CN110086667A - 一种快速定位家庭网关wan侧链路故障的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速定位家庭网关WAN侧链路故障的方法及系统，涉及计算机和通信技术领域，本发明通过获取WAN侧业务开通过程中的交互报文；预先设置各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，判断是否存在链路故障。采用本发明技术方案可以直接获取到故障报文，减少对现场环境和人员的依赖，避免了偶现问题难以复现而导致的无法排查，从而减少问题复现的资源成本，且能极大提高偶现问题的排查效率。

Description

一种快速定位家庭网关WAN侧链路故障的方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机和通信技术领域，具体涉及一种快速定位家庭网关WAN侧链路故障的方法及系统。

背景技术

电信运营商部署的家庭网关包含宽带、语音、管理等WAN(Wide AreaNetwork，广域网)侧业务。各WAN侧业务运行的首要条件都是获取到IP地址。设备放装开通过程中，家庭网关会先发起管理WAN的地址请求。在成功获取地址并连接管理平台后，平台下发工单(包含其他WAN侧业务配置信息)到网关。网关再解析配置，请求宽带、语音等业务的IP地址。

家庭网关有两种常见的WAN地址获取方式：拨号上网(如PPPoE，Point-to-PointProtocol Over Ethernet，以太网上的点对点协议)、自动分配(如DHCP，Dynamic HostConfiguration Protocol，动态主机设置协议)。

(1)PPPoE获取地址过程包含发现(Discovery)阶段和会话(Session)阶段。Discovery阶段由四个过程组成，完成之后通信双方会获取到对方以太网地址，并确定了唯一的PPPoE Session。Session阶段可划分为两部分，一是PPP(Point-to-Point Protocol)协商阶段，二是PPP报文传输阶段。PPPoE Session上的PPP协商分为LCP(Link ControlProtocol，链路控制协议)、认证、NCP(Network Control Protocol，即网络控制协议)三个阶段，分别完成数据链路配置、认证、IP等信息分配。

(2)DHCP获取地址方式保护发现、提供、选择、确认4个阶段，由上行DHCP Server动态分配IP。报文中还包含网关地址、DNS(Domain Name System，域名系统)服务器地址等信息。

实际放装过程中，会遇到无法获取地址或地址丢失等问题。其原因可能有家庭网关配置错误、链路环境问题、上行服务器配置错误等等。需要装维人员配合研发完成问题定位及修正。问题定位过程中存在如下问题：

(1)问题定位需前方人员配合复现，抓包取日志。有一定的沟通成本且要求前方人员熟悉所测设备。

(2)部分偶现问题需多次实验，耗时，且存在无法复现导致无法排查的风险。部分问题依赖现场环境资源，难以协调。

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快速定位家庭网关WAN侧链路故障的方法及系统，减少问题复现的所需的资源成本，且能极大提高偶现问题的排查效率。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种快速定位家庭网关WAN侧链路故障的方法，包括以下步骤：

获取WAN侧业务开通过程中的交互报文；设置获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式；设置获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式；

分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障。

在上述方案的基础上，所述获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段包括：初始化成功、服务器响应、获取到地址、服务器拒绝。

在上述方案的基础上，所述获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段包括：发送报文请求、收到回复报文。

在上述方案的基础上，所述预设的故障分析规则包括：获取地址过程中的故障分析规则和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则，其中：

获取地址过程中的故障分析规则为：

在预设的地址获取时间范围内，未识别到“获取到地址”关键字段，或识别到“服务器拒绝”关键字段，判定为获取地址失败；识别到“获取到地址”关键字段，判定为获取地址成功；

获取地址后报文交互过程中的故障分析规则为：

设置预设的报文交互时间范围内的不通次数阈值为N，N为正整数；

在预设的报文交互时间范围内，识别到“发送报文请求”关键字段后，若未识别到“收到回复报文”关键字段次数超过N次，判定链路不通。

在上述方案的基础上，所述分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障，具体包括以下步骤：

分析获取到的获取地址过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段；

根据识别出的关键字段和获取地址过程中的故障分析规则，判断是否获取地址成功：

若获取地址成功，分析获取到的获取地址后报文交互过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则判断是否存在链路故障；

若获取地址失败，或判定链路不通，发出故障告警。

本发明还提供一种快速定位家庭网关WAN侧链路故障的系统，包括：

报文获取模块，其用于：获取WAN侧业务开通过程中的交互报文；

关键字段设置模块，其用于：设置获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式，并设置获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式；

故障监测模块，其用于：分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障。

在上述方案的基础上，所述获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段包括：初始化成功、服务器响应、获取到地址、服务器拒绝。

在上述方案的基础上，所述获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段包括：发送报文请求、收到回复报文。

在上述方案的基础上，所述预设的故障分析规则包括：获取地址过程中的故障分析规则和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则，其中：

