CN109274530A - 基于tcp协议的网络数据包零误差场景再现方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法和装置，包括：接收客户端发送的第一数据包；将第一数据包与存储的顺序数据包进行比对；判断第一数据包与存储的顺序数据包是否匹配；如果匹配成功，则向客户端发送第二数据包；其中，顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，第一数据包中保留位的四位数字与第二数据包中保留位的四位数字为递增关系，可以在网络传输过程中保留数据包的完整性，并进行精准校验。

Description

基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法和装置。

背景技术

随着云计算大数据与安全技术的蓬勃发展，虚拟化的网络环境和虚拟化的网络设备日趋复杂，在实际的网络运维操作中，不可预见的网络故障层出不穷，对网络运维人员带来了极大挑战。

目前，许多数据包分析工具可以在很大程度上排查部分网络问题，但是由于多数网络数据包的不完整性，无法对故障进行分析与定位。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法和装置，可以在网络传输过程中保留数据包的完整性，并进行精准校验。

第一方面，本发明实施例提供了基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法，应用于服务端，所述方法包括：

接收客户端发送的第一数据包；

将所述第一数据包与存储的顺序数据包进行比对；

判断所述第一数据包与所述存储的顺序数据包是否匹配；

如果匹配成功，则向所述客户端发送第二数据包；

其中，所述顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，所述第一数据包中保留位的四位数字与所述第二数据包中保留位的四位数字为递增关系。

进一步的，所述方法还包括：

如果所述客户端的所述第二数据包与所述顺序数据包匹配成功，则继续接收所述客户端发送的第三数据包，并将所述第三数据包继续与存储的所述顺序数据包进行比对；

其中，所述第二数据包中保留位的四位数字与所述第三数据包中保留位的四位数字为递增关系。

进一步的，所述判断所述第一数据包与所述存储的顺序数据包是否匹配，还包括：

如果不匹配，则向所述客户端发送错误请求响应信息，以使所述客户端重新发送数据包。

进一步的，所述服务端通过第一应用守护进程进行发送、比对、接收和响应。

第二方面，本发明实施例提供了基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法，应用于客户端，所述方法包括：

将第一数据包发送给服务端；

在所述第一数据包与存储的顺序数据包匹配成功的情况下，接收所述服务端发送的第二数据包；

将所述第二数据包与存储的所述顺序数据包进行比对；

判断所述第二数据包与存储的所述顺序数据包是否匹配；

如果匹配成功，则向所述服务端发送第三数据包；

其中，所述顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，所述第一数据包中保留位的四位数字、所述第二数据包中保留位的四位数字和所述第三数据包中保留位的四位数字为递增关系。

进一步的，所述方法还包括：

如果所述服务端的所述第三数据包与所述顺序数据包匹配成功，则继续接收所述服务端发送的第四数据包，并将所述第四数据包继续与存储的所述顺序数据包进行比对；

其中，所述第三数据包中保留位的四位数字与所述第四数据包中保留位的四位数字为递增关系。

进一步的，所述判断所述第二数据包与存储的所述顺序数据包是否匹配，还包括：

如果不匹配，则向所述服务端发送错误请求响应信息，以使所述服务端重新发送数据包。

进一步的，所述客户端通过第二应用守护进程进行发送、比对、接收和响应。

第三方面，本发明实施例提供了基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现装置，应用于服务端，所述装置包括：

第一数据包接收单元，用于接收客户端发送的第一数据包；

第一比对单元，用于将所述第一数据包与存储的顺序数据包进行比对；

第一判断单元，用于判断所述第一数据包与所述存储的顺序数据包是否匹配；

第二数据包发送单元，用于在匹配成功的情况下，向所述客户端发送第二数据包；

其中，所述顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，所述第一数据包中保留位的四位数字与所述第二数据包中保留位的四位数字为递增关系。

第四方面，本发明实施例提供了基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现装置，应用于客户端，所述装置包括：

