CN109075996B - 用于监视网络性能的监视控制器及因此执行的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了用于监视网络性能的监视控制器和方法。方法包括由第一主机的监视控制器通过观测在第一与第二应用实例之间交换的应用业务，确定（110）在第一与第二应用实例之间的通信中的改变，第一应用实例在第一主机上被执行，并且第二应用实例在第二主机上被执行。方法进一步包括由监视控制器启动（130）在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
Description
技术领域
本公开涉及对网络性能的监视，并且具体地说，涉及对包括虚拟化计算和网络资源的网络中的网络性能的监视。
背景技术
在云环境中，监视如由应用和例如在虚拟机或容器内运行的虚拟网络功能VNF所感知的网络性能对于识别可导致服务等级协议违例的性能退化是重要的。监视网络性能也可以对进行根原因分析是重要的。
在虚拟机或容器中运行的应用实例可动态和频繁地被启动、缩放、迁移和停止。因此，对于自动和实时网络性能监视而言，要求跟踪应用实例的寿命期事件。
可使用主动或被动测量方法来执行网络监视。在主动测量中，从网络中的某一探针（也称为测量点MP）注入测试分组并且在另一探针中接收该测试分组。测试分组可在接收器探针中被收集或被反射回发送器探针。测试分组可在发送和到达事件处的两个探针中被加时戳。这样，研究测试分组（其也可被称为探测分组）与交叉业务之间的交互，并且做出有关网络特性和交叉业务动态的结论是可能的。此方案经常被称为“主动监视”。与此相反，在被动测量中，在未注入另外测试分组的情况下观测网络业务。
主动和被动监视方法均可被用于网络性能测量和性能退化的故障排除。主动监视工具的示例包括ping（因特网控制消息协议（ICMP）/双向主动测量协议（TWAMP)/traceroute、iperf、netperf等。对于许多主动测量方法，在发送器和接收器侧上均要求监视过程以便生成测试分组，加时戳或反射测试分组。
在网络退化问题发生时，现有监视系统一般会识别退化并且触发警报。对于故障排除和识别原因，主动监视工具可用于定位问题。此类工具通常要求运行经历退化的应用的主机的源和目的地IP地址（或其它类型的地址）。
例如，服务协调器（orchestrator）或网络管理器可具有关于哪些VNF属于服务链并且彼此通信的知识，因此，监视控制器或管理系统不得不向服务协调器查询例如位置、IP地址和要求的监视度量。由于应用实例可动态和频繁地改变（例如，由于缩放的原因），因此，此信息不得不被不断地更新。
在诸如性能退化的网络问题发生时，源和目的地地址可能对于要发动的监视和故障排除工具甚至是未知的。
中央式监视控制器/管理器需要具有到服务协调器的接口，以获得有关VNF实例或应用的信息，所述VNF实例或应用彼此通信以便能够实例化和设定紧挨它们的所要求的监视功能。在有频繁的内向扩展/外向扩展和VNF迁移过程的情况下，此类接口造成对于服务协调器的相当大的开销。它还要求标准化（或备选的是，持续的系统集成和测试）以便保证由一个供应商开发的监视控制器能与不同供应商开发的协调器通信。
一些现有网络监视工具存在的一个问题是它们要求生成和存储大量的信息，这对用来计算、存储和分析信息的网络资源带来相当大的负载。另一个问题是许多现有工具指向一个特定的执行环境。
发明内容
目的是消除至少一些上面概述的问题。具体地说，一个目的是提供用于监视网络性能的监视控制器和方法。这些目的和其它目的可通过提供根据下面附带的独立权利要求的监视控制器和由监视控制器执行的方法而被获得。
根据一方面，提供了用于监视网络性能的方法。方法包括由第一主机的监视控制器通过观测在第一与第二应用实例之间交换的应用业务，确定在第一与第二应用实例之间的通信中的改变，第一应用实例在第一主机上被执行，并且第二应用实例在第二主机上被执行。方法进一步包括由监视控制器启动在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
根据一方面，提供了用于监视网络性能的第一主机的监视控制器。监视控制器被配置用于通过观测在第一与第二应用实例之间交换的应用业务，确定在第一与第二应用实例之间的通信中的改变，第一应用实例在第一主机上被执行，并且第二应用实例在第二主机上被执行；以及用于启动在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
监视控制器和方法可具有多个可能优点。一个可能优点是监视功能可被分布在本地主机内，其中可不需要中央式监视功能。另一可能优点是解决方案基于被动观测的应用实例通信，提供了主动监视功能的分布式零接触和动态实例化与配置（在被要求时）。
附图说明
现在将关于附图更详细地描述实施例，其中：
图1a是根据一示范实施例，用于监视网络性能的方法的流程图。
图1b是根据又一示范实施例，用于监视网络性能的方法的流程图。
图1c是根据仍有的一示范实施例，用于监视网络性能的方法的流程图。
图1d是根据还有的一示范实施例，用于监视网络性能的方法的流程图。
图2a是数据中心的第一和第二主机的框图。
图2b是根据又一示范实施例，用于监视网络性能的方法的流程图。
图2c是根据一示范实施例，在接收侧上由监视控制器执行以便监视网络性能的方法的流程图。
图2d是图示了位于发送器主机（例如第一主机）内的在发送器主机与接收器主机（例如第二主机）之间的以及位于第二主机内的信令和通信的信令图或序列。
图3是根据一示范实施例，用于监视网络性能的监视控制器的框图。
图4是根据另一示范实施例，用于监视网络性能的监视控制器的框图。
图5是根据一示范实施例，在用于监视网络性能的监视控制器中的布置的框图。
具体实施方式
