业务流丢包定位系统、方法以及存储介质与流程

1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种业务流丢包定位系统、方法以及存储介质。


背景技术：

2.网络拥塞引起的丢包行为经常发生，需要通过主动测量方式对网络持续发送丢包探测报文来监控网络是否满足用户的服务质量，如图1所示；或者通过混合测量方式(例如ioam)随流检测业务流的丢包情况。主动发送探测报文方式需要对网络注入额外的流量，增加了网络负载；而随流检测方式通过在业务报文中携带报文计数等oam数据，降低了业务数据的传输效率，同样也增加了网络负载。目前，主动发送探测报文方式虽然可以检测测试流的丢包情况，但是无法确定报文的具体丢包位置；而ioam等随流检测方式可以定位报文丢弃位置，但是增加了设备的复杂度。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种业务流丢包定位系统、方法以及存储介质。
4.根据本公开的第一方面，提供一种业务流丢包定位系统，包括：网络设备，包括：丢包缓存模块，用于缓存网络设备中的数据转发队列溢出的丢弃报文，并记录与所述丢弃报文相对应的报文信息；丢包信息上报模块，用于将所述丢弃报文和所述报文信息发送给集中控制器；所述集中控制器，用于基于所述丢弃报文和所述报文信息，对指定业务流的进行丢包定位处理。
5.可选地，所述网络设备中的每个端口都配置有至少一个所述数据转发队列；所述报文信息包括：设备id、端口id、队列id、丢弃时间、丢包数目。
6.可选地，所述集中控制器，包括：路径设备确定模块，用于获取网络拓扑信息，基于所述网络拓扑信息确定所述指定业务流经过的路径设备id，并为丢包解析模块配置所述指定业务流的业务流id信息和所述路径设备id；所述丢包解析模块，用于对所述丢弃报文和所述报文信息进行解析处理，获取解析信息；根据解析结果以及所述业务流id信息和所述路径设备id，统计所述指定业务流的丢包定位信息；其中，所述丢包定位信息包括：发生丢包的路径设备id、对应的丢包数和丢包时间。
7.可选地，所述丢包解析模块，用于对所述丢弃报文和所述报文信息进行解析处理，获取与所述丢弃报文相对应的用户信息和业务类型；根据所述解析结果、所述用户信息、所述业务类型以及所述业务流id信息和所述路径设备id，获取所述指定业务流的丢包统计信息；其中，所述丢包统计信息包括：所述指定业务流的丢包位置和总丢包数、各个用户的丢包位置和总丢包数。
8.可选地，所述解析信息包括：源和/或目的的mac地址、源和/或目的的ip地址、五元组流信息、应用层信息中的一个或多个；所述丢弃信息包括：报文丢弃位置、丢弃时间、丢弃
报文总数量。
9.可选地，所述丢包缓存模块，还用于当所述丢弃报文和所述报文信息发送给所述集中控制器之后，对缓存的所述丢弃报文和所述报文信息进行清除处理。
10.根据本公开的第二方面，提供一种业务流丢包定位方法，其中，网络设备中设置有丢包缓存模块和丢包信息上报模块，所述方法包括：所述丢包缓存模块缓存网络设备中的数据转发队列溢出的丢弃报文，并记录与所述丢弃报文相对应的报文信息；所述丢包信息上报模块将所述丢弃报文和所述报文信息发送给集中控制器；所述集中控制器基于所述丢弃报文和所述报文信息，对指定业务流的进行丢包定位处理。
11.可选地，所述网络设备中的每个端口都配置有至少一个所述数据转发队列；所述报文信息包括：设备id、端口id、队列id、丢弃时间、丢包数目
12.可选地，所述集中控制器包括：路径设备确定模块和丢包解析模块；所述集中控制器基于所述丢弃报文和所述报文信息，对指定业务流的进行丢包定位处理包括：所述路径设备确定模块获取网络拓扑信息，基于所述网络拓扑信息确定所述指定业务流经过的路径设备id，并为所述丢包解析模块配置所述指定业务流的业务流id信息和所述路径设备id；所述丢包解析模块对所述丢弃报文和所述报文信息进行解析处理，获取解析信息；所述丢包解析模块根据解析结果以及所述业务流id信息和所述路径设备id，统计所述指定业务流的丢包定位信息；其中，所述丢包定位信息包括：发生丢包的路径设备id、对应的丢包数和丢包时间。
13.可选地，所述集中控制器基于所述丢弃报文和所述报文信息，对指定业务流的进行丢包定位处理包括：所述丢包解析模块对所述丢弃报文和所述报文信息进行解析处理，获取与所述丢弃报文相对应的用户信息和业务类型；所述丢包解析模块根据所述解析结果、所述用户信息、所述业务类型以及所述业务流id信息和所述路径设备id，获取所述指定业务流的丢包统计信息；其中，所述丢包统计信息包括：所述指定业务流的丢包位置和总丢包数、各个用户的丢包位置和总丢包数。
