CN110971480B - 计算机网络状况监控方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种计算机网络状况监控方法，包括：初始化多个因特网包探索器实例；启动所述多个因特网包探索器实例并获取每个因特网包探索器实例的状态数据；将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到ETCD注册中心；获取心跳服务中预先缓存的IP列表；将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例；使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址得到监控数据；根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况。本发明还提供一种计算机网络状况监控装置、计算机设备及存储介质。本发明能够提升ETCD集群中PING服务的处理能力，增强了获取监控数据的时效性。

Description

计算机网络状况监控方法、装置、计算机设备及存储介质

技术领域

本发明涉及网络监控技术领域，具体涉及一种计算机网络状况监控方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

随着互联网的不断发展，许多公司以及企业需要对本公司的网络运行状态进行不间断的实时监控，从而保证网络持续稳定的运行。现有技术中，主要通过argus监控系统进行监控，先获取区域内的所有计算机的IP，然后调用fPING命令获取每个IP的丢包率及延时等数据信息，并定时推送到argus监控系统中，以根据丢包率及延时等数据信息监控计算机的网络状态。

然而，argus监控系统针对区域内IP数量较少的情况时监控性能较佳，但是，当区域内接入的计算机IP数量过多时，现有的单个PING实例处理能力不足，导致获取计算机的丢包率及延时等数据信息的耗时非常严重，实时性变得越来越低。

因此，有必要提供一种新的计算机网络状况监控方案，以满足监控系统的实时性要求。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提出一种计算机网络状况监控方法、装置、计算机设备及存储介质，能够提升ETCD集群中PING服务的处理能力，增强了获取监控数据的时效性。

本发明的第一方面提供一种计算机网络状况监控方法，所述方法包括：

初始化多个因特网包探索器实例；

启动所述多个因特网包探索器实例并获取每个因特网包探索器实例的状态数据；

将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到ETCD注册中心；

获取心跳服务中预先缓存的IP列表；

将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例；

使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址得到监控数据；

根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况。

根据本发明的一个可选实施例，所述将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例包括：

采用哈希函数计算所述IP列表中每个IP地址的第一哈希值；

采用所述哈希函数计算所述多个因特网包探索器实例中每个因特网包探索器实例的第二哈希值；

根据所述第一哈希值将IP地址作为第一节点映射到虚拟hash环上；

根据所述第二哈希值将因特网包探索器实例作为第二节点映射到所述虚拟hash环上；

从所述第二节点中筛选出对应所述第一节点的目标第二节点；

将所述第一节点对应的IP地址分配给与所述目标第二节点对应的因特网包探索器实例。

根据本发明的一个可选实施例，所述从所述第二节点中筛选出对应所述第一节点的目标第二节点包括：

确定所述虚拟hash环上的第一节点对应的两个第二节点，其中，所述第一节点的第一哈希值介于所述两个第二节点的第二哈希值之间；

计算所述第一哈希值与两个所述第二哈希值之间的差值；

将最小的差值对应的第二哈希值作为目标第二哈希值；

将所述目标第二哈希值对应的第二节点作为所述第一节点的目标第二节点。

根据本发明的一个可选实施例，所述初始化多个因特网包探索器实例包括：

获取自动化容器的副本控制器的副本参数；

修改所述副本参数的值为预设数值；

运行所述副本控制器得到与所述预设数值对应的多个因特网包探索器实例。

根据本发明的一个可选实施例，所述方法还包括：

实时监控区域内计算机的数量；

根据所述计算机的数量确定所述预设数值。

根据本发明的一个可选实施例，所述将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到ETCD注册中心包括：

获取所述ETCD注册中心的网络接口；

调用所述网络接口将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到所述ETCD的注册中心。

根据本发明的一个可选实施例，所述根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况包括：

获取所述监控数据中的丢包率和延时；

判断丢包率是否小于预设丢包率阈值及判断所述延时是否小于预设延时阈值；

当所述丢包率小于或者等于所述预设丢包率阈值，且所述延时小于或者等于所述预设延时阈值，输出所述计算机的网络状况正常；

当所述丢包率大于所述预设丢包率阈值，或者所述延时大于所述预设延时阈值时，输出所述计算机的网络状况异常并告警。

本发明的第二方面提供一种计算机网络状况监控装置，所述装置包括：

初始化模块，用于初始化多个因特网包探索器实例；

状态获取模块，用于启动所述多个因特网包探索器实例并获取每个因特网包探索器实例的状态数据；

状态注册模块，用于将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到ETCD注册中心；

IP获取模块，用于获取心跳服务中预先缓存的IP列表；

IP分配模块，用于将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例；

IP处理模块，用于使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址得到监控数据；

状况输出模块，用于根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况。

本发明的第三方面提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现所述计算机网络状况监控方法。

本发明的第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述计算机网络状况监控方法。

综上所述，本发明所述的计算机网络状况监控方法、装置、计算机设备及存储介质，通过初始化多个因特网包探索器实例，实现了PING服务的横向扩展，解决了单个PING服务处理能力不足的问题；在所述多个因特网包探索器实例启动时获取每个因特网包探索器实例的状态数据，并将所述状态数据注册到ETCD注册中心，接着获取心跳服务中预先缓存的IP列表，通过将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例，解决了多个IP地址均匀分配的问题，确保每个PING实例都能处理IP地址，最后使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址得到监控数据，根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况，提升了ETCD集群中PING服务的处理能力，增强了获取监控数据的时效性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的计算机网络状况监控方法的流程图。