简单地说，提供了用于监视网络性能的监视控制器和方法。监视控制器在第一主机上运行或者由其执行。第一主机还包括可与其它主机上的其它应用实例通信的应用实例。在第一主机上的监视控制器可通过观测在第一主机上的应用实例与第二主机上的应用实例之间交换的应用业务，检测在第一主机上的应用与在第二主机上的应用之间的通信中的改变。一旦检测到在通信中的此类改变，监视控制器便可启动在第一主机中用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
本文中的实施例涉及用于监视网络性能的方法。现在将参照图1a-1d来描述实施例。图1a图示了方法100，方法100包括由第一主机的监视控制器通过观测在第一与第二应用实例之间交换的应用业务，确定110在第一与第二应用实例之间的通信中的改变，第一应用实例在第一主机上被执行，并且第二应用实例在第二主机上被执行。方法进一步包括由监视控制器启动130在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
监视控制器被包括在第一主机中，或者在其上运行。第一主机可以是物理主机或虚拟主机。第一主机可进一步包括一个或多个应用实例，即至少第一应用实例，其中第一主机的任何应用实例可与其它主机上的其它应用实例（例如在第二主机上的第二应用实例）动态通信。第二主机可以也是物理主机或虚拟主机。第一主机包括一个或多个应用实例意味着第一主机在执行第一主机的一个或多个应用实例，或者一个或多个应用实例在第一主机上运行。
第一主机的监视控制器可监听通信，例如被第一主机所接收的目的地为第一应用实例的来自在第二主机上的第二应用实例的分组和/或从第一主机传送的目的地为在第二主机上的第二应用实例的分组。通过监听由第一主机接收和从第一主机发送的通信，也称为监听业务，监视控制器可确定在第一与第二应用实例之间通信中的任何改变。监听是观测所述通信的示例。可存在如下面将描述的观测业务的其它示例。
一旦监视控制器确定在第一与第二应用实例之间的通信中有改变，监视控制器便可启动在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。交换测试分组意味着测试分组在第一或第二主机之间被发送，例如，第一主机的监视实例可将测试分组传送到第二主机的对应监视实例和/或反之亦然。第一主机的监视控制器可由此观测在第一与第二主机之间网络的性能。
方法可具有多个可能优点。一个可能优点是监视功能可被分布在本地主机内，其中可不需要中央式监视功能。另一可能优点是解决方案基于被动观测的应用实例通信，在要求时提供主动监视功能的分布式零接触和动态实例化与配置。仍有的可能优点是监视控制器以分布式方式运行，其中被动通信观测和可能的关联数据收集可在本地被执行，因此，监视控制器可获得有关哪些本地应用实例在与哪些远程应用实例通信的及时和准确的信息。这提供了另一可能优点，即可部署监视功能而不引入朝向服务协调器的接口。仍有的另一可能优点是IP地址改变能够在本地被检测到（例如，通过检查因特网协议IP分组，打开和关闭连接分组，或者通过迅速使在短时间间隔中未看到寻址到它的业务的IP地址超时（ageout）），并且因此本地业务矩阵更好地反映在第一主机或连接第一和第二主机的网络中的实际情况。这也降低了对协调器或网络管理系统与第三方IP地址管理工具集成的需要，从而提供OPEX以及潜在地CAPEX二者节省。还有的可能优点是对交换测试分组的监视可动态以及在需要时被启动和停止。也可能检查在两个物理主机之间是否已经有在进行的主动监视。如果在这些主机之间新的一对应用需要被监视，则不需要新监视会话，并且转而可使用来自在进行的会话的测量。这降低了为主动测量而被发送到网络中的测试分组的量。这也意味着方法可很好地缩放，并且也可在由多个数据中心组成的云环境中被使用。
在示例中，确定110在两个应用实例之间的通信中有改变可包括获得在两个应用实例之间的通信中有改变的通知。
当在通信中有改变时，监视控制器可通过获得改变的通知，确定该改变。例如，在第二主机中可以有已检测到业务中的改变，并且向第一主机的监视控制器发送通知的监视控制器。
这样，第一主机的监视控制器意识到在两个应用实例，即在第一主机上被执行的第一应用实例与在第二主机上被执行的第二应用实例之间的业务中有改变。
在另一示例中，方法进一步包括接收在第一与第二虚拟应用实例之间交换的业务，其中从第一主机中包括的虚拟交换机监听105业务。
第一主机可包括虚拟交换机，其可将所有业务（例如在第一主机内交换的分组）的副本发送到被动监视容器，被动监视容器可检测到改变并且随后通知监视控制器。分组被在第一主机内交换意味着分组由第一主机接收，目的地是第一应用实例，和/或分组从第一应用实例输出并且目的地是在任何其它主机上的任何应用实例。从虚拟交换机监听业务可具有另外的优点。例如，它是获得网络信息的资源优化方式。进一步，监听的数据可被分析，并将因此不影响数据流的性能。更进一步，监听来自虚拟交换机的业务当在一个主机内被执行时是轻型解决方案。
图1b是根据一示范实施例，用于监视网络性能的方法100的流程图。用于监视网络性能的方法100在第一主机系统中被执行，第一主机系统包括提供虚拟应用实例平台、虚拟交换机和监视控制器的处理装置。在图1b中图示的此实施例中，方法包括由虚拟交换机监听105在第一与第二虚拟应用实例之间交换的业务，第一虚拟应用实例在第一主机系统上被执行，并且第二虚拟应用实例在第二主机系统上被执行。方法还被图示包括由监视控制器确定110'在第一与第二虚拟应用实例之间的通信中的改变，并且随后由监视控制器启动130在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
在此示范实施例中，第一主机指的是第一主机系统，并且同样地，第二主机指的是第二主机系统。如下面将更详细所解释的，第一和第二主机系统可每个包括处理装置。处理装置提供虚拟应用实例平台、虚拟交换机和监视控制器。虚拟交换机可接收例如以分组的形式的从第二主机被接收并且目的地为第一应用实例的业务。虚拟交换机可也接收例如以分组的形式的从第二应用实例被接收并且目的地为第二主机系统上的第二应用实例的业务。虚拟交换机可由监视控制器或者由例如被动监视实例监听105，以便“侦听”牵涉到第一应用实例的业务，并且由此检测在第一与第二应用实例之间的业务中的任何改变。监视控制器可因此确定110'（通过其自身来监听虚拟交换机或者从被动监视实例得到通知）在第一与第二虚拟应用实例之间的通信中有改变，并且启动130在第一主机中的用于交换在第一主机与第二主机之间的测试分组以便监视网络性能的监视实例。监视控制器可命令虚拟交换机监听在两个应用实例之间交换的业务。
