CN110784378B - 使用twamp实现精准流量均衡的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用TWAMP实现精准流量均衡的方法和装置，所述方法包括：为测试报文增加S‑DSCP‑ECN字段；当发送端发送测试报文时，若检测到转发路径是ECMP，则依据ECMP成员组的计数使测试报文携带不同的S‑DSCP‑ECN字段，并根据S‑DSCP‑ECN字段修改padding字段发送至接收端；当接收端收到测试报文后，拷贝测试报文携带的padding字段回复给发送端；当发送端接收到回复的padding字段后，统计并更新ECMP中每条路径的转发报文数目以供下次测试报文转发使用。本发明对TWAMP报文S‑DSCP‑ECN字段进行特殊处理，以及根据TWAMP中不同padding字段来维护ECMP每条路径的统计，如此，可以支持TWAMP在ECMP中应用，达到流量均衡的目的。

Description

使用TWAMP实现精准流量均衡的方法及装置
技术领域
本发明属于通信设计领域，主要涉及一种使用TWAMP实现精准流量均衡的方法和装置。
背景技术
在现存IP运营商网络中，存在各种不同设备厂家的设备；设备上通常部署各种业务，如常见的数据、语音、视频等业务；相应的，各种业务对当前网络的丢包率、时延、抖动等均有不同要求。
针对上述要求，现有网络网中需要标准的、有效的性能监测工具；现有技术中，使用标准协议测量IP网络性能始终是一项艰难的挑战；IETF(The Internet EngineeringTask Force的简称，中文释义：国际互联网工程任务组)发布的文件RFC5357定义了TWAMP(Two-Way Active Measurement Protocol的简称，中文释义：双向主动测量协议)，TWAMP是在文件RFC4656定义的OWAMP(One-Way Active Measument Protocol的简称，中文释义：单向主动测试协议)的基础上演变而来，用于测试两个网络设备之间双向的网络性能。
在实际IP网络中，由于拓扑的复杂性，动态路由协议经常会算出当前端口至目的端口存在多条等价路径，通常该等价路径被描述为ECMP(Equal-Cost Multi-Path Routing的简称)；正常IP网络中，测试报文根据IP报文的五元组信息(源IP地址，源端口，目的IP地址，目的端口，和传输层协议)，来选择等价路径中的一条路径进行转发。
结合图1所示，为现有技术示出的TWAMP的测试框架；在该具体示例中，如果发送端Session-Sender和接收端Session-Reflector之间为ECMP，则TWAMP的测试报文是封装在UDP中的；如此，报文的二层、三层和四层信息完全相同；进一步的，测试报文选择、且仅能选择ECMP链路中一条路径进行性能测试，不能反映实际IP网络中的性能。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种使用TWAMP实现精准流量均衡的方法和装置。
为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种使用TWAMP实现精准流量均衡的方法，所述方法包括：为测试报文增加S-DSCP-ECN字段；
当发送端发送测试报文时，若检测到转发路径是ECMP，则依据ECMP成员组的计数使测试报文携带不同的S-DSCP-ECN字段，并根据S-DSCP-ECN字段修改padding字段发送至接收端；
当接收端收到测试报文后，拷贝测试报文携带的padding字段回复给发送端；
当发送端接收到回复的padding字段后，统计并更新ECMP中每条路径的转发报文数目以供下次测试报文转发使用。
作为本发明一实施方式的进一步改进，当发送端发送测试报文时，若检测到转发路径是ECMP，则依据ECMP成员组的计数使测试报文携带不同的S-DSCP-ECN字段具体包括：
当发送端发送测试报文时，查找转发表，若确认出口为ECMP类型，则根据ECMP成员组ID获取每个成员的计数；
遍历获得的对应于每一成员的计数，并获取计数中的最小值作为index；
查找index表获得index对应的值修改测试报文携带的S-DSCP-ECN字段，同时以index对应的值填写S-DSCP-ECN字段对应的padding字段。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：
