CN108123824A - 一种网络故障检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网络故障检测方法。网络故障检测装置获取多个故障链路信息，所述故障链路信息包括发生故障的链路的链路标识信息，根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径，所述网络路径包括所述发生故障的网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径，通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络中的故障的网络节点或者传输路径。本发明可以在不依赖网络节点自身的探测能力的情况下，确定网络中的故障节点或者传输路径，降低了网络以及网络节点的负荷，并且提高故障探测结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网络故障检测方法及装置。
背景技术
随着网络技术的发展，人们对网络传输质量的要求也越来越高。而网络故障往往会严重的影响到网络传输质量，因此如何及时的发现和排除网络故障，成为保证网络传输质量的一个重要课题。对于网络故障的探测，目前一般采用的方案是通过探测报文的方式进行故障探测，这种方式需要依赖网络节点(服务器、交换机、路由器等)支持的故障探测功能，对网络节点的要求较高。另一方面，在一些故障场景中，仅有符合某些条件的业务报文(特定长度、特定负荷)会受到网络故障的影响，进行网络故障探测的探测报文却不会受到影响，那么就会造成探测结果的不准确，甚至是无法探测到故障。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种网络故障检测方法及装置，可以不依赖网络节点支持的探测功能对网络故障进行检测，降低网络以及网络节点的负荷，并且提高故障探测结果的准确性。
本发明第一方面提供了一种网络故障检测方法。网络故障检测装置获取多个故障链路信息，所述故障链路信息包括发生故障的网络链路的链路标识信息，根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径，所述网络路径包括所述发生故障的网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径，通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置。
本技术方案中，网络故障检测装置通过对多个发送故障的网络链路的网络路径进行统计分析，可以在不依赖网络节点自身的探测能力的情况下，确定网络链路中的故障位置，降低了网络以及网络节点的负荷，并且提高故障探测结果的准确性。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，网络故障检测装置分别确定所述各个网络节点的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第一比值，将所述第一比值超过预设的第一比例阈值的网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
在第一方面的第二种可能的实现方式中，网络故障检测装置分别确定所述各个传输路径的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第二比值，将所述第二比值超过预设的第二比例阈值的传输路径确定为所述网络链路中的故障位置。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，网络故障检测装置确定与目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量，计算所述目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量与该网络节点为端点的多个传输路径的数量的第三比值，将所述第三比值超过预设的第三比例阈值的目标网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述链路标识信息包括源网络节点的节点信息，网络故障检测装置从发生故障的目标网络链路中的源网络节点开始，将所述目标网络链路中的源网络节点作为目标网络节点，通过所述目标网络节点的管理维护接口向所述目标网络节点发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述目标网络链路的链路标识信息和传输至该目标节点的节点传输路径信息，接收所述目标网络节点查询到的所述目标网络链路的链路标识信息对应的节点传输路径信息，根据所述节点传输路径信息以及预存的各个网络节点的拓扑连接信息，确定所述目标网络链路的下一网络节点的节点信息以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，并将所述下一网络节点作为目标网络节点，从而确定该目标网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径。
结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，网络故障检测装置向软件定义网络控制器发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述发生故障的各网络链路的链路标识信息，接收所述软件定义网络控制器根据预先配置的各路由节点之间的网络转发流表以及各网络链路的链路标识信息查询到的各发生故障的网络链路的网络路径。
结合第一方面或第一方面的第一种至第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述链路标识信息包括报文五元组和初始传输路径信息，所述初始传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
结合第一方面或第一方面的第一种至第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述节点传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
