CN113709043A - 路径追踪方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种路径追踪方法及设备。可控制转发单元按照报文转发流程,对目标报文进行转发处理;并根据目标报文的转发处理结果,确定网络设备对目标报文的处理参数;可根据处理参数、网络设备的地址信息及源主机的地址信息,生成目标报文对应的检测报文,并将检测报文返回给源主机。这样,源主机可基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪。检测报文的生成与传输过程不影响目标报文的转发过程,获取的网络设备对目标报文的处理参数更接近于网络设备对目标报文进行转发处理的实际处理参数,这样,源主机基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪,有助于提高路径追踪的准确度。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种路径追踪方法及设备。
背景技术
网络可视化分析为网络部署和运维中不可缺少的环境,为网络的稳定性和维护提供基础保障。在现有技术中,经常使用追踪路由(traceroute)等探测工具对网络链路进行探测。
现有网络探测工具采用生存时间(Time To Live,TTL)超时方式,将追踪报文上报给网络设备的中央处理器(CPU)进行处理,并CPU将处理后的追踪报文转发出去。这种网络探测方式的准确度较差。例如,这种网络探测方式得到的网络设备的转发时延,包括了网络设备的ASIC转发芯片将追踪报文上报给CPU、CPU对追踪报文进行处理以及CPU将处理后的追踪报文传输给ASIC转发芯片的时间,导致得到的网络设备转发时间不是网络设备真实的转发时延。
发明内容
本申请的多个方面提供一种路径追踪方法及设备,用以提高路径追踪的准确度。
本申请实施例提供一种路径追踪方法,适应于网络设备,包括:
获取源主机提供的目标报文;
控制所述网络设备的转发单元按照报文转发流程对所述目标报文进行转发处理;
根据所述目标报文的转发处理结果,确定所述网络设备对所述目标报文的处理参数;
根据所述处理参数,生成所述目标报文对应的检测报文;
将所述检测报文提供给所述源主机,以供所述源主机基于所述检测报文中的处理参数对所述目标报文进行转发路径追踪。
本申请实施例还提供一种路径追踪方法,包括:
接收网络设备基于目标报文返回的检测报文;所述检测报文包含所述网络设备利用转发单元对所述目标报文进行转发处理的处理参数;
根据所述检测报文,获取所述网络设备的处理参数;
根据所述网络设备的处理参数,对所述目标报文进行转发路径追踪。
本申请实施例还提供一种网络设备,包括:转发单元、处理器和存储器;
所述存储器,用于存储计算机程序;
所述处理器耦合至所述存储器和所述转发单元,用于执行所述计算机程序以用于:控制所述转发单元执行上述网络设备执行的路径追踪方法中的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机设备,包括:存储器、处理器和通信组件;其中,所述存储器,用于存储计算机程序;
所述处理器耦合至所述存储器及所述通信组件,用于执行所述计算机程序以用于执行上述由计算机设备执行的路径追踪方法中的步骤。
在本申请实施例中,对于源主机提供的目标报文,可控制转发单元按照报文转发流程,对目标报文进行转发处理;并根据目标报文的转发处理结果,确定网络设备对目标报文的处理参数;之后,可根据处理参数,生成目标报文对应的检测报文,并将检测报文返回给源主机。这样,源主机可基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪。检测报文的生成与传输过程与目标报文的转发处理过程为两个独立的过程,检测报文的生成与传输过程不影响目标报文的转发过程,因此,获取的网络设备对目标报文的处理参数更接近于网络设备对目标报文进行转发处理的实际处理参数,这样,源主机基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪,有助于提高路径追踪的准确度。尤其,有助于提高转发路径追踪中确定的转发路径的质量参数的准确度,进而有助于提高后续网络质量的检测准确度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请实施例提供的网络系统的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的报文转发流程示意图;
图3为常规方案中路径追踪方法示意图;
图4为本申请实施例提供的报文头格式示意图;
图5为本申请实施例提供的流表结构示意图;
图6为本申请实施例提供的检测报文返回路径示意图;
图7和图8为本申请实施例提供的路径追踪方法的流程示意图;
图9为本申请实施例提供的网络设备的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
现有网络探测工具采用生存时间(Time To Live,TTL)超时方式,将追踪报文上报给网络设备的中央处理器(CPU)进行处理,并CPU将处理后的追踪报文转发出去。这种网络探测方式的准确度较差。例如,这种网络探测方式得到的网络设备的转发时延,包括了网络设备的转发单元将追踪报文上报给CPU、CPU对追踪报文进行处理以及CPU将处理后的追踪报文传输给转发单元的时间,导致得到的网络设备转发时间不是网络设备真实的转发时延。
另一方面,现有采用生存时间(Time To Live,TTL)超时方式进行网络质量检测,若某个转发节点异常导致追踪报文丢包,该转发节点不会返回任何信息,导致丢包原因不明。
在本申请实施例中,为了提高路径追踪的准确度,对于源主机提供的目标报文,可按照报文转发流程,对目标报文进行转发处理;并根据目标报文的转发处理结果,确定网络设备对目标报文的处理参数;之后,可根据处理参数,生成目标报文对应的检测报文,并将检测报文返回给源主机。这样,源主机可基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪。检测报文的生成与传输过程与目标报文的转发处理过程为两个独立的过程,检测报文的生成与传输过程不影响目标报文的转发过程,因此,获取的网络设备对目标报文的处理参数更接近于网络设备对目标报文进行转发处理的实际处理参数,这样,源主机基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪,有助于提高路径追踪的准确度。尤其,有助于提高转发路径追踪中确定的转发路径的质量参数的准确度,进而有助于提高后续网络质量的检测准确度。
以下结合附图,详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
应注意到:相同的标号在下面的附图以及实施例中表示同一物体,因此,一旦某一物体在一个附图或实施例中被定义,则在随后的附图和实施例中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本申请实施例提供的网络系统的结构示意图。如图1所示,该网络系统包括:第一主机10和第二主机20;其中,第一主机10和第二主机20通过网络设备30互联。网络设备30可为交换机(Switch,SW)等。每台主机与其对应的网络设备处于同一局域网或同一网段。
在本申请实施例中,第一主机10和第二主机20可实现为任何计算机设备。例如,第一主机10和第二主机20可实现为单一服务器设备,也可以云化的服务器阵列,或者为云化的服务器阵列中运行的虚拟机(Virtual Machine,VM)等;当然,第一主机10和第二主机20也可实现为终端设备,如电脑、手机、可穿戴设备等等。第一主机10和第二主机20的实现形态可以相同,也可不同。
在本申请实施例中,第一主机10和第二主机20可处于不同的局域网中,并通过网络设备30进行数据转发和通信。网络设备30的数量为多个。多个是指2个或2个以上。图1仅以网络设备30的数量为2个进行图示,但不构成限定。网络设备30至少包括:第一主机10对应的第一网络设备301和第二主机20的第二网络设备302。