改变可包括以下任何项：在两个应用实例之间的新通信；现存的以前活动的通信已到期；业务强度的改变；业务模式的改变；及通信协议的改变。
改变可能是什么存在许多不同的示例。一个示例是在第一主机上的第一应用实例与在第二主机上的第二应用实例之间的新通信的出现。新通信可包括分组的业务流在第一主机上的第一应用实例与在第二主机上的第二应用实例之间被发送。
另一示例是在第一主机上的第一应用实例与在第二主机上的第二应用实例之间的在进行的通信（即活动的通信）可在一个或多个方面中改变。例如，它可在强度上增大或减小，意味着例如通信的分组的数量和/或大小可改变，业务流可向/从相对规则改变成更不稳定，从而可能指示在第一主机与第二主机之间的网络中的问题。
改变的还有的其它示例是通信期满或者在使用的通信协议被改变。仅作为示例，通信协议可从TCP改变成用户数据报协议UDP。通信协议的任何改变或上面描述的改变可要求对通信进行监视，其中监视控制器可启动在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
方法100可进一步包括确定120关于检测到的改变当前在主机之间没有之前的监视在进行，至少与检测到的在第一与第二应用实例之间的通信中的改变关联的度量无关。
情况可以是在第一主机与第二主机之间有在进行的监视实例，尤其是关于特定度量的在进行的监视实例。如果在第一与第二主机之间已经有在进行的监视，则可无需启动另一监视实例。然而，如果当前在主机之间无关于检测到的改变的之前监视在进行，则监视控制器可启动在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
检测到的改变可与特定度量关联，例如容量、时延、端对端延迟或端对端分组丢失，其中在主机之间可存在关于一个度量的在进行的监视实例。如果检测到的改变与由当前在进行的监视实例在监视的度量外的另一度量有关，则在进行的监视实例可被改变成包括监视还与检测到的改变关联的度量有关的通信；或备选的是，监视控制器可启动关于对于其已检测到改变的度量的新监视实例。
在图1c中图示的示例中，在第一主机中监视实例的启动130以便将测试分组从第一主机传送到第二主机包括获得131用于在第一主机中开启一个或多个监视实例所要求的软件图像。
软件图像表示将要执行的监视的类型。在一些情况下，主动监视软件在主机处不可获得，因此，可从软件图像存储库（诸如Docker存储库）中取回软件图像。在需要时，下载和安装软件图像。随后，根据在本申请中所解释的方法，开启和停止容器。
在图1c中图示的又一示例中，方法100进一步包括请求132第二主机的监视控制器启动对应的监视实例。
为使监视控制器执行监视，在第二主机中具有监视实例可以是必需的。随后，第一主机的监视实例和第二主机的监视实例可在它们之间发送测试分组，从而评估关于一个或多个度量的网络性能。测试分组可在相应监视实例中被加时戳，它们可被反射回首先传送它的监视实例，监视实例可在彼此之间交换信息等。
如果无监视实例在第二主机上运行或者被包括在其中，则第一主机的监视控制器可请求第二主机的监视控制器在第二主机上启动监视实例。
如果已经有在第二主机中运行的监视实例，则可使用相同监视实例。第二主机中的监视实例可例如接收从第一主机中监视实例传送的测试分组、将测试分组加时戳和/或将测试分组反射回第一主机中的监视实例。反射测试分组意味着第二主机中的监视实例将对应测试分组传送回第一主机中的监视实例（第二主机中的监视实例从其接收所述对应测试分组）。分组反射工具和方法的示例是ping和TWAMP。
方法100可进一步包括在两个主机之间执行140监视。
一旦检测到改变并且启动监视实例，便可执行在两个主机之间的监视。监视的执行可包括如下面将描述的各种动作。
监视的执行140可包括开启监视实例。
监视控制器已启动在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。一旦此操作完成，监视控制器便可开启在第一主机中的监视实例，其中第一主机中的监视实例可例如向/从第二主机中的监视实例传送和/或接收测试分组。
通过分析与测试分组的传送和/或接收关联的不同特性，监视实例可评估与测试分组的传送和/或接收关联的网络的不同度量。每个测试分组可生成监视信息，或者两个或更多测试分组可被分析和/或评估以获得与网络性能有关的监视信息。
方法100可进一步包括将监视信息提供145到管理器。
监视可产生各种监视信息和/或结果。信息可不断地、定期地或在随机/特定的时间点被提供。例如，一旦获得监视信息，例如，在测试分组已被发送并且反射回或者测试分组已被收到，使得有可用于获得监视信息的信息后，监视信息便可被传送到管理器。在另一示例中，在执行任何分析或评估以获得监视信息前，必须在分别位于第一和第二主机中的两个监视实例之间交换多个分组。
可在一获得监视信息就传送它，以定期时间间隔传送它，在特定准则得以满足后传送它，等等。
管理器可随后使用收到的监视信息来采取可需要的任何适当动作，或者如果收到的监视信息指示禁止采取任何动作，则禁止采取任何动作。
方法100还可进一步包括在两个主机之间停止150监视，并且将监视的结果提供160到管理器。
一旦在两个主机之间的监视被确定完成，监视控制器便可停止监视。在停止监视前，可已经不断地、随机地、定期地报告或根据不报告监视信息。如果有尚未被提供到管理器的监视信息，则监视控制器可提供未被报告的监视信息到管理器，从而为管理器提供监视的结果。
监视控制器可也处理获得的监视信息以便产生将被提供到管理器的监视结果。
在示例中，应用业务在虚拟化应用之间被交换，或者其中应用实例是虚拟化应用。
