CN112994970B - 一种基于捕获编排的带内网络遥测int方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于捕获编排的带内网络遥测INT方法及系统，其中，通过控制器下发流表；流表用于将需编排的数据包修改为含编排命令的数据包；需编排的数据包为控制器探测过路径的流的数据包，下发的交换机更符合用户需求，更有针对性，避免了多个交换机无法区分信息量的情况。并且，通过最后一个交换机得到的新的数据包发送给控制器，由于新的数据包是将INT信息覆盖编排命令中遥测内容的位数，保留含编排命令的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位得到的，因此，最终到达控制器的新的数据包的长度固定，传输的数据量一定，处理时间也会相应变短，从而减少网络的抖动。

Description

一种基于捕获编排的带内网络遥测INT方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于捕获编排的带内网络遥测INT方法及系统。

背景技术

随着业务应用的推陈出新和用户规模的不断增长，网络呈现出“高速率、大规模、多接入、不可预期”的特点。网络管理者迫切需要提出能够应对网络状态测量、网络失效检测、故障定位与恢复等场景用例的测量解决方案。

带内网络遥测技术(Inband Network Telemetry，简称INT)应运而生，INT作为一种混合测量技术，是一种借助数据面业务进行网络状况的收集、携带、整理、上报的技术，不使用单独的控制面管理流量进行上述信息收集。

在INT技术的实现过程中，每经过一个交换节点，便插入相应的元数据，使得最终达到遥测服务器时的全部遥测信息的数据量巨大，越靠近宿节点的处理任务越重，处理时间越长，网络也容易发生抖动。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于捕获编排的带内网络遥测INT方法及系统，用以减少网络的抖动。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于捕获编排的带内网络遥测INT方法，包括：

控制器下发流表；所述流表用于将需编排的数据包修改为含编排命令的数据包；所述需编排的数据包为所述控制器探测过路径的流的数据包，所述编排命令包括：需执行编排命令的交换机指示部位，所述编排命令用于第一个交换机所在路径中需执行编排命令的交换机，添加遥测内容的位数；

交换机接收所述含编排命令的数据包判断所述交换机是否是所述控制器管辖范围拓扑中流的第一个交换机；

如果所述交换机为第一个交换机，则第一个交换机根据所述第一个交换机中的捕获表和捕获计数空间，为所述第一个交换机所在路径中的需执行编排命令的交换机添加执行编排命令的标识，判断所需执行命令的交换机是否为自身，如不是，将所述添加执行编排命令的标识发送至所述第一个交换机的下一跳；如是，则在第一个交换机执行编排命令；

如果所述交换机不为第一个交换机，则本交换机根据所述第一个交换机添加的执行编排命令的标识，判断所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机是否匹配；

如果判定所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机匹配，则本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令；其中，所述本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令，包括：对当前流进行捕获，得到INT信息；读取所述编排命令中遥测内容的位数，将所述INT信息覆盖所述编排命令中遥测内容的位数，保留所述含编排命令的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，得到新的数据包；

本交换机按照所述新的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，确定本交换机的下一跳为控制器，将所述新的数据包上报所述控制器。

进一步的，所述如果所述交换机为第一个交换机，则第一个交换机根据所述第一个交换机中的捕获表和捕获计数空间，为所述第一个交换机所在路径中的需执行编排命令的交换机添加执行编排命令的标识，包括：

所述第一个交换机获取所述含编排命令的数据包，对所述含编排命令的数据包进行多重hash运算，得到hash运算结果；

所述第一个交换机查询捕获表，采用hash运算结果与交换机捕获表对应的hash进行比较，判定当前流是否属于已捕获流；

如果当前流不属于已捕获流，所述第一个交换机确定当前流中是否是属于所述捕获表中的捕获项；

如果当前流属于所述捕获表中的捕获项，则所述第一个交换机修改所述第一个交换机的当前流的包格式，使当前流的数据包变为携带含路径测量流的指示的数据包；所述携带含路径测量流的指示的数据包携带路径探测标识flg1，所述路径探测标识flg1用于指示路径中交换机对当前流路径进行测量；当所述含路径测量流的指示的数据包转发到路径中每一个交换机时，交换机将本交换机的路径测量结果，附加在路径探测标识flg1的数据包中；

如果当前流不属于所述捕获表中的捕获项，则所述第一个交换机对所述捕获表的匹配项进行计数；在捕获计数空间的计数满足捕获条件时，则第一个交换机添加捕获含路径测量流的指示及第一个交换机的INT信息；

所述第一个交换机发送至所述第一个交换机的下一跳，包括：

所述第一个交换机根据转发端口确定下一跳是否为控制器；如果下一跳不为控制器，则第一个交换机发送所述新的数据包；如果下一跳为控制器，则第一个交换机上报所述新的数据包至控制器。

进一步的，所述交换机接收所述含编排命令的数据包判断所述交换机是否是所述控制器管辖范围拓扑中流的第一个交换机，包括：

所述交换机接收所述含编排命令的数据包，判断所述含编排命令的数据包是否包含第一跳的标识；

如果检测当前流中存在第一跳的标识，则所述交换机为不为第一个交换机；

如果检测当前流中不存在第一跳的标识，则所述交换机为第一个交换机；

如果所述交换机不为第一个交换机时，所述方法还包括：

如果根据所述含编排命令的数据包确定需要本交换机执行编排命令，则本交换机添加属于本交换机的含路径测量流到所述含编排命令的数据包；

如果根据所述含编排命令的数据包确定不需要本交换机执行编排命令，则本交换机将所述含编排命令的数据包发送至所述本交换机的下一跳。

进一步的，在所述第一个交换机对hash运算结果进行捕获计数空间的计数之后，所述方法还包括：

控制器周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器；

控制器判断本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离是否符合预期偏离；

控制器如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离符合预期偏离，则返回继续执行所述控制器周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器的步骤；

如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离不符合预期偏离，则控制器下发一个删除命令给第一个交换机，以使所述第一个交换机删除所述第一个交换机的捕获表匹配项。

进一步的，所述方法还包括：

控制器监听是否收到新的数据包；

在所述将所述新的数据包上报所述控制器之后，所述方法还包括：

控制器监听是否收到新的数据包；

在监听收到新的数据包时，所述控制器判断控制器中是否存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组；

控制器如果判断控制器存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组，则判断所述计时器与计数器组中计时器的计时是否过期；

如果所述计时器与计数器组中计时器的计时未过期，则控制器更新所述计时器与计数器组中所述含路径测量流对应的计数器；

控制器如果所述计时器与计数器组中计时器的计时已过期，则判断所述计时器与计数器组中的计数器是否超过第三阈值；

控制器如果所述计时器与计数器组中的计数器未超过第三阈值，则返回所述控制器监听是否收到新的数据包；

控制器如果所述计时器与计数器组中的计数器超过第三阈值，则确定所述含路径测量流为一个大象流，所述控制器为所述含路径测量流对应的第一个交换机下发包含编排命令的数据包。

进一步的，在所述在监听收到新的数据包时，所述控制器判断控制器中是否存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组之后，所述方法还包括：

控制器如果判断控制器不存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组，则确定需执行编排命令的交换机指示部位；

控制器根据确定需执行编排命令的交换机指示部位，读取所述新的数据包内的路径信息；

控制器判断所述第一交换机的捕获计数空间的值是否大于第四阈值；

控制器如果所述第一交换机的捕获计数空间的值大于第四阈值，则确定所述含路径测量流为一个大象流，所述控制器为所述含路径测量流对应的第一个交换机下发包含编排命令的数据包；

