CN107113203B - 调试网络连通性的设备、系统和方法 - Google Patents

Abstract

设备、系统和方法测试网络连通性，其中物理网络用于提供连接业务设施的一个或多个业务链，所述业务设施包括防火墙、入侵检测系统、负载均衡器、网络地址转换器、web服务器，等等。一个业务链可包括多个路由路径。所述设备、系统和方法通过以下方式来测试网络连通性：在每个路由路径上注入定制回波请求包，并且收集作为响应的定制回波应答包。所述定制回波应答包被处理并聚合以找出网络连通性问题。

Description

调试网络连通性的设备、系统和方法

本申请要求2015年1月29日递交的发明名称为“调试网络连通性的设备、系统和方法(DEVICES,SYSTEMS AND METHODS FOR DEBUGGING NETWORK ONNECTIVITY)”的第14/608,653号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引用的方式并入本文本中。

技术领域

本文描述的实施例大体上涉及网络连通性领域，尤其涉及调试网络连通性的设备、系统和方法。

背景技术

数据中心网络可实施业务链以通过将业务链设施用作一系列检查点和策略执行点来定义网络流量规则。需要改进的连通性调试工具以供网络实施业务链，或至少需要替代方案。

发明内容

根据一方面，提供了一种测试或调试网络上的业务链连通性的方法。网络包括用于传输、转发和/或接收信息的互联节点，所述信息通常被分割为数据包。所述网络可连接业务设施。所述方法可包括将业务设施的一个业务链映射到所述物理网络上配置的一个或多个路由路径。路由路径可包括具有入端口的接入路由器。所述映射可由控制器产生。所述方法还可包括在每个接入路由器的所述入端口处注入定制回波测试包。每个路由路径可以是一个逻辑路径，所述逻辑路径携带从所述网络上的一组端点到所述网络上的另一组端点的所有业务流。所述初始测试包与所述业务链之间的关联可通过用于包注入的接入接口或端口来确定。一个路由路径可包括每对端点之间的多个物理网络路径。每个物理路径可包括一个具有入接口的接入路由器，所述入接口可以是物理端口或虚拟局域网(virtuallocal area network，VLAN)接口。定制回波测试包可包括测试请求净荷。所述方法还可包括在所述控制器处接收定制回波应答时间戳包。定制回波应答包可包括应答净荷。所述应答净荷可包括业务链标识符和路由器配置数据。所述业务链标识符可唯一标识被测试的业务链。所述方法还可包括所述控制器聚合所述定制回波应答包以测试所述业务链的连通性。所述控制器可使用来自每个所述定制回波应答包的所述业务链标识符和所述路由器配置数据来聚合所述定制回波应答包。

在一些示例实施例中，所述方法可包括在未收到关联应答包时，确定所述一个或多个路由路径中的一个路由路径。

在一些示例实施例中，所述定制回波测试包可包括时间戳。

在一些示例实施例中，所述测试请求净荷可以具有预定义的数据格式。这可有助于接收所述定制回波请求包的路由器将所述定制回波请求包识别为包括对路由配置数据的请求。

在一些示例实施例中，所述定制回波请求包的所述测试请求净荷可包括针对所述预定义的数据格式的版本号。

在一些示例实施例中，所述定制回波测试包可包括关于每个路由路径的端点的源标识符。

在一些示例实施例中，所述业务链标识符可包括所述业务链的至少三个物理属性。例如，三个物理属性可包括物理接口、路由标识号和虚拟网络地址。

在一些示例实施例中，所述定制回波请求包的所述测试请求净荷可包括请求类型值，所述请求类型值指示应答中的所请求路由器配置数据的类型。

在一些示例实施例中，所述路由路径可包括虚拟路由转发(virtual routing andforwarding，VRF)路径，所述路由器配置数据可包括VRF配置数据。

根据另一方面，提供了一种测试或调试业务链连通性的控制器。所述控制器可包括数据存储设备，所述数据存储设备用于持久地存储业务设施的一个业务链到物理网络上配置的一个或多个路由路径的映射。每个路由路径可包括一个具有入端口的接入路由器。所述控制器还可包括通信接口。所述通信接口还可包括发射器，所述发射器在所述一个或多个路由路径的每个接入路由器的所述入端口处注入定制回波测试包。每个定制回波包可包括一个测试请求净荷。所述通信接口还可包括接收器以接收定制回波应答包。定制回波应答包可包括应答包净荷。所述应答包净荷可包括业务链标识符和路由器配置数据。所述业务链标识符可唯一标识被测试的业务链。所述控制器还可包括处理器，所述处理器用于使用来自每个所述定制回波应答包的所述业务链标识符和所述路由器配置数据来聚合所述定制回波应答包以测试所述业务链的连通性。

