一种链路分析的方法、设备及系统的制作方法_2

文档序号:9237955阅读:来源:国知局
分析报文中用于表征最后一个报文的报文排序标识清除,得到一个填 满的分析报文;
[0108] 所述第二处理子模块,用于根据所述第一分析报文,生成一个新的分析报文,当所 述新的分析报文的数据填充空间大于所述第一处理子模块处理后的所述除所述一部分信 息之外的信息所需要的空间时,向所述新的分析报文中写入获取的所述待收集信息中除所 述一部分信息之外的信息,并在所述新的分析报文中添加用于表征最后一个报文的报文排 序标识,得到第二分析报文;
[0109] 所述发送模块,具体用于向所述交换机发送所述第二分析报文,还用于向所述交 换机发送所述填满的分析报文,所述填满的第二分析报文被所述交换机发送到所述分析设 备。
[0110] 本发明第九方面提供一种业务链路的链路分析的系统,包括:交换机、网管设备、 分析设备和业务服务器,
[0111] 所述交换机为第五方面任一所述的交换机;
[0112] 所述网管设备为第七方面所述的网管设备;
[0113] 所述分析设备为第六方面或第六方面第一种实现方式所述的分析设备。
[0114] 本发明第十方面提供一种业务链路的链路分析的系统,包括:交换机、分析设备和 业务服务器,
[0115] 所述交换机为第五方面任一所述的交换机;
[0116] 所述分析设备为第六方面第二种实现方式所述的分析设备;
[0117] 所述业务服务器为第八方面任一所述的业务服务器。
[0118] 本发明实施例采用获取第一分析报文,所述第一分析报文包含待收集信息的标 识、业务链路的标识和链路分析标识,所述链路分析标识用于指示所述交换机收集所述待 收集信息的标识所指示的待收集信息;根据所述待收集信息的标识,从已记录的信息中获 取所述待收集信息;根据所述业务链路的标识,向下一跳网络设备发送第二分析报文,所述 第二分析报文包括已收集信息,所述已收集信息包含于获取的所述待收集信息,所述已收 集信息被分析设备用于分析所述业务链路。与现有技术中仅能基于物理链路,且还只能通 过人工查看物理链路中交换机(Switch)的各种表项来获取业务链路中的信息。然后再由 人工对获取的链路的信息进行分析,导致链路的分析效率低下相比,本发明实施例提供的 链路分析的方法,可以通过在业务链路中转发的分析报文收集业务链路中的信息,并由分 析设备对收集到的信息进行自动分析,从而提高了业务链路分析的效率。
【附图说明】
[0119] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使 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。
[0120] 图1为本发明实施例中链路分析的方法的一实施例示意图;
[0121] 图2是本发明实施例中链路分析的方法的另一实施例示意图;
[0122] 图3A是本发明实施例中交换机的一实施例示意图;
[0123] 图3B是本发明实施例中物理主机的一实施例示意图;
[0124] 图4是本发明实施例中链路分析的方法的另一实施例示意图;
[0125] 图5是本发明实施例中链路分析的方法的另一实施例示意图;
[0126] 图6是本发明实施例中链路分析的方法的另一实施例示意图;
[0127] 图7是本发明实施例中链路分析的方法的另一实施例示意图;
[0128] 图8是本发明实施例中链路分析的方法的另一实施例示意图;
[0129] 图9是本发明实施例中链路分析的方法的另一实施例示意图;
[0130] 图10是本发明实施例中交换机的一实施例示意图;
[0131] 图11是本发明实施例中交换机的另一实施例示意图;
[0132] 图12是本发明实施例中交换机的另一实施例示意图;
[0133] 图13是本发明实施例中分析设备的一实施例示意图;
[0134] 图14是本发明实施例中分析设备的另一实施例示意图;
[0135] 图15是本发明实施例中分析设备的另一实施例示意图;
[0136] 图16是本发明实施例中网管设备的一实施例示意图;
[0137] 图17是本发明实施例中业务服务器的一实施例示意图;
[0138] 图18是本发明实施例中业务服务器的另一实施例示意图;