控制器如果所述第一交换机的捕获计数空间的值不大于第四阈值，则判断所述第一交换机的捕获计数空间的值是否大于第五阈值；所述第五阈值小于所述第四阈值；

控制器如果所述第一交换机的捕获计数空间的值大于第五阈值，则创建一个流对应的计数器与计数器组；

控制器如果所述第一交换机的捕获计数空间的值不大于第五阈值，则清除捕获计数空间的值中，监听收到所述新的数据包对应hash运算结果，将多重hash运算结果对应的计数器减去所述多重hash运算结果中最小的计数结果。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于捕获编排的带内网络遥测INT系统，包括：

控制器下发流表；所述流表用于将需编排的数据包修改为含编排命令的数据包；所述需编排的数据包为所述控制器探测过路径的流的数据包，所述编排命令包括：需执行编排命令的交换机指示部位，所述编排命令用于第一个交换机所在路径中需执行编排命令的交换机，添加遥测内容的位数；

交换机接收所述含编排命令的数据包判断所述交换机是否是所述控制器管辖范围拓扑中流的第一个交换机；

如果所述交换机为第一个交换机，则第一个交换机根据所述第一个交换机中的捕获表和捕获计数空间，为所述第一个交换机所在路径中的需执行编排命令的交换机添加执行编排命令的标识，判断所需执行命令的交换机是否为自身，如不是，将所述添加执行编排命令的标识发送至所述第一个交换机的下一跳；如是，则在第一个交换机执行编排命令。

如果所述交换机不为第一个交换机，则本交换机根据所述第一个交换机添加的执行编排命令的标识，判断所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机是否匹配；

如果判定所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机匹配，则本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令；其中，所述本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令，包括：对当前流进行捕获，得到INT信息；读取所述编排命令中遥测内容的位数，将所述INT信息覆盖所述编排命令中遥测内容的位数，保留所述含编排命令的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，得到新的数据包；

本交换机按照所述新的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，确定本交换机的下一跳为控制器，将所述新的数据包上报所述控制器。

进一步的，所述交换机，用于：

所述第一个交换机获取所述含编排命令的数据包，对所述含编排命令的数据包进行多重hash运算，得到hash运算结果；

所述第一个交换机查询捕获表，采用hash运算结果与交换机捕获表对应的hash进行比较，判定当前流是否属于已捕获流；

如果当前流不属于已捕获流，所述第一个交换机确定当前流中是否匹配属于所述捕获表中的捕获项；

如果当前流属于所述捕获表中的捕获项，则所述第一个交换机修改所述第一个交换机的当前流的包格式，使当前流的数据包变为携带含路径测量流的指示的数据包；所述携带含路径测量流的指示的数据包携带路径探测标识flg1，所述路径探测标识flg1用于指示路径中交换机对当前流路径进行测量；当所述含路径测量流的指示的数据包转发到路径中每一个交换机时，交换机将本交换机的路径测量结果，附加在路径探测标识flg1的数据包中；

如果当前流不属于所述捕获表中的捕获项，则所述第一个交换机对所述捕获表的匹配项进行计数；在捕获计数空间的计数满足捕获条件时，则第一个交换机添加捕获含路径测量流的指示及第一个交换机的INT信息；

所述第一个交换机发送至所述第一个交换机的下一跳，包括：

所述第一个交换机根据转发端口确定下一跳是否为控制器；如果下一跳不为控制器，则第一个交换机发送所述新的数据包；如果下一跳为控制器，则第一个交换机上报所述新的数据包至控制器。

本发明实施例有益效果：

本发明实施例提供的一种基于捕获编排的带内网络遥测INT方法及系统，通过控制器下发流表；所述流表用于将需编排的数据包修改为含编排命令的数据包；所述需编排的数据包为所述控制器探测过路径的流的数据包。相较于相关技术中hash随机数，确定捕获流的交换机来说，本发明实施例通过编排命令，下发的交换机更符合用户需求，更有针对性，避免了多个交换机无法区分信息量的情况。并且，当本交换机按照所述新的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，确定本交换机的下一跳为控制器时，则此时的本交换机为最后一个交换机，通过最后一个交换机得到的新的数据包发送给控制器，由于新的数据包是将所述INT信息覆盖所述编排命令中遥测内容的位数，保留所述含编排命令的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位得到的，因此，最终到达控制器的新的数据包的长度固定，传输的数据量一定，相较于相关技术中最终达到遥测服务器时的全部遥测信息的数据量巨大，越靠近宿节点的处理任务越重，处理时间越长，网络也容易发生抖动来说，本发明实施例处理的任务较少，处理时间也会相应变短，从而减少网络的抖动。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于捕获编排的带内网络遥测INT方法的第一流程示意图；

图2为本发明实施例提供的基于捕获编排的带内网络遥测INT方法的第二流程示意图；

图3为本发明实施例提供的基于捕获编排的带内网络遥测INT方法的第三流程示意图；

图4为本发明实施例提供的基于捕获编排的带内网络遥测INT方法的第四流程示意图；

图5为本发明实施例提供的基于捕获编排的带内网络遥测INT方法的第五流程示意图；

图6为本发明实施例的flag1数据包的示意图；

图7为本发明实施例的flag2数据包的示意图；

图8为本发明实施例的编排命令头格式的示意图；

图9为本发明实施例的基于捕获编排的带内网络遥测INT系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。

首先，为了方便理解本发明实施例，从整体上说明一下本发明实施例的方案。

在相关技术中，INT技术的实现过程：

1.普通数据报文到达INT系统的源交换节点时，INT模块通过在源交换机上设置的采样方式匹配出该报文，根据数据采集的在指定位置插入INT头部，包含命令，同时将INT头部所指定的遥测信息封装成元数据插入到INT头部之后，并转发；

2.报文转发到中间交换节点时，设备匹配INT头部后按指令插入相应的元数据，继续转发；

3.报文转发到带内网络遥测系统的宿节点时，交换设备匹配INT头部插入最后一个元数据并提取全部遥测信息并通过GRPC(Google Remote Procedure Call，Google远程过程调用)等方式转发到遥测服务器，将原始数据报文复原并进行正常转发处理。

基于上述实现过程，每经过一个交换节点，便插入相应的元数据，使得最终达到遥测服务器时的全部遥测信息的数据量巨大，越靠近宿节点的处理任务越重，处理时间越长，网络也容易发生抖动。

为了解决上述问题，相关技术中选择性带内链路遥测(Selective In-BandNetwork Telemetry，简称SINT)的实现：交换机将带内链路遥测信息间隔一段时间/一定数量的数据包上报，这样可以减少上报的遥测信息，减少处理时长。

另外，相关技术中基于概率论的带内链路遥测(Probabilistic In-band NetworkTelemetry，简称PINT)的实现：数据包到达第一个交换机后，基于概率论，通过hash随机数，确定捕获流，则插入元数据，转发插入元数据的数据包至下一个交换机，下一个交换机在接收到数据包后，基于概率论，通过hash随机数，确定捕获流，则插入元数据，同理，直至到达最后一个交换机，基于概率论，通过hash随机数，确定捕获流，则插入元数据覆盖之前的元数据，然后将数据包上报。这样上报的遥测信息减少，但是由于PINT所基于的hash函数是随机的，这样随机的测量过程，导致不同交换机可能无法区分信息量。

