CN107809346A - 路由追踪节点和相关联的设备的标识 - Google Patents

Abstract

各种实施例与通信网络系统有关。具体地，各种实施例涉及可以用于估计网络的完整拓扑的通信网络系统中的多路径探测。一种方法包括在源节点处从网络中的路由追踪探针接收数据。数据包括关于至少一个网络节点的信息。该方法还包括基于信息来确定用于至少一个网络节点的标识。此外，该方法包括使用至少一个网络节点的标识来确定至少一个设备的标识。

Description

路由追踪节点和相关联的设备的标识

技术领域

各种实施例与通信网络系统有关。具体地，各种实施例涉及通信网络系统中可以用于估计网络的完整拓扑的多路径探测。

背景技术

各种网络使用多路径路由来连接网络内的源节点和目标节点。多路径路由是在网络中的两个点之间使用通过网络的多个替代路径的路由技术。在网络中创建的路径包括位于源节点与目标节点之间的至少一个中间网络节点、以及用于连接路径中的各种网络节点的边。在多路径路由中，每个路径包括至少一个边(edge)和至少一个网络节点。网络中的多个替代路径通常可以至少部分地交叠，使得路径共享至少一个边和/或至少一个节点。

使用多路径路由的一些网络可以采用路由追踪(tracerouting)。路由追踪是一种可以用于记录通过网络的路由的网络诊断工具。路由追踪涉及将来自网络中的每个中间网络节点的信息发送回源节点。该信令可以使得源节点能够追踪信号通过网络到目标节点的路由。

使用多路径路由可以给网络带来各种优点，诸如容错、增加的带宽或改进的安全性。然而，构建完整的网络拓扑可能需要对网络中所有可能的路由进行完整的追踪或映射。这样的完整的追踪或映射可能利用大量的网络资源，包括时间和带宽。

发明内容

在某些实施例中，一种方法可以包括在源节点处从网络中的路由追踪探针接收数据。数据包括关于至少一个网络节点的信息。该方法还可以包括基于信息来确定用于至少一个网络节点的标识。此外，该方法可以包括使用至少一个网络节点的标识来确定至少一个设备的标识。

根据某些实施例，一种装置可以包括包含计算机程序代码的至少一个存储器、和至少一个处理器。至少一个存储器和计算机程序代码可以被配置为与至少一个处理器一起使得该装置至少在源节点处从网络中的路由追踪探针接收数据。数据包括关于至少一个网络节点的信息。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置为与至少一个处理器一起使得该装置至少基于信息来确定用于至少一个网络节点的标识。此外，至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置为与至少一个处理器一起使得该装置使用至少一个网络节点的标识来确定至少一个设备的标识。

在某些实施例中，一种装置可以包括用于在源节点处从网络中的路由追踪探针接收数据的部件。数据包括关于至少一个网络节点的信息。该装置还可以包括用于基于信息来确定用于至少一个网络节点的标识的部件。另外，该装置可以包括用于使用至少一个网络节点的标识来确定至少一个设备的标识的部件。

根据某些实施例，一种编码指令的非暂态计算机可读介质，这些指令当在硬件中被执行时执行过程。该过程可以包括在源节点处从网络中的路由追踪探针接收数据。数据包括关于至少一个网络节点的信息。该过程还可以包括基于信息来确定用于至少一个网络节点的标识。另外，该过程可以包括使用至少一个网络节点的标识来确定至少一个设备的标识。

根据某些实施例，一种编码指令的计算机程序产品，用于根据方法来执行过程，该方法包括在源节点处从网络中的路由追踪探针接收数据。数据包括关于至少一个网络节点的信息。该方法还可以包括基于信息来确定用于至少一个网络节点的标识。此外，该方法包括使用至少一个网络节点的标识来确定至少一个设备的标识。

附图说明

为了恰当理解本发明，应当参考附图，在附图中：

图1示出了根据某些实施例的通信系统；

图2示出了根据某些实施例的通信系统；

图3示出了根据某些实施例的流程图；

图4示出了根据某些实施例的等式；

图5示出了根据某些实施例的流程图；

图6示出了根据某些实施例的通信系统；

图7示出了根据某些实施例的通信系统；

图8示出了根据某些实施例的流程图；以及

图9示出了根据某些实施例的系统。

具体实施方式

某些实施例可以估计完整的网络拓扑。完整的网络拓扑可以被定义为追踪或映射网络中的所有独特边。可以使用拓扑完成比，其可以指示可以被映射并且报告给源节点的完整网络拓扑的百分比。可以使用路由追踪探针来促进对完整网络拓扑的估计。在一些实施例中，探针可以连续地或离散地映射、追踪或捕获通过网络的路径。

在某些实施例中，可以使用所估计的完整网络拓扑来监测端到端网络性能。在多路径网络环境中，从监控和诊断的角度来看可能有帮助的是，覆盖端到端业务量所流过的大多数网络路径。这可以改善网络的诊断结果，并且使得结果的评估者(例如，网络运营商)能够基于结果来进行决策。