第一数据包发送单元，用于将第一数据包发送给服务端；

第二数据包接收单元，在所述第一数据包与存储的顺序数据包匹配成功的情况下，接收所述服务端发送的第二数据包；

第二比对单元，用于将所述第二数据包与存储的所述顺序数据包进行比对；

第二判断单元，用于判断所述第二数据包与存储的所述顺序数据包是否匹配；

第三数据包发送单元，用于在匹配成功的情况下，向所述服务端发送第三数据包；

其中，所述顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，所述第一数据包中保留位的四位数字、所述第二数据包中保留位的四位数字和所述第三数据包中保留位的四位数字为递增关系。

本发明实施例提供了基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法和装置，包括：接收客户端发送的第一数据包；将第一数据包与存储的顺序数据包进行比对；判断第一数据包与存储的顺序数据包是否匹配；如果匹配成功，则向客户端发送第二数据包；其中，顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，第一数据包中保留位的四位数字与第二数据包中保留位的四位数字为递增关系，可以在网络传输过程中保留数据包的完整性，并进行精准校验。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法流程图；

图2为本发明实施例一提供的应用守护进程关系示意图；

图3为本发明实施例二提供的另一基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法流程图；

图4为本发明实施例四提供的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现装置示意图；

图5为本发明实施例五提供的另一基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现装置示意图。

图标：

10-第一数据包接收单元；20-第一比对单元；30-第一判断单元；40-第二数据包发送单元；50-第一数据包发送单元；60-第二数据包接收单元；70-第二比对单元；80-第二判断单元；90-第三数据包发送单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法流程图。

参照图1，执行主体为服务端，该方法包括以下步骤：

步骤S101，接收客户端发送的第一数据包；

步骤S102，将第一数据包与存储的顺序数据包进行比对；

步骤S103，判断第一数据包与存储的顺序数据包是否匹配，如果匹配成功，则执行步骤S104；如果匹配不成功，则执行步骤S105；

步骤S104，向客户端发送第二数据包；

这里，将第一数据包中保留位的四位数字与顺序数据包中某一数据包中保留位的四位数字进行比对，例如，第一数据包中保留位的四位数字为0000，顺序数据包中某一数据包中保留位的四位数字也为0000，那么匹配成功，则向客户端发送第二数据包，其中，第一数据包中保留位的四位数字与第二数据包中保留位的四位数字呈递增关系，因此，第二数据包中保留位的四位数字为0001。

步骤S105，向客户端发送错误请求响应信息，以使客户端重新发送数据包。

这里，如果匹配不成功，就不向客户端发送第二数据包了，而是向客户端发送错误请求响应信息。

其中，顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，第一数据包中保留位的四位数字与第二数据包中保留位的四位数字为递增关系。

TCP标准报文头部包括：源始端口16位、目的端口16位、数据序号32位、确认序号32位、头部长度4位、保留4位、拥塞窗口减CWR1位、回显ECN1位、紧急比特URG1位、确认比特ACK1位、复位比特RST1位、同步比特SYN1位、终止比特FIN1位、窗口字段16位、包校验和16位、紧急指针16位、可选选项24位和填充8位。

具体地，针对故障网络报文的数据序号和确认序号在抓包时存在严重缺失，本申请在修改MAC(media access control，媒体访问控制)地址、802.1QVLAN标记、重写IPV4地址和IPV6地址后，即修改测试环境数据后，将相同的顺序数据包存储在服务端和客户端中，即分别载入到服务端的第一应用守护进程和客户端的第二应用守护进程中。

在本实施例中，顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字对数据包进行顺序排列而构成的，例如，数据包1中保留位的四位数字为0000，数据包2中保留位的四位数字为0001，数据包3中保留位的四位数字为0002，以此类推。将保留位的四位数字按照递增的顺序进行排列，排列后得到数据包1、数据包2、数据包3等。

进一步的，该方法还包括以下步骤：

步骤S201，如果客户端的所述第二数据包与顺序数据包匹配成功，则继续接收客户端发送的第三数据包，并将第三数据包继续与存储的顺序数据包进行比对。

其中，第二数据包中保留位的四位数字与第三数据包中保留位的四位数字为递增关系。

具体地，服务端将第二数据包发送给客户端，客户端将第二数据包与顺序数据包进行比对，如果匹配成功，则继续接收客户端发送的第三数据包。如果第二数据包中保留位的四位数字为0001，那么，第三数据包中保留位的四位数字为0002。

