CN109462493B - 一种基于ping的局域网络监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及网络监测技术领域，具体涉及一种基于PING的局域网络监测方法，包括以下步骤：A）设置监测节点，导入局域网络拓扑结构；B）计算每两个节点之间的基准延迟；C）规划最经济目标集；D）以时间T周期性PING最经济目标集内的节点，并记录延迟；E）将延迟超过阈值的两个节点发出堵塞告警；F）若存在断点则将该断点发出断点告警；G）若N次PING过程中均低于阈值，则延长该目标两次PING之间的时间间隔。本发明的实质性效果是：通过PING命令完成网络监控和通畅性分析，无需安装额外设备，节省成本，施行容易，能够为调度专用网络提供实时的通畅性情况分析，能够发现网络堵塞以及断点，并发出告警，指导网络修复工作。

Description

一种基于PING的局域网络监测方法
技术领域
本发明涉及网络监测技术领域，具体涉及一种基于PING的局域网络监测方法。
背景技术
目前电网调度使用专用网络，由硬件搭建的局域专用网络承载了电网调度命令的通畅传递。电网调度是保持电网运营中维持电网高效率运营，甚至是安全运营的重要工作。因而保证电网调动专用网络的通畅是一件重要的任务。SCADA系统工作站和数采均采用计算机系统完成，目前系统对于各工作站网络通讯状态没有实时的监测功能。不能及时发现网络堵塞以及网络断点的存在，使电网调度存在故障隐患。而且在出现故障后，由于缺乏监控数据，网络故障点排查困难、耗时久，给调度专用网络的修复造成障碍。因而需要研制实时监测调度专用网的方法，能够及时发现并告警网络堵塞以及断点情况。
中国专利CN101194442B，公开日2012年11月14日，网络的自动监测技术，涉及网络的自动监测，以确保网络系统的完整性。使用CMTS中的备用接收机来确定网络中CMTS接收机的连接性状态。还可以根据接收机的连接性状态来确定负载平衡和频率组。备用接收机被配置为具有CMTS的第一选择接收机的通信协议，并且该备用接收机被转接到与CMTS其它接收机的信号线路相连。发射机将响应请求发送到向第一接收机进行登记的调制解调器。如果备用接收机接收到来自调制解调器的响应，则其它的被测接收机就被确定为与第一接收机物理地连线，该备用接收机被配置为具有与CMTS的第一接收机相同的通信协议。其它接收机也被确定为在与CMTS的第一接收机相同的负载平衡组和相同的频谱组中。通过选择性地将备用接收机转接到与其它接收机相连，来相对于CMTS中的所有其它接收机分析所选定的第一接收机。采用与选定的第一接收机相同的方式来分析CMTS上的每个接收机。其有益效果为允许对CMTS卡上的所有接收机进行非侵入式的连接测试。但其仅使用在CMTS网络，不适用于以太网的监测。
中国专利CN102833113B，2015年8月19日，一种变电站以太网通信网络监测方法和系统，该方法和系统是基于SNMP协议的，其方法包括步骤：分别读取变电站以太网通信网络中各网络设备对应的节点下oid的值，通过解析所述节点下的oid值获取对应网络设备的邻居设备的信息，并分别存入各网络设备对应的结构体中；根据各所述结构体获得网络拓扑图，并对所述网络拓扑图进行显示。其可实现自动探测和描绘整个变电站通信网络的拓扑结构，能够实时的、直观的显示整个网络的通信状态。但其采用SNMP技术对路由具有较大的资源损耗，且在网络通畅性监测上，SNMP功能提供的数据不能被充分利用，存在资源浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前电网调度专用局域网络缺乏有效且资源占用少的网络监测方法的技术问题。