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种基于捕获编排的带内网络遥测INT方法及系统，通过控制器下发流表；所述流表用于将需编排的数据包修改为含编排命令的数据包；所述需编排的数据包为所述控制器探测过路径的流的数据包。相较于相关技术中hash随机数，确定捕获流的交换机来说，本发明实施例通过编排命令，下发的交换机更符合用户需求，更有针对性，避免了多个交换机无法区分信息量的情况。并且，当本交换机按照所述新的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，确定本交换机的下一跳为控制器时，则此时的本交换机为最后一个交换机，通过最后一个交换机得到的新的数据包发送给控制器，由于新的数据包是将所述INT信息覆盖所述编排命令中遥测内容的位数，保留所述含编排命令的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位得到的，因此，最终到达控制器的新的数据包的长度固定，传输的数据量一定，相较于相关技术中最终达到遥测服务器时的全部遥测信息的数据量巨大，越靠近宿节点的处理任务越重，处理时间越长，网络也容易发生抖动来说，本发明实施例处理的任务较少，处理时间也会相应变短，从而减少网络的抖动。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种基于捕获编排的带内网络遥测INT方法，该方法可以包括如下步骤：

步骤110，控制器下发流表；所述流表用于将需编排的数据包修改为含编排命令的数据包；所述需编排的数据包为所述控制器探测过路径的流的数据包，所述编排命令包括：需执行编排命令的交换机指示部位，所述编排命令用于第一个交换机所在路径中需执行编排命令的交换机，添加遥测内容的位数。

控制器采用如下步骤，获取需编排的数据包：

数据平面上的交换机探测路径的流；交换机能够知道哪些流需要进行详细路径信息测量，上报携带路径测量详细信息的数据包至具体的控制器。具体的控制器收到携带路径测量详细信息的数据包，控制器从携带路径详细信息的数据包中，获取了需编排的数据包的五元组和路径信息。控制器能知道哪些流需要进行编排，然后执行步骤110。

需编排的数据包的五元组与探测过路径的流中的五元组相同，其属于所有普通数据包中的一部分数据包。在这些需编排的数据包的五元组与探测过路径的流中的五元组相同时，交换机将需编排的数据包添加需执行编排命令的标识flg2，得到添加flg2后数据包；将添加flg2后数据包及编排命令形成的数据包，即为含编排命令的数据包。而所有普通数据包中的另一部分数据包的五元组与探测过路径的流中的五元组不相同，交换机会将会在另一部分普通数据包，添加第一跳的标识flg0和路径探测标识flg1。为了布局清楚，后续会介绍关于flg0和flg1的内容。

控制器下包的情况属于INT中主动遥测的情况，本发明实施例提及内容属于被动遥测，即控制器不产生额外的数据包，用以获得网络信息，好处是节省带宽。所有控制器给数据平面发送流表。上述包含编排命令的数据包是普通的数据流。流表一般包括匹配及动作，比如，匹配五元组比如目的IP或者源IP，流表匹配到对应的端口，则对该端口进行动作。

在带内网络遥测中，交换机转发处理携带编排指令的数据包。当数据包经过执行编排命令的交换机指示部位对应的交换机时，这些编排命令告诉具备网络遥测功能的交换机收集并写入何种网络状态信息。

上述编排命令的数据包是为了按照用户需要，定制所需捕获流的交换机而设置的。此定制所需捕获流的交换机通过交换机指示部位来表示。此编排命令用于告知第一个交换机的路径节点的总个数和需要捕获流所需捕获的全部信息。其中，第一个交换机的路径节点的总个数包含第一个交换机所在路径中需执行编排命令的交换机个数。

流表包含第一个交换机所在路径中需执行编排命令的交换机唯一接口，跳数或者存活的时间(Time To Live，简称TTL)。这样可以通过交换机唯一接口，跳数或者存活的时间TTL，掌握具体执行编排命令的交换机。这样在相同测量精度下，占用更少的网络负载，占用的网络负载部分也通过捕获编排的方式，将负载无重且均匀的编排到各数据包中，减少了单数据包过长现象的发生，降低了流降级的风险，减少了网络抖动。

步骤120，交换机接收所述含编排命令的数据包判断所述交换机是否是所述控制器管辖范围拓扑中流的第一个交换机。

在本发明实施例中的，交换机分为两类交换机，一类交换机为一个路径中的第一个交换机，此第一个交换机用于存储捕获表及捕获计数空间；另一类交换机为该路径中除所述第一个交换机以外的交换机，即本发明实施例中的本交换机。本发明实施例的捕获计数空间属于二维空间，因此此捕获计数空间也可以称为捕获计数表或捕获表，用于记录捕获流的计数。捕获表位于第一个交换机，是由控制器下发的一个表项，用以标识一个流的流键是否属于第一个交换机对应的捕获流，以及捕获后需要执行的动作和轮询周期。

步骤130，如果所述交换机为第一个交换机，则第一个交换机根据所述第一个交换机中的捕获表和捕获计数空间，为所述第一个交换机所在路径中的需执行编排命令的交换机添加执行编排命令的标识，判断所需执行命令的交换机是否为自身，如不是，将所述添加执行编排命令的标识发送至所述第一个交换机的下一跳；如是，则在第一个交换机执行编排命令。

步骤140，如果所述交换机不为第一个交换机，则本交换机根据所述第一个交换机添加的执行编排命令的标识，判断所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机是否匹配。

为了能够在用户需求的交换机上执行编排命令，就需要判断具体哪些交换机需要执行编排命令，而标识这些需要执行编排命令的交换机的方式是通过数据包中的交换机指示部位实现的。此交换机指示部位可以是交换机跳数，也可以是交换机唯一接口，也可以是存活的时间TTL。因此，在上述步骤140中，判断所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机是否匹配可以是通过判断数据包中的交换机跳数与本交换机所在路径中的交换机跳数是否匹配，也可以是判断数据包中交换机唯一接口与本交换机所在路径中的交换机唯一接口是否匹配。存活的时间TTL同理，在此不再一一举例。

在上述步骤140之后，如果所述含编排命令的数据包中的交换机跳数与本交换机所在路径中的交换机跳不匹配，则将所述添加执行编排命令的标识发送至本交换机的下一跳；如果所述含编排命令的数据包中的交换机跳数与本交换机所在路径中的交换机跳数匹配，则执行步骤150。

步骤150，如果判定所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机匹配，则本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令；其中，所述本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令，包括：对当前流进行捕获，得到INT信息；读取所述编排命令中遥测内容的位数，将所述INT信息覆盖所述编排命令中遥测内容的位数，保留所述含编排命令的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，得到新的数据包。

所述INI信息可以包括：第一个交换机的路径测量信息。

步骤160，本交换机按照所述新的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，确定本交换机的下一跳为控制器，将所述新的数据包上报所述控制器。

需要说明的是，控制器为了能够实时获取到交换机的信息，对交换机进行轮询查询或者周期性获取数据。

在本发明实施例中，通过控制器下发流表；所述流表用于将需编排的数据包修改为含编排命令的数据包；所述需编排的数据包为所述控制器探测过路径的流的数据包。相较于相关技术中hash随机数，确定捕获流的交换机来说，本发明实施例通过编排命令，下发的交换机更符合用户需求，更有针对性，避免了多个交换机无法区分信息量的情况。并且，当本交换机按照所述新的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，确定本交换机的下一跳为控制器时，则此时的本交换机为最后一个交换机，通过最后一个交换机得到的新的数据包发送给控制器，由于新的数据包是将所述INT信息覆盖所述编排命令中遥测内容的位数，保留所述含编排命令的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位得到的，因此，最终到达控制器的新的数据包的长度固定，传输的数据量一定，相较于相关技术中最终达到遥测服务器时的全部遥测信息的数据量巨大，越靠近宿节点的处理任务越重，处理时间越长，网络也容易发生抖动来说，本发明实施例处理的任务较少，处理时间也会相应变短，从而减少网络的抖动。

