CN102035691A - 网络链路质量检测的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络链路质量检测的方法及装置。该方法包括：生成测试数据包，测试数据包携带测试路由中各节点的地址信息；根据测试路由中各节点的地址信息，测试数据包沿测试路由中的各节点传输；根据测试数据包的传输参数，获取测试路由的网络链路质量信息。本发明可以及时发现全网所有链路的性能质量问题，简化了检测方法。

Description

网络链路质量检测的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信行业的核心网技术领域，尤其涉及一种网络链路质量检测的方法及装置。

背景技术

IP网络作为运营商的主要承载网络，已经有越来越多的业务数据需要依靠遍布各地的IP网络来提供传输通道。随着IP网络分布越来越广、节点越来越多、延伸越来越长，针对IP网络的管理和质量检测工作难度越来越大。现有的IP网络管理和质量检测技术的应用主要有三种方式。

第一种是利用网络设备或者主机自身安装的代理，在发现设备、配置、协议、数据量等异常后通过SNMP协议向管理站上报异常信息；或者也可以是管理站定期轮询所有网络设备，获取某些数据信息后判断是否异常，以此达到对网络的管理和监控。上述方法应用最为广泛，部署方便，成本低，对硬件问题、网络接口中断、协议中断等故障能够做到很好的发现，但是不能对网络链路质量进行监控。

第二种是使用Ping测试，来检测对端设备的可达性。上述方法主要用于检测设备的可达性，典型的用法是从一个发起端测试全网所有节点的可达性。此方法能够及时发现设备脱网的故障，也能够从一定程度上反映从发起端到待测设备之间的链路质量，但是不能发现全网所有链路得质量问题。

第三种是通过在网络中部署测试仪表，通过在成对的测试仪表之间发送数据流并检测记录数据流的质量数据，以此达到对IP网络质量的检测。上述方法侧重于网络质量的检测，能够很好的检测出待测链路的各项性能指标，但缺点是部署复杂，成本高。此方法只能对成对测试仪表之间的链路质量进行检测。

上述第三种方法中，如果要实现对网络所有链路进行质量检测就存在N平方的问题，假设网络包括n个节点、m条链路，则需要部署n台测试仪，测试任务数最少为m、最大为(n²-n)/2。图1为待测网络的示意图。对于图1所示的网络，按照以前的方案要对图1的网络进行全链路测试，需要在A、B、C、D、E、F共6个节点部署6台测试仪。最少部署8个测试任务，分别测试：A-C，A-D，B-C，B-D，E-C，E-D，F-C，F-D共8条链路的性能数据。

现在一个骨干IP网络的节点数和链路数目可以达到数千甚至上万，在这样的一个大型的IP网络上，这个数量级的测试点和测试任务数对预算、人力耗费和网络本身都是不可承受的压力。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术网络链路质量检测方式中存在如下缺陷：测试方案不能快速有效的检测全网所有链路的传输质量，成本高。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术网络链路质量检测方式中，不能快速有效的检测全网所有链路的传输质量，成本高的缺陷，提出一种网络链路质量检测的方法及装置，以快速有效的检测全网所有链路的传输质量，降低成本。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种网络链路质量检测的方法，包括：生成测试数据包，测试数据包携带测试路由中各节点的地址信息；根据测试路由中各节点的地址信息，测试数据包沿测试路由中的各节点传输；根据测试数据包的传输参数，获取测试路由的网络链路质量信息。

本技术方案中，测试数据包为满足IPv4协议或IPv6协议的IP数据包。

本技术方案中，测试路由中各节点的地址信息位于测试数据包IP包头的源路由字段。

优选地，本技术方案中，测试路由中包含的节点多于或等于1个，少于或等于9个。

优选地，本技术方案中，测试数据包沿测试路由中各节点传输的步骤具体包括：测试数据包遍历测试路由中各节点后，到达测试终点；测试终点根据测试数据包，生成响应数据包；响应数据包沿测试路由的反向，向测试起点传输。