获取地址过程中的故障分析规则为：

在预设的地址获取时间范围内，未识别到“获取到地址”关键字段，或识别到“服务器拒绝”关键字段，判定为获取地址失败；识别到“获取到地址”关键字段，判定为获取地址成功；

获取地址后报文交互过程中的故障分析规则为：

设置预设的报文交互时间范围内的不通次数阈值为N，N为正整数；

在预设的报文交互时间范围内，识别到“发送报文请求”关键字段后，若未识别到“收到回复报文”关键字段次数超过N次，判定链路不通。

在上述方案的基础上，所述故障监测模块分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障，具体包括以下步骤：

分析获取到的获取地址过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段；

根据识别出的关键字段和获取地址过程中的故障分析规则判断是否获取地址成功：

若获取地址成功，分析获取到的获取地址后报文交互过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则判断是否存在链路故障；

若获取地址失败，或判定链路不通，发出故障告警。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过获取WAN侧业务开通过程中的交互报文；预先设置各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，判断是否存在链路故障。采用本发明技术方案可以直接获取到故障报文，减少对现场环境和人员的依赖，避免了偶现问题难以复现而导致的无法排查，从而减少问题复现的资源成本，且能极大提高偶现问题的排查效率。

附图说明

图1为本发明实施例的快速定位家庭网关WAN侧链路故障的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的快速定位家庭网关WAN侧链路故障的系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种快速定位家庭网关WAN侧链路故障的方法，包括以下步骤：

S1，获取WAN侧业务开通过程中的交互报文；设置获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式；设置获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式。其中，获取WAN侧业务开通过程中的交互报文、设置获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式和设置获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式，可以调换执行循序。

S2，分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障。

优选的，所述获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段包括：初始化成功、服务器响应、获取到地址、服务器拒绝。

优选的，所述获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段包括：发送报文请求、收到回复报文。

优选的，所述预设的故障分析规则包括：获取地址过程中的故障分析规则和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则，其中：

获取地址过程中的故障分析规则为：

在预设的地址获取时间范围内，未识别到“获取到地址”关键字段，或识别到“服务器拒绝”关键字段，判定为获取地址失败；识别到“获取到地址”关键字段，判定为获取地址成功；

获取地址后报文交互过程中的故障分析规则为：

设置预设的报文交互时间范围内的不通次数阈值为N；

在预设的报文交互时间范围内，识别到“发送报文请求”关键字段后，若未识别到“收到回复报文”关键字段次数超过N次，判定链路不通。

优选的，所述分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障，包括以下步骤：

分析获取到的获取地址过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，

根据识别出的关键字段和获取地址过程中的故障分析规则判断是否获取地址成功：

若获取地址成功，分析获取到的获取地址后报文交互过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则判断是否存在链路故障；

若获取地址失败，或判定链路不通，发出故障告警。

运行机制：

Step1：家庭网关产品业务开通时，触发链路故障监测机制(业务状态：初始化)；

Step2：WAN接口建立完成后，开启对应WAN接口的报文抓取和分析。对应模块(DHCP或PPPOE)开始地址请求(业务状态：连接中)；

Step3：设定的时间T1内，若分析报文得出网关未获取到地址(业务状态：故障1)，执行step5；反之(业务状态：已连接)，执行ste p4；

Step4：设定的时间T2内，若分析报文得出网关地址丢失或链路不通(业务状态：故障2)，执行step5；反之，停止抓包并删除报文，结束流程；

Step5：停止报文记录，将报文保存到flash目录，并发出告警；结束。

其中：T1：wan连接获取地址的超时时间，DHCP可设置为5s～10s；pppoe wan可设置为10s～30s；T2：获取地址后的观察时间。T2时间内地址状态和链路状态均正常，则判定无故障。

上述过程中报文分析具体包括以下步骤：

故障1：获取地址失败：

预处理1：将地址获取过程中的交互划分为若干阶段(包含正常获取过程和获取失败过程)，并标记关键字段(获取地址过程中的关键步骤)和超时时间T1。

预处理2：设置关键字段的识别方式：关键字段可通过关键字或指定格式匹配来进行识别。参见表1和表2所示：

表1–PPPoE方式请求地址-关键字段及识别方式

表2–DHCP方式请求地址-关键字段及识别方式

分析逻辑：故障监测开始后，超时时间T1内未识别到“获取地址”节点，或识别到“服务器拒绝”，则判定获取地址失败；

--故障2：网关地址丢失(或链路不通)：

预处理1：类似故障1。根据心跳报文的交互的关键步骤设置关键字段。设置不通判定次数N(指定次数的连续心跳交互失败，则认为链路不通。参考范围3～10)，参见表3和表4所示：

表3–PPPoE WAN业务状态-关键字段及识别方式

表4–DHCP WAN业务状态-关键字段及识别方式

分析逻辑：地址获取成功后，超时时间T2内若识别到连续N次心跳失败(未收到回包)，则判定链路不通。

本发明实施例进行链路故障定位仅涉及表1～表4中的部分关键字段，还可通过设置不同的故障分析规则，采用表中其他关键字段进行链路故障定位分析。进一步的，表1～表4中定义的关键字段还可供维护人员用于其他研发分析。

