CN104683189B - 一种点对点协议会话的保活检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种点对点协议(PPP)会话的保活检测方法和装置。所述方法应用于PPP服务器，该方法包括：检测所述PPP服务器的会话负荷率；当所述会话负荷率超过预先设定的门限值时，在预定时间内针对各个PPP客户端不执行链路控制协议(LCP)Echo检测，并且分别检测各个PPP客户端在该预定时间内的流量；针对在所述预定时间内流量无变化的PPP客户端，执行LCP Echo检测；和/或，针对在所述预定时间内流量有变化的PPP客户端，继续不执行LCP Echo检测。

Description

一种点对点协议会话的保活检测方法和装置

技术领域

本发明涉及点对点协议(Point-to-Point Protocol，PPP)技术领域，特别是一种PPP会话的保活检测方法和装置。

背景技术

PPP是一种点对点的链路层协议。PPP主要通过拨号或专线方式建立点对点连接，能够提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。PPP目前已经成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的解决方案。

当在PPP客户端与PPP服务器之间建立PPP会话后，PPP服务器采用周期性的链路控制协议(Link Control Protocol，LCP)会话保活机制来检测PPP客户端。在默认情况下，PPP服务器每隔20s发送LCP Echo请求报文，并等待PPP客户端的LCP Echo应答报文。如果PPP服务器连续三个周期未接收到LCP Echo应答报文，则认为PPP客户端已下线，并释放相关资源。

然而，大规格的PPP客户端会周期性地形成较大的LCP Echo协议流，从而导致LCPEcho报文在PPP服务器存在延时处理的情况。而且，由于网络拥塞等原因还可能导致LCPEcho报文丢弃。无论是LCP Echo报文丢弃，还是LCP Echo报文延时处理，均会导致PPP服务器错误地判定PPP客户端已异常下线，并且错误地释放相关资源，从而影响PPP业务的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种PPP会话的保活检测方法和装置，提高PPP业务的稳定性。

本发明实施方式的技术方案如下：

根据本发明实施方式的一方面，提供了一种PPP会话的保活检测方法，所述方法应用于PPP服务器，

检测所述PPP服务器的会话负荷率；

当所述会话负荷率超过预先设定的门限值时，在预定时间内针对各个PPP客户端不执行LCP Echo检测，并且分别检测各个PPP客户端在该预定时间内的流量；

针对在所述预定时间内流量无变化的PPP客户端，执行LCP Echo检测；和/或，针对在所述预定时间内流量有变化的PPP客户端，继续不执行LCP Echo检测。

优选地，所述预定时间的时间长度与所述会话负荷率正相关。

优选地，所述检测PPP服务器的会话负荷率包括：

基于PPP服务器的每个物理端口的实时速率百分比以及端口会话条数，分别计算PPP服务器的每个物理端口的会话负荷率；

求和各个物理端口的会话负荷率，以获取所述PPP服务器的会话负荷率。

优选地，在预定时间内流量无变化包括：在所述预定时间内入方向流量无变化和在所述预定时间内出方向流量无变化。

优选地，该方法还包括：

当所述会话负荷率不超过所述预先设定的门限值时，针对各个PPP客户端执行LCPEcho检测。

根据本发明实施方式的另一方面，提供一种PPP会话的保活检测装置，所述装置应用于PPP服务器，该装置包括：

会话负荷率检测模块，用于检测所述PPP服务器的会话负荷率；

流量检测模块，用于当所述会话负荷率超过预先设定的门限值时，在预定时间内针对各个PPP客户端不执行LCP Echo检测，并且分别检测各个PPP客户端在该预定时间内的流量；

LCP检测模块，用于针对在所述预定时间内流量无变化的PPP客户端，执行LCPEcho检测；和/或，针对在所述预定时间内流量有变化的PPP客户端，继续不执行LCP Echo检测。

优选地，所述PPP服务器包括以太网上承载PPP协议PPPoE服务器或二层隧道协议网络服务器LNS。

优选地，会话负荷率检测模块，用于基于PPP服务器的每个物理端口的实时速率百分比以及端口会话条数，分别计算PPP服务器的每个物理端口的会话负荷率；求和各个物理端口的会话负荷率，以获取所述PPP服务器的会话负荷率。

优选地，所述预定时间的时间长度与所述会话负荷率正相关。

优选地，LCP检测模块，还用于当会话负荷率不超过预先设定的门限值时，针对各个PPP客户端执行LCP Echo检测。

在本发明中，基于PPP服务器的会话负荷率确定是否针对PPP客户端执行LCP Echo检测。而且，PPP服务器通过分析PPP客户端的流量变化情况控制LCP Echo检测的时机，针对性地检测部分流量无变化的PPP客户端的链路状态，从而减少LCP Echo协议流，提升PPP业务的稳定性。

