CN115834719A - 一种测量xFlow指标的FMP协议及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种测量xFlow指标的FMP协议及应用，其中，该FMP协议采用客户端‑服务器通信模式，同时定义了四个逻辑角色，分别为控制客户端、会话发送、服务端和会话反射，控制客户端/服务端负责协商FMP会话的建立和启动，一旦会话启动，控制客户端和服务端分别通知会话发送和会话反射模块相关会话信息，使其分别具有针对本会话的探帧发送和响应能力。该FMP协议定义了一种IP网络中任意两台支持该协议的网元设备之间xFlow测量准确性的方法。

Description

一种测量xFlow指标的FMP协议及应用

技术领域

本发明涉及测量xFlow(网络流量协议，如NetFlow和NetStream等)指标领域，尤其是一种测量xFlow指标的FMP(Flow Measure Protocol，流量测量协议)协议及应用。

背景技术

在基于xFlow进行流量监控的场景下，缺乏一种对各类流量监控协议进行度量的标准化协议。

一般情况下发生xFlow流量计算不准或不出来时，可能需要排查各网元设备是否存在配置错误、遗漏和规范性问题等。现有处理xFlow的网元设备无标准导出各类运行配置，在发生xFlow流量计算不准确的情况下无法及时有效的排查故障点，尤其在xFlow网元设备较多的情况下，故障排错较为耗时。

现有处理xFlow的网元设备无标准导出xFlow报文进行有效监控，发生丢包或延迟等造成的流量计算不准确难以排查。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种测量xFlow指标的FMP协议及应用，对各处理xFlow的网元设备在处理xFlow报文时的各类监控指标信息进行标准导出，可以实现多厂家互通，在规模部署场景下运维效率可以极大提升。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

在本发明一实施例中，提出了一种测量xFlow指标的FMP协议，该FMP协议采用客户端-服务器通信模式，同时定义了四个逻辑角色，分别为控制客户端、会话发送、服务端和会话反射，控制客户端/服务端负责协商FMP会话的建立和启动，一旦会话启动，控制客户端和服务端分别通知会话发送和会话反射模块相关会话信息，使其分别具有针对本会话的探帧发送和响应能力。

进一步地，控制客户端负责建立、启动和停止FMP会话，并收集统计结果；

会话发送由控制客户端调度，主动向外发送用于性能统计的探帧；

服务端负责响应控制客户端发起的建立、启动和停止FMP会话的请求；

会话反射由服务端调度，应答会话发送模块发送过来的探帧。

进一步地，FMP协议定义了四个阶段，分别为控制会话建立、测量会话建立、测量会话启动和测量会话停止，控制客户端和服务端基于TCP连接实现控制会话建立，控制会话建立完成后，控制客户端指定IP地址和TCP端口发起测量会话的建立，测量会话建立完成后，控制客户端发起测量会话的启动消息，当控制会话收到启动消息后，将控制会话下的所有测量会话启动，当数据收集完成后，测量会话停止。

进一步地，控制会话建立包括：

服务端开启TCP端口侦听，由控制客户端发起TCP连接；

服务端主动发送发起消息，将服务器端的参数配置通告给控制客户端；

控制客户端收到服务端发起消息后，发送建立响应消息发起控制会话的建立；

服务端对建立响应消息进行校验通过后回应服务启动消息；

控制客户端和服务端之间的控制会话建立完成。

进一步地，测量会话建立包括：

控制客户端通过TCP连接发送携带IP地址和TCP端口信息的请求测量会话消息给服务端；

服务端收到请求测量会话消息后，根据控制客户端指定IP地址和TCP端口建立测量会话，并回复接受会话消息给控制客户端；

控制客户端和服务端之间的测量会话建立完成。

进一步地，测量会话启动包括：

控制客户端发送开始会话消息；

服务端在收到开始会话消息后，通知会话反射模块相关测量会话信息，使其具有应答能力；

服务端在回复开始确认消息后，启动测试会话；

控制客户端在收到开始确认消息后，通知会话发送模块测量会话信息，使其具有探帧发送能力。

测量会话启动完成，会话反射模块开始回应FMP探测报文。

进一步地，测量会话停止包括：

控制客户端发送停止会话消息通知服务端停止性能统计；

服务端收到停止会话消息后，通知会话反射模块关闭相应测量会话的应答功能。

进一步地，测量xFlow指标的FMP协议在xFlow网元设备的流量、运行配置与统计中的应用。

有益效果：

1、本发明定义了统一的FMP协议框架，方便后续进行基于xFlow的各类管控扩展需要。

2、本发明实现了统一协议后，可以方便各厂家统一实现相关指标的导出，便于整网统一运维。

3、本发明基于TCP作为传输协议实现FMP协议，可以确保统计信息的完整性。

4、本发明可以基于FMP协议进行处理xFlow的网元设备的大规模流量统计并准确性对比和故障排错等，提升部署和运维效率。

附图说明

图1是本发明FMP协议定义的四个逻辑角色的相互关系图；

图2是本发明控制会话建立流程示意图；

图3是本发明测量会话建立流程示意图；

图4是本发明测量会话启动流程示意图；

图5是本发明测量会话停止流程示意图；

图6是本发明一实施例的基于FMP协议的信息交互数据流程示意图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神，应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

