CN101155081A - 基于网络处理器的ip dslam业务故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于网络处理器的IP DSLAM(1)业务故障诊断方法，采用业务流镜像技术，包括：确定待诊断在线业务流端口、选取诊断用空闲业务流端口并将它们设置在一个组中；网络处理器(13)向在线业务流端口发送待诊断业务流时，按组播方式拷贝该业务流、进行脚本处理后交换至所述空闲业务流端口；分析所述拷贝业务流B或C或者由所述拷贝业务流D经处理生成的告警或统计信息报文。这种方法，充分利用网络处理器的线速处理能力，CPU干预较少，不影响设备运行，同时所有的诊断针对诊断流端口，对于被诊断端口的业务影响很小，进一步采用近端、远端和脚本辅助具体诊断方式方便了诊断者，极大地满足了诊断需求。

Description

基于网络处理器的IP DSLAM业务故障诊断方法

技术领域

本发明涉及宽带接入业务故障诊断方法，具体涉及基于网络处理器的IP DSLAM业务故障诊断方法。

背景技术

宽带接入设备1，物理结构如图1所示：网络侧设置k个端口，与主控板11连接；用户侧设置m×n个端口，与n块线卡12连接，每块线卡12设置m个端口；主控板11与线卡12之间线路连接。逻辑结构如图2所示，网络处理器13和ASIC芯片设置在主控板11内，线卡12提供到用户端口的业务物理通道。

宽带接入设备的业务故障由于涉及的实际用户比较分散，尤其是出现用户侧业务故障，跑至现场分析要耗费人力、物力。虽目前宽带接入设备IP DSLAM系统实现了诸多宽带运维的功能，但对于DSLAM交换部分的业务故障、用户侧安全性引发的故障无法通过运维的功能轻松解决。即使到了局方机房，诊断业务时往往也要中断“待诊断”用户的实际业务，可能也会破坏了业务故障的第一现场。

对于业务诊断的支持上，目前IP DSLAM采用方法如下：

(1)直接在出现故障的对应实际端口连接一PC或分析仪抓包进行分析；此方法极大的影响了了实际待诊断的业务；

(2)重定向到CPU抓包分析统计；此方法要占用大量的CPU资源，影响了设备运行；

(3)利用的流镜向技术只是在上联口之间实现，无法基于用户侧的实际端口，更不必提基于每个用户端口中的业务流端口；此方法不够灵活，在上联口处直接定位业务故障，对实际的业务影响极大；目前的每用户可能有多种业务流，如采用家庭网关等，无法做到基于每一种业务流进行故障定位。

基于网络处理器实现业务故障的诊断技术，相近的专利有申请号为200310121350.5的《一种网络处理器转发故障的诊断方法》提出的根据诊断条件触发诊断线程，诊断时由诊断控制线程单步运行，记录和读取转发信息来实现对转发业务故障的自动诊断，是利用网络处理器微线程技术定位转发故障的一种技术，同样不涉及对业务流端口进行故障诊断。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是一种基于网络处理器的IP DSLAM业务故障诊断方法，能够针对业务流端口进行故障诊断方法且不影响待诊断的业务和设备运行，进一步实现近端、远程和脚本辅助的深入诊断。

本发明的上述技术问题这样解决，提供一种基于网络处理器的IPDSLAM业务故障诊断方法，采用业务流镜像技术，包括以下步骤：

1.1)确定待诊断在线业务流端口、选取诊断用空闲业务流端口并将它们设置在一个组中；

1.2)网络处理器向所述在线业务流端口发送待诊断业务流时，按组播方式拷贝该业务流、进行脚本处理后交换至所述空闲业务流端口；

1.3)分析所述拷贝业务流B或C或者由所述拷贝业务流D生成的告警或统计信息报文。

按照本发明提供的故障诊断方法，所述业务流端口是用户端口或网络侧端口中网络处理器交换用逻辑端口。

按照本发明提供的故障诊断方法，所述在线业务流端口命名为待诊断业务流端口，所述空闲业务流端口命名为诊断业务流端口。

按照本发明提供的故障诊断方法，所述组是“伪”组播组，“伪”组播组不参与通常的业务交换，如组播业务交换，网络处理器仅在最后发送待诊断流所在业务端口时按照组播复制原理发送一份该业务流的拷贝至诊断业务流端口。

按照本发明提供的故障诊断方法，所述“伪”组播组处理，结合图3所示，在步骤220)报文交换处理后，发送指示指明是组播报文，在传送至步骤230)调度处理时，调度采用报文复制后发送多份，再进入步骤240)脚本处理。

按照本发明提供的故障诊断方法，该方法是近端诊断：所述步骤1.2)中脚本处理是透穿或过滤；所述步骤1.3)是诊断主机在所述空闲业务流端口处获取所述拷贝业务流B中的报文进行分析。

