CN114520778A - 一种连通性检测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例适用于计算机技术领域，提供了一种连通性检测方法、装置、电子设备及存储介质，其中，连通性检测方法包括：获取配置信息；配置信息表征检测类型；检测类型表征检测与集群中的云主机的连通性的检测方式；在用户空间基于配置信息生成与检测类型对应的第一报文；基于用户空间的数据面将第一报文发送至集群中与配置信息对应的云主机；基于云主机基于第一报文发送的第二报文，确定与云主机的连通性。

Description

一种连通性检测方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种连通性检测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

在云计算场景中，数据中心以云主机集群的方式作为一个整体对外提供服务，云主机之间的连通性对整个数据中心的安全和功能起着重要作用。目前，相关技术基于内核的网络探测工具检测集群中云主机的连通性，但是基于内核的网络探测工具不能有效支持用户空间的网络连通性探测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种连通性检测方法、装置、电子设备及存储介质，以至少解决相关技术基于内核的网络探测工具不能有效支持用户空间的网络连通性探测的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种连通性检测方法，该方法包括：

获取配置信息；所述配置信息表征检测类型；所述检测类型表征检测与集群中的云主机的连通性的检测方式；

在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文；

基于所述用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机；

基于所述云主机基于所述第一报文发送的第二报文，确定与所述云主机的连通性。

在上述方案中，在获取配置信息后，所述方法还包括：

在所述用户空间划分一块内存区域；

将所述配置信息存储在所述内存区域中。

在上述方案中，所述检测类型包括第一检测类型和第二检测类型；所述第一检测类型用于实时检测与云主机的连通性；所述第二检测类型用于周期性检测与云主机的连通性。

在上述方案中，所述在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文，包括：

在所述第一报文的第一字段中加入所述检测类型对应的值；所述第一字段表征所述检测类型。

在上述方案中，所述基于所述云主机基于所述第一报文发送的第二报文，确定与所述云主机的连通性，包括：

在未收到所述第二报文的情况下，确定与所述云主机的连通性出现异常；

在收到所述第二报文的情况下，基于所述第二报文确定响应时间；

基于所述响应时间确定与所述云主机的连通性。

在上述方案中，在收到所述第二报文的情况下，基于所述第二报文确定响应时间，包括：

对所述第二报文进行合法性检测，所述合法性检测用于检测所述第二报文是否是正常报文；

在所述合法性检测通过的情况下，基于所述第二报文确定响应时间。

在上述方案中，所述在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文，包括：

基于所述配置信息确定是否支持巨型帧数据包；

在支持巨型帧数据包的情况下，设置所述第一报文对应的数据包的长度为第一长度；

在不支持巨型帧数据包的情况下，设置所述第一报文对应的数据包的长度为第二长度。

在上述方案中，所述基于所述用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机，包括：

基于隧道端点VTEP将所述第一报文发送至对端云主机。

在上述方案中，在基于所述用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机之前，所述方法还包括：

对所述第一报文对应的数据包的第二字段的值进行自增处理；所述第二字段表征所述第一报文对应的数据包的序列号。

在上述方案中，在基于所述第二报文确定响应时间后，所述方法还包括：

基于所述第二报文确定检测类型；

在所述检测类型为所述第一检测类型的情况下，将所述响应时间发送给终端进行展示；所述第一检测类型用于实时检测与云主机的连通性。

第二方面，本发明实施例提供了一种连通性检测装置，该装置包括：

获取模块，用于获取配置信息；所述配置信息表征检测类型；所述检测类型表征检测与集群中的云主机的连通性的检测方式；

生成模块，用于在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文；

发送模块，用于基于所述用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机；

确定模块，用于基于所述云主机基于所述第一报文发送的第二报文，确定与所述云主机的连通性。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行本发明实施例第一方面提供的连通性检测方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序。所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例第一方面提供的连通性检测方法的步骤。

