CN110519103A - 一种异构网络的故障定位方法、装置及终端 - Google Patents

Abstract

本发明适用于故障定位技术领域，提供了一种异构网络的故障定位方法、装置、终端及计算机可读存储介质，所述故障定位方法包括：获取异构网络中存在故障的路径；确定路径中的多个路由器的IP地址，其中，每个IP地址对应一个从路径的源端至该IP地址的路由器所构成的三层网络；确定多个路由器的IP地址对应的各个三层网络中存在故障的目标三层网络；确定目标三层网络对应的多个交换机的MAC地址，其中，每个交换机的MAC地址对应一个从路径的源端至该MAC地址的交换机所构成的二层网络；确定多个交换机的MAC地址对应的各个二层网络中存在故障的目标二层网络；基于目标二层网络确定路径的故障位置。本发明能够提高确定异构网络的故障位置的及时性。

Description

一种异构网络的故障定位方法、装置及终端

技术领域

本发明属于故障定位技术领域，尤其涉及一种异构网络的故障定位方法、装置、终端及计算机可读存储介质。

背景技术

异构网络是一种类型的网络，其是由不同制造商生产的计算机，网络设备和系统组成的，大部分情况下运行在不同的协议上支持不同的功能或应用。随着计算机技术的发展和电力系统信息化建设的逐步展开，在电力系统网络中电力通信网络业务呈现多样性，且不同的电力通信网络业务需要不同的网络质量，将异构网络应用在电力系统中，可以满足电力系统业务的需要。

但电力系统的异构网络的规模庞大，参与网络通信的节点较多，在某种电力通信网络业务发生网络故障时，不能及时确定发生网络故障的具体位置，不仅降低了电力通信异构网络的通信质量，而且影响了电力系统的异构网络的安全稳定运行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种异构网络的故障定位方法、装置、终端及计算机可读存储介质，旨在解决确定异构网络的故障位置的及时性不够的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种异构网络的故障定位方法，所述所述故障定位方法包括：

获取所述异构网络中存在故障的路径；

确定所述路径中的多个路由器的IP地址，其中，每个IP地址对应一个从所述路径的源端至该IP地址的路由器所构成的三层网络；

确定所述多个路由器的IP地址对应的各个三层网络中存在故障的目标三层网络；

确定所述目标三层网络对应的多个交换机的MAC地址，其中，每个交换机的MAC地址对应一个从所述路径的源端至该MAC地址的交换机所构成的二层网络；

确定所述多个交换机的MAC地址对应的各个二层网络中存在故障的目标二层网络；

基于所述目标二层网络确定所述路径的故障位置。

本发明实施例的第二方面提供了一种异构网络的故障定位装置，所述故障定位装置包括：

获取单元，用于获取所述异构网络中存在故障的路径；

路由器的IP地址确定单元，用于确定所述路径中的多个路由器的IP地址，其中，每个IP地址对应一个从所述路径的源端至该IP地址的路由器所构成的三层网络；

目标三层网络确定单元，用于确定所述多个路由器的IP地址对应的各个三层网络中存在故障的目标三层网络；

交换机的MAC地址确定单元，用于确定所述目标三层网络对应的多个交换机的MAC地址，其中，每个交换机的MAC地址对应一个从所述路径的源端至该MAC地址的交换机所构成的二层网络；

目标二层网络确定单元，用于确定所述多个交换机的MAC地址对应的各个二层网络中存在故障的目标二层网络；

故障位置确定单元，用于基于所述目标二层网络确定所述路径的故障位置。

本发明实施例的第三方面提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如任一项所述异构网络的故障定位方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如任一项所述异构网络的故障定位方法的步骤。

本发明与现有技术相比存在的有益效果是：

本发明通过获取异构网络中存在故障的路径，确定路径中的多个路由器的IP地址，每个IP地址对应一个从所述路径的源端至该IP地址的路由器所构成的三层网络，确定三层网络中存在故障的目标三层网络，确定目标三层网络对应的多个交换机的MAC地址，每个交换机的MAC地址对应一个路径的源端至该MAC地址的交换机所构成的二层网络，确定二层网络中存在故障的目标二层网络，基于所述目标二层网络确定所述路径的故障位置，该过程从发生故障的路径确定发生故障的目标三层网络，并基于目标三层网络确定发生故障的目标二层网络，最终确定目标二层网络中产生故障的位置，该过程逐步缩小发生故障的异构网络的路径，能够减少了确定异构网络的故障位置的时间，提高确定异构网络故障位置的及时性，将本发明应用在电力系统的异构网络中，能够在电力系统的异构网络发生故障时，及时的确定电力系统的异构网络的故障位置，使电力系统的异构网络安全稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的异构网络的故障定位的方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的异构网络的通信过程示意图；

