CN101192999B - 一种基于网络处理器的pppoe断流检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于网络处理器的PPPOE断流检测方法，用户主机(1)通过DSLAM设备连接接入集中器(2)，包括：确定待检测用户端口；网络处理器对该端口上、下行数据流侦测捕获PADT包，并根据有无匹配上行PADT包的下行PADT包，来判定是否存在异常断流并向网管发送断流告警。这种方法利用网络处理器捕获关键报文进行逻辑判断，能够自动侦测PPPOE断流，并可进一步发展现有线路定位故障技术，完善modem远端环回检测等手段；以便在侦测出线路故障的情况时，可以发出网管告警，并由网管采取可能的检测手段进行进一步的故障定位工作，以获取具体的故障位置等相关信息，因此具有很高的应用前景。

Description

一种基于网络处理器的PPPOE断流检测方法

技术领域

本发明涉及计算机互联网的宽带接入技术，具体涉及一种基于网络处理器的PPPOE断流检测方法。

背景技术

(一)PPPOE协议：通过PPPOE协议，在一个共享的以太网上的多个主机，可以通过一个或多个简单的桥接入设备，与远程接入集中器进行多个PPP会话。PPPOE包含发现和PPP会话两个阶段，发现阶段是无状态的Client/Server模式，目的是获得PPPOE终结端的以太网MAC地址，并建立一个唯一的PPPOE SESSION_ID。发现阶段结束后，就进入标准的PPP会话阶段。PPPOE协议可详见RFC2516文献。

(二)PPPOE通信流程，如图1所示，分为两个不同的阶段，具体是：

①发现阶段，发现阶段有四个步骤100-103，当此阶段完成，通信的两端都知道PPPOE SESSION_ID和对端的以太网地址，他们一起唯一定义PPPOE会话。这些步骤包括：

100)主机广播一个PPPOE发起分组报文PPPoE Active DiscoveryInitiation，简称PADI报文；

101)一个或多个接入集中器发送PPPOE给予分组报文The PPPoEActive Discovery Offer，简称PADO报文；

102)主机发送单播会话请求分组报文The PPPoE Active DiscoveryRequest，简称PADR报文；

103)选择的接入集中器发送一个确认分组报文The PPPoE ActiveDiscovery Session-confirmation，简称PADS报文。

当主机接收到确认分组，它可以开始进行PPP会话阶段。当接入集中器发送出确认分组，它可以开始进行PPP会话阶段。

PPPOE还有一个终结会话报文The PPPoE Active Discovery Terminate，，简称PADT报文，它可以在会话建立后的任何时候发送，来终止PPPOE会话。它可以由主机或者接入集中器发送。当接收到一个PADT，不再允许使用这个会话来发送PPP业务。在发送或接收PADT后，即使正常的PPP终止分组也不必发送。PPP对端应该使用PPP协议自身来终止PPPOE会话，但是当PPP不能使用时，可以使用PADT。PADT和PADI等发现阶段报文一样，ETHER_TYPE都是0x8863。

②PPP会话阶段，一旦PPPOE会话开始，PPP数据就可以以任何其它的PPP封装形式发送，即步骤104)：进入PPP会话阶段，传输PPP数据。其中，所有的以太网帧都是单播的，且PPPOE会话的SESSION_ID一定不能改变，并且必须是发现阶段分配的值。

完整的PPPOE通信流程还包括步骤105)：发送PADT报文，结束PPPOE会话。

(三)PPPOE的异常中断过程：正常情况下，用户结束PPPOE下网，会主动向宽带接入服务器Broadband Access Server，简称BAS，发PADT报文，BAS收到后，动作不同。有的厂商BAS回应一个PADT报文确认PPPOE终结，有的厂商BAS不做动作，不回应。

在某些异常情况下，网元业务中断，用户的PPPOE被强行终结，这种情况下BAS无法收到用户上行发送的PADT报文。由于在会话阶段BAS会定期向用户主机发送Echo_Request报文，来判断会话的状态。如果它多次没有收到主机回馈信号，则认为用户为异常下线，从而要求远程验证用户拨入服务器Remote Authentication Dial In User Service，简称RADIUS，终止计费，释放IP资源，并下发PADT报文，终结PPPOE会话。

(四)PPPOE断流检测：运营商通常对掉线率很关注，统计掉线率直接的办法需要采集RADIUS的信息，但往往一个城市只有几台RADIUSSERVER，其信息量极大，无法做出实时统计，所以不可能对掉线率进行实时监控。由于以上原因，目前没有实际有效的实时监控方法，使得在网管正常的情况下即便大量的网元业务中断，即大量用户PPPOE断流，网管上也不会有任何告警，造成运营商无法作出恢复或任何减轻损失的举动来处理该恶性故障。