本发明实施例通过获取配置信息；在用户空间基于配置信息生成与检测类型对应的第一报文，基于用户空间的数据面将第一报文发送至集群中与配置信息对应的云主机。基于云主机根据第一报文发送的第二报文，确定与云主机的连通性。其中，配置信息表征检测类型，检测类型表征检测与集群中的云主机的连通性的检测方式。本发明实施例将多种检测类型集中在同一个系统中，运维人员可以根据需求输入配置信息，根据配置信息生成与检测类型对应的第一报文，运维人员可以自主选择检测类型，提高了云主机场景下的连通性故障检测效率。并且在用户空间生成第一报文，基于用户空间的数据面将第一报文发送至目的云主机，克服了传统内核模式下的路由冲突限制，实现用户空间下的云主机连通性探测功能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种集群的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种连通性检测方法的实现流程示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种连通性检测方法的实现流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种VTEP和VM的对应关系的示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种连通性检测方法的实现流程示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种连通性检测方法的实现流程示意图；

图7是本发明实施例提供的另一种连通性检测方法的实现流程示意图；

图8是本发明实施例提供的一种连通性检测的流程示意图；

图9是本发明实施例提供的一种主动探测流程的示意图；

图10是本发明实施例提供的一种一键检测流程的示意图；

图11是本发明实施例提供的一种连通性检测流程的示意图；

图12是本发明实施例提供的另一种连通性检测流程的示意图；

图13是本发明实施例提供的一种连通性检测装置的示意图；

图14是本发明一实施例提供的电子设备的示意图。

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。

在云计算场景中，数据中心通常以云主机集群的方式作为一个整体对外提供服务，云主机之间的连通性对整个数据中心的安全和功能起着重要作用。保证云主机之间的网络连通性，及时发现和诊断连通性问题对数据中心的推广和应用具有关键作用。设计一种对云主机连通性的检测和排障机制可以极大的减轻网络运维压力，保证数据中心正常工作，当前的云主机连通性探测方法通常存在如下几个问题。

目前，相关技术通过双向链路探测协议(BFD，Bidirectional ForwardingDetection)探测云主机之间的连通性。BFD协议可以对网络设备间任意类型的双向转发路径进行故障检测，包括直连物理链路、虚电路、隧道、多跳路由路径、MPLS LSP以及单项链路等。BFD协议为不同的上层应用，提供一致的故障检测时间。可以加快网络收敛速度、减小应用中断时间，提高网络可靠性。

数据面开发套件(DPDK，Data Plane Development Kit)作为一项数据面关键技术，可以将数据包处理切换到用户空间，极大提升了网络转发性能。但是BFD协议基于内核进行分包解包处理，传统的基于内核的网络探测工具在云主机场景下不能有效地支持用户空间网络数据探测。而且BFD协议无法准确探测云主机之间的巨帧网络包。

针对上述相关技术的缺点，本发明实施例提供了一种连通性检测方法，至少能够实现基于用户空间下的网络连通性探测。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是本发明实施例提供的一种集群的结构示意图，本发明实施例提供的连通性检测方法的执行主体为集群中的云主机，例如图1中的云主机A和云主机B。云主机A和云主机B通过集群方式组建数据中心，云主机A和云主机B中的虚拟机通过虚拟扩展局域网(VXLAN，Virtual eXtensible Local Area Network)进行信息交互，VXLAN网络的连通性对整个集群的功能有关键作用。小规模数据中心下的VXLAN网络可配置在同网段下，当数据中心规模增大后，云主机可能需要配置多个网络组建集群。

VXLAN是一种网络虚拟化技术，可以改进大型云计算在部署时的扩展问题，是对VLAN的一种扩展。VXLAN是一种功能强大的工具，可以穿透三层网络对二层进行扩展。它可通过封装流量并将其扩展到第三层网关，以此来解决VMS(虚拟内存系统)的可移植性限制，使其可以访问在外部IP子网上的服务器。

图2是本发明实施例提供的一种连通性检测方法的实现流程示意图，所述连通性检测方法的执行主体为集群中的节点(云主机)，节点可以是台式电脑、笔记本电脑等电子设备。参考图2，连通性检测方法包括：

