CN111585842B - 一种网络质量监控诊断方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种网络质量监控诊断方法及系统，涉及网络质量诊断领域，该方法包括网络节点间创建一条业务隧道，所述业务隧道两端的节点定义为源端节点和宿端节点；定义一能被业务隧道的节点转发和捕获的巡检报文，源端节点周期性生成所述巡检报文，且所述巡检报文沿业务隧道传输；当所述巡检报文被业务隧道中的节点捕获时，当前节点向巡检报文中写入当前节点的节点信息；宿端节点捕获巡检报文，并解析出巡检报文写入的节点信息以进行网络质量的诊断。本发明能够极大提升网络运维效率。

Description

一种网络质量监控诊断方法及系统
技术领域
本发明涉及网络质量诊断领域，具体涉及一种网络质量监控诊断方法及系统。
背景技术
网络承载业务的方式包括传统全IP(Internet Protocol Address，互联网协议地址)承载、MPLS-TP隧道承载，以及当前兴起的VXLAN(Virtual Extensible LAN，虚拟扩展局域网)隧道、SR-TP(Segment Routing Transport Profile–Traffic Engineering，基于流量工程的段路由传送子集)、SR-TE(Segment Routing–Traffic Engineering，基于流量工程的段路由)、SR-BE(Segment Routing–Best Effort，基于尽力转发的段路由)等，MPLS-TP是一种面向连接的分组交换网络技术。但是针对新增的业务类型，网络故障诊断能力普遍较差，限制了新增业务类型的广泛使用。随着业务承载技术应用得越来越广泛，关于各种承载方法的OAM(Operation Administration and Maintenance，操作维护管理)诊断手段也迫切需要跟进。
当前，对网络隧道链路质量进行诊断检测的方法主要包括BFD(BidirectionalForwarding Detection，双向转发检测)协议、Y1731协议、iOAM(in-suit OperationAdministration and Maintenance，带内操作维护管理)三种，当网络链路出现质量故障，进行网络质量诊断时，需要沿着网络链路依次查询各个网络节点的历史告警信息，费时费力。
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网络质量监控诊断方法及系统，能够极大提升网络运维效率。
为达到以上目的，本发明提供一种网络质量监控诊断方法，包括以下步骤：
网络节点间创建一条业务隧道，所述业务隧道两端的节点定义为源端节点和宿端节点；
定义一能被业务隧道的节点转发和捕获的巡检报文，源端节点周期性生成所述巡检报文，且所述巡检报文沿业务隧道传输；
当所述巡检报文被业务隧道中的节点捕获时，当前节点向巡检报文中写入当前节点的节点信息；
宿端节点捕获巡检报文，并解析出巡检报文写入的节点信息以进行网络质量的诊断。
在上述技术方案的基础上，
所述业务隧道为IP隧道、MPLS隧道、SR-TP隧道、SR-BE隧道或VXLAN隧道；
所述巡检报文沿业务隧道传输时，巡检报文封装于业务隧道的静荷中。
在上述技术方案的基础上，
所述巡检报文包括控制域部分和记录域部分；
所述控制域部分的内容包括巡检报文长度、巡检报文序列号、路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段、路径带宽追踪使能标记字段和备用字段；
所述记录域部分包括节点信息类型、节点信息内容、节点ID和扩展信息字段。
在上述技术方案的基础上，所述巡检报文沿业务隧道传输，具体步骤包括：
巡检报文沿业务隧道的节点依次传输时：
-当出现业务隧道发生故障的第一情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均置位的第二情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均未置位的第三情况时，仅存在故障的节点捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点，其它节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点；
-当出现第一情况、第二情况和第三情况外的其它情况时，每个节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点。
在上述技术方案的基础上，
所述节点信息类型包括节点入链路状态信息、节点出链路状态信息、节点状态信息、路径信息、时延信息和带宽信息；
当节点信息类型为节点入链路状态信息时，节点信息内容为入口链路正常、入口链路接口SF、入口链路接口SD、入口链路震荡或入口队列拥塞；
