CN108683568B - 一种vpn业务通道质量分段检测的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种VPN业务通道质量分段检测的方法及系统，涉及通信设备业务测量技术领域，本发明扩展LB检测的功能，利用LB逐跳通断检测的特性，再加入时戳，将LB、LM、DM测试结合起来，根据LBR报文中的各时戳计算出本次时延；根据本次时延T与上一次时延之差计算出时延抖动；根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率；实现对业务通道上的每段链路进行精确定位故障的位置及质量检测，极大降低了工程运维的难度，提高了运维效率，同时兼容MPLS‑TP的标准，实现难度低，易于推广。

Description

一种VPN业务通道质量分段检测的方法及系统
技术领域
本发明涉及通信设备业务测量技术领域，具体涉及一种VPN业务通道质量分段检测的方法及系统。
背景技术
随着中国通信运营商光纤、无线网络的深度覆盖、用户规模不断的扩展，对电信网的业务质量要求也越来越高。为保障网络质量并提升维护的管理水平，需要对通信网络进行网络质量分析。
当前的通信网络，由于光纤链路、网络设备、用户终端带负荷时处理能力等原因，在业务路径上往往出现时延、抖动指标过大、丢包严重甚至等现象。现有的多类型设备组网的情况下为了监测通信网络的时延、抖动、丢包率及错序等指标，慢慢发展出了基于IP的双向主动测量协议TWAMP(Two WayActive Measurement Protocol)、基于MPLS—TP(Transport Profile)的帧丢失测量LM(Loss Measurement)、时延测量DM(DelayMeasurement)等测量方法，可以实现业务质量监测。但是现有的网络结构复杂，业务经过网元数量众多，如果是公网，TWAMP功能可以实现逐站检测，但到了VPN中，中间设备采用TUNNEL透传方式，现有的测量方法只能测量端到端业务，无法确认故障的具体位置。
采用基于环回检测LB(Loopback)的VPN业务通道检测的方法，可以对业务通道上的每段链路进行精确故障定位，但是，为完成VPN业务通道质量检测，现有技术需同时采用LB进行VPN通道的逐跳通断测量、采用LM检测端到端的丢包率以及采用DM检测端到端的时延，测量一条业务需要配置分别支持三种检测的硬件资源，造成资源浪费，而且也无法分段测量出通道质量；同时，由于测量的各个指标方法独立，进行多次测量才能完成所有指标测试，需要花费更多的时间才能完成测量，上层软件控制也比较复杂。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种VPN业务通道质量分段检测的方法及系统，实现对业务通道上的每段链路进行精确定位故障的位置及质量检测。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种VPN业务通道质量分段检测的方法，包括以下步骤：
S1、创建测试任务，根据配置的环回LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，在源站点的LBM报文的中加入发送时戳Tms，向宿站点/中间站点发送LBM报文，记录发送的LBM报文数量；
S2、记录宿站点/中间站点的收到LBM报文的时间作为接收时戳Tmr，在收到的LBM报文中加入接收时戳Tmr；根据收到LBM报文生成环回应答LBR报文，同时将LBM报文中的发送时戳Tms和接收时戳Tmr复制到LBR报文中；再在LBR报文中加入环回发送时戳Trs，向源站点发送LBR报文；
S3、记录源站点收到的LBR报文的时间作为环回接收时戳Trr，在LBR报文中加入环回接收时戳Trr；记录收到的LBR报文数量；
S4、根据LBR报文中的各时戳计算出本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；根据本次时延T与上一次时延之差计算出时延抖动；根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率。
在上述技术方案的基础上，步骤S4还包括：
将本次时延T分别和最大时延Tmax、最小时延Tmin比较；
如果T>Tmax，则设置Tmax的值为T，如果Tmin>T，则设置Tmin的值为T。
在上述技术方案的基础上，步骤S4还包括：
将本次时延T累加至总时延Tall；
记录接收到的LBR报文数量Num_lbr，计算平均时延；
平均时延Tavg＝Tall/Num_lbr。
在上述技术方案的基础上，步骤S1具体包括以下过程：
S101、根据用户实时测量需求创建测试任务，并设置LB测试参数；
S102、根据配置的LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，转入S103，若否，转入S104；
S103、在LBM报文静荷中加入发送时戳Tms；
S104、根据测试任务向指定的业务通道中发送LBM报文，同时记录发送的LBM报文数量Num_lbm；
S105、根据设置的报文发送频率，重复S102-S104，直到测试周期完成。
在上述技术方案的基础上，步骤S2具体包括以下过程：
S201、宿站点/中间站点根据测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBM报文时，记录接收的时间作为接收时戳Tmr；