附图说明

图1为根据本发明实施方式PPP会话的保活检测方法流程图；

图2为根据本发明实施方式PPP会话的保活检测状态机示意图；

图3为PPPoE组网架构示意图；

图4为图3所示组网中PPP会话的保活检测方法流程图；

图5为L2TP组网架构示意图；

图6为图5所示组网中PPP会话的保活检测方法流程图；

图7为根据本发明实施方式PPP会话的保活检测装置结构图。

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，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

在本发明实施方式中，提出一种PPP会话保活机制。基于PPP服务器的会话负荷率确定是否针对PPP客户端执行LCP Echo检测。而且，PPP服务器通过分析PPP客户端的流量变化情况控制LCP Echo检测的时机，针对性地检测部分流量无变化的PPP客户端的链路状态，从而减少LCP Echo协议流，提升PPP业务的稳定性。

图1为根据本发明实施方式PPP会话的保活检测方法流程图，该方法应用于PPP服务器。

如图1所示，该方法包括：

步骤101：检测PPP服务器的会话负荷率。

当PPP服务器的负载过大时，PPP服务器可能存在延时处理的情况。可以利用PPP服务器的会话负荷率衡量PPP服务器的负载状况。

PPP服务器通常具有至少一个物理端口。在一个实施方式中，基于PPP服务器的每个物理端口的实时速率百分比以及该端口上的会话条数，分别计算PPP服务器的每个物理端口的会话负荷率；然后再求和各个物理端口的会话负荷率，以获取PPP服务器的会话负荷率。

比如，假定PPP服务器具有3个物理端口，分别为物理端口1、物理端口2和物理端口3，其中物理端口1有4个会话，物理端口1的实时速率百分比为a；物理端口2有5个会话，物理端口2的实时速率百分比为b；物理端口3有6个会话，物理端口3的实时速率百分比为c，那么：PPP服务器的会话负荷率为：4a+5b+6c。

再比如，假定PPP服务器具有4个物理端口，分别为物理端口1、物理端口2、物理端口3和物理端口4，其中物理端口1有3个会话，物理端口1的实时速率百分比为a；物理端口2有4个会话，物理端口2的实时速率百分比为b；物理端口3有5个会话，物理端口3的实时速率百分比为c；物理端口4有6个会话，物理端口4的实时速率百分比为d那么：PPP服务器的会话负荷率为：3a+4b+5c+6d。

以上详细描述了基于物理端口的传输状况计算PPP服务器的会话负荷率的具体实施方式。本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。实际上，本发明实施方式还可以基于PPP服务器的CPU负载量、PPP服务器的内存负载量等指标来衡量PPP服务器的会话负荷率。

步骤102：当PPP服务器的会话负荷率超过预先设定的门限值时，在预定时间内针对各个PPP客户端不执行LCP Echo检测，并且分别检测各个PPP客户端在该预定时间内的流量。

在这里，当PPP服务器的会话负荷率超过预先设定的门限值时，认定PPP服务器会话负荷过重，因此在预定时间内针对各个PPP客户端不执行LCP Echo检测，从而降低LCPEcho协议流。

优选地，预定时间的时间长度与PPP服务器的会话负荷率正相关。也就是说，PPP服务器的会话负荷率越高，则针对各个PPP客户端不执行LCP Echo检测的预定时间越长。

而且，PPP服务器分别检测各个PPP客户端在该预定时间内的流量。每个PPP客户端与PPP服务器上的虚拟访问(Virtual Access，VA)接口相对应。PPP服务器统计VA接口在该预定时间内的入方向报文统计和出方向报文统计，以检测各个PPP客户端在该预定时间内的流量。表1为PPP服务器各个VA接口在预定时间内的流量统计示意表。

表1

由表1可见，在该预定时间内，VA接口4的入方向和出方向都没有报文流量。

步骤103：针对在预定时间内流量无变化的PPP客户端，执行LCP Echo检测；和/或，针对在预定时间内流量有变化的PPP客户端，继续不执行LCP Echo检测。

在这里，针对在预定时间内入方向和出方向都没有报文流量的PPP客户端，执行LCP Echo检测。PPP服务器向该在预定时间内流量无变化的PPP客户端发送LCP Echo请求报文，并等待该PPP客户端的LCP Echo应答报文。如果连续三个周期都不能够收到LCP Echo应答报文，则认为PPP客户端已下线，并释放该PPP客户端的相关资源。