图3是本发明另一实施例提供的异构网络的通信过程示意图；

图4是本发明实施例提供的异构网络的故障的定位装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的终端的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。

参见图1和图2，图1示出了本发明实施例提供的异构网络的故障定位的方法的实现流程图，图2示出了本发明实施例提供的异构网络的通信过程示意图，详述如下：

所述故障定位的方法包括：

S110：获取所述异构网络中存在故障的路径；

在本发明实施例中，获取异构网络中存在故障的路径的方法可以为周期性的从源端向宿端发送测试例报文，监测整个电力通信网络的网络质量，一个源端可以向多个宿端发送测试例报文，在电力系统的异构网络中，不同网络段需要通过路由器进行通信，源端至路由器的网络路径为三层网络，每个三层网络内包含多个交换机节点，源端至交换机的网络为二层网络，源端将测试例报文传输至交换机，处于同一局域网的交换机将测试例报文传输至路由器，路由器将接收到的测试例报文传输至其他局域网，如图2所示，源端向宿端发送测试例报文，该测试例报文经源端发出经交换机1，交换机2，路由器1，交换机3，路由器2和交换机4，传输至宿端，三层网络包括三层网络220，三层网络221，二层网络包括二层网络210，二层网络211，二层网络212，二层网络214。示例性的，利用探测设备设置在电力通信异构网络中的源端，向电力通信异构网络中的宿端周期性的发送测试例报文，检测整个电力通信网络的网络质量是否合格，其中，判断电力通信网络的网络质量是否合格的依据为网络性能参数，示例性的，网络性能参数可以报考时延、时延抖动和带宽等指标值。将电力通信网络中的业务分为4种，每种业务对应通信网络中的每跳行为PHB，PHB的跳转行为分为CS队列、EF队列、AF队列和BE队列，在对4种队列进行网络传输时，每种队列的优先级不同，其中CS队列对电力通信网络信令交互业务构成的报文进行处理，信令交互业务为保证正常通信所需要的控制信号，在通信网络的不同节点之间传输，各节点进行分析处理并通过交互作用而形成一系列的操作和控制，保证信息有效且可靠的传输，CS队列优先级最高；

EF队列对语音业务构成的报文进行处理，语音业务用于在电力通信网络中传输语音数据，EF队列的优先级相比CS队列低，EF队列和CS队列对时延抖动指标值的要求较高。

AF队列对调度自动化系统主站互联业务、保护信息管理业务、功角测量业务、未来调度数据业务或电能计量遥测业务构成的报文进行处理，其中，功角测量业务用于获取电力系统机电暂态信息(包括电压、电流、功率、功角)的提取、传输、处理和控制，AF队列的优先级次于EF队列，并且对时延和带宽的指标值要求较高，BE队列包括电力通信网络其他业务，BE队列的优先级最低。

利用测试例报文测试电力网络通信质量时，在每种业务的测试例报文上设置不同的DSCP值，电力通信网络的节点通过识别测试例报文上的DSCP值确定测试例报文的PHB跳转行为。DSCP差分服务代码点(Differentiated Services Code Point)。它在每个数据包IP头部的服务类别TOS标识字节中，利用已使用的6比特和未使用的2比特，通过编码值来区分优先级。交换机按照优先级顺序进行处理，DSCP使用6个比特，DSCP的值得范围为0～63每一个DSCP值都被映射到一个已定义的PHB，国际互联网工程任务组(Internet EngineeringTask Force，IETF)于1998年12月发布了差异化服务(Differentiated Service，Diff-Serv)的服务质量(Quality of Service，QoS)分类标准。该标准将DSCP值和PHB的对应关系进行了规定。示例性的，优先级最高的CS队列对应的DSCP值默认为前3个比特为101，后3个bit为110，交换机对CS队列的报文进行优先处理。

由于每种电力业务对应不同的测试例报文，在探测设备周期性的向宿端发送每种电力业务的测试例报文时，可以根据每种电力业务的测试例报文发出和返回的时刻确定该业务的网络参数，该过程不仅能检测到发生网路故障的路径，还能检测到发生网络故障的路径的业务类型。

示例性的，探测设备设置在源端，且周期性的向宿端发送4种队列的测试例报文，记录CS队列、EF队列、AF队列和BE队列对应的测试例报文的发出时刻和返回时刻，计算每种队列的测试例报文发出时刻和返回时刻的时间差，根据每种测试例报文的时间差确定每种队列对应的业务的网络时延指标值，并将每种测试例报文的网络时延指标值和预设的每种队列业务基准的时延指标值进行比较，若CS队列该指标值大于预设的CS队列业务基准的时延指标值，其他队列对应的测试例报文的网络时延指标值小于预设的对应队列业务基准的时延指标值，则确定探测设备至宿端的网络路径产生的故障，且CS队列对应的业务的时延指标值超限。在确定探测设备至宿端的网络路径内的故障位置时，可利用CS队列的测试例报文进行故障定位。

