CN110995606A - 一种拥塞分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及计算机网络技术领域，提供一种拥塞分析方法及装置。拥塞分析方法包括：网络设备接收流量数据并确定其为目标应用的流量数据，将流量数据的接收时间保存至请求响应表中的表项，并向拥塞分析平台发送该表，其中，对于请求流量及响应流量分别保存请求时间及响应时间；拥塞分析平台接收多个网络设备发送的请求响应表，根据请求响应表确定目标应用的流量数据传输形成的拓扑链路，沿拓扑链路的反方向依次计算链路上的网络设备的响应延迟，若响应延迟大于阈值，则确定该网络设备为拥塞点，其中，响应延迟通过计算请求响应表的表项中保存的响应时间与请求之间之差得到。该方法能够精确定位拥塞点，并且可以确定拥塞对于具体的目标应用的影响。

Description

一种拥塞分析方法及装置

技术领域

本申请涉及计算机网络技术领域，具体而言，涉及一种拥塞分析方法及装置。

背景技术

网络拥塞是指在分组交换网络中传送分组的数目太多时，由于存储转发节点的资源有限而造成网络传输性能下降的情况，网络拥塞可能导致数据丢失、时延增加、吞吐量下降等问题。因此，在出现网络拥塞时，及时确定拥塞点显得尤为重要，一旦能够确定发生拥塞的网络设备，网络管理人员便可以采取相应的措施。

然而，目前的网络越来越复杂，拥塞点的确定也变得更加困难。在现有技术中，一般是由网络设备本身进行异常检查来判断该网络设备是否发生拥塞，但导致网络设备出现异常的原因有很多，因此这些现有方法对拥塞点的判断并不精确。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种拥塞分析方法及装置，以改善上述技术问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种拥塞分析方法，应用于网络设备，所述方法包括：接收流量数据；确定所述流量数据为目标应用的流量数据，所述目标应用为运行于终端设备和服务器上的应用；获取所述流量数据的转发信息以及接收时间，并根据所述转发信息将所述接收时间保存至请求响应表中与所述流量数据对应的表项；其中，若所述流量数据为所述终端设备向所述服务器发送的请求流量，则将所述接收时间作为请求时间保存至所述表项，若所述流量数据为所述服务器向所述终端设备返回的响应流量，则将所述接收时间作为响应时间保存至所述表项；向拥塞分析平台发送所述请求响应表。

本申请实施例提供的拥塞分析方法可分为第一方面和第二方面。第一方面为网络设备根据流量数据采集信息(请求响应表)，并将采集到的信息上传拥塞分析平台，第二方面为拥塞分析平台根据接收到的信息确定发生拥塞的网络设备(即网络中的拥塞点)。

在该方法的第一方面中，网络设备先从接收到的全部流量数据中过滤出针对目标应用的流量数据，然后利用该流量数据的接收时间更新请求响应表中对应表项中的时间：若流量数据为目标应用的请求流量则更新请求时间；若流量数据为目标应用的响应流量则更新响应时间。网络设备持续获取目标应用的流量数据并更新请求响应表中针对目标应用的表项，直至适当的时机将请求响应表上传至拥塞分析平台，由拥塞分析平台分析网络中针对该目标应用的拥塞点。

在第一方面的一种实现方式中，所述方法还包括：若所述请求响应表中不存在与所述流量数据对应的表项，则将所述转发信息以及所述接收时间作为与所述流量数据对应的内容保存至所述请求响应表的新建表项中。

在第一方面的一种实现方式中，所述网络设备上预加载有所述目标应用的应用识别规则，所述应用识别规则包括源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口以及协议类型中的一项或者多项；所述转发信息包括所述流量数据的源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口、入接口、出接口以及所述出接口对应的下一跳的IP地址中的一项或者多项；其中，所述出接口对应的下一跳的IP地址通过在所述网络设备上开启链路层发现协议LLDP协议获取。

在上述实现方式中，判断流量数据是否属于目标应用的流量数据只需解析流量数据的内容，获取应用识别规则中指定的字段的值，并判断其与应用识别规则是否匹配，若匹配则为目标应用的流量数据。对于请求流量和响应流量，匹配的方式也略有不同(源和目的刚好相反)，因此在过滤出目标应用的流量数据时，也可以确定出流量数据到底是请求流量还是响应流量。

上述实现方式还给出了转发信息中可能包括的一些字段，这些字段在请求响应表的表项中亦有记录，因此根据流量数据的转发信息查找请求响应表即可确定其对应的表项，当然，对同一目标应用的请求流量和响应流量，由于转发信息略有不同(源和目的、入接口和出接口刚好相反)，因此在查找时比较的方式也略有不同。

网络设备通过开启LLDP协议可以发现每个接口的邻居设备，从而可以获取到转发信息中的出接口对应的下一跳的IP地址，该IP地址在拥塞分析平台计算目标应用的流量数据传输形成的拓扑链路时会使用。

在第一方面的一种实现方式中，所述向拥塞分析平台发送所述请求响应表，包括：若检测到所述目标应用的流量链接断开和/或到达预设的信息上传时间，则向所述拥塞分析平台发送所述请求响应表。