根据本发明的实施方式，提出了一种测量xFlow指标的FMP协议及应用，该FMP协议定义了一种IP网络中任意两台支持该协议的网元设备之间xFlow指标测量准确性的方法。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

本发明新定义的测量xFlow指标的FMP协议(基于TCP)说明如下：

术语介绍：

FMP协议采用客户端-服务器通信模式，同时定义了如下四个逻辑角色，相互关系如图1所示：

Control-Client(控制客户端)：负责建立、启动和停止FMP会话，并收集统计结果。

Session-Sender(会话发送)：由Control-Client调度，主动向外发送用于性能统计的探帧。

Server(服务端)：负责响应Control-Client发起的建立、启动和停止FMP会话的请求。

Session-Reflector(会话反射)：由Server调度，应答Session-Sender发送过来的探帧。

基本原理：

控制客户端/服务端负责协商FMP会话的建立和启动，一旦会话启动，控制客户端和服务端就会分别通知会话发送和会话反射模块相关会话信息(包括会话中所使用的IP地址和端口号等信息)，使其分别具有针对本会话的探帧发送和响应能力。从流程上共划分为4个阶段：控制会话建立、测量会话建立、测量会话启动和测量会话停止。

一、控制会话建立：

控制会话的建立主要用于控制层的合法性和参数校验等判断，两者基于TCP连接建立控制会话。控制会话是建立测量会话的前提，过程如图2所示：

1、服务端开启TCP端口侦听，由控制客户端发起TCP连接。

2、服务端主动发送发起消息，将服务器端的参数配置通告给控制客户端。

3、控制客户端收到服务端发起消息后，发送建立响应消息发起控制会话的建立。

4、服务端对建立响应消息进行校验通过后回应服务启动消息。

5、至此，控制客户端和服务端两端的控制会话建立完成。

二、测量会话建立：

控制会话建立完成后，可控制客户端指定IP地址和TCP端口发起测量会话的建立，过程如图3所示：

1、控制客户端通过TCP连接发送携带IP地址、TCP端口信息的请求测量会话消息给服务端。

2、服务端收到请求测量会话消息后，根据控制客户端指定IP地址、TCP端口建立测量会话，并回复接受会话消息给控制客户端。

3、至此，控制客户端、服务端两端的测量会话建立完成。

三、测量会话启动：

测量会话的启动是基于控制会话发起。当控制会话收到启动消息后，将启动控制会话下的所有测量会话。测量会话建立完成后，控制客户端可以发起测量会话的启动消息，过程如图4所示：

1、控制客户端发送开始会话消息。

2、服务端在收到开始会话消息后，通知会话反射模块相关测量会话信息(包括会话中所使用的IP和端口号等信息)，以便会话反射模块具有应答能力。

3、服务端在回复开始确认消息后，启动测试会话。

4、控制客户端在收到开始确认消息后，通知会话发送模块测量会话信息(包括会话中所使用的IP和端口号等信息)，以便会话发送模块具有探帧发送能力。

5、至此，测量会话启动完成，会话反射模块可以开始回应FMP测量报文。

测量会话可以支持多种子类，例如数据测量会话和故障检测会话等。

四、测量会话停止：

当数据收集完成后，可以停止测量会话，过程如图5所示：

1、控制客户端发送停止会话消息通知服务端停止性能统计。

2、服务端收到停止会话消息后，通知会话反射模块关闭相应测量会话的应答功能。

FMP报文格式说明如下表1：

1、公共消息头：

用于定义承载于TCP协议之上FMP协议的统一公共部分，主要字段包括协议采用版本、消息的用途类型和具体的消息体(例如控制和会话类消息体等)。

2、控制消息：

用于定义控制类消息的基本信息，指导控制会话的交互过程。主要字段包括版本、消息用途类型和具体的消息体。

3、请求/启动会话消息体：

用于定义各类会话类消息的基本信息，指导会话过程的建立。主要字段包括序列号、会话类型和会话统计项，调度间隔等。

表1

下面以具体的测量会话消息进行举例，如下表2所示，描述了测量时路由器所导出的指标内容，其中测量报告为整体的测量记录结构，测量记录头为每个测量记录的结构，测量记录体为具体测量记录结构的定义。

表2

需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

为了对上述测量xFlow指标的FMP协议进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。

实施例1：通过新定义的FMP协议(基于TCP)使得NDC和Router(路由器)等网元设备之间建立FMP会话，Router和NDC周期性或按照业务需要主动触发交互统计和配置等数据。