S202、根据收到的LBM报文生成对应的LBR报文，然后检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，转入S203，若否，转入S204；
S203、在LBM报文静荷中加入接收时戳Tmr，同时将LBM报文中的Tms、Tmr时戳复制到生成的LBR报文静荷中，同时在LBR报文静荷中加入环回发送时戳Trs；
S204、根据测试任务向指定的反向业务通道中发送LBR报文。
在上述技术方案的基础上，步骤S3具体包括以下过程：
S301、源站点根据配置的测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBR测试报文时，记录接收的时间，作为环回接收时戳Trr；
S302、检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，转入S303，若否，转入S304；
S303、在LBR报文静荷中加入环回接收时戳Trr；同时进行本次时延计算：本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；
S304、记录收到的LBR报文数量Num_lbr，根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率。
本发明还公开了一种VPN业务通道质量分段检测的系统，包括：
报文发送模块，其用于根据配置的环回LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，在源站点的LBM报文的中加入发送时戳Tms，向宿站点/中间站点发送LBM报文，记录发送的LBM报文数量；
报文处理模块，其用于记录宿站点/中间站点收到LBM报文的时间作为接收时戳Tmr，在收到的LBM报文中加入接收时戳Tmr；根据收到LBM报文生成LBR报文，同时将LBM报文中的发送时戳Tms和接收时戳Tmr复制到LBR报文中；再在LBR报文中加入环回发送时戳Trs，向源站点发送LBR报文；
报文接收模块，其用于记录源站点的收到LBR报文的时间作为环回接收时戳Trr，在LBR报文中加入环回接收时戳Trr；记录收到的LBR报文数量；
计算模块，其用于根据LBR报文中的各时戳计算出本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；根据本次时延T遇上一次时延之差计算出时延抖动；根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率。
在上述技术方案的基础上，所述计算模块还用于：
将本次时延T分别和最大时延Tmax、最小时延Tmin比较；
如果T>Tmax，则设置Tmax的值为T，如果Tmin>T，则设置Tmin的值为T。
在上述技术方案的基础上，所述计算模块还用于：
将本次时延T累加至总时延Tall；
记录接收到的LBR报文数量Num_lbr，计算平均时延；
平均时延Tavg＝Tall/Num_lbr。
在上述技术方案的基础上，所述报文发送模块具体用于：
根据用户实时测量需求创建测试任务，并设置LB测试参数；
执行LBM报文发送步骤：根据配置的LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，在LBM报文静荷中加入发送时戳Tms；若否，根据测试任务向指定的业务通道中发送LBM报文，同时记录发送的LBM报文数量Num_lbm；
根据设置的报文发送频率，重复执行LBM报文发送步骤，直到测试周期完成。
在上述技术方案的基础上，所述报文处理模块具体用于：
宿站点/中间站点根据测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBM报文时，记录接收的时间作为接收时戳Tmr；
根据收到的LBM报文生成对应的LBR报文，然后检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，在LBM报文静荷中加入接收时戳Tmr，同时将LBM报文中的Tms、Tmr时戳复制到生成的LBR报文静荷中，同时在LBR报文静荷中加入环回发送时戳Trs；若否，根据测试任务向指定的反向业务通道中发送LBR报文。
在上述技术方案的基础上，所述报文接收模块具体用于：
源站点根据配置的测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBR测试报文时，记录接收的时间Trr；
检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，在LBR报文静荷中加入环回接收时戳Trr；同时进行本次时延计算：本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；若否，记录收到的LBR报文数量Num_lbr，根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明扩展LB检测的功能，利用LB逐跳通断检测的特性，再加入时戳，将LB、LM、DM测试结合起来，在一个测试中同时计算出丢包、时延、抖动的业务指标，实现对业务通道上的每段链路进行精确定位故障的位置及质量检测，极大降低了工程运维的难度，提高了运维效率，同时兼容MPLS-TP的标准，实现难度低，易于推广。
附图说明