优选地，本技术方案中，当测试路由的网络链路质量低于预设参数时，获取测试路由的网络链路质量信息之后还包括：将测试路由拆分为若干分段路由；根据待测网络的拓扑结构，分别生成包括分段路由的各测试路由；对各测试路由，分别执行步骤A-步骤C；根据各测试数据包的传输参数，定位存在链路质量问题的节点或链路。

本技术方案中，传输参数包括丢包率，时延，和/或抖动参数。

为实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种网络链路质量检测的装置，包括：生成模块，用于生成测试数据包，测试数据包携带测试路由中各节点的地址信息；接收模块，用于接收遍历测试路由的各节点后的测试数据包；分析模块，用于根据测试数据包的传输参数，获取测试路由的网络链路质量信息。

本技术方案中，测试数据包为满足IPv4协议或IPv6协议的IP数据包；测试路由中各节点的地址信息位于测试数据包IP包头的源路由字段。

优选地，本技术方案中，当测试路由的网络链路质量参数低于预设参数时，还包括：路由模块，用于根据待测网络的拓扑结构，生成测试路由；拆分模块，用于将测试路由拆分为若干分段路由，指示路由模块分别生成包括若干分段路由的测试路由；定位模块，根据测试路由的链路质量信息，定位存在链路质量问题的节点或链路。

本发明各实施例中，在一次测试过程中，让测试数据包尽可能多的通过被测链路，从而反映出更多的链路质量问题。通过上述方法，本发明不但可以及时发现全网所有链路的性能质量问题，而且还极大的简化了检测方法，利用极低的成本就可以完成一个大规模IP网络的全网所有链路的质量检测。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为待测网络的示意图；

图2为本发明实施例一网络链路质量检测方法的流程图；

图3为本发明实施例四网络链路质量检测装置的示意图。结合附图在其上标记以下附图标记：

402-路由生成模块；404-测试起点模块；

406-测试分析模块；408-路由拆分模块；

410-故障定位模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

本实施例的要点是在一次测试过程中，让测试数据包尽可能多的通过被测链路，从而反映出更多的链路质量问题。本实施例中，使用了源路由技术，通过在IP数据包头的扩展选项-“源路由”字段中指定测试数据包的转发路径，达到了控制测试数据包实际传输路径的目的。

在全网设置一个测试点，在测试点发出测试数据包，可以是简单的ping测试数据包也可以是业务仿真数据流，在这些数据包的IP包头的源路由字段部分加入需要测试的链路上的各节点IP序列，通过对这些数据包的丢包、时延、抖动进行检测统计分析即可得出相对应的一系列链路的丢包、时延和抖动等性能数据。

图2为本发明实施例一网络链路质量检测方法的流程图。如图2所示，本实施例包括：

步骤S102：测试起点生成测试数据包，测试数据包携带测试路由中各节点的地址信息；

步骤S104：根据测试路由中各节点的地址信息，测试数据包沿测试路由中的各节点传输；

步骤S106：根据测试数据包的传输参数，获取测试路由的网络链路质量信息。

本实施例中，测试路由中的中间节点可以是回环地址也可以是接口地址，分别用于测试逻辑路由和实际物理链路。测试路由中各节点的地址信息位于测试数据包IP包头的源路由字段。测试起点和测试终点为不同节点，或测试起点和测试终点为同一节点。链路质量参数包括丢包率，时延，和/或抖动参数。

本实施例中，步骤S102之前，还可以包括：根据待测网络的拓扑结构，生成测试路由。上述生成测试路由的步骤，既可以由计算机自动完成，也可以由人工确定，其重点在于保证使用较少的数据包即可遍历待测网络的所有链路路径，利用单个测试点和极少的测试任务即可完成全网链路质量测试。

本实施例中，测试数据包为满足IPv4协议或IPv6协议的IP数据包。当IP数据包为满足IPv4协议的数据包，由于IP数据包头选项中加入的源路由节点数目有限制，最大值为9，对应的链路数为8，所以一个拥有n个节点、m条链路的IP网络来说，只需要单个测试点、m/8个测试任务即可实现对全网的所有链路的性能测试。用户可以根据需要选择链路中包含的节点数，可以为9个、7个、5个，2个，1个或根据需要自由选择。