[0139] 图19是本发明实施例中业务服务器的另一实施例示意图;
[0140] 图20是本发明实施例中交换机、分析设备、网管设备、业务服务器的另一实施例 示意图;
[0141] 图21是本发明实施例中交换机的另一实施例示意图;
[0142] 图22是本发明实施例中分析设备的另一实施例示意图;
[0143] 图23是本发明实施例中网管设备的另一实施例示意图;
[0144] 图24是本发明实施例中业务服务器的另一实施例示意图;
[0145] 图25是本发明实施例中链路分析的系统的一实施例示意图;
[0146] 图26是本发明实施例中链路分析的系统的另一实施例示意图。
【具体实施方式】
[0147] 本发明实施例提供一种链路分析的方法,可以通过在业务链路中转发的分析报文 收集业务链路中的信息,并由分析设备对收集到的信息进行自动分析,从而提高了业务链 路分析的效率。本发明实施例还提供了相应的设备及系统。以下分别进行详细说明。
[0148] 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,本领域技术人员在没有作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。
[0149] 本发明实施例中的业务链路是指数据链路或者物理链路,其中数据链路可以是逻 辑链路、虚拟链路或者服务链路(ServiceChain,SC)等等。业务链路中通常包括交换机和 业务服务器。本发明实施例以服务链路为例进行说明。
[0150] 可以理解的是,本发明实施例中的链路分析例如具体可以是对servicechain链 路上的交换机(或者是交换机与服务器)进行链路信息收集,以便掌握servicechain的链 路状态以及链路中的关键指标,以便用户对servicechain进行业务部署优化,又可以具体 是链路检测,例如可以是检测servicechain是否可用,确保用户对servicechain业务的 快速部署,或者可以是收集servicechain链路中的servicechainswitch的故障信息, 以便快速定位问题等等,本发明实施例不做限定。本发明实施例中的业务链路中一些交换 机和业务服务器都可以是独立的网络设备,该单独的网络设备专门用于转发业务链路中的 报文或者专门为业务报文提供增值服务;另一方面,该业务链路中的某一些交换机或者业 务服务器也可能只是从一个网络设备中划分出来的一块资源(如虚拟机),用于执行业务 链路中交换机的功能或者业务服务器的功能。
[0151] 参阅图1,本发明实施例提供的链路分析的方法的一实施例包括:
[0152] 业务编排器(MANO),用于确定业务链路的转发规则,也就是确定报文在该业务链 路中要经过的交换机、业务服务器以及经过的先后顺序。
[0153] 控制器(Controller),用于业务链路中的交换机下发该业务链路的转发表项。
[0154] 流分类器(Classifier),用于根据用户信息、资费套餐、用户访问目的等信息确定 报文需要经过的业务链路。
[0155] 交换机1和交换机2,分别用于转发该业务链路中的报文。
[0156] 业务服务器A、业务服务器B、业务服务器C和业务服务器D分别为不同业务类型 的增值服务器(Valueaddedservice,VAS),例如:可以分别为父母控制、视频优化、web优 化、缓存等增值服务器。业务服务器用于为业务链路中的业务报文提供相应的增值服务。
[0157] 假设该业务链路的标识指示的业务链路为交换机1-业务服务器A-交换机1-业 务服务器B-交换机1-交换机2-业务服务器C-交换机2-业务服务器D-交换机2。
[0158] 来自于用户终端的业务报文会通过流分类器进入交换机1,流分类器会为该业务 报文设置业务链路的标识,交换机1会根据该业务链路的标识逐跳转发该业务报文,直至 交换机2,交换机2再逐跳转发该业务报文,直至互联网。
[0159] 因业务链路可能会出现故障或者需要分析业务链路的服务质量,所以需要收集业 务链路中的一些信息。本发明实施例中通过分析报文收集业务链路中的待收集信息,分析 报文可以是操作维护(OperationAdministrationandMaintenance,0AM)报文。