在一些示例实施例中，所述处理器还可用于确定所述一个或多个路由路径中的未从其收到应答包的路由路径。

在一些示例实施例中，所述测试请求净荷可以具有预定义的数据格式。

在一些示例实施例中，所述测试请求净荷可包括针对所述预定义的数据格式的版本号。

在一些示例实施例中，所述定制回波测试包可包括关于每个路由路径的端点的源标识符。

在一些示例实施例中，所述测试请求净荷可包括请求类型值，所述请求类型值指示要返回的路由器配置数据的类型。

在一些示例实施例中，所述控制器可包括可操作地耦合到网络的处理设备(例如处理器)。所述网络可具有至少多个可编程网络节点，包括耦合到数据源的入口节点和耦合到数据目的地的出口节点。所述控制器可通过所述网络可操作地耦合到一个或多个业务设施。所述控制器还可包括数据存储设备或存储器，所述数据存储设备或存储器用于持久地存储业务设施的一个业务链到所述物理网络上配置的一个或多个路由路径的所述映射。每个路由路径可包括一个具有入端口的接入路由器。所述控制器还可包括可操作地耦合到所述网络的通信接口。所述通信接口还可包括发射器，所述发射器在所述一个或多个路由路径的每个接入路由器的所述入端口处注入定制回波测试包。每个定制回波包可包括一个测试请求净荷。所述通信接口还可包括接收器以接收定制回波应答包。定制回波应答包可包括应答包净荷，包括业务链标识符和路由器配置数据。所述业务链标识符可唯一标识被测试的业务链。所述控制器的所述存储器可在其上存储可由所述处理设备执行的计算机软件产品，所述计算机软件产品具有计算机代码，所述计算机代码用于使用来自每个所述定制回波应答包的所述业务链标识符和所述路由器配置数据来聚合所述定制回波应答包以测试所述业务链的连通性。

在一些示例实施例中，所述控制器可以是软件定义(software-defined，SDN)控制器，路由网络节点可以是SDN节点。

根据另一方面，提供了一种用于业务链连通性的路由器。所述路由器可包括可操作地连接到网络的通信接口。所述通信接口可包括接收器以接收定制回波测试包。所述定制回波包可包括测试请求净荷。所述通信接口可包括发射器以响应于所述收到的定制回波测试包而传输定制回波应答包。所述定制回波应答时间戳包可包括业务链标识符和路由器配置数据。所述路由器可实施业务链并连接到一个或多个业务设施。所述业务链标识符可唯一标识所述业务链。所述路由器还可包括处理器，所述处理器用于使用所述测试请求净荷识别所述定制回波请求包，并且生成所述定制回波应答包。

在一些示例实施例中，所述业务链标识符可包括所述业务链的至少三个物理属性。例如，三个物理属性可包括物理接口、路由标识号和虚拟网络地址。

在一些示例实施例中，所述路由器可提供VRF路由路径，所述路由器配置数据可包括VRF配置数据。

根据另一方面，提供了一种测试业务链连通性的网络通信系统。如本文所述，所述网络通信系统可包括网络，所述网络具有连接到业务链设施的至少一个控制器和至少一个路由器。

根据另一方面，提供了一种计算机软件产品，所述计算机软件产品与通过网络连接的业务设施的一个业务链关联。所述计算机软件产品可存储在与所述网络关联的网络控制器的存储器上，所述计算机软件产品包括用于执行以下操作的指令：生成业务设施的一个业务链到物理网络上配置的一个或多个路由路径的映射。路由路径可包括具有入端口的接入路由器。所述计算机软件产品还可包括用于执行以下操作的指令：在所述一个或多个路由路径的每个接入路由器的所述入端口处，注入定制回波测试包。每个路由路径可以是一个逻辑路径，所述逻辑路径携带从一组端点到另一组端点的所有业务流。所述初始包与所述业务链之间的关联可通过用于包注入的接入接口或端口来确定。一个路由路径可包括每对端点之间的多个物理路径，每个物理路径包括一个具有入接口的接入路由器，所述入接口可以是物理端口或接口。定制回波测试包可包括测试请求净荷。所述计算机软件产品还可包括用于接收定制回波应答时间戳包的指令。定制回波应答包可包括应答净荷。所述应答净荷可包括业务链标识符和路由器配置数据。所述业务链标识符可唯一标识被测试的业务链。所述计算机软件产品还可包括用于执行以下操作的指令：聚合所述定制回波应答包以测试所述业务链的连通性。所述定制回波应答包可使用来自每个所述定制回波应答包的所述业务链标识符和所述路由器配置数据来聚合。

