CN106789430B - 一种点到点链路故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种点到点链路故障检测方法，包括步骤：(1)依次在所需测试的链路上配置环回；(2)在路由器接口下通过链路诊断命令发送测试报文，查看测试结果；(3)去掉链路环回配置。本发明在点到点链路出现故障时，可以直接用于路由器接口的链路故障诊断，包括POS接口，E1接口，CE1接口，CPOS接口,本发明跟接口上的具体协议封装类型无关，也不需要链路层协议能够UP，这种方法除了能够检测连通性之外，还可以检测到链路时延，精度可以达到微秒级别。

Description

一种点到点链路故障检测方法

技术领域

本发明属于数据通信领域，涉及一种点到点链路的故障检测方法。

背景技术

广域网的点到点链路包含了POS，E1,CE1，CPOS等接口类型，由于是长距离传输，中间还需要经过一系列传输设备，相对来说比较容易出现故障，出现故障的排查难度也较大。因此提供简单便捷的定位和检测方法是非常必要的。

现有广域网的传输网络主要是通过SDH(Synchronous Optical Hierarchy，同步数字体系)网络传送的，由于是同步信号，它可以非常灵活的实现多路信号的复用，可以接入从2M、155M、622M、2.5G等速率的信号。点到点链路上一般是先运行PPP(Point-to-Point)协议，进行链路协商，协议协商成功之后，可以在PPP数据报文里承载IP报文，IP报文里可以再承载ICMP，TCP，UDP等报文。也可以直接运行HDLC(High Data Link Control)协议，再在HDLC上传输IP报文。Ping作为一种常用路由器和PC机上的检测连通性的工具，就是使用的ICMP协议。

SDH网络中，两个路由设备之间距离会很远，会经过很多个传输设备，在调试过程中或者发现报文有丢包甚至不通的时候，故障排查需要逐段进行，一般是通过在传输设备上逐段打环来进行连通性测试。如图1所示，POS接口的环回测试，可对图中的①、②、③、④检测点按照由近到远的顺序进行环回测试。

ppp封装接口的环回检测方法专利提出的通过ping来进行环回检测。标准的PPP协议在链路环回时是无法UP的，这种方法首先是要修改PPP协议，让PPP协议在检测到环回的时候能够UP，然后才能通过ping发包。这就要求PPP协议能够正确收到环回的协议报文，在链路质量非常差，收到的报文有错的时候可能无法满足要求。其次需要接口封装PPP协议，无法支持其它协议；无法查看错包内容；并且ping的时延精度很差，它受CPU进程调度的精度限制，最多只能到毫秒级别。

通过专门的硬件测试设备进行链路质量测量，比如误码测试仪，这种方法也是有必要的，但是一般是在进行了初期排查之后，确定链路质量有问题，有误码的时候采用，因为它需要把路由设备上的链路拆除，接到测试仪上。

综上所述，在发现链路有问题时，急需要有一种可以方便远程操作，不受接口封装协议限制，可以迅速定位问题的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种点到点链路故障检测方法，该方法可以用于POS链路、E1链路、CPOS、CE1链路的故障检测，它不依赖于接口的封装协议，不需要协议UP，只要物理链路能够UP，除了能够检测链路故障，它还能够测量链路时延，精度可达到微秒级别。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种点到点链路故障检测方法，包括以下步骤：

(1)依次在所需测试的链路上逐段配置环回，确定接口物理Link状态是UP；

(2)在路由器接口下通过链路诊断命令发送测试报文，并根据接收到的返回报文统计链路的丢包，误码，乱序以及时延；

(3)去掉链路环回配置。

本发明的有益效果是：本发明技术方案通过路由器上的链路诊断命令对点到点类型接口在通过SDH传输网络相连时进行故障定位，即将SDH传输设备逐段打环后，从路由器发送诊断报文，通过回来的报文可以判断出哪段传输链路或者节点发生故障。本发明不需要接口封装任何协议，不需要任何链路层协议包括PPP协议支持，不需要对现有配置进行修改，也不需要配置IP地址，用户只需要在路由器上执行一条命令，对于链路故障检测非常简单、实用、高效。它可以用于点到点类型的接口的链路环回检测，可以支持POS接口、E1接口、CE1接口、CPOS接口类型。本发明除了能够检测连通性之外，还可以精确测量链路时延。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，所述步骤(1)链路的接口为POS接口、E1接口、CE1接口或CPOS接口。