在本实施例中,如图2所示,网络设备30包括:转发单元30a和处理器30b。在本申请实施例中,转发单元30a是指具有报文转发处理功能的硬件设备,如硬件模块、装置或芯片等。在一些实施例中,转发单元30a可为专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,ASIC)转发芯片等。转发单元30a用于对报文进行转发处理。其中,转发单元30a对报文进行转发处理的流程大致可包括:(1)转发单元30a接收报文;(2)对报文进行合法性检测;(3)针对通过合法性检测后的报文,查询路由表确定网络设备30的下一跳路由;(4)将报文转发给下一跳路由。
在一些常规方案中,为了实现网络可视化分析,经常使用追踪路由(trace route)等探测工具对网络链路进行探测。如图3所示,主要方式为:采用生存时间(Time To Live,TTL)超时方式,将追踪报文上报给网络设备的处理器30b(如CPU)进行处理,并处理器30b将处理后的追踪报文转发出去。这种网络探测方式的准确度较差。例如,这种网络探测方式得到的网络设备的转发时延,包括了网络设备的转发单元将追踪报文上报给处理器30b、处理器30b对追踪报文进行处理以及处理器30b将处理后的追踪报文传输给转发单元30a的时间,导致得到的网络设备的转发时延不是网络设备真实的转发时延。
在本实施例中,为了提高路径追踪的准确度,对于源主机来说可向对应的网络设备30发送目标报文。在本申请实施例中,为了便于描述,将上述第一主机10作为源主机;第二主机20作为目标报文的目的主机。
在本申请实施例中,路径追踪是指追踪目标报文在从源主机发送至目的主机的所经过的每一跳的信息及每一跳的质量参数等。其中,质量参数是用于衡量每一跳对目标报文进行转发处理的质量的参数,如转发时延、是否丢包等。
在本申请实施例中,不限定目标报文的具体用途。可选地,上述目标报文可为第一主机10发出的任一报文,如任意的普通事务报文。在另一些实施例中,目标报文可为用于表明该报文是对报文进行转发路径追踪的报文。例如,目标报文可为第一主机10发出的特定的路径追踪用报文,也可为对普通的事务报文进行标记处理后的事务报文。在本申请实施例中,第一主机10可在具有路径追踪需求时,发出目标报文。例如,第一主机10可按照设定的探测周期,周期性地发送目标报文。或者,第一主机10可在网络故障时,发送目标报文进行网络质量探测。例如,第一主机10若在设定时长内未接收到请求报文的响应报文的情况下,发送目标报文等。又例如,第一主机10可在转发路径规划时,发送目标报文进行网络质量探测;并根据探测到的网络质量,规划报文转发路径等等。
为了让转发路径中的网络设备30能够区分目标报文与普通事务报文,对于第一主机10可标记报文的用途。可选地,对于目标报文,第一主机10可对报文标记追踪用途标签,这样网络设备30可通过报文的用途标签判断报文是否为目标报文。在本申请实施例中,不限定第一主机10对报文进行用途标签标记的具体实施方式。在一些实施例中,第一主机10可使用报文某些字段的预留位进行用途标记。如第一主机10可将某个字段的预留位设置为指定字符来标记报文为目标报文等等。例如,如图4所示的带内流量分析(IFA)2.0报文格式中,可将报文的标记(flags)字段的设定位数的预留位(如前3位等)设置为1标记该报文为目标报文。其中,图2所示的报文格式为IFA2.0的报文头格式。除了包括flags字段之外,还包括:版本号(Version)字段、报文头长度(Internet Header Length,IHL)字段、服务类型(Type of Service,TOS)字段、报文总长度(Total Length)字段、标识符(Identification)字段、分段偏移(Fragment offset)、生存时间(TTL)字段、协议(Protocol)类型字段(图4以协议类型为IFA进行示例)、报头校验和(Header Checksum)字段以及源IP地址和目的IP地址等等。
进一步,如图1所示,在第一主机10生成目标报文后可发出目标报文。在本申请实施例中,若目标报文在从第一主机(源主机)10转发至第二主机(目的主机)20的过程中未发生丢包,对于目标报文从第一主机10至第二主机20之间的转发路径经过的网络设备30来说,均可获取第一主机10提供的目标报文。若目标报文在传输过程中发生丢包,目标报文经过的网络设备均可获取第一主机10提供的目标报文。目标报文未经过的网络设备无法使用本申请实施例提供的路径追踪方法进行转发路径追踪,因此,目标报文未经过的网络设备不列入本申请实施例的描述范围之内,即本申请下文描述的实施例中的网络设备30均为目标报文经过的网络设备。
上述网络设备30获取第一主机10提供的目标报文可理解为:网络设备30直接或间接获取第一主机10提供的目标报文。对于第一主机10直连的第一网络设备301来说,可直接获取第一主机10提供的目标报文;对于除第一网络设备301之外的其它网络设备,可接收其它网络设备转发的目标报文来获取第一主机10提供的目标报文。如图1所示的第二网络设备302,可接收第一网络设备301转发的目标报文,从而获取第一主机10提供的目标报文。
对于目标报文经过的任一网络设备30来说,并不能知道其接收到的报文是目标报文还是普通的事务报文。基于上述用途标签,网络设备30针对接收到的第一主机10提供的报文,可对报文进行用途识别;并确定用途识别结果为追踪的报文为目标报文。具体地,网络设备30可对接收到的报文进行报文解析,得到报文解析结果;若从报文解析结果中识别出追踪标识,确定第一主机10提供的报文为目标报文。例如,针对上述第一主机10采用某些字段的预留位进行用途标记来标识目标报文的实施方式,若接收到的报文对应字段的预留位为指定字符,确定接收到的报文为目标报文。
对于目标报文经过的任一网络设备30来说,在获取第一主机10提供的目标报文之后,可按照上述报文转发流程,对目标报文进行转发处理;并可根据目标报文的转发处理结果,确定网络设备30对目标报文的处理参数。在本实施例中,网络设备30对目标报文的转发处理结果,可包括网络设备30按照上述报文转发流程对目标报文进行转发处理的任意过程产生的处理结果。
由于网络设备30由转发单元30a对报文进行转发处理,相应地,网络设备30可控制其转发单元30a按照报文转发处理流程对目标报文进行转发处理。在本申请实施例中,网络设备30对目标报文进行转发处理的报文转发流程可参见上述转发单元30a对报文进行转发处理的流程,在此不再赘述。
在本申请实施例中,网络设备30可在转发单元30a进行转发处理过程中,硬件记录目标报文的转发处理过程中产生的处理参数。在本申请实施例中,处理参数可包括网络设备30利用转发单元30a进行转发处理过程中产生的各种参数,如转发延时、是否丢包、丢包原因以及出入端口信息等中的一种或多种。多种是指2种或2种以上。下面结合具体的处理参数,对处理参数的确定方式进行示例性说明。
确定方式1:在一些实施例中,处理参数可实现为转发延时。具体地,网络设备30可控制其转发单元30a记录转发单元30a接收到目标报文的时间和转发单元30a将目标报文发出的时间;进一步,可根据转发单元30a接收到目标报文的时间和转发单元30a将目标报文发出的时间,确定转发单元30a对目标报文的转发时延为网络设备30的处理参数之一。
该实施例中,确定出的网络设备30对目标报文的转发时延,更接近于网络设备30的真实转发时延,甚至等于网络设备30的真实转发时延。该转发时延不包括:转发单元30a将报文传输给处理器30b,及处理器30b再将报文传输给转发单元30a的时间,因此,本申请实施例测得的转发时延的准确度更高。
确定方式2:网络设备30还可根据转发单元30a对目标报文的转发处理结果,确定对目标报文的丢包诊断结果,为处理参数之一。其中,网络设备30对目标报文的丢包诊断结果可包括:网络设备30是否对目标报文进行丢包处理,以及,若对目标报文进行丢包处理的丢包原因。