可以以使得能够在达到给定拓扑完成目标时停止探针的方式来优化多路径探测。例如，一旦满足网络拓扑的完成阈值，则可以暂停或停止探测。必须追踪完整的网络拓扑可能很麻烦，而且使用大量的网络资源。因此，有效的网络拓扑估计过程可以节省网络的时间和资源。在某些实施例中，网络拓扑追踪可以包括用于估计网络拓扑的自评估方法，而不需要任何运营商干扰。

在某些其他实施例中，可以使用多路径探测来查找从其自身到任何给定端点的路径。可以使用路由追踪探针以沿着到给定端点的路径收集网络性能度量，并且触发来自路径上的不同中间节点的性能度量的报告。然后，可以使用诸如分组丢失和延迟等这样的性能度量来检测探测路径上的至少一个边或至少一个节点的转接业务量问题。在一些实施例中，路由追踪探针可以提供快速路径探测。

一旦路由追踪完成，或者路由追踪探针已经终止，则用户可以查看网络的适当可视化，以研究例如与网络相关联的任何问题。虽然路由追踪可以集中在节点之间的不同路径上，但是在某些实施例中，确定不同路径上的节点的标识可能是有帮助的。此外，确定路径上的不同节点与网络中的设备的关系也是有帮助的。设备可以是例如用户设备、移动终端、基站、接入点、路由器和/或服务器。

在某些实施例中，仅因为两个不同的分组可能具有包括不同IP地址的不同节点的不同路径，可能并不表示分组必须经过不同的设备。每个设备(例如，路由器或服务器)可以具有被分配给不同接口的多个IP地址。换言之，每个设备可以具有多于一个节点，节点有其自己的独特IP地址。在一些实施例中，确定要使用哪个接口可以基于路由协议和/或其他附加逻辑，诸如负载平衡。

图1示出了根据某些实施例的通信系统图。具体地，图1示出了在源节点110与目标节点160之间使用多路径路由的网络。例如，源节点110和目标节点160可以是网络节点、接入节点、eNodeB、服务器、主机、或者本文中讨论的任何其他接入节点或网络节点。在某些实施例中，源节点110可以使用路由追踪探针。路由追踪探针可以用于检测源节点110与目标节点160之间的不同路由路径。在一个示例中，探针可以在源节点110处开始，并且然后通过边111移动到网络节点120。

边可以是可以由探针来追踪或映射的两个节点之间的无线、有线或基于云的连接。当找到网络中的所有独特边时，网络拓扑可以被认为是完整的。一旦探针到达网络节点120，则它可以触发消息从网络节点120到源节点110的发送。该消息可以包括性能度量或与边111相关的其他信息，诸如定时信息和/或分组丢失信息。路由追踪探针还可以触发向源节点110发送与网络中的任何边或网络节点相关的任何其他类型的信息。

在网络节点120之后，路由追踪探针然后可以映射或追踪三个不同路径之一。它可以使用边121继续到网络节点130，使用边123继续到网络节点140，或者使用边122继续到网络节点150。假设探针使用边121移动到网络节点130，则路由追踪探针然后可以再次具有它可以追踪或映射的若干不同路径。例如，从网络节点130，路由追踪探针可以追踪边131并且继续到目标节点160。或者，路由追踪探针可以经由边133继续到网络节点140，并且然后经由边141到目标节点160。

如上所述，某些实施例可以包括发送路由追踪探测分组。沿着给定的追踪路径的节点(例如，中间节点和目标节点)可以通过向源节点110发送关于节点的信息来响应于探测分组。类似地，一旦探测分组到达目标节点160，则目标节点160向源节点110报告与目标节点160相关的信息。

一旦路由追踪探针到达目标节点160，则路由追踪探针可以开始路由从源节点110到目标节点160的另一路径。在某些实施例中，路由追踪探针可以连续地追踪或映射网络路径，直到所估计的网络拓扑达到一定阈值。虽然一些映射或追踪的路由可能与先前映射或追踪的路径交叠，但是一些路径可以包括新的或独特的边。新的或独特的边可以包括先前未被路由追踪探针追踪的边。例如，路由追踪探针可以从源节点111移动到网络节点120，并且然后通过边122移动到网络节点150，并且通过边151移动到目标节点160。边122和151是先前未被探针追踪或映射的独特边。

完整的网络拓扑可以包括所有网络节点110、120、130、140和150的路由追踪。每个节点可以具有其自己的独特标识符，例如IP地址、域名、以及关于可以用于标识网络节点的路径的地点或位置信息。完整的网络拓扑结构还可以包括路由追踪网络中的所有独特边。图1仅示出了网络的部分完成的拓扑，其中边111、121、122、123、131、133、141、142和151已经被路由追踪探针追踪或映射。

追踪完整的网络拓扑可能需要大量的时间，并且要求大量的网络资源。图2示出了根据某些实施例的通信系统。具体地，图2示出了使用路由追踪探针的多路径网络。探针尝试追踪从源节点210到目标节点220、221的路径。图2示出已经被路由追踪探针追踪或映射并且被报告给源节点210的3312个高速缓存的独特路径。如前所述，必须映射完整的网络拓扑结构在网络上可能是繁琐的，并且需要大量的网络资源。