图2是本发明实施例二提供的计算机网络状况监控装置的结构图。

图3是本发明实施例三提供的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的计算机网络状况监控方法的流程图。

在本实施例中，所述计算机网络状况监控方法可以应用于计算机设备中，对于需要进行计算机网络状况监控的计算机设备，可以直接在计算机设备上集成本发明的方法所提供的计算机网络状况监控的功能，或者以软件开发工具包(Software Development Kit，SKD)的形式运行在计算机设备中。

如图1所示，所述计算机网络状况监控方法具体包括以下步骤，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些可以省略。

S101，初始化多个因特网包探索器实例。

本实施例中，ETCD(A highly-available key value store for sharedconfiguration and service discovery，用于配置共享和服务发现的键值存储系统)系统可以使用因特网包探索器服务监控某一个区域内计算机的数量和目标计算机的网络状况。ETCD分布式服务系统部署到所述区域中。

所述因特网包探索器(Packet Internet Groper，PING)，是一个可执行命令，使用PING命令可以检查网络是否能够连通。具体的，用于确定本地计算机是否能与另一台计算机交环(发送与接收)数据报。PING能够以毫秒为单位显示发送ICMP(网间控制报文协议)回送请求到返回回送应答之间的时间量。如果应答时间短，表示数据报不必通过太多的路由器或网络连接速度比较快。

在一个可选的实施例中，所述初始化多个因特网包探索器实例包括：

获取自动化容器的副本控制器的副本参数；

修改所述副本参数的值为预设数值；

运行所述副本控制器得到与所述预设数值对应的多个因特网包探索器实例。

本实施例中，自动化容器(Kubernetes，K8S)是自动部署、扩展和管理容器化应用程序的开源系统，副本控制器是确保特定数量的PING实例在任意时刻运行。所述预设数值是K8S集群服务控制的，K8S集群服务正常运行依赖etcd服务系统。

示例性的，若想通过K8S的副本控制器将单个PING实例扩展成多个PING实例，则首先应当获取副本控制器的副本参数，通常情况下副本参数的值默认为1，将该副本参数的默认值修改为预设数值，例如，50，保存修改后的副本参数的值，运行所述副本控制器即可得到50个PING实例。

所述预设数值可以以文本(例如，TXT或者EXCEL)的形式存储于系统中，在初始化的过程中，通过读取存储的文本中的数值即可将所述副本参数的值替换为所读取到的数值。

在该可选的实施例中，结合K8S集群中ETCD分布式存储服务的特性，当某个区域内接入的计算机数量过多，通过自动化容器的副本控制器将只有一个实例(pod)的PING服务动态扩展为多个实例的PING服务，使得多个PING实例可以服务多个IP地址，有效的解决了单个PING实例的服务能力不足的技术问题，提高了获取IP地址的监控数据的实时性。

在一个可选的实施例中，所述方法还包括：

实时监控区域内计算机的数量；

根据所述计算机的数量确定所述预设数值。

在该可选的实施例中，计算机不需要接入到K8S集群中，只需要监控区域内计算机的数量来确定所述预设数值，根据所确定的预设数值修改副本控制器的副本参数，进而确定初始化PING实例的个数。当目标区域内计算机数量较大时，可以初始化较多的PING实例，当目标区域内计算机数量较小时，可以初始化较少的PING实例，确保初始化的PING实例合理性，使得每个PING实例都能处理IP地址，充分利用网络资源，避免初始化太多PING实例而计算机数量较少导致的资源浪费，避免初始化太少PING实例而计算机数量较多导致的性能下降和实时性低。

S102，启动所述多个因特网包探索器实例并获取每个因特网包探索器实例的状态数据。

本实施例中，通过副本控制器初始化多个PING实例后，即可执行启动PING实例的操作。PING实例在启动时，会将自身的状态数据自动上报到ETCD注册中心。如果PING实例增加了或者减少了，ETCD集群中对应的状态数据就会增加或者减少。

所述PING实例的状态数据以键值对<key，value>的形式存在，其中，key是PING实例中的状态，value是所述PING实例上报所述状态时的时间戳。其中，所述PING实例的状态分为正常状态和异常状态，当PING实例处于正常状态时，也就是所述PING实例正常运行时，每隔预设时间(5s)上报状态数据到ETCD注册中心。

