CN102387039A

CN102387039A - 一种分析以太网具体丢包分布状态的方法

Info

Publication number: CN102387039A
Application number: CN2011103281179A
Authority: CN
Inventors: 孙光跃; 冀建伟; 齐敏; 左新
Original assignee: China General Nuclear Power Corp; China Techenergy Co Ltd
Current assignee: China General Nuclear Power Corp; China Techenergy Co Ltd
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2012-03-21

Abstract

本发明公开一种分析以太网具体丢包分布状态的方法，包括如下步骤：步骤1、在发送方设置一个自动循环的整数值并随周期向接收方发送；步骤2、接收方接收随周期发送的整数值并计算相邻两次周期的整数值差值，同时将结果存储到临时分析存储区；步骤3、在整数值循环周期结束时，对临时分析存储区中的数据进行分析并将分析结果转储到常规数据区，同时清除临时分析存储区的数据以接收下一个循环的差值数据。本方法不仅能够统计一定时间内的丢包情况，还能统计丢包分布，对应错包等情况。

Description

一种分析以太网具体丢包分布状态的方法

技术领域

本发明涉及网络通信，具体涉及一种获取并分析网络通信过程中具体丢包状况的方法。

背景技术

有些控制系统对网络传输有严格的安全性要求，需要严格控制网络传输过程中数据包的错误率，其中网络数据传输过程中的丢包率是一个很重要的性能指针。目前对网络数据传输的丢包率统计方式较常用的是用计算机软件(如ethereal)在交互双方的某一方抓包，然后由操作者观察数据包的接收情况，或者仅统计整个传输过程中丢包的个数来得出丢包率。上述统计方法存在以下弊端：整个过程中的丢包率统计，只能得出此段时间内总的丢包率，而不能了解具体丢包时所对应的时间点，也就不能了解丢包的分布情况，导致可能出现长时间统计结果总体丢包率很低，但是在某一个时间点却发生集中性丢包的情况，这种状况对控制系统来说是存在风险的。此外计算机软件本身依靠操作系统运行，其响应时间及可靠性方面要受到操作系统的影响。而完全采用第三方工具(如：思博伦)又缺乏足够的灵活性。即使用计算机软件来粗略统计或者通过第三方思博伦工具来统计。

发明内容

为了了解网络传输过程中数据包丢包的具体分布状况，本发明提供一种利用周期循环的数值变化来确认丢包具体分布的方法，具体方案如下：一种分析以太网具体丢包分布状态的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、在发送方设置一个自动循环的整数值并随周期向接收方发送；

步骤2、接收方接收随周期发送的整数值并计算相邻两次周期的整数值差值，同时将结果存储到临时分析存储区；

步骤3、在整数值循环周期结束时，对临时分析存储区中的数据进行分析并将分析结果转储到常规数据区，同时清除临时分析存储区的数据以接收下一个循环的差值数据。

为控制循环的时间：所述步骤1中的整数值为32位无符号整数类型的数字，循环方式为每周期加1，在达到最大值时后翻转。

为提供更详细时间段的丢包情况：所述接收方中设置有一个小周期循环值，小周期循环值自身循环一个周期所用的时间小于发送方中整数值自身循环一个周期所用的时间，接收方以小周期循环值为单位对临时分析存储区中的数据进行阶段分析，并将生成的统计信息转储到常规数据区。

为观察方便：所述临时分析存储区支持即时结果分析输出。

为了综合统计：所述步骤3中的常规存储区用于二次预定条件的统计，并显示或输出相应结果。

为详细了解具体的网络状况：所述分析包括总统计次数、总丢包次数、最小丢包间隔周期数、最大丢包间隔数或本次丢包间隔数的分析。

本发明利用周期递增的整数值来确认数据包传送过程中是否发生丢包现象，利用接收到的前后循环整数值之间的差值，即能够确定那个时间段发生了丢包，丢包量是多少，根据记录的数据能够设定各种统计条件，为避免或减少丢包现象提供修正依据。本方法支持即时统计，以方便了解任何时间段的丢包情况。同时可将整个分析过程划分为多个时间段，以生成局部时间的统计表，使分析结果多样化。此外本方法不仅仅统计一定时间内的丢包情况，还能统计丢包分布，对应错包等情况也可以应用。本方法不但能够使用户了解到丢包的高峰期，还能了解平稳传输数据包的时间段，使用户能够针对性的做出有利于自身的网络传输时间表。本方法完全满足了核电站DCS操作系统中的要求。

