CN113206771A - 一种确定路径故障的控制器、交换机和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定路径故障的控制器、交换机和系统，包括：第一确定模块；第二确定模块；建立模块；控制模块，用于控制首端交换机通过传输通道发送检测报文至关键交换机；接收首端交换机对关键交换机包括的分支路径分别发送的第一反馈报文；在确定第一反馈报文的数量等于预设数量时，生成确认结果并控制首端交换机发送至关键交换机；控制关键交换机将检测报文发送至关键交换机的下一交换机；若在预设时间段内接收到下一交换机发送的第二反馈报文，表示所述关键交换机与所述下一交换机之间的路径正常，反之表示关键交换机与下一交换机之间的路径故障。可以准确检测转发路径是否故障，同时减少检测工作量，缩短检测时间。

Description

一种确定路径故障的控制器、交换机和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种确定路径故障的控制器、交换机和系统。

背景技术

随着通信技术的不断发展，OpenFlow协议应用而生，包括控制器及交换机。交换机能对数据进行相应的转发，但是在转发过程中，无法获知数据的实际传输情况。现有技术中，无法确定转发路径是否发生故障，即使有部分检测装置可以进行路径故障检测，但是检测工作量大，检测时间过长。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种确定路径故障的控制器，可以准确检测转发路径是否故障，同时减少检测工作量，缩短检测时间，提高用户体验。

本发明的第二个目的在于提出一种交换机。

本发明的第三个目的在于提出一种确定路径故障的系统。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种确定路径故障的控制器，包括：

第一确定模块，用于确定首端交换机、尾端交换机和所述首端交换机与所述尾端交换机之间的待检测路径；

第二确定模块，用于确定所述待检测路径上的关键交换机；所述关键交换机包括至少两条分支路径；

建立模块，用于建立所述首端交换机与所述关键交换机的传输通道；

控制模块，用于：

控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机；

接收所述首端交换机对所述关键交换机包括的分支路径分别发送的第一反馈报文；获取所述第一反馈报文的数量，并判断是否等于预设数量；

在确定所述数量等于预设数量时，生成确认结果并控制所述首端交换机发送至所述关键交换机；

控制所述关键交换机将所述检测报文发送至所述关键交换机的下一交换机；

若在预设时间段内接收到所述下一交换机发送的第二反馈报文，表示所述关键交换机与所述下一交换机之间的路径正常，反之表示所述关键交换机与所述下一交换机之间的路径故障。

根据本发明的一些实施例，所述控制模块，还用于：

在确定所述数量不等于预设数量时，对多个所述第一反馈报文分别进行解析，获取传输所述第一反馈报文的目标交换机；

根据所述目标交换机确定关键交换机包括的分支路径中的故障分支路径。

根据本发明的一些实施例，所述控制模块，还用于在根据所述目标交换机确定关键交换机包括的分支路径中的故障分支路径后，还用于：

确定所述故障分支路径上的交换机信息；

控制所述关键交换机将所述检测报文发送至所述故障分支路径上的前一交换机；

若在预设时间段内接收到所述前一交换机发送的第三反馈报文，表示所述关键交换机与故障分支路径上的前一交换机之间的路径正常；反之表示所述关键交换机与故障分支路径上的前一交换机之间的路径故障。

根据本发明的一些实施例，所述检测报文包括流表项。

根据本发明的一些实施例，所述建立模块包括：

获取子模块，用于获取所述首端交换机的地址信息及所述关键交换机的地址信息；

判断子模块，用于判断在预设时间段内接收到所述首端交换机发送的建立请求的次数是否大于预设次数，在确定所述次数大于预设次数时，将所述建立请求发送至所述关键交换机；

建立子模块，用于接收所述关键交换机返回的响应信息，对所述响应信息进行解析，获取指令结果；根据所述指令结果建立所述首端交换机与所述关键交换机的初始通道；

修正子模块，用于：

获取所述首端交换机基于所述初始通道向所述关键交换机发送的测试报文的数据量及传输时间；

根据所述数据量及传输时间计算所述初始通道的传输质量，并判断是否小于预设传输质量；在确定所述传输质量小于预设传输质量时，对所述初始通道进行增强处理，得到传输通道。

根据本发明的一些实施例，还包括：

第一交换机检测模块，与所述控制模块连接，用于在所述控制模块控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机前，对所述待检测路径上的所有交换机分别进行检测，计算交换机的故障率，将故障率大于预设故障率的交换机进行标记，得到第一标记结果并发送至所述控制模块；