上述实现方式中提出了网络设备上传请求响应表的两种可能的时机。若目标应用的流量链接断开(可能是正常断开也可能是异常断开)，表明网络设备无法继续接收目标应用的流量数据，因此可以上传当前已采集的信息进行分析。预设的信息上传时间可以是拥塞分析平台和各网络设备约定好的，例如，在一种可选的方案中，各网络设备可以在同一时刻上传请求响应表，从而上传的信息将充分反映该时刻之前的一个时间段内的网络状况，进而拥塞分析平台可以据此分析该时间段内的网络拥塞状况。

第二方面，本申请实施例提供一种拥塞分析方法，应用于拥塞分析平台，所述方法包括：接收多个网络设备发送的请求响应表；根据所述请求响应表确定目标应用的流量数据在终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路；其中，所述目标应用为运行于所述终端设备和所述服务器上的应用，所述拓扑链路的方向为从所述终端设备至所述服务器；沿所述拓扑链路的反方向依次计算链路上的网络设备的响应延迟；其中，所述响应延迟为所述网络设备发送的所述请求响应表中、与在所述拓扑链路传输的流量数据对应的表项中的响应时间与请求时间之差；若所述响应延迟大于所述网络设备设置的最大延迟时间，则确定所述目标应用的流量数据在所述拓扑链路的所述网络设备处发生了拥塞。

在拥塞分析方法的第二方面中，拥塞分析平台接收网络设备上传的请求响应表，并根据请求响应表确定目标应用的流量数据在终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路。拥塞分析平台在拓扑链路上确定至多一个拥塞点(无拥塞点表明该拓扑链路未发生拥塞)。对于某个网络设备，基于该网络设备上传的请求响应表进行拥塞分析，其具体方式是：获取拓扑链路传输的流量数据在请求响应表中对应的表项中的请求时间与响应时间，计算二者的差值作为响应延迟，若响应延迟足够大，则认为该网络设备发生了拥塞。对于拓扑链路而言，拥塞分析延链路的反方向进行，一旦找到拥塞点，后续网络设备可以不再分析(可以认为后续的网络设备由于拥塞点的影响，响应延迟都较大，因此没有分析必要)。

由于请求时间与响应时间分别是网络设备接收最新的请求流量和响应流量的时间，因此二者之差可以大致估计请求流量从当前网络设备到达服务器，以及，响应流量从服务器返回当前网络设备的时间之和，若这段时间较长，表明目标应用的流量数据在当前网络设备与服务器之间某处发生了拥塞，然而，由于拥塞分析是延拓扑链路的反方向进行的，说明当前网络设备的下一个网络设备(指拓扑链路方向上的下一跳)与服务器之间未发生拥塞，因此，可以推定当前网络设备发生了拥塞。

从而，该拥塞分析方法可以比较精确地分析拓扑链路上的拥塞点，并且，该方法基于某个目标应用的流量数据进行分析，因此确定的拥塞点也是针对该目标应用，即可以明确评估拥塞对目标应用的影响。

在第二方面的一种实现方式中，所述根据所述请求响应表确定目标应用的流量数据在终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路，包括：根据属于终端设备的所述目标应用的流量数据在每个网络设备发送的所述请求响应表中对应的表项中的入接口、出接口以及下一跳的IP地址，确定所述流量数据在所述终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路；其中，所述拓扑链路的入口为终端设备接入接口，所述拓扑链路的出口为服务器接入接口，所述终端设备接入接口为属于所述终端设备的所述流量数据在未被作为下一跳的网络设备上的入接口，所述服务器接入接口为属于所述终端设备的所述流量数据在所述多个网络设备上经过的出接口中未对应有下一跳的IP地址的出接口。

由于流量数据依次传输通过各网络设备，并在每个网络设备上都形成记录，即请求响应表中的表项，从而汇总这些记录中的入接口、出接口以及下一跳的IP地址，可以得出流量数据传输形成的拓扑链路。

在第二方面的一种实现方式中，所述拓扑链路上的每个网络设备设置的最大延迟时间延所述拓扑链路的方向依次递减。

之前已经提到，响应延迟可以视为对请求流量从当前网络设备到达服务器，以及，响应流量从服务器返回当前网络设备的这两段时间之和的大致估计，所以网络设备距离服务器越远(指经过的跳数越多)，对应的最大延迟时间可以设置得更大一些，这样对拥塞点的判断也更精确。

在第二方面的一种实现方式中，所述方法还包括：统计由不同的终端设备形成的拓扑链路在同一网络设备处的拥塞发生状况，并根据统计结果确定所述目标应用的流量数据在所述网络设备处是否发生了拥塞。

对于网络应用而言，常见的情况是大量终端设备同时对服务器进行访问，即会形成大量的拓扑链路，某个网络设备在某条拓扑链路上被确定为拥塞点，并不一定在其他拓扑链路上也会被确定为拥塞点，而且，虽然上述确定拥塞点的方法具有较高的精度，但终究是一种对拥塞点的预测，其结果也并非100％准确。所以在上述实现方式中，结合多条拓扑链路的拥塞发生状况进行统计，并最终确定网络设备处是否发生了拥塞，使得对拥塞点判断的可信度进一步提高。