当节点信息类型为节点出链路状态信息时，节点信息内容为出口链路正常、出口链路端口关闭或出口队列拥塞；
当节点信息类型为节点状态信息时，节点信息内容为节点正常、节点重启或节点硬件异常；
当节点信息类型为路径信息时，此时路径追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的业务路径信息；
当节点信息类型为时延信息时，此时时延记录使能标记字段置位，节点信息内容为节点的时戳信息；
当节点信息类型为带宽信息时，此时路径带宽追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的带宽值和带宽利用率。
本发明提供一种网络质量监控诊断系统，包括：
创建模块，其用于在网络节点间创建一条业务隧道，所述业务隧道两端的节点定义为源端节点和宿端节点；
定义模块，其用于定义一能被业务隧道的节点转发和捕获的巡检报文，且当巡检报文被节点捕获时，当前节点向巡检报文中写入当前节点的节点信息；
生成模块，其用于驱使源端节点周期性生成巡检报文，且生成的巡检报文沿业务隧道传输；
解析模块，其用于驱使宿端节点捕获巡检报文，并解析出巡检报文写入的节点信息以进行网络质量的诊断。
在上述技术方案的基础上，
所述业务隧道为IP隧道、MPLS隧道、SR-TP隧道、SR-BE隧道或VXLAN隧道；
所述巡检报文沿业务隧道传输时，巡检报文封装于业务隧道的静荷中。
在上述技术方案的基础上，
所述巡检报文包括控制域部分和记录域部分；
所述控制域部分的内容包括巡检报文长度、巡检报文序列号、路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段、路径带宽追踪使能标记字段和备用字段；
所述记录域部分包括节点信息类型、节点信息内容、节点ID和扩展信息字段。
在上述技术方案的基础上，所述生成的巡检报文沿业务隧道传输，具体过程包括：
巡检报文沿业务隧道的节点依次传输时：
-当出现业务隧道发生故障的第一情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均置位的第二情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均未置位的第三情况时，仅存在故障的节点捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点，其它节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点；
-当出现第一情况、第二情况和第三情况外的其它情况时，每个节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点。
在上述技术方案的基础上，
所述节点信息类型包括节点入链路状态信息、节点出链路状态信息、节点状态信息、路径信息、时延信息和带宽信息；
当节点信息类型为节点入链路状态信息时，节点信息内容为入口链路正常、入口链路接口SF、入口链路接口SD、入口链路震荡或入口队列拥塞；
当节点信息类型为节点出链路状态信息时，节点信息内容为出口链路正常、出口链路端口关闭或出口队列拥塞；
当节点信息类型为节点状态信息时，节点信息内容为节点正常、节点重启或节点硬件异常；
当节点信息类型为路径信息时，此时路径追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的业务路径信息；
当节点信息类型为时延信息时，此时时延记录使能标记字段置位，节点信息内容为节点的时戳信息；
当节点信息类型为带宽信息时，此时路径带宽追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的带宽值和带宽利用率。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在源端节点周期性生成自定义的巡检报文，巡检报文沿业务隧道传输时记录各个节点的节点信息，从而只需在宿端节点捕获巡检报文，即可得到各节点的节点信息以对网络质量进行诊断，极大提升网络运维效率。
附图说明
图1为本发明实施例中一种网络质量监控诊断方法的流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种网络质量监控诊断方法，在源端节点周期性生成巡检报文，巡检报文沿业务隧道传输时记录各个节点的节点信息，宿端节点捕获巡检报文即可得到各节点的节点信息以对网络质量进行诊断，极大提升网络运维效率。本发明实施例还相应地提供了一种网络质量监控诊断系统。
参见图1所示，本发明实施例提供一种网络质量监控诊断方法，包括：
