网络路径侦测方法和系统与流程

本发明涉及网络技术领域，特别是涉及一种网络路径侦测方法和系统。

背景技术：

随着网络规模的不断扩大，网络中的网络设备之间报文需要经过多级中间路由器的转发才能到达，为了便于网络管理人员对网络进行管理，需要采用一些手段确定网络设备之间的网络路径。

目前主要通过tracert程序来侦测网络设备之间的网络路径。在使用tracert程序侦测网络路径时，源节点依次向目的节点发送不同生存时间(Time To Live，TTL)的侦测报文，在接收到网络路径中各节点发送的回应报文后，确定源节点和目的节点之间的网络路径。具体而言，源节点首先向目的节点发送TTL为1的网络控制报文协议(Internet Control Message Protocol，ICMP)报文，源节点和目的节点之间第一个转发节点接收到该报文后，向源节点发送回应报文，源节点在接收到回应报文后再向目的节点发送TTL为2的ICMP报文，以此类推，直至源节点接收到目的节点发送的回应报文，从而确定源节点和目的节点之间的网络路径。

但使用tracert程序侦测网络路径时，侦测报文都是由源节点发出的，源节点只有在接收到对一个侦测报文的回应报文后，才继续发送下一个侦测报文，导致网络路径的侦测时间较长。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种网络路径侦测方法和系统，用于节约网络路径侦测所需时间。

本实施例具体技术方案如下：

第一方面提供一种网络路径侦测方法，包括：

源节点向目的节点发送路径侦测报文，所述路径侦测报文的目的IP地址为所述目的节点的IP地址，所述路径侦测报文携带所述源节点的IP地址和MAC地址；

接收到所述路径侦测报文的中间节点向所述源节点发送路径侦测回应中间报文，所述路径侦测回应中间报文携带所述源节点的IP地址和MAC地址以及所述中间节点的IP地址和MAC地址；

所述中间节点向所述目的节点转发所述路径侦测报文，直至所述目的节点接收到所述路径侦测报文；

所述目的节点向所述源节点发送路径侦测回应报文，所述路径侦测回应报文携带所述源节点的IP地址和MAC地址以及所述目的节点的IP地址和MAC地址；

所述源节点根据至少一个中间节点发送的所述路径侦测回应中间报文和所述目的节点发送的所述路径侦测回应报文，确定所述源节点和所述目的节点之间的网络路径。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述源节点根据至少一个中间节点发送的所述路径侦测回应中间报文和所述目的节点发送的所述路径侦测回应报文，确定所述源节点和所述目的节点之间的网络路径，包括：

所述源节点根据接收到的至少一个中间节点发送的所述路径侦测回应中间报文的先后顺序，确定所述源节点和所述目的节点之间的网络路径，所述源节点和所述目的节点之间的网络路径根据发送所述路径侦测回应中间报文的中间节点的先后顺序依次排列。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述路径侦测报文、所述路径侦测回应中间报文、所述路径侦测回应报文为基于IP的报文。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述路径侦测回应中间报文和所述路径侦测回应报文为基于ICMP的报文。

在第一方面一种可能的实现方式中，所述路径侦测回应中间报文还包括发送所述路径侦测回应中间报文的中间节点的状态信息；

所述路径侦测回应报文还包括所述目的节点的状态信息。

第二方面提供一种网络路径侦测系统，包括：源节点、目的节点和至少一个中间节点；

所述源节点用于向所述目的节点发送路径侦测报文，所述路径侦测报文的目的IP地址为所述目的节点的IP地址，所述路径侦测报文携带所述源节点的IP地址和MAC地址；

接收到所述路径侦测报文的中间节点用于向所述源节点发送路径侦测回应中间报文，所述路径侦测回应中间报文携带所述源节点的IP地址和MAC地址以及所述中间节点的IP地址和MAC地址；

接收到所述路径侦测报文的中间节点还用于向所述目的节点转发所述路径侦测报文，直至所述目的节点接收到所述路径侦测报文；

所述目的节点用于向所述源节点发送路径侦测回应报文，所述路径侦测回应报文携带所述源节点的IP地址和MAC地址以及所述目的节点的IP地址和MAC地址；

所述源节点还用于根据至少一个中间节点发送的所述路径侦测回应中间报文和所述目的节点发送的所述路径侦测回应报文，确定所述源节点和所述目的节点之间的网络路径。

在第二方面一种可能的实现方式中，所述源节点具体用于根据接收到的至少一个中间节点发送的所述路径侦测回应中间报文的先后顺序，确定所述源节点和所述目的节点之间的网络路径，所述源节点和所述目的节点之间的网络路径根据发送所述路径侦测回应中间报文的中间节点的先后顺序依次排列。