因此，某些实施例可以包括完整的网络拓扑的估计。完整的网络拓扑可以使用网络拓扑完成比来估计。网络拓扑完成比可以使用边完成比来估计。由路由追踪探针报告的性能度量可以被转换为每边(per edge)度量或者以每边度量的形式来被输出。例如，从路由追踪探针到源节点的消息可以包括边延迟和/或边分组丢失。增加所映射的独特边的数目可以改善沿着源节点与目标节点之间的路径的业务量问题的检测速率。

边完成比可以是被映射并且报告给源节点的独特边的数目的估计比率。当边完成比为100％时，源节点包含网络中的独特边的完整映射，并且网络拓扑完成比也可以被称为是100％。在某些实施例中，边完成比可以被定义为在网络中找到的独特边的数目除以所估计的独特边的总数。

在某些实施例中，边可以基于边连接到的网络节点来被标识。换言之，边的进入节点的标识和边的离开节点的标识用于标识边本身。在一些实施例中，节点信息可能不可用，例如，节点超时或者节点具有专用IP地址。如下所述，在这样的实施例中，节点信息可以基于位于不可用节点之前和不可用节点之后的节点的前缀来确定。类似地，可以将进入节点的前缀和离开节点的前缀进行组合以确定边的身份。源节点可以基于边标识来确定边是否是独特的。此外，边标识可以使用与给定边的进入节点和离开节点相关的信息在源节点处被记录。边标识可以用于标记边。

当源节点不知道完整的网络拓扑时，计算边完成比的一种方法可以基于标记-释放-重新捕获(MRR，mark-release-recapture)方法。例如，MRR方法可以包括捕获、标记和释放给定群体的第一部分。然后，捕获群体的第二部分，并且可以对群体的第二部分的标记的成员的数目进行计数。由于第二部分中的群体的标记的成员数目应当与整个群体中的成员数目成正比，所以可以获得群体规模内的总成员数目的估计。因此，MRR方法可以用于估计整个群体、以及群体内的给定成员的数目。

图3示出了根据某些实施例的流程图。在步骤310中，可以经由多路径路由来在源节点与目标节点之间传输信号。多路径路由的示例可以参见图1和图2。然后，可以使用路由追踪探针来追踪或映射源节点与目标节点之间的路径上的至少一个边和至少一个节点。在到达网络节点时，路由追踪探针可以触发信息或数据从网络节点到源节点的传输，其提供至少一个边性能度量的细节。例如，至少一个边度量可以涉及边延迟和/或边分组丢失。

在步骤320中，源节点从网络中的路由追踪探针接收数据。如前所述，路由追踪探针映射或追踪网络中的至少一个边和至少一个网络节点。对于每x个捕获的路径，其中x由网络运营商可配置，源节点可以标识x个路径内的所有独特边，并且将其与先前记录的边相比较。也可以由源节点考虑重新捕获的边的数目。如果同一边被重新捕获多次，则重新捕获的边将仅被计数为一个边。新标识的或独特的边的数目将被添加到所记录的边以用于下一次计算。源节点可以将所记录的边存储在例如列表中。

然后可以使用MRR方法基于边来计算所估计的边完成比，如步骤330所示。例如，可以使用Schnabel和Schumacher-Eschmeyer估计方法作为优选的MRR方法。在某些实施例中，估计等式可以如下：

N'可以是从源节点到目标节点的独特边的总数的估计。n_i可以等于在测试i捕获的独特边的总数，而m_i可以等于在测试i期间重新捕获的独特边的数目。c可以等于计算总数。

基于上述计算，可以通过将在网络中找到的独特边的数目除以所估计的独特边计算总数来计算边完成比，可以确定独特边总数的估计。然后，可以使用该边完成比来估计拓扑完成比，如步骤340所示。然后，可以将边完成比和/或拓扑完成比与由网络运营商设置的阈值相比较。例如，在某些实施例中，阈值可以为95％。如步骤350所示，如果边完成比和/或拓扑完成比大于或等于阈值，则可以终止路由追踪探针。

阈值可以由运营商预先确定。阈值越高，越多的网络资源可以用于完整网络拓扑的映射或追踪。另一方面，如果阈值太低，则源节点可能无法准确地计量网络的完整拓扑。

在某些实施例中，可以使用[N'[1/(1/N'±t(0.05,c-1)S.E.(1/N'))]的倒数或者通过使用公式N'±t(0.05,c-1)S.E.(N'))来计算Schnabel和Schumacher-Eschmeyer估计的置信界限。后一公式(N'±t(0.05,c-1)S.E.(N'))可以提供比前一公式更接近的值，包括更高的最小值或更低的正最大值。图4示出了根据某些实施例的等式。具体地，图4示出了在计算Schnabel和Schumacher-Eschmeyer的置信界限时使用的S.E.(N')410和S.E.(1/N')420。