S201，获取配置信息；所述配置信息表征检测类型；所述检测类型表征检测与集群中的云主机的连通性的检测方式。

在一实施例中，所述检测类型包括第一检测类型和第二检测类型；所述第一检测类型用于实时检测与云主机的连通性；所述第二检测类型用于周期性检测与云主机的连通性。

配置信息可以包括：目的云主机的网际互连协议(IP，Internet Protocol)地址、检测周期、检测最小响应时间、是否开启巨帧检测、指定检测包个数、最大传输单元(MTU，Maximum Transmission Unit)大小等参数。

对于不同的检测类型，检测类型对应的配置信息是不同的。例如，第二检测类型的配置信息包括检测周期，而第一检测类型的配置信息是不包括检测周期的；不同检测类型对应的配置信息通过不同的消息通道下发到本地服务。

根据配置信息可以区分检测类型，如果是第二检测类型，系统管理或运维人员可以通过管理面(通常为WEB页面)输入配置信息，管理面可以通过消息通道将配置信息下发给本地服务，本地服务根据配置信息生成request报文，然后将报文发送到数据面。如果是第一检测类型，系统管理或运维人员通过管理面下发类似Linux网络管理命令ping，该命令中包含配置信息，本地服务捕获并基于该命令构造request报文，然后将报文发送到数据面。

第一检测类型用于实时检测排障，可以由系统管理员手动发起和终止，能够实时的探测当前时间云主机之间的连通性探测结果。

第二检测类型用于实现自动化运维，使得系统周期性的检测集群连通性环境，对于连通性出现异常的情况及时告警通知。

在一实施例中，在获取配置信息后，所述方法还包括：

在所述用户空间划分一块内存区域；

将所述配置信息存储在所述内存区域中。

在操作系统中，虚拟内存通常会被分成用户空间与内核空间这两个区块。内核空间是操作系统内核访问的区域，独立于普通的应用程序，是受保护的内存空间。用户空间是普通应用程序可访问的内存区域。例如，Linux操作系统和驱动程序运行在内核空间，应用程序运行在用户空间。两者不能简单地使用指针传递数据，因为Linux使用的虚拟内存机制，用户空间的数据可能被换出，当内核空间使用用户空间指针时，对应的数据可能不在内存中。用户空间的内存映射采用段页式，而内核空间有自己的规则。

获取配置信息后，在内存(用户空间)中划分一块区域，将配置信息存储在这块内存区域中，当需要构造第一报文时，从该内存区域中获取配置信息。

S202，在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文。

本发明实施例中的第一报文可以是因特网控制报文协议(ICMP，InternetControl Message Protocol)报文，ICMP是一种标准的TCP/IP协议，工作在三层网络，能够在IP主机、路由器之间传递网络不通、主机是否可达、路由是否可用等反映网络本身状况的控制消息。

配置信息存储在用户空间中，当需要构造第一报文时，从用户空间中获取配置信息，基于配置信息生成第一报文。

在用户空间根据配置信息生成第一报文，第一报文用于发送至目的云主机，使目的云主机收到第一报文后回复一个响应数据包，从而探测本机与目的云主机的连通性。配置信息包含目的云主机的IP地址，第一报文的目的IP地址为配置信息中的目的云主机的IP地址。

不同检测类型生成的第一报文是不同的，例如可以在第一报文中添加检测类型对应的标识。

在一实施例中，所述在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文，包括：

在所述第一报文的第一字段中加入所述检测类型对应的值；所述第一字段表征所述检测类型。

将两种检测类型集成在一个系统服务中，需要对第一报文进行两种类型的区分，通常在报文格式中使用Identifier字段来表示发送方，通常用服务进程号作为Identifier的填充值。

这里，第一字段可以为Identifier字段，Identifier字段用于区分不同的ping进程，通过Identifier字段的值可以区分第一检测类型和第二检测类型。例如，如果是第一检测类型，则设置Identifier字段的值为0；如果是第二检测类型，则设置Identifier字段的值为1。