可选地,若转发单元30a对目标报文的转发处理结果为转发单元30a成功将目标报文发出,则确定对目标报文的丢包诊断结果为未丢包。若转发单元30a在按照上述报文转发流程对目标报文进行转发处理的过程中,在报文转发流程的目标环节对目标报文处理失败,对目标报文进行丢包处理;并确定目标环节对目标报文处理失败的原因为目标报文的丢包诊断结果,即将丢包原因作为丢包诊断结果。例如,在对目标报文进行合法性检测环节的处理结果为目标报文未通过合法性检测,则确定合法性检测环节处理失败,进一步,可对目标报文进行丢包处理,并确定丢包原因为未通过合法性检测,并将“未通过合法性检测”作为丢包诊断结果。又例如,在上述查询路由表环节,未查询到目标报文的下一跳路由,则确定查询路由表环节处理失败,进一步,可对目标报文进行丢包处理,并确定丢包原因为未查询到目标报文的下一跳路由;并将“查询到目标报文的下一跳路由”作为丢包诊断结果。可选地,对于丢包原因可以丢包原因对应的标识码进行表示。如图5所示,丢包原因可表示为“1”等。相应地,网络设备30与主机可预先协商丢包原因与丢包原因的标识码之间的对应关系。这样,后续主机可基于丢包原因与丢包原因的标识码之间的对应关系,基于检测报文中的丢包原因标识码确定丢包原因。
对于丢包诊断结果为丢包原因的情况,由于网络设备30对目标报文进行丢包处理,不会将目标报文转发出去,因此,无法获取网络设备30对目标报文的转发时延。对于这种情况,可记录网络设备30对目标报文的转发时延为空值“NULL”。
确定方式3:转发单元30a还可记录网络设备30接收和发出目标报文的端口信息,即目标报文的出入端口信息,作为处理参数之一。对于在网络设备30发生丢包的情况,转发单元30a可记录目标报文的入端口信息,作为处理参数之一等等。
上述实施例示出的网络设备30对目标报文的处理参数及获取方式仅为示例性说明,并不构成限定。在实际应用中,网络设备30获取的处理参数可为上述确定方式1-3示出的一种或多种,也可为全部处理参数等等。
可选地,转发单元30a可将获取的处理参数记录到流表(Flow Table)对应的字段中。例如,如图5所示,转发单元30a可硬件记录网络设备30对目标报文的转发延时、丢包诊断结果以及目标报文的出入口信息等。其中,对于丢包诊断结果为成功转发的实施例,丢包诊断结果可为NULL。可选地,转发单元30a还可检测报文的源IP地址(SIP)、源端口(Sport)以及目的IP地址(DIP)、目的端口(Dport)记录到流表中。
在图5中,源主机可为第一主机10和第三主机40,目的主机为第二主机20。其中。第一主机10、第二主机20以及第三主机40的IP地址分别为:10.1.1.1、10.1.2.1及10.1.2.2。对于第一网络设备30返回给第一主机10的检测报文1包含的流表信息,可包括:源IP地址:源端口为10.1.1.1:111、目的IP地址:目的端口为10.1.2.1:80、入端口1、出端口2、转发延时为10us(10微秒)以及丢包原因为“NULL”。对于第一网络设备30返回给第一主机10的检测报文1包含的流表信息,可包括:源IP地址:源端口为10.1.1.1:123、目的IP地址:目的端口为10.2.2.2:80、入端口1、出端口2、转发延时为11us以及丢包原因为“NULL”和第三主机40。对于第一网络设备301返回给第一主机10的检测报文2包含的流表信息,可包括:源IP地址:源端口为10.1.1.1:11、目的IP地址:目的端口为10.1.2.1:80、入端口5、出端口10、转发延时为10us以及丢包原因为“NULL”。对于第二网络设备302返回给第三主机40的检测报文2包含的流表信息,可包括:源IP地址:源端口为10.1.1.1:111、目的IP地址:目的端口为10.1.2.1:80、入端口5、出端口为“NULL”、转发延时为“NULL”以及丢包原因为“1”。
进一步,在本申请实施例中,网络设备30在确定出对目标报文的处理参数之后,可根据处理参数,生成目标报文对应的检测报文,也可称为追踪报告(Trace Report)报文。具体地,网络设备30可根据处理参数、网络设备30的地址信息及第一主机10的地址信息,生成目标报文对应的检测报文。
其中,网络设备30的地址信息可为网络设备30的IP地址,第一主机10的地址信息为第一主机10的IP地址。相应地,网络设备30可以第一主机10的IP地址为目的IP地址,以网络设备30的IP地址为源IP地址对处理参数进行封装,以得到检测报文。具体地,转发单元30a可将处理参数提供给网络设备的处理器30b;处理器30b可以第一主机10的IP地址为目的IP地址,以网络设备30的IP地址为源IP地址对处理参数进行封装,以得到检测报文。
进一步,网络设备30可将检测报文提供给第一主机10。具体地,网络设备30可按照目标报文从第一主机10转发至网络设备30的逆路径,将检测报文提供给源主机。例如,图1所示的第一网络设备301可将检测报文直接返回给第一主机10;第二网络设备302可将检测报文转发给第一网络设备301,由第一网络设备301将检测报文转发给第一主机10。
对于第一主机10来说可接收检测报文,并根据检测报文,获取网络设备30的处理参数。进一步,第一主机10可根据网络设备30的处理参数,对目标报文进行转发路径追踪。
具体地,第一主机10可根据检测报文的源地址,确定检测报文经过的网络设备;并从检测报文中解析出网络设备30的处理参数;根据网络设备30的处理参数,确定目标报文的转发路径的质量参数。可选地,可确定处理参数为目标报文的转发路径的质量参数。进一步,第一主机10还可根据网络设备30的处理参数,确定目标报文的转发路径的网络质量。
若网络设备30的处理参数包括网络设备30的转发延时,第一主机10可从检测报文中获取网络设备30的转发延时;进一步,第一主机10可根据网络设备30的转发延时,确定网络设备30处的网络质量。可选地,若网络设备30的转发延时与预设时延之间的时间差大于或等于设定的误差阈值,则确定网络设备30的转发延时过长,存在故障。
可选地,若网络设备30的处理参数中的丢包诊断结果表明目标报文丢包,丢包诊断结果为丢包原因,则确定网络设备30的质量异常,发生丢包等。
在本申请实施例中,目标报文经过的每个网络设备30均可向第一主机10返回检测报文;第一主机10可根据每个网络设备30返回的检测报文中的处理参数,对目标报文经过的每个网络设备30进行路径追踪,进而得到目标报文的转发路径。
可选地,第一主机10还可根据转发路径包括的每个网络设备30返回的检测报文中的处理参数,确定目标报文经过的每个网络设备30的网络质量,进而得到目标报文的整个转发路径的网络质量。
在本实施例中,对于源主机提供的目标报文,网络设备可按照报文转发流程,对目标报文进行转发处理;并根据目标报文的转发处理结果,确定网络设备对目标报文的处理参数;之后,可根据处理参数,生成目标报文对应的检测报文,并将检测报文返回给源主机。这样,源主机可基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径路径追踪。检测报文的生成与传输过程与目标报文的转发处理过程为两个独立的过程,检测报文的生成与传输过程不影响目标报文的转发过程,因此,获取的网络设备对目标报文的处理参数更接近于网络设备对目标报文进行转发处理的实际处理参数,这样,源主机基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪,有助于提高路径追踪的准确度。尤其,有助于提高转发路径追踪中确定的转发路径的质量参数的准确度,进而有助于提高后续网络质量的检测准确度。
例如,对于转发时延,本申请实施例中,获取的网络设备对目标报文的转发时延为网络设备的转发单元对目标报文的转发时延,更接近于网络设备对目标报文的真实转发时延。因此,相较于现有方案将追踪报文上报给CPU,由CPU进行转发的路径追踪方式,本实施例提供的路径追踪方式获取的转发时延的准确度更高。另一方面,对于传统带内网络遥测(Inband Network Telemetry,INT)方式,需要逐跳在目标报文中出入元数据(MetaData)信息来测量逐跳的转发延时等处理参数,而且需要将最后一跳的目标报文上报给监测设备,由监测设备基于最后一跳修改后的目标报文进行网络质量分析等。但是如果目标报文在转发过程中发生丢包,传统INT方式中,监测设备将接收不到任何信息,导致本次路径追踪无结果。而本申请实施例提供的路径追踪方式,相较于传统的INT方式,不需要逐跳对目标报文进行修改,也不需要额外的监测设备,即便在目标报文的转发过程中发生丢包,也可返回对应的检测报文使源主机根据检测报文获取丢包原因等。