进一步的，所述服务端通过第一应用守护进程进行发送、比对、接收和响应。

具体地，参照图2，第一应用守护进程包括TCP报文重发主进程，从进程1、从进程2和从进程3，每个从进程用于处理一个事项。从进程1用于向客户端发送数据包，从进程2用于接收并分析数据包，从进程3用于在匹配不成功的情况下，向客户端发送错误请求响应信息，如果匹配成功，则从进程3不工作。通过第一应用守护进程对数据包进行发起、分析和响应的机制，可以有效提高网络数据包场景再现的准确性。将生产环境中的流量拿到线下测试环境中，把在线的复杂性引到测试系统中，可以在测试系统中充分暴露生产环境的问题，并解决生产环境问题，降低生产环境的失误率。

第一应用守护进程采用LinuxShell编程方式，对服务端进行首个数据包端口侦听，接受数据解析后，文本处理工具负责校对，并反馈结果，保障数据包场景再现流畅进行。

实施例二：

图3为本发明实施例二提供的另一基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法流程图。

参照图3，执行主体为客户端，该方法包括以下步骤：

步骤S301，将第一数据包发送给服务端；

步骤S302，在第一数据包与存储的顺序数据包匹配成功的情况下，接收服务端发送的第二数据包；

步骤S303，将第二数据包与存储的顺序数据包进行比对；

步骤S304，判断第二数据包与存储的顺序数据包是否匹配；如果匹配成功，则执行步骤S305；如果匹配不成功，则执行步骤S306；

步骤S305，向服务端发送第三数据包；

这里，客户端向服务端发送第一数据包，服务端将第一数据包中保留位的四位数字与顺序数据包中某一数据包中保留位的四位数字进行比对，如果匹配成功，则服务端将第二数据包发送给客户端，客户端将第二数据包中保留位的四位数字与存储的顺序数据包中保留位的四位数字进行比对，如果匹配成功，则向服务端发送第三数据包。

步骤S306，向服务端发送错误请求响应信息，以使服务端重新发送数据包。

其中，所述顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，所述第一数据包中保留位的四位数字、所述第二数据包中保留位的四位数字和所述第三数据包中保留位的四位数字为递增关系。

进一步的，该方法还包括以下步骤：

步骤S401，如果所述服务端的所述第三数据包与所述顺序数据包匹配成功，则继续接收所述服务端发送的第四数据包，并将所述第四数据包继续与存储的所述顺序数据包进行比对；

其中，所述第三数据包中保留位的四位数字与所述第四数据包中保留位的四位数字为递增关系。

进一步的，客户端通过第二应用守护进程进行发送、比对、接收和响应。

这里，客户端中的第二应用守护进程与服务端中的第一应用守护进程的作用相同，具体可参照图2，在此不作赘述。

实施例三：

图4为本发明实施例三提供的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现装置示意图。

参照图4，执行主体为服务端，该装置包括：第一数据包接收单元10、第一比对单元20、第一判断单元30和第二数据包发送单元40。

第一数据包接收单元10，用于接收客户端发送的第一数据包；

第一比对单元20，用于将第一数据包与存储的顺序数据包进行比对；

第一判断单元30，用于判断第一数据包与存储的顺序数据包是否匹配；

第二数据包发送单元40，用于在匹配成功的情况下，向客户端发送第二数据包；

其中，顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，第一数据包中保留位的四位数字与第二数据包中保留位的四位数字为递增关系。

实施例四：

图5为本发明实施例四提供的另一基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现装置示意图。

参照图5，执行主体为客户端，该装置包括第一数据包发送单元50、第二数据包接收单元60、第二比对单元70、第二判断单元80和第三数据包发送单元90。

第一数据包发送单元50，用于将第一数据包发送给服务端；

第二数据包接收单元60，在第一数据包与存储的顺序数据包匹配成功的情况下，接收服务端发送的第二数据包；

第二比对单元70，用于将第二数据包与存储的顺序数据包进行比对；

第二判断单元80，用于判断第二数据包与存储的顺序数据包是否匹配；

第三数据包发送单元90，用于在匹配成功的情况下，向服务端发送第三数据包；

其中，顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，第一数据包中保留位的四位数字、第二数据包中保留位的四位数字和第三数据包中保留位的四位数字为递增关系。