在一实施例中，在基于所述用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机之前，所述方法还包括：

对所述第一报文对应的数据包的第二字段的值进行自增处理；所述第二字段表征所述第一报文对应的数据包的序列号。

在配置信息指定了数据包个数的情况下，本机会发送多个数据包到目的云主机，本机每生成一个第一报文对应的数据包，就在构建数据包前对第二字段的值进行自增处理。这里，第二字段可以为sequence字段，sequence字段的值用于区分不同的数据包。例如，发生的第一个数据包中sequence字段的值为0，发生的第二个数据包中sequence字段的值为1，发生的第三个数据包中sequence字段的值为2，以此类推。

参考图3，在一实施例中，所述基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文，包括：

S301，基于所述配置信息确定是否支持巨型帧数据包。

S302，在支持巨型帧数据包的情况下，设置所述第一报文对应的数据包的长度为第一长度。

S303，在不支持巨型帧数据包的情况下，设置所述第一报文对应的数据包的长度为第二长度。

巨型帧数据包是指有效负载超过IEEE 802.3标准所限制的1500字节的以太网帧，在配置信息支持巨型帧数据包的情况下，设置第一报文对应的数据包的长度为第一长度，例如，第一长度为1500字节。在配置信息不支持巨型帧数据包的情况下，设置第一报文对应的数据包的长度为第二长度，例如为56字节。

S203，基于所述用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机。

本发明实施例通过数据面来接收和发送数据包，数据面可以是Intel DPDK技术的软件负载数据面，DPDK全称是Data Plane DevelopmentKit，是Intel提供的数据平面开发工具集，DPDK应用程序是运行在用户空间上利用自身提供的数据平面库来收发数据包。DPDK作为一项数据面关键技术将数据包处理切换到用户空间，极大提升了网络转发性能。

在一实施例中，所述基于所述用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机，包括：

基于隧道端点(VTEP，VXLAN Tunnel EndPoint)将所述第一报文发送至对端云主机。

VTEP是直接与云主机连接的设备，负责原始以太报文的VXLAN封装和解封装。VTEP可以位于物理交换机或物理主机中，甚至可以使用软件来定义。VTEP(单播时是两个VTEP或多播时是多个VTEP)之间完全是通过L3协议交互的，这也就意味着VTEP间可以由Router相连。每个VTEP具备两个接口：一个是本地桥接接口，负责原始以太帧接收和发送，另一个是IP接口，负责VXLAN数据帧接收和发送。

本地服务监听数据面的VTEP配置信息的变更，收集需要探测的VTEP地址信息(通常是ip4地址)。参考图4，图4是本发明实施例提供的一种VTEP和VM的对应关系的示意图。同主机下不同的虚拟机(VM，Virtual Machine)映射的VTEP可能相同，可能不同，VM跟VTEP的关系是m:1关系，如图4中VTEP1与VM是1:2关系，VTEP2与VM是1:1关系，VTEP3与VM是1:1关系。可以使用hash表结构记录VM跟VTEP的映射关系。为了提高VTEP扫描消息的效率，可以将收集到的VTEP信息转化为链表结果，通过引用计数表达当前VTEP被VM引用的次数。将收集到的VTEP配置信息转化为链表结构后，启动连通性检测任务，针对保存的用户配置构造目的地址为VTEP的第一报文并下发到数据面。

基于数据面将第一报文发送给目的云主机，数据面基于路由表项对第一报文进行转发，本发明实施例可以克服Linux内核模式路由冲突限制，完成基于DPDK实现的用户空间云主机连通性探测功能。

S204，基于所述云主机基于所述第一报文发送的第二报文，确定与所述云主机的连通性。

如果本机与目的云主机是连通的，目的云主机会收到第一报文，目的云主机根据第一报文回复第二报文给本机，本机通过数据面接收第二报文。如果本机与目的云主机是不连通的，则目的云主机可能收不到第一报文，目的云主机也就不会发出第二报文，从而导致本机收不到第二报文。如果本机与目的云主机是的连通性有异常，则本机收到第二报文的时间可能超时。

