CN116319260A - 一种网络故障诊断方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种网络故障诊断方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，获取目标网络快照，目标网络快照为模拟转发用于建立会话的目标控制报文成功的网络快照，一个网络快照包括获取该网络快照时，目标业务流所属组网包括的多个网络设备的配置状态数据；获取目标网络快照中目标网络设备的目标配置状态数据，目标网络设备为导致会话建立异常的网络设备；对比目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得会话建立异常的网络故障根因，当前配置状态数据为当前时刻目标网络设备的配置状态数据。应用本申请实施例提供的技术方案，可以解决网络故障发生时间较早时，无法确定导致网络故障的根因的问题。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种网络故障诊断方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
网络通信系统中一般包含交换机、路由器等网络设备，这些网络设备在工作过程中可能会出现运行异常，导致通信网络发生故障，从而影响网络通信质量。目前，网络故障诊断的处理方式为：对比网络异常时刻的配置状态数据与网络正常时刻的配置状态数据，确定导致网络故障的根因。在某些情况下，如网络故障发生时间较早，无法获取到网络正常时刻，也就是无法获取到网络正常的配置状态数据，进而无法确定导致网络故障的根因。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种网络故障诊断方法、装置、设备及存储介质，以解决网络故障发生时间较早时，无法确定导致网络故障的根因的问题。具体技术方案如下：
在本申请实施例的第一方面，提供了一种网络故障诊断方法，所述方法包括：
当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，获取目标网络快照，所述目标网络快照为模拟转发用于建立所述会话的目标控制报文成功的网络快照，一个网络快照包括获取该网络快照时，所述目标业务流所属组网包括的多个网络设备的配置状态数据；
获取所述目标网络快照中目标网络设备的目标配置状态数据，所述目标网络设备为导致所述会话建立异常的网络设备；
对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得所述会话建立异常的网络故障根因，所述当前配置状态数据为当前时刻所述目标网络设备的配置状态数据。
在一些实施例中，所述获取目标网络快照的步骤，包括：
从网络快照序列中获取时间最近且未被选择过的网络快照，作为候选网络快照，所述网络快照序列包括多个网络快照；
利用所述候选网络快照模拟转发所述目标控制报文；
若模拟转发成功，则确定所述候选网络快照为目标网络快照；
若模拟转发失败，则重新执行所述从网络快照序列中获取时间最近且未被选择过的网络快照，作为候选网络快照的步骤。
在一些实施例中，所述方法还包括：
按照第一预设周期，生成网络快照，所述网络快照为所述组网的数字孪生模型；
利用所生成的网络快照模拟转发指定控制报文，并记录模拟转发的结果；
所述获取目标网络快照的步骤，包括：
当所述目标控制报文与所述指定控制报文匹配时，获取最近一次指示所述指定控制报文模拟转发成功的结果所对应的网络快照，作为目标网络快照。
在一些实施例中，所述方法还包括：
按照第二预设周期，采集所述组网包括的所有网络设备的配置状态数据；
所述按照第一预设周期，生成网络快照的步骤，包括：
按照第一预设周期，根据最近一次采集的配置状态数据生成网络快照。
在一些实施例中，所述方法还包括：
根据采集的所述目标业务流的历史状态信息，查找所述当前时刻之前所述会话建立正常的历史时刻，所述历史状态信息指示所述会话建立正常或异常；
若查找到所述历史时刻，则获取所述历史时刻所述目标网络设备的配置状态数据，作为目标配置状态数据，执行所述对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得所述会话建立异常的网络故障根因的步骤；
若未查找到所述历史时刻，则执行所述获取目标网络快照的步骤。
在一些实施例中，所述对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得所述会话建立异常的网络故障根因的步骤，包括：
利用规则推理引擎中的诊断规则，对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，得到所述会话建立异常的网络故障根因。
在本申请实施例的第二方面，提供了一种网络故障诊断装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，获取目标网络快照，所述目标网络快照为模拟转发用于建立所述会话的目标控制报文成功的网络快照，一个网络快照包括获取该网络快照时，所述目标业务流所属组网包括的多个网络设备的配置状态数据；
第二获取模块，用于获取所述目标网络快照中目标网络设备的目标配置状态数据，所述目标网络设备为导致所述会话建立异常的网络设备；