在一些实施例中，可以对边完成比进行过滤，以便去除仅具有一个单个边的跳跃。可以忽略始终由所有路径所包含的边。例如，如果源节点只有一个默认网关，则可以忽略从源节点到其默认网关的第一边。可以忽略某些边，以避免对估计的任何扭曲并且提高估计的准确性。

此外，在某些实施例中，其中仅最近的数据可以用于估计，此时可以使用滑动窗口方法。当源节点不断地探测路径时，可以使用滑动窗口方法，而不必完成独立的测试(self-contained test)。滑动窗口方法包括，完成比估计可以基于在任何时间从最近的时间窗口(被称为滑动窗口)收集的路径。这可以使得能够更频繁地计算比率，并且使得能够调节窗口大小。

如上所述，多路径路由追踪算法产生从探测源到目标的至少部分不同的路径的集合。一旦路由追踪完成，则可以产生所有不同的各自路径的图，其示出了可以表示相同网络IP接口的多个路径中的节点的配对。在这个阶段，路径只是节点的序列，其标识可能甚至是未知的。虽然节点的IP地址可能是已知的，但是没有关于节点的其他附加信息是已知的。例如，可能不知道节点ID、节点IP地址、边ID、域名系统(DNS)、性能度量或公共标识记录中的至少一个。

在某些实施例中，可以为所确定的路由追踪路径中的所有节点计算节点标识符，即使表示路由追踪的图可能不完整。换言之，即使在路径上的某些节点仍然丢失的时候，也可以存在节点标识。在一些实施例中，节点的IP地址可以是公共的，诸如在全球因特网中被路由的节点的IP地址。当节点IP地址为公共时，节点身份可以简单地是节点IP地址。

然而，在一些其他实施例中，根据例如因特网协议(IP)版本4(IPv4)的请求评论1918(RFC 1918)，节点的IP地址可以是私有的。在另一实施例中，根据IP版本6(IPv6)的RFC4193，IP地址可以是本地的。如果节点的IP地址是私有的，则将网络范围附接到IP地址可能是有帮助的，因为这样的IP地址可以在多个不同的内部网络中被分配。为了定义网络范围，使用具有公共IP地址的最近的前面的节点的标识符。然而，如果不存在具有公共IP地址的这样的前面的节点，则使用探测源的标识，例如轮询器、代理或其他源。在这样的实施例中，被检查的路径节点可以是探针的内部网络的部分，并且可以被映射到内部监测系统。

在另一实施例中，节点的IP地址可能没有被发现或可能是无响应的。然而，可以有理由相信节点存在，例如，因为在该位置存在业务量跳跃的迹象，而不管节点的缺失或响应性。当节点没有IP地址或无响应时，节点的标识符可以包括以下内容：路径中的最接近的前面的响应节点的身份或前缀、路径中的最接近的后面的响应节点的身份或前缀、以及在前面的响应节点与后面的响应节点之间的无响应节点序列中的位置。

在一些实施例中，目标节点在某些实施例中可以是不响应的。这可以使得路由路径是开放的，而没有确定的终止节点。在这样的实施例中，当目标为不响应的时，节点的标识符可以包括路径中的最接近的前面的响应节点的身份或前缀、和/或路径中的最接近的后面的响应节点的身份或前缀。一旦路径中的所有节点被标识，则各个路径可以与具有相同标识符的节点对准。这些节点可以成为所得到的路径图中的连接点。

图5示出了根据某些实施例的流程图。具体地，图5示出了用于基于所确定或所计算的进入或离开节点的标识和/或前缀来确定边的标识的流程图。因此，图5可以示出可以被并入到图3和/或图8中的附加特征。在步骤510中，源节点可以接收多路径路由中的第一网络节点的标识信息。源节点可以从可以用于映射或追踪网络拓扑的路由追踪探针来接收该信息。在步骤520中，源节点可以接收多路径路由中的第二网络节点的标识信息。基于第一网络节点和第二网络节点的标识信息，源节点可以确定边的标识，如步骤530所示。

在步骤530中确定的边标识可以被存储或记录在源节点中。源节点可以使用边标识来确定边是否是独特的，以估计网络的边完成比。如图3所示，边完成比可以用于估计完整的网络拓扑。

在其中节点的IP地址可能是私有的某些实施例中，多路径路由追踪中的所发现的节点可以被映射到存储在监测系统中的数据。所存储的数据可以是内部网络的一部分，其可以要求用户名和/或密码才能访问。所存储的数据可以覆盖单个设备的内部网络的至少部分，并且可以由用户或者可以通过自动发现来存储，其本身可以使用节点重复(reduplication)逻辑。换言之，可以使用数据来确定所发现的节点属于哪个设备。所存储的数据可以包括每被监测设备的IP地址的阵列或列表。因此，可以使用数据来将发现的IP地址映射到网络监测系统中的现有设备。