[0160] 本发明实施例中,网管设备用于触发业务链路的分析,也就是由用户或工作人员 发起、程序定时或其他方式触发链路分析过程,例如:网管通过网管设备配置分析报文的格 式信息、链路分析标识、业务链路的标识、待收集信息的标识等,然后触发网管设备向交换 机1发送链路分析消息。
[0161] 其中,分析报文的格式信息是指分析报文的头部、负荷部的信息等,链路分析标识 是一个专用标识,可以设置在分析报文中的一个现有字段上,也可以是在分析报文中专门 新增一个头部字段。业务链路的标识唯一指示一个业务链路。
[0162] 分析设备用于在接收到交换机1和交换机2收集到待收集信息的标识所指示的待 收集信息时,通过待收集信息分析该业务链路,做链路分析时可以是接收到一个分析报文 就开始进行分析,也可以是将该业务链路的全部分析报文都接收到,提取出全部的待收集 信息,再做分析,使用全部待收集信息进行分析可以提高分析准确度。分析设备确定接收到 该业务链路的全部分析报文的过程可以是根据所述业务链路的标识,获取所述业务链路的 每个分析报文;当从所述每个分析报文中,获取到用于表征最后一个报文的报文排序标识 时,确定接收到所述业务链路的全部分析报文;从所述全部分析报文中提取所述业务链路 的已收集信息。
[0163] 实际上,网管设备和分析设备可以是一个设备,当然也可以是独立的两个设备。
[0164] 链路分析的过程由网管设备触发,由分析设备结束。
[0165] 本发明实施例中,交换机1为业务链路的起点(start),交换机1接收到网管设备 发送的链路分析消息,所述链路分析消息携带待收集信息的标识、所述业务链路的标识、链 路分析标识和分析报文的格式信息;根据所述分析报文的格式信息,生成由所述格式信息 指示格式的第一分析报文,所述第一分析报文包括所述待收集信息的标识、所述业务链路 的标识和所述链路分析标识。
[0166] 具体的,交换机与该交换机对应的业务服务器是通过端口进行通信的。在一种实 现方式下,交换机与该交换机通信的一台业务服务器都有两个端口进行通信,将第一端口 定义为交换机向业务服务器发送报文的端口,第二端口定义为交换机从业务服务器接收报 文的端口。这些端口可以分别对应一个编号。交换机在收集待收集信息时,会在每个端口 处都执行一次收集操作。当然,也可能存在交换机的某个端口被复用的情况,一个端口可能 既用于接收,又用于发送,或者,一个端口可能既用于与业务交换机2通信,也可以用于与 业务交换机B通信。
[0167] 交换机1生成第一分析报文后,会根据待收集信息的标识,从已记录的信息中获 取该待收集信息的标识所指示的待收集信息,并将收集到的待收集信息写入到第一分析报 文中,得到第二分析报文。当然,交换机1可能只是收集了部分待收集信息。已记录的信息 可以是交换机表项中存储的一些信息,如:交换机1的1号端口所发送业务报文的数量。
[0168] 按照转发规则向业务服务器A发送该第二分析报文,如果业务服务器A可以识别 该第二分析报文则向业务服务器A转发,如果业务服务器A不能识别该第二分析报文,可能 会丢弃该第二分析报文,则交换机1可以从第一端口发出该第二分析报文,从第二端口接 收该第二分析报文,第一端口是交换机1向业务服务器A发送报文的端口,第二端口是交换 机1从业务服务器A接收报文的端口。
[0169] 交换机1接收到第二分析报文后,会再收集第二端口处的相关待收集信息,然后 将该待收集信息写入到第二分析报文,当然如果在向第二分析报文写入待收集信息的过程 中,第二分析报文的数据填充空间被写满,则再生成一个第三分析报文,并再该第三分析报 文中设置最后一个报文的标识,然后将填满的第二分析报文中用于表征最后一个报文的标 识清除,并向分析设备发送该填满的第二分析报文。将剩余的待收集信息写入到第三分析 报文,然后再向业务服务器B发送该第三分析报文,当然发送的过程可以与向业务服务器A 发送第二分析报文的过程相同。交换机1在每个端口处都会收集一次待收集信息,然后将 待收集信息写入分析报文,当然,分析报文的数据填充空间的容量能够容纳这些待收集信 息则不需要再生成新的报文,如果分析报文的数据填充空间的容量不能容纳这些待收集信 息则需要再生成新的报文,而且,生成新的报文后,如果新的报文的数据填充空间还是不能 容纳下剩余的待收集信息,则可以继续生成新的分析报文,重复上述写入待收集信息,再生 成新的分析报文的过程直至将待收集信息完全写入。