图1为本发明实施例中一种VPN业务通道质量分段检测的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中一种VPN业务通道质量分段检测的方法步骤S1的流程示意图；
图3为本发明实施例中一种VPN业务通道质量分段检测的方法步骤S2的流程示意图的流程示意图；
图4为本发明实施例中一种VPN业务通道质量分段检测的方法步骤S3的流程示意图的流程示意图；
图5为本发明实施例中一种VPN业务通道质量分段检测的系统的结构示意图。
具体实施方式
术语解释：
LBM报文：LBM为Loopback Messege缩写，即环回消息报文。
LBR报文：LBR为Loopback Reply缩写，即环回应答报文。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种VPN业务通道质量分段检测的方法，包括以下步骤：
S1、创建测试任务，根据配置的环回LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，在源站点的LBM报文的中加入发送时戳Tms，向宿站点/中间站点发送LBM报文，记录发送的LBM报文数量；所述LB测试参数包括扩展模式开关状态、发包频率和发送时长。
S2、记录宿站点/中间站点的收到LBM报文的时间作为接收时戳Tmr，在收到的LBM报文中加入接收时戳Tmr；根据收到LBM报文生成环回应答LBR报文，同时将LBM报文中的发送时戳Tms和接收时戳Tmr复制到LBR报文中；再在LBR报文中加入环回发送时戳Trs，向源站点发送LBR报文；
S3、记录源站点收到的LBR报文的时间作为环回接收时戳Trr，在LBR报文中加入环回接收时戳Trr；记录收到的LBR报文数量；
S4、根据LBR报文中的各时戳计算出本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；根据本次时延T与上一次时延之差计算出时延抖动；根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率。
本发明扩展LB检测的功能，利用LB逐跳通断检测的特性，再加入时戳，将LB、LM、DM测试结合起来，在一个测试中同时计算出丢包、时延、抖动的业务指标，实现一个测试完成VPN业务通道质量测试。
步骤S4还包括：
将本次时延T分别和最大时延Tmax、最小时延Tmin比较；
如果T>Tmax，则设置Tmax的值为T，如果Tmin>T，则设置Tmin的值为T。
步骤S4还包括：
将本次时延T累加至总时延Tall；
记录接收到的LBR报文数量Num_lbr，计算出平均时延；
平均时延Tavg＝Tall/Num_lbr。
实施例2：
参见图2所示，步骤S1具体包括以下过程：
S101、根据用户实时测量需求创建测试任务，并设置LB测试参数；
S102、根据配置的LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，转入S103，若否，转入S104；
S103、在LBM报文静荷中加入发送时戳Tms；
S104、根据测试任务向指定的业务通道中发送LBM报文，同时记录发送的LBM报文数量Num_lbm；
S105、根据设置的报文发送频率，重复S102-S104，直到测试周期完成。
实施例3：
参见图3所示，步骤S2具体包括以下过程：
S201、宿站点/中间站点根据测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBM报文时，记录接收的时间作为接收时戳Tmr；
S202、根据收到的LBM报文生成对应的LBR报文，然后检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，转入S203，若否，转入S204；
S203、在LBM报文静荷中加入接收时戳Tmr，同时将LBM报文中的Tms、Tmr时戳复制到生成的LBR报文静荷中，同时在LBR报文静荷中加入环回发送时戳Trs；
S204、根据测试任务向指定的反向业务通道中发送LBR报文。
实施例4：
参见图4所示，步骤S3具体包括以下过程：
S301、源站点根据配置的测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBR测试报文时，记录接收的时间Trr；
S302、检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，转入S303，若否，转入S304；
S303、在LBR报文静荷中加入环回接收时戳Trr；同时进行本次时延计算：本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；
S304、记录收到的LBR报文数量Num_lbr，根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率。
实施例5：
参见图5所示，本发明实施例公开一种VPN业务通道质量分段检测的系统，包括：
报文发送模块，其用于根据配置的环回LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，在源站点的LBM报文的中加入发送时戳Tms，向宿站点/中间站点发送LBM报文，记录发送的LBM报文数量；所述LB测试参数包括扩展模式开关状态、发包频率和发送时长。