通过阅读本文，当前改进涉及的许多进一步特征或其组合对于本领域技术人员来说将是显而易见的。

附图说明

各方面和实施例在附图中示出并随附图描述。

图1示出了一示例业务链实施方式的逻辑视图的示意图。

图2示出了业务链的逻辑视图与底层物理网络之间的一示例映射的示意图。

图3示出了根据一些实施例的用于业务链连通性的装置的示意图。

图4示出了根据一些实施例的用于业务链连通性的方法的流程图。

图5示出了根据一些实施例的业务链到物理网络上的路由路径的映射的示意图。

图6示出了根据一些示例实施例的包注入的示意图。

图7示出了根据一些示例实施例的定制回波测试包的示意图。

图8示出了根据一些示例实施例的定制回波应答包的示意图。

图9示出了示例虚拟路由转发(virtual routing and forwarding，VRF)路径的示意图。

图10示出了根据一些示例实施例的一示例图形界面显示的示意图。

具体实施方式

本文描述的实施例涉及实施业务链的数据中心通信系统。数据中心通信系统可包括通过分组交换网络互连的数据源、数据目的地以及一个或多个控制器。分组交换网络可包括入口节点、中间节点和出口节点。节点可包括路由器、交换机和业务设施或中间盒设施，它们连接起来形成业务链。网络虚拟化可解耦物理网络与逻辑网络。业务链和其业务设施提供的功能可视为多个物理连接节点和链路的逻辑抽象。经过网络的数据包可遵循一个或多个路由路径。这一连串或一系列路由路径可定义一个业务链。

关于业务网络连通性的信息对于网络的各种用户来说可能都很重要。一些测试或调试工具可能仅关注调试物理连通性。为了能够调试业务链连通性，可能需要知道逻辑网络与物理连接之间的映射，这可能并不容易获得。因此，一些调试工具可包括物理网络调试工具。

在一方面，本文描述的实施例可涉及用于网络连通性测试，包括例如测试业务链的端到端连通性，的设备、系统和方法。网络连通性测试可测试用于实施业务链的节点。

在另一方面，本文描述的实施例可涉及用于在连通性受损的情况下确定业务链上的连通性故障的一个或多个位置的设备、系统和方法。在用于实施业务链的一个或多个节点处可能存在连通性问题或故障。控制器在其内存等可接入存储器中可具有针对被测试的业务链的路由路径信息。在收到一系列定制回波应答包后，控制器可根据由定制回波应答包内部的时间戳定义的顺序来比较路由路径上每个节点的定制回波应答包。如果任何预期的定制回波应答包缺失或超时，则控制器可缩小故障范围并找出可能的位置或节点。

图1示出了一示例业务链实施方式的示意图。业务链10、12可通过包含节点的网络表示为数据包的逻辑流。业务链10、12可定义为到一个或多个业务设施或中间盒的一个或多个路由路径。示例业务设施包括防火墙14、入侵检测系统(intrusion detectionsystem，IDS)16、入侵防御系统(intrusion prevention system，IPS)16、负载均衡(loadbalancing，LB)设备18、web业务20、应用业务22、数据库业务24、26，等等。

控制器可生成业务链10、12到包含节点的物理网络的映射。映射可提供一个或多个业务链10、12提供的网络上可用业务的虚拟抽象，同时隐藏物理网络的细节。控制器可使用一个或多个处理器以及一个数据存储设备来实现，如本文所述。

图1示出了业务链10、12的两个不同的逻辑层视图。业务链10可表示为业务轮廓来提供示出业务链的功能抽象的逻辑层用户视图，业务链10包括互联网8、防火墙14、IPS/IDS16、LB设备18、web业务20、应用业务22和数据库24、26等。业务链10可表示为逻辑流来提供逻辑层计算机处理视图，业务链12包括互联网8、交换机30、路由器28、业务设施32、子网34和其它用于连通性的设备。

图2示出了业务链的逻辑视图与底层物理网络之间的一示例映射的示意图。映射可链接路由器40、42的逻辑视图与底层物理网络44、46。映射可链接交换机50、52的逻辑视图与底层物理网络54、56。一个业务链可映射到物理网络上的一个或多个路由路径。业务链连通性可以是耦合不同硬件设备的物理链路的聚合，其中这些硬件设备用于实施业务链。路由路径可实现虚拟路由转发(virtual forwarding and routing，VRF)。

图3示出了用于测试或调试业务链连通性的装置的示意图。该装置可包括使用处理设备实现的控制器100。控制器100可生成一个业务链到物理网络上配置的一个或多个路由路径的映射。映射可以是由物理网络实施的业务链的虚拟表示。映射可定义路由表的逻辑流和用于通过物理网络的路由器、交换机和业务设施路由数据包的路由规则配置。映射配置还可包括链路层和网络层接口配置数据。映射配置还可包括VRF配置数据。

控制器100可包括数据存储设备104。数据存储设备104可非瞬时性地存储网络数据库，该网络数据库中填充有与网络通信系统和物理网络的拓扑和操作特性有关的数据。例如，网络数据库可包括确定每个数据源、节点和数据目的地的记录、确定与节点互联的每个链路的记录、确定网络中的每个可能路由路径的记录、确定网络中的每个可能业务链的记录，等等。网络数据库可因为网络的拓扑和操作特性发生变更而更新，例如，因为增加或升级了新节点或链路(例如业务设施、路由器)，或者因为节点或链路被移除或失败。关于网络条件变更的更新可从节点接收，或者从连接到网络的专用监控器(未示出)接收。在一实施例中，网络数据库可实时更新或近实时更新。

