CN103581044A - 一种流量统计方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种流量统计方法和装置，其中所述方法包括：根据收到的报文的五元组信息新建一连接；若报文与预配置的流量统计类型的策略相匹配，则在新建的所述连接上记录匹配的流量统计类型的策略的ID值；根据所述ID值，采用哈希算法，从预设的流量统计类型管理表中的哈希表上找到对应的统计元，进行相应的流量统计。本发明通过在报文经过设备时，首先匹配各种统计类型的策略，匹配中ID值会被记录到连接上，再通过哈希算法，即可找到对应的统计元，直接记录流量的参数，后续报文匹配到相同的连接，就可找到对应的统计元，进行流量统计，不用对每个报文都进行策略匹配，提高了统计效率，又有利于方便管理统计类型，实现了高效、灵活的流量统计。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种流量统计方法和装置。
背景技术
众所周知，随着人类通过网络进行信息交流的增加，在数据通信网络中，网络连接复杂性越来越高。小区用户和企业网接入互联网后，通过互联网服务提供商建立跨地区连接的应用正在变得越来越普遍。目前实际应用中，网络设备中的流量统计在通信网有着非常重要的作用，运营商可凭借该功能和QoS（服务质量）共同实现用户网络的管理、计费；同时，通过流量统计进行控制能有效地利用通信系统的资源，同时也能保障通信系统的稳定运行，满足客户对服务质量的需求。例如：在互联网中，有时由于服务器处理过多的包会导致服务器性能降低，如果通过流量统计进而进行控制，则可以保证服务器不过载。
现有技术中存在一些流量统计分析的方法，假设针对源IP地址作统计分析，则将具有相同IP的流数量、包数量和字节数量各自累加起来，这个过程成为聚合，而IP地址则称为聚合项目，其他的聚合项目还有UDP/TCP目的端口、UDP/TCP源端口、输入接口、输出接口、IP协议、源地址前缀、目的地址前缀等。
在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：目前，由于网络流量的数据非常庞大，而且做聚合处理的时候除了对当前处理结果在内存中缓存外，还要不断对结果数据进行计算和更新，所以现有的统计方法存在着统计数据量庞大、工作效率低和工作时间长的缺点。同时，还存在着对大量不需要统计的数据包也进行统计，白白浪费系统资源的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种流量统计方法和装置，其能够提高统计效率，又有利于方便管理统计类型，实现了高效、灵活的流量统计。
本发明采用以下技术方案：
第一方面本发明提出一种流量统计方法，包括：
新建连接步骤：根据收到的报文的五元组信息新建一连接；
策略ID记录步骤：若报文与预配置的流量统计类型的策略相匹配，则在新建的所述连接上记录匹配的流量统计类型的策略的ID值；
映射统计步骤：根据所述ID值，采用哈希算法，从预设的流量统计类型管理表中的哈希表上找到对应的统计元，进行相应的流量统计；
匹配统计步骤：若后续收到的报文与所述连接相匹配，则根据所述连接上记录的所述ID值，采用哈希算法，找到所述对应的统计元，进行相应的流量统计。
优选地，所述新建连接步骤之前，还包括；创建统计类型管理表，并给每种流量统计类型分配对应的哈希表，配置流量统计类型的策略，将策略的ID值通过哈希算法映射到所述哈希表。
优选地，若后续收到的报文与所述连接不匹配，则执行新建连接步骤、策略ID记录步骤和映射统计步骤对该后续收到的报文完成相应处理。
优选地，所述五元组信息包括：源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和协议号。
优选地，所述流量统计类型包括：策略的流量统计、接口的流量统计和/或基于用户的流量统计。
优选地，所述流量统计类型管理表中流量统计类型通过分配的一个连续数组来管理，能够在数组中添加新的流量统计类型，并在流量统计类型管理表中为该新的流量统计类型分配一对应的哈希表。
优选地，每个哈希节点是一个统计元，所述统计元记录流量大小、报文个数、流量速率或报文速率。
优选地，一个报文能匹配多个流量统计类型的策略。
第二方面本发明提出一种流量统计装置，包括：
新建连接单元，用于根据收到的报文的五元组信息新建一连接；
策略ID记录单元，用于若报文与预配置的流量统计类型的策略相匹配，则在新建的所述连接上记录匹配的流量统计类型的策略的ID值；
映射统计单元，用于根据所述ID值，采用哈希算法，从预设的流量统计类型管理表中的哈希表上找到对应的统计元，进行相应的流量统计；