图6是本发明一实施例的基于FMP协议的信息交互数据流程示意图。如图6所示，整体交互流程如下：

1、建立Router与NDC之间的FMP协议会话；

2、Router周期性或按照业务需要进行基于流特征的统计；

3、Router基于FMP协议周期性或按照业务需要上报统计信息给NDC或第三方采集器，信息中可以携带xFlow流量和xFlow配置等信息；

4、NDC或第三方采集器根据FMP协议本地保存xFlow流量(根据xFlow报文数和字节数求和得到)和xFlow配置等信息；

5、用户可以直观地根据步骤4中的xFlow配置，通过与Router的标准配置数据进行对比，判断是否存在差异，从而确定Router是否存在错误、遗漏或不规范等配置问题；

6、用户可以直观地根据步骤4中的xFlow流量，通过与NDC或第三方采集器接收到的xFlow流量数据进行对比，判断是否存在偏差，从而确定基于xFlow协议进行流量还原的准确性问题。

具体实施说明如下：

路由器：

1、使能FMP协议；

2、配置FMP控制客户端的本地IP、NDC的IP和FMP端口；

3、配置FMP控制客户端业务的采集时间、采集的维度和采集间隔；

4、启动FMP控制客户端业务调度。

NDC/第三方采集器：

1、使能FMP协议；

2、配置FMP的服务端的本地IP、路由器的IP和FMP端口；

3、按需配置FMP会话业务类型(如流量、运行配置与统计等)；

4、启动FMP的服务端业务。

本发明提出的测量xFlow指标的FMP协议及应用，定义了统一的FMP协议框架，方便后续进行基于xFlow的各类管控扩展需要；实现了统一协议后，可以方便各厂家统一实现相关指标的导出，便于整网统一运维；基于TCP作为传输协议实现FMP协议，可以确保统计信息的完整性；可以基于FMP协议进行处理xFlow的网元设备的大规模流量统计并准确性对比和故障排错等，提升部署和运维效率。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包含的各种修改和等同布置。

对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种测量xFlow指标的FMP协议，其特征在于，该FMP协议采用客户端-服务器通信模式，同时定义了四个逻辑角色，分别为控制客户端、会话发送、服务端和会话反射，控制客户端/服务端负责协商FMP会话的建立和启动，一旦会话启动，控制客户端和服务端分别通知会话发送和会话反射模块相关会话信息，使其分别具有针对本会话的探帧发送和响应能力。

2.根据权利要求1所述的测量xFlow指标的FMP协议，其特征在于，所述控制客户端负责建立、启动和停止FMP会话，并收集统计结果；

所述会话发送由控制客户端调度，主动向外发送用于性能统计的探帧；

所述服务端负责响应控制客户端发起的建立、启动和停止FMP会话的请求；

所述会话反射由服务端调度，应答会话发送模块发送过来的探帧。

3.根据权利要求1所述的测量xFlow指标的FMP协议，其特征在于，所述FMP协议定义了四个阶段，分别为控制会话建立、测量会话建立、测量会话启动和测量会话停止，控制客户端和服务端基于TCP连接实现控制会话建立，控制会话建立完成后，控制客户端指定IP地址和TCP端口发起测量会话的建立，测量会话建立完成后，控制客户端发起测量会话的启动消息，当控制会话收到启动消息后，将控制会话下的所有测量会话启动，当数据收集完成后，测量会话停止。

4.根据权利要求3所述的测量xFlow指标的FMP协议，其特征在于，所述控制会话建立包括：

服务端开启TCP端口侦听，由控制客户端发起TCP连接；

服务端主动发送发起消息，将服务器端的参数配置通告给控制客户端；

控制客户端收到服务端发起消息后，发送建立响应消息发起控制会话的建立；

服务端对建立响应消息进行校验通过后回应服务启动消息；

控制客户端和服务端之间的控制会话建立完成。

5.根据权利要求3所述的测量xFlow指标的FMP协议，其特征在于，所述测量会话建立包括：

控制客户端通过TCP连接发送携带IP地址和TCP端口信息的请求测量会话消息给服务端；

服务端收到请求测量会话消息后，根据控制客户端指定IP地址和TCP端口建立测量会话，并回复接受会话消息给控制客户端；

控制客户端和服务端之间的测量会话建立完成。

6.根据权利要求3所述的测量xFlow指标的FMP协议，其特征在于，所述测量会话启动包括：

控制客户端发送开始会话消息；

服务端在收到开始会话消息后，通知会话反射模块相关测量会话信息，使其具有应答能力；

服务端在回复开始确认消息后，启动测试会话；

控制客户端在收到开始确认消息后，通知会话发送模块测量会话信息，使其具有探帧发送能力。

测量会话启动完成，会话反射模块开始回应FMP探测报文。

7.根据权利要求3所述的测量xFlow指标的FMP协议，其特征在于，所述测量会话停止包括：

控制客户端发送停止会话消息通知服务端停止性能统计；

服务端收到停止会话消息后，通知会话反射模块关闭相应测量会话的应答功能。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的测量xFlow指标的FMP协议在xFlow网元设备的流量、运行配置与统计中的应用。

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