报文处理模块，其用于记录宿站点/中间站点收到LBM报文的时间作为接收时戳Tmr，在收到的LBM报文中加入接收时戳Tmr；根据收到LBM报文生成LBR报文，同时将LBM报文中的发送时戳Tms和接收时戳Tmr复制到LBR报文中；再在LBR报文中加入环回发送时戳Trs，向源站点发送LBR报文。
报文接收模块，其用于记录源站点的收到LBR报文的时间作为环回接收时戳Trr，在LBR报文中加入环回接收时戳Trr；记录收到的LBR报文数量。
计算模块，其用于根据LBR报文中的各时戳计算出本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；根据本次时延T遇上一次时延之差计算出时延抖动；根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率。
所述计算模块还用于：
将本次时延T分别和最大时延Tmax、最小时延Tmin比较；
如果T>Tmax，则设置Tmax的值为T，如果Tmin>T，则设置Tmin的值为T。
所述计算模块还用于：
将本次时延T累加至总时延Tall；
记录接收到的LBR报文数量Num_lbr，计算平均时延；
平均时延Tavg＝Tall/Num_lbr。
实施例6：
所述报文发送模块具体用于：
根据用户实时测量需求创建测试任务，并设置LB测试参数；
执行LBM报文发送步骤：根据配置的LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，在LBM报文静荷中加入发送时戳Tms；若否，根据测试任务向指定的业务通道中发送LBM报文，同时记录发送的LBM报文数量Num_lbm；
根据设置的报文发送频率，重复执行LBM报文发送步骤，直到测试周期完成。
实施例7：
所述报文处理模块具体用于：
宿站点/中间站点根据测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBM报文时，记录接收的时间作为接收时戳Tmr；
根据收到的LBM报文生成对应的LBR报文，然后检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，在LBM报文静荷中加入接收时戳Tmr，同时将LBM报文中的Tms、Tmr时戳复制到生成的LBR报文静荷中，同时在LBR报文静荷中加入环回发送时戳Trs；若否，根据测试任务向指定的反向业务通道中发送LBR报文。
实施例8：
所述报文接收模块具体用于：
源站点根据配置的测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBR测试报文时，记录接收的时间Trr；
检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，在LBR报文静荷中加入环回接收时戳Trr；同时进行本次时延计算：本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；若否，记录收到的LBR报文数量Num_lbr，根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种VPN业务通道质量分段检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、创建测试任务，根据配置的环回LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，在源站点的LBM报文的中加入发送时戳Tms，向宿站点/中间站点发送LBM报文，记录发送的LBM报文数量；所述环回LB测试参数包括扩展模式开关状态、发包频率和发送时长；
S2、记录宿站点/中间站点的收到LBM报文的时间作为接收时戳Tmr，在收到的LBM报文中加入接收时戳Tmr；根据收到LBM报文生成环回应答LBR报文，同时将LBM报文中的发送时戳Tms和接收时戳Tmr复制到LBR报文中；再在LBR报文中加入环回发送时戳Trs，向源站点发送LBR报文；
S3、记录源站点收到的LBR报文的时间作为环回接收时戳Trr，在LBR报文中加入环回接收时戳Trr；记录收到的LBR报文数量；
S4、根据LBR报文中的各时戳计算出本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；根据本次时延T与上一次时延之差计算出时延抖动；根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率；
步骤S1具体包括以下过程：
S101、根据用户实时测量需求创建测试任务，并设置LB测试参数；
S102、根据配置的LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，转入S103，若否，转入S104；
S103、在LBM报文净荷中加入发送时戳Tms；
S104、根据测试任务向指定的业务通道中发送LBM报文，同时记录发送的LBM报文数量Num_lbm；
S105、根据设置的报文发送频率，重复S102-S104，直到测试周期完成；
步骤S2具体包括以下过程：
S201、宿站点/中间站点根据测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBM报文时，记录接收的时间作为接收时戳Tmr；
