大模型在有线家宽运维中的应用与思考

学术   2024-11-20 06:00   北京  

‍‍

随着家庭宽带客户需求的提升,网络运维流程复杂、专家人力不足、不同专业领域运维人员沟通障碍,制约了运维效率和用户体验的提升。LLM技术可实现自动化问题诊断、实时故障排查等功能,有助于提升运维效率。然而,引入LLM也面临模型准确性、数据隐私、响应速度和知识更新等挑战。为应对这些问题,本文提出了将LLM与专家知识库结合、引入联邦学习、模型轻量化等方案,以提高其应用效果。

引言

近年来,随着在线教育、视频直播等业务的迅速发展,用户对有线宽带上网质量提出了更高的要求。有线宽带业务涉及终端设备、家庭网络、接入网、骨干网以及业务平台等。其中任意的网元、终端设备或线路出现问题,可能都会造成用户上网慢上网断等问题。为快速有效解决这些问题,通常需要宽带运维人员及时进行线下故障定位和修复。在这个过程中,通常会遇到如下问题。

涉及多个技术领域,响应速度受限。当遇到复杂故障时,工单提交给调度中心,再由多个技术领域的专家协同进行处理。这种多层级的操作链条延长了问题解决的时间,尤其在高峰期可能导致响应延迟、运维修复时间长,影响用户体验。

专家资源紧张。运维专家往往需要处理来自多地的大量工单,工作压力大且任务堆积,可能会影响到问题的及时处理。此外,由于对专家的专业知识要求较高,短时间内难以培养更多专家。

运维人员与专家间的沟通障碍。运维人员与专家通常需要对故障进行沟通确认,但由于设备状况、问题描述可能存在差异,导致沟通效率低下。

针对上面各种问题,近两年蓬勃发展的大语言模型(Large Language Models, LLMs)技术可以在此场景中发挥显著作用,尤其在减少人工干预、优化流程、提高效率等方面具有明显的优势。

大语言模型逐步在运维中得到应用

大语言模型近年来在自然语言处理领域取得了飞跃性进展。大模型基于深度学习尤其是神经网络中的变换器(Transformer)架构,能够处理大规模数据并生成极具流畅性和上下文感知的文本。代表性的大语言模型包括OpenAI的GPT系列、Google的BERT和PaLM系列、Meta的LLaMA、Anthropic的Claude等。这些模型不仅在自然语言处理领域得到应用,许多公司也开始将其嵌入到智能助手、虚拟客服等系统中。此外,大模型还能协助企业进行数据分析和信息抽取,帮助决策者更快获取有效信息。大模型在这些方面取得的进展,为其在有线宽带运维场景的应用提供了新思路。

大语言模型可基于运维人员获知的故障描述,自动分析出可能的故障原因,并生成详细的排查和修复建议,供运维人员参考。对于复杂度较低的问题,模型能够直接指导运维人员完成操作。

此外大模型还可以辅助运维人员完成特定的后台操作。通过将后台的操作逻辑融入模型中,运维人员可以在现场实时调用模型,直接完成一些常规的后台操作,无需等待调度中心的批准和操作。

使用大语言模型面临的问题与解决方案

在有线宽带运维领域引入大模型技术,虽然具备优化流程和提升运维质量的潜力,但也面临一些实际挑战。

模型准确性与鲁棒性不足

大模型的准确性和鲁棒性直接影响其在运维场景下的有效性。运维问题多样化且复杂,例如不同地区、设备的网络环境不同,可能导致模型在处理实际故障时出现偏差。若模型提供的诊断不准确或建议错误,不仅可能延长解决时间,还会影响用户的体验和信任度。

解决方案:可以通过将模型与运维专家的知识库结合,进行持续微调以提升精确性,将装维领域的最新知识向量化并存储到知识库中,通过检索增强生成(RAG)技术保持模型的“知识”与行业动态同步,并定期在专家指导下更新知识库,这样就可以有效避免频繁对模型进行训练和微调的成本开销。专家知识库同样可以解决领域知识更新的问题,此外还可以设置反馈机制,通过装维人员的反馈不断优化知识库中专业知识,确保其准确性和丰富度,使模型能够学习不同地区和设备的故障特性。

数据隐私与安全合规性

宽带运维涉及用户的网络数据、账户信息等敏感内容。在处理这些信息时,模型的隐私保护和数据合规要求必须严格。模型使用的数据可能包括敏感的客户数据,如何确保数据的保密性和合法性是引入大模型的关键。

解决方案:可以采用联邦学习等技术,保证模型能够在不直接访问用户敏感数据的情况下进行学习。同时,可对数据进行脱敏处理,将用户信息转换为非关联数据。此外,还应符合相关数据隐私法规,如《网络安全法》及《数据安全法》等,确保在开发和应用模型时符合法律要求。

实时性与响应速度

运维场景中,用户期望问题能得到及时解决。大模型的推理速度在高负载下可能较慢,特别是在资源有限的场景中。

解决方案:可将大模型进行轻量化处理,例如使用知识蒸馏技术或开发模型的微调版本以提高响应速度。还可以将模型部署到边缘计算设备上,在本地完成实时推理,从而提升响应速度。