填满的分析报文都直接发送到分析设 备。未填满的分析报文在链路收集还没结束时,继续由交换机发送到业务服务器或者从与 业务服务器之间的通信端口环回,或者发给业务链中的下一个交换机,由下一个交换机继 续执行上述的待收集信息收集的过程。也就是由本发明实施例中的交换机2继续执行如交 换机1的收集待收集信息的过程,如果,交换机1或者交换机2在转发业务报文的过程中获 知某一段链路故障,则向分析设备发送该分析报文,如果业务链路没有故障,则一直转发该 分析报文,直至到达网管所配置的收集截止标识所指示的截止点,截止点就是业务链路中 向分析设备发送分析报文的一个点,具体可以是交换机2的2号端口,或者其他端口。该收 集截止标识可以是在网管设备发送的链路分析消息中携带的。如果没有配置截止点,则一 直到交换机2向互联网输入的点,只是不向互联网发送该分析报文,而是向该分析设备发 送该分析报文。
[0170] 上述实施例中,将接收到网管设备发送链路分析消息的交换机成为起始点,也就 是start点,可以将向分析设备发送分析报文的点成为breakout点。
[0171] 如果,业务服务器可以识别出分析报文,也可以做交换机的收集工作,获取待收集 信息,将待收集信息写入分析报文,然后发给其对应的交换机。
[0172] 本发明实施例的链路分析的方法在网络中的应用可以参阅图2进行理解:如图2 所示:
[0173] 用户终端通过无线信号接入基站后,其数据流量通过无线网络控制器(Radio NetworkController,RNC)传递到网关GPRS支撑节点(GatewayGPRSSupportNode, GGSN),GGSN将用户数据发送到internet之前需要经过业务的处理,为用户提供增值服务。 图2中的父母控制(ParentalControl)、视频优化(VideoOpt)、web优化t(WebOp)、缓存 (Caching)等即为增值服务(ValueAddedService)。图2中MANO为业务链路的编排器, 其决定什么样的数据需要进行那条业务链路的处理。控制器(Controller)负责为service Switch下发servicechain链路的转发表项。策略和计费规则功能实体(policyand chargingrulesfunction,PCRF)是一个策略控制器,在业务链路中它提供流分类策略。 流流分类器(Trafficclassifier)也叫策略和计费执行功能实体(policyandcharging enforcementfunction,PCEF)在业务链路中进行流分类,流分类完成后会给业务报文打上 一个标记,此标记表示了本报文需要走哪条业务链路。也就是图1部分所描述的业务报文 的处理方案。
[0174] 分析报文在图2场景中的应用是从网管设备开始,到分析设备结束的,具体链路 分析过程可以参阅图1中分析报文的相关描述进行理解,本处不做过多赘述。
[0175] 考虑到本发明实施例中的业务链路可以是虚拟机交换机,下面结合图3A说明本 发明实施例中开源软件虚拟交换机(OpenVSwitch,0VS)实现本发明实施例中链路分析的 过程:
[0176] 如图3所示,虚拟交换机对外提供应用程序接口API,可以实现与网络中其他设备 的通信。
[0177] 在控制层设置有数据库、数据库服务模块和控制模块,控制模块用于从数据层调 度数据。在控制层还设置有0AM报文管理器、0AM信息收集模块,也就是用于在链路分析的 过程中管理0AM报文,收集待收集信息。
[0178] 在数据层设置有L2层交换机模块,L3层前向模块,L2层为媒体接入控制(Media AccessControl,MAC)层,L3 层为互联网协议(InternetProtocol,IP)层。数据层还设 置有0AM模块,用于生成0AM报文。业务链表,用于提供业务链路的转发规则。VAS集群表 和VAS实例,用于提供交换机与VAS服务器之间的关系。硬件层可以包括物理网卡和虚拟 网卡,用于与向VAS服务器或者其他网络设备转发报文。