在实际网络传输中,由于通信网络质量可能不稳定,有时会出现晚接收到目标报文的网络设备30返回的检测报文,先于早接收到目标报文的网络设备30返回的检测报文到达第一主机10。例如,图1中第二网络设备302比第一网络设备301晚接收到目标报文,但是第二网络设备302发出的检测报文2可能比第一网络设备301发出的检测报文1早到达第一主机10。在这种情况下,如果第一主机10根据接收检测报文的时间顺序,确定目标报文的转发路径,则会导致确定出的转发路径出现错误。
为了解决上述问题,在本申请实施例中,对于网络设备30生成的检测报文,可在检测报文的报文头中增加生存时间(TTL)字段,其中TTL每经过一跳路由会对TTL进行减1处理。具体地,网络设备30在生成检测报文时,可以第一主机10的IP地址为目的IP地址,以网络设备30的IP地址为源IP地址,以设定的生存时间初始值为生存时间,对处理参数进行封装,以得到所述检测报文。在本申请实施例中,不限定生存时间初始值的具体取值。可选地,生存时间初始值小于或等于生存时间字段的位数。例如,生存时间字段为8 bit字段,则生存时间初始值的最大取值为255。可选地,每个网络设备30生成的检测报文的TTL初始值相同。
对于网络设备30在生成检测报文之后,网络设备30可按照目标报文从第一主机10转发至网络设备30的逆路径,将检测报文提供给第一主机10。检测报文每经过一个网络设备30,其经过的网络设备30可对TTL值进行减法处理,如检测报文每经过一个网络设备30,经过的网络设备30可对检测报文的TTL值进行减1。例如,如图6所示,假设第一网络设备301与第二网络设备302之间还包括:第三网络设备303和第四网络设备304。其中,目标报文的转发路径为:第一网络设备301->第三网络设备303->第四网络设备304->第二网络设备302;对于第二网络设备302来说,生成TTL初始值为255的检测报文2;第二网络设备302将检测报文转发至第四网络设备304,第四网络设备304可将检测报文2的TTL值减1,得到TTL值为254的检测报文2;并将TTL=254的检测报文2转发至第三网络设备303;进一步,第三网络设备303对TTL=254的检测报文2的TTL进行减1处理,得到TTL=253的检测报文2;并将TTL=253的检测报文2转发给第一网络设备301;第一网络设备301对TTL=253的检测报文2的TTL进行减1处理,得到TTL=252的检测报文2,并将TTL=252的检测报文2转发至第一主机10。按照相同的报文转发原理,第四网络设备304生成TTL初始值为255的检测报文4,通过第三网络设备303和第一网络设备301的转发处理,得到TTL=253的检测报文4提供给第一主机10。对于第三网络设备303生成TTL初始值为255的检测报文3,通过第一网络设备301的转发处理,得到TTL=254的检测报文3提供给第一主机10。第一网络设备301可直接将TTL=255的检测报文1提供给第一主机10。
基于上述检测报文包含的TTL值,对于第一主机10来说,可接收目标报文经过的每个网络设备30返回的检测报文,并可根据接收到的各检测报文的TTL值,生成目标报文的转发路径。可选地,第一主机10可根据接收到的各检测报文的TTL值从大到小的顺序,生成目标报文的转发路径。进一步,第一主机10可根据目标报文的转发路径对应的各网络设备30返回的检测报文,确定目标报文的转发路径的质量。例如,可根据目标报文的转发路径对应的各网络设备30返回的检测报文,确定目标报文的转发路径的总转发延时等等。
在本申请实施例中,第一主机10可采用下述2种方式确定目标报文的转发路径:
方式1:边接收检测报文,边生成目标报文的转发路径,即每接收到设定数量个(如1个等)检测报文,生成一次目标报文的转发路径。
方式2:在收到路由终节点返回的检测报文时,生成目标报文的转发路径。其中,路由终节点是指目标报文的目的IP地址指向的主机所对应的网络设备。如图1所示,目的IP地址指向的主机为第二主机20,相应地,路由终节点为第二网络设备302。
由于目标报文经过的跳数对于第一主机10来说是未知的,因此,第一主机10无法确定哪个检测报文是由路由终节点返回的,也无法确定是否接收到了路由终节点返回的检测报文。因此,上述方式1中,第一主机10无法确定何时结束生成目标报文的转发路径的流程;对于上述方式2,第一主机10无法确定何时开始生成目标报文的转发路径的流程。
为了解决上述技术问题,在本申请一些实施例中,对于同一局域网中的主机和网络设备来说,可基于地址解析协议(Address Resolution Protocol,ARP)进行通信。例如,图1中的第一主机10和第一网络设备301可基于ARP进行通信。具体地,如果主机向网络设备发送信息,主机可首先利用网络设备的IP地址查询自己的ARP表,确定其中是否包含网络设备对应的ARP表项。如果找到了网络设备的IP地址对应的MAC地址,则主机直接利用ARP表中的MAC地址,对IP报文进行帧封装,并将报文发送给网络设备。当然,网络设备向主机转发信息时,也可首先利用主机的IP地址查询自己的ARP表,确定其中是否包含主机对应的ARP表。如果查询到主机的IP地址对应的MAC地址,则可直接利用ARP表中的MAC地址对IP报文进行帧封装,并将报文转发给主机。基于网络设备30存储的ARP表,在本申请实施例中,网络设备30可获取目标报文的目的IP地址;并根据目标报文的目的IP地址和网络设备30存储的ARP表,确定网络设备30在目标报文的转发路径中的路由节点属性。确切地说,是确定网络设备30为目标报文的中间传输节点还是路由终节点。中间传输节点为除路由终节点之外的其它网络设备。具体地,网络设备30可将目标报文的目的IP地址查询网络设备30存储的ARP表;若在ARP表中查询到目标报文的目的IP地址对应的MAC地址,确定网络设备30为目标报文的路由终节点,即网络设备30对应的主机为目标报文的目的IP地址指向的主机。相应地,若在ARP表中未查询到目标报文的目的IP地址对应的MAC地址,确定网络设备30为目标报文的中间传输节点。
在确定出网络设备30在目标报文的转发路径中的路由节点属性之后,网络设备30可以第一主机10的IP地址为目的IP地址,以网络设备30的IP地址为源IP地址对处理参数和网络设备30的路由节点属性进行封装,以得到检测报文。进一步,网络设备30可将检测报文提供给第一主机10。其中,网络设备30将检测报文提供给第一主机10的具体实施方式,可参见上述实施例的相关内容,在此不再赘述。
对于第一主机10,可按照上述实施例提供的实施方式,生成目标报文的转发路径;并根据目标报文的转发路径,确定该转发路径包含的最后一跳的网络设备。可选地,第一主机10可将接收到的检测报文中TTL值最小的检测报文,作为目标报文的转发路径包含的最后一跳的网络设备返回的检测报文。
进一步,第一主机10可从最后一跳的网络设备返回的检测报文中,获取最后一跳的路由节点属性;若最后一跳的网络设备的路径节点属性为目标报文的路由终节点,确定针对目标报文的路径追踪结束。对于按照上述方式1生成目标报文的转发路径的实施例来说,若目标报文的当前转发路径中的最后一跳的网络设备的路由节点属性为目标报文的中间传输节点,可第一主机10可继续监听目标报文对应的检测报文,针对每次监听到的检测报文,可根据当前已接收到的检测报文的TTL值,生成目标报文的转发路径;再执行上述确定当前转发路径的最后一跳的网络设备的路由节点属性的操作,直至最后一跳的网络设备的路由节点属性为路由终节点。若第一主机10在发出目标报文后设定时长内未接收到路由终节点返回的检测报文,确定目标报文的路径追踪结束,并确定目标报文在当前转发路径的最后一跳的网络设备发生丢包。可选地,第一主机10还可从目标报文的当前转发路径的最后一跳的网络设备返回的检测报文中,获取目标报文的丢包原因。