针对在预定时间内流量有变化的PPP客户端，可以认定PPP客户端正常在线，因此继续不执行LCP Echo检测。

在一个实施方式中，当步骤102中PPP服务器的会话负荷率不超过预先设定的门限值时，此时认定PPP服务器的负荷不重，因此针对各个PPP客户端都执行LCP Echo检测。此时，PPP服务器向各个PPP客户端分别发送LCP Echo请求报文，并等待PPP客户端的LCP Echo应答报文。如果连续三个周期都不能够收到LCP Echo应答报文，则认为PPP客户端已下线，并释放该PPP客户端的相关资源。

图2为根据本发明实施方式PPP会话的保活检测状态机示意图。

由图2可见，PPP服务器针对PPP客户端具有两个会话保活模式，分别是执行周期性LCP Echo检测的会话保活模式(CycleLcpMode)以及不执行周期性LCP Echo检测的会话保活模式(FlowSampleMode)。由用户自行配置会话保活模式的切换门限值(payloadSwitchThreshold)。

当PPP服务器与PPP客户端之间的PPP会话协商成功时，状态机由开始(Init)状态进入CycleLcpMode状态。在CycleLcpMode中，首先获取PPP服务器在一个LCP Echo周期内的会话负荷率(payloadRealRatio)。

如果payloadRealRatio不超过门限值payloadSwitchThreshold，状态机保持CycleLcpMode模式，并分别针对各个PPP客户端执行LCP Echo检测。

如果payloadRealRatio超过门限值payloadSwitchThreshold，状态机由CycleLcpMode模式切换到FlowSampleMode模式。

当CycleLcpMode模式切换到FlowSampleMode模式时，根据payloadRealRatio计算FlowSampleMode模式的维持时间flowSampleHoldTime。如果payloadRealRatio越大，则flowSampleHoldTime也越大。

在FlowSampleMode模式中，PPP服务器进一步统计在flowSampleHoldTime时间内各个PPP客户端的流量。

如果flowSampleHoldTime时间内某PPP客户端的流量无变化，该PPP客户端的状态机回切到CycleLcpMode状态，PPP服务器针对该PPP客户端执行LCP Echo检测。LCP Echo检测具体包括：如果连续三个周期LCP Echo检测失败，认为该PPP客户端已下线，PPP服务器删除该PPP客户端的相应资源，而且该PPP客户端状态机由CycleLcpMode状态进入销毁(Destroy)状态。

如果flowSampleHoldTime时间内某PPP客户端流量的有变化，认定该PPP用户正常在线，此时PPP服务器针对该PPP客户端不执行LCP Echo检测。而且，PPP服务器重新计算此时的payloadRealRatio，如果最新计算的payloadRealRatio仍然超过门限值payloadSwitchThreshold，则重新计算flowSampleHoldTime，状态机继续维持FlowSampleMode状态；如果payloadRealRatio不超过门限值payloadSwitchThreshold，回切到CycleLcpMode状态。

可见，在FlowSampleMode模式下，若PPP客户端流量有变化，可认为PPP用户正常在线，不做链路保活检测，从而显著减小LCP Echo协议流，降低了PPP服务器的硬件需求，减少了PPP客户端下线的误判率，提升PPP业务的稳定性。

而且，在FlowSampleMode模式下，若PPP用户流量无变化，回切到CycleLcpMode模式，避免在PPP服务器上残留非在线用户的PPP会话资源。

可以将本发明实施方式应用到多种PPP组网架构中。比如，可以应用到PPPoE组网架构。

图3为PPPoE组网架构示意图。由图3可见，在PPPoE客户端和PPPoE服务器之间建立有PPP会话。

图4为图3所示组网中PPP会话的保活检测方法流程图，该方法应用于PPPoE服务器。该方法包括：

步骤401：检测PPPoE服务器的会话负荷率。

步骤402：判断PPPoE服务器的会话负荷率是否超过预先设定的门限值，如果是则执行步骤403及其后续步骤，否则执行步骤405并结束本流程。

步骤403：在预定时间内针对各个PPPoE客户端不执行LCP Echo检测，并且分别检测各个PPPoE客户端在该预定时间内的流量。

步骤404：针对在预定时间内流量无变化的PPPoE客户端，执行LCP Echo检测；针对在预定时间内流量有变化的PPPoE客户端，继续不执行LCP Echo检测；结束本流程。

步骤405：针对各个PPPoE客户端，执行LCP Echo检测。

还可以将本发明实施方式应用到L2TP组网架构。

图5为L2TP组网架构示意图。由图5可见，在远程客户端和L2TP网络服务器(LNS)之间建立有PPP会话。

图6为图5所示组网中PPP会话的保活检测方法流程图，该方法应用于LNS。该方法包括：

步骤601：检测LNS的会话负荷率。

步骤602：判断LNS的会话负荷率是否超过预先设定的门限值，如果是则执行步骤603及其后续步骤，否则执行步骤605并结束本流程。

步骤603：在预定时间内针对各个远程客户端不执行LCP Echo检测，并且分别检测各个远程客户端在该预定时间内的流量。

步骤604：针对在预定时间内流量无变化的远程客户端，执行LCP Echo检测；针对在预定时间内流量有变化的远程客户端，继续不执行LCP Echo检测；结束本流程。