所述控制模块，用于接收所述第一交换机检测模块发送的第一标记结果，根据所述第一标记结果对相应的交换机所在路径进行检测时进行至少2次检测。

所述计算交换机的故障率P：

其中，T_max为交换机的最大过载率；T₀为交换机的额定负载率；T为交换机的负荷过载值；e为自然常数。

根据本发明的一些实施例，还包括：

第二交换机检测模块，与所述控制模块连接，用于在所述控制模块控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机前，获取所述待检测路径上所有交换机的交换机信息，将所述交换机信息映射到特征空间，确定待检测路径的中心点上的交换机为中心交换机及所述中心交换机的对应的向量，分别计算其他交换机对应的向量与中心交换机的对应的向量之间的夹角，筛选出夹角大于预设夹角的交换机并进行标记，得到第二标记结果并发送至所述控制模块；

所述控制模块，用于接收所述第二交换机检测模块发送的第二标记结果，根据所述第二标记结果对相应的交换机所在路径进行检测时进行至少2次检测。

根据本发明的一些实施例，所述计算其他交换机对应的向量与中心交换机的对应的向量之间的夹角，包括：

确定中心交换机在特征空间中的中心点W：

其中，N为其他交换机的数量；Q(x_i)为第i个其他交换机对应的向量；x_i为第i个其他交换机所在的点；

其中，Q(W)为中心交换机对应的向量。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种交换机，所述交换机为控制器确定的待检测路径上的关键交换机，所述关键交换机包括至少两条分支路径；

所述关键交换机，用于：

接收首端交换机通过传输通道发送的检测报文，并基于包括的分支路径分别发送第一反馈报文；

接收控制器根据所述第一反馈报文的数量等于预设数量生成的确认结果；

将所述检测报文发送至所述关键交换机的下一交换机；

将所述下一交换机在预设时间段内是否生成第二反馈报文的结果上传至控制器。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种确定路径故障的系统，包括如上所述的控制器及交换机。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的一种确定路径故障的控制器的框图；

图2是根据本发明一个实施例的交换机的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图2所示，本发明第一方面实施例提出了一种确定路径故障的控制器，包括：

第一确定模块，用于确定首端交换机、尾端交换机和所述首端交换机与所述尾端交换机之间的待检测路径；

第二确定模块，用于确定所述待检测路径上的关键交换机；所述关键交换机包括至少两条分支路径；

建立模块，用于建立所述首端交换机与所述关键交换机的传输通道；

控制模块，用于：

控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机；

接收所述首端交换机对所述关键交换机包括的分支路径分别发送的第一反馈报文；获取所述第一反馈报文的数量，并判断是否等于预设数量；

在确定所述数量等于预设数量时，生成确认结果并控制所述首端交换机发送至所述关键交换机；

控制所述关键交换机将所述检测报文发送至所述关键交换机的下一交换机；

若在预设时间段内接收到所述下一交换机发送的第二反馈报文，表示所述关键交换机与所述下一交换机之间的路径正常，反之表示所述关键交换机与所述下一交换机之间的路径故障。

上述技术方案的工作原理及有益效果：第一确定模块，用于确定首端交换机、尾端交换机和所述首端交换机与所述尾端交换机之间的待检测路径；具体的首端交换机为交换机A；尾端交换机为交换机B；待检测路径如交换机A与交换机B之间的路径。第二确定模块，用于确定所述待检测路径上的关键交换机；所述关键交换机包括至少两条分支路径；具体的，关键交换机为交换机D；第一分支路径为A-B-C-D；第二分支路径为A-H-D；建立模块，用于建立所述首端交换机与所述关键交换机的传输通道；控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机；接收所述首端交换机对所述关键交换机包括的分支路径分别发送的第一反馈报文；获取所述第一反馈报文的数量，并判断是否等于预设数量；具体的第一反馈报文的数量为2，等于分支路径的数量，即预设数量，表示两条分支路径均为正常。在确定所述数量等于预设数量时，生成确认结果并控制所述首端交换机发送至所述关键交换机；控制所述关键交换机将所述检测报文发送至所述关键交换机的下一交换机；即交换机D发送检测报文至交换机E，若在预设时间段内接收到所述下一交换机发送的第二反馈报文，表示所述关键交换机与所述下一交换机之间的路径正常，反之表示所述关键交换机与所述下一交换机之间的路径故障。实现对路径故障的准确检测，同时减少检测工作量，缩短检测时间，提高用户体验。