步骤S104中，测试数据包沿测试路由中各节点传输的步骤具体包括：测试数据包遍历测试路由中各节点后，到达测试终点；测试终点根据测试数据包，生成响应数据包；响应数据包沿测试路由的反向，向测试起点传输。以图1所示的待测网络为例，对此网络进行全路径测试的具体方案为：在D点发出IP数据包，其中携带了源路由(IP地址序列为DACEDBCFD)，这个IP数据包的传递路径为D-A-C-E-D-B-C-F-D，在遍历了全部路径之后再返回D点，如果全网任意一条链路质量出现问题，都能及时反应出来。

本实施例中，不但可以及时发现全网所有链路的性能质量问题，而且还极大的简化了检测方法，利用极低的成本就可以完成一个大规模IP网络的全网所有链路的质量检测。

实施例二

本实施例将在实施例一的基础上，定位出现质量的节点或链路。本发明实施例二网络链路质量检测方法的流程包括：

步骤S202：根据待测网络的拓扑结构，生成测试路由；

步骤S204：测试起点生成测试数据包，测试数据包携带测试路由中各节点的地址信息；

步骤S206：根据测试路由中各节点的地址信息，测试数据包沿测试路由中的各节点传输；

步骤S208：根据测试数据包的传输参数，获取测试路由的网络链路质量信息；

步骤S210：当测试路由的链路质量参数是否低于预设参数，如果是，执行步骤S212，否则，流程结束：

步骤S212：将上述测试路由拆分为多个分段路由；

步骤S214：根据待测网络的拓扑结构，分别生成包括多个分段路由的多个测试路由；

步骤S216：对上述多个测试路由，分别执行步骤S204-步骤S208；

步骤S216：根据多个测试路由的链路质量信息，定位存在链路质量问题的节点或链路，流程结束。

本实施例在实施例一的基础上，不仅是获取该条测试路由的链路质量信息，而且可以根据多次测试的结果，具体定位出现故障的链路，本实施例具有实施例一的全部有益效果，并且能够快速定位故障，有利于进行网络维护。

实施例三

本实施例将对实施例二的方法进行详细说明。以图1所示的测试网络进行示例。测试数据包为ICMP ping测试包；测试部署点：D；测试路径：D-A-C-E-D-B-C-F；F为最终目的地，因为ping测试包在到达最终目的地也就是F点之后会生产ping回应数据包发给ping测试包的发起者(D)，所以路径中最后节点没有写上D，但是数据包在遍历完成后仍能回到D点。本实施例中，测试数据包不局限于ICMPping测试包，可以为任意IP数据包，测试起点和测试终点可以为同一节点，也可以分开设置。

测试方法：从D点发出ping测试数据包，依次到达A-C-E-D-B-C-F这几个节点，到达F点之后，F点检查此数据包为ping测试包，则生成响应数据包传递回数据包发起点(D点)。这就能够使得单个D点发起的数据包遍历全路径之后再次回到起点。如果全网任意一条链路质量出现问题，都能及时反应出来。

丢包率检测：从D点发起一个数据包，遍历全路径之后应该会收到最后一个节点F点发回的ping响应包。假设从D点一共发出100个数据包，收到90个回应包，则丢包率为10％。

丢包详细点检测：如果发现此路径丢包严重或者完全丢包，则可以将此检测路径进行分拆钻取。对于此方法：如果发现D-A-C-E-D-B-C-F这个路径不通或者丢包严重。则同时检测：D-A-C-E-D-B-C；D-A-C-E-D-B；D-A-C-E-D；D-A-C-E；D-A-C；D-A这6个路径。表1为检测路径与对应的丢包率。则由表1的结果可以判断，丢包位置很有可能出现在E到D之间的链路。本实施例中，为简化说明，去路由和回程路由不同，而由回程路由导致丢包的问题未纳入考虑，在实际使用中可以使用其他任务覆盖回程路由的测试。