将电力通信网络中的业务分为4种，每种业务对应通信网络中的PHB的每跳行为，PHB的跳转行为分为CS队列、EF队列、AF队列和BE队列，在对4种队列进行网络传输时，每种队列的优先级不同，其中CS队列包括电力通信网络信令交互业务，信令交互业务为保证正常通信所需要的控制信号，在通信网络的不同节点之间传输，各节点进行分析处理并通过交互作用而形成一系列的操作和控制，保证信息有效且可靠的传输，CS队列优先级最高；

EF队列包括语音业务，语音业务用于在电力通信网络中传输语音数据，EF队列的优先级相比CS队列低，EF队列和CS队列对时延抖动指标值的要求较高。

AF队列包括调度自动化系统主站互联业务、保护信息管理业务、功角测量业务、未来调度数据业务和电能计量遥测业务，其中，功角测量业务用于获取电力系统机电暂态信息(包括电压、电流、功率、功角)的提取、传输、处理和控制，AF队列的优先级次于EF队列，并且对时延和带宽的指标值要求较高，BE队列包括电力通信网络其他业务，BE队列的优先级最低。

利用测试例报文测试电力网络通信质量时，在每种业务的测试例报文上设置不同的DSCP值，电力通信网络的节点通过识别测试例报文上的DSCP值确定测试例报文的PHB跳转行为。

由于每种电力业务对应不同的测试例报文，在探测设备周期性的向宿端发送每种电力业务的测试例报文时，可以根据每种电力业务的测试例报文发出和返回的时刻确定该业务的网络参数，该过程不仅能检测到发生网路故障的路径，还能检测到发生网络故障的路径的业务类型。

示例性的，探测设备周期性的向宿端发送4种队列的测试例报文，记录CS队列、EF队列、AF队列和BE队列测试例报文的发出时刻和返回时刻，计算每种队列的测试例报文发出时刻和返回时刻的时间差，根据每种测试例报文的时间差确定每种队列对应的业务的网络时延指标值，并将每种测试例报文的网络时延指标值和预设的每种队列业务基准的时延指标值进行比较，若CS队列该指标值大于预设的CS队列业务基准的时延指标值，其他队列对应的测试例报文的网络时延指标值小于预设的对应队列业务基准的时延指标值，则确定探测设备至宿端的网络路径产生的故障，且CS队列对应的业务的时延指标值超限。在确定探测设备至宿端的网络路径内的故障位置时，可利用CS队列的测试例报文进行故障定位。

S120：确定所述路径中的多个路由器的IP地址，其中，每个IP地址对应一个从所述路径的源端至该IP地址的路由器所构成的三层网络；

在本发明实施例中，异构网络中存在故障的路径中的源端IP地址、源端MAC地址和宿端IP地址已知，由于异构网络中存在故障的路径中包括多个三层网络，为了缩小确定故障位置的网络路径，可以先确定发生故障的三层网络，利用发生故障的三层网络确定故障位置，而异构网络中的异构网络中存在故障的路径下的每个三层网络对应一个路由器的IP地址，可以确定异构网络中存在故障的路径中的多个IP地址，确定异构网络中存在故障的路径下的多个三层网络。示例性的，如图2所示，三层网络220对应路由器1的IP地址，三层网络221对应路由器2的IP地址。

S130：确定所述多个路由器的IP地址对应的各个三层网络中存在故障的目标三层网络；

在本发明实施例中，异构网络中存在故障的路径中包括多个三层网络，而故障位置包含在某个三层网络内，因此需要在根据网络路径中的多个路由器的IP地址，确定每个路由器的IP地址对应的三层网络后，确定存在故障的目标三层网络。

S140：确定所述目标三层网络对应的多个交换机的MAC地址，其中，每个交换机的MAC地址对应一个从所述路径的源端至该MAC地址的交换机所构成的二层网络；

在本发明实施例中，异构网络的路由器之间由多个交换机进行数据传输，进而完成异构网络的通信，在确定产生故障的目标三层网络后，就能够确定该目标三层网络下的交换机，如图2所示，若三层网络220为目标三层网络，该目标三层网络下的多个交换机为交换机1，交换机2。若三层网络220为目标三层网络，该目标三层网络下的多个交换机为交换机1，交换机2和交换机3。

S150：确定所述多个交换机的MAC地址对应的各个二层网络中存在故障的目标二层网络；

在本发明实施例中，确定了产生故障的目标三层网络下的多个交换机的MAC地址后，根据该多个交换机的MAC地址能够确定异构网络中存在故障的目标二层网络，将产生故障的目标二层网络作为目标二层网络。