根据本发明的一些实施例，所述控制模块，还用于：

在确定所述数量不等于预设数量时，对多个所述第一反馈报文分别进行解析，获取传输所述第一反馈报文的目标交换机；

根据所述目标交换机确定关键交换机包括的分支路径中的故障分支路径。

上述技术方案的工作原理及有益效果：在确定所述数量不等于预设数量时，对多个所述第一反馈报文分别进行解析，获取传输所述第一反馈报文的目标交换机；根据所述目标交换机确定关键交换机包括的分支路径中的故障分支路径。即假设B作为目标交换机，即B所在的分支路径为正常，故A-H-D的分支路径为故障，便于快速确定故障路径，便于减少检测工作量，缩短检测时间。

根据本发明的一些实施例，所述控制模块，还用于在根据所述目标交换机确定关键交换机包括的分支路径中的故障分支路径后，还用于：

确定所述故障分支路径上的交换机信息；

控制所述关键交换机将所述检测报文发送至所述故障分支路径上的前一交换机；

若在预设时间段内接收到所述前一交换机发送的第三反馈报文，表示所述关键交换机与故障分支路径上的前一交换机之间的路径正常；反之表示所述关键交换机与故障分支路径上的前一交换机之间的路径故障。

上述技术方案的工作原理及有益效果：所述控制模块，还用于在根据所述目标交换机确定关键交换机包括的分支路径中的故障分支路径后，还用于：确定所述故障分支路径上的交换机信息；控制所述关键交换机将所述检测报文发送至所述故障分支路径上的前一交换机；若在预设时间段内接收到所述前一交换机发送的第三反馈报文，表示所述关键交换机与故障分支路径上的前一交换机之间的路径正常；反之表示所述关键交换机与故障分支路径上的前一交换机之间的路径故障。即便于快速确定H-D之间的故障是否故障，缩短检测时间，提高路径故障检测的准确性。

根据本发明的一些实施例，所述检测报文包括流表项。

根据本发明的一些实施例，所述建立模块包括：

获取子模块，用于获取所述首端交换机的地址信息及所述关键交换机的地址信息；

判断子模块，用于判断在预设时间段内接收到所述首端交换机发送的建立请求的次数是否大于预设次数，在确定所述次数大于预设次数时，将所述建立请求发送至所述关键交换机；

建立子模块，用于接收所述关键交换机返回的响应信息，对所述响应信息进行解析，获取指令结果；根据所述指令结果建立所述首端交换机与所述关键交换机的初始通道；

修正子模块，用于：

获取所述首端交换机基于所述初始通道向所述关键交换机发送的测试报文的数据量及传输时间；

根据所述数据量及传输时间计算所述初始通道的传输质量，并判断是否小于预设传输质量；在确定所述传输质量小于预设传输质量时，对所述初始通道进行增强处理，得到传输通道。

上述技术方案的工作原理及有益效果：获取子模块，用于获取所述首端交换机的地址信息及所述关键交换机的地址信息；判断子模块，用于判断在预设时间段内接收到所述首端交换机发送的建立请求的次数是否大于预设次数，在确定所述次数大于预设次数时，将所述建立请求发送至所述关键交换机；建立子模块，用于接收所述关键交换机返回的响应信息，对所述响应信息进行解析，获取指令结果；根据所述指令结果建立所述首端交换机与所述关键交换机的初始通道；修正子模块，用于：获取所述首端交换机基于所述初始通道向所述关键交换机发送的测试报文的数据量及传输时间；根据所述数据量及传输时间计算所述初始通道的传输质量，并判断是否小于预设传输质量；在确定所述传输质量小于预设传输质量时，对所述初始通道进行增强处理，得到传输通道。预设次数为5次，即准确确认首端交换机的建立请求的准确性，避免因一次误发，导致建立错误的连接，减少系统的负载。初始通道作为在先通道，只是初步建立的通道，若初始通道的传输质量小于预设传输质量进行增强处理，便于保证传输通道的传输质量及稳定性，作为高质量的检测通道，减少该检测通道的故障率，保证对路径故障检测的准确性。

根据本发明的一些实施例，还包括：

第一交换机检测模块，与所述控制模块连接，用于在所述控制模块控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机前，对所述待检测路径上的所有交换机分别进行检测，计算交换机的故障率，将故障率大于预设故障率的交换机进行标记，得到第一标记结果并发送至所述控制模块；