在第二方面一种可能的实现方式中，所述路径侦测报文、所述路径侦测回应中间报文、所述路径侦测回应报文为基于IP的报文。

在第二方面一种可能的实现方式中，所述路径侦测回应中间报文和所述路径侦测回应报文为基于ICMP的报文。

在第二方面一种可能的实现方式中，所述路径侦测回应中间报文还包括发送所述路径侦测回应中间报文的中间节点的状态信息；

所述路径侦测回应报文还包括所述目的节点的状态信息。。

本发明实施例提供的网络路径侦测方法和系统，在源节点向目的节点发送路径侦测报文后，接收到路径侦测报文的中间节点向源节点发送路径侦测回应中间报文的同时，继续转发该路径侦测报文，直至目的节点接收到路径侦测报文并向源节点发送路径侦测回应报文，使得源节点可以根据多个路径侦测回应中间报文和路径侦测报文确定源节点和目的节点之间的网络路径，由于源节点只需发送一次路径侦测报文，无需等待中间节点的回应报文，因此节约了进行网络路径侦测所需的时间。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为通过tracert程序侦测网络路径的示意图；

图2为本发明实施例提供的网络路径侦测方法实施例一的流程图；

图3为根据本发明实施例提供的网络路径侦测方法进行网络路径侦测的示意图；

图4为本发明实施例提供的网络路径侦测系统实施例一的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于网络规模不断扩大，网络中的网络设备数量巨大，各网络设备之间没有直接连接的线路，因此网络设备之间进行数据传输需要经过多个路由设备的转发。两个网络设备之间进行数据传输所经过的转发路由设备依次排列，即成为两个网络设备之间的网络路径。确定网络设备之间的网络路径后，当网络设备之间的数据传输出现故障时，便于网络管理员确定哪个中间节点出现了故障。

目前是通过tracert程序来侦测网络设备之间的网络路径。图1为通过tracert程序侦测网络路径的示意图，如图1所示，网络设备A和网络设备D之间进行数据传输，若需要确定网络设备A和网络设备D之间的网络路径时，可以在网络设备A上运行tracert程序。那么首先网络设备A会向网络设备D发送基于网络协议(Internet Protocol，IP)的ICMP报文，该ICMP报文的TTL值为1，那么该ICMP报文在到达网络设备B(一般为路由器)后，该报文的生存时间已经结束，网络设备B将不会继续转发，而是向网络设备A回复一个ICMP报文已超时的回应报文。当网络设备A接收到网络设备B发送的回应报文后，继续向网络设备D发送TTL值为2的ICMP报文，TTL值为2的ICMP报文达到网络设备B后，网络设备B将继续向网络设备C转发该报文，网络设备C接收到该报文后，该报文的生存时间结束，网络设备C将不会继续转发，而是向网络设备A回复一个ICMP报文已超时的回应报文。当网络设备A接收到网络设备C发送的回应报文后，继续向网络设备D发送TTL值为3的ICMP报文，TTL值为3的ICMP报文达到网络设备B后，网络设备B将继续向网络设备C转发该报文，网络设备C接收到该报文后，继续向网络设备D转发该报文，网络设备D接收到该报文后，向网络设备A发送回应报文。网络设备A根据网络设备B、C、D分别发送的回应报文即可确定网络设备A到网络设备D的网络路径。

从图1所示流程可以看出，在确定网络设备A与网络设备D之间的网络路径时，网络设备A需要重复发送多次ICMP报文，并且每次发送完ICMP报文后，需要接收到作为中间节点的网络设备发送的回应报文后才能继续发送下一个ICMP报文，由于报文的传输需要一定时间，这也就导致整个侦测网络路径的时间较长。

本发明实施例提供一种网络路径侦测方法和系统，提供一种新的网络路径侦测方法，用以节约侦测网络路径所需的时间。

图2为本发明实施例提供的网络路径侦测方法实施例一的流程图，如图2所示，本实施例提供的网络路径侦测方法包括：

步骤S201，源节点向目的节点发送路径侦测报文，路径侦测报文的目的IP地址为目的节点的IP地址，路径侦测报文携带源节点的IP地址和MAC地址。

网络路径的侦测目的是为了确定网络设备之间的网络路径，网络路径的侦测需要有一个发起方，这个发起方可以是进行数据传输的网络设备中的任一个。将发起网络路径的网络设备称为源节点，将待侦测网络路径中另一个网络设备称为目的节点。在源节点和目的节点之间，网络路径上可能存在多个进行报文转发的网络设备，将网络路径上的其他网络设备称为中间节点。中间节点实现IP报文的转发，因此其具有路由转发能力，一般地，中间节点均为路由器。

源节点首先向目的节点发送路径侦测报文，该路径侦测报文是基于IP的报文，路径侦测报文的目的IP地址为目的节点的IP地址，也就是说，该路径侦测报文是发往目的节点的。路径侦测报文中携带有源节点的IP地址和MAC地址，以使接收到该路径侦测报文的网络设备获知该路径侦测报文是由源节点发送的。