第三方面，本申请实施例提供一种拥塞分析装置，配置于网络设备，所述装置包括：数据接收模块，用于接收流量数据；数据过滤模块，用于确定所述流量数据为目标应用的流量数据，所述目标应用为运行于终端设备和服务器上的应用；数据保存模块，用于获取所述流量数据的转发信息以及接收时间，并根据所述转发信息将所述接收时间保存至请求响应表中与所述流量数据对应的表项；其中，若所述流量数据为所述终端设备向所述服务器发送的请求流量，则将所述接收时间作为请求时间保存至所述表项，若所述流量数据为所述服务器向所述终端设备返回的响应流量，则将所述接收时间作为响应时间保存至所述表项；数据发送模块，用于向拥塞分析平台发送所述请求响应表。

第四方面，本申请实施例提供一种拥塞分析装置，配置于拥塞分析平台，所述装置包括：数据收集模块，用于接收多个网络设备发送的请求响应表；链路构建模块，用于根据所述请求响应表确定目标应用的流量数据在终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路；其中，所述目标应用为运行于所述终端设备和所述服务器上的应用，所述拓扑链路的方向为从所述终端设备至所述服务器；延迟计算模块，用于沿所述拓扑链路的反方向依次计算链路上的网络设备的响应延迟；其中，所述响应延迟为所述网络设备发送的所述请求响应表中、与在所述拓扑链路传输的流量数据对应的表项中的响应时间与请求时间之差；拥塞判断模块，用于若所述响应延迟大于所述网络设备设置的最大延迟时间，则确定所述目标应用的流量数据在所述拓扑链路的所述网络设备处发生了拥塞。

第五方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器读取并运行时，执行第一方面、第二方面或以上两方面的任意一种可能的实现方式提供的方法。

第六方面，本申请实施例提供一种管理设备，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器读取并运行时，执行第一方面、第二方面或以上两方面的任意一种可能的实现方式提供的方法。

为使本申请的上述目的、技术方案和有益效果能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的拥塞分析方法的一种应用场景的示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种拥塞分析方法的流程图；

图3示出了本申请实施例提供的另一种拥塞分析方法的流程图；

图4示出了本申请实施例提供的一种拥塞分析装置的功能模块图；

图5示出了本申请实施例提供的另一种拥塞分析装置的功能模块图；

图6示出了本申请实施例提供的一种电子设备的结构图。

具体实施方式

拥塞分析的一项主要任务是检测网络中的拥塞点，即发生拥塞的网络设备，在对照实施例中，通过网络设备本身的异常检查来判断设备是否发生拥塞。

然而，经发明人长期研究发现，由于导致网络设备出现异常的原因有很多，因此采用对照实施例中的方法确定出的拥塞点并不准确，并且即使按照该方法确定出了某个拥塞点，也不清楚该拥塞点是否真正对应用产生了影响。

对照实施例中存在的上述缺陷，是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本发明过程中对本发明做出的贡献。

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1示出了本申请实施例提供的拥塞分析方法的一种应用场景的示意图。参照图1，该场景中涉及的实体包括拥塞分析平台100、网络设备110、终端设备120以及服务器130。其中，拥塞分析平台100可以是一个软件平台，该平台可以部署在某个独立的服务器上，或者也可以部署在某个网络设备110上。

网络设备110和拥塞分析平台100之间、各网络设备110之间可以进行数据交互。本申请实施例提供的拥塞分析方法大致包括两个阶段：第一阶段由多个网络设备110根据采集拥塞分析所需的信息，即请求响应表，并将请求响应表上传拥塞分析平台100；第二方面由拥塞分析平台100根据接收到的请求响应表确定发生拥塞的网络设备110，即拥塞点。

另外，本申请实施例提供的拥塞分析方法针对指定的网络应用(例如，某个要进行监控的网络应用)进行拥塞分析，分析出的拥塞点也是针对该指定的网络应用，即根据分析结果可以确认拥塞对特定网络应用的影响。为简单起见，将待分析的网络应用称为目标应用，目标应用是一种应用程序或者一个应用程序中的某种业务，可以包括服务端和客户端两部分，分别运行于终端设备120和服务器130上，客户端可以和服务端通过网络进行通信，以实现目标应用的功能，在通信时，所传输的数据可以经过网络中的部分或全部的网络设备110。终端设备120的数量至少为一个，并且在网络应用中，有大量的终端设备120同时访问服务器130是常见的情况。

上述网络设备110可以是路由器、交换机等设备；上述中终端设备120可以是台式机、笔记本电脑、平板电脑、手机、可穿戴设备、车载设备、家电等设备；上述服务器130或者部署有拥塞分析平台100的服务器可以是单台服务器，也可以是多台服务器的组合或者服务器集群。并且，以上设备既可以是实体设备也可以是虚拟设备。

图2示出了本申请实施例提供的一种拥塞分析方法的流程图，该流程图对应前文所述的拥塞分析方法的第一阶段，其中的步骤可以由网络中任意一个能够和拥塞分析平台通信网络设备执行。参照图2，该方法包括：

步骤S200：网络设备接收流量数据。

网络设备作为一种转发设备，会接收并转发大量网络应用的数据，不妨称为流量数据。流量数据的具体形式不作限定，例如，可以是IP报文等。

需要指出，若采集拥塞分析所需信息实现为网络设备的一项功能，则步骤S200中的流量数据应当指该功能开启后网络设备接收到的流量数据。未开启该项功能时，网络设备也可以接收流量数据(这属于网络设备的固有功能)，但可以并不用于拥塞分析。