结合第一方面或第一方面的第一种至第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，网络故障检测装置接收虚拟网络功能模块上报的多个故障链路信息。
第二方面提供了一种网络故障检测装置，该装置包括：
消息获取模块，用于获取多个故障链路信息，所述故障链路信息包括发生故障的网络链路的链路标识信息；
路径确定模块，用于根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径，所述网络路径包括所述发生故障的网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径；
统计模块，用于通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置。
本技术方案中，网络故障检测装置通过对多个发送故障的网络链路的网络路径进行统计分析，可以在不依赖网络节点自身的探测能力的情况下，确定网络链路中的故障位置，降低了网络以及网络节点的负荷，并且提高故障探测结果的准确性。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述统计模块具体用于：
分别确定所述各个网络节点的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第一比值；
将所述第一比值超过预设的第一比例阈值的网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述统计模块具体用于：
分别确定所述各个传输路径的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第二比值；
将所述第二比值超过预设的第二比例阈值的传输路径确定为所述网络链路中的故障位置。
结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述统计模块具体用于：
确定与目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量；
计算所述目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量与该网络节点为端点的多个传输路径的数量的第三比值；
将所述第三比值超过预设的第三比例阈值的目标网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
结合第二方面或第二方面的第一种至第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述链路标识信息包括源网络节点的节点信息；
所述路径确定模块具体用于：
从发生故障的目标网络链路中的源网络节点开始，将所述目标网络链路中的源网络节点作为目标网络节点，通过所述目标网络节点的管理维护接口向所述目标网络节点发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述目标网络链路的链路标识信息和传输至该目标节点的节点传输路径信息；
接收所述目标网络节点查询到的所述目标网络链路的链路标识信息对应的节点传输路径信息；
根据所述节点传输路径信息以及预存的各个网络节点的拓扑连接信息，确定所述目标网络链路的下一网络节点的节点信息以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，并将所述下一网络节点作为目标网络节点，从而确定该目标网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径。
结合第二方面或第二方面的第一种至第三种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述路径确定模块具体用于：
向软件定义网络控制器发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述发生故障的各网络链路的链路标识信息；
接收所述软件定义网络控制器根据预先配置的各路由节点之间的网络转发流表以及各网络链路的链路标识信息查询到的各发生故障的网络链路的网络路径。
结合第二方面或第二方面的第一种至第五种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述链路标识信息包括报文五元组，和初始传输路径信息，所述初始传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
结合第二方面或第二方面的第一种至第六种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，所述节点传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
结合第二方面或第二方面的第一种至第七种可能的实现方式，在第二方面的第八种可能的实现方式中，所述消息获取模块具体用于：
接收虚拟网络功能模块上报的多个故障链路信息。
本发明第三方面提供了另一种网络故障检测装置。该网络故障检测装置包括处理器、存储器以及通信接口。处理器连接到存储器和通信接口，例如处理器可以通过总线连接到存储器和通信接口。通信接口用于与网络节点或者软件定义网络控制器等进行通信。存储器用于存储链路标识信息以及网络路径等。处理器用于执行第一方面的部分或全部流程。
附图说明
下面结合附图，对本发明的实施例进行描述。
图1是本发明实施例提供的一种基于网络功能虚拟化系统的系统架构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种网络故障检测方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种网络路径简化示意图；
图4a是本发明实施例提供的一种网络架构示意图；
图4b是本发明实施例提供的另一种网络架构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种网络路径示意图；
