CN101729197A - 一种丢包率检测方法、装置及系统 - Google Patents

一种丢包率检测方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种丢包率检测方法、装置和系统，涉及包交换网络，所述方法包括：发送端发送数据报文和操作、管理和维护(OAM)报文，且延时将所发送的数据报文计数值写入后续OAM报文，接收端接收数据报文和OAM报文，并对接收到的数据报文数量进行计数，接收端根据实际接收到的数据报文数量与OAM报文中携带的计数值计算丢包率。本发明使得发送端有充分的时间来准确计算发送端发送的数据报文的数量，因而能够准确计算丢包率，而且，本发明还有简单易于实现的优点。

Description

一种丢包率检测方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种丢包率检测方法、装置及系统。
背景技术
在包交换网络(PSN)网络中，设备之间除了传送、转发业务数据外，还需对数据进行操作、管理以及维护(OAM)，携带OAM消息的报文称为OAM报文。OAM报文和数据报文使用相同传送通道和转发机制，只是两者的内容不一样，OAM报文携带有一定的管理信息。OAM报文按照一定的协议和标准周期性地在设备之间传送，实现管理信息的交互，因而，OAM报文可以反映数据报文和业务通道的工作状态，利用OAM报文携带的信息可以实现网络性能检测、故障检测和定位、触发保护倒换等功能，其中在网络性能检测方面主要包括丢包率、时延、抖动和吞吐量测试。
丢包率是衡量PSN物理或逻辑链路质量的重要指标之一，可以理解为：在一定的时间内，在特定网络层次的链路上，接收端检测到丢失的数据报文总数与发送端发送的数据报文总数的比值。丢包率的检测一般采用源端发送，宿端校验的方式，即源端记录发送的数据报文的数量，宿端校验实际接收的数据报文数量与源端发送的数量是否相同。
现有的丢包率检测技术主要采用源端将发送数据报文计数值周期性写入OAM报文，宿端对接收到的数据报文进行计数、校验的方法。即：发送端对发送的数据报文进行计数，在发送数据报文的同时周期性的发送OAM报文，OAM报文携带该OAM报文发送前数据报文计数器的计数值，如图1所示，101为数据报文，发送端将102前发送的数据报文计数值写入102中。
接收端接收数据报文和OAM报文，对接收的数据报文同样采用计数器进行计数，并解析OAM报文中的计数值，将连续两个OAM报文如102，103携带的计数值相减，其差值即为测量周期内源端发送数据报文数量，对于接收端测量周期内接收端数据报文计数器的差值为宿端实际接收数据报文数量，通过(源端发送数据报文数量-宿端实际接收数据报文数量)/源端发送数据报文数量计算出来的结果就是丢包率。
由于在PSN网络技术中，数据报文有优先级的差别，优先级高的报文会被优先发送，这样在不同优先级队列的发送转换中需要一定的时间(虽然时间很短)，而在同样优先级的队列中，源端发送计数器的计数值写入OAM报文也需要一定的时间(虽然时间很短)，由于数据报文是持续发送的，在将发送端计数值写入OAM报文的期间，可能存在没有计数的数据报文被发送或者经过计数的数据报文没有被发送，导致OAM报文中的计数值与实际发送的数据报文存在一定的误差，并最终导致丢包率的计算不准确，不能反映链路的实际情况。
解决办法可以采用控制报文发送顺序的方法，在OAM报文插入发送队列前后，不能插入数据报文，或者OAM报文的计数写入与插入要足够的快，达到这个目的需要增加硬件支持，一则需对现有转发技术进行改造，通用性差成本高且增加处理复杂度；二则会对网络时延等性能指标产生一定的影响。
发明内容
本发明提供一种在不增加硬件的前提下丢包率检测方法、装置及系统。
本发明提供一种丢包率检测方法，包括以下步骤：发送端发送数据报文和操作、管理和维护OAM报文，并将OAM报文发送前所发送的数据报文的计数值写入所述OAM报文后第N个OAM报文，其中N为大于等于1的正整数；
接收端接收发送端发送的数据报文和OAM报文，并根据接收到的数据报文量和OAM报文中携带的计数值计算丢包率。
本发明同时提供一种数据发送装置，包括数据发送模块，用于发送数据报文和OAM报文，所述数据发送模块将OAM报文发送前所发送的数据报文计数值写入所述OAM报文后第N个OAM报文，其中N为大于等于1的正整数。
本发明还提供一种丢包率检测系统，该系统包括：
发送端：发送数据报文和OAM报文，将OAM报文发送前所发送的数据报文的发送量写入所述OAM报文后第N个OAM报文中，其中N为大于等于1的正整数；