为了能够确定控制器管辖范围拓扑中流的第一个交换机，在一种可能的实现方式中，所述步骤120进一步包括：所述交换机接收所述含编排命令的数据包，判断所述含编排命令的数据包是否包含第一跳的标识；如果检测当前流中存在第一跳的标识，则所述交换机为不为第一个交换机。如果检测当前流中不存在第一跳的标识，则所述交换机为第一个交换机。

参见图2，通过如下步骤，判断交换机是否为第一交换机：

步骤21，所述交换机接收含编排命令的数据包；

步骤22，判断含编排命令的数据包是否包含标识flag；如果否，也就是如果含编排命令的数据包不包含flag，则判定所述交换机为第一个交换机；

如果是，也就是如果含编排命令的数据包包含flg，则判定所述交换机不为第一个交换机；

如果所述交换机不为第一个交换机时，所述方法还包括：

第1步骤，如果根据所述含编排命令的数据包确定需要本交换机执行编排命令，则本交换机添加属于本交换机的含路径测量流到所述含编排命令的数据包；

对于不为第一个交换机的其余交换机接收到数据包时，需要判断是自己执行编排命令，还是仅仅需要自己透传编排命令，即不做处理，直接转发编排命令，因此上述第1步骤中，所述交换机不为第一个交换机时，所述方法还包括：参见图2所示，步骤23，判断所述flg为第一跳的标识flg0，路径探测标识flg1或者是需执行编排命令的标识flg2；如果判定所述flg为需执行编排命令的标识flg2，则执行步骤24，本交换机判断所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机中存活的时间TTL是否相同；如果是，也就是如果本交换机判定所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机中TTL相同，说明需要本交换机执行编排命令，则执行步骤25，本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令。如果否，也就是本交换机判定所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机中TTL不相同，说明不需要本交换机执行编排命令，则执行步骤26，本交换机根据转发端口确定下一跳是否为控制器；如果否，也就是下一跳不为控制器，则本交换机发送所述新的数据包，这样完成转发，以使后续交换机处理此新的数据包；如果是，也就是下一跳为控制器，则执行步骤27，本交换机上报所述新的数据包至控制器。

在本发明实施例中，如果数据包中有flag则表示，则说明本控制器不是该流的第一个控制器，那该控制器只需要依照第一个控制器下发的编排命令执行动作就可以了。参见图6所示，flag1数据包。

第2步骤，如果根据所述含编排命令的数据包确定不需要本交换机执行编排命令，则本交换机将所述含编排命令的数据包发送至所述本交换机的下一跳。

参见图2，上述第1步骤和第2步骤的具体实现方式包括：

步骤28，判定所述flg为路径探测标识flg1，则本交换机添加属于本交换机的含路径测量流到所述含编排命令的数据包；

步骤29，判定所述flg为第一跳的标识flg0，则本交换机发送所述新的数据包，这样完成转发，以使后续交换机处理此新的数据包。

为了以适应各不同流情况，给出了针对性的测量，因此通过如下步骤，实现上述步骤130：

第一步，所述第一个交换机获取所述含编排命令的数据包，对所述含编排命令的数据包进行多重hash运算，得到hash运算结果。

其中，对数据包进行hash运算比如h1，h2，h3等hash运算，同时进行多个hash完成一组hash，通过这种方式将五元组用h1，h2，h3的结果标识，即相同五元组计算的结果相同)。

第二步，所述第一个交换机查询捕获表，采用hash运算结果与交换机捕获表对应的hash进行比较，判定当前流是否属于已捕获流。

第三步，如果当前流不属于已捕获流，第一个交换机确定当前流中是否是属于所述捕获表中的捕获项。

第四步，如果当前流属于所述捕获表中的捕获项，则所述第一个交换机修改所述第一个交换机的当前流的包格式，使当前流的数据包变为携带含路径测量流的指示的数据包；所述携带含路径测量流的指示的数据包携带路径探测标识flg1，所述路径探测标识flg1用于指示路径中交换机对当前流路径进行测量；当所述含路径测量流的指示的数据包转发到路径中每一个交换机时，交换机将本交换机的路径测量结果，附加在路径探测标识flg1的数据包中。当所述含路径测量流的指示的数据包转发到路径中最后一个交换机时，将全部数据包复制一份，发送给控制器。

其中，所述路径探测标识flg1用于指示路径中交换机对当前流路径进行测量是指路径中全部交换机，解析到数据包中包含flag1，就会添加本交换机的路径测量信息到数据包中。

第五步，如果当前流不属于所述捕获表中的捕获项，则第一个交换机对hash运算结果进行捕获计数空间的计数；在捕获计数空间的计数满足捕获条件时，则第一个交换机添加捕获含路径测量流的指示及第一个交换机的INT信息。

其中，捕获条件为这个流对应的3个hash指示的地址位中的三个计数器中的最小值，是否超过第三阈值。第一阈值的数值>第二阈值的数值>第三阈值的数值。

第六步，第一个交换机根据转发端口确定下一跳是否为控制器；如果下一跳不为控制器，则第一个交换机发送所述新的数据包；如果下一跳为控制器，则第一个交换机上报所述新的数据包至控制器。

参见图3，上述步骤130的具体实现方式为：

步骤221，所述第一个交换机获取所述含编排命令的数据包，对所述含编排命令的数据包进行多重hash运算，得到hash运算结果；对数据包进行hash运算即h1 h2 h3运算，同时进行多个hash完成一组hash，通过这种方式将五元组用h1，h2，h3的结果标识，即相同五元组计算的结果相同。

步骤222，根据hash运算结果，所述第一个交换机查询到捕获表，判断当前流是否属于所述捕获表中的捕获项，所述捕获表中的捕获项用于表示当前流属于已捕获流；如果是，也就是如果当前流属于所述捕获表中的捕获项，则执行步骤223，

步骤223，第一个交换机捕获所述捕获表中与当前流匹配的匹配项；第一个交换机对所述捕获表的匹配项进行计数；

步骤224，第一个交换机依照所述匹配表，建立编排命令头部；

步骤225，在所述含编排命令的数据包添加flag2；flag2数据包，参见图7所示。

步骤226，如果当前流不属于所述捕获表中的捕获项，则第一个交换机对hash运算结果进行捕获计数空间的计数；

步骤227，判断捕获计数空间的计数是否大于第一阈值；如果是，也就是捕获计数空间的计数大于所述第一阈值，则执行步骤228；如果否，也就是捕获计数空间的计数不大于所述第一阈值，则执行步骤229；

步骤228，第一个交换机为所述含编排命令的数据包添加flag1；

步骤229，第一个交换机为所述含编排命令的数据包添加flag0；这里的第一阈值是交换机本地的一个静态值，用以自己判断这个流是否有成为大象流的潜力，如果有通过添加tag1的方式通知该流的后续交换机，后续交换机收到的数据包包括了路径，称为含路径测量流。

所述第一个交换机发送至所述第一个交换机的下一跳，包括：

步骤26，第一个交换机根据转发端口确定下一跳是否为控制器；如果下一跳不为控制器，则第一个交换机发送所述新的数据包；如果下一跳为控制器，则执行步骤27，第一个交换机上报所述新的数据包至控制器。