以index修改padding字段的最后8bit；
拷贝测试报文携带的padding字段最后8bit的值回复给发送端。
作为本发明一实施方式的进一步改进，当确认测试报文的转发路径为ECMP后，所述方法还包括：
将S-DSCP-ECN字段的值赋值给ECMP Hash Value，
在测试报文转发过程中，测试报文根据ECMP Hash Value选择具体的成员，并通过所述成员对应的出口发送至接收端。
作为本发明一实施方式的进一步改进，当接收端接收到测试报文后，所述方法具体包括：解析测试报文，若确认接收到的测试报文为TWAMP报文，则继续解析测试报文，获取并拷贝测试报文携带的padding字段的值回复给发送端；
当发送端接收到回复的padding字段后，所述方法具体包括：通过padding字段的值查询ECMP维护的成员组，获取padding字段的值对应的成员，并将匹配的成员的计数值加1。
为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种使用TWAMP实现精准流量均衡的装置，所述装置包括：配置模块，用于为测试报文增加S-DSCP-ECN字段；
发送模块，用于发送测试报文，并在确认检测到转发路径是ECMP时，依据ECMP成员组的计数使测试报文携带不同的S-DSCP-ECN字段，根据S-DSCP-ECN字段修改padding字段发送至接收模块；
接收模块，用于接收到测试报文后，拷贝测试报文携带的padding字段回复给发送模块；
所述发送模块还用于：当接收到回复的padding字段后，统计并更新ECMP中每条路径的转发报文数目以供下次测试报文转发使用。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述发送模块具体用于：
当发送测试报文时，查找转发表，若确认出口为ECMP类型，则根据ECMP成员组ID获取每个成员的计数；
遍历获得的对应于每一成员的计数，并获取计数中的最小值作为index；
查找index表获得index对应的值修改测试报文携带的S-DSCP-ECN字段，同时以index对应的值填写S-DSCP-ECN字段对应的padding字段。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述发送模块具体用于：以index修改padding字段的最后8bit；
所述接收模块具体用于：拷贝测试报文携带的padding字段最后8bit的值回复给发送模块。
作为本发明一实施方式的进一步改进，当确认测试报文的转发路径为ECMP后，所述发送模块还用于：将S-DSCP-ECN字段的值赋值给ECMP Hash Value；
在测试报文转发过程中，测试报文根据ECMP Hash Value选择具体的成员，并通过所述成员对应的出口发送至接收模块。
作为本发明一实施方式的进一步改进，当接收模块接收到测试报文后，其具体用于：解析测试报文，若确认接收到的测试报文为TWAMP报文，则继续解析测试报文，获取并拷贝测试报文携带的padding字段的值回复给发送模块；
当发送模块接收到回复的padding字段后，其具体用于：通过padding字段的值查询ECMP维护的成员组，获取padding字段的值对应的成员，并将匹配的成员的计数值加1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的使用TWAMP实现精准流量均衡的方法和装置，对TWAMP报文S-DSCP-ECN字段进行特殊处理，以及根据TWAMP中不同padding字段来维护ECMP每条路径的统计，如此，可以支持TWAMP在ECMP中应用，达到流量均衡的目的，本发明在测试过程中，能实际反映ECMP网络性能，从而使网路管理员更好的掌控网络，更好的规划网络。
附图说明
图1是本发明一实施方式提供的使用TWAMP实现精准流量均衡的方法的流程示意图；
图2是本发明一实施方式提供的使用TWAMP实现精准流量均衡的装置的模块示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