数据存储设备104可非瞬时性地存储一个业务链到物理网络上配置的一个或多个路由路径的映射108。业务链可包括用于实施业务链的路由路径连接节点(例如业务设施、路由器、交换机和其它设备)。每个路由路径与一个具有入端口的接入路由器关联。数据存储设备104可存储多个业务链的多个映射108。数据存储设备104可包括每个被测试的业务链的主路径109。主路径109可定义用于特定业务链的所有路由路径的一个记录。每个业务链可具有一个关联主路径109。

控制器100可包括具有发射器和接收器的通信接口106。通信接口106可以可操作地耦合到节点的物理网络。发射器可在路由路径的每个接入路由器114的入端口112处注入定制回波测试包116。定制回波测试包116可经过用于实施业务链的路由路径以测试业务链的连通性。定制回波测试包116可包括测试请求净荷120。接收器可从用于被测试业务链的路由路径的路由器接收定制回波应答包118。定制回波应答包118可包括业务链标识符122和路由器配置数据124。定制回波应答包118还可包括时间戳。时间戳标识应答包的生成时间。时间戳可用于计算针对性能测试的包传送时延以及在路由路径上的各个VRF节点处接收请求的顺序。业务链标识符122可唯一地标识被测试的业务链。

控制器100可包括用于生成定制回波测试包116的处理器102。处理器102还可用于使用业务链标识符122聚合定制回波应答包118。处理器102可使用路由器配置数据和时间戳数据聚合定制回波应答包118以测试业务链的连通性。来自特定路由路径的缺失和预期的回波应答包118可指示连通性问题。控制器100收集、聚合定制回波应答包118并将定制回波应答包118与被测试业务链的映射108和被测试业务链的路由路径中的主路径109进行比较。也就是说，主路径109可用于定义被测试业务链的所有预期定制回波应答包118的列表。任何缺失和预期的定制回波应答包118都可以表明连通性问题并且可以用于确定问题的位置。

为简单起见，仅示出一个控制器100，但是对于网络业务，一个系统可包括可由用户操作的多个控制器100。控制器100可以是相同或不同类型的设备。控制器100可测试同一数据中心网络或不同数据中心网络使用的多个业务链。因此，图3是一示例装置或系统中的组件的简化表示。

如图所示，控制器100可包括至少一个处理器102、一个数据存储设备104(包括易失性存储器或非易失性存储器或其它数据存储元件或它们的组合)以及至少一个通信接口106。计算机设备组件可通过各种方式连接，这些方式包括直接耦合、间接耦合以及分布于宽广的地理区域并通过网络连接。

例如但不限于，控制器100可以是服务器、网络设施、机顶盒、嵌入式设备、计算机扩展模块、个人计算机、膝上型电脑、个人数据助理、移动设备、UMPC平板电脑、视频显示终端、游戏机和无线超媒体设备或任何其它能够用于执行本文描述的方法的计算设备。

控制器100可包括任意类型的处理器102，例如任意类型的通用微处理器或微控制器、数字信号处理(digital signal processing，DSP)处理器、集成电路、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)、可重构处理器、可编程只读存储器(programmable read-only memory，PROM)，或它们的任意组合。数据存储设备104可包括位于内部或外部的任意类型的计算机存储器，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、只读光盘(compact disc read-only memory，CDROM)、电光存储器、磁光存储器、可擦除可编程只读存储器(erasable programmableread-only memory，EPROM)和电可擦除可编程只读存储器(electrically-erasableprogrammable read-only memory，EEPROM)、铁电RAM(Ferroelectric RAM，FRAM)等等。

控制器100可连接到一个或多个输入设备，例如键盘、鼠标、照相机、触摸屏和麦克风，以配置控制器100，并且还可包括一个或多个输出设备，例如显示屏和扬声器，以显示配置数据和其它网络通知。例如，控制器100可生成业务链的图形表示，以确定连通性故障的任何位置以便在输出设备上显示。控制器100具有通信接口106以便与其它组件通信，以通过连接到网络110或多个能够携带数据的网络来接入并连接到用于实施业务链的节点，多个网络包括互联网、以太网、传统电话业务(plain old telephone service，POTS)线、公共交换电话网络(public switch telephone network，PSTN)、综合业务数字网(integratedservices digital network，ISDN)、数字订户线(digital subscriber line，DSL)、同轴电缆、光纤、卫星、移动电话、无线电(例如Wi-Fi、WiMAX)、SS7信令网络、固网、局域网、广域网和其它网络，包括这些网络的任意组合。网络110包括如本文所述的实施各种业务链的节点。网络110可包括如本文所述的分组交换网络。