S160：基于所述目标二层网络确定所述路径的故障位置。

在本发明实施例中，目标二层网络对应一个交换机的MAC地址，目标二层网络内产生了故障，可以确定该目标二层网络对应的交换机产生了故障，进而可以确定该交换机产生了故障，该交换机为异构网络中存在故障的位置。

示例性的，如图2所示，若目标三层网络为220，由于目标三层网络220的源端和路由器1之间没有其他路由器，该三层网络220为最小网络距离的三层网络，则该三层网络下的多个交换机为交换机1和交换机2，可以通过判断对应交换机1的MAC地址的二层网络210和对应交换机2的的MAC地址的二层网络220是否产生故障来确定故障位置，判断二层网络是否产生故障的方法参照进行网络质量测试时利用测试例报文检测网络质量是否异常的过程。若目标三层网络为221，且该目标三层网络的源端和路由器2之间存在路由器1，由于路由器1对应的三层网络不存在故障，可判定三层网络220下的交换机1和交换机2均未发生故障，只需判定交换机3是否发生故障。

本发明通过获取异构网络中存在故障的路径，确定发生故障的目标三层网络，并基于目标三层网络确定发生故障的目标二层网络，最终确定目标二层网络中产生故障的位置，该过程逐步缩小发生故障的异构网络的路径，能够减少了确定异构网络的故障位置的时间，提高确定异构网络故障位置的及时性，将本发明应用在电力系统的异构网络中，能够在电力系统的异构网络发生故障时，及时的确定电力系统的异构网络的故障位置，使电力系统的异构网络安全稳定运行。

可选的，所述确定所述路径中的多个路由器的IP地址包括：

从所述路径的源端向所述路径的宿端依次发送多个数据报，其中，所述各数据报的TTL值依次加一；

基于所述多个数据报遍历所述路径上的所有路由器，获得所述路径中的多个路由器的IP地址。

在本发明实施例中，源端至宿端产生了网络故障，将探测设备设置在源端，并将探测设备至宿端的网络路径确定为异构网络中存在故障的路径，在异构网络中存在故障的路径中包括多个路由器，探测设备至每个路由器的网络路径为三层路径；根据异构网络中存在故障的路径确定该异构网络中存在故障的路径中的多个路由器。

示例性的，探测设备可以利用traceroute测量方法确定异构网络中存在故障的路径中的每个路由器，该方法利用UDP数据报中TTL字段以及ICMP协议实现，ICMP是(InternetControl Message Protocol)Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息，ICMP就是一个"错误侦测与回报机制"。用户数据包(User Datagram Protocol，UDP)数据包只是IP数据包的一种，包括发送设备(探测设备)的IP地址，接收设备(宿端)的IP地址和TTL值。具体过程为：探测设备生成一个UDP数据报并设置数据包的TTL字段为1，将探测设备的IP地址和宿端的IP地址写入UDP数据报中，并将该UDP数据报发送给宿端，当该UDP数据报到达探测设备至宿端的网络路径下的第一个路由器后，路由器接收该数据包并将数据包的TTL字段减1，TTL字段变为0，此时该路由器丢掉数据包并向探测设备发送ICMP超时消息，探测设备接收到该消息并记录该ICMP超时消息的发送方的IP地址，即记录第一个路由器的IP地址；探测设备向宿端设备发送TTL字段为2的UDP数据报，获得第2个路由器的IP地址，探测设备每次将送出的UDP数据报的TTL值加1来发现新的路由器，直到UDP数据报到达宿端设备。该过程可以获取源端至宿端的异构网络中存在故障的路径下的路由器的IP地址，并且可以根据TTL字段根据网络距离的大小确定路由器的序号，网络距离为探测设备至路由器的通信距离。如图2所示，网络距离最近的路由器1的TTL值为1，网络距离次之的路由器2的TTL值为2，可以将路由器1的序号标记为1，路由器2的序号标记为2。

可选的，所述确定所述多个路由器的IP地址对应的各个三层网络中存在故障的目标三层网络包括：

利用二分查找定位算法从所述多个路由器对应的三层网络中查找存在故障的目标三层网络。

在本发明实施例中，利用二分查找定位算法查找存在故障的目标三层网络，该方法可以遍历异构网络中存在故障的路径的每个路由器，并确定存在故障的目标三层网络。具体实现过程参考下文。

