CN101640612B - 一种流量路径发现与故障快速定位的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量路径发现与故障快速定位的方法，包括：所述网络拓扑管理服务器将各个网络设备以及相互连接的接口链路生成拓扑图形界面；所述网络拓扑管理服务器使能按业务查询流量路径功能，获取网络中各个网络设备的业务相关接口出入方向对设定条件的流量转发情况，并将处理结果显示到所述拓扑图形界面中。本发明中，将流量监控与网络拓扑管理相结合使用，快速直观的进行业务流量路径确定与网络故障点定位。

Description

一种流量路径发现与故障快速定位的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种流量路径发现与故障快速定位的方法及装置。 

背景技术

网流监控也叫流量监控，在网络设备上对流经其的流量进行监控记录，并通过一定格式报文将记录的结果上送到网管服务器，用户可以通过网管服务器图形界面进行实时或定时查看网络流量情况。其中，上报内容一般包括：流量流经的网络设备接口及出入方向、流量大小、流量源IP地址、流量目的IP地址，TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/UDP(用户数据报协议，User Datagram Protocol)上层协议端口号等。 

网络拓扑管理通过SNMP(Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议)等协议将网络中所有网络设备的位置与接口连接关系通过拓扑图方式表现出来，管理用户可以直观了解到整个网络结构，各个网络设备连接关系与连接接口信息等。然而，网络中的某些网络设备及链路可能由于各种原因无法正常工作，导致整个网络的拓扑发生变化，业务路径也可能随之变化，因此，网络拓扑管理需要能够实时知道整个网络的拓扑情况，并能够通过准确获知故障点，及时对其修复，保证业务路径畅通。 

现有的对大型网络中的业务路径确定及故障定位手段主要通过以下几个方面结合起来使用： 

一、通过ping协议测试网络连通性，具体手段是通过在网络的一端(PC或者网络设备上)，使用ping命令来检测到达对端(PC或者网络设备上)的IP地址是否可达，流量是否能够成功往返以及网络延迟情况。当在预设时间内收到对端返回的响应，则说明该两端连通正常(设备正常且链路正常)。 

二、通过trace route协议确认网络传输路径，具体手段是通过在网络的一 端(PC或者网络设备上)，使用trace route命令来检测到达对端(PC或者网络设备上)IP所途径逐跳设备的接口IP地址，再根据返回地址信息判断业务流量的路径。 

如果网络发生拥塞丢包，还需要根据上面trace route的结果，去所有途径设备上逐台检查各出入接口的流量转发情况，查找拥塞丢包故障点，再进一步确定故障原因进行解决。 

然而，上述现有技术中的两种方案存在以下缺点： 

1，操作步骤繁杂，故障定位时间较长。 

2，部分故障使用trace route等方式并不能检测出来。 

3，所有步骤只能通过命令行方式进行操作查看，结果不直观易读。 

如遇到中间网络使用MPLS(Multiprotocol Label Switch，多协议标签交换)等隧道封装技术手段时，则上述ping与trace route工具还需要扩展方式支持。 

发明内容

本发明提供了一种流量路径发现与故障快速定位的方法及装置，实现在大型网络中业务流量路径确定和故障情况下对网络故障点快速定位。 

本发明提供了一种流量路径发现与故障快速定位的方法，应用于包括流量监控服务器和网络拓扑管理服务器的系统中，所述方法包括以下步骤： 

所述网络拓扑管理服务器将各个网络设备以及相互连接的接口链路生成拓扑图形界面； 

所述网络拓扑管理服务器使能按业务查询流量路径功能，获取网络中各个网络设备的业务相关接口出入方向对设定条件的流量转发情况，并将处理结果显示到所述拓扑图形界面中。 

所述获取网络中各个网络设备的业务相关接口出入方向对设定条件的流量转发情况，具体包括： 

所述流量监控服务器监控网络设备的业务相关接口的出入方向流量，并定时将监控结果上报给所述网络拓扑管理服务器；或 

所述网络拓扑管理服务器同时向所有网络设备下发采样需求，业务相关网络设备收到请求后即时将当前采样结果上报给所述网络拓扑管理服务器。 

所述将处理结果显示到所述拓扑图形界面中，之后还包括： 

所述网络拓扑管理服务器对业务相关接口流量大小进行比较，对同一网络设备出入方向流量或者同一链路两端流量差距超出阈值时，进行标注标识。 

所述网络拓扑管理服务器使能按业务查询流量路径功能，具体包括：所述网络拓扑管理服务器基于源IP地址和目的IP地址，在所有网络设备上查找转发路由表项，只在此表项对应的业务相关接口上使能按业务查询流量路径功能。 