图6是本发明实施例提供的一种网络故障检测装置的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的另一种网络故障检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的技术方案适用于基于NFV(Network Function Virtualization，网络功能虚拟化)系统的各种网络中，例如，可以适用于一个数据中心网络、运营商网络或局域网。图1所示的一种NFV的系统架构示意图，包括OSS/BSS(Operation-Support System/Business Support System，业务支持管理系统)、NFVI(NFV Infrastructure，网络功能虚拟化基础设施层)、多个VNF(Virtual Network Function，虚拟网络功能)模块、多个EM(Element Management，网元管理)模块、NFVO(NFV Orchestrator，网络功能虚拟化编排器)、一个或多个VNFM(VNF Manager，网络功能虚拟化管理器)以及VIM(VirtualizedInfrastructure Manager，虚拟化基础设施管理器)。其中，NFVI包括计算设备、存储设备和网络设备。
本发明实施例中的方法流程由网络故障检测装置实施，网络故障检测装置可以是一个独立的检测设备或运行在检测设备中的软件程序。在图1所示的系统架构图中，网络故障检测装置本身可以是一个独立的检测设备，也可以集成在VIM或者NFVO中。在本发明实施例中，VNF需要具备故障会话和路径探测的能力，VNF可以检测到发生故障的网络链路，然后将携带发生故障的网络链路的链路标识信息的链路故障信息上报给网络故障检测装置。在一种可能的实施场景中，网络故障检测装置可以直接与VNF连接，从而直接获取到VNF上报的链路故障信息；在另一种可能的实施场景中，VNF还可以通过EM或者VNFM将链路故障信息上报给网络故障检测装置，这里不做具体限定。
在网络故障检测装置查询VNF上报的发生故障的网络链路的网络路径时，在一种可能的实施场景中，网络故障检测装置可以与NFVI中的网络设备或者VIM连接，直接向各个网络设备查询发生故障的网络链路的网络路径或者以VIM作为接口向各个网络设备查询发生故障的网络链路的网络路径。在软件定义网络(Software Defined Network，SDN)的网络架构下，SDN控制器控制所有的网络节点，具有各个网路节点的网络转发流表，因此网络故障检测装置可以与SDN控制器连接，从而向SDN控制器查询发生故障的网络链路的网络路径。
请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种网络故障检测方法的流程示意图，所述方法包括：
步骤S201，获取多个故障链路信息，所述故障链路信息包括发生故障的网络链路的链路标识信息。
如上所述的NFV系统架构，虚拟网络功能(VNF)模块具有故障会话和路径探测的能力，可以对网络链路的网络传输质量进行探测。具体来说，可以根据某一个预设的网络质量指标或某几个网络质量指标来探测某一个网络链路是否发送故障。例如，虚拟网络功能(VNF)模块可以监测SIP(Session Initiation Protocol，会话初始协议)会话的重传率或TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)连接的重传率，当监测到某一网络链路的SIP会话的重传率或者TCP连接的重传率超过预设的重传率阈值时，虚拟网络功能(VNF)模块可以确定该网络链路发生故障。
当虚拟网络功能(VNF)模块确定了某一条网络链路发生故障之后，就可以向网络故障检测装置发送故障链路信息，该故障链路信息携带发生故障的网络链路的链路标识信息。当某一时刻网络中有多条网络链路发生故障时，虚拟网络功能(VNF)模块就可以向网络故障检测装置对应的发送多条故障链路信息。
在一种可能的实施场景中，虚拟网络功能(VNF)模块直接与网络故障检测装置连接，则虚拟网络功能(VNF)模块可以直接向网络故障检测装置上报多条链路故障信息；在另一种可能的实施场景中，网元管理(EM)模块与网络故障检测装置连接，则虚拟网络功能(VNF)模块可以通过网元管理(EM)模块向网络故障检测装置上报多条链路故障信息；在又一种可能的实施场景中，网络功能虚拟化管理器(VNFM)与网络故障检测装置连接，则虚拟网络功能(VNF)模块可以通过网络功能虚拟化管理器(VNFM)向网络故障检测装置上报多条链路故障信息。进一步的，虚拟网络功能(VNF)模块还可以通过其他路径向网络故障检测装置上报链路故障信息，不限于上述三种可能的上报方式。
需要说明的是，链路标识信息可以唯一的表示某一条发生故障的网络链路，也就是说，网络故障检测装置以及相关的网络节点都可以根据该链路标识信息确定是哪一条网络链路发生了故障。在本发明实施例中，链路标识信息可以包括网络链路的五元组以及初始传输路径信息，五元组是指传输层协议、源IP地址，源端口，目的IP地址和目的端口这五个量组成的一个集合，初始传输路径信息可以包括源网络节点的物理机标识和网口标识，也可以包括源网络节点的虚拟机标识及其虚拟网口标识。进一步的，初始传输路径信息还可以包括虚拟本地网络(Virtual Local Area Network，VLAN)标识或/和虚拟私有网络(Virtual Private Network，VPN)标识等。
通过链路标识信息就可以唯一的表示一条网络路径。例如“VM-001”，vnic01，TCP，192.168.1.10，10000，192.168.1.100，11000，就构成了一个链路标识信息，其意义是指一个在名称为“VM-001”的虚拟机上的A终端，使用该虚拟机的vnic01号虚拟网卡，使用TCP协议，使用本端IP地址192.168.1.10和本端端口10000，与对端IP地址为192.168.1.100，端口为11000的B终端进行连接。则该链路标识信息可以唯一的表示A终端与B终端之间的一条TCP网络链路。
步骤S202，根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径，所述网络路径包括所述发生故障的网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径。
在本发明实施例中，网络链路可以指存在某一连接关系的源终端与目的终端之间的一条链路，例如A设备与B设备之间的TCP连接。基于某一网络链路的数据传输是通过该网络链路对应的网络路径进行传输的，其中网络路径包括数据传输时所经过的各个网络节点或者各个网络节点之间的传输路径。例如，如图3所示的网络路径示意图中，A设备与B设备之间建立TCP连接，该TCP连接即为A终端与B终端之间的一条网络链路，而该网络链路的网络路径可以是指A—C—D—B形成的一条网络路径，也可以说是由S1、S2和S3这三条传输路径形成的一条网络路径。在本发明实施例中，网络节点可以指的是交换机、路由器、防火墙、负载均衡器等网络设备。