提出了一种利用PING命令的可不安装额外设备的局域网络监测方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于PING的局域网络监测方法，包括以下步骤：A）在局域网络中接入或设置一个监测节点，导入局域网络拓扑结构及各节点IP地址；B）在局域网络投入使用前，由监测节点多次依次PING所有局域网内所有节点并记录延迟，结合局域网络拓扑结构计算出PING数据传输覆盖的路径中每两个节点之间的延迟，该延迟作为每两个节点之间的基准延迟；C）根据局域网络拓扑结构规划最经济目标集，使监测节点依次PING所述最经济目标集后，PING数据的传输覆盖局域网络内的全部节点；D）局域网络投入使用后，由监测节点以时间T周期性的依次PING所述最经济目标集内的节点，并记录延迟；E）若最经济目标集中存在某个目标PING延迟超过该传输路径所有节点之间基准延迟之和的2倍，则依次PING该传输路径上的所有节点，计算路径中每两个节点之间的延迟，将延迟最大的两个节点作为告警内容发出堵塞告警；F）若最经济目标集中存在某个目标PING超时，则依次PING该传输路径上的所有节点，找到断点并将该断点作为告警内容发出断点告警；G）若最经济目标集中存在某个目标PING延迟，在N次PING过程中均低于该传输路径所有节点之间基准延迟之和的1.2倍，则延长该目标两次PING之间的时间间隔。
作为优选，所述规划最经济目标集的方法包括以下步骤：C1）导入局域网络拓扑结构，找出仅有一个相邻节点的全部节点，作为单节点集；C2）由监测节点出发绘制分别到单节点集中每个节点的传输路径；C3）检查所述传输路径集是否遍历全部节点，若是，则进入步骤C4，若否，则进入步骤C5；C4）将所述单节点集作为最经济目标集；C5）任选一个未被遍历的节点加入到单节点集中，回到步骤C2。
作为优选，所述基准延迟的计算方法包括以下步骤：B1）监测节点标记深度为0，当前标记深度k置1，取与标记深度(k-1)的节点相邻的全部节点，标记深度为k，并取多次PING延迟的均值分别作为与相邻节点的基准延迟,当前标记深度k增1；B2）取与标记深度为(k-1)的全部节点的相邻节点，若该相邻节点无标记深度则标记深度为k，取监测节点多次对标记深度为k的节点的PING延迟的均值，减该节点相邻的标记深度为(k-1)节点与监测节点多次PING延迟的均值，作为该节点与其相邻的标记深度为(k-1)的节点之间的基准延迟；B3）当前标记深度k增1，重复步骤B2~B3，直至局域网络内全部节点均有标记深度。
作为优选，所述监测节点的设置方法包括以下步骤：A1）统计局域网络中每个节点的相邻节点数量；A2）取相邻节点数量最多的节点为监测节点。
作为优选，所述步骤E中，判定最经济目标集中存在某个目标PING延迟超过该传输路径所有节点之间基准延迟之和的2倍的方法为：E1）根据局域网络拓扑结构，列举监测节点与该目标节点之间的全部可能传输路径；E2）剔除可能传输路径中存在为标注基准延迟的路径；E3）分别对每条可能传输路径分别统计路径中基准延迟之和，取其中的最大延迟值；E4）若此次PING过程延迟大于步骤E3中最大延迟值的两倍，则判定该目标PING延迟超过该传输路径所有节点之间基准延迟之和的2倍。
作为优选，所述步骤G中延长目标两次PING之间的时间间隔后，若在后续N次PING过程中仍均低于该传输路径所有节点之间基准延迟之和的1.2倍，则再次延长目标两次PING之间的时间间隔。
作为优选，所述监测节点为原局域网中一台计算机或者新接入的具有通信、数据存储以及数据运算功能的监测设备。
本发明的实质性效果是：通过PING命令完成网络监控和通畅性分析，无需安装额外设备，节省成本，施行容易，能够为调度专用网络提供实时的通畅性情况分析，能够发现网络堵塞以及断点，并发出告警，指导网络修复工作。
附图说明
图1为本发明局域网络监测方法流程框图。
图2为规划最经济目标集方法流程框图。
图3为基准延迟的计算方法流程框图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