本发明实施例提供了基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法和装置，包括：接收客户端发送的第一数据包；将第一数据包与存储的顺序数据包进行比对；判断第一数据包与存储的顺序数据包是否匹配；如果匹配成功，则向客户端发送第二数据包；其中，顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，第一数据包中保留位的四位数字与第二数据包中保留位的四位数字为递增关系，可以在网络传输过程中保留数据包的完整性，并进行精准校验。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法的步骤。

本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法，其特征在于，应用于服务端，所述方法包括：

接收客户端发送的第一数据包；

将所述第一数据包与存储的顺序数据包进行比对；

判断所述第一数据包与所述存储的顺序数据包是否匹配；

如果匹配成功，则向所述客户端发送第二数据包；

其中，所述顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，所述第一数据包中保留位的四位数字与所述第二数据包中保留位的四位数字为递增关系。

2.根据权利要求1所述的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述客户端的所述第二数据包与所述顺序数据包匹配成功，则继续接收所述客户端发送的第三数据包，并将所述第三数据包继续与存储的所述顺序数据包进行比对；

其中，所述第二数据包中保留位的四位数字与所述第三数据包中保留位的四位数字为递增关系。

3.根据权利要求1所述的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法，其特征在于，所述判断所述第一数据包与所述存储的顺序数据包是否匹配，还包括：

如果不匹配，则向所述客户端发送错误请求响应信息，以使所述客户端重新发送数据包。

4.根据权利要求1所述的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法，其特征在于，所述服务端通过第一应用守护进程进行发送、比对、接收和响应。

5.一种基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法，其特征在于，应用于客户端，所述方法包括：

将第一数据包发送给服务端；

在所述第一数据包与存储的顺序数据包匹配成功的情况下，接收所述服务端发送的第二数据包；

将所述第二数据包与存储的所述顺序数据包进行比对；

判断所述第二数据包与存储的所述顺序数据包是否匹配；

如果匹配成功，则向所述服务端发送第三数据包；

其中，所述顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，所述第一数据包中保留位的四位数字、所述第二数据包中保留位的四位数字和所述第三数据包中保留位的四位数字为递增关系。

6.根据权利要求5所述的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述服务端的所述第三数据包与所述顺序数据包匹配成功，则继续接收所述服务端发送的第四数据包，并将所述第四数据包继续与存储的所述顺序数据包进行比对；

其中，所述第三数据包中保留位的四位数字与所述第四数据包中保留位的四位数字为递增关系。

7.根据权利要求5所述的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法，其特征在于，所述判断所述第二数据包与存储的所述顺序数据包是否匹配，还包括：

如果不匹配，则向所述服务端发送错误请求响应信息，以使所述服务端重新发送数据包。

8.根据权利要求5所述的基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现方法，其特征在于，所述客户端通过第二应用守护进程进行发送、比对、接收和响应。

9.一种基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现装置，其特征在于，应用于服务端，所述装置包括：

第一数据包接收单元，用于接收客户端发送的第一数据包；

第一比对单元，用于将所述第一数据包与存储的顺序数据包进行比对；

第一判断单元，用于判断所述第一数据包与所述存储的顺序数据包是否匹配；

第二数据包发送单元，用于在匹配成功的情况下，向所述客户端发送第二数据包；

其中，所述顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，所述第一数据包中保留位的四位数字与所述第二数据包中保留位的四位数字为递增关系。

10.一种基于TCP协议的网络数据包零误差场景再现装置，其特征在于，应用于客户端，所述装置包括：

第一数据包发送单元，用于将第一数据包发送给服务端；

第二数据包接收单元，在所述第一数据包与存储的顺序数据包匹配成功的情况下，接收所述服务端发送的第二数据包；

第二比对单元，用于将所述第二数据包与存储的所述顺序数据包进行比对；

第二判断单元，用于判断所述第二数据包与存储的所述顺序数据包是否匹配；

第三数据包发送单元，用于在匹配成功的情况下，向所述服务端发送第三数据包；

其中，所述顺序数据包是利用TCP标准报文头部格式中保留位的四位数字以递增顺序排列的数据包，所述第一数据包中保留位的四位数字、所述第二数据包中保留位的四位数字和所述第三数据包中保留位的四位数字为递增关系。