步骤S210：网络设备确定流量数据为目标应用的流量数据。

目标应用的流量可以指为实现目标应用的功能需要在终端设备和服务器之间交互的数据。由于本申请的方案只针对目标应用进行拥塞分析，因此在步骤S210中首先对流量数据进行过滤，筛选出属于目标应用的流量数据。本申请的方案可以同时分析多个目标应用的流量数据，但为简单起见，后文仅以一个目标应用为例进行介绍。

目标应用的流量数据可以分为两种类型，分别称为请求流量和响应流量，其中，请求流量是指终端设备向服务器发送的流量数据，响应流量是指服务器向终端设备发送的流量数据。对于请求流量和响应流量在步骤S210中都要进行筛选。

在一种实现方式中，网络设备可以预加载目标应用的应用识别规则用来过滤流量数据，该规则包括源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口以及协议类型中的一项或多项，判断流量数据是否属于目标应用的流量数据只需解析流量数据的内容，获取应用识别规则中指定的字段的值，并判断其与应用识别规则的对应字段的值在某种规则下是否匹配，若匹配则可以确定当前的流量数据(指正在进行判断的流量数据)为目标应用的流量数据。其中，源IP地址为终端设备的IP地址，源端口为终端设备针对目标应用使用的端口号，目的IP地址为服务器的IP地址，目的端口为服务器针对目标应用使用的端口号，协议类型为传输流量数据所采用的协议(例如可以是传输层的TCP、UDP协议等)。

在一种比较常见的实现方式中，上述应用识别规则可以为一个五元组规则，即至少包括源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口以及协议类型五个字段。若从流量数据中解析出的源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口以及协议类型依次与应用识别规则中的源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口以及协议类型一致，则可以确定流量数据为目标应用的流量数据。同时，由于应用识别规则中的源(对应终端设备)、目的(对应服务器)正好与流量数据中的相同，所以此时还可以确定出当前流量数据为请求流量。

若从流量数据中解析出的源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口以及协议类型依次与应用识别规则中的目的IP地址、目的端口、源IP地址、源端口以及协议类型一致，也同样可以确定流量数据为目标应用的流量数据。同时，由于应用识别规则中的源、目的正好与流量数据中的相反，所以此时还可以确定出当前流量数据为响应流量。

流量数据的类型可以在步骤S230中使用，这里暂不继续介绍，可以理解的，关于流量数据的类型也可以在步骤S230中再确定，步骤S220中也可以只过滤出属于目标应用的流量数据，而不用关心其到底是请求流量还是响应流量。

应用识别规则针可以仅对于一个特定的终端设备(例如规则中包含有源IP地址)设置，但之前已经提到，可能存在多个终端设备同时运行目标应用的客户端，此时在网络设备上可以分别加载针对各个终端设备的应用识别规则，或者，也可以适当地扩展应用识别规则中字段的含义，例如，允许源IP地址取一个集合(多个终端设备的IP地址的集合)而非只能取一个值。

应用识别规则可以在网络设备本地配置，当然也可以由拥塞分析平台统一下发，除了下发应用识别规则外，拥塞分析平台还可以下发配置指令，该指令可用于指示网络设备加载应用识别规则以及开启采集拥塞分析所需的信息的功能(即执行图2中的方法)。

步骤S220：网络设备获取流量数据的转发信息以及接收时间，并根据转发信息将接收时间保存至请求响应表中与流量数据对应的表项。

流量数据的转发信息中可以包含与流量数据转发有关的若干信息字段，请求响应表是一个表格或者功能类似的其他数据结构，其中包括若干表项，每个表项中也包含转发信息中的这些字段，并以这些字段为关键字区分不同的表项。从而，每条流量数据根据其转发信息都可以对应到请求响应表中的一个表项。

在步骤S220中，网络设备可以获取流量数据的转发信息，然后根据转发信息去请求响应表中查找与流量数据对应的表项，若找到这样的表项，就将接收时间保存至表项中；若找不到这样的表项，则可以在请求响应表中创建一个新的表项，该表项中包含流量数据的转发信息中的字段以及接收时间。在表项中，转发信息中包含的字段通常不会更新，但接收时间会不断更新。

以上所谓将流量数据的接收时间保存至流量数据对应的表项，具体是指：若流量数据为请求流量，则将接收时间作为请求时间保存至表项，若流量数据为响应流量，则将接收时间作为响应时间保存至表项。作为一种实现方式，表项中可以设置两个字段，分别是请求时间字段和响应时间字段，根据流量数据的类型更新相应的时间字段的值即可(若表项是新创建的，这里所谓的更新是指在相应的时间字段中填入接收时间)。请求时间和响应时间在后续进行拥塞分析时会使用，这里暂不说明其用途。

在一种实现方式中，流量数据的转发信息可以包括流量数据的源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口、入接口以及出接口中的一项或多项。其中，作为负责转发的网络设备，流量数据经过的入接口和出接口该设备必然可以获知。

以转发信息包括上述全部六项信息的情况为例，从请求响应表中查找与流量数据对应的表项，可以按照如下规则进行：

规则1：若流量数据的转发信息中的源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口、入接口以及出接口依次与请求响应表中的某个表项中的源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口、入接口以及出接口一致，则可以确定该表项为与流量数据对应的表项。