进一步，所述步骤(2)的具体过程为，

(21)从点到点链路的接口下，通过链路诊断命令，配置测试参数，所述测试参数包括诊断报文的个数、长度、发送间隔、超时等待时间及报文数据字段具体内容；

(22)链路诊断模块解析用户参数，构造诊断报文；

(23)链路诊断模块按照指定发送间隔依次将诊断报文添加到发送缓存队列里，并在最后一个报文添加完之后，启动超时等待定时器；

(24)接口驱动模块在监测到发送缓存队列里有报文后，依次从队列里读取待发送报文，并填写发送时间戳，发送到链路上；

(25)接口驱动模块在接收到返回报文之后，填写接收时间戳，并将报文放到接收缓存队列里；

(26)链路诊断模块监测到接收缓存队列里有报文后，依次从队列中读取返回报文，并根据CRC校验报文内容，根据序列号到达顺序检查报文有无丢包和乱序，然后根据接收时间戳减去发送时间戳的值，算出报文的时延，在终端上实时显示统计信息、时延信息以及错包内容；

(27)链路诊断模块接收完所有接收的报文，或者超时等待定时器时间到达时后，停止接收，并在终端上汇总显示统计信息。

采用上述进一步方案的有益效果是：链路诊断模块构造好的报文直接送给接口驱动模块，因此不需要TCP/IP协议栈支持；时间戳的填写在接口驱动发包之前和接收报文之后，剔除了CPU进程调度时延，并且采用高精度硬件时钟，可以将时延测量的精度提高到微秒级别；用户除了能看到错包的个数，还能够看到进一步错误的内容，便于定位错误类型。

进一步，所述步骤(22)构造的诊断报文包含控制字段、一个协议号字段、一个序列号字段、一个长度字段、一个发送时间戳、一个接收时间戳、可变长度的报文数据字段，以及一个CRC字段。

采用上述进一步方案的有益效果是：诊断报文里没有IP地址，不需要经过TCP/IP协议栈；协议号字段为接口驱动模块识别诊断报文的标识，CRC字段可以快速的对报文内容进行校验，序列号字段用于检测报文丢包和乱序情况。

附图说明

图1为POS接口的环回设置步骤示意图；

图2为发送缓存队列和接收缓存队列示意图；

图3为本发明的一种具体实现框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明为了解决现有广域网的传输网络链路出现故障时排查难度比较大的问题，提供了一种可以方便远程操作，不受接口封装协议限制，可以迅速定位问题的方法。

如图1所示，POS接口的环回测试，可对图中的①、②、③、④检测点按照由近到远的顺序进行环回测试，故障排查需要逐段进行。

如图2、图3所示，本发明提供了一种点到点链路的故障检测方法，包括以下步骤：

(1)依次在所需测试的链路上逐段配置环回，确定接口物理Link状态是UP；链路的接口为POS、E1、CE1、CPOS接口，需要物理链路能够UP。

(2)在路由器接口下通过链路诊断命令发送测试报文，并根据接收到的返回报文统计链路的丢包，误码，乱序及时延,诊断命令可以指定发送的诊断报文的个数、长度、时间间隔、超时等待时间及报文数据字段具体内容，具体过程为：

(21)从点到点链路的接口下，通过链路诊断命令，指定诊断报文长度、数量、发送间隔、超时等待时间、数据内容等参数；通过指定不同的超时时间，可以适应不同的链路带宽；指定发包个数，发包间隔以及报文长度，可以调节发包流量和频率；通过设计不同的报文数据字段内容，还可以测量出不同类型的错误。