如图1所示，为本发明局域网络监测方法流程框图，包括以下步骤：A）在局域网络中接入或设置一个监测节点，导入局域网络拓扑结构及各节点IP地址；B）在局域网络投入使用前，由监测节点多次依次PING所有局域网内所有节点并记录延迟，结合局域网络拓扑结构计算出PING数据传输覆盖的路径中每两个节点之间的延迟，该延迟作为每两个节点之间的基准延迟；C）根据局域网络拓扑结构规划最经济目标集，使监测节点依次PING最经济目标集后，PING数据的传输覆盖局域网络内的全部节点；D）局域网络投入使用后，由监测节点以时间T周期性的依次PING最经济目标集内的节点，并记录延迟；E）若最经济目标集中存在某个目标PING延迟超过该传输路径所有节点之间基准延迟之和的2倍，则依次PING该传输路径上的所有节点，计算路径中每两个节点之间的延迟，将延迟最大的两个节点作为告警内容发出堵塞告警；F）若最经济目标集中存在某个目标PING超时，则依次PING该传输路径上的所有节点，找到断点并将该断点作为告警内容发出断点告警；G）若最经济目标集中存在某个目标PING延迟，在N次PING过程中均低于该传输路径所有节点之间基准延迟之和的1.2倍，则延长该目标两次PING之间的时间间隔。
监测节点的设置方法包括以下步骤：A1）统计局域网络中每个节点的相邻节点数量；A2）取相邻节点数量最多的节点为监测节点。
如图3所示，为基准延迟的计算方法流程框图，包括以下步骤：B1）监测节点标记深度为0，当前标记深度k置1，取与前标标记深度(k-1)的节点相邻的全部节点，标记深度为k，并取多次PING延迟的均值分别作为与相邻节点的基准延迟,当前标记深度k增1；B2）取与标记深度为(k-1)的全部节点的相邻节点，若该相邻节点无标记深度则标记深度为k，取监测节点多次对标记深度为k的节点的PING延迟的均值，减该节点相邻的标记深度为(k-1)节点与监测节点多次PING延迟的均值，作为该节点与其相邻的标记深度为(k-1)的节点之间的基准延迟；B3）当前标记深度k增1，重复步骤B2~B3，直至局域网络内全部节点均有标记深度。
如图2所示，为规划最经济目标集方法流程框图，包括以下步骤：C1）导入局域网络拓扑结构，找出仅有一个相邻节点的全部节点，作为单节点集；C2）由监测节点出发绘制分别到单节点集中每个节点的传输路径；C3）检查传输路径集是否遍历全部节点，若是，则进入步骤C4，若否，则进入步骤C5；C4）将单节点集作为最经济目标集；C5）任选一个未被遍历的节点加入到单节点集中，回到步骤C2。
步骤E中，判定最经济目标集中存在某个目标PING延迟超过该传输路径所有节点之间基准延迟之和的2倍的方法为：E1）根据局域网络拓扑结构，列举监测节点与该目标节点之间的全部可能传输路径；E2）剔除可能传输路径中存在为标注基准延迟的路径；E3）分别对每条可能传输路径分别统计路径中基准延迟之和，取其中的最大延迟值；E4）若此次PING过程延迟大于步骤E3中最大延迟值的两倍，则判定该目标PING延迟超过该传输路径所有节点之间基准延迟之和的2倍。
步骤G中延长目标两次PING之间的时间间隔后，若在后续N次PING过程中仍均低于该传输路径所有节点之间基准延迟之和的1.2倍，则再次延长目标两次PING之间的时间间隔。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种基于PING的局域网络监测方法，其特征在于，
包括以下步骤：
A）在局域网络中接入或设置一个监测节点，导入局域网络拓扑结构及各节点IP地址；
B）在局域网络投入使用前，由监测节点多次依次PING所有局域网内所有节点并记录延迟，结合局域网络拓扑结构计算出PING数据传输覆盖的路径中每两个节点之间的延迟，该延迟作为每两个节点之间的基准延迟；
C）根据局域网络拓扑结构规划最经济目标集，使监测节点依次PING所述最经济目标集后，PING数据的传输覆盖局域网络内的全部节点，其中，所述规划最经济目标集的方法包括以下步骤：