所述控制模块，用于接收所述第一交换机检测模块发送的第一标记结果，根据所述第一标记结果对相应的交换机所在路径进行检测时进行至少2次检测。

所述计算交换机的故障率P：

其中，T_max为交换机的最大过载率；T₀为交换机的额定负载率；T为交换机的负荷过载值；e为自然常数。

上述技术方案的工作原理及有益效果：第一交换机检测模块，与所述控制模块连接，用于在所述控制模块控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机前，对所述待检测路径上的所有交换机分别进行检测，计算交换机的故障率，将故障率大于预设故障率的交换机进行标记，得到第一标记结果并发送至所述控制模块；所述控制模块，用于接收所述第一交换机检测模块发送的第一标记结果，根据所述第一标记结果对相应的交换机所在路径进行检测时进行至少2次检测。即对带有第一标记结果的交换机及交换机所在路径进行重点检测，如未标记的交换机及路径检测次数为1次，带有第一标记结果的交换机及路径检测次数为2次。有利于保证路径故障检测的准确性。交换机的负载值为交换机的实时过载率与额定负载率的差值。基于上述公式便于准确计算出交换机的故障率，进而准确筛选出故障率大于预设故障率的交换机，提高第一标记结果的准确性。

根据本发明的一些实施例，还包括：

第二交换机检测模块，与所述控制模块连接，用于在所述控制模块控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机前，获取所述待检测路径上所有交换机的交换机信息，将所述交换机信息映射到特征空间，确定待检测路径的中心点上的交换机为中心交换机及所述中心交换机的对应的向量，分别计算其他交换机对应的向量与中心交换机的对应的向量之间的夹角，筛选出夹角大于预设夹角的交换机并进行标记，得到第二标记结果并发送至所述控制模块；

所述控制模块，用于接收所述第二交换机检测模块发送的第二标记结果，根据所述第二标记结果对相应的交换机所在路径进行检测时进行至少2次检测。

根据本发明的一些实施例，所述计算其他交换机对应的向量与中心交换机的对应的向量之间的夹角，包括：

确定中心交换机在特征空间中的中心点W：

其中，N为其他交换机的数量；Q(x_i)为第i个其他交换机对应的向量；x_i为第i个其他交换机所在的点；

其中，Q(W)为中心交换机对应的向量。

上述技术方案的工作原理及有益效果：第二交换机检测模块，与所述控制模块连接，用于在所述控制模块控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机前，获取所述待检测路径上所有交换机的交换机信息，将所述交换机信息映射到特征空间，确定待检测路径的中心点上的交换机为中心交换机及所述中心交换机的对应的向量，分别计算其他交换机对应的向量与中心交换机的对应的向量之间的夹角，筛选出夹角大于预设夹角的交换机并进行标记，得到第二标记结果并发送至所述控制模块；所述控制模块，用于接收所述第二交换机检测模块发送的第二标记结果，根据所述第二标记结果对相应的交换机所在路径进行检测时进行至少2次检测。即对带有第二标记结果的交换机及交换机所在路径进行重点检测，如未标记的交换机及路径检测次数为1次，带有第一标记结果的交换机及路径检测次数为2次。有利于保证路径故障检测的准确性。确定其他交换机与中心交换机的夹角，即差异度，在调试各个交换机的连接关系时，其他交换机为中心交换机的差异度在预设范围内，在确定夹角大于预设夹角时，在中心交换机正常状态下，夹角大于预设夹角的交换机可能存在异常，进行标记，便于进行重点检测。基于上述公式，便于准确计算出夹角，确定夹角大于预设夹角的交换机，提高第二标记结果的准确性。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种交换机，所述交换机为控制器确定的待检测路径上的关键交换机，所述关键交换机包括至少两条分支路径；

所述关键交换机，用于：

接收首端交换机通过传输通道发送的检测报文，并基于包括的分支路径分别发送第一反馈报文；

接收控制器根据所述第一反馈报文的数量等于预设数量生成的确认结果；

将所述检测报文发送至所述关键交换机的下一交换机；

将所述下一交换机在预设时间段内是否生成第二反馈报文的结果上传至控制器。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种确定路径故障的系统，包括如上所述的控制器及交换机。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种确定路径故障的控制器，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于确定首端交换机、尾端交换机和所述首端交换机与所述尾端交换机之间的待检测路径；