步骤S202，接收到路径侦测报文的中间节点向源节点发送路径侦测回应中间报文，路径侦测回应中间报文携带源节点的IP地址和MAC地址以及中间节点的IP地址和MAC地址。

若源节点和目的节点之间的网络路由互通，则路径侦测报文可以通过多个中间节点的转发到达目的节点。源节点发送的路径侦测报文将首先到达与源节点连接的路由设备，根据IP路由协议，路由设备可以确定路径侦测报文进行转发的下一个中间节点。当网络中的中间节点接收到该路径侦测报文后，对其进行解析，获取其中携带的源节点的IP地址和MAC地址，根据源节点的IP地址，中间节点可以获知发送该路径侦测报文的网络设备为源节点。然后该中间节点向发送该路径侦测报文的源节点发送路径侦测回应中间报文，该路径侦测回应中间报文的目的IP地址为源节点的IP地址，该路径侦测回应中间报文携带源节点的IP地址和MAC地址以及该中间节点的IP地址和MAC地址。中间节点向源节点发送的路径侦测回应中间报文是为了使源节点获知中间节点位于源节点和目的节点之间的网络路径上。

步骤S203，中间节点向目的节点转发路径侦测报文，直至目的节点接收到路径侦测报文。

目前使用tracert程序侦测网络路径的方法中，作为源节点的网络设备在接收到中间节点发送的回应报文后，源节点将再次发送侦测报文。而在本实施例中，中间节点在接收到源节点发送的路径侦测报文后，即可根据IP路由协议获知路径侦测报文进行转发的下一个网络设备，随即中间节点可以向下一个网络设备发送该路径侦测报文。中间节点可以直接将接收到的路径侦测报文转发至下一个网络设备，也可以重新构造一个新的路径侦测报文，重新构造的新的路径侦测报文的目的IP地址为目的节点的IP地址，新的路径侦测报文中仍然携带源节点的IP地址和MAC地址。以使接收到新的路径侦测报的网络设备获知该路径侦测报文是由源节点触发发送的。中间节点向源节点发送路径侦测回应中间报文和向目的节点发送路径侦测报文的过程可以是同时进行的，也可以是分别进行的。源节点和目的节点之间的网络路径上的各中间节点都会接收到路径侦测报文，每个中间节点在接收到路径侦测报文后，均执行步骤S202和步骤S203，那么源节点将接收到网络路径上每个中间节点发送的路径侦测回应中间报文，最终目的节点也将接收到路径侦测报文。

步骤S204，目的节点向源节点发送路径侦测回应报文，路径侦测回应报文携带源节点的IP地址和MAC地址以及目的节点的IP地址和MAC地址。

当目的节点接收到路径侦测报文后，由于路径侦测报文的目的IP地址为目的节点的IP地址，因此目的节点将不再继续转发该路径侦测报文。目的节点向源节点发送路径侦测回应报文，用于回应接收到的路径侦测报文。路径侦测回应报文携带源节点的IP地址和MAC地址以及目的节点的IP地址和MAC地址。源节点在接收到路径侦测回应报文后，即可确定网络路径侦测流程已经结束。

步骤S205，源节点根据至少一个中间节点发送的路径侦测回应中间报文和目的节点发送的路径侦测回应报文，确定源节点和目的节点之间的网络路径。

由于源节点发送的路径侦测报文会经过源节点和目的节点之间的网络路径上的每个中间节点的转发，因此，源节点将接收到网络路径上每个中间节点发送的路径侦测回应中间报文以及目的节点发送的路径侦测回应报文。即源节点将获知与目的节点之间的网络路径上的各中间节点，然后源节点就可以根据各中间节点确定源节点和目的节点之间的网络路径。

具体的，源节点可以根据接收各路径侦测回应中间报文的先后顺序，确定各中间节点的报文转发顺序，并依次确定源节点和目的节点之间的网络路径，源节点和目的节点之间的网络路径根据发送路径侦测回应中间报文的中间节点的先后顺序依次排列。

在本实施例中，对网络路径进行侦测时，源节点只需发送一次路径侦测报文，然后网络路径上的各中间节点在向源节点发送回应报文时，根据IP路由协议依次转发该路径侦测报文，即可实现网络路径的侦测，无需源节点多次发送报文，并且节约了路径侦测所需时间。

本实施例提供的网络路径侦测方法，在源节点向目的节点发送路径侦测报文后，接收到路径侦测报文的中间节点向源节点发送路径侦测回应中间报文的同时，继续转发该路径侦测报文，直至目的节点接收到路径侦测报文并向源节点发送路径侦测回应报文，使得源节点可以根据多个路径侦测回应中间报文和路径侦测报文确定源节点和目的节点之间的网络路径，由于源节点只需发送一次路径侦测报文，无需等待中间节点的回应报文，因此节约了进行网络路径侦测所需的时间。