[0179] 需要说明的是,本发明实施例提供的交换机,具体可以为运行在物理机上的虚拟 机。如图3B所示,物理机1200包括硬件层100,运行在硬件层100之上的VMM(Virtual MachineMonitor,虚拟机监视器)110,以及运行在VMM110之上的宿主机Host1201和若 干虚拟机(VM,VirtualMachine),其中,硬件层包括但不限于:1/0设备、CPU和memory。本 发明实施例提供的交换机具体可以为物理机1200中的一台虚拟机,比如VM1202,VM1202 上运行有一个或多个可执行程序,其中,每一个可执行程序都用于实现相应的业务功能,VM 1202通过运行该可执行程序,并在程序运行的过程中通过宿主机Host1201来调用硬件层 100的硬件资源,以实现交换机的功能。
[0180] 图4为本发明实施例中链路分析的方法的另一实施例示意图。如图4所示,本发 明实施例提供的链路分析的方法的一实施例包括:网管设备、交换机1、交换机2、业务服务 器A、业务服务器B、业务服务器C、业务服务器D和分析设备,本发明实施例提供的链路分析 的方法可以参阅图1部分分析报文的处理过程进行理解:本处不做过多赘述。
[0181] 需要理解的是,本发明实施例中的业务链路是为了便于理解的示例性表述,本发 明实施例不限制业务链路所包括的网络设备的种类与数量。
[0182] 需要理解的是链路1可以是用户或者网管工作人员根据实际的业务需求在网络 中指定的一段分析范围,指定分析范围可以减少收集的数量从而减少数据的处理和分析工 作,可用于当链路有故障的时候可以在指定范围内收集更多更详细的信息,分析范围中包 括start点和break点,需要说明的是,当分析范围确定,start和breakout点一般是交 换机的物理或者虚拟端口。
[0183] 因为整个链路分析的过程首先涉及到报文的生成,下面介绍本发明实施例中的分 析报文的格式,以及其中的标识。
[0184]如表1所示,报文可以包括报文头部(PacketHeader)、控制头部(Control Header)和数据载荷(payload)部分。
[0185] 表1 :报文格式信息表
[0186]
[0187] PacketHeader可以包含目的MAC地址和目的IP地址,源MAC地址和源IP地址, 其中,目的MAC地址和目的IP地址为分析设备的地址,源MAC地址和源IP地址为网管设备 的地址。分析报文可以是操作管理维护(OperationAdministrationandMaintenance, 〇AM)报文。分析报文和其他的业务数据报文可以用报文标识进行区别。
[0188] 具体的,包含业务链头部和用户报文头部。其中业务链头部格式为系统中的业 务链业务采用的头部格式,例如:互联网工程任务(InternetEngineeringTaskForce, IETF)草案中的NSH头部、SCH头部,其用户报文头部的目的MAC地址和目的IP地址为分析 设备的地址,源MAC地址和源IP地址为网管设备的地址。L4层采用用户数据报协议(User DatagramProtocol,UDP),端口号为系统定义的端口号,比如:6699fordest/6698for src。交换机可以通过两种方式区分正常报文和0AM报文,即通过分析报文头部或者通过 UDP端口号。
[0189] ControlHeader:用于控制业务链路中交换机对此0AM报文处理的行为。
[0190] Payload:用于保存获取的待收集信息。
[0191] 如表 2 所不,ControlHeader可以包括captureinfo和breakoutinfo。
[0192] 表2:ControlHeader所包含的信息
[0193]
[0194] 控制头部中的captureinfo可以参阅表3进行理解:
[0195] 表3:captureinfo所包含的信息
[0196]
[0197] 其中,S-------表示是否为本次分析的第一个报文标志。
[0198] E-------表示是否为本次分析的最后一个报文标志,最后一个报文设置,用于分 析设备判断是否已经收到完整的测试列
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