本发明还提供了一种流量路径发现与故障快速定位的装置，包括： 

拓扑生成模块，用于将各个网络设备以及相互连接的接口链路生成拓扑图形界面； 

使能模块，与所述拓扑生成模块连接，用于使能按业务查询流量路径功能，获取网络中各个网络设备的业务相关接口出入方向对设定条件的流量转发情况； 

结果显示模块，与所述使能模块连接，用于将处理结果显示到所述拓扑图形界面中。 

所述使能模块，具体用于定时接收流量监控服务器监控网络设备的业务相关接口的出入方向流量；或同时向所有网络设备下发采样需求，使业务相关网络设备收到请求后即时将当前采样结果上报给所述网络拓扑管理服务器。 

还包括： 

故障定位模块，与所述使能模块和结果显示模块连接，用于对业务相关接口流量大小进行比较，对同一网络设备出入方向流量或者同一链路两端流量差距超出阈值时，进行标注标识，快速定位出故障点位置。 

所述使能模块，具体用于基于源IP地址和目的IP地址，在所有网络设备上查找转发路由表项，只在此表项对应的业务相关接口上使能按业务查询流 量路径功能。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

本发明中，将流量监控与网络拓扑管理相结合使用，快速直观的进行业务流量路径确定与网络故障点定位。 

附图说明

图1是本发明中一种流量路径发现与故障快速定位的方法流程图； 

图2是本发明中结合具体应用场景的流量路径发现与故障快速定位流程图； 

图3是本发明中示例环境网络拓扑图； 

图4是本发明中示例业务路径网络拓扑图； 

图5是本发明中示例业务故障路径网络拓扑图； 

图6是本发明中一种流量路径发现与故障快速定位的装置结构图。 

具体实施方式

本发明中的核心思想是：将网流监控与拓扑管理两个组件功能结合使用，达到便捷快速的针对业务流量进行路径定位和故障定位工作。 

本发明提供了一种流量路径发现与故障快速定位的方法，应用于包括流量监控服务器和网络拓扑管理服务器的系统中，所述方法如图1所示，包括以下步骤： 

步骤101，所述网络拓扑管理服务器将各个网络设备以及相互连接的接口链路生成拓扑图形界面； 

步骤102，所述网络拓扑管理服务器使能按业务查询流量路径功能，获取网络中各个网络设备的业务相关接口出入方向对设定条件的流量转发情况，并将处理结果显示到所述拓扑图形界面中。 

其中，所述网络拓扑管理服务器使能按业务查询流量路径功能，具体包括：所述网络拓扑管理服务器基于源IP地址和目的IP地址，在所有网络设备 上查找转发路由表项，只在此表项对应的业务相关接口上使能按业务查询流量路径功能。 

获取网络中各个网络设备的业务相关接口出入方向对设定条件的流量转发情况，具体包括：所述流量监控服务器监控网络设备的业务相关接口的出入方向流量，并定时将所述监控结果上报给所述网络拓扑管理服务器；或所述网络拓扑管理服务器同时向所有网络设备下发采样需求，业务相关网络设备收到请求后即时将当前采样结果上报给所述网络拓扑管理服务器。 

步骤103，所述网络拓扑管理服务器对业务相关接口流量大小进行比较，对同一网络设备出入方向流量或者同一链路两端流量差距超出阈值时，进行标注标识，快速定位出故障点位置。 

结合上述原理，对本发明详细方案进行描述，如图2所示，包括以下步骤： 

步骤201，首先在全部网络设备的业务相关接口的出入方向上使能网流监控功能，可以实时或定时对通过其流量进行采样，并将采样结果通过记录形式上送到流量监控服务器。 

步骤202，在网络拓扑管理服务器中准确的描绘出整个网络的结构拓扑图，对各个网络设备以及相互连接的接口链路有直观的图形界面表述，通过拓扑图可以正确完整的了解当前网络物理连接状况和IP地址分布，假设目前网络拓扑图如图3所示。 

步骤203，在网络拓扑管理服务器中添加按业务查询流量路径功能，通过设定源IP地址、目的IP地址和TCP/UDP端口号来标识待查询的特定业务流量。如在图3网络中需要查询PC1访问PC2的HTTP(Hypertext TransferProtocol，超文本传输协议)业务流量路径(TCP端口号为80)，则输入条件1设定为源IP地址为PC1的地址IP1，目的IP地址为PC2的地址IP2，业务应用为TCP端口号为80的HTTP应用。 