在本发明实施例中，采用的捕获编排的数据包，以适应各不同流，针对性的测量，对网络的覆盖性较好，测度范围的广度和新流测量迅速的特性减少了网络测量错误的产生。

参见图4，在所述第一个交换机对所述捕获表的匹配项进行计数之后，所述方法还包括：

步骤301，控制器周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器；

步骤302，控制器判断本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离是否符合预期偏离；如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离符合预期偏离，则返回继续执行步骤301；

步骤303，如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离不符合预期偏离，则控制器下发一个删除命令给第一个交换机，以使所述第一个交换机删除所述第一个交换机的捕获表匹配项。

相较于相关技术中，在捕获过程中流特征和数目将在流源节点处进行收集，因交换机内存的限制如何用较小的空间实现较少错误的收集，以及如何通过收集信息对流是否捕获是需要解决的问题。本发明在实现过程中，交换机包含一个由控制器配置的捕获表，该表基于布隆过滤器的思想，以查询捕获表中流hash结果对应位的值是否为1的方式，检查流的五元组的hash结果是否在捕获表中；交换机还包含一个由交换机配置的count-minsketch，用以对以该节点为源的未捕获流进行计数。该双流表都有空间效率和查询时间好，但存在删除困难的问题。

本发明实施例通过控制器集中控制和仅在流源节点中维护表项的方式解决删除困难的问题。通过引入控制器的方式，实现对于上述两种捕获相关表的删除，进而清除了表中的失效内容，进而减少了错误率。

上述第1步至第4步的具体实现方式如下：

控制器周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器；

控制器判断本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离是否大于第二阈值；

如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离大于所述第二阈值，则返回继续执行所述周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器的步骤；

如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离不大于所述第二阈值，则控制器下发一个删除命令给第一个交换机，以使所述第一个交换机删除所述第一个交换机的捕获表匹配项。

参图5所示，为了通过创建流的计时器计数器组，可以减少控制面到数据面的查询，并且能够有效的获取大象流，在所述将所述新的数据包上报所述控制器之后，所述方法还包括：

步骤31，控制器监听是否收到新的数据包；

步骤32，在监听收到新的数据包时，所述控制器判断是否存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组；

步骤33，如果是，也就是判定控制器存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组，则判断计时器与计数器组中计时器的计时是否过期；

步骤34，如果否，也就是判定所述计时器与计数器组中计时器的计时未过期，则控制器更新所述计时器与计数器组中所述含路径测量流对应的计数器；

步骤35，如果是，也就是判定所述计时器与计数器组中计时器的计时已过期，则控制器判断所述计时器与计数器组中的计数器是否超过第三阈值；如果否，也就是如果所述计时器与计数器组中的计数器未超过第三阈值，则返回所述步骤31；如果是，也就是如果所述计时器与计数器组中的计数器超过第三阈值，则执行步骤41，控制器确定所述含路径测量流为一个大象流，所述控制器为所述含路径测量流对应的第一个交换机下发包含编排命令的数据包；说明此处的含路径测量流是一个大象流，控制器为该流对应的源节点交换机下发捕获命令。本发明实施例的交换机的上限是由控制器根据收到的路径提供，测量命令由用户指定的。

在通过上述实施例创建含路径测量流的计时器与计数器组，可以减少控制面到数据面的查询，也不用每个含路径测量流进行测量，这样隔一段时间，有针对性地对满足计时器与计数器的第三阈值进行测量，减少运算量。

结合上述实施例，为了能够捕获到大象流，所述方法还包括：

如果判断控制器不存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组，则确定需执行编排命令的交换机指示部位；根据确定需执行编排命令的交换机指示部位，读取所述新的数据包内的路径信息。

具体的，步骤36，如果否，也就是判定控制器不存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组，则控制器判断所述新的数据包内的标识flag是flag1或flag2；如果所述新的数据包内的标识flag是flag2，则执行步骤37，控制器对所述含路径测量流进行测量或应用，比如收集含路径测量流到数据平面数据库或数据分析应用，结束整个流程；如果所述新的数据包内的标识flag是flag1，则执行步骤38，控制器读取所述新的数据包内的路径信息。

步骤39，控制器查询第一交换机的捕获计数空间的值，即捕获计数表计数Count-min sketch；

步骤40，控制器判断所述第一交换机的捕获计数空间的值是否大于第四阈值；如果是，也就是如果所述第一交换机的捕获计数空间的值大于第四阈值，则执行步骤41，确定所述含路径测量流为一个大象流，所述控制器为所述含路径测量流对应的第一个交换机下发包含编排命令的数据包。这样可以通过执行步骤31至步骤41可以得到含路径测量流为一个大象流的判断结论。为了避免遗漏掉大象流，在第四阈值的基础上，设置一个小于第四阈值的第五阈值，来确定疑似大象流的含路径测量流，因此基于此，执行如下步骤42至步骤44。

如果否，也就是所述第一交换机的捕获计数空间的值不大于第四阈值，则执行步骤42，判断所述第一交换机的捕获计数空间的值是否大于第五阈值；所述第五阈值小于所述第四阈值；如果是，也就是所述第一交换机的捕获计数空间的值大于第五阈值，则步骤43，控制器创建一个流对应的计数器与计数器组；

如果否，也就是所述第一交换机的捕获计数空间的值不大于第五阈值，则步骤44，控制器清除捕获计数空间的值中，监听收到所述新的数据包对应hash运算结果，将多重hash运算结果对应的计数器减去所述多重hash运算结果中最小的计数结果。Hash函数是公知的，hash结果需要运算得到。比如需求的流五元组的时候，即可将五元组通过hash运算得到h1，h2，h3，控制器知道需要清除的流的五元组的时候，即可通过公知的hash函数计算出与交换机相同的h1，h2，h3。

其中，步骤44具体包括：清除Count-min sketch捕获计数表中，监听收到数据包对应hash结果的计数，将h1，h2，h3结果对应的计数器减去所述多重hash运算结果中最小的计数结果。

对于疑似大象流，第一个交换机加tag1，流对应路径上所有节点，进行全精度测量即路径测量。其中，路径测量是指对于1个流(即五元组相同的一批数据包)来讲，其在数据平面运行的路径，比如通过交换机s1、交换机s2、交换机s3，则路径测量结果就是交换机s1-交换机s2-交换机s3的交换机ID。路径测量用于将编排测得的结果链接到交换机ID中。INT收集到的信息，可以是设备号-设备INT测量结果的键值对。在本发明实施例中，需要先测得全部路径，这样编排是通过跳数编排的，收上来的结果是跳数-设备INT测量结果键值对，需要跳数-设备号对做映射。此外路径的测量还可以获知路径上有多少节点，获得编排中用来取余的基数。

在一种可能的实现方式中，在所述第一个交换机对所述捕获表的匹配项进行计数之后，所述方法还包括：

控制器周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器；本发明实施例可以是仅仅读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器。

控制器判断本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离是否大于第二阈值；

控制器如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离大于所述第二阈值，则返回继续执行所述周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器的步骤；

控制器如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离不大于所述第二阈值，则控制器下发了一个删除命令给第一个交换机，以使所述第一个交换机删除所述第一个交换机的捕获表匹配项。

在本发明实施例中，捕获局限于流，且表项仅记录在流起点交换机，降低了表项覆盖的范围，限定了表项存贮的位置，进而降低了碰撞概率；并且，捕获可以通过控制器进行全局hash计算还原桶的插入方式实现删除，进一步降低了碰撞概率和交换机计数器占用。控制器通过对流信息的提取，获知了第一个交换机的信息，并以此为依据获取第一个交换机处的流特征和数目。通过对第一个交换机和获取信息的综合分析，做出对于一个流是否被捕获的决策。相较于参考单一信息的方案，做出的决策更合理有效。通过编排测量的方式，指定后续节点的测量与否以及该节点测量哪些信息，还可以通过定期查验min-countsketch的方式检测时间段内测度信息的数目，这可以为一些应用提供QoS保障(如：HPCC对时延带宽积范畴内收集到的数据信息数目有要求等)。