接收端：接收数据报文和OAM报文，根据接收到的数据报文量与OAM报文携带的计数值计算丢包率。
本发明延时将发送数据报文量写入OAM报文，使设备有充分的时间对两个OAM报文发送间隔之间实际发送的数据报文进行准确计数，避免出现计数上多包和少包的现象，计数更加准确，由于不需要增加硬件支持，也不需要改造现有转发技术，因而通用性比较好，且具备简单易于实现的特点。
附图说明
图1为现有技术中将数据报文写入当前OAM报文示意图；
图2为第一实施例示意图；
图3为第二实施例示意图；
图4为第三实施例示意图；
图5为第四实施例示意图；
图6为丢包率检测系统示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的说明：
本发明第一个实施例提供一种丢包率检测方法，该检测方法涉及到发送端和接收端，发送端发送数据报文和周期性发送OAM报文，接收端接收数据报文和OAM报文。如图2所示，发送端周期性发送OAM报文203，发送端延时一个OAM报文发送周期(根据需要可以延时N个周期，N为大于等于1正整数)将数据报文计数值写入当前周期将要发送的OAM报文，如将OAM报文203前面所发送的数据报文计数值3写入OAM报文204中，而不是写入OAM报文203中。接收端接收数据报文和OAM报文，统计接收的数据报文的数量并解析OAM报文中的计数值，计算丢包率，具体步骤如下：
步骤21：发送端维护实体(MEP)周期性(测试周期，可按需配置)发送一个OAM报文，OAM报文携带特定的数据报文发送计数器计数值；
步骤22：发送端计数器对发送的数据报文进行实时计数，发送端保留若干个周期(根据需要可设置)的计数值数据；
步骤23：在发送端MEP，每个OAM报文携带上一个(或上N个)OAM报文发送前的数据报文计数值，如OAM报文204保留OAM报文203以前发送的数据报文计数值，而不是OAM报文204发送前的数据报文计数值；
步骤24：接收端MEP解析接收到的OAM报文上携带的计数值；
步骤25：接收端保留数据报文201、数据报文202周期内(可根据需要保留若干周期)的实际接收数据报文计数值数据，将OAM报文204和OAM报文203两个OAM报文中的计数值相减得到发送端在数据报文202周期中发送数据报文的数量；
步骤26：接收端将测试周期数据报文202接收数据报文计数值与数据报文201接收的数据报文计数值相减，得到接收端实际接收数据报文的数量；
步骤27：根据公式：(发送端发送数据报文数量-接收端实际接收数据报文数量)/发送端发送数据报文数量，运算后得到该测试周期内的丢包率。
本发明第二个实施例将建立在发送端周期性发送至少两个OAM报文的基础上实现对丢包率的检测，包括一个时间标签OAM报文和一个计数标签OAM报文。时间标签OAM用来界定时间周期，计数标签OAM用来记录计数值。时间标签OAM报文在格式上可以和计数标签OAM报文相同，接收端通过类型值或者其他扩展信息加以区分，也可以是其它格式的标签。发送端周期性发送时间标签OAM报文，计数标签OAM报文携带上一时间标签前发送的数据报文计数值，如图4所示，具体步骤如下：
步骤41：发送端MEP周期性发送时间标签OAM报文401、403、405，时间标签OAM报文可以携带当前发送计数器计数值，也可以不携带；
步骤42：发送端对发送的数据报文进行实时计数，发送端保留若干个周期(根据需要可设置)的计数值数据；
步骤43：发送端MEP在上一个时间标签OAM报文发送后，下一个(或下N个时间标签后发送对应于本时间标签的发送端计数标签OAM报文，计数标签OAM报文携带上一个时间标签(或者第N个时间标签)OAM报文发送前的数据报文计数值，在图4中计数标签OAM402携带时间标签OAM401前发送数据报文计数值，计数标签OAM404携带时间标签OAM403前发送数据报文计数值；
步骤44：接收端MEP解析接收到的OAM报文上携带的计数值；
步骤45：接收端将计数标签OAM404和计数标签OAM402中的计数值相减，得到时间标签OAM401到时间标签OAM403时间内发送端发送的数据报文数量；
步骤46：接收端保留时间标签OAM401和时间标签OAM403时间点(根据需要可设置若干周期)的实际接收数据报文计数值数据，将时间标签OAM403和时间标签OAM401时间点接收端数据报文计数器的值相减，得到时间标签OAM401到时间标签OAM403内接收端实际接收数据报文的数量；
步骤47：两者通过公式：(发送端发送的数据报文数量-接收端实际接收数据报文的数量)/发送端发送的数据报文数量，得到测试周期内的丢包率。