在一些实施例中，所存储的数据和/或所发现的节点中的所有IP地址可以是独特的。在这样的实施例中，节点ID与所存储的数据中的特定IP地址相匹配，其包括设备的IP阵列或列表。然而，在其他实施例中，所存储的数据和/或所发现的节点可以包括至少一个重复的IP地址。例如，若干发现的节点可以与单个设备匹配。这可能是因为内部网络可能具有若干具有相同的私有IP地址或子网的类似的网络。换言之，可能无法使用管理系统的所存储的数据来将节点映射到具体设备，因为多个设备可能共享相同的IP地址。

在其中多个设备可以共享相同IP地址的实施例中，管理系统中的每个设备可以访问接口信息，接口信息包括关于设备的邻居的信息。至少一个邻居设备的接口信息可以与管理系统的其他存储的数据一起存储。在一些实施例中，至少一个相邻设备的IP地址或子网信息可以与至少一个节点或与最靠近该至少一个节点的那些路由追踪节点的IP地址相匹配。可以使用具有多个接口(例如，多个相关子网，其与邻居的地址相对应)的设备用于映射。

如上所述，可以提供设备或者这样的设备内的节点的聚合的某些实施例，节点的聚合与先前的路由追踪节点计数具有相同的接口计数。换言之，特定节点ID可以与给定设备的IP地址相匹配，并且设备和节点ID相匹配。然后，可以将这些接口映射到正确的链路、边、节点和/或设备。

每个设备或节点可以具有两个不同的接口，即入口或出口。入口接口可以是用于进入设备或节点的数据的接口，并且可以被表示在连接到这样的设备或节点的链接或边的右侧。另一方面，出口接口可以是用于离开设备或节点的数据的接口。例如，如果第一设备和第二设备经由边连接，则边的右侧可以表示第二设备的入口接口的位置，而边的左侧可以表示第一设备的出口。

表示路由追踪节点的节点ID可以是节点的入口接口的IP地址。虽然探测能够标识节点或设备的入口接口，但是出口接口在一些实施例中不能被探针检测到。例如，单个设备或节点具有多个出口接口，并且确定哪个节点经由链路或边连接到入口接口可以是有帮助的。被包括在管理系统的所存储的数据中的路由和拓扑信息可以用于确定出口接口的映射。

如果不能基于被包括在管理系统中的路由和拓扑信息来确定出口接口的标识，则可以基于与入口身份最相似的身份来确定出口接口的标识。地址的相似性可以基于两个不同接口的IP地址的相似性来确定。例如，如果入口接口的IP地址为10.0.0.1，并且已知的仅有的两个其他IP地址为10.0.0.5和10.0.0.25，则更相似的IP地址可以为10.0.0.5。然后，可以将该IP地址分配给出口接口。在一些其他实施例中，确定入口接口与出口接口之间的相似性可以包括使用子网掩码。

在某些实施例中，将分组从探针带到因特网可以包括第一节点和第二节点。在这样的实施例中，可以使用第一接口eth0而不是第二接口eth1来访问第二节点，第二接口eth1可以用于从第二节点访问因特网。第一节点与第二节点之间的边或链接的右侧可以被识别为第二节点的入口接口。第二节点的IP地址可以是例如IP 10.0.1.2。在其他实施例中，第二节点的IP地址可以具有任何其他节点ID或节点IP地址。入口接口标识可能已经在路由追踪过程中由探针确定或发现。

然后，可以标识边和/或链接的左侧。可以基于下一跳的地址(例如，第二节点的标识)和/或当前节点(诸如第一节点)的所有列举的接口来标识边左侧的端点。至少基于IP地址和子网掩码，可以解析特定接口的子网。子网掩码可以是屏蔽IP地址的32位数，并且将IP地址划分为网络地址和主机地址。然后，可以将第一节点的ID和第二节点的ID拟合成解析的子网地址。然而，如果第一节点和第二节点的ID不拟合，则可以用设备中的下一可用接口来重复上述过程。如果第一和第二节点的标识拟合，则可以将接口选择为节点1的出口接口。

在某些实施例中，节点ID与子网地址之间的上述匹配的目标可以是确定给定的边或链路的端点。换言之，可以确定节点的入口接口和出口接口，可以确定探测路径上的所有节点的节点ID。此外，入口接口和出口接口也可以用于确定给定设备中的节点数。

在一些实施例中，一旦路由追踪离开内部网络，则被包含在网络管理系统中的设备信息可能不再对缺乏管理访问权限可用。在这样的实施例中，用户可能仍然想要确定节点、边、设备的标识、以及位于不同设备中的节点的数目。在一些实施例中，可以使用节点IP地址、节点DNS名称作为节点ID，和/或可以使用至少两个不同节点之间的连接来确定节点ID。在某些实施例中，如上所讨论的，路由追踪探测发现探测业务量进入设备的入口接口的IP地址，但是可能不会确定出口接口的IP地址。因此可能没有可用于出口接口连接到下一跳设备的任何信息。

在其中设备具有多个入口接口的某些实施例中，路由追踪图可以将每个入口接口IP呈现为单独的节点。在一些实施例中，这可能使得图比它应该呈现得更复杂，并且不代表网络。为了确定哪些路由追踪节点可以聚合，可以包括若干特点。例如，路径探测分组可以不多次进入同一设备，这可以限制用于聚合的候选节点的搜索范围。在一些实施例中，设备可以具有多个虚拟路由器和分组。在这样的实施例中，每个虚拟路由器可以被视为单独的设备节点。