获得模块，用于对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得所述会话建立异常的网络故障根因，所述当前配置状态数据为当前时刻所述目标网络设备的配置状态数据。
在一些实施例中，所述第一获取模块，具体用于：
从网络快照序列中获取时间最近且未被选择过的网络快照，作为候选网络快照，所述网络快照序列包括多个网络快照；
利用所述候选网络快照模拟转发所述目标控制报文；
若模拟转发成功，则确定所述候选网络快照为目标网络快照；
若模拟转发失败，则重新执行所述从网络快照序列中获取时间最近且未被选择过的网络快照，作为候选网络快照的步骤。
在一些实施例中，所述装置还包括：
生成模块，用于按照第一预设周期，生成网络快照，所述网络快照为所述组网的数字孪生模型；
模拟转发模块，用于利用所生成的网络快照模拟转发指定控制报文，并记录模拟转发的结果；
所述第一获取模块，具体用于：
当所述目标控制报文与所述指定控制报文匹配时，获取最近一次指示所述指定控制报文模拟转发成功的结果所对应的网络快照，作为目标网络快照。
在一些实施例中，所述装置还包括：
采集模块，用于按照第二预设周期，采集所述组网包括的所有网络设备的配置状态数据；
所述生成模块，具体用于：
按照第一预设周期，根据最近一次采集的配置状态数据生成网络快照。
在一些实施例中，所述装置还包括：
查找模块，用于根据采集的所述目标业务流的历史状态信息，查找所述当前时刻之前所述会话建立正常的历史时刻，所述历史状态信息指示所述会话建立正常或异常；
第三获取模块，用于若查找到所述历史时刻，则获取所述历史时刻所述目标网络设备的配置状态数据，作为目标配置状态数据，执行所述对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得所述会话建立异常的网络故障根因的步骤。
在一些实施例中，所述获得模块，具体用于：
利用规则推理引擎中的诊断规则，对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，得到所述会话建立异常的网络故障根因。
在本申请实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一网络故障诊断方法步骤。
在本申请实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一网络故障诊断方法步骤。
本申请实施例有益效果：
本申请实施例提供的技术方案中，在检测到业务流对应的会话建立异常时，获取模拟转发业务流对应的会话建立的控制报文成功的网络快照，该网络快照的生成时刻即可以认为是网络正常时刻，进而利用网络正常时刻目标网络设备的配置状态数据，以及网络异常时刻（即会话建立异常时刻）目标网络设备的配置状态数据，可确定网络故障根因。应用本申请实施例提供的技术方案，即使不能查找正常流获取到网络正常时刻，也可以利用网络快照实现对网络故障根因的确定，解决了网络故障发生时间较早时，无法确定导致网络故障根因的问题。
当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要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申请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需要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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本申请实施例提供的网络故障诊断方法的第一种流程示意图；
图2为本申请实施例提供的网络快照的一种生成流程示意图；
图3为本申请实施例提供的TCP流转发场景的一种示意图；
图4为本申请实施例提供的网络故障诊断流程的一种示意图；
图5为本申请实施例提供的步骤S11的一种细化示意图；
图6为本申请实施例提供的网络故障诊断方法的第二种流程示意图；
图7为本申请实施例提供的网络故障诊断方法的第三种流程示意图；
图8为本申请实施例提供的网络故障诊断装置的一种结构示意图；
图9为本申请实施例提供的电子设备的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
网络通信系统中一般包含交换机、路由器等网络设备，这些网络设备在工作过程中可能会出现运行异常，导致通信网络发生故障，从而影响网络通信质量。
传统网络故障诊断方法为：经过用户反馈网络故障的情况，网络管理员根据网络故障所产生的异常现象，对所纳管的多台设备逐台进行手工排查，进而定位到网络故障发生的根因，之后，采取相关措施流程，以隔离故障或修复故障等。以上传统网络故障诊断过程耗时耗力，通常从出现问题到最终修复问题需要几个小时以上，而且对网络管理员的专业知识要求很高。
针对传统网络故障诊断的弊端，目前所采集的网络故障诊断方法为：通过ERSPAN（Encapsulated Remote Switch Port Analyzer，远程端口镜像分析）采集器，对TCP流进行镜像采集，获取TCP流的状态信息，状态信息指示TCP流的会话建立正常或异常，会话建立正常的TCP流为正常TCP流，会话建立异常的TCP流为异常TCP流。会话建立异常表项为建立连接失败、TCP重传等。一般情况下，业务流量都为正常流，当出现TCP流异常时，通过实时采集的设备上的配置状态数据，对比会话建立异常的时间点（网络异常时刻）的配置状态数据和最近一次会话建立正常的时间点（网络正常时刻）的配置状态数据，确定导致网络故障的根因。应用该网络故障诊断方案，当网络故障发生时间较早，即发生会话建立异常的时间较早时，ERSPAN采集器刚开始采集的TCP流的状态信息就是异常的，此时ERSPAN采集器就无法知道网络正常时刻，也就无法采用以上网络故障诊断方案进行网络故障的根因确定。