此种情况下，由于表项中的源、目的、入接口、出接口正好与流量数据中的相同，所以规则1实际上是查找与请求流量对应的表项。

规则2：若流量数据的转发信息中的源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口、入接口以及出接口依次与请求响应表中的某个表项中的目的IP地址、目的端口、源IP地址、源端口、出接口以及入接口一致，则可以确定该表项为与流量数据对应的表项。

此种情况下，由于表项中的源、目的、入接口、出接口正好与流量数据中的相反，所以规则2实际上是查找与响应流量对应的表项。

对于一条流量数据，若在查找对应表项时尚未确定类型，则可以分别执行规则1和规则2进行表项查找(找到对应的表项后可以提前结束执行)，若已经确定类型，则可以只执行与其类型对应的规则进行表项查找即可(例如，对于请求流量可以只执行规则1)。若找不到对应的表项，就按照前文所述创建新的表项即可，绝大多数情况下，目标应用的请求流量产生于响应流量之前，所以导致新表项创建的流量数据一般为请求流量，而响应流量基本上只会引起表项中响应时间的更新。

在一种实现方式中，流量数据的转发信息中还可以包括出接口对应的下一跳的IP地址，在请求响应表中新建流量数据对应的表项时，可以将下一跳的IP地址也保存在表项中，该项信息不会经常更新，并且，下一跳的IP地址也不必作为表项的关键字(因为可以认为网络设备出接口和下一跳的IP地址是绑定的，出接口作为关键字就可以了)。下一跳的IP地址在拥塞分析平台计算目标应用的流量数据传输形成的拓扑链路时使用，这里暂不具体阐述。

网络设备可以通过开启LLDP协议(例如，可以在接收到拥塞分析平台下发的配置指令之后)来发现设备的每个接口对应的邻居设备，从而可以获取出接口对应的下一跳的IP地址。当然，也不排除在某些实现方式中通过其他网络发现协议来获取该信息。

步骤S230：网络设备向拥塞分析平台发送请求响应表。

一旦开始信息采集，网络设备会持续获取目标应用的流量数据并更新请求响应表中针对目标应用的表项，直至适当的时机将请求响应表上传至拥塞分析平台，由拥塞分析平台分析网络中针对该目标应用的拥塞点。

上述适当的时机有不同的选择方式，例如，网络设备可以在检测到目标应用的流量链接断开时发送。若目标应用的流量链接断开(可能是正常断开也可能是异常断开)，表明网络设备无法继续接收目标应用的流量数据，因此可以上传当前已采集的信息进行拥塞分析。又例如，网络设备可以在到达预设的信息上传时间时向拥塞分析平台发送请求响应表。预设的信息上传时间可以是拥塞分析平台和各网络设备约定好的时间(例如，等间隔的某些时刻)，在一种可选的方案中，各网络设备可以在同一时刻上传请求响应表，从而上传的信息将充分反映该时刻之前的一个时间段内的网络状况，进而拥塞分析平台可以据此分析该时间段内的网络拥塞状况。

在具体实施时，以上两种上传信息的时机可以同时采用或者也可以只采用其中的一种。在一些实现方式中，网络设备也可以只上传请求响应表的部分内容，例如，最近一段时间内有更新的表项。

图3示出了本申请实施例提供的另一种拥塞分析方法的流程图，该流程图对应前文所述的拥塞分析方法的第二阶段，其中的步骤可以由拥塞分析平台执行。参照图3，该方法包括：

步骤S300：拥塞分析平台接收多个网络设备发送的请求响应表。

步骤S300所述的多个网络设备可以指能够执行图2中的方法的网络设备，接收到的请求响应表将在步骤S310中使用。

步骤S310：拥塞分析平台根据请求响应表确定目标应用的流量数据在终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路。

拓扑链路具体可以包括流量数据传输经过的若干网络设备，其方向可以定义为从终端设备指向服务器，即请求流量的传输方向。例如，在图1中，拓扑链路为：网络设备1→网络设备2→网络设备3→网络设备4。更具体地，拓扑链路还可以包括流量数据传输经过的各网络设备的接口，例如，上述图1中的拓扑链路可以进一步具体化为(接口在图1中未示出)：网络设备1的入接口1→网络设备1的出接口2→网络设备2的入接口2→网络设备2的出接口1→网络设备3的入接口1→网络设备3的出接口1→网络设备4的入接口3→网络设备4的出接口2。其中，拓扑链路的入口(如上面的网络设备1的入接口1)也称为终端设备接入接口，即流量数据从终端设备流入至网络设备的入接口；拓扑链路的出口(如上面的网络设备4的出接口2)为服务器接入接口，即流量数据从网络设备流出到服务器的出接口。

构建拓扑链路可以按照终端设备进行，因为属于每个终端设备的目标应用的流量数据(即以该终端设备为源的请求流量以及以该终端设备为目的的响应流量，以下简称终端设备的流量数据)都是相互独立的，步骤S310可以视为针对一个终端设备的情况，对于每个终端设备构建拓扑链路的方式是类似的。对于一个终端设备的流量数据，在其传输经过的网络设备的请求响应表上都会记录对应的表项，分析这些表项的内容便可以得到该终端设备的流量数据所形成的拓扑链路，一个终端设备的流量数据通常形成一条拓扑链路，若形成多条拓扑链路的，可以类似分析。