S1：网络节点间创建一条业务隧道，业务隧道两端的节点定义为源端节点和宿端节点。网络中包括多个节点，当进行业务隧道创建时，可以沿着节点间的业务流向进行创建。所创建的业务隧道为IP隧道、MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)隧道、SR-TP隧道、SR-BE隧道或VXLAN隧道。
S2：定义一能被业务隧道的节点转发和捕获的巡检报文，源端节点周期性生成巡检报文，且巡检报文沿业务隧道传输。
本发明实施例中，进行巡检报文定义时，所使用的方法包括但不限于：基于Y1731协议扩展一种新类型、使用保留IP协议类型、协商UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)/TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)端口号、使用VXLAN隧道备用字段、拓展一种专有MPLS标签。所定义的巡检报文具有以下特性：1、报文可扩展，报文中可以定义子类型数据；2、能被业务隧道的中间节点识别并捕获，在报文中写入节点的节点信息；3、每个节点均能在报文中写入任意大小的数据；4、节点信息能够以类似压栈操作的方式插入报文头部。
S3：当巡检报文被业务隧道中的节点捕获时，当前节点向巡检报文中写入当前节点的节点信息。巡检报文沿业务隧道传输时，巡检报文封装于业务隧道的静荷中。巡检报文在沿业务隧道传输的过程中，可以基于设定被节点捕获，以供节点在巡检报文中写入节点信息。当然，在一种可能的实施方式中，运维人员也可主动在源端节点生成巡检报文，进行节点信息的采集。
S4：宿端节点捕获巡检报文，并解析出巡检报文写入的节点信息以进行网络质量的诊断。当解析出巡检报文中写入的节点信息后，将解析出的节点信息上报网管、控制器或其它监控设备，以便网络运维人员对网络质量进行诊断。
本发明实施例的网络质量监控诊断方法，在源端节点周期性生成自定义的巡检报文，巡检报文沿业务隧道传输时记录各个节点的节点信息，从而只需在宿端节点捕获巡检报文，即可得到各节点的节点信息以对网络质量进行诊断，极大提升网络运维效率。
可选地，在上述图1对应实施例的基础上，本发明实施例提供的一种网络质量监控诊断方法的第一个可选实施例中，巡检报文包括控制域部分和记录域部分，其中，控制域部分长度固定，为8字节大小。控制域部分的内容包括巡检报文长度、巡检报文序列号、路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段、路径带宽追踪使能标记字段和备用字段；记录域部分包括节点信息类型、节点信息内容、节点ID和扩展信息字段。
巡检报文沿业务隧道传输，具体步骤包括：
巡检报文沿业务隧道的节点依次传输时：
-当出现业务隧道发生故障的第一情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；本发明实施例中，第一情况指业务隧道发生故障的情况。
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均置位的第二情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；本发明实施例中，第二情况指路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均置位的情况。
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均未置位的第三情况时，仅存在故障的节点捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点，其它节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点；本发明实施例中，第三情况指路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均未置位的情况。
-当出现第一情况、第二情况和第三情况外的其它情况时，每个节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点。
节点信息类型包括节点入链路状态信息、节点出链路状态信息、节点状态信息、路径信息、时延信息和带宽信息；
当节点信息类型为节点入链路状态信息时，节点信息内容为入口链路正常、入口链路接口SF(Signal Fail，信号失效)、入口链路接口SD(Signal Degrade，信号劣化)、入口链路震荡或入口队列拥塞；
当节点信息类型为节点出链路状态信息时，节点信息内容为出口链路正常、出口链路端口关闭或出口队列拥塞；
当节点信息类型为节点状态信息时，节点信息内容为节点正常、节点重启或节点硬件异常；
当节点信息类型为路径信息时，此时路径追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的业务路径信息；