为了解决网络故障发生时间较早时，无法确定导致网络故障的根因的问题，本申请实施例提供了一种网络故障诊断方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S11，当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，获取目标网络快照，目标网络快照为模拟转发用于建立会话的目标控制报文成功的网络快照，一个网络快照包括获取该网络快照时，目标业务流所属组网包括的多个网络设备的配置状态数据。
步骤S12，获取目标网络快照中目标网络设备的目标配置状态数据，目标网络设备为导致会话建立异常的网络设备。
步骤S13，对比目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得会话建立异常的网络故障根因，当前配置状态数据为当前时刻目标网络设备的配置状态数据。
本申请实施例提供的技术方案中，在检测到业务流对应的会话建立异常时，获取模拟转发业务流对应的会话建立的控制报文成功的网络快照，该网络快照的生成时刻即可以认为是网络正常时刻，进而利用网络正常时刻目标网络设备的配置状态数据，以及网络异常时刻（即会话建立异常时刻）目标网络设备的配置状态数据，可确定网络故障的根因。应用本申请实施例提供的技术方案，即使不能查找正常流获取到网络正常时刻，也可以利用网络快照实现对网络故障根因的确定，解决了网络故障发生时间较早时，无法确定导致网络故障的根因的问题。
为便于描述和理解，下面均以电子设备为执行主体进行说明，并不起限定作用。
上述步骤S11中，目标业务流可以为组网下的任一TCP流，目标控制报文为目标业务流的任一控制报文，目标控制报文可以包括SYN（Synchronize Sequence Numbers，同步序列编号）报文和SYN/ACK（Acknowledge character，确认字符）报文等。
电子设备可以通过ERSPAN采集器，对目标控制报文进行镜像采集，并对目标控制报文进行分析。当根据分析结果确定目标业务流的连接建立失败，或发生目标控制报文重传，即TCP重传时，电子设备可确定目标业务流对应的会话建立异常，目标业务流为异常流。当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，说明发生网络故障，电子设备获取目标网络快照，目标网络快照为模拟转发目标控制报文成功的网络快照。
本申请实施例中，组网中的网络设备被电子设备所纳管。一个网络快照中包括获取该网络快照时，组网中网络设备的配置状态数据，网络快照中的内容可以包括：表项资源、设备配置、VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络）配置、安全配置、端口资源、端口状态、BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）邻居状态、OSPF（Open ShortestPath First，开放最短路径优先）邻居状态、VPN资源等。本申请实施例中，网络快照也可称作组网的数字孪生模型，如图2所示的网络快照生成流程，网络快照（也就是数字孪生模型）中包括转发模型和配置状态数据，转发模型为基于配置状态数据构建的虚拟覆盖网络，包括覆盖层Overlay（覆盖网络）和物理层Underlay（承载网络），转发模型基于网络快照中的配置状态数据，进行控制报文的模拟转发。其中，Overlay中的链路可以采用VXLAN（VisualeXtensible Local Area Network，虚拟扩展本地局域网）链路，也可以采用SR（segmentrouting，分段路由）；Underlay中的报文协议可以采用IPv4协议，也可以采用IPv6协议。配置状态数据又可以称为基础数据。
在上述步骤S12中，目标网络设备为导致会话建立异常的网络设备。在确定一个业务流对应的会话建立异常时，电子设备即可分析得到导致会话建立异常的网络设备，即目标网络设备。例如，如图3所示的TCP流转发场景。终端1通过设备A、设备B和设备C，向终端2发送TCP流。电子设备通过ERSPAN采集器，对该TCP流的控制报文进行镜像采集后，确定该TCP流对应的会话建立异常，且异常点在于设备B向设备C传输控制报文时出现重传的问题，则导致会话建立异常的网络设备为设备B、或设备B和设备C，电子设备可将设备B和设备C分别作为目标网络设备。
电子设备在确定目标网络设备后，从目标网络快照中提取目标网络设备的配置状态数据，作为目标配置状态数据。
在上述步骤S13中，电子设备在检测到会话建立异常时，可以实时采集当前时刻（即会话建立异常时刻）目标网络设备的配置状态数据，作为当前配置状态数据。电子设备获取到目标配置状态数据和当前配置状态数据后，对比目标配置状态数据和当前配置状态数据之间的不同，以获得网络故障的根因。