链路标识信息可以包括源网络节点的节点信息，即目标网络链路的起始网络节点。以某一目标网络链路为例，网络故障检测装置可以根据目标网络链路的链路标识信息中的源网络节点的节点信息，从发生故障的目标网络链路中的源网络节点开始，查询该源网络节点路由时链路标识信息对应的下一网络节点以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，接着再从源网络节点的下一网络节点查询该网络节点路由时链路标识信息对应的下一网络节点以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，按照该方法依次查询目标网络链路的下一网络节点以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，直到查询到某一网络节点的下一网络节点无法被网络故障检测装置查询到了，也即超出当前所监测的网络范围，则结束查询。这样，就可以确定目标网络链路传输时所经过的各个网络节点，从而可以确定目标网络链路的网络路径。
例如，仍如图3所示，设A设备与B设备之间的网络链路为目标网络链路，目标网络链路的链路标识信息中指示源网络节点为A设备，目的网络节点为B设备，则网络故障检测装置可以查询A设备针对目标网络链路的链路标识信息的下一网络节点以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，查询到A设备的下一网络节点为C设备后，再查询C设备针对目标网络链路的链路标识信息的下一网络节点以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，查询到C设备的下一网络节点为D设备后，再查询D设备针对目标网络链路的链路标识信息的下一网络节点以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，查询到D设备的下一网络节点为B设备后，在查询B设备针对目标网络链路的链路标识信息的下一网络节点以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，此时已经查询不到B设备的下一网络节点，则可以结束查询。则可以确定目标网络链路的网络路径为A—C—D—B形成的一条网络路径，或者是由S1、S2和S3这三条传输路径形成的一条网络路径。
在一种可能的场景中，网络故障检测装置可以与NFVI中的网络设备直接连接，网络故障检测装置预先存储了网络中的各个网络节点之间的拓扑连接信息，也即网络中相连的两端网络节点标识和双方使用的网口标识。网络故障检测装置在查询发生故障的某一目标网络链路的网络路径时，可以从发生故障的目标网络链路中的源网络节点开始，通过源网络节点的管理维护接口向源网络节点发送路由查询信息，其中，路由查询信息携带所述目标网络链路的链路标识信息。源网络节点接收到该路由查询信息之后，可以查询目标网络链路的链路标识信息对应的节点传输路径信息，并将该节点传输路径信息发送给网络故障检测装置。其中，节点传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。也就是说，源网络节点可以查询到目标网络链路的在该源网络节点进行传输时所使用的网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。然后，网络故障检测装置根据接收到的节点传输路径信息以及预存的各个网络节点的拓扑连接信息，可以确定目标网络链路的源网络节点进行传输时使用的网口标识所连接的下一网络节点的节点信息以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息。接着，网络故障检测装置再将源网络节点的下一网络节点作为目标网络节点，向目标网络节点发送路由查询信息，该路由查询信息除了携带目标网络链路的链路标识信息以外，还可以携带查询到的传输至该目标网络节点的节点传输路径信息，则目标网络节点根据链路标识信息或/和节点传输路径信息，就可以确定目标网络节点的下一个网络节点针对目标网络链路的节点传输路径信息并发送给网络故障检测装置。网络故障检测装置按照上述相同的方法，根据接收到的各个节点传输路径信息以及预存的各个网络节点的拓扑连接信息，可以依次确定目标网络链路经过的每一个目标网络节点进行传输时所使用的网口标识所连接的下一网络节点的节点信息以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息。按照该方法循环查询，直到查询到某一网络节点的下一网络节点无法被网络故障检测装置查询到了，也即超出当前所监测的网络范围，则结束查询。从而可以确定该目标网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径。
例如，如图4a所示的一种网络架构图，网络故障检测装置与各个交换机直接连接，设服务器a1与服务器e1之间的一条网络链路为目标网络链路，目标网络链路的链路标识信息中指示源网络节点为服务器a1，使用服务器a1的vnic01号虚拟网卡，使用TCP协议，使用服务器a1的IP地址192.168.1.10和端口10000，与对端IP地址为192.168.1.100，端口为11000的服务器e1进行连接。则网络故障检测装置在接收到VNF上报的针对目标网络链路的故障链路信息后，就通过管理维护接口向服务器a1发送路由查询信息，其中，路由查询信息携带所述目标网络链路的链路标识信息。服务器a1接收到该路由查询信息之后，可以查询目标网络链路的链路标识信息对应的服务器a1的节点传输路径信息为网口10、VLAN 102，并将该节点传输路径信息发送给网络故障检测装置。然后，网络故障检测装置根据接收到的节点传输路径信息以及预存的如图3所示的各个网络节点的拓扑连接信息，可以确定目标网络链路的服务器a1进行传输时所使用的网口10所连接的下一网络节点为交换机b1，传输至交换机b1的节点传输路径信息为交换机b1的网口12、VLAN 105。接着，网络故障检测装置再将交换机b1作为目标网络节点，向交换机b1发送路由查询信息，该路由查询信息除了携带目标网络链路的链路标识信息以外，还可以携带查询到的进入交换机b1的节点传输路径信息，即交换机b1的网口12、VLAN 105。