对于按照上述方式2生成目标报文的转发路径的实施例来说,若目标报文的当前转发路径中的最后一跳的网络设备的路由节点属性为目标报文的中间传输节点,确定目标报文在当前转发路径的最后一跳的网络设备发生丢包。可选地,第一主机10还可从目标报文的当前转发路径的最后一跳的网络设备返回的检测报文中,获取目标报文的丢包原因。在该方式2中,可从第一主机10发出目标报文开始计时,在计时时长达到设定时长时,确定目标报文的路径追踪接收,并执行上述方式2中生成目标报文的转发路径的操作。
对于上述处理参数包括上述确定方式3记录的目标报文的出入端口信息的实施例来说,第一主机10还可根据上述方式1或方式2生成的目标报文的转发路径对应的检测报文,确定目标报文的转发路径信息,实现目标报文的路径追踪。其中,转发路径信息包括:目标报文经过的网络设备以及在网络设备的出入端口信息。
除了上述实施例提供的系统实施例之外,本申请实施例还提供路径追踪方法,下面分别从网络设备和主机的角度分别对路径追踪方法进行示例性说明。
图7为本申请实施例提供的路径追踪方法的流程示意图。该方法适应于网络设备。如图7所示,路径追踪方法主要包括:
701、获取源主机提供的目标报文。
702、控制转发单元按照报文转发流程对目标报文进行转发处理。
703、根据目标报文的转发处理结果,确定网络设备对目标报文的处理参数。
704、根据处理参数,生成目标报文对应的检测报文。
705、将检测报文提供给源主机,以供源主机基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪。
图8为本申请实施例提供的路径追踪方法的流程示意图。该方法适应于主机,主要是指提供目标报文的源主机。如图8所示,路径追踪方法主要包括:
801、接收网络设备基于目标报文返回的检测报文;检测报文包含网络设备利用转发单元对目标报文进行转发处理的处理参数。
802、根据检测报文,获取网络设备的处理参数。
803、根据网络设备的处理参数,对目标报文进行转发路径追踪。
在本实施例中,为了提高路径追踪的准确度,对于源主机来说可向对应的网络设备发送目标报文。关于目标报文的描述,可参见上述系统实施例的相关内容,在此不再赘述。
为了让转发路径中的网络设备能够区分目标报文与普通事务报文,对于源主机可标记报文的用途。可选地,对于目标报文,源主机可对报文标记追踪用途标签,这样网络设备可通过报文的用途标签判断报文是否为目标报文。关于源主机可对报文标记追踪用途标签的具体实施方式可参见上述系统实施例的相关内容,在此不再赘述。
进一步,在源主机生成目标报文后可发出目标报文。在本申请实施例中,若目标报文在从源主机转发至目的主机的过程中未发生丢包,对于目标报文从源主机至目的主机之间的转发路径经过的网络设备来说,均可获取源主机提供的目标报文。若目标报文在传输过程中发生丢包,目标报文经过的网络设备均可获取源主机提供的目标报文。目标报文未经过的网络设备无法使用本申请实施例提供的路径追踪方法进行转发路径追踪,因此,目标报文未经过的网络设备不列入本申请实施例的描述范围之内,即本申请下文描述的实施例中的网络设备均为目标报文经过的网络设备。上述步骤701中,获取源主机提供的目标报文可理解为:网络设备直接或间接获取源主机提供的目标报文。
对于目标报文经过的任一网络设备来说,并不能知道其接收到的报文是目标报文还是普通的事务报文。基于上述用途标签,步骤701可实现为:接收源主机提供的报文;针对接收到的源主机提供的报文,可对报文进行用途识别;并确定用途识别结果为追踪的报文为目标报文。具体地,可对接收到的报文进行报文解析,得到报文解析结果;若从报文解析结果中识别出追踪标识,确定源主机提供的报文为目标报文。
对于目标报文经过的任一网络设备来说,在获取源主机提供的目标报文之后,可在步骤702中,按照上述系统实施例提供的报文转发流程,对目标报文进行转发处理;并在步骤403中可根据目标报文的转发处理结果,确定网络设备对目标报文的处理参数。由于网络设备由转发单元对报文进行转发处理,相应地,步骤703可实现为:利用其转发单元按照报文转发处理流程对目标报文进行转发处理。
在本申请实施例中,可在转发单元进行转发处理过程中,可硬件记录目标报文的转发处理过程中产生的处理参数。在本申请实施例中,处理参数可包括网络设备控制转发单元进行转发处理过程中产生的各种参数,如转发延时、是否丢包、丢包原因以及出入端口信息等中的一种或多种。多种是指2种或2种以上。下面结合具体的处理参数,对处理参数的确定方式进行示例性说明。
确定方式1:在一些实施例中,处理参数可实现为转发延时。具体地,可利用其转发单元记录转发单元接收到目标报文的时间和转发单元将目标报文发出的时间;进一步,可根据转发单元接收到目标报文的时间和转发单元将目标报文发出的时间,确定转发单元对目标报文的转发时延为网络设备的处理参数之一。
该实施例中,确定出的网络设备对目标报文的转发时延,更接近于网络设备的真实转发时延,甚至等于网络设备的真实转发时延。该转发时延不包括:转发单元将报文传输给处理器,及处理器再将报文传输给转发单元的时间,因此,本申请实施例测得的转发时延的准确度更高。
确定方式2:可根据转发单元对目标报文的转发处理结果,确定对目标报文的丢包诊断结果,为处理参数之一。其中,对目标报文的丢包诊断结果可包括:网络设备是否对目标报文进行丢包处理,以及,若对目标报文进行丢包处理的丢包原因。
可选地,若转发单元对目标报文的转发处理结果为转发单元成功将目标报文发出,则确定对目标报文的丢包诊断结果为未丢包,进一步可硬件记录对目标报文的丢包诊断结果为未丢包,在丢包原因字段设置为NULL。若转发单元在按照上述报文转发流程对目标报文进行转发处理的过程中,在报文转发流程的目标环节对目标报文处理失败,对目标报文进行丢包处理;并确定目标环节对目标报文处理失败的原因为目标报文的丢包诊断结果,即将丢包原因作为丢包诊断结果。
确定方式3:还可利用转发单元记录网络设备接收和发出目标报文的端口信息,即目标报文的出入端口信息,作为处理参数之一。对于在网络设备发生丢包的情况,可利用转发单元记录目标报文的入端口信息,作为处理参数之一等等。
上述实施例示出的对目标报文的处理参数及获取方式仅为示例性说明,并不构成限定。在实际应用中,获取的处理参数可为上述确定方式1-3示出的一种或多种,也可为全部处理参数等等。
进一步,在本申请实施例中,在确定出对目标报文的处理参数之后,可在步骤704中,可根据处理参数,生成目标报文对应的检测报文,也可称为追踪报告(Trace Report)报文。具体地,可根据处理参数、网络设备的地址信息及源主机的地址信息,生成目标报文对应的检测报文。
其中,网络设备的地址信息可为网络设备的IP地址,源主机的地址信息为源主机的IP地址。相应地,可以源主机的IP地址为目的IP地址,以网络设备的IP地址为源IP地址对处理参数进行封装,以得到检测报文。具体地,转发单元可将处理参数提供给网络设备的处理器;处理器可以源主机的IP地址为目的IP地址,以网络设备的IP地址为源IP地址对处理参数进行封装,以得到检测报文。
进一步,在步骤705中,可将检测报文提供给源主机。具体地,可按照目标报文从源主机转发至网络设备的逆路径,将检测报文提供给源主机。
对于源主机来说,在步骤801中,可接收检测报文,并在步骤802中,根据检测报文,获取网络设备的处理参数。进一步,在步骤803中,可根据网络设备的处理参数,对目标报文进行转发路径追踪。
具体地,可根据检测报文的源地址,确定检测报文经过的网络设备;并从检测报文中解析出网络设备的处理参数;根据网络设备的处理参数,确定目标报文的转发路径的质量参数。可选地,可确定处理参数为目标报文的转发路径的质量参数。进一步,可根据网络设备的处理参数,确定目标报文的转发路径的网络质量。