优选的，所述PING实例上报所述状态时的时间戳精确到纳米级别。

在该可选的实施例中，由于时间戳精确到纳米级别后，两个时间戳相同的概率几乎为0，因此能够确保每个PING实例的状态数据是唯一的，即确保不同的PING实例的状态数据不同。不同的状态数据的PING实例能够避免数据冲突。

示例性的，某一个PING实例的状态用p1表示，上报所述状态p1时的时间戳用v1表示，v1＝1545900788303975784，则所述PING实例的状态数据为<p1，v1>＝<PING/ETCD/zone/SZD/1545900788303975784，1545900788303975784>。

S103，将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到ETCD注册中心。

所述ETCD注册中心是一个分布式键值数据库，用来存储所述多个PING实例的状态数据。当接收到PING实例上报的状态数据后，将PING实例的状态数据存储到分布式键值数据库中，即完成了将所述多个PING实例的状态数据注册到ETCD注册中心的过程。

在一个可选的实施例中，所述将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到ETCD注册中心包括：

获取所述ETCD注册中心的网络接口；

调用所述网络接口将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到所述ETCD的注册中心。

其中，所述网络接口包括IP地址端口以及应用程序接口(ApplicationProgramming Interface，API接口)，所述API接口是一些预先定义的函数，或软件系统不同组成部分衔接的约定，是提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件得以访问一组例程的能力。

S104，获取心跳服务中预先缓存的IP列表。

其中，所述心跳服务(Heart Beat Service，HBS服务)是一个缓存所有配置数据的服务，用于接收所有服务器的心跳请求，在服务端注册Agent，更新Agent状态，连接ETCD注册中心确保HBS服务与ETCD注册中心连接正常，所述心跳服务每分钟发一次心跳请求。PING实例服务、HBS服务以及其他服务都是由K8S集群控制的。

本实施例中，心跳服务与ETCD注册中心采用的是双向监听机制，所述双向监听中的任何一方都可以发起获取数据的请求。

例如，心跳服务可以向ETCD注册中心发起请求，获取数据；ETCD注册中心也可以向心跳服务发起请求，获取数据。采用双向监听机制，在一方向另一方发起请求之后，如果另一方的状态数据发生了变化，一方可以即时获取到另一方变化的状态数据。

本实施例中，所述HBS服务中预先缓存有一个IP列表，所述IP列表中记录有多个计算机的IP地址、计算机名称、计算机所在的区域等。

S105，将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例。

本实施例中，由于IP地址有多个，表明ETCD集群中的计算机有多个，需要将这多个IP地址分配到多个PING实例中，确保每个PING实例都能处理IP地址对应的PING数据。

在一个可选的实施例中，所述将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例包括：

采用哈希函数计算所述IP列表中每个IP地址的第一哈希值；

采用所述哈希函数计算所述多个因特网包探索器实例中每个因特网包探索器实例的第二哈希值；

根据所述第一哈希值将IP地址作为第一节点映射到虚拟hash环上；

根据所述第二哈希值将因特网包探索器实例作为第二节点映射到所述虚拟hash环上；

从所述第二节点中筛选出对应所述第一节点的目标第二节点；

将所述第一节点对应的IP地址分配给与所述目标第二节点对应的因特网包探索器实例。

在该可选的实施例中，为了把ETCD集群中的多个计算机的IP地址平均的分配到不同的PING实例中去处理，保证每个PING实例都能均匀处理不同计算机的PING数据，引入了分布式一致性hash的原理，把数据尽可能均匀的打散到hash环中，每个PING实例作为虚拟hash圆环上的节点进行均匀分布，从而解决数据倾斜的问题。

获取到多个PING实例的状态数据之后，通过一致性hash算法，计算每个PING实例的哈希值并映射到虚拟hash环上，然后计算每个IP地址的哈希值并映射到虚拟hash环上，然后将虚拟hash环上的最靠近PING实例的IP地址分配给该PING实例。

示例性的，多个PING实例映射到虚拟hash环上的节点分别为p1，p2，…，pn，将多个IP地址分配给虚拟hash环上的这些节点，每个节点分配的IP地址都是不一样的，节点p1，p2，…，pn处理的数据结果分别为r1，r2，…，rn。