参考图5，在一实施例中，所述基于所述云主机基于所述第一报文发送的第二报文，确定与所述云主机的连通性，包括：

S501，在未收到所述第二报文的情况下，确定与所述云主机的连通性出现异常。

如果本机与目的云主机是不连通的，则目的云主机收不到第一报文，目的云主机也就不会发出第二报文，从而导致本机收不到第二报文。

在实际应用中，可以设置一个时长，从发出第一报文起，超过这个时长还没有收到第二报文，则确定与目的云主机的连通性出现异常。

S502，在收到所述第二报文的情况下，基于所述第二报文确定响应时间。

根据收到第二报文的时间，确定响应时间。响应时间可以等于收到第二报文的时间与发送第一报文的时间的时间间隔。

S503，基于所述响应时间确定与所述云主机的连通性。

响应时间可以作为连通性的依据，如果响应时间超时或者一个检测周期内没有收到第二报文，则认定当前主机跟目的云主机的连通性出现故障。

参考图6，在一实施例中，在收到所述第二报文的情况下，基于所述第二报文确定响应时间，包括：

S601，对所述第二报文进行合法性检测，所述合法性检测用于检测所述第二报文是否是正常报文。

S602，在所述合法性检测通过的情况下，基于所述第二报文确定响应时间。

这里，合法性检测的内容包括：第二报文是否需要本机处理，因为有可能需要本机继续转发；是否符合正常数据包的限制，比如最小包长度为100，但是收到的数据包长度为10，则不是合法数据包。在合法性检测通过的情况下，确定第二报文是本机需要处理的，则基于第二报文确定响应时间。

参考图7，在一实施例中，在基于所述第二报文确定响应时间后，所述方法还包括：

S701，基于所述第二报文确定检测类型。

S702，在所述检测类型为所述第一检测类型的情况下，将所述响应时间发送给终端进行展示；所述第一检测类型用于实时检测与云主机的连通性。

这里，可以根据第二报文中的Identifier字段确定检测类型，例如，如果Identifier字段的值为0，则确定是第一检测类型。第一检测类型要求实时检测与云主机的连通性，则在得到响应时间的情况下，马上将响应时间发送给用户的终端进行显示，使得用户实时得知连通性检测结果。

本发明实施例通过获取配置信息；在用户空间基于配置信息生成与检测类型对应的第一报文，基于用户空间的数据面将第一报文发送至集群中与配置信息对应的云主机。基于云主机根据第一报文发送的第二报文，确定与云主机的连通性。其中，配置信息表征检测类型，检测类型表征检测与集群中的云主机的连通性的检测方式。本发明实施例将多种检测类型集中在同一个系统中，运维人员可以根据需求输入配置信息，根据配置信息生成与检测类型对应的第一报文，运维人员可以自主选择检测类型，提高云主机场景下的连通性故障检测效率。并且在用户空间生成第一报文，基于用户空间的数据面将第一报文发送至目的云主机，克服了传统内核模式下的路由冲突限制，实现用户空间下的云主机连通性探测功能。

参考图8，图8是本发明实施例提供的一种连通性检测的流程示意图，连通性检测流程包括：

本发明实施例提供了2种适用于云场景下的连通性探测功能：主动探测和一键检测，其中，一键检测对应第一检测类型，主动探测对应第二检测类型。

主动探测用来实现自动化运维，系统管理或运维人员在管理面输入主动探测配置参数，本地服务根据配置参数决定启动定时任务，生成探测报文，通过数据面将探测报文发送给目的云主机。主动探测可以系统周期性的检测集群连通性环境，对于连通性出现异常的情况及时告警通知。

一键检测主要用来实时探测排障，系统管理员手动在管理面输入类似Linux网络管理命令ping，本地服务捕获并基于该命令构造request报文，然后将request报文发送到数据面，数据面基于路由表项对request报文进行转发。一键检测由系统管理员手动发起和终止，能够实时的探测当前时间云之间之间的连通性探测结果。