可在第一应用实例与第二应用实例之间传送应用业务。第一和/或第二应用实例可以是虚拟化应用。
物理装置可运行一个或多个虚拟化机器或平台，在所述虚拟化机器或平台之上应用实例作为虚拟化应用被运行。此外，监视控制器和监视实例可在虚拟化机器或平台上运行，其中监视控制器和监视实例也是虚拟化的。
监视控制器、两个应用实例和监视实例可对应于单独的容器、单独的虚拟机或单内核或者类似的技术。
这些是虚拟实现的示例。通常，基于容器的实现（也被称为虚拟化引擎）暗示操作系统的内核允许多个隔离的用户空间实例而不仅是一个。从“外部”，它们可看上去像真实的服务器或物理装置。
单内核通常指使用库操作系统实现的专用单地址空间机器图像。单内核可在无中间操作系统的情况下直接在例如管理程序或硬件上运行。
虚拟机通常指的是特定计算机系统的仿真。虚拟机可基于实际或假设计算机的计算机架构和功能来操作。虚拟机的实现可牵涉到专用硬件、软件或两者的组合。
方法100可进一步包括从管理器请求在第一主机上要为监视实例预留的资源。
为了要在第一主机上创建的监视实例，在主机上需要资源。因此，监视控制器可请求管理器在第一主机上预留用于监视实例的资源。资源可以是关于CPU、存储器、磁盘利用等。
管理器可随后在第一主机上预留必需的资源，其中监视实例可在第一主机上被执行或运行以便执行如上所描述的各种测量。
如果需要在第二主机上创建监视实例，则第二主机上的监视控制器可从管理器请求在第二主机上要为监视实例预留的资源。
图2a图示了第一主机210，并且也图示了诸如第二主机220的其它主机，其包括本文中也被称为容器桥或虚拟机桥的虚拟交换机216、226。通常，虚拟交换机216、226可接收例如业务流的分组形式的通信，所述通信由主机210、220接收，目的地为应用实例211、221，并且虚拟交换机216、226将通信（例如，分组）转发到应用实例211、220。进一步，虚拟交换机216、226可接收从应用实例211、221输出的通信，并且根据目的地地址，将通信转发到例如网络接口控制器NIC以便从主机210、220输出。由虚拟交换机接收的到和/或来自应用实例的任何类型的通信可被复制和转发到被动监视实例，例如，第一主机210中的第一被动监视实例212或第二主机220中的第二被动监视实例222。这样，被动监视实例212、222可监听流过虚拟交换机216、226的通信。
第一和第二主机210、220也包括相应监视控制器214和224，其可分别控制第一和第二被动监视实例212、222及第一主动监视实例213和第二主动监视实例223。
在图2a中图示的示例中，第一主机210和第二主机220是数据中心的一部分，其中连接第一主机210和第二主机220的网络被称为数据中心网络。
换而言之，被动监视可在容器或虚拟机中运行，并且被动接收到和来自该主机上应用实例的镜像业务。应用实例的一示例是虚拟化网络功能VNF。VNF由欧洲电信标准协会ETSI定义，参阅ETSI GS NFV 003 V1.1.1 (2013-10)。备选的是，被动监视可与也被称为VNF容器或VNF虚拟机的应用实例容器或虚拟机共享相同网络栈。另一备选是被动监视可例如作为监视控制器的一部分在主机机器上运行，从而侦听应用实例的网络名称空间。
被动监视实例212、222可检测去往/来自应用实例211、221的业务中的改变，并且通知监视控制器214、224。这样，在被动地被观测到的用户业务中有改变时，监视控制器214、224可接收来自被动监视实例212、222的事件/消息，由此监视控制器214可通过观测在第一与第二应用实例之间交换的应用业务，确定110在第一与第二应用实例之间的通信中的改变，第一应用实例在第一主机上被执行，并且第二应用实例在第二主机上被执行。改变可例如对应于新流或以前活动流的到期。在应用实例211、212在预定义量的时间内一直未发送任何分组或者接收来自远程应用实例的任何分组时，流到期可发生。
监视控制器214、224可例如基于运营商策略，决定新流是否需要被主动监视。备选的是，如果被动监视实例212、222已经监视一些度量，例如，分组丢失，则监视控制器214、224可决定启动主动测量会话以补充被动测量，并且获得更多故障排除数据。
例如，如果监视控制器214决定主动地监视与检测到的改变关联的流，则监视控制器214启动130在第一主机210中的用于在第一主机210与第二主机220之间交换分组以便监视网络性能的监视实例，即图2a中的第一主动监视实例213。
对于许多类型的主动监视，可要求发送器监视实例和接收器/反射器监视实例两者。如果反射器监视实例在接收器侧上不存在，例如在第二主机220上不存在，则发送器侧（第一主机210）的监视控制器214可请求远程监视控制器224实例化用于主动监视会话的反射器监视实例221。在预确定的时间后，或者在网络性能问题得以解决，或者由于业务流已到期（意味着在第一应用实例211与第二应用实例221之间的业务已到期或结束），路径不再要求监视时，监视控制器214也可停止测量会话。
被动监视（例如被动数据收集）可始终被执行，并且仅为监视在每个时间点通信的应用实例之间的网络，才开启主动测量。因此，在提供系统的连续监视时，仅在其上已请求监视的网络路径上发送主动测试（或探测）分组。例如在使用通过数据平面开发工具包DPDK（其完全地控制接口并且使用完全的中央处理单元CPU核来接收测量分组）进行的高速测量时，这可特别重要。因此，可以是重要的是，能够自动开启和停止发送器和反射器以避免浪费计算和网络资源。
在也被称为测量会话的监视期间，或者在测量会话结束时，监视控制器214、224可基于被动和主动测量及可在本地（例如，从Docker应用接口API）获得的容器或虚拟机的计算资源利用，与更高管理级别、管理器或发送监视的数据/警报的协调器通信。管理器或协调器可随后做出决定，诸如遇到网络性能问题的应用（或VNF）实例的迁移或缩放。