在一个可选的实施例中，所述从所述第二节点中筛选出对应所述第一节点的目标第二节点包括：

确定所述虚拟hash环上的第一节点对应的两个第二节点，其中，所述第一节点的第一哈希值介于所述两个第二节点的第二哈希值之间；

计算所述第一哈希值与两个所述第二哈希值之间的差值；

将最小的差值对应的第二哈希值作为目标第二哈希值；

将所述目标第二哈希值对应的第二节点作为所述第一节点的目标第二节点。

例如，3个IP地址作为第一节点映射虚拟hash环上，3个PING实例作为第二节点映射到虚拟hash环上，其中，第1个IP地址(第一节点R1)的第一哈希值为H11，第2个IP地址(第一节点R2)的第一哈希值为H12，第3个IP地址(第一节点R3)的第一哈希值为H13，第1个PING实例(第二节点P1)的第二哈希值为H21，第2个PING实例(第二节点P2)的第二哈希值为H22，第3个PING实例(第二节点P3)的第二哈希值为H23，当确定第一哈希值H11介于第二哈希值H21和第二哈希值H23之间，计算第一哈希值H11与第二哈希值H21的第一差值为D1，计算第一哈希值H11与第二哈希值H23的第二差值为D2，当D1大于或者等于D2时，说明第一哈希值H11与第二哈希值H21相似度越小，距离越远，第一哈希值H11与第二哈希值H23相似度越大，距离越小，故将所述第二哈希值H23作为目标第二哈希值，与所述第二哈希值H23对应的第二节点P3作为目标第二节点，将与第一哈希值H11对应的第1个IP地址分配给与所述目标第二节点P3对应的第3个PING实例。

又如，当确定第一哈希值H13介于第二哈希值H22和第二哈希值H23之间时，计算第一哈希值H13与第二哈希值H22的第一差值D1，计算第一哈希值H13与第二哈希值H23的第二差值D2，若第一差值D1小于第二差值D2，说明第一哈希值H13与第二哈希值H22的相似度越大，距离越小，第一哈希值H13与第二哈希值H23的相似度越小，距离越大，故将第二哈希值H22作为目标第二哈希值，与所述第二哈希值H22对应的第二节点P2作为目标第二节点，将与所述第一哈希值H13对应的第3个IP地址分配给与所述目标第二节点P2对应的第2个PING实例。

S106，使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址得到监控数据。

所述监控数据可以包括：丢包率，延时，延时的最大值以及延时的最小值等。

本实施例中，所述因特网包探索器实例的服务为PING命令，使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址的监控数据为运行PING命令处理IP地址得到监控数据，其中，PING命令的格式为：PING空格IP地址。

S107，根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况。

当通过PING实例的服务得到监控数据后，即可根据监控数据确定计算机的网络运行状况为优还是差。

示例性，当监控数据为丢包率时，且丢包率达到90％，表明网络丢包非常严重，网络运行不稳定；当丢包率达到0.1％时，表明网络几乎没有丢包，网络运行十分稳定。

在一个可选的实施例中，所述根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况包括：

获取所述监控数据中的丢包率和延时；

判断丢包率是否小于预设丢包率阈值及判断所述延时是否小于预设延时阈值；

当所述丢包率小于或者等于所述预设丢包率阈值，且所述延时小于或者等于所述预设延时阈值，输出所述计算机的网络状况正常；

当所述丢包率大于所述预设丢包率阈值，或者所述延时大于所述预设延时阈值时，输出所述计算机的网络状况异常并告警。

在该可选的实施例中，只有当丢包率很小(小于或者等于预设丢包率阈值)且延时很小(小于或者等于预设延时阈值)，才表明计算机的网络状况良好，运行正常。而，丢包率很大，或者延时也很大，均表明计算机的网络状态较差，运行异常。对于丢包率很大，但是延时较小时，可以发出第一告警；对于丢包率很小，但是延时较大时，可以发出第二告警；对于丢包率很大，且延时也很大时，发出第三告警。通过不同的告警方式能够区别出计算机的网络状况发生异常的原因，以便运维人员能够在收到告警信号时直接给出解决措施，而不需排查是什么原因的异常。

综上所示，本实施例提供的计算机网络状况监控方法，通过初始化多个因特网包探索器实例，实现了PING服务的横向扩展，解决了单个PING服务处理能力不足的问题；在所述多个因特网包探索器实例启动时获取每个因特网包探索器实例的状态数据，并将所述状态数据注册到ETCD注册中心，接着获取心跳服务中预先缓存的IP列表，通过将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例，解决了多个IP地址均匀分配的问题，确保每个PING实例都能处理IP地址，最后使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址得到监控数据，根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况。提升了ETCD集群中PING服务的处理能力，增强了获取监控数据的时效性。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的计算机网络状况监控装置的结构图。

在一些实施例中，所述计算机网络状况监控装置20可以包括多个由程序代码段所组成的功能模块。所述计算机网络状况监控装置20中的各个程序段的程序代码可以存储于计算机设备的存储器中，并由所述至少一个处理器所执行，以执行(详见图1描述)计算机网络状况监控的功能。

本实施例中，所述计算机网络状况监控装置20根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块。所述功能模块可以包括：初始化模块201、实时监控模块202、状态获取模块203、状态注册模块204、IP获取模块205、IP分配模块206、IP处理模块207及状况输出模块208。本发明所称的模块是指一种能够被至少一个处理器所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储器中。在本实施例中，关于各模块的功能将在后续的实施例中详述。