14.可选地，所述解析信息包括：源和/或目的的mac地址、源和/或目的的ip地址、五元组流信息、应用层信息中的一个或多个；所述丢弃信息包括：报文丢弃位置、丢弃时间、丢弃报文总数量。
15.可选地，当所述丢弃报文和所述报文信息发送给所述集中控制器之后，所述丢包缓存模块对缓存的所述丢弃报文和所述报文信息进行清除处理。
16.根据本公开的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行如上所述的方法。
17.本公开的业务流丢包定位系统、方法以及存储介质，在网络设备中增加丢包缓存模块，对因队列溢出丢弃的报文进行缓存，同时实时上报到集中控制器；集中控制器内置丢包解析模块对丢弃的原始报文进行解析，根据对于指定业务流的算路结果实现对指定业务流的丢包定位检测，供运维人员进行故障诊断和网络优化；无需发送额外的丢包探测报文，减少对网络的影响；无需在被监控的业务流中携带丢包数据的oam信息，可以简化设备复杂度，并实时感知网络拥塞位置和丢包情况。
附图说明
18.为了更清楚地说明本公开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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为使用主动探测方式检测丢包的示意图；
20.图2为根据本公开的业务流丢包定位系统的一个实施例的模块示意图；
21.图3为根据本公开的业务流丢包定位系统的另一个实施例的模块示意图；
22.图4为根据本公开的业务流丢包定位系统的一个实施例的系统组成示意图；
23.图5为根据本公开的业务流丢包定位系统的一个实施例的丢包缓存模块在网络设备中的部署位置示意图；
24.图6为根据本公开的业务流丢包定位系统的一个实施例的为指定业务流确定路径的示意图；
25.图7为根据本公开的业务流丢包定位方法的一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
26.下面参照附图对本公开进行更全面的描述，其中说明本公开的示例性实施例。下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
27.在一个实施例中，如图2所示，本公开提供一种业务流丢包定位系统，包括网络设备10和集中控制器20。网络设备10可以为多种，例如为交换机、路由器、各种服务器等，集中控制器20可以为多种控制器，例如为sdn网络的集中控制器等。
28.网络设备10包括丢包缓存模块11和丢包信息上报模块12。丢包缓存模块11缓存网络设备10中的数据转发队列溢出的丢弃报文，并记录与丢弃报文相对应的报文信息。丢包信息上报模块12将丢弃报文和报文信息发送给集中控制器20。集中控制器20基于丢弃报文和报文信息，对指定业务流的进行丢包定位处理。指定业务流可以为需要监控的业务流等，业务流可以为视频流、音频流等。
29.网络设备10中的每个端口都配置有至少一个数据转发队列，报文信息包括设备id、端口id、队列id、丢弃时间、丢包数目等。当丢弃报文和报文信息发送给集中控制器之后，丢包缓存模块11对缓存的丢弃报文和报文信息进行清除处理。
30.在一个实施例中，如图3所示，集中控制器20包括路径设备确定模块21和丢包解析模块22。路径设备确定模块21获取网络拓扑信息，基于网络拓扑信息确定指定业务流经过的路径设备id，并为丢包解析模块配置指定业务流的业务流id信息和路径设备id。丢包解析模块22对丢弃报文和报文信息进行解析处理，获取解析信息；解析信息包括源和/或目的的mac地址、源和/或目的的ip地址、五元组流信息、应用层信息中的一个或多个。
31.丢包解析模块22根据解析结果以及业务流id信息和路径设备id，统计指定业务流的丢包定位信息；丢包定位信息包括发生丢包的路径设备id、对应的丢包数和丢包时间等。
丢包解析模块22也可以对丢弃报文和报文信息进行解析处理，获取与丢弃报文相对应的用户信息和业务类型。丢包解析模块22根据解析结果、用户信息、业务类型以及业务流id信息和路径设备id，获取指定业务流的丢包统计信息，丢包统计信息包括指定业务流的丢包位置和总丢包数、各个用户的丢包位置和总丢包数等。丢包位置可以为发生丢包的路径设备id等。
32.在一个实施例中，丢包缓存模块11缓存每个端口因队列溢出的丢弃报文，记录与丢弃报文相对应的报文信息，包括设备id、端口id、队列/qos队列id、丢弃时间、丢包数目等信息，即时将丢弃报文和报文信息上送到集中控制器20。为节省丢包缓存模块11的存储空间，在每次丢弃报文进行了上报后，丢包缓存模块11即刻清除缓存内容。丢包信息上报模块12向集中控制器20上报的信息包括丢弃的原始报文，以及这些丢弃报文所属的设备id、端口id、队列/qos队列id、丢弃时间、丢包数目等信息。丢包缓存模块11在网络设备10中位置如图4所示。