(22)链路诊断模块解析用户参数，构造指定格式、指定个数的诊断报文，按照指定的发包间隔，添加到发送缓存队列里,其中，构造的诊断报文格式如下表，

包含控制字段、一个协议号字段、一个序列号字段、一个长度字段、一个发送时间戳、一个接收时间戳、可变长度的报文数据字段，以及一个CRC字段；报文数据内容部分如果不指定，缺省依次填写0xAAAA、0x5555。

(23)链路诊断模块依次发送诊断报文，设置超时等待定时器；

(24)当链路诊断模块发送完最后一个报文时，启动一个超时定时器。

(24)接口驱动模块在监测到发送缓存队列里不为空之后，依次从发送缓存队列里读取报文，填写发送时间戳，发送到链路上；

(25)接口驱动模块接收到返回报文之后，填写接收时间戳，将报文添加到接收缓存队列里；

(26)链路诊断模块依次从接收缓存队列中读取报文，并根据接收报文的CRC校验报文内容，根据序列号检查报文有无丢包和乱序，然后根据接收时间戳减去发送时间戳的值，算出报文的时延，在终端上实时显示统计信息、时延信息以及错包内容；

(27)当链路诊断模块在接收完所有返回报文或者超时定时器到达后，停止接收处理，并在终端上汇总显示统计信息。

(3)去掉链路环回配置。

本发明技术方案，通过路由器上的链路诊断模块对点到点类型接口在通过SDH传输网络相连时进行故障定位，即将SDH设备逐段打环后，从路由器发送诊断报文，通过回来的报文可以判断出哪段传输链路或者节点发生故障。由于不需要接口封装任何协议，不需要任何链路层协议包括PPP协议支持，不需要对现有配置进行修改，也不需要配置IP地址，对于链路故障检测非常灵活、简单、高效。它可以用于点到点类型的接口的链路环回检测，可以支持POS接口、E1接口、CE1接口、CPOS接口类型。本发明除了能够检测连通性之外，还可以精确测量链路时延。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种点到点链路故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)依次在所需测试的链路上逐段配置环回，确定接口物理Link状态是UP；

(2)在路由器接口下通过链路诊断命令配置测试参数，发送测试报文，并根据接收到的返回报文统计链路的丢包，误码，乱序以及时延；

所述步骤(2)的具体过程为，

(21)从点到点链路的接口下，通过链路诊断命令，配置测试参数，所述测试参数包括诊断报文的个数、长度、发送间隔、超时等待时间及报文数据字段具体内容；

(22)链路诊断模块解析测试参数，构造诊断报文；

步骤(22)的构造指定格式的诊断报文包含控制字段、一个协议号字段、一个序列号字段、一个长度字段、一个发送时间戳、一个接收时间戳、可变长度的报文数据字段以及一个CRC字段；

(23)链路诊断模块按照指定发送间隔依次将报文添加到发送缓存队列中；当添加完最后一个报文时，启动超时等待定时器；

(24)接口驱动模块监控到发送缓存队列里有报文后，依次从队列中读取发送报文，填写发送时间戳，发送到链路上；

(25)接口驱动模块在接收到返回报文后填写接收时间戳，然后将报文加入到接收缓存队列中；

(26)链路诊断模块监控接收缓存队列里有报文后，依次从队列中读取返回报文，并根据返回报文的CRC校验报文内容，根据序列号到达顺序检查报文序号有无丢包、乱序，然后根据接收时间戳减去发送时间戳的值，算出报文的时延，在终端上实时显示统计信息、时延信息以及错包内容；

(27)链路诊断模块在接收完所有返回报文或者超时定时器时间到达后，停止接收报文，并在终端上汇总显示统计信息；

(3)去掉链路环回配置。

2.根据权利要求1所述的点到点链路故障检测方法，其特征在于，所述步骤(1)链路的接口为POS接口、E1接口、CE1接口或CPOS接口。