图2a图示了两个主机210和220、数据中心网络交换机231和232、监视功能软件图像存储库250及容器/虚拟机管理框架240。在每个主机210、220中，根据此示例，存在VNF或应用实例211、212、监视控制器214、224、被动监视实例212、222、主动监视实例213、223、容器桥或虚拟交换机216、226、容器管理系统215、225和网络接口控制器NIC。容器管理215、225可备选地被定位在主机210、220外。VNF和监视容器在容器或虚拟机内运行，并且被连接到相同桥或虚拟交换机。开启监视容器所要求的软件图像可由容器管理系统从监视功能软件图像存储库获得。
在此示例中，在第一主机210中的容器或虚拟机中运行的第一应用实例211与在第二主机220中的第二应用实例容器或虚拟机221通信。被动监视容器或虚拟机212和222已经在两个主机中被建立，并且通过例如使用在虚拟交换机或容器桥216、226上的端口镜像，被动观测从正在被监视的对应应用（VNF）实例发送或由其接收的分组的副本。
监视控制器214、224在每个主机中作为主机机器上的进程运行，或者作为特权容器或虚拟机运行。监视控制器214、224可负责被动和主动监视实例212、213、222和223的自动实例化、配置和停止。监视控制器214、224可从本地被动监视212、222获得有关新流的信息，即，去往/来自新应用实例的业务。如果主动的监视被要求用于新流，并且流业务遍历的路径没有已经在被监视，则监视控制器214、224可从容器管理系统请求实例化主动监视容器或虚拟机213、223。监视器控制器214、224可也负责提供为正在被实例化的主动监视实例213、223执行主动测量所要求的配置。
每个监视控制器214、224可也与在数据中心中的其它主机或服务器上的监视控制器通信，以请求新接收器/反射器主动监视实例（如果被要求用于测量或监视的话）。另外，每个监视控制器214、224可在不再需要接收器主动监视容器（或虚拟机）时通知远程监视控制器214、224将其停止，以避免服务器资源的浪费。监视控制器可潜在地彼此交换消息以识别哪些路径在被监视，哪些监视器功能与哪些应用实例（例如VNF）关联等。
图2b是根据一示范实施例，由监视控制器执行的方法的流程图。监视控制器等待来自被动监视器PM的有关用于正在被监视的VNF/应用的新流的事件或消息。
基于有关作为流的一部分的VNF的源和目的地地址的信息，监视控制器MC应识别远程VNF实例位于哪个服务器上。有关接收器VNF在何处运行的映射信息可以不同方式被获得。一个备选方案是MC采用每个VNF因特网协议IP地址和/或每个主机机器标识符的映射来填充分布式数据库（例如，密钥/值存储）。映射可也包括有关与VNF关联的监视功能的IP地址的信息。另一备选方案是本地MC以对等方式或在分级的方案中被连接到其它MC，并且可从其对等体进行查询。还有一个备选方案是查询逻辑上中央式监视控制器。
MC检查在本地与远程主机/服务器之间的路径是否已经在被主动监视。如果已经有主动监视器在监视在发送器与接收器主机之间的网络上要求的度量，则无需实例化新AM容器。
如果AM容器未在本地服务器上运行，则MC通过请求容器管理系统来开启AM容器。
如果用于开启新AM容器所要求的资源不可用，则MC接收反馈并且监视被停止来等待容器被开启。
如果主动监视要求接收器侧反射器，则MC查询远程MC以请求开启远程反射器AM。
在接收有关远程AM的成功实例化的反馈后，MC配置AM以开启监视会话。如果远程容器未能开启，则MC也接收反馈，并且如果要求的话，则能够停止发送器AM容器。
可选地，MC或另一实体或容器能够执行对从被动和主动监视器两者获得的被监视数据的一些处理，例如以便如果网络性能已退化，则生成警报。
图2c是根据一示范实施例，由在第二主机（接收器侧）上的监视控制器执行的方法的流程图。
MC等待来自远程MC对监视功能的请求。如果本地AM不存在，则MC通过请求容器管理系统来创建AM容器。
MC配置所请求的监视功能是AM容器（例如，侦听端口的双向主动测量协议TWAMP的反射器）。
MC发送带有有关AM的成功或失败开启的数据的反馈。在成功的情况下，IP和端口地址等被发送到发送器MC。
图2d是图示了在例如第一主机的发送器主机内在发送器主机与例如第二主机的接收器主机之间和在第二主机内的信令和通信的信令图或序列。
如果新流被发送器主机的PM观测到，则发送器主机的MC接收来自PM的事件，并且如果被要求的话，则开启主动监视。PM应跟踪所有活动流，并且应去除一直未活动，即在预定义量的时间内一直未交换任何分组的流，以提供应用实例通信的最新视图到MC。在流到期，即发送器主机的PM在预定义量的时间内一直未看到用于该流的任何分组时，PM将事件发送到发送器主机的MC。MC随后停止主动监视功能以避免资源的浪费。
本文中的实施例也涉及用于监视网络性能的第一主机的监视控制器。监视控制器具有与上面描述的方法相同的技术特征、目的和优点。监视控制器将因此仅被简要描述以便避免不必要的重复。监视控制器将参照图3和4来描述。
图3图示了监视控制器300、400被配置用于通过观测在第一与第二应用实例之间交换的应用业务，确定在第一与第二应用实例之间的通信中的改变，第一应用实例在第一主机上被执行，并且第二应用实例在第二主机上被执行；以及用于启动在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
监视控制器300、400可以各种不同方式被现实化或实现。图3中图示了第一示范实现或现实化。图3图示了包括处理器321和存储器322的监视控制器300，存储器包括指令，所述指令在例如借助于计算机程序323而由处理器321执行时，促使监视控制器300通过观测在第一与第二应用实例之间交换的应用业务，确定在第一与第二应用实例之间的通信中的改变，第一应用实例在第一主机上被执行，并且第二应用实例在第二主机上被执行。存储器进一步包括指令，所述指令在由处理器321执行时，促使监视控制器300启动在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