按照本发明提供的故障诊断方法，该方法是远程诊断：所述步骤1.2)中脚本处理是给所述拷贝业务流C中的报文添加远程目的地址、进行重新封装；所述步骤1.3)是诊断主机在所述远程目的地址获取所述报文进行分析。

按照本发明提供的故障诊断方法，该方法是脚本辅助诊断：所述步骤1.2)中脚本处理是丢弃所述拷贝业务流D中的诊断用原始报文、根据脚本参数设置的触发条件自动产生告警或统计信息报文，所述空闲业务流端口是CPU口；所述步骤1.3)是诊断主机通过所述CPU口获取所述告警或统计信息报文作进一步分析。

按照本发明提供的故障诊断方法，所述脚本参数包括报文计数器、报文匹配设置规则、匹配报文计数、告警门限设置、是否允许统计信息报文、是否允许报文远程封装或用于远程传送添加于报文头部的辅助信息中的一种或多种。

按照本发明提供的故障诊断方法，所述空闲业务流端口可以是预先预留、事先存在或临时创建的。

按照本发明提供的故障诊断方法，所述空闲业务流端口是一个或多个，分别进行所述近端诊断、远程诊断或脚本辅助诊断。

按照本发明提供的故障诊断方法，所述空闲业务流端口是三个，分别进行所述近端诊断、远程诊断和脚本辅助诊断。

按照本发明提供的故障诊断方法，该方法还包括步骤1.4)：诊断结束后，删除所述组、释放所述空闲业务流端口。

按照本发明提供的故障诊断方法，所述组的设置或删除，所述脚本参数的设置以及所述空闲业务流端口使用和释放都可以通过所述网络处理器的CPU操作接口接收其连接计算机所发送的相应操作控制指令而完成。

本发明提供的基于网络处理器的IP DSLAM业务故障诊断方法，充分利用网络处理器的线速处理能力，CPU干预较少，不影响设备运行，同时所有的诊断针对诊断流端口，对于被诊断端口的业务影响很小，进一步采用近端、远端和脚本辅助具体诊断方式方便了诊断者，极大地满足了诊断需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

图1是IP DSLAM的组成示意图。

图2是网络处理器在图1所示IP DSLAM中的位置。

图3是网络处理器通用业务处理架构。

图4是本发明具体实施例的流镜向示意图。

图5是与本发明方法对应的网络处理器脚本处理一的流程示意图。

图6是与本发明方法对应的网络处理器脚本处理一的流程示意图。

具体实施方式

首先，说明本发明的基础：网络处理器线速处理，其通用业务处理架构如图3所示，包括步骤：210)输入；220)报文交换处理；230)调度处理；240)脚本处理；250)输出。

进一步，分别说明本发明采用的三种具体诊断方式，其中：

(一)近端诊断：利用业务流的镜象技术来实现对业务流无干扰诊断

1)确定需要分析的在线业务流端口作为待诊断业务流端口；

2)选择空闲业务流端口作为诊断业务流端口；

3)通过CPU口进行如下操作：将待诊断业务流端口和诊断业务流端口置于一“伪”组播组中，伪组播组不参与通常的业务交换，如组播业务交换，网络处理器仅在最后发送待诊断流所在在线业务端口时按照组播复制原理发送一份该业务流的拷贝至诊断业务流端口；

4)拷贝业务流中的每个报文交换至诊断业务流端口之前均要运行一次脚本，但此脚本不执行任何与报文远程封装处理的动作；

5)故障诊断者在诊断业务流端口处抓取报文分析；

(二)远程诊断：利用网络处理器中脚本处理技术实现待诊断流采样后重封装传至远程分析

1)确定需要分析的在线业务流端口作为待诊断业务流端口；

2)选择空闲业务流端口作为诊断业务流端口；

3)将待诊断业务流端口和诊断业务流端口置于一“伪”组播组中；

4)通过CPU口进行如下操作：在诊断业务流端口对应的脚本处设置一些与远程传送相关的脚本参数信息；

5)拷贝业务流中的每个报文交换至诊断业务流端口之前均要运行一次脚本，该脚本根据诊断者设置的相关信息，重新将此报文封装。此报文中添加相关远程目的地址信息，确保被封装后的报文能传送到远程诊断主机；

