继续下面的排除步骤。二、基本检查。所谓基本检查主要是查看网卡和

4、集线器的指示灯状态。一般网卡和集线器的指示灯子在正常情况下没有传输数据时闪烁得比较慢,而传输数据时闪烁速度比较快,所以当这两个指示灯处于长灭或者是长亮状态则说明网络连接存在故障,这时就要关闭计算机,更换网卡和连接线,或者集线器以排除故障。a初步检测。初步检测网络故障时可以使用Ping 命令,一方面可以Ping本地计算机的IP 地址来检查网卡和网络协议的配置是否正确。如果Ping 本地计算机没有问题(如图1所示,那就说明网络的故障出在计算机和网络的连接处,所以应该检查网线的连通性和集线器端口的状态。如果不能Ping通本地计算机,说明TCP/IP 协议有问题。 图1 Ping本地计算机b检查网卡。

5、打开【设备管理器】查看网卡驱动程序是否已经安装好了,如果在硬件列表中没有发现网卡或者网卡图标前面有一个黄色的“!”,则说明网卡没有正确安装,此时需要将系统中的网卡驱动程序删除之后重新安装,接着为这块网卡安装和配置正确的网络协议,最后在进行测试。如果网卡不能正确安装,有可能是网卡硬件损坏,跟其他硬件有资源冲突,或者是网卡的驱动程序损坏,这时最好换网卡和主板插槽或者重新安装驱动程序,然后进行下面步骤:a检查网络协议。用”ipconfig/all”命令来查看本地计算机是否安装了”TCP/IP”协议,以及是否正确配置了IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器等。如果网络协议还没有安装,或者是协议没有

6、正确配置,则需要安装和配置必需的网络协议。重新启动计算机之后,再次进行这些基本检查步骤。若是网络协议都已经安装并且正确配置,就可以断定是网络连接的问题,这时继续下面的步骤进行排除。b确定故障。换一台局域网中的计算机进行网络应用程序测试,如果仍然出现类似刚才的故障,在确认网卡和网络协议都正常的情况下就能判断是服务器、集线器或交换机等设备出现了问题。为了进一步确认,可以再换一台计算机继续测试,从而确定网络连接故障的位置。如果在其他计算机上的测试结果完全正常,那么网络故障就定位在发生故障上的计算机和网络的就需要重新制作一个网线接头或者更换以根网线。5, 诊断故障的信号或现象作以整理及分类知识存在着以

7、下的分级。首先是关于问题领域的事实、定理、模型、实验对象和操作等,这些常识性知识和原理性知识称为“零级知识”;其次在其上产生的启发式的方法,如:单凭经验的规则、含义模糊的建议、不确切的判断标准等,这些经验和信念可称为“一级知识”;第三,如何利用上述两级知识,又产生“二级知识”,这种知识的层次划分可以继续下去,每一级知识对底层知识有指导意义。上述的零级知识和一级知识称为目标级知识,而把二级以上的知识统称为元知识。 6, 定义个体词路由器:route网卡:netcard处理器:cpu主机:main_engine网络:network包:Packet效率值:X7, 用自然语言描述信号或现象(推理规则对

8、于网络故障可以得到:如果网卡配置正确,而且网卡不能捕获到包即(路由器检测不到数据,那么主机硬件故障;如果网卡配置正确,而且网卡能够捕获到包(路由器检测不到数据,那么网络安全问故障;如果网卡配置不正确,网卡不能捕获到包(路由器检测不到数据,而且CPU 利用率为X,那么主机硬件故障;如果网卡配置不正确,网卡能够捕获到包(路由器检测到数据,而且网卡收包错误率为Y,那么主机配置错误;8, 根据前面描述定义谓词网卡能接受包状态:R_State(network card,Packet处理器利用率:Availability(CPU,X主机硬件配置故障:main_engine (main engine,fai