在实施对涉及组件的业务链的连通性测试之前，控制器100可使用安全和认证令牌等来注册并认证这些组件或节点。控制器100可服务一个数据中心网络110或多个数据中心网络110。

图4示出了用于业务链连通性的方法400的流程图。控制器(例如图3的控制器100)可使用软件定义网络(software-defined networking，SDN)技术来控制网络。

在步骤402处，控制器100可将一个业务链转换为物理网络上配置的一个或多个VRF路由路径。该转换可产生如本文所述的映射。每个VRF路由路径可具有一个接入路由器，该接入路由器具有入端口。业务链的所有VRF路由路径的聚合可称为业务链的主路径。

在步骤404处，控制器100可使用发射器在各个路由路径的接入路由器的入端口处注入定制回波测试包。作为说明性示例，定制回波测试包可以是定制的互联网控制报文协议(Internet Control Message Protocol，ICMP)包。ICMP是互联网协议套件的一个协议。路由器等网络设备可使用ICMP包来发送指示所请求的业务不可用或者主机或路由器不可达等的消息。定制回波测试包可具有与入口包相同的源IP地址和VLAN标识符。这可使测试与实际数据业务流类似。

定制回波测试包可包括测试请求净荷。测试请求净荷可包括路由配置请求，例如VRF路由配置请求。例如，定制回波测试包可包含，如测试请求净荷，具有预定义的数据格式的64位净荷。在一些示例实施例中，定制回波测试包可具有设置为1的生存时间(time tolive，TTL)值。

在步骤406处，控制器100可在接收器处从用于映射到被测试业务链的VRF路由路径的路由器接收定制回波应答包。定制回波应答包可包括时间戳。每个定制回波应答包可包括业务链标识符和路由配置数据。业务链标识符可用于唯一地标识被测试的且使用路由器实施的业务链。路由配置数据可包括VRF配置数据。

用于业务链的路由器可特别用于检测定制回波测试包，识别其中预定义的测试请求净荷，并传输回波应答包，该回波应答包使用其路由配置信息与业务链标识符一起作为应答。例如，业务链标识符可包括业务链的至少三个物理属性，例如物理接口、路由标识号和虚拟网络地址。

路由器可包括具有接收器和发射器的通信接口，接收器用于接收定制回波测试包，发射器用于响应于收到的定制回波测试包传输定制回波应答包。路由器可包括处理器，该处理器用于使用测试请求净荷识别定制回波测试包，并且生成定制回波应答包作为应答。

作为说明性示例，在接收TTL值为1的定制回波测试包后，如果存在净荷(例如本说明性示例中的测试请求净荷)，则路由器可读取净荷的前64位以检验其是否具有预期的预定义数据格式(例如测试请求净荷)。若是，则路由器可向控制器传输带有净荷的定制回波应答包，净荷包含其VRF配置信息。这仅为示例。测试请求净荷可以位于包内的各种位置。

在步骤408处，控制器100收集收到的定制回波应答包以供进一步处理、转换和分析。例如，控制器可聚合定制回波应答包以测试业务链的端到端连通性。一个业务链可包括多个VRF路由路径。测试结果可以是基于针对所有VRF路由路径的定制回波应答包结果的聚合的数据。控制器可使用业务链标识符来聚合定制回波应答包。控制器可比较收到的包含路由配置数据的定制回波应答包与定义被测试业务链的所有VRF路由路径的主路径以确定连接故障。在一些实施例中，控制器可使用时间戳数据来检测连通性故障并确定连通性故障的位置。收到的路由配置数据可用于确定物理网络上的连通性错误的位置。

图5示出了业务链到物理网络上的VRF路由路径的映射的示意图。业务链可包括互联网200、路由器R5 202、FW/IPS业务设施204、路由器R12 206、路由器R7 208、路由器R12210和虚拟网络设备X 212。本示例示出了业务链的以下路由路径：互联网(eth0.10)200→R5(fa0/1/1，fa0/1/2)202→FW(eth0.11)204→IPS(eth0.12)204→R5(fa0/1/2)202→R12(g0/1/1，g0/1/3)206→R7(g0/1/3，g0/1/1)208R2(fa0/1/4，fa0/1/2)210→X(eth0.20)212。在一些实施例中，一个业务链可包括多个路径路径。

图6示出了一示例包注入的示意图。控制器可将定制回波测试包注入到路由路径上的接入路由器。在一些示例中，定制回波测试包的源IP可与终点相同。终点可以不是控制器入口点。终点可以是计算设备、主机、虚拟机或终端，其中该主机、虚拟机或终端尝试或请求通过业务链与另一主机、虚拟机或终端(例如业务路径或业务链的另一侧的另一终点)通信。为了区分不同逻辑网络之间的业务链，可使用业务链标识符在包中唯一地标识业务链。例如，业务链标识符可基于3个属性来标识：物理端口、VRF路由标识(routedistinguisher，RD)号和虚拟局域网(virtual local area network，VLAN)号。对于图6中的示例，入口点fa0/1/1-VRF001-VLAN10可以是业务链的唯一标识符。