然而在其他实施例中，每个入口接口可以仅连接到一个出口接口。这可以限制用于聚合的候选节点的搜索范围。然而，在其他实施例中，两个或更多个接口可以共享相同的子网。例如，要聚合的节点可以是因特网服务提供商(ISP)设备或云服务提供商设备。在一些实施例中，系统命名约定通常可以用于骨干网络中的路由器接口。

因此，在某些实施例中，当路由追踪节点不属于相同路径、具有共同的后续节点、和/或共享相同的DNS名称后缀时，路由追踪节点可以具有用于聚合的资格，并且其名称前缀可能落入相同的命名约定。上述实施例使得能够基于节点之间的连接来确定节点ID和给定设备内的节点数。

图6示出了根据某些实施例的通信系统。具体地，图6示出了使用路由追踪探针的多路径网络的图。探针尝试追踪从源节点610到目标节点620的路径。图6的实施例是在节点聚合发生之前的路径图。节点聚合可以表示将图中的节点聚合到其相应的设备中。换言之，图中的节点尚未与其相应的设备相关，这表示图6的实施例中仅示出了节点而不是相应的设备。

图7示出了根据某些实施例的通信系统。具体地，图7示出了使用路由追踪探针的多路径网络的图。探针尝试追踪从源节点710到目标节点720的路径。与图6的实施例不同，图7的实施例是在节点聚合之后的多径网络的图。换言之，图7中的节点已经与其相应的设备相关，并且图中示出了相应的设备，而不是单独的节点。从图7可以看出，多个设备包括多个网络节点。

图8示出了根据某些实施例的流程图。步骤810可以描述在源节点处从网络中的路由追踪探针接收数据。数据可以包括关于至少一个网络节点的信息。然后可以使用关于至少一个网络节点的信息来确定至少一个节点的标识，如步骤820所示。如图5所示，可以使用至少一个节点的标识来确定边的标识。在步骤830中，可以使用至少一个网络节点的标识来确定至少一个设备的标识。在一个设备中可以存在多个所述的至少一个网络节点。换言之，单个设备可以包括多个网络节点。

在某些实施例中，至少一个节点的标识可以基于在至少一个网络节点之前的第一网络节点的标识、在至少一个网络节点之后的第二网络节点的标识、和/或网络节点在第一网络节点与第二网络节点之间的位置。在其他实施例中，可以使用从可以是内部网络的网络管理系统得到的信息来确定至少一个网络节点或至少一个设备的标识。此外，在一些实施例中，可以基于入口接口和出口接口来确定至少一个网络节点的标识。

图9示出了根据某些实施例的系统。应当理解，图1-8中的每个框可以通过各种装置或其组合来实现，诸如硬件、软件、固件、一个或多个处理器和/或电路。在一个实施例中，系统可以包括若干设备，诸如例如网络节点910。该系统可以包括多于一个网络节点910。网络节点可以是源节点、目标节点、中间节点、接入节点、基站、eNodeB、5G NB、服务器、主机、路由器、或者本文中讨论的其他接入或网络节点中的任何一个。

网络节点910可以包括被标示为911的至少一个处理器或控制单元或模块。可以提供被标示为912的至少一个存储器。存储器中可以包含计算机程序指令或计算机代码。可以提供一个或多个收发器913，并且每个网络节点还可以包括分别在914中示出的天线。虽然仅示出了一个天线，但是可以向每个设备提供许多天线和多个天线元件。可以提供网络节点的其他配置。例如，除了无线通信之外，网络节点910可以另外被配置用于有线通信，并且在这种情况下，天线914可以示出任何形式的通信硬件，而不仅限于仅天线。

收发器913可以独立地是可以被配置用于传输和接收的传输器、接收器、或者传输器和接收器二者、或者单元或设备。传输器和/或接收器(就无线电部分而言)也可以被实现为远程无线电头，其不位于设备本身中，而是位于例如天线杆中。操作和功能可以以灵活的方式在诸如节点、主机或服务器等不同实体中执行。换言之，分工可能因情况而异。一个可能的用途是使网络节点传递本地内容。还可以将一个或多个功能实现为可以在服务器上运行的软件中的虚拟应用。

在一些实施例中，诸如网络节点910等的装置可以包括用于执行上面关于图1-8描述的实施例的部件。在某些实施例中，包含计算机程序代码的至少一个存储器可以被配置为与至少一个处理器一起一起该装置至少执行本文中描述的任何处理。

根据某些实施例，装置910可以包括包含计算机程序代码的至少一个存储器912、和至少一个处理器911。至少一个存储器912和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器911一起使得装置910至少在源节点处从网络中的路由追踪探针接收数据。路由追踪探针检测边。至少一个存储器912和计算机程序代码也可以被配置为与至少一个处理器911一起使得装置910至少基于边来计算边完成比。此外，至少一个存储器912和计算机程序代码可以被配置为与至少一个处理器911一起使得装置910至少当边完成比大于或等于阈值时终止探针。