可选的，所述利用二分查找定位算法从所述多个路由器对应的三层网络中查找存在故障的目标三层网络包括：

利用二分查找定位算法选取目标路由器，并对所述目标路由器对应的三层网络进行测试；

获得所述目标路由器对应的三层网络的网络性能指标，将网络性能指标不符合预设条件的目标路由器对应的三层网络确定为所述目标三层网络。

在本发明实施例中，根据多个路由器的IP地址，可以确定源端到每个路由器的三层网络，将探测设备设置在源端，探测设备至第一个路由器的三层网络为第一个三层网络，探测设备至第二个路由器的三层网络为第二个三层网络，探测设备至最后一个路由器的三层网络为第N个三层网络，其中，N为大于1的正整数，利用探测设备向路由器发送测试例报文和二分法确定三层网络故障路径。示例性的，利用每个路由器对应的UDP数据报的TTL值，对发现的路由器进行标号，将距离探测设备的网络距离最近的路由器记为第一个路由器，并标记为1，第二个路由器标记为2，最后一个路由器标记为N，其中，N为大于1的正整数，将多个路由器标记的序号按照大小排列后得到路由器的序号序列，将该序号序列记为A，计算序列A中的最小序号1和最大序号N的平均值q，将平均值q作为序列A的中值p，若求得的平均值q为小数，将平均值q两端的任一整数作为中值p，探测设备向该中值P对应的路由器发送测试例报文，利用二分法确定存在故障的目标三层网络。网络性能参数包括时延指标、时延抖动指标或带宽指标。

示例性的，在确定的网络故障路径的CS队列的测试例报文的时延指标值超限时，探测设备可以向中值p对应的路由器发送CS队列的测试例报文，探测设备设置在源端，记录报文发出时刻和返回时刻，并计算发出时刻和返回时刻的时间差，根据该时间差确定探测设备至中值p对应的路由器的网络路径的时延指标值S，将该时延指标值S和CS队列对应的业务的基准时延指标值S1进行比较；

若该时延指标值S大于CS队列对应的业务的基准时延指标值S1，则确定该时延指标值S超限，探测设备至中值p对应的路由器的三层网络路径故障，需要继续计算序列A中的最小序号1和中值p的平均值q'1，将该平均值q'1作为新的中值p'1，探测设备可以向中值p'1对应的路由器发送CS队列的测试例报文，记录报文发出时刻和返回时刻，并计算发出时刻和返回时刻的时间差，根据该时间差确定探测设备至中值p'1对应的路由器的网络路径的时延指标值S'1，将该时延指标值S'1和CS队列对应的业务的基准时延指标值S1进行比较；

若S'1大于S1则该时延指标值S'1超限，探测设备至中值p'1对应的路由器的三层网络故障，继续计算序列A中的最小序号1和中值p'1的平均值q”1，直到确定存在故障的目标三层网络。

若确定该时延指标S'1未超限，则探测设备至中值p'1对应的路由器的三层网络未发生故障，计算中值p和中值p'1的平均值，直到确定时延指标超限的三层网络。

若该时延指标值S小于或等于CS队列对应的业务的基准时延指标值S1，则确定该时延指标值S未超限，探测设备至中值p对应的路由器的三层网络未发生故障，需要继续计算序列A中的最大序号N和中值p的平均值q'2，将该平均值q'2作为新的中值记为p'2，探测设备可以向中值p'2对应的路由器发送CS队列的测试例报文，记录报文发出时刻和返回时刻，并计算发出时刻和返回时刻的时间差，根据该时间差确定探测设备至中值p'2对应的路由器的网络路径的时延指标值S'2，将该时延指标值S'2和CS队列对应的业务的基准时延指标值S1进行比较；

若确定该时延指标S'2超限，则探测设备至中值p'2对应的路由器的三层网络故障，计算序列A中的中值p和中值p'2的平均值q”2，直到确定存在故障的三层网络。

若确定该时延指标S'2未超限，则探测设备至中值p'2对应的路由器的三层网络未发生故障，计算中值p'2和序列A中的最大序号N的平均值，直到确定时延指标超限的三层网络。利用二分法能够在多个三层网络中确定存在故障的目标三层网络，且比目标三层网络的网络距离小的三层网络未产生故障。

在利用CS队列对应的电力业务的延抖动指标值，判断探测设备至某一路由器的三层路径是否发生网络故障时，将测试例报文中的业务数据进行分组，计算各组业务数据的延时指标值之间的差值，并选取最大的差值作为时延抖动值，将该时延抖动值和该业务下的基准时延抖动值进行比较，若该时延抖动值大于基准时延抖动值，则该三层网络发生故障，若该时延抖动值小于或等于基准时延抖动值，则该三层网络未发生故障。

利用CS队列对应的电力业务的带宽指标值，判断探测设备至某一路由器的三层路径是否发生网络故障时，获取探测设备至某一路由器的带宽指标，将获取的带宽指标值和该电力业务下的基准带宽指标值进行比较，若获取的带宽指标值小于该电力业务下的基准带宽指标值，则该三层网络发生故障，若获取的带宽指标值大于或等于该电力业务下的基准带宽指标值，则该三层网络未发生故障。