步骤204，可选择实时查询或定时(取最近一次流量采样结果)查询方式来获取结果。定时查询一般为流量监控设备以一定时间间隔向网络拓扑管理 服务器上报一次流量采样结果，根据流量监控设备实现不同，此间隔时间可调，一般为10分钟到半小时取样一次。实时查询则是网络拓扑管理服务器向所有网络设备同一时刻下发采样需求，业务相关网络设备收到请求后即时将当前采样结果上报给网络拓扑管理服务器。实时采样结果更加准确，但相应会增加网络拓扑管理服务器与网络设备负担。在本发明方案中建议对业务流量只进行路径查询时可以使用定时查询，直接取最近一次流量采样结果计算；对业务流量故障需要确定故障点时可以使用实时查询，根据当前流量采样情况快速定位故障点。 

步骤205，设定好查询的内容与方式，进行查询时，网络拓扑管理服务器根据设定内容与方式去对应的网流监控服务器获取网络中各个网络设备的业务相关接口出入方向对设定条件的流量转发情况。例如对前面输入条件1的返回结果1为： 

SW1-Int1-inbound(入方向)：1MByte(流量大小) 

SW1-Int3-outbound(出方向)：1MByte(流量大小) 

R1-Int1-inbound(入方向)：1MByte(流量大小) 

R1-Int3-outbound(出方向)：1MByte(流量大小) 

R3-Int1-inbound(入方向)：1MByte(流量大小) 

R3-Int4-outbound(出方向)：1MByte(流量大小) 

SW4-Int1-inbound(入方向)：1MByte(流量大小) 

SW4-Int3-outbound(出方向)：1MByte(流量大小) 

网络拓扑管理服务器对返回结果1进行计算处理，并将处理结果直观的反应到拓扑图中，通过箭头与接口标识来完整的表述出业务流量路径，并对流量监控采样得到的流量大小有所表示，如图4所示： 

步骤206，如果此时发生了网络设备或链路故障导致业务流量丢包，例如从流量监控服务器对输入条件1的返回结果2为： 

SW1-Int1-inbound(入方向)：1MByte(流量大小) 

SW1-Int3-outbound(出方向)：1MByte(流量大小) 

R1-Int1-inbound(入方向)：1MByte(流量大小) 

R1-Int3-outbound(出方向)：1MByte(流量大小) 

R3-Int1-inbound(入方向)：1MByte(流量大小) 

R3-Int4-outbound(出方向)：800KByte(流量大小) 

SW4-Int1-inbound(入方向)：800KByte(流量大小) 

SW4-Int3-outbound(出方向)：800KByte(流量大小) 

网络拓扑管理服务器计算处理结果时对业务相关接口流量大小进行比较，对同一设备出入方向流量或者同一链路两端流量差距较大情况，进行标注标识，可以快速定位出故障点位置，如图5所示： 

另外，由于受目前流量监控技术发展所限，打开网络设备全部接口的流量监控功能会导致网络设备与网流监控服务器资源消耗较大，因此可以采用以下手段来提升效率减少消耗：对需要进行定位的关键业务流量基于源和目的IP地址在所有设备上查找转发路由表项，只在此表项对应的业务相关接口上使能流量监控功能，这样能够大量减少设备监控接口，有效的减少资源消耗。 

同样受流量监控技术发展所限，由于目前普遍采用的采样机制会导致监控到的流量大小数值存在一定误差。要想解决此问题可以在进行故障定位时，对网络设备出入接口或者链路两端之间的流量大小进行模糊比较，允许存在一定大小的误差值，具体差值大小可根据使用的流量监控技术精确度而定。 

例如当前流量监控技术存在2.5％的误差，网络设备入接口入方向流量大小监控结果为10MByte，出接口出方向流量大小监控结果为9.82MByte，差值率为1.8％小于允许误差参考值2.5％，判断结果为设备正常转发，未发生故障丢包。 

本发明还提供了一种流量路径发现与故障快速定位的装置，如图6所示，包括： 

拓扑生成模块610，用于将各个网络设备以及相互连接的接口链路生成拓扑图形界面；对各个网络设备以及相互连接的接口链路有直观的图形界面表述，通过拓扑图可以正确完整的了解当前网络物理连接状况和IP地址分布。 