本示例中的业务链可包括互联网220、路由器R5 222和FW业务设施224。例如，控制器可在路由器R5 222上注入定制回波测试包。控制器可将定制回波测试包源IP地址设置为来自互联网220的地址。控制器可将源VLAN设置为10，然后向接口fa0/1/1发送包。

图7示出了根据一些实施例的示例定制回波测试包240的示意图。定制回波测试包240可以持久地定义在数据存储设备上的数据结构中。该包可包括测试请求净荷242。在本示例中，测试请求净荷242可以是一个64位的净荷。测试请求净荷242可包括数据格式版本数据字段值244。版本数据字段值可开始于1。数据格式版本数据字段值244可用于前后兼容。测试请求净荷可包括可通知接收方路由器返回哪些信息的请求类型数据字段值246。例如，请求类型数据字段值246可以是对VRF配置数据的请求。定制回波请求包240还可包括为不同类型的数据预留的部分数据字段值248，例如VRF配置的特定属性、扩展请求、业务规则、接口等等。在一些示例中，还可存在安全或认证令牌250，用于认证包源并确保包未受损坏。控制器可生成定制回波请求包240。定制回波请求包240还可包括其它数据字段值252，例如时间戳、类型、编码、头校验和、标识符和序列号。

图8示出了根据一些实施例的定制回波应答包260的示例。定制回波应答包260可由路由器生成以传输给控制器。控制器可将应答包内的VRF识别映射回业务链。定制回波应答包260被传输到控制器，而不是网络的源或终点。相反，路由器可将常规ICMP包传输到源或终点。对于常规包，回波应答可发送回源IP确定的终点。根据本文描述的实施例，回波应答可发送回作为终点的代理(模拟)生成包的控制器。定制回波应答包260可包括应答净荷262。控制器可处理应答净荷262以确定测试结果。应答净荷262可包括业务链标识符以唯一地标识被测试的业务链。应答净荷262可包括特定于生成定制回波应答包260的路由器的VRF路由配置信息。这可使控制器能够聚合特定业务链的所有收到的定制回波应答包260。属性的特定组合可用作业务链标识符。该同一属性组还可定义VRF路由配置信息。对于该说明性示例，路由器可在定制回波应答包260中返回以下VRF路由配置信息：VRF路由标识(route distinguisher，RD)264、与VRF路由路径关联的虚拟局域网(virtual local areanetwork，VLAN)地址266、VRF路由路径的物理接口268(例如机框/槽/端口)。附加属性可包括接口类型长度值(type-length value，TLV)270。属性的该特定组合可用作业务链标识符以唯一地标识被测试的业务链。其它示例可包括隧道标识符，例如虚拟可扩展局域网ID、使用通用路由封装ID的网络虚拟化，等等。定制回波应答包260还可包括附加数据字段值，包括例如认证令牌272、数据格式版本数据字段值274、应答结构类型数据字段值276、结构偏置数据字段值278、时间戳以及结构长度数据字段值273。例如，认证令牌272可提供检验以证明包是从可信路由器收到的。

图9示出了示例VRF路由路径的示意图。一个业务链可包含连接各种设备的多个VRF路由路径。所示的业务链例如包含三个独立的VRF路由路径：(1)将互联网290连接到NAT设备296的VRF路由路径282，(2)将NAT设备296连接到LB设备298的VRF路由路径284，(3)将LB设备298连接到web服务器300的VRF路由路径286。注意，一个业务链可连接可用业务设施(例如NAT设备296、LB设备298、web服务器300)的一个特定子集或组合。在一些示例中，业务链可以不连接网络上的所有可用业务设施(例如FW设备292、IPS设备294)。

为了测试该业务链的连通性，控制器可独立测试这三个路径中的每一个并聚合产生的定制回波应答包。控制器用于使用定制回波应答包中的业务链标识符聚合来自多个VRF路由路径282、284、286的测试结果(例如定制回波应答包)。控制器可接入并管理每个业务链的主路径280。主路径280可确定相应业务链的所有VRF路由路径并定义业务链连通性。控制器收集来自业务链中涉及的各种路由器的定制回波应答包。每个定制回波应答包涉及一段业务链。控制器可将收到的应答包与主路径280进行比较以通过VRF配置确定缺失的路由器响应。控制器还可使用时间戳来确定连通性故障。缺失的定制回波应答包可指示连通性故障位置。

图10示出了根据一些实施例的一示例图形用户界面(graphical userinterface，GUI)显示的示意图。显示设备可用于显示示出连通性测试结果的可视化的GUI320。显示设备可将业务链显示为突出部分，例如示出的点线322。否则，显示设备可将ping失败(例如，未收到应答包或在应答净荷中收到错误数据消息)的任何分段显示为另一个以不同方式突出的部分，例如示出的虚线324。这可帮助终端用户找出问题。控制器可提供数据用于生成GUI显示。