如图1所示，本发明一实施方式提供的使用TWAMP实现精准流量均衡的方法，所述方法包括：为测试报文增加S-DSCP-ECN字段；当发送端发送测试报文时，若检测到转发路径是ECMP，则依据ECMP成员组的计数使测试报文携带不同的S-DSCP-ECN字段，并根据S-DSCP-ECN字段修改padding字段发送至接收端；当接收端收到测试报文后，拷贝测试报文携带的padding字段回复给发送端；当发送端接收到回复的padding字段后，统计并更新ECMP中每条路径的转发报文数目以供下次测试报文转发使用。
本发明具体实现过程中，参照RFC7750协议，为测试报文增加的S-DSCP-ECN字段，同时，配置padding字段，以及参照RFC6038协议为接收端增加拷贝发送端的padding字段功能。本发明具体应用中，所述S-DSCP-ECN字段主要用于标识，padding字段为对应S-DSCP-ECN字段的填充字段；进一步的，在本发明具体实施方式中，所述S-DSCP-ECN字段和padding字段的具体数值相同，其均是依据ECMP成员组中成员计数的值进行更改。
具体的，当发送端发送测试报文时，若检测到转发路径是ECMP，则依据ECMP成员组的计数使测试报文携带不同的S-DSCP-ECN字段具体包括：当发送端发送测试报文时，查找转发表，若确认出口为ECMP类型，则根据ECMP成员组ID获取每个成员的计数；遍历获得的对应于每一成员的计数，并获取计数中的最小值作为index；查找index表获得index对应的值修改测试报文携带的S-DSCP-ECN字段，同时以index对应的值填写S-DSCP-ECN字段对应的padding字段。
本发明具体应用中，根据ECMP成员组ID获取到对应的DsTwampEcmpCount列表维护的每个成员的Counter计数；进一步获得Counter最小的index，这里，Index的范围通常为0-255；进一步的，通过具体的index查找index表，以获得具体数值，并使用该具体数值修改S-DSCP-ECN字段和padding字段。
本发明较佳实施方式中，以index修改padding字段的最后8bit。
进一步的，在对测试报文的S-DSCP-ECN字段和padding字段修改完成后，使测试报文到ECMP进行转发，这里ECMP是根据ECMP Hash Value进行选择具体的成员并按照ECMP正常的转发逻辑将测试报文进行转发，而在实际应用中，ECMP Hash Value的值采用S-DSCP-ECN字段的值。
相应的，本发明较佳实施方式中，所述方法还包括：将S-DSCP-ECN字段的值赋值给ECMP Hash Value，在测试报文转发过程中，测试报文根据ECMP Hash Value选择具体的成员，并通过所述成员对应的出口发送至接收端。
本发明较佳实施方式中，当接收端接收到测试报文后，所述方法具体包括：解析测试报文，若确认接收到的测试报文为TWAMP报文，则继续解析测试报文，获取并拷贝测试报文携带的padding字段的值回复给发送端；
本发明一具体示例中，拷贝测试报文携带的padding字段最后8bit的值回复给发送端。
当发送端接收到回复的padding字段后，所述方法具体包括：通过padding字段的值查询ECMP维护的成员组，获取padding字段的值对应的成员，并将匹配的成员的计数值加1。
该具体示例中，通过padding字段的值查询DsTwampEcmpCount列表维护的每个成员的Counter计数，并将其对应成员的Counter加1。
如此，在下一次发送时，测试报文解析DsTwampEcmpCount列表过程中，会依据新的计数值进行选择，以获取当前负载最轻的路径进行转发，达到负载均衡的目的。
结合图2所示，本发明一实施方式提供一种使用TWAMP实现精准流量均衡的装置，所述装置包括：配置模块100、发送模块200以及接收模块300。
配置模块100用于为测试报文增加S-DSCP-ECN字段；发送模块200用于发送测试报文，并在确认检测到转发路径是ECMP时，依据ECMP成员组的计数使测试报文携带不同的S-DSCP-ECN字段，根据S-DSCP-ECN字段修改padding字段发送至接收模块300；接收模块300用于接收到测试报文后，拷贝测试报文携带的padding字段回复给发送模块200；所述发送模块200还用于：当接收到回复的padding字段后，统计并更新ECMP中每条路径的转发报文数目以供下次测试报文转发使用。