本发明第三个实施例将考虑发送端非周期性发送OAM报文的情况，发送端按照需要一次发一个OAM报文，该OAM报文的格式内容相同，如图3所示，数据报文301、303连续不断发送，具体步骤如下：
步骤31：发送MEP按需发送第一个OAM报文302，该OAM报文可以携带任意发送计数器计数值，作为测试时间的开始。
步骤32：发送MEP在经过测试时间后发送第二个OAM报文304，本OAM报文携带第一个OAM报文302发送前的发送计数器计数值。
步骤33：发送MEP在发送第二个OAM报文304后的某个时刻(根据设备能力要求确定，但须在下一次按需测量OAM报文发送前完成发送)发送第三个OAM报文305，OAM报文305携带OAM报文304发送前的发送计数器计数值。
步骤34：接收端解析OAM报文305和OAM报文304两个OAM报文中的计数值并相减，得到测试时间内发送端发送数据报文的数量。
步骤35：接收端将OAM报文304和OAM报文302期间收到数据报文计数值相减，得到测试时间内实际接收到的数据报文数量。
步骤36：按照公式：(测试时间内发送端发送数据报文的数量-测试时间内接收端实际接收到的数据报文数量)/测试时间内发送端发送数据报文的数量，得出测试时间内丢包率。
本发明第四个实施例为发送端按需一次至少发送两个OAM报文的情况，包括一个时间标签OAM报文和一个计数标签OAM报文，如图5，具体步骤如下：
步骤51：发送端MEP按需发送测试起始时间标签OAM报文501，OAM报文501用于界定测试开始时间，可以携带当前的计数器计数值，也可以不携带。
步骤52：发送端计数器对发送的数据报文进行实时计数，并保留测试起始、中止时的计数值。
步骤53：发送端MEP：在测试起始时间标签OAM报文后任意时间(可在测试中止时间标签之前或之后，根据设备能力、用途确定，本例属于前一种情况)发送起始计数标签OAM报文502，计数标签OAM报文携带测试起始时间标签OAM报文501发送前的数据报文计数值。
步骤54：发送端MEP：按需发送测试中止时间标签OAM报文503。
步骤55：发送端MEP在测试中止时间标签OAM报文后任意时间发送测试中止计数标签OAM报文504，计数标签OAM报文携带测试中止时间标签OAM报文503发送前的数据报文计数值。
步骤56：接收端MEP接收并解析计数标签OAM报文504，计数标签OAM报文502(两者的接收顺序可以不同，由具体设备实现确定)中携带的计数数据，将两者相减得到时间标签OAM报文501到时间标签OAM报文503时间内发送端实际发送的数据报文数量。
步骤57：接收端将时间标签OAM报文503和时间标签OAM报文501时间点所接收的数据相减得到时间标签OAM报文501到时间标签OAM报文503时间内接收端实际接收到的数据报文数量。
步骤58：通过公式：(发送端发送的数据报文数量-接收端实际接收数据报文的数量)/发送端发送的数据报文数量，得到测试时间内的丢包率。
本发明还提供一种丢包率检测系统，如图6所示，该检测系统包括发送端601和接收端602。发送端601用于发送数据报文和OAM报文，接收端用于接收数据报文和OAM报文。发送端一次发一个OAM报文，该OAM报文用于携带当前OAM报文前第N个OAM报文前所发送的数据报文计数值，并界定当前测试起止时间。接收端通过OAM报文确定测试起止时间，对测试起止时间内的数据报文进行计数。并解析OAM报文中记录的计数值，通过计算对应特定测试时间的两个OAM报文中记录的发送数据报文的差值，反映发送端所发送的数据报文量，N为大于等于1的正整数，接收端根据所述差值与接收端测试时间内实际收到的数据报文量计算丢包率。
发送端一次至少发送两个OAM报文，包括一个时间标签OAM报文和一个计数标签OAM报文，时间标签OAM报文用于界定时间，时间标签OAM报文格式可以和技术标签OAM报文相同，也可以和技术标签OAM报文格式不相同，接收端通过类型值或者扩展信息来区分。计数标签OAM报文携带当前计数标签OAM报文前第N个时间标签OAM报文发送前所发送的数据报文的计数值。接收端接收时间标签OAM报文，界定测试起止时间，对测试时间内的数据报文进行计数。并解析在时间标签后的第N个计数标签OAM报文中的计数值。计算对应测试时间内的OAM报文计数值的差值，该差值反映的是发送端所发送的数据报文总量，N为大于等于1的正整数，接收端根据所述差值与接收端测试时间内实际收到的数据报文量计算丢包率。