根据本文描述的实施例，网络修复设备可尝试修理测试中确定的任何连通性故障。

本文描述的实施例可提供一种有效的方法来验证从业务链到物理拓扑的映射的正确性。验证可基于从VRF路由路径收到的一系列定制回波应答包的完整性以及这些消息的接收顺序来进行。因为控制器具有路由路径信息，所以其可以对照路由路径比较收到的消息与顺序。控制器可基于一致性验证物理路径是否确实遵循路径定义。本文描述的实施例还可提供一种测试业务链连通性并定位连通性故障的方法。本文描述的实施例可实施来自物理网络的业务链抽象。本文描述的实施例可通过从业务链到使用VRF路由路径的物理网络的映射针对物理网络实施业务链抽象。本文描述的实施例可在网络抽象层级提供有效的连通性测试。测试结果输出可包括控制器用来验证业务链设置的正确性的VRF配置信息。

本文描述的实施例可涉及到目标业务链的接入路由器上的入接口的用户流量包注入(例如定制回波包)。

本文描述的实施例可涉及具有特定净荷的定制回波包，其中净荷包括预定义格式的连通性测试请求。用于业务链的路由器可特别用于识别测试请求净荷。作为响应，路由器可向请求控制器发送携带VRF配置信息的定制回波应答包。控制器聚合来自多个VRF路由路径的测试结果(例如收到的定制回波应答包)以确定连通性故障。连接到控制器的显示设备可提供具有业务链连通性的视觉显示的界面。

相应地，本文描述的实施例可提供由抽象为多个VRF路由路径的路由器和交换机的物理网络实施的业务链。相应地，本文描述的实施例可提供：一个或多个控制器，用于生成并传输定制回波测试包；以及路由器，用于识别定制回波测试包并使用应答测试包进行响应。相应地，本文描述的实施例可提供测试工具，供控制器处理定制回波应答包以完成连通性测试。例如，本文描述的实施例可提供用于逻辑网络连通性的连通性测试工具，其可用作网络虚拟化平台的一部分，例如数据中心。

本文描述的设备、系统和方法的实施例可在硬件和软件两者的组合中实施。这些实施例可在可编程计算机上实施，每个计算机包括至少一个处理器、数据存储系统(包括易失性存储器或非易失性存储器或其它数据存储元件或它们的组合)以及至少一个通信接口。

可将程序代码应用于输入数据以执行本文描述的功能并生成输出信息。输出信息可用于一个或多个输出设备。在一些实施例中，通信接口可以是网络通信接口。在元件可能组合的实施例中，通信接口可以是软件通信接口，例如用于进程间通信的软件通信接口。在其它实施例中，可能存在实施为硬件、软件或其组合的通信接口的组合。

关于服务器、业务、接口、门户、平台或使用计算设备形成的其它系统可进行多种参考。使用这类术语可表示具有至少一个处理器的一个或多个计算设备，该至少一个处理器用于执行存储在计算机可读有形非瞬时性介质上的软件指令。例如，一个服务器可以包括一个或多个计算机，该一个或多个计算机以履行所描述的角色、责任或功能的方式作为web服务器、数据库服务器或其它类型的计算机服务器。

应认识到，本文描述的系统和方法可提高网络使用率，因为可以有效地检测业务链实施方式的连通性故障以便解决。

本文讨论了许多示例实施例。尽管每项实施例表示创新元件的单个组合，但是其它示例可包括所公开的元件的所有可能组合。因此，如果一项实施例包括元件A、B和C，第二实施例包括元件B和D，则A、B、C或D的其它剩余组合也可使用。

术语“连接”或“耦合到”可包括直接耦合(其中彼此耦合的两个元件彼此接触)和间接耦合(其中至少一个附加元件位于这两个元件之间)。

本文描述的实施例可通过仅使用硬件或通过硬件和软件的组合来实施。实施例的技术方案的形式还可以是软件产品。软件产品可以存储在非易失性或非瞬时性存储介质中，非易失性或非瞬时性存储介质可以是只读光盘(compact disk read-only memory，CD-ROM)、USB闪存盘或移动硬盘。软件产品包括使计算机设备(个人计算机、服务器或网络设备)能够执行实施例中提供的各方法的多个指令。

本文描述的实施例通过物理计算机硬件实现。本文描述的实施例提供有用的物理机器以及特别配置的计算机硬件布置。本文描述的实施例针对电子机器和由电子机器实施的用于处理和转换电磁信号的方法，其中电磁信号表示各种类型的信息。本文描述的实施例普遍且整体涉及机器及其用途；并且本文描述的实施例若不与计算机硬件、机器以及各种硬件组件一起使用就没有意义或实际适用性。使用计算设备、服务器、接收器、发射器、处理器、存储器、显示器或网络来替代非物理硬件，例如使用心智步骤来替换，可能会大大影响实施例运作的方式。这类计算机硬件限制明显是本文描述的实施例的基本要素，它们不能在不对本文描述的实施例的操作和结构产生实质影响的情况下省略或替代心智构件。计算机硬件对于本文描述的实施例是必要的，而不是仅仅用于以有效的方式快速地执行步骤。