第二确定模块，用于确定所述待检测路径上的关键交换机；所述关键交换机包括至少两条分支路径；

建立模块，用于建立所述首端交换机与所述关键交换机的传输通道；

控制模块，用于：

控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机；

接收所述首端交换机对所述关键交换机包括的分支路径分别发送的第一反馈报文；获取所述第一反馈报文的数量，并判断是否等于预设数量；

在确定所述数量等于预设数量时，生成确认结果并控制所述首端交换机发送至所述关键交换机；

控制所述关键交换机将所述检测报文发送至所述关键交换机的下一交换机；

若在预设时间段内接收到所述下一交换机发送的第二反馈报文，表示所述关键交换机与所述下一交换机之间的路径正常，反之表示所述关键交换机与所述下一交换机之间的路径故障。

2.如权利要求1所述的确定路径故障的控制器，其特征在于，所述控制模块，还用于：

在确定所述数量不等于预设数量时，对多个所述第一反馈报文分别进行解析，获取传输所述第一反馈报文的目标交换机；

根据所述目标交换机确定关键交换机包括的分支路径中的故障分支路径。

3.如权利要求2所述的确定路径故障的控制器，其特征在于，所述控制模块，还用于在根据所述目标交换机确定关键交换机包括的分支路径中的故障分支路径后，还用于：

确定所述故障分支路径上的交换机信息；

控制所述关键交换机将所述检测报文发送至所述故障分支路径上的前一交换机；

若在预设时间段内接收到所述前一交换机发送的第三反馈报文，表示所述关键交换机与故障分支路径上的前一交换机之间的路径正常；反之表示所述关键交换机与故障分支路径上的前一交换机之间的路径故障。

4.如权利要求1所述的确定路径故障的控制器，其特征在于，所述检测报文包括流表项。

5.如权利要求1所述的确定路径故障的控制器，其特征在于，所述建立模块包括：

获取子模块，用于获取所述首端交换机的地址信息及所述关键交换机的地址信息；

判断子模块，用于判断在预设时间段内接收到所述首端交换机发送的建立请求的次数是否大于预设次数，在确定所述次数大于预设次数时，将所述建立请求发送至所述关键交换机；

建立子模块，用于接收所述关键交换机返回的响应信息，对所述响应信息进行解析，获取指令结果；根据所述指令结果建立所述首端交换机与所述关键交换机的初始通道；

修正子模块，用于：

获取所述首端交换机基于所述初始通道向所述关键交换机发送的测试报文的数据量及传输时间；

根据所述数据量及传输时间计算所述初始通道的传输质量，并判断是否小于预设传输质量；在确定所述传输质量小于预设传输质量时，对所述初始通道进行增强处理，得到传输通道。

6.如权利要求1所述的确定路径故障的控制器，其特征在于，还包括：

第一交换机检测模块，与所述控制模块连接，用于在所述控制模块控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机前，对所述待检测路径上的所有交换机分别进行检测，计算交换机的故障率，将故障率大于预设故障率的交换机进行标记，得到第一标记结果并发送至所述控制模块；

所述控制模块，用于接收所述第一交换机检测模块发送的第一标记结果，根据所述第一标记结果对相应的交换机所在路径进行检测时进行至少2次检测。

所述计算交换机的故障率P：

其中，T_max为交换机的最大过载率；T₀为交换机的额定负载率；T为交换机的负荷过载值；e为自然常数。

7.如权利要求1所述的确定路径故障的控制器，其特征在于，还包括：

第二交换机检测模块，与所述控制模块连接，用于在所述控制模块控制所述首端交换机通过所述传输通道发送检测报文至所述关键交换机前，获取所述待检测路径上所有交换机的交换机信息，将所述交换机信息映射到特征空间，确定待检测路径的中心点上的交换机为中心交换机及所述中心交换机的对应的向量，分别计算其他交换机对应的向量与中心交换机的对应的向量之间的夹角，筛选出夹角大于预设夹角的交换机并进行标记，得到第二标记结果并发送至所述控制模块；

所述控制模块，用于接收所述第二交换机检测模块发送的第二标记结果，根据所述第二标记结果对相应的交换机所在路径进行检测时进行至少2次检测。

8.如权利要求7所述的确定路径故障的控制器，其特征在于，所述计算其他交换机对应的向量与中心交换机的对应的向量之间的夹角，包括：

确定中心交换机在特征空间中的中心点W：

其中，N为其他交换机的数量；Q(x_i)为第i个其他交换机对应的向量；x_i为第i个其他交换机所在的点；

其中，Q(W)为中心交换机对应的向量。

9.一种交换机，其特征在于，所述交换机为控制器确定的待检测路径上的关键交换机，所述关键交换机包括至少两条分支路径；

所述关键交换机，用于：

接收首端交换机通过传输通道发送的检测报文，并基于包括的分支路径分别发送第一反馈报文；

接收控制器根据所述第一反馈报文的数量等于预设数量生成的确认结果；

将所述检测报文发送至所述关键交换机的下一交换机；

将所述下一交换机在预设时间段内是否生成第二反馈报文的结果上传至控制器。

10.一种确定路径故障的系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的控制器及权利要求9所述的交换机。

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