表1  检测路径与对应的丢包率

检测路径	丢包率
		D-A-C-E-D-B-C	80％
D-A-C-E-D-B	80％
		D-A-C-E-D	80％
D-A-C-E	0％
		D-A-C	0％
D-A	0％

本实施例对实施例二的技术方案进行了具体阐述，本实施例具有上述实施例的全部有益效果，此处不再重述。

实施例四

图3为本发明实施例四网络链路质量检测装置的示意图。本实施例包括：生成模块404，用于生成测试数据包，测试数据包携带测试路由中各节点的地址信息；接收模块406，用于接收遍历测试路由的各节点后的测试数据包；分析模块408，用于根据测试数据包的传输参数，获取测试路由的网络链路质量信息。

本实施例中，测试路由中各节点的地址信息位于测试数据包IP包头的源路由字段。测试数据包为满足IPv4协议或IPv6协议的IP数据包。当测试数据包为满足IPv4协议的IP数据包，测试路由中包含的节点多于或等于1个，少于或等于9个。本实施例中，各模块可以位于不同的节点上，也可以位于同一节点。

本实施例中，当测试路由的链路质量参数低于预设参数时，网络链路质量检测装置还可以包括：路由模块402，用于根据待测网络的拓扑结构，生成测试路由；拆分模块410，用于将测试路由拆分为若干分段路由，指示路由模块分别生成包括若干分段路由的测试路由；定位模块412，根据测试路由的链路质量信息，定位存在链路质量问题的节点或链路。

本实施例实现的方法可以参照实施例一、实施例二、实施例三的相关说明，并具有上述实施例的全部有益效果，此处不再重述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟、光盘、网络节点、调度器等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (12)

1.一种网络链路质量检测的方法，其特征在于，包括：

步骤A：生成测试数据包，所述测试数据包携带测试路由中各节点的地址信息；

步骤B：根据所述测试路由中各节点的地址信息，所述测试数据包沿测试路由中的各节点传输；

步骤C：根据所述测试数据包的传输参数，获取所述测试路由的网络链路质量信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试数据包为满足IPv4协议或IPv6协议的IP数据包。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测试路由中各节点的地址信息位于所述测试数据包IP包头的源路由字段。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测试路由中包含的节点多于或等于1个，少于或等于9个。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试数据包沿测试路由中各节点传输的步骤具体包括：

所述测试数据包遍历所述测试路由中各节点后，到达测试终点；

所述测试终点根据所述测试数据包，生成响应数据包；所述响应数据包沿所述测试路由的反向，向测试起点传输。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，当所述测试路由的网络链路质量低于预设参数时，所述获取测试路由的网络链路质量信息之后还包括：

将所述测试路由拆分为若干分段路由；

根据待测网络的拓扑结构，分别生成包括所述分段路由的各测试路由；

对所述各测试路由，分别执行步骤A-步骤C；

根据所述各测试数据包的传输参数，定位存在链路质量问题的节点或链路。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述传输参数包括丢包率，时延，和/或抖动参数。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述测试起点生成测试数据包的步骤之前还包括：根据待测网络的拓扑结构，生成测试路由。

9.一种网络链路质量检测的装置，其特征在于，包括：

生成模块，用于生成测试数据包，所述测试数据包携带所述测试路由中各节点的地址信息；

接收模块，用于接收遍历所述测试路由的各节点后的测试数据包；

分析模块，用于根据测试数据包的传输参数，获取所述测试路由的网络链路质量信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述测试数据包为满足IPv4协议或IPv6协议的IP数据包；所述测试路由中各节点的地址信息位于所述测试数据包IP包头的源路由字段。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的装置，其特征在于，当所述测试路由的网络链路质量参数低于预设参数时，还包括：

路由模块，用于根据待测网络的拓扑结构，生成测试路由；

拆分模块，用于将所述测试路由拆分为若干分段路由，指示路由模块分别生成包括所述若干分段路由的测试路由；

定位模块，根据所述测试路由的链路质量信息，定位存在链路质量问题的节点或链路。

12.根据权利要求8-10中任一项所述的装置，其特征在于，所述传输参数包括丢包率，时延，和/或抖动参数。

Images