9、lure网络安全故障:security(network,failure网卡配置正确:Card (network card, r-state网卡电源灯亮:signal(netcard,light网卡工作指示灯亮:run (netcard,light9, 用自然语言描述故障诊断的推理过程规则1:如果网卡电源灯亮,并且网卡运行指示灯亮,说明网卡配置正确;如果网卡配置正确,而且网卡不能捕获到包(即路由器检测不到数据,那么主机硬件故障;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规则2:如果网卡电源灯亮,并且网卡运行指示灯亮,说明网卡配置正确;如果网卡配置正确而且网卡能够捕获到包(即路由器检测到数据,那么网络安全故障;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故则3:如果网卡电源灯亮,并且网卡运行指示灯不亮,说明网卡配置不正确;如果网卡配置不正确,网卡不能捕获到包(即路由器检测不到数据,而且CPU利用率为X,那么主机硬件故障;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, 专家系统

12、结构与功能系统包括两个基本部分:知识库和推理机。知识库又是由全局数据库和规则库组成的。 各模块的功能为:1.知识库:知识库是系统的核心,每一个操作都与知识库相关,它是联系推理机和控制中心的纽带,该系统的知识获取模块所需的数据也来自于此。用来存放诊断规则、系统的各种原始数据和系统诊断期间所产生的中间结果。其中有些诊断规则是通过知识库管理模块由管理员手工输入的,有些是通过知识获取模块得到的。2.知识库管理模块:知识库管理模块主要是对知识库进行增加、删除、更改等各种操作。3.推理机:管理人员将故障现象数据作为规则的前提进行规则匹配,将诊断结果显示给用户。如果未诊断出故障原因,则通知控制中心未诊断出故

13、障原因。4.知识获取模块:知识获取模块是用以部分的代替专家进行专门知识的自动获取,实现系统的自学习,不断完善知识库的。知识库中的知识不是完备的、全面的、实时的,因此这些知识是需要不断地进行更新和补充的。本系统的知识获取模块负责诊断规则的获取。5.解释机:解释机是推理机同用户的图形接口,用来向用户解释推理的整个过程,当一个推理过程结束后,推理机将事实集和推理过程集交给解释机,然后推理机把动态分配的空间释放掉,就彻底完成了推理任务。余下的工作由解释机来做。6.控制中心:制中心主要负责两方面事务:一是调用诊断机制利用规则库中己经准备好的故障诊断规则来诊断故障原因,如果诊断出故障原因则将其显示给用户,

14、如果经过用户验证后是错误的原因,那么在经过实际操作获得正确的原因后连同故障表现数据通过知识库管理模块一起输入知识库;如果没有诊断出原因,那么需要管理员根据经验或与专家讨论或实际操作获得原因,验证正确后连同故障现象数据通过知识库管理模块起输入知识库,再调用知识获取模块更新原来知识库。在进入系统流程前,需要先根据专家和管理员经验知识产生诊断规则,为进行故障诊断做准备。诊断规则表中最初的故障表现数据和故障原因数据皆来自专家知识,以后的故障表现数据来自于网络发生故障时的各种数据,而故障原因数据来自于经过专家和管理员认同的人工输入的故障原因。二是当故障处理纪录达到一定数量,就调用知识获取模块运用数据挖掘

15、方法产生新的告警规则来更新以前的旧规则。一旦系统进入了运行,需要先将诊断规则读入内存,当出现对应状况时,进行匹配。从上面的描述可以看出,本系统模型可以在运行中不断对知识库进行更新和扩充,具有自学习和自我完善的优点;同时为了避免将不正确的规则入库,每次对知识库的操作都要经过对网络故障管理具有资深经验的管理员进行必要的人工审阅,这样就在保持系统智能学习的基础上,从一定程度上保证了知识库的稳定性和正确性。11,ES进行故障诊断例1:网卡电源灯亮,网卡运行指示灯亮,且网卡不能捕获到包(即路由器检测不到数据,那么主机硬件故障;现象:网卡电源灯亮:signal(netcard,light网卡工作指示灯亮:

16、run (netcard,light网卡不能接受包状态:R_State(network card,Packet推理:由规则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:如果网卡电源灯亮,并且网卡运行指示灯不亮,说明网卡配置不正确;如果网卡配置不正确,网卡不能捕获到包(即路由器检测不到数据,而且CPU 利用率为X,那么主机硬件故障;现象:网卡电源灯亮:signal(netcard,light网卡工作指示灯亮:run (netcard,light网卡不能接受包状态:R