当节点信息类型为时延信息时，此时时延记录使能标记字段置位，节点信息内容为节点的时戳信息；时戳信息包括秒级时戳和纳秒级时戳，通过时戳信息，在宿端节点便可极端网络链路的时延和抖动，以此来检测网络链路质量。
当节点信息类型为带宽信息时，此时路径带宽追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的带宽值和带宽利用率。
本发明实施例提供的一种网络质量监控诊断系统，包括：
创建模块，其用于在网络节点间创建一条业务隧道，所述业务隧道两端的节点定义为源端节点和宿端节点；
定义模块，其用于定义一能被业务隧道的节点转发和捕获的巡检报文，且当巡检报文被节点捕获时，当前节点向巡检报文中写入当前节点的节点信息；
生成模块，其用于驱使源端节点周期性生成巡检报文，且生成的巡检报文沿业务隧道传输；
解析模块，其用于驱使宿端节点捕获巡检报文，并解析出巡检报文写入的节点信息以进行网络质量的诊断。
业务隧道为IP隧道、MPLS隧道、SR-TP隧道、SR-BE隧道或VXLAN隧道；巡检报文沿业务隧道传输时，巡检报文封装于业务隧道的静荷中。
巡检报文包括控制域部分和记录域部分；控制域部分的内容包括巡检报文长度、巡检报文序列号、路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段、路径带宽追踪使能标记字段和备用字段；记录域部分包括节点信息类型、节点信息内容、节点ID和扩展信息字段。
生成的巡检报文沿业务隧道传输，具体过程包括：
巡检报文沿业务隧道的节点依次传输时：
-当出现业务隧道发生故障的第一情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均置位的第二情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均未置位的第三情况时，仅存在故障的节点捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点，其它节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点；
-当出现第一情况、第二情况和第三情况外的其它情况时，每个节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点。
节点信息类型包括节点入链路状态信息、节点出链路状态信息、节点状态信息、路径信息、时延信息和带宽信息；
当节点信息类型为节点入链路状态信息时，节点信息内容为入口链路正常、入口链路接口SF、入口链路接口SD、入口链路震荡或入口队列拥塞；
当节点信息类型为节点出链路状态信息时，节点信息内容为出口链路正常、出口链路端口关闭或出口队列拥塞；
当节点信息类型为节点状态信息时，节点信息内容为节点正常、节点重启或节点硬件异常；
当节点信息类型为路径信息时，此时路径追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的业务路径信息；
当节点信息类型为时延信息时，此时时延记录使能标记字段置位，节点信息内容为节点的时戳信息；
当节点信息类型为带宽信息时，此时路径带宽追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的带宽值和带宽利用率。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种网络质量监控诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
网络节点间创建一条业务隧道，所述业务隧道两端的节点定义为源端节点和宿端节点；
定义一能被业务隧道的节点转发和捕获的巡检报文，源端节点周期性生成所述巡检报文，且所述巡检报文沿业务隧道传输；
当所述巡检报文被业务隧道中的节点捕获时，当前节点向巡检报文中写入当前节点的节点信息；
宿端节点捕获巡检报文，并解析出巡检报文写入的节点信息以进行网络质量的诊断；
其中，所述巡检报文包括控制域部分和记录域部分；所述控制域部分的内容包括巡检报文长度、巡检报文序列号、路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段、路径带宽追踪使能标记字段和备用字段；所述记录域部分包括节点信息类型、节点信息内容、节点ID和扩展信息字段；
所述巡检报文沿业务隧道传输，具体步骤包括：
巡检报文沿业务隧道的节点依次传输时：
-当出现业务隧道发生故障的第一情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均置位的第二情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均未置位的第三情况时，仅存在故障的节点捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点，其它节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点；
