CN102843276B - 一种分布式部署的网络时延采集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分布式部署的网络时延采集方法，目的是解决如何提高网络时延采集的实时性和准确性的问题。本发明通过选择合适的探测算法和提高探测频率来保证探测的准确性；通过采用分布式的部署方式来保证时延数据探测的实时性。本发明包括以下步骤：分布式的部署方式，提高探测效率；时延探测的算法，包括简单网络和冗余网络；探测的频率，每5分钟探测多次，最后进行计算，提高探测的准确性。通过本发明的技术，在保证探测大量链路时延的实时性的同时，通过5分钟内的多次探测提高了时延采集的准确性。

Description

一种分布式部署的网络时延采集方法
技术领域
本发明涉及一种支持分布式部署的网路时延采集技术。
背景技术
计算机网络时延概念是指一个报文或分组从一个网络的一端传送的另一个端所需要的时间。它包括了发送时延，传播时延，处理时延，排队时延。（时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延）一般来说发送时延与传播时延是我们主要考虑的，而传统的网管产品一般并没有网络时延这个指标，也不具备网络时延探测的能力。
发明内容
本发明的目的在于针对传统网管产品不支持网络时延探测的弱点，提出的一种分布式部署的网络时延采集方法，以用于大数据量的网络时延探测。
本发明采用ICMP协议进行数据包探测的技术路线。
ICMP是（Internet Control Message Protocol）Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议栈的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。
本发明可以对Internet上任意节点(node)间延迟的时间进行测量。程序送出特定TTL值的Echo Request消息，让中继的Router送回Time Exceeded消息，并记录数据包往返的时间，算出每一条链路间网络延迟的状况。
本发明支持两种网络环境下时延状况的探测。
1、简单网络环境：
如图一所示，Router1至Router2是两点间的正常路径。假设我们需要探测router1和router2之间的链路的时延状态，首先我们向router1这端的IP发送ICMP数据包，记录从送出ICMP 数据包至收到「Time Exceeded Message」消息的时间，就是往返Router1 所需要的时间。
如图二所示，程序再向router2这端的IP送出ICMP数据包，程序收到Router2 的「Time Exceeded Message」消息。将探测点到Router2 间的延迟时间，减去探测点与Router1 间的延迟时间，便是Router1 与Router2 之间这条链路的延迟时间。这样，便完成了一条链路的时延状况的探测。
2、冗余网络环境：
利用LSRR(Loose Source Route)的功能可以帮助程序指定数据包通过的路径，就可以测量出冗余网络中任意两点间的延迟时间。LSRR 可以实现指定封包必须先通过哪些网络节点，才到达指定的目的网络节点，指定通过节点的IP 地址 会被依次放在IP包头(IP Header)中的选择项(option)内。传送数据包的路由器会读取选择项(option)信息并按序传送数据包。
如图三所示，要测量节点A 到节点B 的延迟时间，程序先分别测量出节点S(自己)到节点A的延迟时间X和节点S到节点B的延迟时间Y。再送出一个ICMP数据包，指定路径通过A 再到达B，则他会通过图三箭头指示的路线回到节点S，设延迟时间为Z。则Z-Y-X即是节点A至节点B的延迟时间。
在整个探测的过程中，记录下每台设备的通断情况。
探测工具可以分布式地部署在不同的节点上，并由一个管理中心进行配置、管理和控制。每个节点上的探测工具分别负责一部分的链路时延状况的探测任务，以便保证大数据量的探测实时性。
本发明的有益效果为：本发明用于数据量大的时候，仍能保证链路时延数据的高速探测，分布式部署中的各个节点分布式的探测链路时延，并发送探测数据。本发明实现了可以支持多节点分布式方式部署的网络时延探测系统，在提供网络时延探测能力的基础上，极大地提供了探测的效率，保证大数据量的网络时延探测也能有比较好的实时性。
附图说明
图1为简单网络环境下一条链路的时延状况探测示意图一。
图2为简单网络环境下一条链路的时延状况探测示意图二。
图3为冗余网络环境下时延状况探测示意图。
具体实施方式
举一具体实例对本发明的分布式部署和探测技术做进一步说明。
假定有一千个探测点需要探测，根据探测服务器的处理能力，本发明可以分布式的部署三到四个探测系统，每个探测系统并行地负责其中一部分的探测点的探测。
探测系统根据网络环境，选择合适的探测算法，对探测点进行时延状况以及设备通断情况进行探测，在5分钟内探测5次，即平均1分钟探测一次，然后根据加权平均的算法，计算出一个时延值，作为该探测点的时延状况。
最后，探测系统将所有探测点的时延状况和设备的通断情况统一发送出去，完成时延状况的探测。当连续三次出现状态异常状况时，生成告警信息，并发送出去。当生成告警信息后、又连续三次出现状态正常状况时，生成告警恢复信息，并发送出去。上述状态异常状况，是指时延状况值大于预先设定的阀值；上述状态正常状况，是指时延状况值小于预先设定的阀值。

Claims (1)

1.一种分布式部署的网络时延采集方法，其特征在于：
针对简单网络，通过分别探测物理连接两端的网络节点，得到两个时延值，计算其差值，得到两个网络节点之间的网络时延；
针对复杂冗余网络，利用ICMP包与LSRR探测方法，探测每条路由路径上节点的时延值，利用三角回路差值法计算出每两个网络节点之间的网络时延；
所述三角回路差值计算时延的方法为：设探测源点为S，待测量的节点分别为A和B，则当要测量节点A 到节点B 的延迟时间时，先分别测量出探测源点S到节点A的延迟时间X和节点S到节点B的延迟时间Y，再送出一个ICMP数据包，指定路径通过A 再到达B，通过一个三角路线回到节点S，设延迟时间为Z，则Z-Y-X即是节点A至节点B的延迟时间；
探测时，探测工具分布式地部署在不同的节点上，并由一个管理中心进行配置、管理和控制，每个节点上的探测工具分别负责一部分的链路时延状况的探测任务。
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