利用探测设备向宿端发送测试例报文的方式确定发生故障的目标三层网络，可以利用在对异构网络进行网络质量检测的过程中，即发现网络故障路径时，利用发现网络故障路径的测试例报文确定发生故障的目标三层网络，示例性的，在进行异构网络质量检测时，CS队列对应的电力业务中的时延指标值产生了故障，那么可以利用CS队列对应的电力业务确定多个三层网络的时延指标，将在CS队列对应的电力业务产生时延故障的三层网络确定为目标三层网络。

在利用AF、EF和BE队列对应的电力业务下的各个指标值判断探测设备至某一路由器的三层路径是否发生网络故障的方法参照利用CS队列对应的电力业务的各个指标值进行判断的方法，此处不再赘述。

参见图3，其示出了本发明实施例提供的异构网络的通信过程示意图，详述如下：

所述确定所述目标三层网络对应的多个交换机的MAC地址包括：

获取所述目标三层网络对应的路由器的MAC地址；

基于预设的MAC地址转发表，确定所述路径中从所述源端的MAC地址至所述目标三层网络对应的路由器的MAC地址所经过的多个交换机的MAC地址。

在本发明实施例中，根据预设的每个交换机的MAC地址转发表确定发生网络故障的三层路径下的多个交换机的MAC地址。

将探测设备设置在源端，探测设备根据ARP协议以及探测设备的IP地址和目标路由器的IP地址获得目标路由器的MAC地址，目标路由器为目标三层网络对应的路由器，该路由器在目标三层网络中的通信距离最远。探测设备可以为网络探测器，示例性的，ARP协议发出一个数据包(包含在以太网数据包中)，该数据包中包括所要查询目的路由器的IP地址和目的路由器的MAC地址，但在目的路由器的的MAC地址这一栏，填的是FF:FF:FF:FF:FF:FF，表示这是一个"广播"地址。与探测设备在同一子网络的每一个路由器，都会收到这个数据包，从中取出目的IP地址，与自身的IP地址进行比较。如果两者相同，都做出回复，向发送该数据的探测设备报告自己的MAC地址，否则就丢弃这个包。

示例性的，如图3所示，探测设备的MAC地址记为MAC0，交换机1的MAC地址记为MAC1，交换机2的MAC地址记为MAC2，目标路由器的MAC地址记为MAC3。探测设备向目标路由器发送测试例报文经过的三层路径下经过两个交换机分别是交换机1和交换机2，探测设备发送的测试例报文经交换机1后，再经过交换机2，由交换机2传输至目标路由器，其中，交换机1的MAC地址记为MAC1，交换机1包括两个端口分别记为端口310和端口311，交换机1的MAC地址转发表记为转发表1，转发表1中建立的MAC-端口的对应关系为MAC0-端口310，MAC2-端口311，MAC3-端口3112；交换机2的MAC地址记为MAC2，交换机2包括两个端口分别记为端口312和端口313，交换机2的MAC地址转发表记为转发表2，转发表2建立的MAC-端口的对应关系为MAC0-端口312，MAC1-端口312，MAC4-端口314。其中转发表1和转发表2如下所示：

转发表1

MAC	端口
		MAC0	310
MAC1	空
		MAC2	311
MAC3	311

转发表2

MAC	端口
		MAC0	312
MAC1	312
		MAC2	空
MAC3	313

确定探测设备至目的路由器的三层网络下的多个交换机的MAC地址过程为：探测设备和交换机物理连接后，探测设备发送的测试例报文包括发送方探测设备的MAC0和接收方目的路由器1的MAC3，该测试例报文经端口1传输至交换机1后，获得交换机1的MAC1，交换机1根据转发表1中的MAC-端口的对应关系和测试例报文中的MAC3，将测试例报文通过端口2传输至交换机2的端口3，交换机2根据测试例报文的根据转发表2中的MAC-端口的对应关系和测试例报文中的MAC3，将测试例报文通过端口4发送至路由器1。

基于探测设备的IP地址和目的路由器的IP地址，确定所述目的路由器的MAC地址；

根据预设的探测设备的MAC地址、所述目标路由器的MAC地址和预设的每个交换机的转换表，确定所述目标三层路径的每个交换机，其中，每个转换表包括该交换机每个端口分别和所述目标三层网络中的每个MAC地址的对应关系。

探测设备也可以在确定网络故障路径中的目标三层网络后，设置在目标三层网络中的路由器的位置，并将该位置路由器的的IP地址和MAC值设置为探测设备的IP地址和MAC值，以确定发生网络故障的路由器之间的交换机。示例性的，如图2所示，若目标三层网络为221，则说明三层网络220未发生故障，将探测设备设置在路由器1的位置，并设置为路由器1的IP地址和MAC地址，其中，利用ARP方法获取路由器1的MAC地址。通过目标三层网络中的路由器1至路由器2之间的路径确定交换机3，减少了判断二层路径210和二层路径211是否发生故障的时间。