-当出现第一情况、第二情况和第三情况外的其它情况时，每个节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点。
2.如权利要求1所述的一种网络质量监控诊断方法，其特征在于：
所述业务隧道为IP隧道、MPLS隧道、SR-TP隧道、SR-BE隧道或VXLAN隧道；
所述巡检报文沿业务隧道传输时，巡检报文封装于业务隧道的静荷中。
3.如权利要求1所述的一种网络质量监控诊断方法，其特征在于：
所述节点信息类型包括节点入链路状态信息、节点出链路状态信息、节点状态信息、路径信息、时延信息和带宽信息；
当节点信息类型为节点入链路状态信息时，节点信息内容为入口链路正常、入口链路接口SF、入口链路接口SD、入口链路震荡或入口队列拥塞；
当节点信息类型为节点出链路状态信息时，节点信息内容为出口链路正常、出口链路端口关闭或出口队列拥塞；
当节点信息类型为节点状态信息时，节点信息内容为节点正常、节点重启或节点硬件异常；
当节点信息类型为路径信息时，此时路径追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的业务路径信息；
当节点信息类型为时延信息时，此时时延记录使能标记字段置位，节点信息内容为节点的时戳信息；
当节点信息类型为带宽信息时，此时路径带宽追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的带宽值和带宽利用率。
4.一种网络质量监控诊断系统，其特征在于，包括：
创建模块，其用于在网络节点间创建一条业务隧道，所述业务隧道两端的节点定义为源端节点和宿端节点；
定义模块，其用于定义一能被业务隧道的节点转发和捕获的巡检报文，且当巡检报文被节点捕获时，当前节点向巡检报文中写入当前节点的节点信息；
生成模块，其用于驱使源端节点周期性生成巡检报文，且生成的巡检报文沿业务隧道传输；
解析模块，其用于驱使宿端节点捕获巡检报文，并解析出巡检报文写入的节点信息以进行网络质量的诊断；
其中，所述巡检报文包括控制域部分和记录域部分；所述控制域部分的内容包括巡检报文长度、巡检报文序列号、路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段、路径带宽追踪使能标记字段和备用字段；所述记录域部分包括节点信息类型、节点信息内容、节点ID和扩展信息字段；
其中，所述生成的巡检报文沿业务隧道传输，具体过程包括：
巡检报文沿业务隧道的节点依次传输时：
-当出现业务隧道发生故障的第一情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均置位的第二情况时，每个节点均捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点；
-当出现路径追踪使能标记字段、时延记录使能标记字段和路径带宽追踪使能标记字段均未置位的第三情况时，仅存在故障的节点捕获巡检报文，并在巡检报文中写入当前节点的节点信息，然后转发巡检报文至下一节点，其它节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点；
-当出现第一情况、第二情况和第三情况外的其它情况时，每个节点仅对巡检报文进行转发，转发巡检报文至下一节点。
5.如权利要求4所述的一种网络质量监控诊断系统，其特征在于：
所述业务隧道为IP隧道、MPLS隧道、SR-TP隧道、SR-BE隧道或VXLAN隧道；
所述巡检报文沿业务隧道传输时，巡检报文封装于业务隧道的静荷中。
6.如权利要求5所述的一种网络质量监控诊断系统，其特征在于：
所述节点信息类型包括节点入链路状态信息、节点出链路状态信息、节点状态信息、路径信息、时延信息和带宽信息；
当节点信息类型为节点入链路状态信息时，节点信息内容为入口链路正常、入口链路接口SF、入口链路接口SD、入口链路震荡或入口队列拥塞；
当节点信息类型为节点出链路状态信息时，节点信息内容为出口链路正常、出口链路端口关闭或出口队列拥塞；
当节点信息类型为节点状态信息时，节点信息内容为节点正常、节点重启或节点硬件异常；
当节点信息类型为路径信息时，此时路径追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的业务路径信息；
当节点信息类型为时延信息时，此时时延记录使能标记字段置位，节点信息内容为节点的时戳信息；
当节点信息类型为带宽信息时，此时路径带宽追踪使能标记字段置位，节点信息内容为节点的带宽值和带宽利用率。
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