在一种实现方式中，可以先获取该终端设备的流量数据在每个网络设备上传的请求响应表中对应的表项中的入接口、出接口以及下一跳的IP地址。当然，某个终端设备的流量数据并不一定会经过所有的网络设备，只需筛选出和该终端设备有关的那些表项即可，例如，可以通过该终端设备的IP地址以及其他一些字段从拥塞分析平台接收到的请求响应表中进行表项筛选。

表项中的入接口和出接口决定了流量数据在网络设备内部的传输路径，而表项中的出接口和下一跳的IP地址则决定了流量数据在网络设备间的传输路径，从而结合这几项信息就可以得到流量数据在终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路。其中，对于拓扑链路而言，终端设备的流量数据在未被任何网络设备作为下一跳的网络设备上的入接口，被确定为终端设备接入接口，也即拓扑链路的入口；终端设备的流量数据在多个网络设备上经过的出接口中未对应有下一跳的IP地址的出接口，被确定为服务器接入接口，也即拓扑链路的出口。

步骤S320：拥塞分析平台沿拓扑链路的反方向依次计算链路上的网络设备的响应延迟。

步骤S330：拥塞分析平台判断若响应延迟大于网络设备设置的最大延迟时间，则确定目标应用的流量数据在当前拓扑链路的当前网络设备处发生了拥塞。

以上两个步骤结合在一起进行阐述。拓扑链路的反方向即从服务器指向终端设备的方向，在步骤S320中沿拓扑链路的反方向遍历链路上的网络设备，例如，可以从服务器接入接口所在的网络设备开始，依次向终端设备接入接口所在的网络设备进行遍历。对于遍历到的每个网络设备，计算响应延迟，并在步骤S330中根据响应延迟判断该网络设备是发生拥塞，一旦确定某个网络设备为拥塞点，遍历可以提前结束，即对于一条拓扑链路，至多只确定一个拥塞点，若某条拓扑链路上无拥塞点，表明该拓扑链路未发生拥塞。对于拥塞点信息，拥塞分析平台可以以某种方式输出，以使网络管理人员获知，具体输出方式不限定。

具体而言，在对某个网络设备进行拥塞分析时，拥塞分析平台首先获取拓扑链路传输的流量数据(也即终端设备的流量数据)在请求响应表中对应的表项中的请求时间与响应时间，然后计算二者的差值作为响应延迟。若响应延迟大于了该网络设备预设的最大延迟时间，则认为该网络设备发生了拥塞，否则认为该网络设备没有发生拥塞。一旦某个网络设备发生了拥塞，其沿拓扑链路反方向的后续网络设备会因该设备的影响而具有较大的响应延迟，因此没有必要继续进行拥塞分析。

由于请求时间与响应时间分别是网络设备接收最新的请求流量和响应流量的时间，因此二者之差可以大致估计请求流量从当前网络设备到达服务器，以及，响应流量从服务器返回当前网络设备的时间之和，若响应延迟较长，表明目标应用的流量数据在当前网络设备与服务器之间某处发生了拥塞，然而，由于拥塞分析是延拓扑链路的反方向进行的，既然已经遍历到了当前网络设备，说明当前网络设备的下一个网络设备(指拓扑链路方向上的下一跳)与服务器之间未发生拥塞，因此，可以推定当前网络设备发生了拥塞。

从而，该拥塞分析方法可以比较精确地分析拓扑链路上的拥塞点，并且，该方法基于某个目标应用的流量数据进行分析，因此确定的拥塞点也是针对该目标应用，即可以明确评估拥塞对目标应用的影响。

进一步的，上述最大延迟时间可以针对每个网络设备独立设置。在一些实现方式中，拓扑链路上的每个网络设备设置的最大延迟时间延拓扑链路的方向依次递减。这样设置的原因在于：既然响应延迟可以视为对请求流量从当前网络设备到达服务器，以及，响应流量从服务器返回当前网络设备的这两段时间之和的大致估计，所以网络设备距离服务器越远(指经过的跳数越多)，对应的最大延迟时间可以设置得更大一些，这样对拥塞点的判断也更精确。例如，在图1中，网络设备1至网络设备4的最大延迟时间可以依次设置为4秒、3秒、2秒、1秒。

上面只介绍了针对一个终端设备的流量数据形成的单条拓扑链路判断拥塞点的方法。然而，对于网络应用而言，常见的情况是大量终端设备同时对服务器进行访问，即会形成大量的拓扑链路，某个网络设备在某条拓扑链路上被确定为拥塞点，并不一定在其他拓扑链路上也会被确定为拥塞点，而且，虽然上述确定拥塞点的方法具有较高的精度，但终究是一种对拥塞点的预测，其结果也并非100％准确。所以在一种实现方式中，拥塞分析平台可以统计由不同的终端设备形成的拓扑链路在同一网络设备处的拥塞发生状况(按照上述方法)，并根据统计结果确定目标应用的流量数据在该网络设备处是否发生了拥塞。例如，拥塞分析平台上可以设定一个条件，若在经过某个网络设备的80％的拓扑链路上该网络设备都被判断为拥塞点，则拥塞分析平台可以确认对于目标应用的流量数据而言该网络设备确实是拥塞点，否则认为其实际上并非拥塞点。举一个具体的例子，有10条拓扑链路经过了网络设备A，在其中9(大于10×80％)条拓扑链路上网络设备A都被判断为拥塞点，则可以认为网络设备A对于目标应用的流量数据而言确实是拥塞点。