在一种可能的实现方式中，在所述在监听收到新的数据包时，所述控制器判断控制器中是否存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组之后，所述方法还包括：

如果判断控制器不存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组，则判断所述新的数据包内的标识flag是flag1或flag2；

如果所述新的数据包内的标识flag是flag1，则读取所述新的数据包内的路径信息；

查询所述第一交换机的捕获计数空间的值；

判断所述第一交换机的捕获计数空间的值是否大于第四阈值；

如果所述第一交换机的捕获计数空间的值大于第四阈值，则确定所述含路径测量流为一个大象流，所述控制器为所述含路径测量流对应的第一个交换机下发包含编排命令的数据包；

如果所述第一交换机的捕获计数空间的值不大于第四阈值，则判断所述第一交换机的捕获计数空间的值是否大于第五阈值；

如果所述第一交换机的捕获计数空间的值大于第五阈值，则创建一个流对应的计数器与计数器组；

如果所述第一交换机的捕获计数空间的值不大于第五阈值，则清除捕获计数空间的值中，监听收到所述新的数据包对应hash运算结果，将多重hash运算结果对应的计数器减去所述多重hash运算结果中最小的计数结果。

在本发明实施例中通过计数器与计数器组，对于流捕获后测度内容的编排，将流遥测信息按编排命令离散到各数据包中，使得流收集过程中收集间隔的可控，增大了相同收集次数下获取数据包的信息量。若将时间过于近邻的低信息量测量信息视为无效，收集同一流上k个遥测信息，本方案实施例的获取数目将比PINT方案节约k*(lnk-1)个测量实例，降低了INT信息处理的数量。

当一个流被捕获时，控制器在修改流第一个交换机捕获表和捕获计数空间的同时，会给流远点交换机下发编排测量命令，该命令使得后续节点遵循编排命令，以适当间隔测度网络信息。捕获流的数目较多，为了简化命令的实现和存储，控制器仅告知第一个交换机路径节点的总个数和该流需要收集的全部信息。在实际应用中，参见图8，上述捕获命令可以采用但不限于如下编排命令头格式：

若该捕获流包含8跳，每一跳需要测量的内容有3种(对应在指定10位中的3位)则控制器告知的信息为(000111)标识8跳(0100100100)标识命令，源流点交换机根据捕获计数空间中计数器，对控制器附加的上限取余，为每一个到来的流附加各流不重复的编排命令。当命令对应的交换机接受到编排头部时，交换机将遥测数据压缩，覆盖现有头部的10位命令位。编排头部与遥测结果复用数据包的同一空间，减小了网络负载的增加。

本发明采用的捕获编排方案，虽然同样采用了数据包头部附加命令的实现方案，但附加的遥测命令仅对捕获路径上的交换机有效，通过采用了跳数与遥测命令比对的方案，将标识命令应用于哪个交换机的遥测命令限制在6位(2⁶＝64)。此外本发明采用INT测量结果覆盖测量命令的实现方案，将遥测命令和遥测信息在数据包头中时分复用，进一步增加了网络的测量效率。

本发明实施例的通过捕获命令，对于短流信息进行全精度测量，避免了高信息量测量信息的丢失。同时通过count-min sketch计数，实现对于长短流信息的辨别。相较于PINT本发明增强了网络信息的获取能力。PINT不支持对于局部信息的定制化收集，PINT基于全局hash实现该设备是否进行遥测，该设备是否测量某个遥测信息，hash的映射规则由控制器向各交换机直接配置/固定于数据平面。当应用层应用需求对数据平面内容进行定制收集时，PINT灵活性较差。本发明实施例的编排方案支持控制器改变编排头部实现定制化信息收集。

下面继续对本发明实施例提供的一种基于捕获编排的带内网络遥测INT系统进行介绍。

参见图9，图9为本发明实施例提供的一种基于捕获编排的带内网络遥测INT系统的结构示意图。本发明实施例所提供的一种基于捕获编排的带内网络遥测INT系统，可以包括如下模块：

控制器下发流表；所述流表用于将需编排的数据包修改为含编排命令的数据包；所述需编排的数据包为所述控制器探测过路径的流的数据包，所述编排命令包括：需执行编排命令的交换机指示部位，所述编排命令用于第一个交换机所在路径中需执行编排命令的交换机，添加遥测内容的位数；

交换机接收所述含编排命令的数据包判断所述交换机是否是所述控制器管辖范围拓扑中流的第一个交换机；

如果所述交换机为第一个交换机，则第一个交换机根据所述第一个交换机中的捕获表和捕获计数空间，为所述第一个交换机所在路径中的需执行编排命令的交换机添加执行编排命令的标识，判断所需执行命令的交换机是否为自身，如不是，将所述添加执行编排命令的标识发送至所述第一个交换机的下一跳；如是，则在第一个交换机执行编排命令；

如果所述交换机不为第一个交换机，则本交换机根据所述第一个交换机添加的执行编排命令的标识，判断所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机是否匹配；

如果判定所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机匹配，则本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令；其中，所述本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令，包括：对当前流进行捕获，得到INT信息；读取所述编排命令中遥测内容的位数，将所述INT信息覆盖所述编排命令中遥测内容的位数，保留所述含编排命令的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，得到新的数据包；

本交换机按照所述新的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，确定本交换机的下一跳为控制器，将所述新的数据包上报所述控制器。

在一种可能的实现方式中，所述如果所述交换机为第一个交换机，则第一个交换机根据所述第一个交换机中的捕获表和捕获计数空间，为所述第一个交换机所在路径中的需执行编排命令的交换机添加执行编排命令的标识，包括：

所述第一个交换机获取所述含编排命令的数据包，对所述含编排命令的数据包进行多重hash运算，得到hash运算结果；

所述第一个交换机查询捕获表，采用hash运算结果与交换机捕获表对应的hash进行比较，判定当前流是否属于已捕获流；

如果当前流不属于已捕获流，所述第一个交换机确定当前流中是否是属于所述捕获表中的捕获项；

如果当前流属于所述捕获表中的捕获项，则所述第一个交换机修改所述第一个交换机的当前流的包格式，使当前流的数据包变为携带含路径测量流的指示的数据包；所述携带含路径测量流的指示的数据包携带路径探测标识flg1，所述路径探测标识flg1用于指示路径中交换机对当前流路径进行测量；当所述含路径测量流的指示的数据包转发到路径中每一个交换机时，交换机将本交换机的路径测量结果，附加在路径探测标识flg1的数据包中；

如果当前流不属于所述捕获表中的捕获项，则所述第一个交换机对所述捕获表的匹配项进行计数；在捕获计数空间的计数满足捕获条件时，则第一个交换机添加捕获含路径测量流的指示及第一个交换机的INT信息；

所述第一个交换机发送至所述第一个交换机的下一跳，包括：

所述第一个交换机根据转发端口确定下一跳是否为控制器；如果下一跳不为控制器，则第一个交换机发送所述新的数据包；如果下一跳为控制器，则第一个交换机上报所述新的数据包至控制器。