图3也图示了包括存储器310的监视控制器300。要指出的是，图3只是示范图示，并且存储器310可以是可选的，是存储器322的一部分，或者是监视控制器300的又一存储器。只是为了举几个说明性示例，存储器可例如包括与监视控制器300有关的、与监视控制器300的操作的统计有关的信息。图3进一步图示了包括处理部件320的监视控制器300，处理部件320包括存储器322和处理器321。更进一步，图3图示了包括通信单元330的监视控制器300。通信单元330可包括接口，通过该接口监视控制器300与通信网络的其它节点或实体及其它通信单元通信。图3还图示了包括又一功能性340的监视控制器300。该又一功能性340可包括对于监视控制器300执行本文中未公开的不同任务所必需的硬件或软件。
图4中图示了监视控制器300、400的备选示范实现。图4图示了监视控制器400，其包括用于通过观测在第一与第二应用实例之间交换的应用业务，确定在第一与第二应用实例之间的通信中的改变的确定单元403，第一应用实例在第一主机上被执行，并且第二应用实例在第二主机上被执行。监视控制器400进一步包括用于启动在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例的启动单元404。
在图4中，也图示了包括通信单元401的监视控制器400。通过此单元，监视控制器400适于与无线通信网络中的其它节点和/或实体通信。通信单元401可包括不止一个接收布置。例如，通信单元401可被连接到导线和天线两者，借助于它们监视控制器400被使得能与无线通信网络中的其它节点和/或实体通信。类似地，通信单元401可包括不止一个传送布置，该传送布置进而被连接到导线和天线两者，借助于它们监视控制器400被使得能与无线通信网络中的其它节点和/或实体通信。进一步图示了包括用于存储数据的存储器402的监视控制器400。进一步，监视控制器400可包括控制或处理单元（未示出），其进而被连接到不同单元403-404。将被指出的是，这只是说明性示例，并且监视控制器400可包括更多、更少或其它单元或模块，其与如图4中所图示的单元以相同方式执行监视控制器400的功能。
应注意的是，图4只从逻辑的意义上图示了在监视控制器400中的各种功能单元。在实践中，这些功能可使用任何适合的软件和硬件部件/电路等来被实现。因此，实施例通常不被限制于监视控制器400和功能单元的所示结构。因此，前面描述的示范实施例可以许多方式被实现。例如，一个实施例包括其上存储有指令的计算机可读介质，所述指令是由控制或处理单元可执行的，以便执行在监视控制器400中的方法步骤。由计算系统可执行并且在计算机可读介质上存储的指令执行如在权利要求中陈述的监视控制器400的方法步骤。
在仍有的又一实现中，第一主机包括提供虚拟应用实例平台、虚拟交换机和监视控制器的处理装置。然后，虚拟控制器被配置用于监听在第一与第二虚拟应用实例之间交换的业务，其中第一虚拟应用实例在第一主机上被执行，并且第二虚拟应用实例在第二主机上被执行。监视控制器被配置用于确定在第一与第二虚拟应用实例之间的通信中的改变。监视控制器进一步被配置用于启动在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
监视控制器具有与如由监视控制器执行的方法相同的可能优点。一个可能优点是监视功能可被分布在本地主机内，其中可不需要中央式监视功能。另一可能优点是解决方案基于被动观测的应用实例通信，在被要求时提供主动监视功能的分布式零接触和动态实例化与配置。还有的可能优点是监视控制器以分布式方式运行，其中被动通信观测和可能的关联数据收集可在本地被执行，因此，监视控制器可获得有关哪些本地应用实例正在与哪些远程应用实例通信的及时和准确的信息。这提供了另一可能优点，即可部署监视功能而不引入朝向服务协调器的接口。仍有的另一可能优点是IP地址改变能够在本地被检测到（例如，通过检验因特网协议分组IP，打开和关闭连接分组，或者通过迅速使在短时间间隔中未看到寻址到它的业务的IP地址超时），并且因此本地业务矩阵更好地反映在第一主机或连接第一和第二主机的网络中的实际情况。这也降低了对协调器或网络管理系统与第三方IP地址管理工具集成的需要，因此提供了OPEX和潜在地CAPEX节省。还有的可能优点是交换测试分组的监视可动态和在需要时被启动和停止。也可能检查在两个物理主机之间是否已经有在进行的主动监视。如果在这些主机之间新的一对应用需要被监视，则不需要新监视会话，并且转而可使用来自在进行的会话的测量。这降低了为主动测量而被发送到网络中的测试分组的量。这也意味着方法可很好地缩放，并且也可在由多个数据中心组成的云环境中被使用。
根据一实施例，监视控制器进一步配置成通过获得在两个应用实例之间的通信中有改变的通知，来确定在两个应用实例之间的通信中有改变。
根据仍有的一实施例，监视控制器进一步配置成接收在两个应用实例之间的业务，其中已从第一主机中包括的虚拟交换机监听该业务。
根据一备选实施例，监视控制器进一步配置成指示虚拟交换机监听在两个应用实例之间交换的业务。
根据还有的一实施例，改变包括以下任何项：在两个应用实例之间的新通信；现存的以前活动的通信已到期；业务强度的改变；业务模式的改变；及通信协议的改变。
根据另一实施例，监视控制器进一步被配置用于确定关于检测到的改变当前在主机之间没有之前的监视在进行，至少与检测到的在第一与第二应用实例之间的通信中的改变关联的度量无关。
根据又一实施例，监视控制器进一步被配置用于通过获得用于在第一主机中开启一个或多个监视实例所要求的软件图像，启动在第一主机中用于将测试分组从第一主机传送到第二主机的监视实例。
根据一实施例，监视控制器进一步被配置用于请求第二主机的监视控制器来启动对应的监视实例。
根据仍有的一实施例，监视控制器进一步被配置用于执行在两个主机之间的监视。
根据还有的一实施例，监视控制器进一步被配置用于通过开启监视实例来执行监视。
根据另一实施例，监视控制器进一步被配置用于提供监视信息到管理器。
根据又一实施例，监视控制器进一步被配置用于在两个主机之间停止监视，并且提供监视的结果到管理器。