在这种实现方式中，由于结合多条拓扑链路的拥塞发生状况进行统计，降低了拥塞分析中判断错误的偶然性，使得对拥塞点判断的可信度进一步提高。

图4示出了本申请实施例提供的一种拥塞分析装置400的功能模块图，拥塞分析装置400配置于网络设备，该装置包括：

数据接收模块410，用于接收流量数据；

数据过滤模块420，用于确定所述流量数据为目标应用的流量数据，所述目标应用为运行于终端设备和服务器上的应用；

数据保存模块430，用于获取所述流量数据的转发信息以及接收时间，并根据所述转发信息将所述接收时间保存至请求响应表中与所述流量数据对应的表项；其中，若所述流量数据为所述终端设备向所述服务器发送的请求流量，则将所述接收时间作为请求时间保存至所述表项，若所述流量数据为所述服务器向所述终端设备返回的响应流量，则将所述接收时间作为响应时间保存至所述表项；

数据发送模块440，用于向拥塞分析平台发送所述请求响应表。

在拥塞分析装置400的一种实现方式中，数据保存模块430还用于：若所述请求响应表中不存在与所述流量数据对应的表项，则将所述转发信息以及所述接收时间作为与所述流量数据对应的内容保存至所述请求响应表的新建表项中。

在拥塞分析装置400的一种实现方式中，所述网络设备上预加载有所述目标应用的应用识别规则，所述应用识别规则包括源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口以及协议类型中的一项或者多项；所述转发信息包括所述流量数据的源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口、入接口、出接口以及所述出接口对应的下一跳的IP地址中的一项或者多项；其中，所述出接口对应的下一跳的IP地址通过在所述网络设备上开启LLDP协议获取。

在拥塞分析装置400的一种实现方式中，数据发送模块440向拥塞分析平台发送所述请求响应表，包括：若检测到所述目标应用的流量链接断开和/或到达预设的信息上传时间，则向所述拥塞分析平台发送所述请求响应表。

本申请实施例提供的拥塞分析装置400，其实现原理及产生的技术效果在前述方法实施例中已经介绍，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法施例中相应内容。

图5示出了本申请实施例提供的一种拥塞分析装置500的功能模块图。拥塞分析装置500配置于拥塞分析平台，该装置包括：

数据收集模块510，用于接收多个网络设备发送的请求响应表；

链路构建模块520，用于根据所述请求响应表确定目标应用的流量数据在终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路；其中，所述目标应用为运行于所述终端设备和所述服务器上的应用，所述拓扑链路的方向为从所述终端设备至所述服务器；

延迟计算模块530，用于沿所述拓扑链路的反方向依次计算链路上的网络设备的响应延迟；其中，所述响应延迟为所述网络设备发送的所述请求响应表中、与在所述拓扑链路传输的流量数据对应的表项中的响应时间与请求时间之差；

拥塞判断模块540，用于若所述响应延迟大于所述网络设备设置的最大延迟时间，则确定所述目标应用的流量数据在所述拓扑链路的所述网络设备处发生了拥塞。

在拥塞分析装置500的一种实现方式中，链路构建模块520根据所述请求响应表确定目标应用的流量数据在终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路，包括：根据属于终端设备的所述目标应用的流量数据在每个网络设备发送的所述请求响应表中对应的表项中的入接口、出接口以及下一跳的IP地址，确定所述流量数据在所述终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路；其中，所述拓扑链路的入口为终端设备接入接口，所述拓扑链路的出口为服务器接入接口，所述终端设备接入接口为属于所述终端设备的所述流量数据在未被作为下一跳的网络设备上的入接口，所述服务器接入接口为属于所述终端设备的所述流量数据在所述多个网络设备上经过的出接口中未对应有下一跳的IP地址的出接口。

在拥塞分析装置500的一种实现方式中，所述拓扑链路上的每个网络设备设置的最大延迟时间延所述拓扑链路的方向依次递减。

在拥塞分析装置500的一种实现方式中，该装置还包括：统计分析模块，用于统计由不同的终端设备形成的拓扑链路在同一网络设备处的拥塞发生状况，并根据统计结果确定所述目标应用的流量数据在所述网络设备处是否发生了拥塞。

本申请实施例提供的拥塞分析装置500，其实现原理及产生的技术效果在前述方法实施例中已经介绍，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法施例中相应内容。

图6示出了本申请实施例提供的电子设备600的一种可能的结构。参照图6，电子设备600包括：处理器610、存储器620以及通信接口630，这些组件通过通信总线640和/或其他形式的连接机构(未示出)互连并相互通讯。

可以理解，图6所示的结构仅为示意，电子设备600还可以包括比图6中所示更多或者更少的组件，或者具有与图6所示不同的配置。图6中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。于本申请实施例中，电子设备600可以是图1中部署拥塞分析平台100的设备和/或网络设备110。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器读取并运行时，执行本申请实施例提供的拥塞分析方法。例如，该计算机可读存储介质可以是，但不限于图6中电子设备600的存储器620。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种拥塞分析方法，其特征在于，应用于网络设备，所述方法包括：