根据某些实施例，装置910可以包括包含计算机程序代码的至少一个存储器912、和至少一个处理器911。至少一个存储器912和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器911一起使得装置910至少接收多路径路由中的第一网络节点的标识信息。至少一个存储器912和计算机程序代码也可以被配置为与至少一个处理器911一起使得装置910至少接收多路径路由中的第二网络节点的标识信息。另外，至少一个存储器912和计算机程序代码可以被配置为与至少一个处理器911一起使得装置910至少基于第一网络节点的标识信息和第二网络节点的标识信息来确定边的标识。

处理器911可以由任何计算或数据处理设备来实施，诸如中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字增强电路、或比得上的设备或其组合。处理器可以被实现为单个控制器或者多个控制器或处理器。

对于固件或软件，实现可以包括至少一个芯片集的模块或单元(例如，过程、功能等)。存储器912可以独立地是任何合适的存储设备，诸如非暂态计算机可读介质。可以使用硬盘驱动器(HDD)、随机存取存储器(RAM)、闪存或其他合适的存储器。存储器可以作为处理器组合在单个集成电路上，或者可以与其分离。此外，计算机程序指令可以存储在存储器中，并且可以由处理器来处理的内容可以是任何适当形式的计算机程序代码，例如以任何合适的编程语言编写的编译或解释的计算机程序。存储器或数据存储实体通常是内部的，但是也可以是外部的或其组合，诸如在从服务提供商获得附加存储器容量的情况下。存储器可以是固定的或可移除的。

存储器和计算机程序指令可以被配置为与用于特定设备的处理器一起使得诸如网络节点910等硬件装置执行上述任何处理(参见例如图1-8)。因此，在某些实施例中，非暂态计算机可读介质可以用计算机指令或者一个或多个计算机程序(诸如被添加或更新的软件例程、小应用程序或宏)来编码，其当用硬件执行时可以执行处理，诸如本文中描述的方法之一。计算机程序可以用编程语言编码，该编程语言可以是诸如面向对象的C、C、C++、C#、Java等高级编程语言、或者诸如机器语言或汇编程序等低级编程语言。或者，某些实施例可以完全用硬件来执行。

如上所讨论，某些实施例可以利用边完成比来估计完整的网络拓扑。一旦边完成比被确定为等于或大于某个阈值，则可以终止网络的路由追踪探针。这可以用于保护网络资源，并且使得网络拓扑的追踪或映射更加高效。

估计完整的网络拓扑可以帮助监测端到端网络性能。监测、评估和诊断端到端网络性能可以帮助网络运营商或某个网络节点做出与网络性能有关的各种决策。例如，节点可以基于估计的网络拓扑来做出延迟决定以及转移网络资源。因此，上述实施例提供了对网络的功能和/或网络内的节点或计算机的功能的显著改进。

此外，某些实施例可以允许不仅确定网络中的节点，还可以确定与这样的节点相关联的设备。特别地，可以确定每个设备内的节点的数目，并且从而确定网络中的设备的数目。这可以使得能够将路由追踪探针产生的图精简为包括节点ID、边ID和不同设备的图。

在整个说明书中描述的某些实施例的特征、结构或特性在一个或多个实施例中可以以任何合适的方式来组合。例如，在整个说明书中的短语“某些实施例”、“一些实施例”、“其他实施例”或其他类似语言的使用是指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性可以被包括在本发明的至少一个实施例中这一事实。因此，在整个说明书中的短语“在某些实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他实施例中”或其他类似语言的出现不一定指代同一组的实施例，并且所描述的特征、结构或特性在一个或多个实施例中可以以任何合适的方式来组合。

本领域普通技术人员将容易理解，如上所述的本发明可以通过具有不同顺序的步骤和/或通过具有与所公开的配置不同的配置的硬件元件来实践。因此，虽然已经基于这些优选实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，某些修改、变化和替代构造将是显而易见的，同时保持在本发明的精神和范围内。上述通信系统可以在第三代合作伙伴关系(3GPP)技术中实现，诸如长期演进(LTE)、高级LTE(LTE-A)、第三代技术(3G)、第四代技术(4G)、第五代技术(5G)或任何其他IP多媒体系统(IMS)。

部分词汇表

S.E. 标准误差

N' 从源节点到目标节点的独特边的总数的估计

n_i 在测试i捕捉的独特边的总数。

m_i 在测试i期间重新捕获的独特边的数目。

c 计算的总数。

Claims (31)

1.一种方法，包括：

在源节点处从网络中的路由追踪探针接收数据，其中所述数据包括关于至少一个网络节点的信息；

基于信息来确定用于所述至少一个网络节点的标识；以及

使用所述至少一个网络节点的所述标识来确定至少一个设备的标识。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

接收所述至少一个网络节点中的第一网络节点在多路径路由中的标识；

接收所述至少一个网络节点中的第二网络节点在所述多路径路由中的标识；以及

基于所述第一网络节点的所述标识信息和所述第二网络节点的所述标识信息来确定边的标识。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个网络节点的所述标识为公共的、私有的或者不可用的中的至少一项。