在一种可能的实现方式中，所述交换机接收所述含编排命令的数据包判断所述交换机是否是所述控制器管辖范围拓扑中流的第一个交换机，包括：

所述交换机接收所述含编排命令的数据包，判断所述含编排命令的数据包是否包含第一跳的标识；

如果检测当前流中存在第一跳的标识，则所述交换机为不为第一个交换机；

如果检测当前流中不存在第一跳的标识，则所述交换机为第一个交换机；

如果所述交换机不为第一个交换机时，所述系统还包括：

如果根据所述含编排命令的数据包确定需要本交换机执行编排命令，则本交换机添加属于本交换机的含路径测量流到所述含编排命令的数据包；

如果根据所述含编排命令的数据包确定不需要本交换机执行编排命令，则本交换机将所述含编排命令的数据包发送至所述本交换机的下一跳。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：

在所述第一个交换机对所述捕获表的匹配项进行计数之后，控制器周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器；

控制器判断本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离是否符合预期偏离；

控制器如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离符合预期偏离，则返回继续执行所述控制器周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器的步骤；

如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离不符合预期偏离，则控制器下发一个删除命令给第一个交换机，以使所述第一个交换机删除所述第一个交换机的捕获表匹配项。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：

控制器监听是否收到新的数据包；

在所述将所述新的数据包上报所述控制器之后，所述系统还包括：

监听是否收到新的数据包；

在监听收到新的数据包时，所述控制器判断控制器中是否存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组；

控制器如果判断控制器存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组，则判断所述计时器与计数器组中计时器的计时是否过期；

如果所述计时器与计数器组中计时器的计时未过期，则控制器更新所述计时器与计数器组中所述含路径测量流对应的计数器；

控制器如果所述计时器与计数器组中计时器的计时已过期，则判断所述计时器与计数器组中的计数器是否超过第三阈值；

如果所述计时器与计数器组中的计数器未超过第三阈值，则返回所述控制器监听是否收到新的数据包；

控制器如果所述计时器与计数器组中的计数器超过第三阈值，则确定所述含路径测量流为一个大象流，所述控制器为所述含路径测量流对应的第一个交换机下发包含编排命令的数据包。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：

在所述在监听收到新的数据包时，所述控制器判断控制器中是否存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组之后，控制器如果判断控制器不存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组，则确定需执行编排命令的交换机指示部位；

控制器根据确定需执行编排命令的交换机指示部位，读取所述新的数据包内的路径信息；

控制器判断所述第一交换机的捕获计数空间的值是否大于第四阈值；

控制器如果所述第一交换机的捕获计数空间的值大于第四阈值，则确定所述含路径测量流为一个大象流，所述控制器为所述含路径测量流对应的第一个交换机下发包含编排命令的数据包；

控制器如果所述第一交换机的捕获计数空间的值不大于第四阈值，则判断所述第一交换机的捕获计数空间的值是否大于第五阈值；所述第五阈值小于所述第四阈值；

控制器如果所述第一交换机的捕获计数空间的值大于第五阈值，则创建一个流对应的计数器与计数器组；

如果所述第一交换机的捕获计数空间的值不大于第五阈值，则清除捕获计数空间的值中，监听收到所述新的数据包对应hash运算结果，将多重hash运算结果对应的计数器减去所述多重hash运算结果中最小的计数结果。

基于上图9的应用的系统，其中，系统包括数据层及控制层，其中数据层，用于使用可编程交换机开发支持捕获编排网络检测系统的数据平面。其中，控制层用于由控制器组成控制平面对数据平面的捕获编排能力进行控制对收集到的链路遥测信息进行处理。系统应用场景示例如下：

带内网络遥测凭借其对网络探测的细粒度和高反馈速度在数据中心场景下越来越多的被使用，以此为数据中心提供网络运维可视化，网络故障定位，网络路由决策等需要的高精度网络可见性，然而额外的网络负载率的引入带来了网络服务降级，网络抖动的发生，此外为了支持数据中心中服务质量的保障，自顶向下的遥测设计方案被被越来越多的提及。

本发明实施例为以上两种需求提供了解决方案，通过捕获编排的方式在精度与负载，可控性与命令额外控制之间做了很好的权衡。为数据中心网络监测，故障定位，服务质量保障等需求，提供了数据获取层面的支持。

需说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于捕获编排的带内网络遥测INT方法，其特征在于，包括：

控制器下发流表；所述流表用于将需编排的数据包修改为含编排命令的数据包；所述需编排的数据包为所述控制器探测过路径的流的数据包，所述编排命令包括：需执行编排命令的交换机指示部位，所述编排命令用于第一个交换机所在路径中需执行编排命令的交换机，添加遥测内容的位数；

交换机接收所述含编排命令的数据包判断所述交换机是否是所述控制器管辖范围拓扑中流的第一个交换机；

如果所述交换机为第一个交换机，则第一个交换机根据所述第一个交换机中的捕获表和捕获计数空间，为所述第一个交换机所在路径中的需执行编排命令的交换机添加执行编排命令的标识，判断需执行命令的交换机是否为自身，如不是，将所述执行编排命令的标识发送至所述第一个交换机的下一跳；如是，则在第一个交换机执行编排命令；

如果所述交换机不为第一个交换机，则本交换机根据所述第一个交换机添加的执行编排命令的标识，判断所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机是否匹配；

如果判定所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机匹配，则本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令；其中，所述本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令，包括：对当前流进行捕获，得到INT信息；读取所述编排命令中遥测内容的位数，将所述INT信息覆盖所述编排命令中遥测内容的位数，保留所述含编排命令的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，得到新的数据包；

本交换机按照所述新的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，确定本交换机的下一跳为控制器，将所述新的数据包上报所述控制器。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述如果所述交换机为第一个交换机，则第一个交换机根据所述第一个交换机中的捕获表和捕获计数空间，为所述第一个交换机所在路径中的需执行编排命令的交换机添加执行编排命令的标识，包括：

所述第一个交换机获取所述含编排命令的数据包，对所述含编排命令的数据包进行多重hash运算，得到hash运算结果；

所述第一个交换机查询捕获表，采用hash运算结果与交换机捕获表对应的hash进行比较，判定当前流是否属于已捕获流；

如果当前流不属于已捕获流，所述第一个交换机确定当前流是否是属于所述捕获表中的捕获项；

如果当前流属于所述捕获表中的捕获项，则所述第一个交换机修改所述第一个交换机的当前流的包格式，使当前流的数据包变为携带含路径测量流的指示的数据包；所述携带含路径测量流的指示的数据包携带路径探测标识flg1，所述路径探测标识flg1用于指示路径中交换机对当前流路径进行测量；当所述携带含路径测量流的指示的数据包转发到路径中每一个交换机时，交换机将本交换机的路径测量结果，附加在携带路径探测标识flg1的数据包中；

如果当前流不属于所述捕获表中的捕获项，则所述第一个交换机对所述捕获表的匹配项进行计数；在捕获计数空间的计数满足捕获条件时，则第一个交换机添加捕获含路径测量流的指示及第一个交换机的INT信息；

所述第一个交换机发送至所述第一个交换机的下一跳，包括：

所述第一个交换机根据转发端口确定下一跳是否为控制器；如果下一跳不为控制器，则第一个交换机发送新的数据包；如果下一跳为控制器，则第一个交换机上报新的数据包至控制器。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述交换机接收所述含编排命令的数据包判断所述交换机是否是所述控制器管辖范围拓扑中流的第一个交换机，包括：