C1）导入局域网络拓扑结构，找出仅有一个相邻节点的全部节点，作为单节点集；
C2）由监测节点出发绘制分别到单节点集中每个节点的传输路径；
C3）检查所述传输路径集是否遍历全部节点，若是，则进入步骤C4，若否，则进入步骤C5；
C4）将所述单节点集作为最经济目标集；
C5）任选一个未被遍历的节点加入到单节点集中，回到步骤C2；
D）局域网络投入使用后，由监测节点以时间T周期性的依次PING所述最经济目标集内的节点，并记录延迟；
E）若最经济目标集中存在某个目标PING延迟超过该传输路径所有节点之间基准延迟之和的2倍，则依次PING该传输路径上的所有节点，计算路径中每两个节点之间的延迟，将延迟最大的两个节点作为告警内容发出堵塞告警；
F）若最经济目标集中存在某个目标PING超时，则依次PING该传输路径上的所有节点，找到断点并将该断点作为告警内容发出断点告警；
G）若最经济目标集中存在某个目标PING延迟，在N次PING过程中均低于该传输路径所有节点之间基准延迟之和的1.2倍，则延长该目标两次PING之间的时间间隔。
2.根据权利要求1所述的一种基于PING的局域网络监测方法，其特征在于，
所述基准延迟的计算方法包括以下步骤：
B1）监测节点标记深度为0，当前标记深度k置1，取与标记深度(k-1)的节点相邻的全部节点，标记深度为k，并取多次PING延迟的均值分别作为与相邻节点的基准延迟,当前标记深度k增1；
B2）取与标记深度为(k-1)的全部节点的相邻节点，若该相邻节点无标记深度则标记深度为k，取监测节点多次对标记深度为k的节点的PING延迟的均值，减该节点相邻的标记深度为(k-1)节点与监测节点多次PING延迟的均值，作为该节点与其相邻的标记深度为(k-1)的节点之间的基准延迟；
B3）当前标记深度k增1，重复步骤B2~B3，直至局域网络内全部节点均有标记深度。
3.根据权利要求1所述的一种基于PING的局域网络监测方法，其特征在于，
所述监测节点的设置方法包括以下步骤：
A1）统计局域网络中每个节点的相邻节点数量；
A2）取相邻节点数量最多的节点为监测节点。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于PING的局域网络监测方法，其特征在于，
所述步骤E中，判定最经济目标集中存在某个目标PING延迟超过该传输路径所有节点之间基准延迟之和的2倍的方法为：
E1）根据局域网络拓扑结构，列举监测节点与该目标节点之间的全部可能传输路径；
E2）剔除可能传输路径中存在为标注基准延迟的路径；
E3）分别对每条可能传输路径分别统计路径中基准延迟之和，取其中的最大延迟值；
E4）若此次PING过程延迟大于步骤E3中最大延迟值的两倍，则判定该目标PING延迟超过该传输路径所有节点之间基准延迟之和的2倍。
5.根据权利要求1所述的一种基于PING的局域网络监测方法，其特征在于，
所述步骤G中延长目标两次PING之间的时间间隔后，若在后续N次PING过程中仍均低于该传输路径所有节点之间基准延迟之和的1.2倍，则再次延长目标两次PING之间的时间间隔。
6.根据权利要求3所述的一种基于PING的局域网络监测方法，其特征在于，
所述步骤G中延长目标两次PING之间的时间间隔后，若在后续N次PING过程中仍均低于该传输路径所有节点之间基准延迟之和的1.2倍，则再次延长目标两次PING之间的时间间隔。
7.根据权利要求1所述的一种基于PING的局域网络监测方法，其特征在于，
所述监测节点为原局域网中一台计算机或者新接入的具有通信、数据存储以及数据运算功能的监测设备。
8.根据权利要求2所述的一种基于PING的局域网络监测方法，其特征在于，
所述监测节点为原局域网中一台计算机或者新接入的具有通信、数据存储以及数据运算功能的监测设备。
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