参见图2所示，本发明实施例还提供一种快速定位家庭网关WAN侧链路故障的系统，包括：

报文获取模块，其用于：获取WAN侧业务开通过程中的交互报文；

关键字段设置模块，其用于：设置获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式，并设置获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式；

故障监测模块，其用于：分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障。

优选的，所述获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段包括：初始化成功、服务器响应、获取到地址、服务器拒绝。

优选的，所述获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段包括：发送报文请求、收到回复报文。

优选的，所述预设的故障分析规则包括：获取地址过程中的故障分析规则和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则，其中：

获取地址过程中的故障分析规则为：

在预设的地址获取时间范围内，未识别到“获取到地址”关键字段，或识别到“服务器拒绝”关键字段，判定为获取地址失败；识别到“获取到地址”关键字段，判定为获取地址成功；

获取地址后报文交互过程中的故障分析规则为：

设置预设的报文交互时间范围内的不通次数阈值为N；

在预设的报文交互时间范围内，识别到“发送报文请求”关键字段后，若未识别到“收到回复报文”关键字段次数超过N次，判定链路不通。

优选的，所述故障监测模块分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障，具体包括以下步骤：

分析获取到的获取地址过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，

根据识别出的关键字段和获取地址过程中的故障分析规则判断是否获取地址成功：

若获取地址成功，分析获取到的获取地址后报文交互过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则判断是否存在链路故障；

若获取地址失败，或判定链路不通，发出故障告警。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现快速定位家庭网关WAN侧链路故障的方法的所有方法步骤或部分方法步骤。

本发明实现上述快速定位家庭网关WAN侧链路故障的方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有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快速定位家庭网关WAN侧链路故障的方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。

存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、视频数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种快速定位家庭网关WAN侧链路故障的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取WAN侧业务开通过程中的交互报文；设置获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式；设置获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式；

分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段包括：初始化成功、服务器响应、获取到地址、服务器拒绝。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段包括：发送报文请求、收到回复报文。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的故障分析规则包括：获取地址过程中的故障分析规则和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则，其中：

获取地址过程中的故障分析规则为：

在预设的地址获取时间范围内，未识别到“获取到地址”关键字段，或识别到“服务器拒绝”关键字段，判定为获取地址失败；识别到“获取到地址”关键字段，判定为获取地址成功；

获取地址后报文交互过程中的故障分析规则为：

设置预设的报文交互时间范围内的不通次数阈值为N，N为正整数；

在预设的报文交互时间范围内，识别到“发送报文请求”关键字段后，若未识别到“收到回复报文”关键字段次数超过N次，判定链路不通。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障，具体包括以下步骤：

分析获取到的获取地址过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段；

根据识别出的关键字段和获取地址过程中的故障分析规则，判断是否获取地址成功：

若获取地址成功，分析获取到的获取地址后报文交互过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则判断是否存在链路故障；

若获取地址失败，或判定链路不通，发出故障告警。

6.一种快速定位家庭网关WAN侧链路故障的系统，其特征在于，包括：

报文获取模块，其用于：获取WAN侧业务开通过程中的交互报文；

关键字段设置模块，其用于：设置获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式，并设置获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段及识别方式；

故障监测模块，其用于：分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取地址过程中的各关键步骤分别对应的关键字段包括：初始化成功、服务器响应、获取到地址、服务器拒绝。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述获取地址后报文交互过程中各关键步骤分别对应的关键字段包括：发送报文请求、收到回复报文。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述预设的故障分析规则包括：获取地址过程中的故障分析规则和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则，其中：

获取地址过程中的故障分析规则为：

在预设的地址获取时间范围内，未识别到“获取到地址”关键字段，或识别到“服务器拒绝”关键字段，判定为获取地址失败；识别到“获取到地址”关键字段，判定为获取地址成功；

获取地址后报文交互过程中的故障分析规则为：

设置预设的报文交互时间范围内的不通次数阈值为N，N为正整数；

在预设的报文交互时间范围内，识别到“发送报文请求”关键字段后，若未识别到“收到回复报文”关键字段次数超过N次，判定链路不通。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述故障监测模块分析获取到的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和预设的故障分析规则，判断是否存在链路故障，具体包括以下步骤：

分析获取到的获取地址过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段；

根据识别出的关键字段和获取地址过程中的故障分析规则判断是否获取地址成功：

若获取地址成功，分析获取到的获取地址后报文交互过程中的交互报文，根据预设的关键字段及识别方式，识别出报文中包含的关键字段，根据识别出的关键字段和获取地址后报文交互过程中的故障分析规则判断是否存在链路故障；

若获取地址失败，或判定链路不通，发出故障告警。