在本实施例中,对于源主机提供的目标报文,可控制转发单元按照报文转发流程,对目标报文进行转发处理;并根据目标报文的转发处理结果,确定网络设备对目标报文的处理参数;之后,可根据处理参数,生成目标报文对应的检测报文,并将检测报文返回给源主机。这样,源主机可基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪。检测报文的生成与传输过程与目标报文的转发处理过程为两个独立的过程,检测报文的生成与传输过程不影响目标报文的转发过程,因此,获取的网络设备对目标报文的处理参数更接近于网络设备对目标报文进行转发处理的实际处理参数,这样,源主机基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪,有助于提高路径追踪的准确度。
对于源主机,可从检测报文中解析出网络设备的处理参数。若网络设备的处理参数包括网络设备的转发延时,可从检测报文中获取网络设备的转发延时;进一步,源主机可根据网络设备的转发延时,确定网络设备处的网络质量。可选地,若网络设备的转发延时与预设时延之间的时间差大于或等于设定的误差阈值,则确定网络设备的转发延时过长,存在故障。
可选地,若网络设备的处理参数中的丢包诊断结果表明目标报文丢包,丢包诊断结果为丢包原因,则确定网络设备的质量异常,发生丢包等。
在本申请实施例中,目标报文经过的每个网络设备均可向源主机返回检测报文;源主机可根据每个网络设备返回的检测报文中的处理参数,确定目标报文经过的每一跳网络设备的质量参数;并根据目标报文经过的每一跳网络设备的质量参数,确定目标报文经过的每个网络设备的网络质量,进而得到目标报文的整个转发路径的网络质量。
在实际网络传输中,由于通信网络质量可能不稳定,有时会出现晚接收到目标报文的网络设备返回的检测报文,先于早接收到目标报文的网络设备返回的检测报文到达源主机。在这种情况下,如果源主机根据接收检测报文的时间顺序,确定目标报文的转发路径,则会导致确定出的转发路径出现错误。
为了解决上述问题,在本申请实施例中,对于网络设备生成的检测报文,可在检测报文的报文头中增加生存时间(TTL)字段,其中TTL每经过一跳路由会对TTL进行减1处理。具体地,上述步骤704可实现为:以源主机的IP地址为目的IP地址,以网络设备的IP地址为源IP地址,以设定的生存时间初始值为生存时间,对处理参数进行封装,以得到检测报文。可选地,每个网络设备生成的检测报文的TTL初始值相同。
对于网络设在生成检测报文之后,可按照目标报文从源主机转发至网络设备的逆路径,将检测报文提供给源主机。检测报文每经过一个网络设备,其经过的网络设备可对TTL值进行减法处理,如检测报文每经过一个网络设备,经过的网络设备可对检测报文的TTL值进行减1。
基于上述检测报文包含的TTL值,对于源主机来说,可接收目标报文经过的每个网络设备返回的检测报文,并可根据接收到的各检测报文的TTL值,生成目标报文的转发路径。可选地,可根据接收到的各检测报文的TTL值从大到小的顺序,生成目标报文的转发路径。进一步,可根据目标报文的转发路径对应的各网络设备返回的检测报文,确定目标报文的转发路径的质量参数。例如,可根据目标报文的转发路径对应的各网络设备返回的检测报文,确定目标报文的转发路径的总转发延时等等。
在本申请实施例中,源主机可采用上述系统实施例中的方式1和2确定目标报文的转发路径。
由于目标报文经过的跳数对于源主机来说是未知的,因此,源主机无法确定哪个检测报文是由路由终节点返回的,也无法确定是否接收到了路由终节点返回的检测报文。因此,上述方式1中,源主机无法确定何时结束生成目标报文的转发路径的流程;对于上述方式2,源主机无法确定何时开始生成目标报文的转发路径的流程。
为了解决上述技术问题,在本申请一些实施例中,对于同一局域网中的主机和网络设备来说,可基于ARP进行通信。基于网络设备存储的ARP表,在本申请实施例中,在步骤704之前,网络设备可获取目标报文的目的IP地址;并根据目标报文的目的IP地址和网络设备存储的ARP表,确定网络设备在目标报文的转发路径中的路由节点属性。确切地说,是确定网络设备为目标报文的中间传输节点还是路由终节点。中间传输节点为除路由终节点之外的其它网络设备。
在确定出网络设备在目标报文的转发路径中的路由节点属性之后,可以源主机的IP地址为目的IP地址,以网络设备的IP地址为源IP地址对处理参数和网络设备的路由节点属性进行封装,以得到检测报文。进一步,可将检测报文提供给源主机。其中,网络设备将检测报文提供给源主机的具体实施方式,可参见上述实施例的相关内容,在此不再赘述。
对于源主机,可按照上述实施例提供的实施方式1和2,生成目标报文的转发路径;并根据目标报文的转发路径,确定该转发路径包含的最后一跳的网络设备。可选地,可将接收到的检测报文中TTL值最小的检测报文,作为目标报文的转发路径包含的最后一跳的网络设备返回的检测报文。
进一步,可从最后一跳的网络设备返回的检测报文中,获取最后一跳的路由节点属性;若最后一跳的网络设备的路径节点属性为目标报文的路由终节点,确定针对目标报文的路径追踪结束。对于按照上述方式1生成目标报文的转发路径的实施例来说,若目标报文的当前转发路径中的最后一跳的网络设备的路由节点属性为目标报文的中间传输节点,可继续监听目标报文对应的检测报文,针对每次监听到的检测报文,可根据当前已接收到的检测报文的TTL值,生成目标报文的转发路径;再执行上述确定当前转发路径的最后一跳的网络设备的路由节点属性的操作,直至最后一跳的网络设备的路由节点属性为路由终节点。若源主机在发出目标报文后设定时长内未接收到路由终节点返回的检测报文,确定目标报文的路径追踪结束,并确定目标报文在当前转发路径的最后一跳的网络设备发生丢包。可选地,还可从目标报文的当前转发路径的最后一跳的网络设备返回的检测报文中,获取目标报文的丢包原因。
对于按照上述方式2生成目标报文的转发路径的实施例来说,若目标报文的当前转发路径中的最后一跳的网络设备的路由节点属性为目标报文的中间传输节点,确定目标报文在当前转发路径的最后一跳的网络设备发生丢包。可选地,还可从目标报文的当前转发路径的最后一跳的网络设备返回的检测报文中,获取目标报文的丢包原因。在该方式2中,可从源主机发出目标报文开始计时,在计时时长达到设定时长时,确定目标报文的路径追踪接收,并执行上述方式2中生成目标报文的转发路径的操作。
对于上述处理参数包括上述确定方式3记录的目标报文的出入端口信息的实施例来说,还可根据上述方式1或方式2生成的目标报文的转发路径对应的检测报文,确定目标报文的转发路径信息,实现目标报文的路径追踪。其中,转发路径信息包括:目标报文经过的网络设备以及在网络设备的出入端口信息。
需要说明的是,上述实施例所提供方法的各步骤的执行主体均可以是同一设备,或者,该方法也由不同设备作为执行主体。比如,步骤701和702的执行主体可以为设备A;又比如,步骤701的执行主体可以为设备A,步骤702的执行主体可以为设备B;等等。
另外,在上述实施例及附图中的描述的一些流程中,包含了按照特定顺序出现的多个操作,但是应该清楚了解,这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行,操作的序号如702、703等,仅仅是用于区分开各个不同的操作,序号本身不代表任何的执行顺序。另外,这些流程可以包括更多或更少的操作,并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。
相应地,本申请实施例还提供一种存储有计算机指令的计算机可读存储介质,当计算机指令被一个或多个处理器执行时,致使一个或多个处理器执行上述各路径追踪方法中的步骤。
图9为本申请实施例提供的网络设备的结构示意图。如图9所示,本申请实施例提供的网络设备包括:转发单元90a、处理器90b和存储器90c。
存储器90c,用于存储计算机程序。
处理器90b耦合至存储器90c和转发单元90a,用于执行计算机程序以用于:控制转发单元90a获取源主机提供的目标报文;控制转发单元90a按照报文转发流程对目标报文进行转发处理;并控制转发单元90a根据目标报文的转发处理结果,确定网络设备对目标报文的处理参数;以及根据处理参数,生成目标报文对应的检测报文;并通过转发单元90a将检测报文提供给源主机,以供源主机基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪。