初始化模块201，用于初始化多个因特网包探索器实例。

本实施例中，ETCD(A highly-available key value store for sharedconfiguration and service discovery，用于配置共享和服务发现的键值存储系统)系统可以使用因特网包探索器服务监控某一个区域内计算机的数量和目标计算机的网络状况。ETCD分布式服务系统部署到所述区域中。

所述因特网包探索器(Packet Internet Groper，PING)，是一个可执行命令，使用PING命令可以检查网络是否能够连通。具体的，用于确定本地计算机是否能与另一台计算机交环(发送与接收)数据报。PING能够以毫秒为单位显示发送ICMP(网间控制报文协议)回送请求到返回回送应答之间的时间量。如果应答时间短，表示数据报不必通过太多的路由器或网络连接速度比较快。

在一个可选的实施例中，所述初始化模块201初始化多个因特网包探索器实例包括：

获取自动化容器的副本控制器的副本参数；

修改所述副本参数的值为预设数值；

运行所述副本控制器得到与所述预设数值对应的多个因特网包探索器实例。

本实施例中，自动化容器(Kubernetes，K8S)是自动部署、扩展和管理容器化应用程序的开源系统，副本控制器是确保特定数量的PING实例在任意时刻运行。所述预设数值是K8S集群服务控制的，K8S集群服务正常运行依赖etcd服务系统。

示例性的，若想通过K8S的副本控制器将单个PING实例扩展成多个PING实例，则首先应当获取副本控制器的副本参数，通常情况下副本参数的值默认为1，将该副本参数的默认值修改为预设数值，例如，50，保存修改后的副本参数的值，运行所述副本控制器即可得到50个PING实例。

所述预设数值可以以文本(例如，TXT或者EXCEL)的形式存储于系统中，在初始化的过程中，通过读取存储的文本中的数值即可将所述副本参数的值替换为所读取到的数值。

在该可选的实施例中，结合K8S集群中ETCD分布式存储服务的特性，当某个区域内接入的计算机数量过多，通过自动化容器的副本控制器将只有一个实例(pod)的PING服务动态扩展为多个实例的PING服务，使得多个PING实例可以服务多个IP地址，有效的解决了单个PING实例的服务能力不足的技术问题，提高了获取IP地址的监控数据的实时性。

实时监控模块202，用于实时监控区域内计算机的数量；及根据所述计算机的数量确定所述预设数值。

在该可选的实施例中，计算机不需要接入到K8S集群中，只需要监控区域内计算机的数量来确定所述预设数值，根据所确定的预设数值修改副本控制器的副本参数，进而确定初始化PING实例的个数。当目标区域内计算机数量较大时，可以初始化较多的PING实例，当目标区域内计算机数量较小时，可以初始化较少的PING实例，确保初始化的PING实例合理性，使得每个PING实例都能处理IP地址，充分利用网络资源，避免初始化太多PING实例而计算机数量较少导致的资源浪费，避免初始化太少PING实例而计算机数量较多导致的性能下降和实时性低。

状态获取模块203，用于启动所述多个因特网包探索器实例并获取每个因特网包探索器实例的状态数据。

本实施例中，通过副本控制器初始化多个PING实例后，即可执行启动PING实例的操作。PING实例在启动时，会将自身的状态数据自动上报到ETCD注册中心。如果PING实例增加了或者减少了，ETCD集群中对应的状态数据就会增加或者减少。

所述PING实例的状态数据以键值对<key，value>的形式存在，其中，key是PING实例中的状态，value是所述PING实例上报所述状态时的时间戳。其中，所述PING实例的状态分为正常状态和异常状态，当PING实例处于正常状态时，也就是所述PING实例正常运行时，每隔预设时间(5s)上报状态数据到ETCD注册中心。

优选的，所述PING实例上报所述状态时的时间戳精确到纳米级别。

在该可选的实施例中，由于时间戳精确到纳米级别后，两个时间戳相同的概率几乎为0，因此能够确保每个PING实例的状态数据是唯一的，即确保不同的PING实例的状态数据不同。不同的状态数据的PING实例能够避免数据冲突。

示例性的，某一个PING实例的状态用p1表示，上报所述状态p1时的时间戳用v1表示，v1＝1545900788303975784，则所述PING实例的状态数据为<p1，v1>＝<PING/ETCD/zone/SZD/1545900788303975784，1545900788303975784>。

状态注册模块204，用于将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到ETCD注册中心。

所述ETCD注册中心是一个分布式键值数据库，用来存储所述多个PING实例的状态数据。当接收到PING实例上报的状态数据后，将PING实例的状态数据存储到分布式键值数据库中，即完成了将所述多个PING实例的状态数据注册到ETCD注册中心的过程。

在一个可选的实施例中，所述状态注册模块204将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到ETCD注册中心包括：

获取所述ETCD注册中心的网络接口；

调用所述网络接口将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到所述ETCD的注册中心。

其中，所述网络接口包括IP地址端口以及应用程序接口(ApplicationProgramming Interface，API接口)，所述API接口是一些预先定义的函数，或软件系统不同组成部分衔接的约定，是提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件得以访问一组例程的能力。