匹配统计单元，用于若后续收到的报文与所述连接相匹配，则根据所述连接上记录的所述ID值，采用哈希算法，找到所述对应的统计元，进行相应的流量统计。
优选地，所述装置还包括：创建单元，用于创建统计类型管理表，并给每种流量统计类型分配对应的哈希表；配置单元，配置流量统计类型的策略，将策略的ID值通过哈希算法映射到所述哈希表。
优选地，所述装置还包括：匹配处理单元，用于若后续收到的报文与所述连接不匹配，则通过所述新建连接单元、策略ID记录单元和映射统计单元对该后续收到的报文完成相应处理。
优选地，所述五元组信息包括：源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和协议号。
优选地，所述流量统计类型包括：策略的流量统计、接口的流量统计和/或基于用户的流量统计。
优选地，所述流量统计类型管理表中流量统计类型通过分配的一个连续数组来管理，能够在数组中添加新的流量统计类型，并在流量统计类型管理表中为该新的流量统计类型分配一对应的哈希表。
优选地，每个哈希节点是一个统计元，所述统计元记录流量大小、报文个数、流量速率或报文速率。
优选地，一个报文能匹配多个流量统计类型的策略。
本发明提供的技术方案带来的有益效果：
本发明通过在报文经过设备时，首先匹配各种统计类型的策略，匹配中ID值会被记录到连接上，再通过哈希算法，即可找到对应的统计元，直接记录流量的参数，后续报文匹配到相同的连接，就可找到对应的统计元，进行流量统计，不用对每个报文都进行策略匹配，提高了统计效率，又有利于方便管理统计类型，实现了高效、灵活的流量统计。
附图说明
图1是本发明实施例提供的流量统计方法第一个实施例的方法流程图；
图2是本发明实施例提供的统计类型管理表与哈希表对应的数据存放关系示意图；
图3是本发明实施例提供的流量统计方法第二个实施例的方法流程图；
图4是本发明实施例提供的流量统计装置第一个实施例的方法流程图；
图5是本发明实施例提供的流量统计装置第二个实施例的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
请参考图1，其是本发明实施例提供的流量统计方法第一个实施例的方法流程图。本实施例的流量统计方法可应用于各种网络设备，包括路由器，防火墙等。
该流量统计方法，包括：
S101、新建连接步骤：根据收到的报文的五元组信息新建一连接。
从报文的报头中可以提取的信息包括：源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口、协议号、输入接口、输出接口、源地址前缀、目的地址前缀、IP ToS（type of service，服务类型），根据这些信息进行聚合操作，来实现流量统计。五元组信息可以是上述信息中五种的各种组合，本发明优选源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口、协议号作为五元组信息。所述连接上记录了五元组、入接口、出接口等信息，表明了报文源地址和目的地址的连接。
S102、策略ID记录步骤：若报文与预配置的流量统计类型的策略相匹配，则在新建的所述连接上记录匹配的流量统计类型的策略的ID值；
报文经过设备时，匹配到不同的策略，就形成了不同的统计类型，例如匹配到ACL（access control list，访问控制列表）属于策略的流量统计，报文的出、入接口流量统计属于接口的流量统计，还有报文的源地址匹配到配置用户的IP地址属于基于用户的流量统计。每种流量统计类型下对应了多种流量统计策略，如按照用户统计的策略，用户统计的IP地址与报文的源地址比较，如果相等就是相匹配，用户的ID就会记录到连接上；如按照接口统计的策略接口统计，连接上保存报文的入接口和出接口的ID值。
其中，一个报文能匹配多个流量统计类型的策略。
S103、映射统计步骤：根据所述ID值，采用哈希算法，从预设的流量统计类型管理表中的哈希表上找到对应的统计元，进行相应的流量统计；
哈希表（Hash table，也叫散列表），是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。
具体地，本发明实施例中通过连接上记录的ID值，采用哈希算法，得出哈希键值，从预设的流量统计类型管理表中的哈希表上找到对应的统计元，将流量的参数记录到统计元中进行统计。所述统计元记录流量大小、报文个数、流量速率、报文速率等信息。
根据策略可知对应的不同的统计类型，统计类型与哈希表对应的数据存放关系，如附图2所示。