可选地,处理器90b在确定网络设备对目标报文的处理参数时,具体用于:控制转发单元90a记录转发单元接收到目标报文的时间和转发单元90a将目标报文发出的时间;以及控制转发单元90a根据接收到目标报文的时间和转发单元90a将目标报文发出的时间,确定网络设备对目标报文的转发时延为处理参数之一。
可选地,处理器90b在确定网络设备对目标报文的处理参数时,具体用于:控制转发单元90a根据转发单元90a对目标报文的转发处理结果,确定对目标报文的丢包诊断结果,为处理参数之一。
进一步,处理器90b在确定对目标报文的丢包诊断结果时,具体用于:若转发单元90a在报文转发流程的目标环节对目标报文处理失败,控制转发单元90a对目标报文进行丢包处理;确定目标环节对目标报文处理失败的原因为目标报文的丢包诊断结果。
可选地,处理器90b在生成目标报文对应的检测报文时,具体用于:控制转发单元90a将处理参数提供给网络设备的处理器90b;处理器90b以源主机的IP地址为目的IP地址,以网络设备的IP地址为源IP地址对处理参数进行封装,以得到检测报文。
相应地,处理器90b在将检测报文提供给源主机时,具体用于:处理器90b将检测报文传输给转发单元90a;控制转发单元90a将检测报文转发给源主机,以供源主机从检测报文中获取网络设备的转发时延和目标报文的丢包诊断结果。
可选地,处理器90b在获取源主机提供的目标报文时,具体用于:控制转发单元90a获取源主机提供的报文;以及,控制转发单元90a对源主机提供的报文进行解析,得到报文解析结果;若从报文解析结果中识别出追踪标识,确定源主机提供的报文为目标报文。
在本申请实施例中,处理器90b还用于:控制转发单元90a获取目标报文的目的IP地址;并控制转发单元90a根据目标报文的目的IP地址和网络设备中的ARP表,确定网络设备在目标报文的转发路径中的路由节点属性。
可选地,处理器90b在生成目标报文对应的检测报文时,具体用于:以源主机的IP地址为目的IP地址,以网络设备的IP地址为源IP地址对处理参数和网络设备的路由节点属性进行封装,以得到检测报文。
可选地,处理器90b在生成目标报文对应的检测报文时,还用于:以源主机的IP地址为目的IP地址,以网络设备的IP地址为源IP地址,以设定的生存时间初始值为生存时间,对处理参数进行封装,以得到检测报文。
相应地,处理器90b在将检测报文提供给源主机时,还用于:控制转发单元90a按照目标报文从源主机转发至网络设备的逆路径,将检测报文提供给源主机,以使逆路径中的其它网络设备对生存时间进行减法处理。
在一些可选实施方式中,如图9所示,该网络设备还可以包括:通信组件90d、电源组件90e等可选组件。图9中仅示意性给出部分组件,并不意味着网络设备必须包含图9所示全部组件,也不意味着网络设备只能包括图9所示组件。
本实施例提供的网络设备,可控制转发单元按照报文转发流程,对目标报文进行转发处理;并根据目标报文的转发处理结果,确定网络设备对目标报文的处理参数;之后,可根据处理参数、网络设备的地址信息及源主机的地址信息,生成目标报文对应的检测报文,并将检测报文返回给源主机。这样,源主机可基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪。检测报文的生成与传输过程与目标报文的转发处理过程为两个独立的过程,检测报文的生成与传输过程不影响目标报文的转发过程,因此,获取的网络设备对目标报文的处理参数更接近于网络设备对目标报文进行转发处理的实际处理参数,这样,源主机基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪,有助于提高路径追踪的准确度。尤其,有助于提高转发路径追踪中确定的转发路径的质量参数的准确度,进而有助于提高后续网络质量的检测准确度。
图10为本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。在本实施例中计算机设备可作为源主机。如图10所示,计算机设备包括:存储器100a、处理器100b和通信组件100c;其中,存储器100a,用于存储计算机程序。
处理器100b耦合至存储器及通信组件100c,用于执行计算机程序以用于:通过通信组件100c接收网络设备基于目标报文返回的检测报文;检测报文包含网络设备利用转发单元对目标报文进行转发处理的处理参数;根据检测报文,获取网络设备的处理参数;以及,根据网络设备的处理参数,对目标报文进行转发路径追踪。
可选地,目标报文的转发路径经过至少一个网络设备,至少一个网络设备返回至少一个检测报文。相应地,处理器100b还用于:根据接收到的至少一个检测报文的生存时间值,生成目标报文的转发路径。
可选地,处理器100b还用于:根据目标报文的转发路径,确定转发路径包含的最后一跳的网络设备;从至少一个检测报文中,获取最后一跳的网络设备返回的检测报文;从最后一跳的网络设备返回的检测报文中,获取最后一跳的网络设备的路由节点属性;若最后一跳的网络设备的路由节点属性为目标报文的路由终节点,确定针对目标报文路径追踪结束。相应地,若最后一跳的网络设备的路由节点属性为目标报文的中间传输节点,确定目标报文在最后一跳的网络设备发生丢包;从最后一跳的网络设备返回的检测报文中,获取目标报文的丢包原因。
在一些可选实施方式中,如图10所示,该计算机设备还可以包括:电源组件80d等可选组件。在一些实施例中,计算机设备可为电脑、手机等终端设备,还可包括:显示组件100e及音频组件100f等组件。图10中仅示意性给出部分组件,并不意味着计算机设备必须包含图10所示全部组件,也不意味着计算机设备只能包括图10所示组件。
本实施例提供的计算机设备,接收到的检测报文包含网络设备利用转发单元对目标报文进行转发处理的处理参数。由于检测报文的生成与传输过程与目标报文的转发处理过程为两个独立的过程,检测报文的生成与传输过程不影响目标报文的转发过程,因此,获取的网络设备对目标报文的处理参数更接近于网络设备对目标报文进行转发处理的实际处理参数,这样,计算机设备基于检测报文中的处理参数对目标报文进行转发路径追踪,有助于提高路径追踪的准确度。尤其,有助于提高转发路径追踪中确定的转发路径的质量参数的准确度,进而有助于提高后续网络质量的检测准确度。
在本申请实施例中,存储器用于存储计算机程序,并可被配置为存储其它各种数据以支持在其所在设备上的操作。其中,处理器可执行存储器中存储的计算机程序,以实现相应控制逻辑。存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
在本申请实施例中,处理器可以为任意可执行上述方法逻辑的硬件处理设备。可选地,处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、图形处理器(GraphicsProcessing Unit,GPU)或微控制单元(Microcontroller Unit,MCU);也可以为现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、可编程阵列逻辑器件(ProgrammableArray Logic,PAL)、通用阵列逻辑器件(General Array Logic,GAL)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)等可编程器件;或者为先进精简指令集(RISC)处理器(Advanced RISC Machines,ARM)或系统芯片(System on Chip,SOC)等等,但不限于此。