高昂的计算与运维成本

大模型的训练和推理过程需要大量计算资源,尤其在微调和更新时,计算成本更高。此外,大规模部署大模型时,消耗的电力也是一笔不小开支。

解决方案:可将模型微调集中于高优先级的故障类型和常见问题,避免对所有运维情况使用统一的大模型。此外,可以使用云端+边缘计算的混合架构,在需要大规模计算时调用云端模型,而边缘设备仅保留关键功能。

领域知识更新与模型的持续维护

宽带运维领域的知识随着技术和设备的进步不断更新,而模型一旦部署,需要定期更新才能准确反映新的故障模式和解决方案。若更新滞后,模型的建议可能会失去时效性,甚至对运维人员产生误导。

解决方案:将运维领域的最新知识融入模型微调流程中,并定期在专家指导下更新模型参数,以保持模型的“知识”与行业动态同步。此外,可以设置反馈回路,通过运维人员的反馈不断优化模型,确保其适应性和准确性。

幻觉问题带来的风险

大模型在生成响应时可能会产生“幻觉”,即提供看似合理但实际错误的答案。这种错误在运维领域可能带来严重后果,例如错误的修复建议或误导性的网络配置调整,可能导致用户故障进一步加剧。

解决方案:在模型生成建议时可增加可信度评级或信息源引用,以帮助运维人员判断结果的准确性。同时,在模型架构中加入“校验层”,确保模型输出符合已知事实或已有流程。另外,也可以在模型生成结果之前加入多轮确认机制,进一步提升结果可靠性。

大模型技术在宽带运维领域具有巨大的应用潜力。通过引入新技术方案、对系统进行合理部署和持续优化,大模型一定会在提升运维效率、增强用户体验方面发挥关键作用。

[参考文献]
[1] FAN W, DING Y, NING L, 等. A Survey on RAG Meeting LLMs: Towards Retrieval-Augmented Large Language Models[A/OL]. arXiv, 2024[2024-09-12]. http://arxiv.org/abs/2405.06211.
[2] GAO Y, XIONG Y, GAO X, 等. Retrieval-Augmented Generation for Large Language Models: A Survey[A/OL]. arXiv, 2024[2024-06-18]. http://arxiv.org/abs/2312.10997.
[3] ZENG S, ZHANG J, HE P, 等. The Good and The Bad: Exploring Privacy Issues in Retrieval-Augmented Generation (RAG)[A/OL]. arXiv, 2024[2024-05-18]. http://arxiv.org/abs/2402.16893.
[4] SALEMI A, ZAMANI H. Evaluating Retrieval Quality in Retrieval-Augmented Generation[C/OL]//Proceedings of the 47th International ACM SIGIR Conference on Research and Development in Information Retrieval. Washington DC USA: ACM, 2024: 2395-2400[2024-10-09]. https://dl.acm.org/doi/10.1145/3626772.3657957. DOI:10.1145/3626772.3657957.
[5] BUBECK S, CHANDRASEKARAN V, ELDAN R, 等. Sparks of Artificial General Intelligence: Early experiments with GPT-4[M/OL]. arXiv, 2023[2023-03-29]. http://arxiv.org/abs/2303.12712.
[6] SOBANIA D, BRIESCH M, HANNA C, 等. An Analysis of the Automatic Bug Fixing Performance of ChatGPT[M/OL]. arXiv, 2023[2023-03-29]. http://arxiv.org/abs/2301.08653.
[7] Brown, T.B., Mann, B., Ryder, N., Subbiah, M., Kaplan, J., Dhariwal, P., Neelakantan, A., Shyam, P., Sastry, G., Askell, A., Agarwal, S., Herbert-Voss, A., Krueger, G., Henighan, T., Child, R., Ramesh, A., Ziegler, D.M., Wu, J., Winter, C., ... Dauphin, Y. (2020). Language models are few-shot learners. In Advances in Neural Information Processing Systems.
[8] Radford, A., Wu, J., Child, R., Luan, D., Amodei, D., & Sutskever, I. (2019). Language Models are Unsupervised Multitask Learners. OpenAI LP.

审稿:李连源、葛欣、吴博 | 业务研究所

本文作者


李  虓  业务研究所
就职于中国移动研究院,主要从事有线宽带质量自动监测等领域研究工作。

陈德威  业务研究所
就职于中国移动研究院,主要从事数联网与大语言模型等领域研究工作。

王  静  业务研究所
就职于中国移动研究院,主要从事电视业务流程与质量分析等领域研究工作。


关于我们:中移智库以中国移动研究院为主体建设,广泛汇聚数字经济研究力量,着力提升政策性课题研究的专业性和权威性,并扩大研究成果的影响力、公信力、传播力,为数字经济的高质量发展贡献智慧力量。

中移智库
中移智库以中国移动研究院为主体建设,广泛汇聚数字经济研究力量,着力提升政策性课题研究的专业性和权威性,并扩大研究成果的影响力、公信力、传播力,为数字经济的高质量发展贡献智慧力量。 联系我们:cminfo@chinamobile.com
 最新文章