根据一实施例，应用业务在虚拟化应用之间被交换，或者其中应用实例是虚拟化应用。
根据仍有的一实施例，监视控制器、所述两个应用实例和监视实例对应于单独的容器、单独的虚拟机或单内核。
根据另一实施例，监视控制器进一步被配置用于从管理器请求在第一主机上要为监视实例预留的资源。
图5以示意图方式示出在监视控制器400中的布置500的一实施例。在这里在监视控制器400中的布置500中包括的是处理单元506，例如，带有数字信号处理器DSP。处理单元506可以是执行本文中描述的过程的不同动作的单个单元或多个单元。监视控制器400的布置500也可包括用于接收来自其它实体的信号的输入单元502和用于提供信号到其它实体的输出单元504。输入单元和输出单元可被布置为集成实体，或者如在图4的示例中所图示的，被布置为一个或多个接口401。
此外，监视控制器400中的布置500包括例如以非易失性存储器形式的至少一个计算机程序产品508，例如电可擦除可编程只读存储器EEPROM、闪速存储器和硬盘驱动器。计算机程序产品508包括计算机程序510，其包括在监视控制器400中的布置500中的处理单元506中被执行时，促使监视控制器执行例如早前结合图1a-1d所描述的过程的动作的代码部件。
计算机程序510可被配置为在计算机程序模块510a-510e中构建的计算机程序代码。因此，在一示范实施例中，监视控制器400中的布置500的计算机程序中的代码部件包括用于通过观测在第一与第二应用实例之间交换的应用业务，确定在第一与第二应用实例之间的通信中的改变的确定单元或模块，第一应用实例在第一主机上被执行，并且第二应用实例在第二主机上被执行。计算机程序进一步包括用于启动在第一主机中的用于在第一主机与第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例的启动单元或模块。
计算机程序模块能够实质上执行图1a-1d中所图示的流程的动作，以仿真监视控制器400。换而言之，当不同计算机程序模块在处理单元506中被执行时，它们可对应于图4的模块403-404。
虽然在上面结合图4所公开的实施例中的代码部件被实现为计算机程序模块，该计算机程序模块在相应处理单元中被执行时，促使监视控制器执行结合上面提及的图形在上面描述的动作，但代码部件的至少之一可在备选实施例中至少部分地被实现为硬件电路。
处理器可以是单个中央处理单元CPU，但也能包括两个或更多处理单元。例如，处理器可包含通用微处理器、指令集处理器和/或有关的芯片集和/或专用微处理器，诸如专用集成电路ASIC。处理器也可包括用于高速缓存目的的在板存储器（board memory）。计算机程序可由连接到处理器的计算机程序产品携带。计算机程序产品可包括其上存储计算机程序的计算机可读介质。例如，计算机程序产品可以是闪速存储器、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM或EEPROM，并且上述计算机程序模块能够在备选实施例中以第一主机内的存储器形式分布在不同计算机程序产品上。
要理解的是，本公开内容内交互单元的选择及单元的命名只是用于示范目的，并且适合执行任何上述方法的节点可以多个备选方式配置以便能够执行建议的过程动作。
还应注意的是，本公开内容中描述的单元要被视为逻辑实体，且不必视为单独的物理实体。
虽然实施例已按照几个实施例来被描述，但预期的是，在阅读说明书和研究附图之后，其的备选、修改、置换及等效物将变得显而易见。因此，以下随附权利要求旨在包括落在所述实施例以及由未决权利要求所定义的范围内的此类备选、修改、置换及等效物。
Claims (30)
1.一种用于监视网络性能的方法（100），所述方法包括：
- 由第一主机的监视控制器通过观测在第一应用实例与第二应用实例之间交换的应用业务，确定（110）在所述第一应用实例与所述第二应用实例之间的通信中的改变，所述第一应用实例在所述第一主机上被执行，并且所述第二应用实例在第二主机上被执行，其中所述改变包括以下任何项：在所述第一应用实例与所述第二应用实例之间的新通信；现存的以前活动的通信已到期；业务强度的改变；业务模式的改变；以及通信协议的改变，以及
- 由所述监视控制器基于所述确定来启动（130）在所述第一主机中的用于在所述第一主机与所述第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
2.根据权利要求1所述的方法（100），其中所述确定（110）在两个应用实例之间的所述通信中有改变包括：获得在两个应用实例之间的所述通信中有改变的通知。
3.根据权利要求1所述的方法（100），进一步包括：接收在第一虚拟应用实例与第二虚拟应用实例之间交换的业务，其中从所述第一主机中包括的虚拟交换机监听（105）所述业务。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法（100），进一步包括：确定（120）当前在所述主机之间没有关于所确定的改变的以前监视在进行。
5.根据权利要求4所述的方法（100），其中确定（120）当前在所述主机之间没有关于所确定的改变的以前监视在进行包括：确定当前在所述主机之间至少没有关于与在所述第一应用实例和所述第二应用实例之间的所述通信中的所确定的改变关联的度量的以前监视在进行。
6.根据权利要求1-3任一项所述的方法（100），其中所述启动（130）所述第一主机中的用于将测试分组从所述第一主机传送到所述第二主机的所述监视实例包括：获得（131）在所述第一主机中开启一个或多个监视实例所要求的软件图像。
7.根据权利要求1-3任一项所述的方法（100），进一步包括：请求（132）所述第二主机的监视控制器来启动对应的监视实例。
8.根据权利要求1-3任一项所述的方法（100），进一步包括：在所述第一主机与所述第二主机之间执行（140）所述监视。
9.根据权利要求8所述的方法（100），其中所述监视的所述执行（140）包括：开启所述监视实例。