在本申请实施例中,通信组件被配置为便于其所在设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。通信组件所在设备可以接入基于通信标准的无线网络,如WiFi,2G或3G,4G,5G或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信组件经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中,所述通信组件还可基于近场通信(NFC)技术、射频识别(RFID)技术、红外数据协会(IrDA)技术、超宽带(UWB)技术、蓝牙(BT)技术或其他技术来实现。
在本申请实施例中,显示组件可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果显示组件包括触摸面板,显示组件可以被实现为触摸屏,以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界,而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。
在本申请实施例中,电源组件被配置为其所在设备的各种组件提供电力。电源组件可以包括电源管理系统,一个或多个电源,及其他与为电源组件所在设备生成、管理和分配电力相关联的组件。
在本申请实施例中,音频组件可被配置为输出和/或输入音频信号。例如,音频组件包括一个麦克风(MIC),当音频组件所在设备处于操作模式,如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时,麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器或经由通信组件发送。在一些实施例中,音频组件还包括一个扬声器,用于输出音频信号。例如,对于具有语言交互功能的设备,可通过音频组件实现与用户的语音交互等。
需要说明的是,本文中的“第一”、“第二”等描述,是用于区分不同的消息、设备、模块等,不代表先后顺序,也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器 (RAM) 和/或非易失性内存等形式,如只读存储器 (ROM) 或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带,磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (14)
1.一种路径追踪方法,适应于网络设备,其特征在于,包括:
获取源主机提供的目标报文;
控制所述网络设备的转发单元按照报文转发流程对所述目标报文进行转发处理;
根据所述目标报文的转发处理结果,确定所述网络设备对所述目标报文的处理参数;
根据所述处理参数,生成所述目标报文对应的检测报文;
将所述检测报文提供给所述源主机,以供所述源主机基于所述检测报文中的处理参数对所述目标报文进行转发路径追踪。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述网络设备对所述目标报文的处理结果,确定所述网络设备对所述目标报文的处理参数,包括:
控制所述转发单元记录所述转发单元接收到所述目标报文的时间和所述转发单元将所述目标报文发出的时间;
根据所述转发单元接收到目标报文的时间和所述转发单元将所述目标报文发出的时间,确定所述网络设备对所述目标报文的转发时延为所述处理参数之一。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述网络设备对所述目标报文的处理结果,确定所述网络设备对所述目标报文的处理参数,包括:
根据所述转发单元对所述目标报文的转发处理结果,确定对所述目标报文的丢包诊断结果,为所述处理参数之一。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述转发单元对所述目标报文的转发处理结果,确定对所述目标报文的丢包诊断结果,包括:
若所述转发单元在所述报文转发流程的目标环节对所述目标报文处理失败,对所述目标报文进行丢包处理;
确定所述目标环节对所述目标报文处理失败的原因为所述目标报文的丢包诊断结果。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述处理参数,生成所述目标报文对应的检测报文,包括:
所述转发单元将所述处理参数提供给所述网络设备的处理器;
所述处理器以所述源主机的IP地址为目的IP地址,以所述网络设备的IP地址为源IP地址对所述处理参数进行封装,以得到所述检测报文。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述源主机提供的目标报文包括:
获取所述源主机提供的报文;
对所述源主机提供的报文进行解析,得到报文解析结果;
若从报文解析结果中识别出追踪标识,确定所述源主机提供的报文为所述目标报文。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
获取所述目标报文的目的IP地址;
根据所述目标报文的目的IP地址和所述网络设备中的ARP表,确定所述网络设备在所述目标报文的转发路径中的路由节点属性;
所述根据所述处理参数、所述网络设备的地址信息及所述源主机的地址信息,生成所述目标报文对应的检测报文,包括:
以所述源主机的IP地址为目的IP地址,以所述网络设备的IP地址为源IP地址对所述处理参数和所述网络设备的路由节点属性进行封装,以得到所述检测报文。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述处理参数,生成所述目标报文对应的检测报文,包括:
以所述源主机的IP地址为目的IP地址,以所述网络设备的IP地址为源IP地址,以设定的生存时间初始值为生存时间,对所述处理参数进行封装,以得到所述检测报文;
所述将所述检测报文提供给所述源主机,包括:
按照所述目标报文从所述源主机转发至所述网络设备的逆路径,将所述检测报文提供给所述源主机,以使所述逆路径中的其它网络设备对所述生存时间进行减法处理。
9.一种路径追踪方法,其特征在于,包括:
接收网络设备基于目标报文返回的检测报文;所述检测报文包含所述网络设备利用转发单元对所述目标报文进行转发处理的处理参数;
根据所述检测报文,获取所述网络设备的处理参数;
根据所述网络设备的处理参数,对所述目标报文进行转发路径追踪。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述目标报文的转发路径经过至少一个网络设备,所述至少一个网络设备返回至少一个检测报文;所述方法还包括:
根据接收到的所述至少一个检测报文的生存时间值,生成所述目标报文的转发路径。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,还包括:
根据所述目标报文的转发路径,确定所述转发路径包含的最后一跳的网络设备;
从所述至少一个检测报文中,获取所述最后一跳的网络设备返回的检测报文;
从所述最后一跳的网络设备返回的检测报文中,获取所述最后一跳的网络设备的路由节点属性;
若所述最后一跳的网络设备的路由节点属性为所述目标报文的路由终节点,确定针对所述目标报文路径追踪结束。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,还包括:
若所述最后一跳的网络设备的路由节点属性为所述目标报文的中间传输节点,确定所述目标报文在所述最后一跳的网络设备发生丢包;
从所述最后一跳的网络设备返回的检测报文中,获取所述目标报文的丢包原因。
13.一种网络设备,其特征在于,包括:转发单元、处理器和存储器;
所述存储器,用于存储计算机程序;
所述处理器耦合至所述存储器和所述转发单元,用于执行所述计算机程序以用于:控制所述转发单元执行权利要求1-8任一项所述方法中的步骤。
14.一种计算机设备,其特征在于,包括:存储器、处理器和通信组件;其中,所述存储器,用于存储计算机程序;
所述处理器耦合至所述存储器及所述通信组件,用于执行所述计算机程序以用于执行权利要求9-12任一项所述方法中的步骤。
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