则交换机b1根据链路标识信息或/和节点传输路径信息，就可以确定交换机b1传输至下一个网络节点的节点传输路径信息为网口14、VLAN111，并将该节点传输路径信息发送给网络故障检测装置。网络故障检测装置根据交换机b1的传输路径信息为网口14以及预存的各个网络节点的拓扑连接信息，可以确定交换机b1进行传输时使用的网口14所连接的下一网络节点为交换机c1，传输至交换机c1的节点传输路径信息为交换机c1的网口20、VLAN 117。按照该方法继续查询，可以查询到交换机c1的下一网络节点为交换机d2，交换机d2的下一网络节点为交换机e1，当服务器e1的下一网络节点无法被查询到了，则结束查询。从而最终可以确定发生故障的网络链路的网络路径为a1—b1—c1—d2—e1的各个网络节点组成的路径，该路径是由S1、S2、S3和S4四条传输路径组成的，其中S1、S2、S3和S4指的是连接两端网络节点的网口之间的路径。
在另一种基于SDN的网络架构的实施场景中，SDN控制器控制所有的网络节点，具有各个网路节点的网络转发流表，因此网络故障检测装置可以与SDN控制器连接。网络故障检测装置在查询发生故障的目标网络链路的网络路径时，可以向SDN控制器发送路由查询信息，路由查询信息携带所述发生故障的各网络链路的链路标识信息。SDN控制器接收到路由查询信息后，可以根据预先配置的各网络节点之间的网络转发流表以及目标网络链路的链路标识信息，从目标网络链路的源网络节点对应的网络转发流表开始，依次查询到的目标网络链路的下一网络节点的节点信息以及节点传输路径信息，然后将查询到的目标网络链路对应的各个下一网络节点的节点信息以及节点传输路径信息发送给网络故障检测装置，从而网络故障检测装置就可以确定目标网络链路的网络路径。
例如，如图4b所示的一种网络架构图，网络故障检测装置与SDN控制器连接，设服务器a1与服务器e1之间的网络链路为目标网络链路，目标网络链路的链路标识信息中指示源网络节点为服务器a1，则网络故障检测装置在接收到VNF上报的针对目标网络链路的故障链路信息后，可以向SDN控制器发送路由查询信息，SDN控制器可以从预先配置的服务器a1的网络转发流表中查询到服务器a1的下一网络节点为交换机b1以及a1与b1之间的传输路径，然后就可以从交换机b1的网络转发流表中查询到交换机b1的下一网络节点为交换机c1以及b1与c1之间的传输路径，接着可以从交换机c1的网络转发流表中查询到交换机c1的下一网络节点为交换机d2以及c1与d2之间的传输路径，最后从交换机d2的网络转发流表中查询到交换机d2的下一网络节点为服务器e1以及d2与e1之间的传输路径。然后将查询到的目标网络链路的链路标识信息对应的网络路径发送给网络故障检测装置，从而最终可以确定发生故障的网络链路的网络路径为a1—b1—c1—d2—e1的各个网络节点组成的路径，该路径是由S1、S2、S3和S4四条传输路径组成的，其中S1、S2、S3和S4指的是连接两端网络节点的网口之间的路径。
步骤S203，通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置。
网络故障检测装置可以接收到虚拟网络功能(VNF)模块上报的多个发生故障的网络链路的故障链路信息，多个故障链路信息对应指示了多条网络路径，而每条网络路径中可以包括发生故障的网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径。通过统计多条网络路径中网络节点的重叠次数或者多条网络路径中传输路径的重叠次数，可以确定网络链路中的故障位置具体在哪一条传输路径上或者哪一个网络节点上。
在一种可能的实施情景中，网络故障检测装置可以分别确定各个网络节点的重叠次数与多个故障链路信息的数量的第一比值，将第一比值超过预设的第一比例阈值的网络节点确定为网络链路中的故障位置。
例如，如图5所示的网络路径的示意图中，设网络故障检测装置获取到了多条发生故障的网络链路的网络路径，示例性的，如表1所示为多条网络路径的网络节点表。其中，故障链路信息的数量为6，服务器a1的重叠次数为3，服务器a2的重叠次数为3，交换机b1的重叠次数为3，交换机b2的重叠次数为3，交换机c1的重叠次数为5，交换机c2的重叠次数为1，交换机d1的重叠次数为4，交换机d2的重叠次数为2，服务器e1的重叠次数为3，服务器e2的重叠次数为3。则可以确定服务器a1、服务器a2、交换机b1、交换机b2、交换机c1、交换机c2、交换机d1、交换机d2、服务器e1以及服务器e2的重叠次数与多个故障链路信息的数量的第一比值分别为：1/2、1/2、1/2、1/2、5/6、1/6、2/3、1/3、1/2和1/2。设预设的第一比例阈值为70％，那么第一比值超过70％的网络节点交换机c1即可以确定为网络链路中的故障位置。
表1：网络节点表(示例)
在另一种可能的实施例中，网络故障检测装置可以分别确定各个传输路径的重叠次数与多个故障链路信息的数量的第二比值，将第二比值超过预设的第二比例阈值的传输路径确定为网络链路中的故障位置。
例如，如图5所示的网络路径的示意图中，设网络故障检测装置获取到了多条发生故障的网络链路的网络路径，示例性的，如表2所示为多条网络路径的传输路径表。其中，故障链路信息的数量为6，传输路径S101的重叠次数为2，传输路径S102的重叠次数为1，传输路径S103的重叠次数为1，传输路径S104的重叠次数为2，传输路径S105的重叠次数为1，传输路径S201的重叠次数为2，传输路径S203的重叠次数为2，传输路径S204的重叠次数为2，传输路径S205的重叠次数为1，传输路径S301的重叠次数为5，传输路径S304的重叠次数为1，传输路径S305的重叠次数为1，传输路径S401的重叠次数为3，传输路径S402的重叠次数为1，传输路径S404的重叠次数为2。则可以确定传输路径S101、S102、S103、S104、S105、S201、S203、S204、S205、S301、S304、S305、S401、S402以及S404的重叠次数与多个故障链路信息的数量的第二比值分别为：1/3、1/6、1/6、1/3、1/6、1/3、1/3、1/3、1/6、5/6、1/6、1/6、1/2、1/6和1/3。设预设的第二比例阈值为60％，那么第二比值超过60％的传输路径S301即可以确定为网络链路中的故障位置。
表2：传输路径表(示例)