系统管理员或运维人员通过管理页面配置相关探测参数即可完成集群的探测功能，简单方便。通过双模式协作的网络连通性探测机制，为网络自动化运维提供了极大的方便。

参考图9，图9是本发明实施例提供的一种主动探测流程的示意图，主动探测流程包括：

首先，系统管理或运维人员在管理面(通常为WEB页面)配置需要探测的必备参数，包括探测周期、探测最小响应时间、是否开启巨帧探测等。通过消息通道将探测参数下发给本地服务，本地服务针对管理面下发的探测参数进行配置保存。

本地服务监听数据转发面的VTEP配置变更，收集需要探测的VTEP地址信息，本地服务根据探测参数构造request报文，将报文下发到数据面。

数据面将request报文发送至目的云主机，接收目的云主机的reply报文后上报本地服务，本地服务解析reply报文，得到探测结果，探测结果包括响应时间，将探测结果上报给管理面。

参考图10，图10是本发明实施例提供的一种一键检测流程的示意图，一键检测流程包括：

系统管理或运维人员通过管理面下发一键检测命令，一键检测命令类似Linux网络管理命令ping，一键检测命令包括指定探测包个数、MTU大小等参数。

本地服务捕获并基于该一键检测命令构造request报文，然后将报文发送到数据面，数据面基于路由表项对request报文进行转发。

数据面接收到对应的reply报文后上报本地服务，本地服务计算响应时间，然后上报给管理面，方便系统管理或运维人员根据响应时间定位云主机之间的连通性状况。

一键检测功能主要是用来弥补主动探测的探测周期过长引发的系统出现故障时，无法及时定位连通性故障的不足。一键检测手动触发，可以实时进行云主机间连通性探测。

参考图11，图11是本发明实施例提供的一种连通性检测流程的示意图，连通性检测流程包括：

步骤1：首先确定是否是主动探测，可以根据配置信息确定探测类型，如果是主动探测类型，则进入步骤2；如果是一键检测类型，则进入步骤3。

步骤2：申请ICMP报文内存资源，构造数据包，根据配置信息判断是否支持巨型帧数据包，如果支持进入步骤4，如果不支持进入步骤5。

在获取配置信息后，在内存(用户空间)中划分一块区域，将配置信息存储在这块内存区域中，当需要构造第一报文时，从该内存区域中获取配置信息构造数据包。

读取配置信息，如果配置信息支持巨型帧数据包的情况下，设置数据包的长度为第一长度，例如，第一长度为1500字节。在配置信息不支持巨型帧数据包的情况下，设置数据包的长度为第二长度，例如为56字节。

步骤3：申请ICMP报文内存资源，构造数据包，每次构造前在sequence id做相应的自增处理，设置长度为普通包长度(56字节)，通过进程号模1来赋值id字段，进入步骤10。

步骤4：在构造前对sequence id做相应的自增处理，设置长度为普通包长度(56字节)，通过进程号模0来赋值id字段，进入步骤10。

步骤5：判断是否支持pmtu，如果支持进入步骤6，否则进入步骤7。

pmtu是一种动态发现因特网上任意一条路径的最大传输单元(MTU)的技术，它对这条路径上由路由器产生的ICMP消息作了小的修改。

步骤6：在构造前对支持pmtu的sequence id做相应的自增处理。

步骤7：在构造前对不支持pmtu的sequence id做相应的自增处理。

步骤8：设置包长度为巨帧包长度(1500字节)。

步骤9：通过进程号模0来赋值id字段，进入步骤10。

步骤10：设置校验和、封装ip头部信息后发送数据包到数据面。

数据面将request报文发送给目的云主机后，目的云主机发送reply报文给数据面，本地服务根据reply报文确定与目的云主机的连通性。参考图12，图12是本发明实施例提供的另一种连通性检测流程的示意图，连通性检测流程包括：