另外，目前设备商提供了多种远端modem环回测试技术供运营商来进一步定位故障位置，其中ATM环回侦测虽然可以确认ATM层链路是否正常，但不能确认之上的数据链路是否正常。而digital环回技术定位故障位置时，会将所有的数据都打环，导致用户无法上网。

(五)基于网络处理器的数据报文捕获：当前各主流网络处理器NetworkProcessor，具体可以是定制的ASIC芯片或FPGA芯片，均支持对于特定数据报文的捕获功能，其工作机制是这样的：程序员可以设定用于捕获特定数据报文的报文过滤器filter，filter一旦设置生效并应用到端口后，当端口接收到匹配的报文后，网络处理器芯片底层硬件触发中断，然后按照指定的中断服务程序用于报文捕获后的数据处理。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于网络处理器的PPPOE断流检测方法，在网元网管正常的情况下，对PPPOE用户的异常下线，做一个实时监控并向网管发送告警，供其输出告警或做统计信息，填补目前该领域的空白。

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PPPOE断流检测方法，用户主机通过DSLAM设备连接接入集中器，包括以下步骤：

1.1)确定待检测DSLAM设备用户端口；

1.2)定义端口规则：对上行的数据流侦测捕获PADT包并上行转发，同时对下行的数据流侦测捕获PADT包并下行转发，并判断所述下行PADT包是否存在匹配的上行PADT包，如果不存在则判定出现异常断流并向网管发送断流告警；

1.3)网络处理器按所述规则处理流经该用户端口的上、行报文数据包。

按照本发明提供的断流检测方法，用户的异常下线包含用户端设备自身的问题和DSLAM局端设备的问题，本发明对此并不区分，而仅是提供一个实时监控和统计数据，便于运营商进行下一步决策。

按照本发明提供的断流检测方法，所述网络处理器上行捕获PADT包后置位断流标记，之后下行捕获PADT包后清零断流标记。

按照本发明提供的断流检测方法，所述断流标记是全局变量。

按照本发明提供的断流检测方法，所述网络处理器下行捕获到PADT包时，若不存在所述断流标记，判定用户没有正常上报PADT包，中断上网，属于异常断流并向网管发送告警信号.

按照本发明提供的断流检测方法，所述规则还包括网络处理器根据上行捕获PADT包，置位断流标记后，启动侦测捕获PADI包并上行转发，如果在指定时间后又捕获到上行PADI包，清零所述断流标记，将上行PADI包继续向上转发，结束。

按照本发明提供的断流检测方法，所述指定时间是60秒或通过人机界面进行设置。

按照本发明提供的断流检测方法，所述断流告警的目的地址是网管地址，且包含断流信息的数据报文。

按照本发明提供的断流检测方法，所述断流信息包括但不限制于用户端口和时间。

按照本发明提供的断流检测方法，所述网络处理器可以是定制的ASIC芯片或FPGA芯片。

按照本发明提供的断流检测方法，所述定义端口规则可以通过人机界面进行设置。

本发明提供的PPPOE断流检测方法，利用网络处理器捕获异常断流的关键报文并向网管发送告警信息，满足了运营商急需DSLAM自动PPPOE线路侦测的需求，并可在本发明的基础上，为进一步发展线路定位故障技术提供了契机，完善modem远端环回检测等手段；以便今后在侦测出线路故障的情况时，可以上发网管告警，并由网管采取检测手段进行进一步的故障定位工作，以获取具体的故障位置等相关信息，因此具有较高的应用前景。

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为宽带接入PPPOE通信流程示意图。

图2为本发明方法应用在DSLAM设备用户端口上的处理流程示意图。

具体实施方式

首先，说明本发明的关键：根据BAS服务器对PPPOE异常中断后的处理流程，利用网络处理器的数据报文捕获功能，在此基础上做出一系列相应判断处理，具体如下：

1.首先利用在上文提到的数据报文捕获机制，应用到有需要的用户端口上，对上行的数据流侦测捕获PADT包，如果捕获到PADT包，DSLAM内部全局变量置位，然后上行转发。

2。如果捕获上行PADT包后，在一段时间后，又捕获到PADI包，说明上游BAS如背景技术三中描述是不回应PADT包的类型，先前是正常的PPPOE终结，所以将全局变量清零。

3.同时对下行的数据流也开始捕获PADT包，如果捕获到PADT包，下行继续转发。

4.如果捕获到下行的PADT包，通过查询全局变量是否置1来判断之前是否捕获到了上行的PADT包，如果有上行PADT包，说明上游BAS是回应PADT包的类型，可认为用户是正常下网，将全局变量置0，如果没有则认为是异常断流。