进一步的，每个网络节点都存在至少一条传输路径与其相连，网络故障检测装置确定了多条发送故障的传输路径之后，可以确定与某一个网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量，然后计算该网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量与该网络节点为端点的多个传输路径的数量的第三比值，将第三比值超过预设的第三比例阈值的网络节点确定为网络链路中的故障位置。
例如，如图5所示，以交换机b1为端点的传输路径有5条，设网络故障检测装置之前已经检测出传输路径S101、传输路径S103、传输路径S105、传输路径S201以及传输路径S202为故障位置，则交换机b1对应的第三比值则为100％，设预设的第三比例阈值为90％，那么第三比值超过90％的交换机b1即可以确定为网络链路中的故障位置。
需要说明的是，以上为简明的说明统计方法，举例的故障链路数量较少。在实际应用当中，网络故障检测装置收集以及统计的数据数量将远大于本发明实施例所举出的有限数量的例子。
本发明实施例中，网络故障检测装置通过对多个发送故障的网络链路的网络路径进行统计分析，可以在不依赖网络节点自身的探测能力的情况下，确定网络链路中的故障位置，降低了网络以及网络节点的负荷，并且提高故障探测结果的准确性。
请参阅图6，图6是本发明实施例提供的一种网络故障检测装置的结构示意图。如图6所示，该装置包括：
消息获取模块610，用于获取多个故障链路信息，所述故障链路信息包括发生故障的网络链路的链路标识信息；
路径确定模块620，用于根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径，所述网络路径包括所述发生故障的网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径；
统计模块630，用于通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置。
可选的，所述统计模块630具体用于：
分别确定所述各个网络节点的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第一比值；
将所述第一比值超过预设的第一比例阈值的网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
可选的，所述统计模块630具体用于：
分别确定所述各个传输路径的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第二比值；
将所述第二比值超过预设的第二比例阈值的传输路径确定为所述网络链路中的故障位置。
可选的，所述统计模块630具体用于：
确定与目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量；
计算所述目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量与该网络节点为端点的多个传输路径的数量的第三比值；
将所述第三比值超过预设的第三比例阈值的目标网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
可选的，所述链路标识信息包括源网络节点的节点信息；
所述路径确定模块620具体用于：从发生故障的目标网络链路中的源网络节点开始，通过源网络节点的管理维护接口向所述源网络节点发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述目标网络链路的链路标识信息和传输至该目标节点的节点传输路径信息；
接收所述源网络节点查询到的所述目标网络链路的链路标识信息对应的节点传输路径信息；
根据所述节点传输路径信息以及预存的各个网络节点的拓扑连接信息，确定所述目标网络链路的下一网络节点的节点信息以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，从而确定该目标网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径。
可选的，所述路径确定模块620具体用于：
向软件定义网络控制器发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述发生故障的各网络链路的链路标识信息；
接收所述软件定义网络控制器根据预先配置的各路由节点之间的网络转发流表以及各网络链路的链路标识信息查询到的各发生故障的网络链路的网络路径。
可选的，所述链路标识信息包括报文五元组，和初始传输路径信息，所述初始传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
可选的，所述节点传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
可选的，所述消息获取模块610具体用于：
接收虚拟网络功能模块上报的多个故障链路信息。
本发明实施例中，网络故障检测装置通过对多个发送故障的网络链路的网络路径进行统计分析，可以在不依赖网络节点自身的探测能力的情况下，确定网络链路中的故障位置，降低了网络以及网络节点的负荷，并且提高故障探测结果的准确性。
请参阅图7，图7是本发明实施例提供的另一种网络故障检测装置的结构示意图。如图7所示，该装置包括处理器71、存储器72以及通信接口73。处理器71连接到存储器72和通信接口73，例如处理器71可以通过总线连接到存储器72和通信接口73。
处理器71被配置为支持所述网络故障检测装置执行上述方法中相应的功能。该处理器71可以是中央处理器(英文：central processing unit，CPU)，网络处理器(英文：network processor，NP)，硬件芯片或者其任意组合。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic array logic，GAL)或其任意组合。
存储器72存储器用于存储链路标识信息、网络路径，以及程序代码等。存储器72可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：randomaccess memory，缩写：RAM)；存储器72也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatilememory)，例如只读存储器(英文：read-only memory，缩写：ROM)，快闪存储器(英文：flashmemory)，硬盘(英文：hard disk drive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器72还可以包括上述种类的存储器的组合。