可选的，所述确定所述多个交换机的MAC地址对应的各个二层网络中存在故障的目标二层网络包括：

利用二分查找定位算法从所述多个交换机对应的二层网络中查找存在故障的目标二层网络。

在本发明实施例中，在将探测设备设置在目标三层网络的某个路由器的位置时，利用二分法，对探测设备和目标三层网络的路径内的交换机进行测试，确定故障位置。具体判断方法参照利用二分法，确定多个三层网络中存在故障的目标三层网络的过程，此处不再赘述。

可选的，所述利用二分查找定位算法从所述多个交换机对应的二层网络中查找存在故障的目标二层网络包括：

利用二分查找定位算法选取目标交换机，并对所述目标交换机对应的二层网络进行测试；

获得所述目标交换机对应的二层网络的网络性能指标，将网络性能指标不符合预设条件的目标交换机对应的二层网络确定为所述目标二层网络。

在本发明实施例中，利用测试例报文对目标三层网络下的每个二层网络进行检测，确定产生故障的二层网络对应的交换机，将该交换机作为网络故障路径的故障位置，测试例报文中的电力业务和网络参数的选择可以采用发送网络故障路径时的测试例报文，示例性的，在对源端至宿端进行网络质量检测时，利用CS队列对应的电力业务的时延指标值，确定网络故障路径，在确定该网络故障路径下的故障位置时，可以利用CS队列对应的电力业务的测试例报文，检测每个二层网络中的时延指标值，根据每个二层网络中的时延指标值是否产生异常，确定故障位置，判断每个二层网络中的时延指标值是否产生异常的方法参照判断每个三层网络中的时延指标值是否产生异常的方法。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。

图4示出了本发明实施例提供的异构网络的故障的定位装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图4所示，异构网络的故障的定位装置4包括：。

获取单元410，用于获取所述异构网络中存在故障的路径；

路由器的IP地址确定单元420，用于确定所述路径中的多个路由器的IP地址，其中，每个IP地址对应一个从所述路径的源端至该IP地址的路由器所构成的三层网络；

目标三层网络确定单元430，用于确定所述多个路由器的IP地址对应的各个三层网络中存在故障的目标三层网络；

交换机的MAC地址确定单元440，用于确定所述目标三层网络对应的多个交换机的MAC地址，其中，每个交换机的MAC地址对应一个从所述路径的源端至该MAC地址的交换机所构成的二层网络；

目标二层网络确定单元450，用于确定所述多个交换机的MAC地址对应的各个二层网络中存在故障的目标二层网络；

故障位置确定单元460，用于基于所述目标二层网络确定所述路径的故障位置。

在本发明实施例中，通过获取单元410、路由器的IP地址确定单元420、目标三层网络确定单元430、交换机的MAC地址确定单元440、目标二层网络确定单元450和故障位置确定单元460，可以提高确定异构网络的故障位置的及时性。

可选的，路由器的IP地址确定单元420具体用于：

从所述路径的源端向所述路径的宿端依次发送多个数据报，其中，所述各数据报的TTL值依次加一；

基于所述多个数据报遍历所述路径上的所有路由器，获得所述路径中的多个路由器的IP地址。

可选的，目标三层网络确定单元430包括：

第一二分查找定位单元，用于利用二分查找定位算法从所述多个路由器对应的三层网络中查找存在故障的目标三层网络。

可选的，第一二分查找定位单元具体用于：

利用二分查找定位算法选取目标路由器，并对所述目标路由器对应的三层网络进行测试；

获得所述目标路由器对应的三层网络的网络性能指标，将网络性能指标不符合预设条件的目标路由器对应的三层网络确定为所述目标三层网络。

可选的，交换机的MAC地址确定单元440具体用于：

获取所述目标三层网络对应的路由器的MAC地址；

基于预设的MAC地址转发表，确定所述路径中从所述源端的MAC地址至所述目标三层网络对应的路由器的MAC地址所经过的多个交换机的MAC地址。

可选的，目标二层网络确定单元450包括：

第二二分查找定位单元，用于利用二分查找定位算法从所述多个交换机对应的二层网络中查找存在故障的目标二层网络。

可选的，第二二分查找定位单元具体用于：

利用二分查找定位算法选取目标交换机，并对所述目标交换机对应的二层网络进行测试；

获得所述目标交换机对应的二层网络的网络性能指标，将网络性能指标不符合预设条件的目标交换机对应的二层网络确定为所述目标二层网络。

图5是本发明一实施例提供的终端的示意图。如图5所示，该实施例的终端5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个异构网络故障定位的方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤110至步骤160。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示单元410至460的功能。

示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述终端5中的执行过程。

所述终端5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端5的示例，并不构成对终端5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器50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)、现场可编程门阵列(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。