S104、匹配统计步骤：若后续收到的报文与所述连接相匹配，则根据所述连接上记录的所述ID值，采用哈希算法，找到所述对应的统计元，进行相应的流量统计。
后续经过设备的报文，如果匹配到已经建立好的连接，就直接通过连接上记录的流量统计类型的策略的ID，哈希到统计元，进行统计，不需要对每个报文都进行策略匹配。
综上，本发明实施例通过匹配各种统计的类型的策略，匹配中策略的ID值会被记录到连接上，再通过哈希算法，即可找到对应的统计元，直接记录流量的参数，后续报文匹配到相同的连接，就可找到对应的统计元，进行流量统计，不用对每个报文都进行策略匹配，提高了统计效率，又有利于方便管理统计类型，实现了高效、灵活的流量统计。
请参考图2，其是本发明实施例提供的统计类型管理表与哈希表对应的数据存放关系示意图。
如图2所示，采用连续数组统一管理统计类型，，其中每个统计类型下分配一个哈希表，形成流量统计类型管理表，哈希表的大小由所支持的统计策略规格决定，每个哈希节点是一个统计元，记录流量大小、报文个数、流量速率、报文速率等。如果需要再添加新的统计类型，只需要在管理表里添加一个统计类型，并在分配一个对应的哈希表，即可管理这种类型的统计。当报文经过设备时，首先匹配各种统计类型的策略，匹配中ID值会被记录到连接上，再通过哈希算法，即可找到对应的统计元，直接记录流量的参数，后续报文匹配到相同的连接，就可找到对应的统计元，进行流量统计，不用对每个报文都进行策略匹配，提高了统计效率，又有利于方便管理统计类型，实现了高效、灵活的流量统计。
请参考图3，其是本发明实施例提供的流量统计方法第二个实施例的方法流程图。本实施例与方法第一个实施例的主要区别在于，进一步说明了流量统计类型管理表的创建，以及若后续收到的报文与所述连接不匹配时，将采取的操作。
该流量统计方法，包括：
步骤S301、创建统计类型管理表，并给每种流量统计类型分配对应的哈希表，配置流量统计类型的策略，将策略的ID值通过哈希算法映射到所述哈希表。
具体地，本发明实施例中，设备创建统计类型管理表，为其中每种流量统计类型分配一张哈希表，配置流量统计类型的策略，将配置策略通过ID值来区分，将策略的ID值通过哈希算法映射到所述哈希表，以便统计元的数据记录。
步骤S302、根据收到的报文的五元组信息新建一连接。
步骤S303、判断报文与预配置的流量统计类型的策略是否相匹配。
步骤S304、若是，则在新建的所述连接上记录匹配的流量统计类型的策略的ID值。
具体地，本发明实施例中，当设备接收到第一个报文时，通过报文的五元组建立一连接，匹配不同流量统计类型的策略，如果匹配上了，策略的ID值被记录到连接上。每种流量统计类型下对应了多种流量统计策略，一个报文可以匹配多个流量统计类型的策略。
步骤S305、若否，则忽略对该报文的流量统计。
步骤S306、根据所述ID值，采用哈希算法，从预设的流量统计类型管理表中的哈希表上找到对应的统计元，进行相应的流量统计。
本发明实施例中如果需要再添加新的统计类型，只需要在管理表里添加一个统计类型，并在分配一个对应的哈希表，即可管理这种类型的统计。流量统计类型与哈希表对应的数据存放关系，如附图2所示。
步骤S307、判断后续收到的报文与所述连接是否相匹配。
步骤S308、若匹配，则根据所述连接上记录的所述ID值，采用哈希算法，找到所述对应的统计元，进行相应的流量统计。
具体地，本发明实施例中后续经过设备的报文，如果匹配到已经建立好的连接，就直接通过连接上记录的流量统计类型的策略的ID值，哈希到统计元，直接记录流量的参数进行流量统计，避免了对每个报文都进行策略匹配，提高了统计效率。
步骤S309、若不匹配，则返回步骤S302～S306对该后续收到的报文完成相应处理。
如果没有匹配到连接，则视本报文为可能匹配其他流量统计类型的策略的第一个报文，新建连接，与预置的预配置的流量统计类型的策略相匹配，如果匹配到某些策略，则在新建连接上记录匹配的策略的ID值，根据该ID值，通过哈希算法到哈希表中找到对应统计元进行统计。
综上，本发明实施例通过匹配各种统计的类型的策略，匹配中策略的ID值会被记录到连接上，再通过哈希算法，即可找到对应的统计元，直接记录流量的参数，后续报文匹配到相同的连接，就可找到对应的统计元，进行流量统计，也可针对后续报文进行连接创建，不用对每个报文都进行策略匹配，提高了统计效率，又有利于方便管理统计类型，实现了高效、灵活的流量统计。
以下为本发明实施例提供的流量统计装置的实施例。流量统计装置的实施例与上述的流量统计方法实施例属于同一构思，流量统计装置的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述流量统计方法实施例。