通信接口73用于与网络节点或者SDN控制器等进行通信以收发上述方法中所涉及的消息。
处理器71可以调用所述程序代码以执行以下操作：
获取多个故障链路信息，所述故障链路信息包括发生故障的网络链路的链路标识信息；根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径，所述网络路径包括所述发生故障的网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径；通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置。
可选的，处理器71通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置时，具体用于：
分别确定所述各个网络节点的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第一比值；将所述第一比值超过预设的第一比例阈值的网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
可选的，处理器71通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置时，具体用于：
分别确定所述各个传输路径的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第二比值；将所述第二比值超过预设的第二比例阈值的传输路径确定为所述网络链路中的故障位置。
可选的，处理器71通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置时，具体用于：
确定与目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量；计算所述目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量与该网络节点为端点的多个传输路径的数量的第三比值；将所述第三比值超过预设的第三比例阈值的目标网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
可选的，所述链路标识信息包括源网络节点的节点信息；
处理器71根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径时，具体用于：
从发生故障的目标网络链路中的源网络节点开始，通过源网络节点的管理维护接口向所述源网络节点发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述目标网络链路的链路标识信息和传输至该目标节点的节点传输路径信息；通信接口73接收所述源网络节点查询到的所述目标网络链路的链路标识信息对应的节点传输路径信息；根据所述节点传输路径信息以及预存的各个网络节点的拓扑连接信息，确定所述目标网络链路的下一网络节点的节点信息以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，从而确定该目标网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径。
可选的，处理器71根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径时，具体用于：
通过通信接口73向软件定义网络控制器发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述发生故障的各网络链路的链路标识信息；通过通信接口73接收所述软件定义网络控制器根据预先配置的各路由节点之间的网络转发流表以及各网络链路的链路标识信息查询到的各发生故障的网络链路的网络路径。
可选的，所述链路标识信息包括报文五元组和初始传输路径信息，所述初始传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
可选的，所述节点传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
可选的，处理器71获取多个故障链路信息时，具体用于：
接收虚拟网络功能模块上报的多个故障链路信息。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (18)
1.一种网络故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取多个故障链路信息，所述故障链路信息包括发生故障的网络链路的链路标识信息；
根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径，所述网络路径包括所述发生故障的网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径；
通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置包括：
分别确定所述各个网络节点的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第一比值；
将所述第一比值超过预设的第一比例阈值的网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置包括：
分别确定所述各个传输路径的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第二比值；
将所述第二比值超过预设的第二比例阈值的传输路径确定为所述网络链路中的故障位置。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置包括：
确定与目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量；