S202、根据收到的LBM报文生成对应的LBR报文，然后检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，转入S203，若否，转入S204；
S203、在LBM报文净荷中加入接收时戳Tmr，同时将LBM报文中的Tms、Tmr时戳复制到生成的LBR报文净荷中，同时在LBR报文净荷中加入环回发送时戳Trs；
S204、根据测试任务向指定的反向业务通道中发送LBR报文；
步骤S3具体包括以下过程：
S301、源站点根据配置的测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBR测试报文时，记录接收的时间，作为环回接收时戳Trr；
S302、检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，转入S303，若否，转入S304；
S303、在LBR报文净荷中加入环回接收时戳Trr；同时进行本次时延计算：本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；
S304、记录收到的LBR报文数量Num_lbr，根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率。
2.如权利要求1所述的一种VPN业务通道质量分段检测的方法，其特征在于：
步骤S4还包括：
将本次时延T分别和最大时延Tmax、最小时延Tmin比较；
如果T>Tmax，则设置Tmax的值为T，如果Tmin>T，则设置Tmin的值为T。
3.如权利要求1所述的一种VPN业务通道质量分段检测的方法，其特征在于：
步骤S4还包括：
将本次时延T累加至总时延Tall；
记录接收到的LBR报文数量Num_lbr，计算平均时延；
平均时延Tavg＝Tall/Num_lbr。
4.一种VPN业务通道质量分段检测的系统，其特征在于，包括：
报文发送模块，其用于根据配置的环回LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，在源站点的LBM报文的中加入发送时戳Tms，向宿站点/中间站点发送LBM报文，记录发送的LBM报文数量；所述环回LB测试参数包括扩展模式开关状态、发包频率和发送时长；
报文处理模块，其用于记录宿站点/中间站点收到LBM报文的时间作为接收时戳Tmr，在收到的LBM报文中加入接收时戳Tmr；根据收到LBM报文生成LBR报文，同时将LBM报文中的发送时戳Tms和接收时戳Tmr复制到LBR报文中；再在LBR报文中加入环回发送时戳Trs，向源站点发送LBR报文；
报文接收模块，其用于记录源站点的收到LBR报文的时间作为环回接收时戳Trr，在LBR报文中加入环回接收时戳Trr；记录收到的LBR报文数量；
计算模块，其用于根据LBR报文中的各时戳计算出本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；根据本次时延T遇上一次时延之差计算出时延抖动；根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率；
所述报文发送模块具体用于：
根据用户实时测量需求创建测试任务，并设置LB测试参数；
执行LBM报文发送步骤：根据配置的LB测试参数在源站点生成环回消息LBM报文，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，在LBM报文净荷中加入发送时戳Tms；若否，根据测试任务向指定的业务通道中发送LBM报文，同时记录发送的LBM报文数量Num_lbm；
根据设置的报文发送频率，重复执行LBM报文发送步骤，直到测试周期完成；
所述报文处理模块具体用于：
宿站点/中间站点根据测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBM报文时，记录接收的时间作为接收时戳Tmr；
根据收到的LBM报文生成对应的LBR报文，然后检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，在LBM报文净荷中加入接收时戳Tmr，同时将LBM报文中的Tms、Tmr时戳复制到生成的LBR报文净荷中，同时在LBR报文净荷中加入环回发送时戳Trs；若否，根据测试任务向指定的反向业务通道中发送LBR报文；
所述报文接收模块具体用于：
源站点根据配置的测试任务侦测收到的报文，收到符合条件的LBR测试报文时，记录接收的时间Trr；
检查配置，判断LB测试的扩展模式是否为开，若是，在LBR报文净荷中加入环回接收时戳Trr；同时进行本次时延计算：本次时延T＝Trr-Tms-(Trs-Tmr)；若否，记录收到的LBR报文数量Num_lbr，根据发送的LBM报文数量和收到的LBR报文数量之差计算出丢包率。
5.如权利要求4所述的一种VPN业务通道质量分段检测的系统，其特征在于：
所述计算模块还用于：
将本次时延T分别和最大时延Tmax、最小时延Tmin比较；
如果T>Tmax，则设置Tmax的值为T，如果Tmin>T，则设置Tmin的值为T。
6.如权利要求4所述的一种VPN业务通道质量分段检测的系统，其特征在于：
所述计算模块还用于：
将本次时延T累加至总时延Tall；
记录接收到的LBR报文数量Num_lbr，计算平均时延；
平均时延Tavg＝Tall/Num_lbr。
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