请参考图4，其是本发明实施例提供的流量统计装置第一个实施例的结构方框图。该流量统计装置，包括如下内容：
新建连接单元401，用于根据收到的报文的五元组信息新建一连接；
策略ID记录单元402，用于若报文与预配置的流量统计类型的策略相匹配，则在新建的所述连接上记录匹配的流量统计类型的策略的ID值；
统计处理单元，用于完成不同情况下的流量统计，包括映射统计单元403和匹配统计单元404。
映射统计单元403，用于根据所述ID值，采用哈希算法，从预设的流量统计类型管理表中的哈希表上找到对应的统计元，进行相应的流量统计；
匹配统计单元404，用于若后续收到的报文与所述连接相匹配，则根据所述连接上记录的所述ID值，采用哈希算法，找到所述对应的统计元，进行相应的流量统计。
其中，所述五元组信息包括：源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和协议号。所述统计类型包括：策略的流量统计、接口的流量统计和/或基于用户的流量统计。
其中，每个哈希节点是一个统计元，所述统计元记录流量大小、报文个数、流量速率或报文速率。
综上，本发明实施例通过匹配各种统计的类型的策略，匹配中策略的ID值会被记录到连接上，再通过哈希算法，即可找到对应的统计元，直接记录流量的参数，后续报文匹配到相同的连接，就可找到对应的统计元，进行流量统计，不用对每个报文都进行策略匹配，提高了统计效率，又有利于方便管理统计类型，实现了高效、灵活的流量统计。
请参考图5，其是本发明实施例提供的流量统计装置第二个实施例的结构方框图。本实施例与装置第一个实施例的主要区别在于，进一步说明了流量统计类型管理表的创建，以及若后续收到的报文与所述连接不匹配时，将采取的操作。
该流量统计装置，包括：
创建单元501，用于创建统计类型管理表，并给每种流量统计类型分配对应的哈希表；
配置单元502，配置流量统计类型的策略，将策略的ID值通过哈希算法映射到所述哈希表。
新建连接单元503，用于根据收到的报文的五元组信息新建一连接；
策略ID记录单元504，用于若报文与预配置的流量统计类型的策略相匹配，则在新建的所述连接上记录匹配的流量统计类型的策略的ID值；
统计处理单元，用于完成不同情况下的流量统计，包括映射统计单元505和匹配统计单元506。
映射统计单元505，用于根据所述ID值，采用哈希算法，从预设的流量统计类型管理表中的哈希表上找到对应的统计元，进行相应的流量统计；
匹配统计单元506，用于若后续收到的报文与所述连接相匹配，则根据所述连接上记录的所述ID值，采用哈希算法，找到所述对应的统计元，进行相应的流量统计。
匹配处理单元507，用于若后续收到的报文与所述连接不匹配，则通过所述新建连接单元、策略ID记录单元和映射统计单元对该后续收到的报文完成相应处理。
具体地，本发明实施例中后续经过设备的报文，如果匹配到已经建立好的连接，就直接通过连接上记录的流量统计类型的策略的ID值，哈希到统计元；如果没有匹配到连接，则视为可能匹配其他流量统计类型的策略的第一个报文，新建连接，与预置的预配置的流量统计类型的策略相匹配，如果匹配到某些策略，则在新建连接上记录匹配的策略的ID值，根据该ID值，通过哈希算法到哈希表中找到对应统计元进行统计。
其中，如果需要再添加新的统计类型，只需要在管理表里添加一个统计类型，并在分配一个对应的哈希表，即可管理这种类型的统计。统计类型管理表与哈希表对应的数据存放关系，如附图2所示。
综上，本发明实施例通过匹配各种统计的类型的策略，匹配中策略的ID值会被记录到连接上，再通过哈希算法，即可找到对应的统计元，直接记录流量的参数，后续报文匹配到相同的连接，就可找到对应的统计元，进行流量统计，也可针对后续报文进行连接创建，不用对每个报文都进行策略匹配，提高了统计效率，又有利于方便管理统计类型，实现了高效、灵活的流量统计。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括存储器、磁盘或光盘等。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (16)
1.一种流量统计方法，其特征在于，包括：
新建连接步骤：根据收到的报文的五元组信息新建一连接；
策略ID记录步骤：若报文与预配置的流量统计类型的策略相匹配，则在新建的所述连接上记录匹配的流量统计类型的策略的ID值；
映射统计步骤：根据所述ID值，采用哈希算法，从预设的流量统计类型管理表中的哈希表上找到对应的统计元，进行相应的流量统计；