虽然已详细地描述了实施例，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求书所界定的范围的情况下对本发明做出各种改变、替代和更改。

此外，本发明的范围并不局限于说明书中所述的过程、机器、制造、物质组分、构件、方法和步骤的具体实施例。所属领域的一般技术人员可从本发明的公开中轻易地了解，可根据本发明使用现有的或即将开发出的，具有与本文所描述的相应实施例实质相同的功能，或能够取得与所述实施例实质相同的结果的过程、机器、制造、物质组分、构件、方法或步骤。相应地，所附权利要求范围包括这些流程、机器、制造、物质组分、构件、方法及步骤。

可以理解，上文描述和示出的示例仅为示例性的。本发明的范围由所附权利要求书指示。

Claims (20)

1.一种用于业务链连通性的方法，其特征在于，包括：

控制器将业务设施的一个业务链映射到物理网络上配置的一个或多个路由路径，其中每个路由路径包括一个或多个具有入端口的接入路由器；

在所述一个或多个路由路径的每个接入路由器的所述入端口处注入定制回波测试包，每个定制回波测试包包括一个测试请求净荷；

在所述控制器处接收定制回波应答包，每个定制回波应答包包括一个应答净荷，所述应答净荷包括业务链标识符和路由器配置数据，其中所述业务链标识符唯一地标识所述业务链，所述路由器配置数据包括虚拟路由转发VRF配置数据；以及

所述控制器使用来自每个所述定制回波应答包的所述业务链标识符和所述路由器配置数据来聚合所述定制回波应答包以测试所述业务链的连通性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：识别所述一个或多个路由路径中的未从其收到应答包的路由路径。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定制回波测试包包括时间戳。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试请求净荷具有预定义的数据格式。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述测试请求净荷包括针对所述预定义的数据格式的版本号。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定制回波测试包包括关于每个路由路径的端点的源标识符。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务链标识符包括所述业务链的至少三个物理属性。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少三个物理属性包括物理接口、路由标识号和虚拟网络地址。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试请求净荷包括请求类型值，所述请求类型值指示应答中的所请求路由器配置数据的类型。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由路径包括VRF路由路径。

11.一种用于业务链连通性的控制器，其特征在于，包括：

数据存储设备，用于非瞬时性地存储业务设施的一个业务链到物理网络上配置的一个或多个路由路径的映射，其中每个路由路径包括一个或多个具有入端口的接入路由器；

通信接口，包括：

发射器，用于在所述一个或多个路由路径的每个接入路由器的所述入端口处注入定制回波测试包，每个定制回波测试包包括一个测试请求净荷；

接收器，用于接收定制回波应答包，每个定制回波应答包包括一个应答净荷，其中所述应答净荷包括业务链标识符和路由器配置数据，所述业务链标识符唯一地标识所述业务链，所述路由器配置数据包括虚拟路由转发VRF配置数据；

处理器，用于使用来自每个所述定制回波应答包的所述业务链标识符和所述路由器配置数据来聚合所述定制回波应答包以测试所述业务链的连通性。

12.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述处理器还用于确定所述一个或多个路由路径中的未从其收到应答包的路由路径。

13.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述测试请求净荷具有预定义的数据格式。

14.根据权利要求13所述的控制器，其特征在于，所述测试请求净荷包括针对所述预定义的数据格式的版本号。

15.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述定制回波测试包包括关于每个VRF路由路径的端点的源标识符。

16.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述测试请求净荷包括请求类型值，所述请求类型值指示要返回的路由器配置数据的类型。

17.一种用于业务链连通性的路由器，其特征在于，包括：

通信接口，包括：

接收器，用于接收定制回波测试包，所述定制回波包包括测试请求净荷；

发射器，用于响应于所述收到的定制回波测试包而传输定制回波应答包，所述定制回波应答包包括业务链标识符和路由器配置数据，其中所述路由器实施一个业务链，所述业务链标识符唯一地标识所述业务链，所述路由器配置数据包括虚拟路由转发VRF配置数据；

处理器，用于使用所述测试请求净荷识别所述定制回波请求包，并且生成所述定制回波应答包；以及

一个或多个端口，用于连接到所述业务链的一个或多个业务设施。

18.根据权利要求17所述的路由器，其特征在于，所述业务链标识符包括所述业务链的至少三个物理属性。

19.根据权利要求18所述的路由器，其特征在于，所述至少三个物理属性包括物理接口、路由标识号和虚拟网络地址。

20.根据权利要求17所述的路由器，其特征在于，所述路由器提供VRF路由路径。

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