33.在一个实施例中，如图5所示，本公开的业务流丢包定位系统由网络设备10和集中控制器20两部分组成。在网络设备10中创新性引入丢包缓存模块，用于缓存设备各端口因队列溢出丢弃的报文，在每次发生丢包时缓存丢弃报文，即时上送到集中控制器20。为节省丢包缓存模块的存储空间，网络设备10在每次丢弃报文上报后即刻清除缓存内容。
34.通过在网络设备中创造性地引入丢包缓存模块，对因队列溢出的丢弃报文进行缓存并实时上报集中控制器，由集中控制器解析丢弃报文所属的用户或业务类型和丢包数目，进而确定指定业务流的丢包位置和丢包数目，避免了现有丢包检测技术对网络的影响。
35.在一个实施例中，网络设备10中的丢包缓存模块缓存所有端口/队列溢出的报文，记录被丢弃报文时间、数目、标识等信息，并实时上报集中控制器。集中控制器20获取网络拓扑，并为指定业务流进行路径计算，得到指定业务流经过的所有网络设备。集中控制器20对内置的丢包解析模块配置指定业务流途径的所有网络设备id、指定业务流id信息。
36.丢包解析模块对收集的原始丢弃报文进行解析，解析丢弃报文的原/目的的mac地址、原/目的的ip地址、五元组流信息、流标签等信息，也可以解析被丢弃报文的应用层信息。丢包解析模块根据解析结果对指定业务流途径各节点统计指定业务流的丢包数、丢包时间，并确定指定业务流的丢包位置和总丢包数等信息。运维人员根据从集中控制器20获取的信息，可以实时感知网络拥塞发生的位置和业务流的丢包等情况，帮助运维人员及时采取网络优化或流量优化措施。
37.如图6所示，集中控制器20在获取其管理域的网络拓扑信息后，为指定业务流确定一条途径所有节点的路径。该指定业务流路径可以预先通过手工配置，集中控制器20必须记录此预先配置的路径信息。对于指定业务流路径，集中控制器20可以通过igp路由协议，根据指定业务流的目的ip地址自动选路来获取，如通过开放最短路径优先(ospf)选路算法自动获取指定业务流路径。
38.集中控制器20在计算路径时使用的路由算法需与网络设备路由算法保持一致(例如统一采用spf算法)。如图6所示，集中控制器20为指定业务流确定的路径，由集中控制器20为指定业务流计算的途径节点为:网络设备12-》网络设备13-》网络设备14-》网络设备15，此指定业务流路径应该与网络设备通过分布式路由计算得到的路径保持一致。
39.图7为根据本公开的业务流丢包定位方法的一个实施例的流程示意图，如图7所
示：
40.步骤701，丢包缓存模块缓存网络设备中的数据转发队列溢出的丢弃报文，并记录与丢弃报文相对应的报文信息。
41.步骤702，丢包信息上报模块将丢弃报文和报文信息发送给集中控制器。
42.步骤703集中控制器基于丢弃报文和报文信息，对指定业务流的进行丢包定位处理。
43.在一个实施例中，当丢弃报文和报文信息发送给集中控制器之后，丢包缓存模块对缓存的丢弃报文和报文信息进行清除处理。路径设备确定模块获取网络拓扑信息，基于网络拓扑信息确定指定业务流经过的路径设备id，并为丢包解析模块配置指定业务流的业务流id信息和路径设备id。
44.丢包解析模块对丢弃报文和报文信息进行解析处理，获取解析信息；丢包解析模块根据解析结果以及业务流id信息和路径设备id，统计指定业务流的丢包定位信息；其中，丢包定位信息包括：发生丢包的路径设备id、对应的丢包数和丢包时间等。
45.丢包解析模块对丢弃报文和报文信息进行解析处理，获取与丢弃报文相对应的用户信息和业务类型；丢包解析模块根据解析结果、用户信息、业务类型以及业务流id信息和路径设备id，获取指定业务流的丢包统计信息；其中，丢包统计信息包括：指定业务流的丢包位置和总丢包数、各个用户的丢包位置和总丢包数。
46.在一个实施例中，本公开提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上任一个实施例中的业务流丢包定位方法。
47.上述实施例中的业务流丢包定位系统、方法以及存储介质，在网络设备中增加丢包缓存模块，对因队列溢出丢弃的报文进行缓存，同时实时上报到集中控制器；集中控制器内置丢包解析模块对丢弃的原始报文进行解析，根据对于指定业务流的算路结果实现对指定业务流的丢包定位检测，供运维人员进行故障诊断和网络优化；无需发送额外的丢包探测报文，减少对网络的影响；无需在被监控的业务流中携带丢包数据的oam信息，可以简化设备复杂度，并实时感知网络拥塞位置和丢包情况。
48.可能以许多方式来实现本公开的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
49.本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。