步骤1：对数据包进行合法性检查，如果合法进入步骤2，否则结束。

步骤2：计算ICMP包长度，计算RTT获取响应时间。

步骤3：根据Identifier字段的值判断检测类型，如果是主动探测，进入步骤4；如果是一键检测类型，则进入步骤7。

步骤4：解析数据包获取sequence id信息，更新连接状态。

步骤5：如果连通性探测异常进入步骤6，否则结束。

步骤6：通过运维通道进行连通性告警。

步骤7：发送消息给终端展示连通性状态。

本发明实施例实现了一种基于DPDK数据转发架构的云平台主机间的连通性探测机制，克服传统Linux内核模式路由冲突限制，实现用户空间下的云主机连通性探测功能。

本发明可以基于ICMP协议，在用户空间对ICMP协议进行合理巧妙运用，借助ICMP协议可以在IP主机、路由器之间传递控制消息(控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息)的特性，通过构造第一报文，在云主机之间检测连通性。本发明实施例在系统中集成主动探测和一键检测两种探测功能，借助主动探测工具完成周期性连通性探测功能，探测到异常能能够及时告知系统管理运维人员，提高了系统自动化运维水平，减轻了运维负担；借助一键检测工具能够实时定位主机之间的网络连通性问题，可以自主选择检测连通性的对象，提高了对于跨主机业务的排障效率。

借助主动探测功能实现周期性的普通包、巨帧包和支持PMTU的巨帧包的连通性探测，对于响应时间过长或是长时间不响应的事件进行运维告警；借助一键检测功能实现实时的连通性探测功能，方便运维人员排查网络故障。两种工具集成在同一个系统中，极大的减轻了运维人员的工作负担，提升了云主机场景的故障定位排查效率，压缩了客户业务故障时间，为云计算场景下的客户业务带来了价值。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

需要说明的是，本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

另外，在本发明实施例中，“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

参考图13，图13是本发明实施例提供的一种连通性检测装置的示意图，如图13所示，该装置包括获取模块、生成模块、发送模块和确定模块。

获取模块，用于获取配置信息；所述配置信息表征检测类型；所述检测类型表征检测与集群中的云主机的连通性的检测方式；

生成模块，用于在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文；

发送模块，用于基于所述用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机；

确定模块，用于基于所述云主机基于所述第一报文发送的第二报文，确定与所述云主机的连通性。

所述装置还包括：

划分模块，用于在所述用户空间划分一块内存区域；

存储模块，用于将所述配置信息存储在所述内存区域中。

在一实施例中，所述检测类型包括第一检测类型和第二检测类型；所述第一检测类型用于实时检测与云主机的连通性；所述第二检测类型用于周期性检测与云主机的连通性。

在一实施例中，所述生成模块在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文，包括：

在所述第一报文的第一字段中加入所述检测类型对应的值；所述第一字段表征所述检测类型。

在一实施例中，所述确定模块基于所述云主机基于所述第一报文发送的第二报文，确定与所述云主机的连通性，包括：

在未收到所述第二报文的情况下，确定与所述云主机的连通性出现异常；

在收到所述第二报文的情况下，基于所述第二报文确定响应时间；

基于所述响应时间确定与所述云主机的连通性。

在一实施例中，确定模块在收到所述第二报文的情况下，基于所述第二报文确定响应时间，包括：

对所述第二报文进行合法性检测，所述合法性检测用于检测所述第二报文是否是正常报文；

在所述合法性检测通过的情况下，基于所述第二报文确定响应时间。

在一实施例中，所述生成模块在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文，包括：

基于所述配置信息确定是否支持巨型帧数据包；

在支持巨型帧数据包的情况下，设置所述第一报文对应的数据包的长度为第一长度；

在不支持巨型帧数据包的情况下，设置所述第一报文对应的数据包的长度为第二长度。

在一实施例中，发送模块基于用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机，包括：

基于隧道端点VTEP将所述第一报文发送至所述云主机。

在一实施例中，所述自主还包括：

自增模块，用于对所述第一报文对应的数据包的第二字段的值进行自增处理；所述第二字段表征所述第一报文对应的数据包的序列号。

实际应用时，所述获取模块、生成模块、发送模块和确定模块可通过电子设备中的处理器，比如中央处理器(CPU，CentralProcessing Unit)、数字信号处理器(DSP，DigitalSignal Processor)、微控制单元(MCU，Microcontroller Unit)或可编程门阵列(FPGA，Field－Programmable GateArray)等实现。