进一步的，在图2所示实施例中，由于路径侦测报文、路径侦测回应中间报文、路径侦测回应报文都是基于IP地址进行发送的，因此路径侦测报文、路径侦测回应中间报文、路径侦测回应报文都是基于IP的报文。

进一步的，在图2所示实施例中，各中间节点发送的路径侦测回应中间报文和目的节点发送的路径侦测回应报文中，还可以是基于ICMP的报文。在基于ICMP的路径侦测回应中间报文或路径侦测回应报文中，还可以携带发送该报文的中间节点或目的节点的状态信息等ICMP协议可以承载的信息。

图3为根据本发明实施例提供的网络路径侦测方法进行网络路径侦测的示意图，如图3所示，网络设备A和网络设备D之间进行数据传输，若需要确定网络设备A和网络设备D之间的网络路径时，可以在网络设备A上向网络设备D发送路径侦测报文，该路径侦测报文的目的IP地址为网络设备D的IP地址。网络设备A发送的路径侦测报文会首先到达网络设备B，网络设备B接收到路径侦测报文后，向网络设备A发送路径侦测回应中间报文，其中携带网络设备B的IP地址和MAC地址以及网络设备A的IP地址和MAC地址，并且网络设备B还向网络设备C转发路径侦测报文。随后网络设备C也将接收到路径侦测报文，网络设备C接收到路径侦测报文后，向网络设备A发送路径侦测回应中间报文，其中携带网络设备C的IP地址和MAC地址以及网络设备A的IP地址和MAC地址，并且网络设备C还向网络设备D转发路径侦测报文。随后网络设备D也将接收到路径侦测报文，网络设备D接收到路径侦测报文后，向网络设备A发送路径侦测回应报文，其中携带网络设备D的IP地址和MAC地址以及网络设备A的IP地址和MAC地址。由于路径侦测报文的目的IP地址为网络设备D的IP地址，因此网络设备D将不继续转发路径侦测报文。根据网络设备B、C、D向网络设备A发送报文的先后顺序，网络设备A也将依次接收到网络设备B、C发送的路径侦测回应中间报文以及网络设备D发送的路径侦测回应报文。那么网络设备A即可确定网络设备A与网络设备D之间的网络路径，该网络路径按照A-B-C-D的顺序排列。本实施例中仅示出四个网络设备之间进行路径侦测的情况，其中网络设备A为源节点，网络设备D为目的节点，网络设备B和C为中间节点。但本发明实施例提供的网络路径侦测方法不以此实施例中网络设备的数量为限。

图4为本发明实施例提供的网络路径侦测系统实施例一的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的网络路径侦测系统包括：

源节点41、目的节点42和至少一个中间节点43。

源节点41用于向目的节点42发送路径侦测报文，路径侦测报文的目的IP地址为目的节点42的IP地址，路径侦测报文携带源节点41的IP地址和MAC地址；

接收到路径侦测报文的中间节点43用于向源节点41发送路径侦测回应中间报文，路径侦测回应中间报文携带源节点41的IP地址和MAC地址以及中间节点43的IP地址和MAC地址；

接收到路径侦测报文的中间节点43还用于向目的节点42转发路径侦测报文，直至目的节点42接收到路径侦测报文；

目的节点42用于向源节点41发送路径侦测回应报文，路径侦测回应报文携带源节点41的IP地址和MAC地址以及目的节点42的IP地址和MAC地址；

源节点41还用于根据至少一个中间节点43发送的路径侦测回应中间报文和目的节点42发送的路径侦测回应报文，确定源节点41和目的节点42之间的网络路径。

在本实施例中至少一个中间节点43均为具有路由转发能力的设备，例如路由器。源节点41和目的节点42可以为网络中的任一个网络设备。

本实施例提供的网络路径侦测系统用于实现图2所示实施例提供的网络路径侦测方法的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

进一步地，在图4所示实施例中，源节点41具体用于根据接收到的至少一个中间节点43发送的路径侦测回应中间报文的先后顺序，确定源节点41和目的节点42之间的网络路径，源节点41和目的节点42之间的网络路径根据发送路径侦测回应中间报文的中间节点43的先后顺序依次排列。

进一步地，在图4所示实施例中，路径侦测报文、路径侦测回应中间报文、路径侦测回应报文为基于IP的报文。

进一步地，在图4所示实施例中，路径侦测回应中间报文和路径侦测回应报文为基于ICMP的报文。

进一步地，在图4所示实施例中，路径侦测回应中间报文还包括发送路径侦测回应中间报文的中间节点43的状态信息；

路径侦测回应报文还包括目的节点42的状态信息。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。