IP获取模块205，用于获取心跳服务中预先缓存的IP列表。

其中，所述心跳服务(Heart Beat Service，HBS服务)是一个缓存所有配置数据的服务，用于接收所有服务器的心跳请求，在服务端注册Agent，更新Agent状态，连接ETCD注册中心确保HBS服务与ETCD注册中心连接正常，所述心跳服务每分钟发一次心跳请求。PING实例服务、HBS服务以及其他服务都是由K8S集群控制的。

本实施例中，心跳服务与ETCD注册中心采用的是双向监听机制，所述双向监听中的任何一方都可以发起获取数据的请求。

例如，心跳服务可以向ETCD注册中心发起请求，获取数据；ETCD注册中心也可以向心跳服务发起请求，获取数据。采用双向监听机制，在一方向另一方发起请求之后，如果另一方的状态数据发生了变化，一方可以即时获取到另一方变化的状态数据。

本实施例中，所述HBS服务中预先缓存有一个IP列表，所述IP列表中记录有多个计算机的IP地址、计算机名称、计算机所在的区域等。

IP分配模块206，用于将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例。

本实施例中，由于IP地址有多个，表明ETCD集群中的计算机有多个，需要将这多个IP地址分配到多个PING实例中，确保每个PING实例都能处理IP地址对应的PING数据。

在一个可选的实施例中，所述IP分配模块206将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例包括：

采用哈希函数计算所述IP列表中每个IP地址的第一哈希值；

采用所述哈希函数计算所述多个因特网包探索器实例中每个因特网包探索器实例的第二哈希值；

根据所述第一哈希值将IP地址作为第一节点映射到虚拟hash环上；

根据所述第二哈希值将因特网包探索器实例作为第二节点映射到所述虚拟hash环上；

从所述第二节点中筛选出对应所述第一节点的目标第二节点；

将所述第一节点对应的IP地址分配给与所述目标第二节点对应的因特网包探索器实例。

在该可选的实施例中，为了把ETCD集群中的多个计算机的IP地址平均的分配到不同的PING实例中去处理，保证每个PING实例都能均匀处理不同计算机的PING数据，引入了分布式一致性hash的原理，把数据尽可能均匀的打散到hash环中，每个PING实例作为虚拟hash圆环上的节点进行均匀分布，从而解决数据倾斜的问题。

获取到多个PING实例的状态数据之后，通过一致性hash算法，计算每个PING实例的哈希值并映射到虚拟hash环上，然后计算每个IP地址的哈希值并映射到虚拟hash环上，然后将虚拟hash环上的最靠近PING实例的IP地址分配给该PING实例。

示例性的，多个PING实例映射到虚拟hash环上的节点分别为p1，p2，…，pn，将多个IP地址分配给虚拟hash环上的这些节点，每个节点分配的IP地址都是不一样的，节点p1，p2，…，pn处理的数据结果分别为r1，r2，…，rn。

在一个可选的实施例中，所述从所述第二节点中筛选出对应所述第一节点的目标第二节点包括：

确定所述虚拟hash环上的第一节点对应的两个第二节点，其中，所述第一节点的第一哈希值介于所述两个第二节点的第二哈希值之间；

计算所述第一哈希值与两个所述第二哈希值之间的差值；

将最小的差值对应的第二哈希值作为目标第二哈希值；

将所述目标第二哈希值对应的第二节点作为所述第一节点的目标第二节点。

例如，3个IP地址作为第一节点映射虚拟hash环上，3个PING实例作为第二节点映射到虚拟hash环上，其中，第1个IP地址(第一节点R1)的第一哈希值为H11，第2个IP地址(第一节点R2)的第一哈希值为H12，第3个IP地址(第一节点R3)的第一哈希值为H13，第1个PING实例(第二节点P1)的第二哈希值为H21，第2个PING实例(第二节点P2)的第二哈希值为H22，第3个PING实例(第二节点P3)的第二哈希值为H23，当确定第一哈希值H11介于第二哈希值H21和第二哈希值H23之间，计算第一哈希值H11与第二哈希值H21的第一差值为D1，计算第一哈希值H11与第二哈希值H23的第二差值为D2，当D1大于或者等于D2时，说明第一哈希值H11与第二哈希值H21相似度越小，距离越远，第一哈希值H11与第二哈希值H23相似度越大，距离越小，故将所述第二哈希值H23作为目标第二哈希值，与所述第二哈希值H23对应的第二节点P3作为目标第二节点，将与第一哈希值H11对应的第1个IP地址分配给与所述目标第二节点P3对应的第3个PING实例。