4.根据权利要求1所述的方法，其中多个所述至少一个网络节点存在于所述至少一个设备中的一个设备中。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

基于在所述至少一个网络节点之前的第一网络节点的标识以及在所述至少一个网络节点之后的第二网络节点的标识来确定所述至少一个网络节点的所述标识。

6.根据权利要求4所述的方法，还包括：

基于所述至少一个网络节点在所述第一网络节点与所述第二网络节点之间的位置来确定所述至少一个网络节点的所述标识。

7.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一网络节点的第一前缀和所述第二网络节点的第二前缀被用于确定所述至少一个网络节点的所述标识。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用从网络管理系统得到的信息来确定所述至少一个网络节点的所述标识或者所述至少一个设备的所述标识中的至少一项。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一个网络节点的所述标识和所述至少一个设备的所述标识使用因特网协议(IP)地址而被定义，并且其中所述网络管理系统包括所述至少一个网络节点的所述IP地址和所述至少一个设备的所述IP地址的列表或者阵列。

10.根据权利要求1所述的方法，其中在所述源节点处从所述路由追踪探针所接收的所述数据包括所述至少一个网络节点或者所述至少一个设备中的至少一项的入口接口的标识。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

使用所述入口标识来确定所述至少一个网络节点或者所述至少一个设备中的另一项的出口标识。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述入口标识能够被用于确定多个所述出口标识。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述出口标识使用网络管理系统而被确定。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述出口标识基于所述出口标识与所述入口标识的相似度而被确定。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个节点的所述标识是IP地址或者域名服务器列表中的至少一项。

16.一种装置，包括：

包括计算机程序代码的至少一个存储器；

至少一个处理器；

其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使得所述装置至少：

在源节点处从网络中的路由追踪探针接收数据，其中所述数据包括关于至少一个网络节点的信息；

基于信息来确定用于所述至少一个网络节点的标识；以及

使用所述至少一个网络节点的所述标识来确定至少一个设备的标识。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码还被配置为与所述至少一个处理器一起使得所述装置至少：

接收所述至少一个网络节点中的第一网络节点在多路径路由中的标识；

接收所述至少一个网络节点中的第二网络节点在所述多路径路由中的标识；以及

基于所述第一网络节点的所述标识信息和所述第二网络节点的所述标识信息来确定边的标识。

18.根据权利要求16所述的装置，其中所述至少一个网络节点的所述标识为公共的、私有的或者不可用的中的至少一项。

19.根据权利要求16所述的装置，其中多个所述至少一个网络节点存在于所述至少一个设备中的一个设备中。

20.根据权利要求16所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码还被配置为与所述至少一个处理器一起使得所述装置至少：

基于在所述至少一个网络节点之前的第一网络节点的标识以及在所述至少一个网络节点之后的第二网络节点的标识来确定所述至少一个网络节点的所述标识。

21.根据权利要求20所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码还被配置为与所述至少一个处理器一起使得所述装置至少：

基于所述至少一个网络节点在所述第一网络节点与所述第二网络节点之间的位置来确定所述至少一个网络节点的所述标识。

22.根据权利要求20所述的装置，其中所述第一网络节点的第一前缀和所述第二网络节点的第二前缀被用于确定所述至少一个网络节点的所述标识。

23.根据权利要求16所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码还被配置为与所述至少一个处理器一起使得所述装置至少：

使用从网络管理系统得到的信息来确定所述至少一个网络节点的所述标识或者所述至少一个设备的所述标识中的至少一项。

24.根据权利要求23所述的装置，其中所述至少一个网络节点的所述标识和所述至少一个设备的所述标识使用IP地址而被定义，并且其中所述网络管理系统包括所述至少一个网络节点的所述IP地址和所述至少一个设备的所述IP地址的列表或者阵列。

25.根据权利要求16所述的装置，其中在所述源节点处从所述路由追踪探针所接收的所述数据包括所述至少一个网络节点或者所述至少一个设备中的至少一项的入口接口的标识。

26.根据权利要求25所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码还被配置为与所述至少一个处理器一起使得所述装置至少：

使用所述入口标识来确定所述至少一个网络节点或者所述至少一个设备中的另一项的出口标识。

27.根据权利要求26所述的装置，其中所述入口标识能够被用于确定多个所述出口标识。

28.根据权利要求26所述的装置，其中所述出口标识使用网络管理系统而被确定。

29.根据权利要求26所述的装置，其中所述出口标识基于所述出口标识与所述入口标识的相似度而被确定。

30.根据权利要求16所述的装置，其中所述至少一个节点的所述标识是IP地址或者域名服务器列表中的至少一项。

31.一种非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质编码指令，所述指令当在硬件中被执行时执行过程，所述过程包括：

在源节点处从网络中的路由追踪探针接收数据，其中所述数据包括关于至少一个网络节点的信息；

基于信息来确定所述至少一个网络节点的标识；以及

使用所述至少一个网络节点的所述标识来确定至少一个设备的标识。