所述交换机接收所述含编排命令的数据包，判断所述含编排命令的数据包是否包含第一跳的标识；

如果检测所述含编排命令的数据包中存在第一跳的标识，则所述交换机为不为第一个交换机；

如果检测所述含编排命令的数据包中不存在第一跳的标识，则所述交换机为第一个交换机；

如果所述交换机不为第一个交换机时，所述方法还包括：

如果根据所述含编排命令的数据包确定需要本交换机执行编排命令，则本交换机添加属于本交换机的含路径测量流到所述含编排命令的数据包；

如果根据所述含编排命令的数据包确定不需要本交换机执行编排命令，则本交换机将所述含编排命令的数据包发送至所述本交换机的下一跳。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一个交换机对所述捕获表的匹配项进行计数之后，所述方法还包括：

控制器周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器；

控制器判断本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离是否符合预期偏离；

控制器如果判断本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离符合预期偏离，则返回继续执行所述控制器周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器的步骤；

如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离不符合预期偏离，则控制器下发一个删除命令给第一个交换机，以使所述第一个交换机删除所述第一个交换机的捕获表匹配项。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述将所述新的数据包上报所述控制器之后，所述方法还包括：

控制器监听是否收到新的数据包；

在监听收到新的数据包时，所述控制器判断控制器中是否存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组；

控制器如果判断控制器存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组，则判断所述计时器与计数器组中计时器的计时是否过期；

如果所述计时器与计数器组中计时器的计时未过期，则控制器更新所述计时器与计数器组中所述含路径测量流对应的计数器；

控制器如果判断所述计时器与计数器组中计时器的计时已过期，则判断所述计时器与计数器组中的计数器是否超过第三阈值；

控制器如果判断所述计时器与计数器组中的计数器未超过第三阈值，则返回所述控制器监听是否收到新的数据包；

控制器如果判断所述计时器与计数器组中的计数器超过第三阈值，则确定所述含路径测量流为一个大象流，所述控制器为所述含路径测量流对应的第一个交换机下发包含编排命令的数据包。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述在监听收到新的数据包时，所述控制器判断控制器中是否存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组之后，所述方法还包括：

控制器如果判断控制器不存在新的数据包内含路径测量流对应的计时器与计数器组，则确定需执行编排命令的交换机指示部位；

控制器根据确定需执行编排命令的交换机指示部位，读取所述新的数据包内的路径信息；

控制器判断所述第一交换机的捕获计数空间的值是否大于第四阈值；

控制器如果判断所述第一交换机的捕获计数空间的值大于第四阈值，则确定所述含路径测量流为一个大象流，所述控制器为所述含路径测量流对应的第一个交换机下发包含编排命令的数据包；

控制器如果判断所述第一交换机的捕获计数空间的值不大于第四阈值，则判断所述第一交换机的捕获计数空间的值是否大于第五阈值；所述第五阈值小于所述第四阈值；

控制器如果判断所述第一交换机的捕获计数空间的值大于第五阈值，则创建一个流对应的计数器与计数器组；

控制器如果判断所述第一交换机的捕获计数空间的值不大于第五阈值，则清除捕获计数空间的值中，监听收到所述新的数据包对应hash运算结果，将多重hash运算结果对应的计数器减去所述多重hash运算结果中最小的计数结果。

7.一种基于捕获编排的带内网络遥测INT系统，其特征在于，包括：控制器和交换机；

所述控制器下发流表；所述流表用于将需编排的数据包修改为含编排命令的数据包；所述需编排的数据包为所述控制器探测过路径的流的数据包，所述编排命令包括：需执行编排命令的交换机指示部位，所述编排命令用于第一个交换机所在路径中需执行编排命令的交换机，添加遥测内容的位数；

所述交换机接收所述含编排命令的数据包判断所述交换机是否是所述控制器管辖范围拓扑中流的第一个交换机；

如果所述交换机为第一个交换机，则第一个交换机根据所述第一个交换机中的捕获表和捕获计数空间，为所述第一个交换机所在路径中的需执行编排命令的交换机添加执行编排命令的标识，判断需执行命令的交换机是否为自身，如不是，将所述执行编排命令的标识发送至所述第一个交换机的下一跳；如是，则在第一个交换机执行编排命令；

如果所述交换机不为第一个交换机，则本交换机根据所述第一个交换机添加的执行编排命令的标识，判断所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机是否匹配；

如果判定所述含编排命令的数据包中的交换机指示部位与本交换机所在路径中的交换机匹配，则本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令；其中，所述本交换机执行所述含编排命令的数据包中的编排命令，包括：对当前流进行捕获，得到INT信息；读取所述编排命令中遥测内容的位数，将所述INT信息覆盖所述编排命令中遥测内容的位数，保留所述含编排命令的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，得到新的数据包；

本交换机按照所述新的数据包中需执行编排命令的交换机指示部位，确定本交换机的下一跳为控制器，将所述新的数据包上报所述控制器。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述如果所述交换机为第一个交换机，则第一个交换机根据所述第一个交换机中的捕获表和捕获计数空间，为所述第一个交换机所在路径中的需执行编排命令的交换机添加执行编排命令的标识，包括：

所述第一个交换机获取所述含编排命令的数据包，对所述含编排命令的数据包进行多重hash运算，得到hash运算结果；

所述第一个交换机查询捕获表，采用hash运算结果与交换机捕获表对应的hash进行比较，判定当前流是否属于已捕获流；

如果当前流不属于已捕获流，所述第一个交换机确定当前流是否是属于所述捕获表中的捕获项；

如果当前流属于所述捕获表中的捕获项，则所述第一个交换机修改所述第一个交换机的当前流的包格式，使当前流的数据包变为携带含路径测量流的指示的数据包；所述携带含路径测量流的指示的数据包携带路径探测标识flg1，所述路径探测标识flg1用于指示路径中交换机对当前流路径进行测量；当所述携带含路径测量流的指示的数据包转发到路径中每一个交换机时，交换机将本交换机的路径测量结果，附加在携带路径探测标识flg1的数据包中；

如果当前流不属于所述捕获表中的捕获项，则所述第一个交换机对所述捕获表的匹配项进行计数；在捕获计数空间的计数满足捕获条件时，则第一个交换机添加捕获含路径测量流的指示及第一个交换机的INT信息；

所述第一个交换机发送至所述第一个交换机的下一跳，包括：

所述第一个交换机根据转发端口确定下一跳是否为控制器；如果下一跳不为控制器，则第一个交换机发送新的数据包；如果下一跳为控制器，则第一个交换机上报新的数据包至控制器。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述交换机接收所述含编排命令的数据包判断所述交换机是否是所述控制器管辖范围拓扑中流的第一个交换机，包括：

所述交换机接收所述含编排命令的数据包，判断所述含编排命令的数据包是否包含第一跳的标识；

如果检测所述含编排命令的数据包中存在第一跳的标识，则所述交换机为不为第一个交换机；

如果检测所述含编排命令的数据包中不存在第一跳的标识，则所述交换机为第一个交换机；

如果所述交换机不为第一个交换机时，

如果根据所述含编排命令的数据包确定需要本交换机执行编排命令，则本交换机添加属于本交换机的含路径测量流到所述含编排命令的数据包；

如果根据所述含编排命令的数据包确定不需要本交换机执行编排命令，则本交换机将所述含编排命令的数据包发送至所述本交换机的下一跳。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，

在所述第一个交换机对所述捕获表的匹配项进行计数之后，控制器周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器；

控制器判断本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离是否符合预期偏离；

控制器如果判断本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离符合预期偏离，则返回继续执行所述控制器周期性读取所述第一个交换机的捕获表匹配项的第一计数器的步骤；

如果本周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数与上一周期的所述捕获表匹配项的第一计数器计数之间偏离不符合预期偏离，则控制器下发一个删除命令给第一个交换机，以使所述第一个交换机删除所述第一个交换机的捕获表匹配项。

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