又如，当确定第一哈希值H13介于第二哈希值H22和第二哈希值H23之间时，计算第一哈希值H13与第二哈希值H22的第一差值D1，计算第一哈希值H13与第二哈希值H23的第二差值D2，若第一差值D1小于第二差值D2，说明第一哈希值H13与第二哈希值H22的相似度越大，距离越小，第一哈希值H13与第二哈希值H23的相似度越小，距离越大，故将第二哈希值H22作为目标第二哈希值，与所述第二哈希值H22对应的第二节点P2作为目标第二节点，将与所述第一哈希值H13对应的第3个IP地址分配给与所述目标第二节点P2对应的第2个PING实例。

IP处理模块207，用于使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址得到监控数据。

所述监控数据可以包括：丢包率，延时，延时的最大值以及延时的最小值等。

本实施例中，所述因特网包探索器实例的服务为PING命令，使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址的监控数据为运行PING命令处理IP地址得到监控数据，其中，PING命令的格式为：PING空格IP地址。

状况输出模块208，用于根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况。

当通过PING实例的服务得到监控数据后，即可根据监控数据确定计算机的网络运行状况为优还是差。

示例性，当监控数据为丢包率时，且丢包率达到90％，表明网络丢包非常严重，网络运行不稳定；当丢包率达到0.1％时，表明网络几乎没有丢包，网络运行十分稳定。

在一个可选的实施例中，所述状况输出模块208根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况包括：

获取所述监控数据中的丢包率和延时；

判断丢包率是否小于预设丢包率阈值及判断所述延时是否小于预设延时阈值；

当所述丢包率小于或者等于所述预设丢包率阈值，且所述延时小于或者等于所述预设延时阈值，输出所述计算机的网络状况正常；

当所述丢包率大于所述预设丢包率阈值，或者所述延时大于所述预设延时阈值时，输出所述计算机的网络状况异常并告警。

在该可选的实施例中，只有当丢包率很小(小于或者等于预设丢包率阈值)且延时很小(小于或者等于预设延时阈值)，才表明计算机的网络状况良好，运行正常。而，丢包率很大，或者延时也很大，均表明计算机的网络状态较差，运行异常。对于丢包率很大，但是延时较小时，可以发出第一告警；对于丢包率很小，但是延时较大时，可以发出第二告警；对于丢包率很大，且延时也很大时，发出第三告警。通过不同的告警方式能够区别出计算机的网络状况发生异常的原因，以便运维人员能够在收到告警信号时直接给出解决措施，而不需排查是什么原因的异常。

综上所示，本实施例提供的计算机网络状况监控装置，通过初始化多个因特网包探索器实例，实现了PING服务的横向扩展，解决了单个PING服务处理能力不足的问题；在所述多个因特网包探索器实例启动时获取每个因特网包探索器实例的状态数据，并将所述状态数据注册到ETCD注册中心，接着获取心跳服务中预先缓存的IP列表，通过将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例，解决了多个IP地址均匀分配的问题，确保每个PING实例都能处理IP地址，最后使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址得到监控数据，根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况。提升了ETCD集群中PING服务的处理能力，增强了获取监控数据的时效性。

实施例三

参阅图3所示，为本发明实施例三提供的计算机设备的结构示意图。在本发明较佳实施例中，所述计算机设备3包括存储器31、至少一个处理器32、至少一条通信总线33及收发器34。

本领域技术人员应该了解，图3示出的计算机设备的结构并不构成本发明实施例的限定，既可以是总线型结构，也可以是星形结构，所述计算机设备3还可以包括比图示更多或更少的其他硬件或者软件，或者不同的部件布置。

在一些实施例中，所述计算机设备3是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路、可编程门阵列、数字处理器及嵌入式设备等。所述计算机设备3还可包括客户设备，所述客户设备包括但不限于任何一种可与客户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互的电子产品，例如，个人计算机、平板电脑、智能手机、数码相机等。

需要说明的是，所述计算机设备3仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本发明，也应包含在本发明的保护范围以内，并以引用方式包含于此。

在一些实施例中，所述存储器31用于存储程序代码和各种数据，例如安装在所述计算机设备3中的装置，并在计算机设备3的运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。所述存储器31包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子擦除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

在一些实施例中，所述至少一个处理器32可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述至少一个处理器32是所述计算机设备3的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个计算机设备3的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器31内的程序或者模块，以及调用存储在所述存储器31内的数据，以执行计算机设备3的各种功能和处理数据。

在一些实施例中，所述至少一条通信总线33被设置为实现所述存储器31以及所述至少一个处理器32等之间的连接通信。

尽管未示出，所述计算机设备3还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器32逻辑相连，从而通过电源管理装置实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述计算机设备3还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。

应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。

上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块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，计算机设备，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分。

在进一步的实施例中，结合图2，所述至少一个处理器32可执行所述计算机设备3的操作装置以及安装的各类应用程序、程序代码等，例如，上述的各个模块。

所述存储器31中存储有程序代码，且所述至少一个处理器32可调用所述存储器31中存储的程序代码以执行相关的功能。例如，图2中所述的各个模块是存储在所述存储器31中的程序代码，并由所述至少一个处理器32所执行，从而实现所述各个模块的功能。