步骤605：针对各个远程客户端，执行LCP Echo检测。

以上以PPPoE网络架构和L2TP网络架构为示例，详细阐述了本发明实施方式。本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。实际上，本发明实施方式可以应用于任意基于PPP的网络架构。

本发明实施方式还提出了一种PPP会话的保活检测装置。

图7为根据本发明实施方式PPP会话的保活检测装置结构图，该装置应用于PPP服务器。

如图7所示，该装置700包括：

会话负荷率检测模块701，用于检测所述PPP服务器的会话负荷率；

流量检测模块702，用于当所述会话负荷率超过预先设定的门限值时，在预定时间内针对各个PPP客户端不执行链路控制协议LCP应答Echo检测，并且分别检测各个PPP客户端在该预定时间内的流量；

LCP检测模块703，用于针对在所述预定时间内流量无变化的PPP客户端，执行LCPEcho检测；和/或，针对在所述预定时间内流量有变化的PPP客户端，继续不执行LCP Echo检测。

在一个实施方式中，PPP服务器包括PPPoE服务器或LNS。

在一个实施方式中：

会话负荷率检测模块701，用于基于PPP服务器的每个物理端口的实时速率百分比以及端口会话条数，分别计算PPP服务器的每个物理端口的会话负荷率；求和各个物理端口的会话负荷率，以获取所述PPP服务器的会话负荷率。

在一个实施方式中，预定时间的时间长度与所述会话负荷率正相关。

在一个实施方式中：

LCP检测模块703，还用于当所述会话负荷率不超过预先设定的门限值时，针对各个PPP客户端执行LCP Echo检测。

综上所述，本发明实施方式基于PPP服务器的会话负荷率确定是否针对PPP客户端执行LCP Echo检测。而且，PPP服务器通过分析PPP客户端的流量变化情况控制LCP Echo检测的时机，针对性地检测部分流量无变化的PPP客户端的链路状态，从而减少LCP Echo协议流，提升PPP业务的稳定性。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)

1.一种点对点协议PPP会话的保活检测方法，其特征在于，所述方法应用于PPP服务器，该方法包括：

检测所述PPP服务器的会话负荷率；

当所述会话负荷率超过预先设定的门限值时，在预定时间内针对各个PPP客户端不执行链路控制协议LCP Echo检测，并且分别检测各个PPP客户端在该预定时间内的流量；

针对在所述预定时间内流量无变化的PPP客户端，执行LCP Echo检测；和/或，针对在所述预定时间内流量有变化的PPP客户端，继续不执行LCP Echo检测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定时间的时间长度与所述会话负荷率正相关。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测PPP服务器的会话负荷率包括：

基于PPP服务器的每个物理端口的实时速率百分比以及端口会话条数，分别计算PPP服务器的每个物理端口的会话负荷率；

求和各个物理端口的会话负荷率，以获取所述PPP服务器的会话负荷率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在预定时间内流量无变化包括：在所述预定时间内入方向流量无变化和在所述预定时间内出方向流量无变化。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当所述会话负荷率不超过所述预先设定的门限值时，针对各个PPP客户端执行LCPEcho检测。

6.一种点对点协议PPP会话的保活检测装置，其特征在于，所述装置应用于PPP服务器，该装置包括：

会话负荷率检测模块，用于检测所述PPP服务器的会话负荷率；

流量检测模块，用于当所述会话负荷率超过预先设定的门限值时，在预定时间内针对各个PPP客户端不执行链路控制协议LCP Echo检测，并且分别检测各个PPP客户端在该预定时间内的流量；

LCP检测模块，用于针对在所述预定时间内流量无变化的PPP客户端，执行LCP Echo检测；和/或，针对在所述预定时间内流量有变化的PPP客户端，继续不执行LCP Echo检测。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述PPP服务器包括以太网上承载PPP协议PPPoE服务器或二层隧道协议网络服务器LNS。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

会话负荷率检测模块，用于基于PPP服务器的每个物理端口的实时速率百分比以及端口会话条数，分别计算PPP服务器的每个物理端口的会话负荷率；求和各个物理端口的会话负荷率，以获取所述PPP服务器的会话负荷率。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预定时间的时间长度与所述会话负荷率正相关。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

LCP检测模块，还用于当所述会话负荷率不超过预先设定的门限值时，针对各个PPP客户端执行LCP Echo检测。