计算所述目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量与该网络节点为端点的多个传输路径的数量的第三比值；
将所述第三比值超过预设的第三比例阈值的目标网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
5.如权利要求1-4所述的任一方法，其特征在于，所述链路标识信息包括源网络节点的节点信息；
所述根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径包括：
从发生故障的目标网络链路中的源网络节点开始，将所述目标网络链路中的源网络节点作为目标网络节点，通过所述目标网络节点的管理维护接口向所述目标网络节点发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述目标网络链路的链路标识信息和传输至该目标节点的节点传输路径信息；
接收所述目标网络节点查询到的所述目标网络链路的链路标识信息对应的节点传输路径信息；
根据所述节点传输路径信息以及预存的各个网络节点的拓扑连接信息，确定所述目标网络链路的下一网络节点的节点信息以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，并将所述下一网络节点作为目标网络节点，从而确定该目标网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径。
6.如权利要求1-4所述的任一方法，其特征在于，所述根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径包括：
向软件定义网络控制器发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述发生故障的各网络链路的链路标识信息；
接收所述软件定义网络控制器根据预先配置的各路由节点之间的网络转发流表以及各网络链路的链路标识信息查询到的各发生故障的网络链路的网络路径。
7.如权利要求1-6所述的任一方法，其特征在于，所述链路标识信息包括报文五元组和初始传输路径信息，所述初始传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
8.如权利要求1-7所述的任一方法，其特征在于，所述节点传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
9.如权利要求1-8所述的任一方法，其特征在于，所述获取多个故障链路信息包括：
接收虚拟网络功能模块上报的多个故障链路信息。
10.一种网络故障检测装置，其特征在于，所述装置包括：
消息获取模块，用于获取多个故障链路信息，所述故障链路信息包括发生故障的网络链路的链路标识信息；
路径确定模块，用于根据所述链路标识信息，确定各个故障链路信息对应的发生故障的网络链路的网络路径，所述网络路径包括所述发生故障的网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径；
统计模块，用于通过统计所述多个故障链路信息对应的网络路径中的网络节点的重叠次数或传输路径的重叠次数，确定网络链路中的故障位置。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述统计模块具体用于：
分别确定所述各个网络节点的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第一比值；
将所述第一比值超过预设的第一比例阈值的网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述统计模块具体用于：
分别确定所述各个传输路径的重叠次数与所述多个故障链路信息的数量的第二比值；
将所述第二比值超过预设的第二比例阈值的传输路径确定为所述网络链路中的故障位置。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述统计模块具体用于：
确定与目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量；
计算所述目标网络节点相连的多个传输路径中被确定为故障位置的传输路径的数量与该网络节点为端点的多个传输路径的数量的第三比值；
将所述第三比值超过预设的第三比例阈值的目标网络节点确定为所述网络链路中的故障位置。
14.如权利要求10-13所述的任一装置，其特征在于，所述链路标识信息包括源网络节点的节点信息；
所述路径确定模块具体用于：
从发生故障的目标网络链路中的源网络节点开始，将所述目标网络链路中的源网络节点作为目标网络节点，通过所述目标网络节点的管理维护接口向所述目标网络节点发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述目标网络链路的链路标识信息和传输至该目标节点的节点传输路径信息；
接收所述目标网络节点查询到的所述目标网络链路的链路标识信息对应的节点传输路径信息；
根据所述节点传输路径信息以及预存的各个网络节点的拓扑连接信息，确定所述目标网络链路的下一网络节点的节点信息以及传输至下一网络节点的节点传输路径信息，并将所述下一网络节点作为目标网络节点，从而确定该目标网络链路上的各个网络节点或各个网络节点之间的传输路径。
15.如权利要求10-13所述的任一装置，其特征在于，所述路径确定模块具体用于：
向软件定义网络控制器发送路由查询信息，所述路由查询信息携带所述发生故障的各网络链路的链路标识信息；
接收所述软件定义网络控制器根据预先配置的各路由节点之间的网络转发流表以及各网络链路的链路标识信息查询到的各发生故障的网络链路的网络路径。
16.如权利要求10-15所述的任一装置，其特征在于，所述链路标识信息包括报文五元组和初始传输路径信息，所述初始传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
17.如权利要求10-16所述的任一装置，其特征在于，所述节点传输路径信息包括网口标识、虚拟本地网络标识和虚拟私有网络标识中的至少一个。
18.如权利要求10-17所述的任一装置，其特征在于，所述消息获取模块具体用于：
接收虚拟网络功能模块上报的多个故障链路信息。
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