具体的，所述发送模块200具体用于：当发送测试报文时，查找转发表，若确认出口为ECMP类型，则根据ECMP成员组ID获取每个成员的计数；遍历获得的对应于每一成员的计数，并获取计数中的最小值作为index；查找index表获得index对应的值修改测试报文携带的S-DSCP-ECN字段，同时以index对应的值填写S-DSCP-ECN字段对应的padding字段。
本发明具体应用中，根据ECMP成员组ID获取到对应的DsTwampEcmpCount列表维护的每个成员的Counter计数；进一步获得Counter最小的index，这里，Index的范围通常为0-255；进一步的，通过具体的index查找index表，以获得具体数值，并使用该具体数值修改S-DSCP-ECN字段和padding字段。
本发明较佳实施方式中，所述发送模块200具体用于：以index修改padding字段的最后8bit。
进一步的，在对测试报文的S-DSCP-ECN字段和padding字段修改完成后，使测试报文到ECMP进行转发，这里ECMP是根据ECMP Hash Value进行选择具体的成员并按照ECMP正常的转发逻辑将测试报文进行转发，而在实际应用中，ECMP Hash Value的值采用S-DSCP-ECN字段的值。
相应的，本发明较佳实施方式中，所述发送模块200还用于：将S-DSCP-ECN字段的值赋值给ECMP Hash Value；在测试报文转发过程中，测试报文根据ECMP Hash Value选择具体的成员，并通过所述成员对应的出口发送至接收模块300。
本发明较佳实施方式中，接收模块300接收到测试报文后，其具体用于：解析测试报文，若确认接收到的测试报文为TWAMP报文，则继续解析测试报文，获取并拷贝测试报文携带的padding字段的值回复给发送模块200。
本发明一具体示例中，所述接收模块200具体用于：拷贝测试报文携带的padding字段最后8bit的值回复给发送端。
当发送模块200接收到回复的padding字段后，其具体用于：通过padding字段的值查询ECMP维护的成员组，获取padding字段的值对应的成员，并将匹配的成员的计数值加1。
该具体示例中，通过padding字段的值查询DsTwampEcmpCount列表维护的每个成员的Counter计数，并将其对应成员的Counter加1。
如此，在下一次发送时，测试报文解析DsTwampEcmpCount列表过程中，会依据新的计数值进行选择，以获取当前负载最轻的路径进行转发，达到负载均衡的目的。
综上所述，本发明的使用TWAMP实现精准流量均衡的方法和装置，对TWAMP报文S-DSCP-ECN字段进行特殊处理，作为计算ECMP Hash值，以及根据TWAMP中不同padding字段来维护ECMP每条路径的统计，如此，可以支持TWAMP在ECMP中应用，达到流量均衡的目的，本发明在测试过程中，能实际反映ECMP网络性能，从而使网路管理员更好的掌控网络，更好的规划网络。
以上所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件是逻辑模块，即可以位于芯片逻辑中的一个模块中，或者也可以分布到芯片内的多个数据处理模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本发明主要应用于对数据传输实时性要求较高的以太网环境，例如：数据中心网络、工业网络、测量报文时延和丢包率。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种使用TWAMP实现精准流量均衡的方法，其特征在于，所述方法包括：
为测试报文增加S-DSCP-ECN字段；
当发送端发送测试报文时，若检测到转发路径是ECMP，则依据ECMP成员组的计数使测试报文携带不同的S-DSCP-ECN字段，并根据S-DSCP-ECN字段修改padding字段发送至接收端；
当接收端收到测试报文后，拷贝测试报文携带的padding字段回复给发送端；
当发送端接收到回复的padding字段后，统计并更新ECMP中每条路径的转发报文数目以供下次测试报文转发使用；
其中，TWAMP中文释义为双向主动测量协议；