接收流量数据；

确定所述流量数据为目标应用的流量数据，所述目标应用为运行于终端设备和服务器上的应用；

获取所述流量数据的转发信息以及接收时间，并根据所述转发信息将所述接收时间保存至请求响应表中与所述流量数据对应的表项；其中，若所述流量数据为所述终端设备向所述服务器发送的请求流量，则将所述接收时间作为请求时间保存至所述表项，若所述流量数据为所述服务器向所述终端设备返回的响应流量，则将所述接收时间作为响应时间保存至所述表项；

向拥塞分析平台发送所述请求响应表。

2.根据权利要求1所述的拥塞分析方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述请求响应表中不存在与所述流量数据对应的表项，则将所述转发信息以及所述接收时间作为与所述流量数据对应的内容保存至所述请求响应表的新建表项中。

3.根据权利要求1所述的拥塞分析方法，其特征在于，所述网络设备上预加载有所述目标应用的应用识别规则，所述应用识别规则包括源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口以及协议类型中的一项或者多项；

所述转发信息包括所述流量数据的源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口、入接口、出接口以及所述出接口对应的下一跳的IP地址中的一项或者多项；其中，所述出接口对应的下一跳的IP地址通过在所述网络设备上开启链路层发现协议LLDP协议获取。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的拥塞分析方法，其特征在于，所述向拥塞分析平台发送所述请求响应表，包括：

若检测到所述目标应用的流量链接断开和/或到达预设的信息上传时间，则向所述拥塞分析平台发送所述请求响应表。

5.一种拥塞分析方法，其特征在于，应用于拥塞分析平台，所述方法包括：

接收多个网络设备发送的请求响应表；

根据所述请求响应表确定目标应用的流量数据在终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路；其中，所述目标应用为运行于所述终端设备和所述服务器上的应用，所述拓扑链路的方向为从所述终端设备至所述服务器；

沿所述拓扑链路的反方向依次计算链路上的网络设备的响应延迟；其中，所述响应延迟为所述网络设备发送的所述请求响应表中、与在所述拓扑链路传输的流量数据对应的表项中的响应时间与请求时间之差；

若所述响应延迟大于所述网络设备设置的最大延迟时间，则确定所述目标应用的流量数据在所述拓扑链路的所述网络设备处发生了拥塞。

6.根据权利要求5所述的拥塞分析方法，其特征在于，所述根据所述请求响应表确定目标应用的流量数据在终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路，包括：

根据属于终端设备的所述目标应用的流量数据在每个网络设备发送的所述请求响应表中对应的表项中的入接口、出接口以及下一跳的IP地址，确定所述流量数据在所述终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路；

其中，所述拓扑链路的入口为终端设备接入接口，所述拓扑链路的出口为服务器接入接口，所述终端设备接入接口为属于所述终端设备的所述流量数据在未被作为下一跳的网络设备上的入接口，所述服务器接入接口为属于所述终端设备的所述流量数据在所述多个网络设备上经过的出接口中未对应有下一跳的IP地址的出接口。

7.根据权利要求5所述的拥塞分析方法，其特征在于，所述拓扑链路上的每个网络设备设置的最大延迟时间延所述拓扑链路的方向依次递减。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的拥塞分析方法，其特征在于，所述方法还包括：

统计由不同的终端设备形成的拓扑链路在同一网络设备处的拥塞发生状况，并根据统计结果确定所述目标应用的流量数据在所述网络设备处是否发生了拥塞。

9.一种拥塞分析装置，其特征在于，配置于网络设备，所述装置包括：

数据接收模块，用于接收流量数据；

数据过滤模块，用于确定所述流量数据为目标应用的流量数据，所述目标应用为运行于终端设备和服务器上的应用；

数据保存模块，用于获取所述流量数据的转发信息以及接收时间，并根据所述转发信息将所述接收时间保存至请求响应表中与所述流量数据对应的表项；其中，若所述流量数据为所述终端设备向所述服务器发送的请求流量，则将所述接收时间作为请求时间保存至所述表项，若所述流量数据为所述服务器向所述终端设备返回的响应流量，则将所述接收时间作为响应时间保存至所述表项；

数据发送模块，用于向拥塞分析平台发送所述请求响应表。

10.一种拥塞分析装置，其特征在于，配置于拥塞分析平台，所述装置包括：

数据收集模块，用于接收多个网络设备发送的请求响应表；

链路构建模块，用于根据所述请求响应表确定目标应用的流量数据在终端设备和服务器之间传输时形成的拓扑链路；其中，所述目标应用为运行于所述终端设备和所述服务器上的应用，所述拓扑链路的方向为从所述终端设备至所述服务器；

延迟计算模块，用于沿所述拓扑链路的反方向依次计算链路上的网络设备的响应延迟；其中，所述响应延迟为所述网络设备发送的所述请求响应表中、与在所述拓扑链路传输的流量数据对应的表项中的响应时间与请求时间之差；

拥塞判断模块，用于若所述响应延迟大于所述网络设备设置的最大延迟时间，则确定所述目标应用的流量数据在所述拓扑链路的所述网络设备处发生了拥塞。

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