5.确认是异常断流后，向大网管发送告警，供大网管记录统计。

第二步，本发明通过DSLAM捕获PPPOE的PADT包，进行逻辑判断后，来满足实时监控需求.(一)本发明方法应用在DSLAM设备用户端口上，分为正常和异常情况，具体办法是：

1.正常情况下，用户结束PPPOE下网，会主动向BAS上行发PADT报文，这种情况下DSLAM首先在用户口抓到了上行的PADT报文，置位该端口对应的全局变量表示收到上行的PADT报文，然后将其上行转发。

2.BAS收到后，下行回复一个PADT报文确认PPPOE终结，DSLAM抓到后，查询全局变量先前端口是否收到上行的PADT报文，发现收到过，说明是用户正常的终结PPPOE，转发下行的PADT报文，将对应全局变量清零，终结PPPOE。

3.如果BAS是收到PADT报文后，不回复的类型，在用户的下次PPPOE上网时，DSLAM抓到用户拨号的PADI报文，查询全局变量是否置位，如有即将对应全局变量清零，上行转发PADI报文。

4.在某些异常情况下，网元业务中断，用户的PPPOE被强行终结，链路中断，BAS就无法收到用户上行发送的PADT报文。如上文在背景技术三，PPPOE的异常中断过程中描述，在会话阶段BAS会定期向用户主机发送Echo_Request报文，来判断会话的状态。如果它多次没有收到主机回馈信号，则认为用户为异常下线，会主动下发PADT报文，终结PPPOE会话。这时DSLAM抓到了下行的PADT报文，查询全局变量先前端口是否收到上行的PADT报文，发现没有收到过，说明是异常的PPPOE终结。

5.将端口信息发送给网管告警，供网管统计分析。

(二)本发明方法应用在DSLAM设备用户端口上的处理流程，具体如图2所示，包括步骤：

200)DSLAM设备开启绑定在端口上的过滤器filter对PPPOE的上下行0x8863报文持续进行抓包；根据抓包的具体情况选择进入步骤210)、步骤220)或步骤230)；

210)抓到上行PADI报文；

211)检查全局变量是否置位，如果置位就清零；

212)将上行PADI报文继续向上转发；转入结束步骤END)；

220)抓到上行PADT报文；

221)置位全局变量(即设为1，该全局变量原为0)；

222)将上行PADT报文继续向上转发；转入结束步骤END)；

230)抓到下行PADT报文；

231)判断全局变量是否为1？是，进入步骤2311)；否，进入步骤2312)；

2311)说明是正常终结，将下行PADT报文继续转发，将全局变量清零；

2312)说明是异常终结，转发下行PADT报文，并向大网管告警。

END)结束此次脚本处理，返回步骤200)继续进行抓包。

Claims (10)

1.一种基于网络处理器的PPPOE断流检测方法，用户主机(1)通过DSLAM设备连接接入集中器(2)，其特征在于，包括以下步骤：

1.1)确定待检测DSLAM设备用户端口；

1.2)定义端口规则：对上行的数据流侦测捕获PADT包并上行转发，同时对下行的数据流侦测捕获PADT包并下行转发，并判断所述下行PADT包是否存在匹配的上行PADT包，如果不存在则判定出现异常断流并向网管发送断流告警；

1.3)网络处理器按所述规则处理流经该用户端口的上、下行报文数据包。

2.根据权利要求1所述断流检测方法，其特征在于，所述网络处理器上行捕获PADT包后置位断流标记，之后下行捕获PADT包后清零断流标记。

3.根据权利要求2所述断流检测方法，其特征在于，所述断流标记是全局变量。

4.根据权利要求2或3所述断流检测方法，其特征在于，所述网络处理器下行捕获PADT包时，若不存在所述断流标记，判定异常断流并向网管发送告警信号。

5.根据权利要求2或3所述断流检测方法，其特征在于，所述规则还包括网络处理器根据上行捕获PADT包，置位断流标记后，启动侦测捕获PADI包并上行转发，如果在指定时间后又捕获到上行PADI包，清零所述断流标记，将上行PADI包继续向上转发，结束。

6.根据权利要求5所述断流检测方法，其特征在于，所述指定时间是60秒或通过人机界面进行设置。

7.根据权利要求1所述断流检测方法，其特征在于，所述断流告警的目的地址是网管地址，且包含断流信息的数据报文。

8.根据权利要求7所述断流检测方法，其特征在于，所述断流信息包括用户端口和时间。

9.根据权利要求1所述断流检测方法，其特征在于，所述网络处理器是定制的ASIC芯片或FPGA芯片。

10.根据权利要求1所述断流检测方法，其特征在于，所述定义端口规则通过人机界面进行设置。

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