匹配统计步骤：若后续收到的报文与所述连接相匹配，则根据所述连接上记录的所述ID值，采用哈希算法，找到所述对应的统计元，进行相应的流量统计。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新建连接步骤之前，还包括；创建统计类型管理表，并给每种流量统计类型分配对应的哈希表，配置流量统计类型的策略，将策略的ID值通过哈希算法映射到所述哈希表。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：若后续收到的报文与所述连接不匹配，则执行新建连接步骤、策略ID记录步骤和映射统计步骤对该后续收到的报文完成相应处理。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述五元组信息包括：源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和协议号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流量统计类型包括：策略的流量统计、接口的流量统计和/或基于用户的流量统计。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流量统计类型管理表中流量统计类型通过分配的一个连续数组来管理，能够在数组中添加新的流量统计类型，并在流量统计类型管理表中为该新的流量统计类型分配一对应的哈希表。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个哈希节点是一个统计元，所述统计元记录流量大小、报文个数、流量速率或报文速率。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一个报文能匹配多个流量统计类型的策略。
9.一种流量统计装置，其特征在于，包括：
新建连接单元，用于根据收到的报文的五元组信息新建一连接；
策略ID记录单元，用于若报文与预配置的流量统计类型的策略相匹配，则在新建的所述连接上记录匹配的流量统计类型的策略的ID值；
映射统计单元，用于根据所述ID值，采用哈希算法，从预设的流量统计类型管理表中的哈希表上找到对应的统计元，进行相应的流量统计；
匹配统计单元，用于若后续收到的报文与所述连接相匹配，则根据所述连接上记录的所述ID值，采用哈希算法，找到所述对应的统计元，进行相应的流量统计。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括；
创建单元，用于创建统计类型管理表，并给每种流量统计类型分配对应的哈希表；
配置单元，配置流量统计类型的策略，将策略的ID值通过哈希算法映射到所述哈希表。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：匹配处理单元，用于若后续收到的报文与所述连接不匹配，则通过所述新建连接单元、策略ID记录单元和映射统计单元对该后续收到的报文完成相应处理。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述五元组信息包括：源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和协议号。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述流量统计类型包括：策略的流量统计、接口的流量统计和/或基于用户的流量统计。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述流量统计类型管理表中流量统计类型通过分配的一个连续数组来管理，能够在数组中添加新的流量统计类型，并在流量统计类型管理表中为该新的流量统计类型分配一对应的哈希表。
15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，每个哈希节点是一个统计元，所述统计元记录流量大小、报文个数、流量速率或报文速率。
16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，一个报文能匹配多个流量统计类型的策略。
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| CN201310540830.9A CN103581044A (zh) | 2013-11-04 | 2013-11-04 | 一种流量统计方法和装置 |
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