ECMP中文释义为等价多路径路由。
2.根据权利要求1所述的使用TWAMP实现精准流量均衡的方法，其特征在于，当发送端发送测试报文时，若检测到转发路径是ECMP，则依据ECMP成员组的计数使测试报文携带不同的S-DSCP-ECN字段具体包括：
当发送端发送测试报文时，查找转发表，若确认出口为ECMP类型，则根据ECMP成员组ID获取每个成员的计数；
遍历获得的对应于每一成员的计数，并获取计数中的最小值作为index；
查找index表获得index对应的值修改测试报文携带的S-DSCP-ECN字段，同时以index对应的值填写S-DSCP-ECN字段对应的padding字段。
3.根据权利要求2所述的使用TWAMP实现精准流量均衡的方法，其特征在于，所述方法还包括：
以index修改padding字段的最后8bit；
拷贝测试报文携带的padding字段最后8bit的值回复给发送端。
4.根据权利要求1所述的使用TWAMP实现精准流量均衡的方法，其特征在于，当确认测试报文的转发路径为ECMP后，所述方法还包括：
将S-DSCP-ECN字段的值赋值给ECMP Hash Value，
在测试报文转发过程中，测试报文根据ECMP Hash Value选择具体的成员，并通过所述成员对应的出口发送至接收端。
5.根据权利要求1所述的使用TWAMP实现精准流量均衡的方法，其特征在于，
当接收端接收到测试报文后，所述方法具体包括：解析测试报文，若确认接收到的测试报文为TWAMP报文，则继续解析测试报文，获取并拷贝测试报文携带的padding字段的值回复给发送端；
当发送端接收到回复的padding字段后，所述方法具体包括：通过padding字段的值查询ECMP维护的成员组，获取padding字段的值对应的成员，并将匹配的成员的计数值加1。
6.一种使用TWAMP实现精准流量均衡的装置，其特征在于，所述装置包括：
配置模块，用于为测试报文增加S-DSCP-ECN字段；
发送模块，用于发送测试报文，并在确认检测到转发路径是ECMP时，依据ECMP成员组的计数使测试报文携带不同的S-DSCP-ECN字段，根据S-DSCP-ECN字段修改padding字段发送至接收模块；
接收模块，用于接收到测试报文后，拷贝测试报文携带的padding字段回复给发送模块；
所述发送模块还用于：当接收到回复的padding字段后，统计并更新ECMP中每条路径的转发报文数目以供下次测试报文转发使用；
其中，TWAMP中文释义为双向主动测量协议；
ECMP中文释义为等价多路径路由。
7.根据权利要求6所述的使用TWAMP实现精准流量均衡的装置，其特征在于，所述发送模块具体用于：
当发送测试报文时，查找转发表，若确认出口为ECMP类型，则根据ECMP成员组ID获取每个成员的计数；
遍历获得的对应于每一成员的计数，并获取计数中的最小值作为index；
查找index表获得index对应的值修改测试报文携带的S-DSCP-ECN字段，同时以index对应的值填写S-DSCP-ECN字段对应的padding字段。
8.根据权利要求7所述的使用TWAMP实现精准流量均衡的装置，其特征在于，所述发送模块具体用于：以index修改padding字段的最后8bit；
所述接收模块具体用于：拷贝测试报文携带的padding字段最后8bit的值回复给发送模块。
9.根据权利要求6所述的使用TWAMP实现精准流量均衡的装置，其特征在于，当确认测试报文的转发路径为ECMP后，所述发送模块还用于：将S-DSCP-ECN字段的值赋值给ECMPHash Value；
在测试报文转发过程中，测试报文根据ECMP Hash Value选择具体的成员，并通过所述成员对应的出口发送至接收模块。
10.根据权利要求6所述的使用TWAMP实现精准流量均衡的装置，其特征在于，
当接收模块接收到测试报文后，其具体用于：解析测试报文，若确认接收到的测试报文为TWAMP报文，则继续解析测试报文，获取并拷贝测试报文携带的padding字段的值回复给发送模块；
当发送模块接收到回复的padding字段后，其具体用于：通过padding字段的值查询ECMP维护的成员组，获取padding字段的值对应的成员，并将匹配的成员的计数值加1。
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