其中：

第(一)种方式的诊断业务流端口处对应的脚本对于经过的拷贝业务流采用过滤或透传方式；

第(二)种方式的诊断业务流端口处对应的脚本对于经过的拷贝业务流重新封装后远程传送；

(三)脚本辅助诊断：充分利用网络处理器脚本的处理功能，实现对待诊断业务流的拷贝业务流统计信息、告警信息的深度分析。

1)确定需要分析的在线业务流端口作为待诊断业务流端口；

2)选择物理出口为CPU端口的特定业务流端口作为待诊断业务流端口的镜向端口，也就是诊断业务流端口；

3)通过CPU口进行如下操作：将待诊断业务流端口和诊断业务流端口置于一“伪”组播组中；

4)通过CPU口进行如下操作：在诊断业务流端口对应的脚本处设置一些与统计、告警功能相关的脚本参数信息；

5)该诊断业务流端口处的脚本实现丢弃诊断用原始报文，根据脚本参数设置的触发条件实现自动产生告警报文、统计信息报文；

6)CPU口收到经过脚本处理后自动产生的告警报文、统计信息报文，做进一步分析待诊断流的历史统计信息、异常业务流信息；

第(一)、(二)和(三)方式中上述诊断业务流端口处对应的脚本信息均通过CPU口设置。

最后，具体说明本发明诊断方法的使用，主要包括以下步骤：

步骤一：选择提供CPU操作的设置接口的网络处理器，通过CPU接口设置可用来完成以下任务：

①完成“伪”组播组的创建，并将待诊断业务流端口与一个或多个诊断业务流端口置于同一组播组中，完成业务流的镜向功能，业务流的镜向是本发明得以实施的前提；

②完成多个诊断业务流端口的脚本参数设置，脚本参数的设置是本发明的得以最终实施的保证。本发明的实施成功，在于对脚本参数的正确设置。

步骤二：开始业务故障定位，在适当处抓取报文分析，诊断业务故障：在故障定位期间，为了调整实际抓取到诊断业务流端口流的报文速率，可通过调整脚本参数来实现。

步骤三：结束业务故障定位

①将待诊断业务流端和诸诊断业务流端口从相应的组播组删除，最后删除该组播组；

②将诸诊断业务流端口一一删除，并回收相应的资源，包括相应的脚本资源；

其中，(一)断业务流端口：

(1)必须是空闲的业务流端口；若没有存在，先创建此业务流端口；

(2)可以选取1个或1个以上的诊断业务流端口，可以根据实际的需要取舍；

通常选取诊断业务流端口：至少一个，可选达到三个或更多；

至少一个用于原始报文的抓取分析；

至少一个用于远程封装后远程传送分析；

至少一个用于待诊断业务流的告警处理/统计；

如图4所示，本发明诊断方法一具体使用案例中，就一个待诊断业务流端选取三个诊断业务流端口选取，分别对原始的业务流A，即待诊断的业务流A；待诊断的业务流A的镜向流：拷贝业务流B、C和D，其中：

拷贝业务流B，用于直接抓取报文诊断；

拷贝业务流C，用于重新封装后远程传送的报文；

拷贝业务流D，用于统计报文、告警报文的产生，流向CPU口14；

(二)脚本参数：

(1)兼顾本发明的三种诊断方式以统一原则选取脚本参数的；

(2)采用简明高效的脚本处理流程，避免影响网络处理器的线速转发能力；

(3)脚本参数的个数根据网络处理器实际的参数区的大小、实际已创建的业务流的数目决定删减或添加；

在本发明中，需要设置以下脚本参数，说明如下：

(1)报文计数器：统计累加的报文数目，脚本每处理一个报文将该报文计数累加1；

(2)报文匹配设置规则：指示脚本关注的报文类型，如所有报文、部分报文(如FTP报文)等；

(3)采样报文间隔：指示脚本隔多少匹配报文才触发一次诊断例程处理；

(4)匹配报文计数：脚本每处理一个匹配成功的报文，该计数累加1；

(5)告警门限设置：若在采样报文间隔内，实际匹配报文计数到达此门限，自动触发告警报文及统计报文的产生，并送至CPU口处理；

(6)是否允许统计信息报文、告警报文的自动产生及传送；

(7)是否允许报文远程封装后传送；

(8)用于远程传送添加于报文头部的辅助信息；

本发明方法的三种诊断方式，均可以通过正确设置诊断业务流端口的对应脚本来实现，如图4所示本发明诊断方法一具体使用案例中采用的对应脚本，具体处理流程如图5和6，以下具体说明：

(一)先对网络处理器脚本的报文处理作一下描述：

(1)当报文进入网络处理器内部时，需将报文分片成固定大小的报文片，实际脚本处理的是每个报文片；网络处理器同时给脚本提供每个报文片属于一个报文的首个报文片，或中间的报文片、或尾部的报文片的指示。

