CN107508719B

CN107508719B - 测量网络时延的方法、装置及网络节点

Info

Publication number: CN107508719B
Application number: CN201710080707.1A
Authority: CN
Inventors: 刘靖; 郑云龙; 柳卯
Original assignee: Beijing Cavige Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Cavige Technology Co ltd
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2020-04-14
Anticipated expiration: 2037-02-15
Also published as: CN107508719A

Abstract

本发明公开了一种测量网络时延的方法、装置及网络节点，该方法包括：源节点生成延时测量OAM报文，并在发送时在所述OAM报文中记录源节点的发送时戳；转发节点收到该OAM报文并转发时，在所述OAM报文中记录所述转发节点的接收时戳及发送时戳；宿节点收到该OAM报文时，在所述OAM报文中记录宿节点的接收时戳，并根据OAM报文中记录的所有节点的时戳信息计算得到每条链路、每个转发节点的延时以及整个路径延时。本发明一次性完成了点到点延时测量和端到端延时测量，规避了网络冗余保护带来的端到端延时测量异常，也避免了多次多段测量带来的误差累计效应，提高了延时测量的精度。

Description

测量网络时延的方法、装置及网络节点

技术领域

本发明涉及网络技术领域，具体涉及一种测量网络时延的方法、装置及网络节点。

背景技术

网络延时是网络一个非常重要的性能，特别在实时性要求非常高的场景，比如航空航天、军工、自动控制等场景。

测量两个节点之间的延时，一般采用单独的OAM（Operation Administration andMaintenance）报文进行测量，目前有2种测量方式：

1）点到点（P2P，Peer To Peer）测量：两个节点间每段链路分别测量，然后逐段累加，得到两个节点之间的延时

2）端到端（E2E，End To End）测量：直接端到端测量两个节点之间的延时。

如图1所示的网络，X1-X6为业务端点，S1-S4为网络转发设备如交换机。如果要测量X1到X6的延时，可以在X1-S1之间、S1-S4之间、S4到X6之间收发P2P延时测量报文进行链路延时，然后累加，得到X1-X6之间的延时；也可以在X1和X6之间收发E2E延时测量报文，直接获得X1-X6之间的延时。

对于点到点时延测量方法，由于每段分别进行测量，每次测量都会产生不同误差，最后进行累加时会将每次测量的抖动引入累加值中，分段数量越多，误差越大。而且逐段测量之间无法做到严格的无缝连接，因此累加时也会引入误差，导致测量精度变差。

而端到端时延测量方法，由于网络中一般存在冗余保护，因此两个节点之间的转发路径并不完全确定，比如图1中，端点X1到X6之间的转发路径可能为X1-S1-S4-X6，也可能为X1-S1-S2-S4-X6。由于端点并不一定感知中间网络的保护路径变化，端到端延时测量报文也不携带中间转发节点的信号。因此保护发生时，端到端测量得到的时延值会出现突变，导致时延测量需要复杂的关联处理和滤波处理，才能区分这两种情况，增加了时延测量的复杂度。

发明内容

为了解决上述现有技术的缺点，本发明提出了一种可以一次性测量网络每一跳时延及整体时延的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种测量网络时延的方法，其包括以下步骤：

源节点生成延时测量OAM报文，并在发送时在所述OAM报文中记录源节点的发送时戳；

转发节点收到该OAM报文并转发时，在所述OAM报文中记录所述转发节点的接收时戳及发送时戳；

宿节点收到该OAM报文时，在所述OAM报文中记录宿节点的接收时戳，并根据OAM报文中记录的所有节点的时戳信息计算得到每条链路、每个转发节点的延时以及整个路径延时。

根据本发明的另一个方面，提供了一种测量网络时延的装置，其包括：

接收时戳添加模块：用于接收到延时测量OAM报文时将此时的时间戳信息填入OAM报文的对应字段；

发送时戳添加模块：发送延时测量OAM报文时将此时的时间戳信息、节点ID信息填入OAM报文对应字段；

延时测量模块：生成延时测量OAM报文；或者终结延时测量OAM报文，解析报文内容，得到每条链路、每个转发节点的延时以及整个路径的延时。

根据本发明的再一个方面，提供了一种网络节点，所述网络节点包括上述测量网络时延的装置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）一次性完成了点到点延时测量和端到端延时测量，简化了延时测量，也减少了多种OAM报文收发带来的网络带宽的消耗；

2）规避了网络冗余保护带来的端到端延时测量异常，简化了延时测量算法；

3）避免了多次多段测量带来的误差累计效应，提高了延时测量的精度。

附图说明

图1示出具有冗余保护的网络示意图。

图2示出本发明的测量网络时延的方法流程图。

图3示出本发明的网络时延测量装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的发明点在于通过在一个端到端延时测量的OAM报文中，携带所有经转发的节点的时间信息来实现一次性测量网络每一跳的延时。

下表是本发明的可以一次性测量网络每一跳延时的OAM报文格式。

表1：延时测量OAM报文格式

表1中，根据网络情况设置最大延时测量跳数为n，也就是最多可以经过n个节点。OAM报文中携带了n个节点转发的时间戳信息。

每个节点的时间戳信息为：

1）节点有效信息：Node_Valid，表示延时测量OAM报文是否经过了这个节点；

2）节点接收时戳：Node_Rx_TS，记录该节点接收到延时测量OAM报文的时间；

3）节点发送时戳：Node_Tx_TS，记录该节点发送延时测量OAM报文的时间；

4）节点ID：NodeID，延时测量OAM报文经过的节点标识。

根据对延时测量报文处理的不同，网络分成3种类型节点：源节点、转发节点、宿节点。源节点是发送OAM报文的起始点，转发节点：是OAM报文的转发节点，宿节点是 OAM报文处理的终结点。如图1测量X1到X6的单向延时时，X1为源节点、X6为宿节点，S1、S4为转发节点。