10.根据权利要求8所述的方法（100），进一步包括：将监视信息提供（145）到管理器。
11.根据权利要求10所述的方法（100），进一步包括：在所述第一主机与所述第二主机之间停止（150）所述监视，并且将所述监视的结果提供（160）到所述管理器。
12.根据权利要求1-3任一项所述的方法（100），其中所述应用业务在虚拟化应用之间被交换，或者其中所述应用实例是虚拟化应用。
13.根据权利要求12所述的方法（100），其中所述监视控制器、所述第一应用实例和所述第二应用实例以及一个或多个监视实例对应于单独的容器、单独的虚拟机或单内核。
14.根据权利要求1-3任一项所述的方法（100），进一步包括：从管理器请求要在所述第一主机上为监视实例预留的资源。
15.一种第一主机的用于监视网络性能的监视控制器（300，400），所述监视控制器（300，400）被配置用于：
- 通过观测在第一应用实例与第二应用实例之间交换的应用业务，确定在所述第一应用实例与第二应用实例之间的通信中的改变，所述第一应用实例在所述第一主机上被执行，并且所述第二应用实例在第二主机上被执行，其中所述改变包括以下任何项：在所述第一应用实例与所述第二应用实例之间的新通信；现存的以前活动的通信已到期；业务强度的改变；业务模式的改变；以及通信协议的改变，以及
- 基于所述确定来启动在所述第一主机中的用于在所述第一主机与所述第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
16.根据权利要求15所述的监视控制器（300，400），其中所述监视控制器进一步配置成：通过获得在两个应用实例之间的所述通信中有改变的通知，确定在两个应用实例之间的所述通信中有改变。
17.根据权利要求15所述的监视控制器（300，400），其中所述监视控制器进一步配置成：接收在所述第一应用实例与所述第二应用实例之间的业务，其中已从所述第一主机中包括的虚拟交换机监听所述业务。
18.根据权利要求15-17任一项所述的监视控制器（300，400），进一步被配置用于：确定当前在所述主机之间没有关于所确定的改变的以前监视在进行。
19.根据权利要求18所述的监视控制器（300，400），其中确定当前在所述主机之间没有关于所确定的改变的以前监视在进行包括：确定当前在所述主机之间至少没有关于与在所述第一应用实例和所述第二应用实例之间的所述通信中的所确定的改变关联的度量的以前监视在进行。
20.根据权利要求15-17任一项所述的监视控制器（300，400），进一步被配置用于：通过获得在所述第一主机中开启一个或多个监视实例所要求的软件图像，启动在所述第一主机中的用于将测试分组从所述第一主机传送到所述第二主机的所述监视实例。
21.根据权利要求15-17任一项所述的监视控制器（300，400），进一步被配置用于：请求所述第二主机的监视控制器来启动对应的监视实例。
22.根据权利要求15-17任一项所述的监视控制器（300，400），进一步被配置用于：在所述第一主机与所述第二主机之间执行所述监视。
23.根据权利要求22所述的监视控制器（300，400），进一步被配置用于：通过开启所述监视实例来执行所述监视。
24.根据权利要求22所述的监视控制器（300，400），进一步被配置用于：提供监视信息到管理器。
25.根据权利要求24所述的监视控制器（300，400），进一步被配置用于：在所述第一主机与所述第二主机之间停止所述监视，并且提供所述监视的结果到所述管理器。
26.根据权利要求15-17任一项所述的监视控制器（300，400），其中所述应用业务在虚拟化应用之间被交换，或者其中所述应用实例是虚拟化应用。
27.根据权利要求26所述的监视控制器（300，400），其中所述监视控制器、所述第一应用实例和所述第二应用实例以及一个或多个监视实例对应于单独的容器、单独的虚拟机或单内核。
28.根据权利要求15-17任一项所述的监视控制器（300，400），进一步被配置用于：从管理器请求要在所述第一主机上为监视实例预留的资源。
29.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储计算机程序（510），所述计算机程序包括计算机可读代码部件，所述计算机可读代码部件当在根据权利要求15-28任一项的监视控制器（400）中的布置（500）中所包括的处理单元（506）中运行时，促使所述监视控制器（400）执行根据权利要求1-14任一项所述的对应方法。
30.一种第一主机，所述第一主机包括处理电路和存储器，所述处理电路和存储器配置成实例化配置成执行以下操作的监视控制器，所述操作为：
- 通过观测在第一虚拟应用实例与第二虚拟应用实例之间交换的应用业务，确定（110）在所述第一虚拟应用实例与所述第二虚拟应用实例之间的通信中的改变，所述第一虚拟应用实例在所述第一主机上被执行，并且所述第二虚拟应用实例在第二主机上被执行，其中所述改变包括以下任何项：在所述第一虚拟应用实例与所述第二虚拟应用实例之间的新通信；现存的以前活动的通信已到期；业务强度的改变；业务模式的改变；以及通信协议的改变，以及
- 启动（130）在第一主机中的用于在所述第一主机与所述第二主机之间交换测试分组以便监视网络性能的监视实例。
Applications Claiming Priority (1)
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| PCT/SE2016/050430 WO2017196216A1 (en) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | A monitoring controller and a method performed thereby for monitoring network performance |
Publications (2)
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