需要说明的是：上述实施例提供的装置在进行连通性检测时，仅以上述各模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的装置与连通性检测方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

基于上述程序模块的硬件实现，且为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供了一种电子设备。图14为本申请实施例电子设备的硬件组成结构示意图，如图14所示，电子设备包括：

通信接口，能够与其它设备比如网络设备等进行信息交互；

处理器，与所述通信接口连接，以实现与其它设备进行信息交互，用于运行计算机程序时，执行上述电子设备侧一个或多个技术方案提供的方法。而所述计算机程序存储在存储器上。

当然，实际应用时，电子设备中的各个组件通过总线系统耦合在一起。可理解，总线系统用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图14中将各种总线都标为总线系统。

本申请实施例中的存储器用于存储各种类型的数据以支持电子设备的操作。这些数据的示例包括：用于在电子设备上操作的任何计算机程序。

可以理解，存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(FlashMemory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-OnlyMemory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本申请实施例描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

上述本申请实施例揭示的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、DSP，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的程序，结合其硬件完成前述方法的步骤。

可选地，所述处理器执行所述程序时实现本申请实施例的各个方法中由电子设备实现的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

在示例性实施例中，本申请实施例还提供了一种存储介质，即计算机存储介质，具体为计算机可读存储介质，例如包括存储计算机程序的第一存储器，上述计算机程序可由电子设备的处理器执行，以完成前述方法所述步骤。计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置、电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，本申请实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

另外，在本申请实例中，“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种连通性检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取配置信息；所述配置信息表征检测类型；所述检测类型表征检测与集群中的云主机的连通性的检测方式；

在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文；

基于所述用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机；

基于所述云主机基于所述第一报文发送的第二报文，确定与所述云主机的连通性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取配置信息后，所述方法还包括：

在所述用户空间划分一块内存区域；

将所述配置信息存储在所述内存区域中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测类型包括第一检测类型和第二检测类型；所述第一检测类型用于实时检测与云主机的连通性；所述第二检测类型用于周期性检测与云主机的连通性。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文，包括：

在所述第一报文的第一字段中加入所述检测类型对应的值；所述第一字段表征所述检测类型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述云主机基于所述第一报文发送的第二报文，确定与所述云主机的连通性，包括：

在未收到所述第二报文的情况下，确定与所述云主机的连通性出现异常；

在收到所述第二报文的情况下，基于所述第二报文确定响应时间；

基于所述响应时间确定与所述云主机的连通性。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在收到所述第二报文的情况下，基于所述第二报文确定响应时间，包括：

对所述第二报文进行合法性检测，所述合法性检测用于检测所述第二报文是否是正常报文；

在所述合法性检测通过的情况下，基于所述第二报文确定响应时间。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在用户空间基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文，包括：

基于所述配置信息确定是否支持巨型帧数据包；

在支持巨型帧数据包的情况下，设置所述第一报文对应的数据包的长度为第一长度；

在不支持巨型帧数据包的情况下，设置所述第一报文对应的数据包的长度为第二长度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机，包括：

基于隧道端点VTEP将所述第一报文发送至对端云主机。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述用户空间的数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机之前，所述方法还包括：

对所述第一报文对应的数据包的第二字段的值进行自增处理；所述第二字段表征所述第一报文对应的数据包的序列号。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在基于所述第二报文确定响应时间后，所述方法还包括：

基于所述第二报文确定检测类型；

在所述检测类型为所述第一检测类型的情况下，将所述响应时间发送给终端进行展示；所述第一检测类型用于实时检测与云主机的连通性。

11.一种连通性检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取配置信息；所述配置信息表征检测类型；所述检测类型表征检测与集群中的云主机的连通性的检测方式；

生成模块，用于基于所述配置信息生成与所述检测类型对应的第一报文；

发送模块，用于基于数据面将所述第一报文发送至所述集群中与所述配置信息对应的云主机；

确定模块，用于基于所述云主机基于所述第一报文发送的第二报文，确定与所述云主机的连通性。

12.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至10任一项所述的连通性检测方法。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1至10任一项所述的连通性检测方法。

Images