网络节点的架构如图3 所示，每个节点包括如下3个模块：

接收时戳添加模块（RX TimeStamp Add）：接收延时测量OAM报文时将此时的时间戳信息填入OAM报文对应字段；

发送时戳添加模块（TX TimeStamp Add）：发送延时测量OAM报文时将此时的时间戳信息、节点ID信息填入OAM报文对应字段；

延时测量模块（Delay Measure）：生成延时测量OAM报文；或者终结延时测量OAM报文，解析报文内容，得到逐跳的延时信息。

每种节点的处理OAM报文的流程为：

源节点：延时测量模块（Delay Measure）生成延时测量OAM报文，除了报文头外，其他Data字段全为空。在发送OAM报文到线路前，发送时戳添加模块（TX TimeStampAdd）将该节点的节点ID、发送时戳填入报文的第一个节点的发送时戳字段，并将该节点时戳信息置为有效，更新报文校验字段然后立即发送到线路上。

转发节点：接收到OAM报文时，接收时戳添加模块（RX TimeStamp Add）将接收时戳填入报文第一个无效时戳域的接收时戳字段；发送OAM报文时，发送时戳添加模块（TXTimeStampAdd）将该节点的节点ID、发送时戳填入报文当前处理节点时戳域的发送时戳字段，并将该节点时戳信息置为有效，更新报文校验字段然后立即发送到线路上。

宿节点：接收到OAM报文时，接收时戳添加模块（RX TimeStamp Add）将接收时戳填入报文第一个无效时戳域的接收时戳字段，转发到延时测量模块（Delay Measure）进行延时测量的终结处理。

宿节点处理延时测量OAM报文的流程如下：

1）提取报文Data域字段，逐个检查n个节点时戳域是否有效；

2）分别提取每个有效节点时戳域的接收时戳Node_Rx_TS、发送时戳Node_Tx_TS和节点ID；

3）计算得到每条链路、每个转发节点的延时以及整个路径延时，具体如下：

假设有m（m<=n）个节点时戳域有效，则

a）整个路径延时为Nodem_Rx_TS-Node1_Tx_TS；

b）第x和x+1（x+1<=m）个节点之间的链路延时为Node(x+1)_Rx_TS-Node(x)_Tx_TS；

c）第x个节点的转发延时为Nodex_Tx_TS-Nodex_Rx_TS；

d）OAM报文经过节点的ID为Node1_ID、Node2_ID、…、Nodem_ID。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种测量网络时延的方法，其特征在于，包括以下步骤：

源节点生成延时测量OAM报文，并在发送时在所述OAM报文中记录源节点的发送时戳，并将该节点时戳信息置为有效；

转发节点收到该OAM报文并转发时，在所述OAM报文中记录所述转发节点的接收时戳及发送时戳，并将该节点时戳信息置为有效；

宿节点收到该OAM报文时，在所述OAM报文中记录宿节点的接收时戳，并根据OAM报文中记录的所有节点的时戳信息计算得到每条链路、每个转发节点的延时以及整个路径延时；

所述OAM报文中携带的每个节点的时间戳信息包括：

节点有效信息：Node_Valid，表示延时测量OAM报文是否经过了这个节点；

节点接收时戳：Node_Rx_TS，记录该节点接收到延时测量OAM报文的时间；

节点发送时戳：Node_Tx_TS，记录该节点发送延时测量OAM报文的时间；

节点ID：NodeID，记录延时测量OAM报文经过的节点标识；

所述宿节点根据OAM报文中记录的所有节点的时戳信息计算得到每条链路、每个转发节点的延时以及整个路径延时具体为：

提取所述OAM报文的Data域字段，逐个检查每个节点的时戳域是否有效；

分别提取每个有效节点时戳域的接收时戳Node_Rx_TS、发送时戳Node_Tx_TS和节点ID；

假设有m个节点时戳域有效，则：

整个路径延时为Node(m)_Rx_TS-Node(1)_Tx_TS；

第x和x+1（x+1<=m）个节点之间的链路时延为Node(x+1)_Rx_TS-Node(x)_Tx_TS；

第x个节点的转发延时为Node(x)_Tx_TS-Node(x)_Rx_TS。

2.一种测量网络时延的装置，其特征在于，包括：

发送时戳添加模块：发送延时测量OAM报文时将此时的时间戳信息、节点ID信息填入OAM报文对应字段，并将该节点时戳信息置为有效；

延时测量模块：生成延时测量OAM报文；或者终结延时测量OAM报文，解析报文内容，得到每条链路、每个转发节点的延时以及整个路径的延时；

所述OAM报文中携带的每个节点的时间戳信息包括：

节点ID：NodeID，记录延时测量OAM报文经过的节点标识；

所述延时测量模块根据OAM报文的内容得到每条链路、每个转发节点的延时以及整个路径延时具体为：

假设有m个节点时戳域有效，则：

整个路径延时为Node(m)_Rx_TS-Node(1)_Tx_TS；

第x个节点的转发延时为Node(x)_Tx_TS-Node(x)_Rx_TS。

3.一种网络节点，其特征在于，包括如权利要求2所述的测量网络时延的装置。