使能模块620，与拓扑生成模块610，用于使能按业务查询流量路径功能， 获取网络中各个网络设备的业务相关接口出入方向对设定条件的流量转发情况； 

结果显示模块630，与使能模块620连接，用于将处理结果显示到所述拓扑图形界面中。 

使能模块620，具体用于定时接收流量监控服务器监控网络设备的业务相关接口的出入方向流量；定时查询一般为流量监控设备以一定时间间隔向网络拓扑管理服务器上报一次流量采样结果，根据流量监控设备实现不同，此间隔时间可调，一般为10分钟到半小时取样一次。或同时向所有网络设备下发采样需求，使业务相关网络设备收到请求后即时将当前采样结果上报给所述网络拓扑管理服务器。实时采样结果更加准确，但相应会增加网络拓扑管理服务器与网络设备负担。在本发明方案中建议对业务流量只进行路径查询时可以使用定时查询，直接取最近一次流量采样结果计算；对业务流量故障需要确定故障点时可以使用实时查询，根据当前流量采样情况快速定位故障点。 

还包括： 

故障定位模块640，与使能模块620和结果显示模块630连接，用于对业务相关接口流量大小进行比较，对同一网络设备出入方向流量或者同一链路两端流量差距超出阈值时，进行标注标识，快速定位出故障点位置。由于目前普遍采用的采样机制会导致监控到的流量大小数值存在一定误差。要想解决此问题可以在进行故障定位时，对网络设备出入接口或者链路两端之间的流量大小进行模糊比较，允许存在一定大小的误差值，具体差值大小可根据使用的流量监控技术精确度而定。 

由于受目前流量监控技术发展所限，打开全部网络设备全部接口的流量监控功能会导致网络设备与网流监控服务器资源消耗较大，因此可以采用以下手段来提升效率减少消耗：使能模块620，具体用于对需要进行定位的关键业务流量基于源IP地址和目的IP地址，在业务相关网络设备上查找转发路由表项，只在此表项对应的接口上使能按业务查询流量路径功能。 

在本发明方案中，通过将流量监控与网络拓扑管理相结合，达到对业务流量路径与网络故障点快速定位的目的，并且以直观的图形界面来提高网管人员管理网络的易用性与可维护性，具有简单实用的使用价值。 

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。 

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。 

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。 

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。 

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。 

Claims (4)

1.一种流量路径发现与故障快速定位的方法，应用于包括流量监控服务器和网络拓扑管理服务器的系统中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

所述网络拓扑管理服务器将各个网络设备以及相互连接的接口链路生成拓扑图形界面；

所述网络拓扑管理服务器使能按业务查询流量路径功能，获取网络中各个网络设备的业务相关接口出入方向对设定条件的流量转发情况，并将处理结果显示到所述拓扑图形界面中；

所述网络拓扑管理服务器对业务相关接口流量大小进行比较，对同一网络设备出入方向流量或者同一链路两端流量差距超出阈值时，进行标注标识；

其中，所述网络拓扑管理服务器使能按业务查询流量路径功能，具体包括：

所述网络拓扑管理服务器基于源IP地址和目的IP地址，在所有网络设备上查找转发路由表项，在此表项对应的业务相关接口上使能按业务查询流量路径功能。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取网络中各个网络设备的业务相关接口出入方向对设定条件的流量转发情况，具体包括：

所述流量监控服务器监控网络设备的业务相关接口的出入方向流量，并定时将监控结果上报给所述网络拓扑管理服务器；或

所述网络拓扑管理服务器同时向所有网络设备下发采样需求，业务相关网络设备收到请求后即时将当前采样结果上报给所述网络拓扑管理服务器。

3.一种流量路径发现与故障快速定位的装置，其特征在于，包括：

拓扑生成模块，用于将各个网络设备以及相互连接的接口链路生成拓扑图形界面；

使能模块，与所述拓扑生成模块连接，用于使能按业务查询流量路径功能，获取网络中各个网络设备的业务相关接口出入方向对设定条件的流量转发情况；

结果显示模块，与所述使能模块连接，用于将处理结果显示到所述拓扑图形界面中；

故障定位模块，与所述使能模块和结果显示模块连接，用于对业务相关接口流量大小进行比较，对同一网络设备出入方向流量或者同一链路两端流量差距超出阈值时，进行标注标识，快速定位出故障点位置；

其中，所述使能模块，具体用于基于源IP地址和目的IP地址，在所有网络设备上查找转发路由表项，在此表项对应的业务相关接口上使能按业务查询流量路径功能。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述使能模块，具体用于定时接收流量监控服务器监控网络设备的业务相关接口的出入方向流量；或同时向所有网络设备下发采样需求，使业务相关网络设备收到请求后即时将当前采样结果上报给所述网络拓扑管理服务器。

Images