(2)若脚本参数设置允许报文远程封装传送时，网络处理器为该业务流出口的报文头部需自动预留出指定的辅助信息的空间，以用于脚本处理时添加远程传送用的辅助信息。

(二)近端和远程诊断使用拷贝业务流B、C端口对应脚本，处理流程如图5所示，包括以下步骤：

500)开始；

510)判断收到的是否首个报文片？是，进入步骤520)；否则进入步骤521)；

521)判断首个报文片已过滤？是，进入步骤5210)；否则进入步骤5211)；

5210)丢弃此报文片，转至步骤590)；

5211)发送此报文片，转至步骤590)；

520)报文计数器累加一；

530)检查报文设置规则；

540)判断是否被过滤？是，进入步骤551)；否则进入步骤550)；

551)置首个报文片已过滤标记，并丢弃此报文片，转至步骤590)；

550)置首个报文片未被过滤标记，匹配报文计数累加一；

560)判断是否需要远程封装传送？是，进入步骤570)；否则进入步骤580)；

570)用提供的远程封装参数信息修改报文片的头部；

580)发送此报文片；

590)结束。

(二)脚本辅助诊断使用拷贝业务流D端口对应脚本，处理流程如图6所示，包括以下步骤：

600)开始；

610)判断收到的是否首个报文片？是，进入步骤620)；否则进入步骤621)；

621)判断首个报文片已过滤？是，进入步骤622)；否则进入步骤6210)；

6210)判断收到的是否尾部报文片且发送告警/统计报文的标记已置位？是，进入步骤6211)；否则进入步骤622)；

6211)修改该报文片的内容为统计信息内容；

6212)发送此报文片，转至步骤690)；

622)丢弃此报文片，转至步骤690)；

620)报文计数器累加一；

630)检查报文设置规则；

640)判断是否被过滤？是，进入步骤651)；否则进入步骤650)；

651)置首个报文片已过滤标记，并丢弃此报文片，转至步骤690)；

650)置首个报文片未被过滤标记，匹配报文计数累加一；

660)判断匹配报文计数是否达到告警门限设置？是，进入步骤670)；否则进入步骤671)；

671)清发送告警/统计报文标记，并丢弃此报文片，转至步骤690)；

670)复位匹配报文计数，并修改该报文片的内容为告警信息内容；

680)置发送告警/统计报文标记，并发送此报文片；

690)结束。

Claims (10)

1.基于网络处理器的IP DSLAM(1)业务故障诊断方法，其特征在于，采用业务流镜像技术，包括以下步骤：

1.1)确定待诊断在线业务流端口、选取诊断用空闲业务流端口并将它们设置在一个组中；

1.2)网络处理器(13)向所述在线业务流端口发送待诊断业务流A时，按组播方式拷贝该业务流、进行脚本处理后交换至所述空闲业务流端口；

1.3)分析所述拷贝业务流B或C或者由所述拷贝业务流D经处理生成的告警或统计信息报文。

2.根据权利要求1所述故障诊断方法，其特征在于，该方法是近端诊断：所述步骤1.2)中脚本处理是透穿或过滤；所述步骤1.3)是诊断主机在所述空闲业务流端口处获取所述拷贝业务流B中的报文进行分析。

3.根据权利要求1所述故障诊断方法，其特征在于，该方法是远程诊断：所述步骤1.2)中脚本处理是给所述拷贝业务流C中的报文添加远程目的地址、进行重新封装；所述步骤1.3)是诊断主机在所述远程目的地址获取所述报文进行分析。

4.根据权利要求1所述故障诊断方法，其特征在于，该方法是脚本辅助诊断：所述步骤1.2)中脚本处理是丢弃所述拷贝业务流D中诊断用原始报文、根据脚本参数设置的触发条件自动生成告警或统计信息报文，所述空闲业务流端口是CPU口(14)；所述步骤1.3)是诊断主机通过所述CPU口获取所述告警或统计信息报文作进一步分析。

5.根据权利要求4所述故障诊断方法，其特征在于，所述脚本参数包括报文计数器、报文匹配设置规则、匹配报文计数、告警门限设置、是否允许统计信息报文、是否允许报文远程封装或用于远程传送添加于报文头部的辅助信息中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述故障诊断方法，其特征在于，所述空闲业务流端口可以是预先预留、事先存在或临时创建的。

7.根据权利要求1-4任一项所述故障诊断方法，其特征在于，所述空闲业务流端口是一个或多个，进行或分别进行所述近端诊断、远程诊断或脚本辅助诊断。

8.根据权利要求7所述故障诊断方法，其特征在于，所述空闲业务流端口是三个，分别进行所述近端诊断、远程诊断和脚本辅助诊断。

9.根据权利要求1所述故障诊断方法，其特征在于，该方法还包括步骤1.4)：诊断结束后，删除所述组、释放所述空闲业务流端口。

10.根据权利要求1、4或9所述故障诊断方法，其特征在于，所述组的设置或删除，所述脚本参数的设置以及所述空闲业务流端口使用和释放都可以通过所述网络处理器的CPU操作接口(14)接收其连接计算机所发送的相应操作控制指令而完成。

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