在本发明的一个实施例中，所述存储器31存储多个指令，所述多个指令被所述至少一个处理器32所执行以实现本发明所述的方法中的全部或者部分步骤。

具体地，所述至少一个处理器32对上述指令的具体实现方法可参考图1对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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。

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模块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，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种计算机网络状况监控方法，其特征在于，所述方法包括：

初始化多个因特网包探索器实例，包括：实时监控区域内计算机的数量；根据所述计算机的数量确定预设数值；获取自动化容器的副本控制器的副本参数；修改所述副本参数的值为所述预设数值；运行所述副本控制器得到与所述预设数值对应的多个因特网包探索器实例；

启动所述多个因特网包探索器实例并获取每个因特网包探索器实例的状态数据，所述状态数据包括每个因特网包探索器实例的状态，及每个因特网包探索器实例上报所述状态时的时间戳，所述时间戳精确到纳米级别；

将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到ETCD注册中心，所述ETCD是指用于配置共享和服务发现的键值存储系统；

获取心跳服务中预先缓存的IP列表；

将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例，包括：采用哈希函数计算所述IP列表中每个IP地址的第一哈希值；采用所述哈希函数计算所述多个因特网包探索器实例中每个因特网包探索器实例的第二哈希值；根据所述第一哈希值将IP地址作为第一节点映射到虚拟hash环上；根据所述第二哈希值将因特网包探索器实例作为第二节点映射到所述虚拟hash环上；确定所述虚拟hash环上的第一节点对应的两个第二节点，其中，所述第一节点的第一哈希值介于所述两个第二节点的第二哈希值之间；计算所述第一哈希值与两个所述第二哈希值之间的差值；将最小的差值对应的第二哈希值作为目标第二哈希值；将所述目标第二哈希值对应的第二节点作为所述第一节点的目标第二节点；将所述第一节点对应的IP地址分配给与所述目标第二节点对应的因特网包探索器实例，所述虚拟hash环是指虚拟哈希环；

使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址得到监控数据；

根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到ETCD注册中心包括：

获取所述ETCD注册中心的网络接口；

调用所述网络接口将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到所述ETCD的注册中心。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况包括：

获取所述监控数据中的丢包率和延时；

判断丢包率是否小于预设丢包率阈值及判断所述延时是否小于预设延时阈值；

当所述丢包率小于或者等于所述预设丢包率阈值，且所述延时小于或者等于所述预设延时阈值时，输出所述计算机的网络状况正常；

当所述丢包率大于所述预设丢包率阈值，或者所述延时大于所述预设延时阈值时，输出所述计算机的网络状况异常并告警。

4.一种计算机网络状况监控装置，其特征在于，所述装置包括：

初始化模块，用于初始化多个因特网包探索器实例，包括：实时监控区域内计算机的数量；根据所述计算机的数量确定预设数值；获取自动化容器的副本控制器的副本参数；修改所述副本参数的值为所述预设数值；运行所述副本控制器得到与所述预设数值对应的多个因特网包探索器实例；

状态获取模块，用于启动所述多个因特网包探索器实例并获取每个因特网包探索器实例的状态数据，所述状态数据包括每个因特网包探索器实例的状态，及每个因特网包探索器实例上报所述状态时的时间戳，所述时间戳精确到纳米级别；

状态注册模块，用于将所述多个因特网包探索器实例的状态数据注册到ETCD注册中心，所述ETCD是指用于配置共享和服务发现的键值存储系统；

IP获取模块，用于获取心跳服务中预先缓存的IP列表；

IP分配模块，用于将所述IP列表中的多个IP地址分配给所述多个因特网包探索器实例，包括：采用哈希函数计算所述IP列表中每个IP地址的第一哈希值；采用所述哈希函数计算所述多个因特网包探索器实例中每个因特网包探索器实例的第二哈希值；根据所述第一哈希值将IP地址作为第一节点映射到虚拟hash环上；根据所述第二哈希值将因特网包探索器实例作为第二节点映射到所述虚拟hash环上；确定所述虚拟hash环上的第一节点对应的两个第二节点，其中，所述第一节点的第一哈希值介于所述两个第二节点的第二哈希值之间；计算所述第一哈希值与两个所述第二哈希值之间的差值；将最小的差值对应的第二哈希值作为目标第二哈希值；将所述目标第二哈希值对应的第二节点作为所述第一节点的目标第二节点；将所述第一节点对应的IP地址分配给与所述目标第二节点对应的因特网包探索器实例，所述虚拟hash环是指虚拟哈希环；

IP处理模块，用于使用所述因特网包探索器实例的服务处理与所述因特网包探索器实例对应的IP地址得到监控数据；

状况输出模块，用于根据所述监控数据输出与所述IP地址对应的计算机的网络状况。

5.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至3中任意一项所述计算机网络状况监控方法。

6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任意一项所述计算机网络状况监控方法。

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