附图说明

图1本发明的工作流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本方法的具体步骤和分析过程如下：

101、在发送方设置一个自动循环的整数值并随周期向接收方发送；

为避免统计过程受外界因素的影响，如：操作系统，本方法首先在数据包的发送方设置一个固定运行的周期，再根据所需要统计的时间设置一个tick值，这个tick值是一个32位的无符号的整数类型的整数值，此整数值随周期不间断的向接收方发送，tick作为协议的链路层数据在网络中传输，整数值随着周期的运行数值自动循环递增，本方法将每次递增的值设为1，当整数值递增到最大值后进行翻转，重新开始循环。

可以将一次循环作为一次分析过程，也可以将多次循环的结果作为一次分析过程。

102、接收方接收随周期发送的整数值并计算相邻两次周期的整数值差值，同时将结果存储到临时分析存储区；

在数据包的接收方以发送方相同的周期接收传送的整数值，同时进行计算，即用当前接收到的整数值减去前一次接收到的整数值，并将差值存储到在接收方设置的临时分析存储区中。这里的周期与发送方一致，但并不需要同步，只要能够接收到发送方每个周期的数据即可。临时分析存储区仅用来保存每个循环中所产生的数据，可以是经过筛选或符合一定条件的数据。接收方的程序并不管具体数据包的接收情况，而仅负责整数值的接收。

103、在整数值循环周期结束时，对临时分析存储区中的数据进行分析并将分析结果转储到常规数据区，同时清除临时分析存储区的数据以接收下一个循环的差值数据。

当整数值循环一周时，对临时分析存储区中的数据进行统计以分析此段时间内的网络状态，其中分析的条件包括总统计次数、总丢包次数、最小丢包间隔数、最大丢包间隔数、本次丢包间隔数等，也可以根据不同的需求再设定其它的分析条件，分析完成后将分析结果转储到常规存储区，留作最终的汇总分析，同时对临时分析存储区的数据进行清除，以存储下一个整数值循环期内的数据。

根据上述统计条件即可得到在一个整数值循环时间内发生了多少次丢包、丢包的具体时间点、每次丢包的数量等相关相息，而根据上述结果就可以推出相应时间段内数据包的丢包情况，因为接收方如果没有接到某个周期的整数值，说明发生了失包，而同时传输的数据包也会发生同样的丢包情况，如：当差值为1时表示没有丢包，当目前整数值与前一个整数值的差值为20时，则表示在对应的20个周期时间内发生了丢包现象，再确认此段周期的时间即可知道明确的丢包时间点。因此根据差值的大小就可以确定在数据的传输过程中哪段时间丢包率最高，哪段时间没有丢包等信息。

为了更方便的获取某个时间段内的数据包丢包情况，本方法在接收方设置一个小周期循环值，小周期循环值自身循环一个周期所用的时间小于发送方中整数值自身循环一个周期所用的时间。小周期循环值同样随接收方的周期进行递增，当小周期循环值完成一个循环时，接收方即对临时分析存储区中的数据进行一次分析，并按统计条件生成相应的统计表转储到常规存储区。小周期循环值可以根据用户需要设为整数值的1/n，这样能够使用户了解更具体时间段的丢包情况。

本方法支持即时统计输出和循环完成时的统计输出。

以下为分析时用到的主要数据结构：

第一个数据结构为丢包实时内存结构体，第二个数据结构为临时分析存储区数据结构，记录了综合统计信息。

分析的统计数据可以反映实时的丢包情况，并且反映了丢包的综合分析情况，如果达到设定的统计次数，统计数据会全部打印出来。

Claims

1.一种分析以太网具体丢包分布状态的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中的整数值为32位无符号整数类型的数字，循环方式为每周期加1，在达到最大值时后翻转。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收方中设置有一个小周期循环值，小周期循环值自身循环一个周期所用的时间小于发送方中整数值自身循环一个周期所用的时间，接收方以小周期循环值为单位对临时分析存储区中的数据进行阶段分析，并将生成的统计信息转储到常规数据区。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述临时分析存储区支持即时结果分析输出。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的常规存储区用于二次预定条件的统计，并显示或输出相应结果。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析包括总统计次数、总丢包次数、最小丢包间隔周期数、最大丢包间隔数或本次丢包间隔数的分析。