所述存储器51可以是所述终端5的内部存储单元，例如终端5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端5的外部存储设备，例如所述终端5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实现上述各个图像配准方法实施例中的步骤。

计算机可读存储介质存储有计算机程序52，计算机程序52包括程序指令，程序指令被处理器50执行时实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序52来指令相关的硬件来完成，计算机程序52可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序52在被处理器50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52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-Only Memory)、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是电载波信号和电信信号。

计算机可读存储介质可以是前述任一实施例的终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是终端的外部存储设备，例如终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，计算机可读存储介质还可以既包括终端的内部存储单元也包括外部存储设备。计算机可读存储介质用于存储计算机程序及终端所需的其他程序和数据。计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元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，本发明实现上述实施例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，所述的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，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述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。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述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-Only Memory)、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，所述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是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异构网络的故障定位方法，其特征在于，所述故障定位方法包括：

获取所述异构网络中存在故障的路径；确定所述路径中的多个路由器的IP地址，其中，每个IP地址对应一个从所述路径的源端至该IP地址的路由器所构成的三层网络；

确定所述多个路由器的IP地址对应的各个三层网络中存在故障的目标三层网络；确定所述目标三层网络对应的多个交换机的MAC地址，其中，每个交换机的MAC地址对应一个从所述路径的源端至该MAC地址的交换机所构成的二层网络；

确定所述多个交换机的MAC地址对应的各个二层网络中存在故障的目标二层网络；基于所述目标二层网络确定所述路径的故障位置。

2.根据权利要求1所述的异构网络的故障定位方法，其特征在于，所述确定所述路径中的多个路由器的IP地址包括：

从所述路径的源端向所述路径的宿端依次发送多个数据报，其中，所述各数据报的TTL值依次加一；

基于所述多个数据报遍历所述路径上的所有路由器，获得所述路径中的多个路由器的IP地址。

3.根据权利要求1所述的异构网络的故障定位方法，其特征在于，所述确定所述多个路由器的IP地址对应的各个三层网络中存在故障的目标三层网络包括：

利用二分查找定位算法从所述多个路由器对应的三层网络中查找存在故障的目标三层网络。

4.根据权利要求3所述的异构网络的故障定位方法，其特征在于，所述利用二分查找定位算法从所述多个路由器对应的三层网络中查找存在故障的目标三层网络包括：

利用二分查找定位算法选取目标路由器，并对所述目标路由器对应的三层网络进行测试；

获得所述目标路由器对应的三层网络的网络性能指标，将网络性能指标不符合预设条件的目标路由器对应的三层网络确定为所述目标三层网络。

5.根据权利要求1至4任一项所述的异构网络的故障定位方法，其特征在于，所述确定所述目标三层网络对应的多个交换机的MAC地址包括：

获取所述目标三层网络对应的路由器的MAC地址；

基于预设的MAC地址转发表，确定所述路径中从所述源端的MAC地址至所述目标三层网络对应的路由器的MAC地址所经过的多个交换机的MAC地址。

6.根据权利要求5所述的异构网络的故障定位方法，其特征在于，所述确定所述多个交换机的MAC地址对应的各个二层网络中存在故障的目标二层网络包括：

利用二分查找定位算法从所述多个交换机对应的二层网络中查找存在故障的目标二层网络。

7.根据权利要求6所述的异构网络的故障定位方法，其特征在于，所述利用二分查找定位算法从所述多个交换机对应的二层网络中查找存在故障的目标二层网络包括：

利用二分查找定位算法选取目标交换机，并对所述目标交换机对应的二层网络进行测试；

获得所述目标交换机对应的二层网络的网络性能指标，将网络性能指标不符合预设条件的目标交换机对应的二层网络确定为所述目标二层网络。

8.一种异构网络的故障定位装置，其特征在于，所述故障定位装置包括：

获取单元，用于获取所述异构网络中存在故障的路径；

路由器的IP地址确定单元，用于确定所述路径中的多个路由器的IP地址，其中，每个IP地址对应一个从所述路径的源端至该IP地址的路由器所构成的三层网络；

目标三层网络确定单元，用于确定所述多个路由器的IP地址对应的各个三层网络中存在故障的目标三层网络；

交换机的MAC地址确定单元，用于确定所述目标三层网络对应的多个交换机的MAC地址，其中，每个交换机的MAC地址对应一个从所述路径的源端至该MAC地址的交换机所构成的二层网络；

目标二层网络确定单元，用于确定所述多个交换机的MAC地址对应的各个二层网络中存在故障的目标二层网络；

故障位置确定单元，用于基于所述目标二层网络确定所述路径的故障位置。

9.一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至7中任一项所述异构网络的故障定位方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述异构网络的故障定位方法的步骤。