本发明还提供一种数据发送装置，该装置包括数据发送模块，在进行丢包率检测时，利用数据发送模块发送数据报文和OAM报文，OAM报文用于记录所发送的数据报文的数量。该数据发送模块发送OAM报文可采用两种方式，第一种：一次发送一个OAM报文，该报文用于携带该报文发送前第N个OAM报文发送前所发送的数据报文的计数值；第二种：一次发送至少两个OAM报文，包括一个时间标签OAM报文和一个计数标签OAM报文，时间标签OAM报文和计数标签OAM报文的格式可以相同，接收端通过类型值或者扩展信息来区分，也可以是两种不通的标签格式。其中时间标签OAM报文用于标定时间，计数标签OAM报文用于携带该OAM报文发送前第N个时间标签OAM报文发送前所发送的数据报文的发送量，其中N为大于等于1的正整数。接收端根据接收到的数据报文以及解析的OAM报文种携带的计数值计算丢包率。
综上所述，本发明在发送数据报文的同时有充分的时间将计数值写入OAM报文，使得OAM报文能准确计算所发送的数据报文的数量，这样能准确计算丢包率。同时，本发明实现为基于现有标准，因此具有简单易行的优点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明可以用于MPLS，TMPLS，PBT，Native ETH等包交换技术的OAM丢包率统计，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种丢包率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
发送端发送数据报文和操作、管理和维护OAM报文，并将OAM报文发送前所发送的数据报文的计数值写入所述OAM报文后第N个OAM报文，其中N为大于等于1的正整数；
接收端接收发送端发送的数据报文和OAM报文，并根据接收到的数据报文量和OAM报文中携带的计数值计算丢包率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送端一次发一个OAM报文，所述OAM报文携带所述OAM报文前第N个OAM报文前所发送的数据报文的计数值，接收端根据OAM报文中携带的计数值和与接收端检测时间内实际收到的数据报文量计算丢包率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送端一次至少发送两个OAM报文，包括一个时间标签OAM报文和一个计数标签OAM报文，时间标签OAM报文用于界定时间，所述计数标签OAM报文携带所述计数标签OAM报文前第N个时间标签OAM报文发送前所发送的数据报文量的计数值，接收端根据计数标签OAM报文中携带的计数值与接收端检测时间内实际收到的数据报文量计算丢包率。
4.一种数据发送装置，其特征在于，包括数据发送模块，用于发送数据报文和OAM报文，所述数据发送模块将OAM报文发送前所发送的数据报文计数值写入所述OAM报文后第N个OAM报文，其中N为大于等于1的正整数。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述数据发送模块一次发一个OAM报文，所述OAM报文携带所述OAM报文前第N个OAM报文前所发送的数据报文计数值。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述数据发送模块一次至少发送两个OAM报文，包括一个时间标签OAM报文和一个计数标签OAM报文，所述计数标签OAM报文携带所述计数标签OAM报文前第N个时间标签OAM报文发送前所发送的数据报文的计数值。
7.一种丢包率检测系统，其特征在于，包括：
发送端：发送数据报文和OAM报文，将OAM报文发送前所发送的数据报文的发送量写入所述OAM报文后第N个OAM报文中，其中N为大于等于1的正整数；
接收端：接收数据报文和OAM报文，根据接收到的数据报文量与OAM报文携带的计数值计算丢包率。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，发送端一次发一个OAM报文，所述OAM报文携带所述OAM报文前第N个OAM报文前所发送的数据报文计数值，接收端根据OAM报文中携带的计数值与接收端检测时间内实际收到的数据报文量计算丢包率。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，发送端一次至少发送两个OAM报文，包括一个时间标签OAM报文和一个计数标签OAM报文，时间标签OAM报文用于界定时间，所述计数标签OAM报文携带所述计数标签OAM报文前第N个时间标签OAM报文发送前所发送的数据报文的计数值，接收端根据计数标签OAM报文中携带的计数值与接收端检测时间内实际收到的数据报文量计算丢包率。
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