在一些实施例中，上述对比目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得网络故障的根因的步骤，可以包括：利用规则推理引擎中的诊断规则，对比目标配置状态数据和当前配置状态数据，得到网络故障的根因。如图4所示的网络故障诊断流程，网络专家将诊断规则录入规则知识库中，规则推理引擎从规则知识库中读取诊断规则，使用读取的诊断规则进行推理分析，诊断网络故障的根因。应用本申请实施例，网络管理员可以对规则知识库进行更新，将积累的经验动态反馈至规则知识库中，可以提高诊断规则的有效性。
在一些实施例中，如图5所示，上述步骤S11可以细化为如下步骤：
步骤S51，从网络快照序列中获取时间最近且未被选择过的网络快照，作为候选网络快照，网络快照序列包括多个网络快照。
例如，网络快照序列为{快照1，快照2，快照3}，网络快照的生成时间从早到晚的顺序为：快照1、快照2、快照3。当快照1、快照2、快照3均未被选择过时，快照1、快照2、快照3中，快照3的生成时间最近，电子设备可以从{快照1，快照2，快照3}中选择快照3作为候选网络快照。
本申请实施例中，电子设备也可以采用随机的方式，从网络快照序列中获取候选网络快照，对此不进行限定。
步骤S52，利用候选网络快照模拟转发目标控制报文；若模拟转发成功，则执行步骤S53；若模拟转发失败，则重新执行步骤S51。
步骤S53，确定候选网络快照为目标网络快照。
在获取到候选网络快照后，电子设备利用候选网络快照模拟转发目标控制报文。当模拟转发成功时，表示候选网络快照对应时刻的目标业务流传输正常，该候选网络快照对应时刻即为网络正常时刻，则确定候选网络快照为目标网络快照。当模拟转发失败时，表示候选网络快照对应时刻的目标业务流传输异常，该候选网络快照对应时刻还是网络异常时刻，重新执行步骤S51，获取候选网络快照，以确定目标网络快照。
仍以图3所示的TCP流转发场景为例进行说明。电子设备通过ERSPAN采集器，对该TCP流的控制报文进行镜像采集后，确定终端1通过设备A、设备B和设备C，向终端2发送TCP流对应的会话建立异常，则电子设备模拟从设备A、设备B和设备C转发上述TCP流的控制报文，当该控制报文能够从设备A发送到设备C，并从设备C发送出去时，表示模拟转发成功，否则模拟转发失败。
本申请实施例中，为避免重复选中同一网络快照来模拟转发，以及避免后续其他业务流的对应的会话建立异常时，继续使用模拟转发失败的网络快照来模拟转发，在确定一个网络快照模拟转发失败时，电子设备可以从网络快照序列中删除该网络快照，以提高网络故障诊断效率。
本申请实施例提供的技术方案中，在检测到业务流对应的会话建立异常时，通过模拟转发目标控制报文，确定网络正常时刻，解决了网络故障发生时间较早时，无法确定导致网络故障的根因的问题。
在一些实施例中，电子设备可以设定网络快照生成的周期，即第一预设周期。基于此，如图6所示，上述网络故障诊断方法可以包括如下步骤：
步骤S61，按照第一预设周期，生成网络快照，网络快照为组网的数字孪生模型。
步骤S62，利用所生成的网络快照模拟转发指定控制报文，并记录模拟转发的结果。
步骤S63，当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，若目标控制报文与指定控制报文匹配，则获取最近一次指示指定控制报文模拟转发成功的结果所对应的网络快照，作为目标网络快照。
步骤S64，获取目标网络快照中目标网络设备的目标配置状态数据，目标网络设备为导致会话建立异常的网络设备。与步骤S12相同。
步骤S65，对比目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得会话建立异常的网络故障根因，当前配置状态数据为当前时刻目标网络设备的配置状态数据。与步骤S13相同。
本申请实施例提供的技术方案中，按照第一预设周期，进行网络快照的周期性生成，周期性存储网络快照，并模拟转发指定控制报文，并记录模拟转发的结果。后续当发生会话建立异常时，电子设备可以直接依据记录模拟转发结果，获取目标网络快照，达到提高了网络故障诊断的效率。
在上述步骤S61中，电子设备按照第一预设周期，根据采集到的配置状态数据，生成网络快照。第一预设周期可以根据实际需求进行设定。例如，第一预设周期可以配置为1小时生成1次，也可以配置为30分钟生成1次，对此不进行限定。
在一些实施例中，电子设备按照第二预设周期采集组网包括的所有网络设备的配置状态数据；之后，电子设备按照第一预设周期，根据最近一次采集的配置状态数据生成网络快照。
本申请实施例中，电子设备可以通过SNMP（Simple Network ManagementProtocol，简单网络管理协议）、SNMP-trap（Simple Network Management Protocol-trap，简单网络管理协议陷阱）、GRPC（Google Remote Procedure Call，谷歌远程过程调用）（telemetry（网络遥测技术））、NetConf（Network Configuration，网络配置）等采集协议，按照第二预设周期对组网包括的所有网络设备进行配置状态数据的采集。如图4所示，电子设备可以通过telemetry、SNMP、NetConf等采集协议对组网包括的的路由器、交换机以及其他网络设备进行配置状态数据的采集，生成数字孪生模型（也就是网络快照）。
本申请实施例中，第二预设周期可以根据采集协议的不同进行不同的配置。例如，对于SNMP协议，第二预设周期可配置为5分钟；对于GRPC协议，第二预设周期可配置为1分钟；对于NetConf协议，第二预设周期可配置为30分钟，snmp-trap上报电子设备（或基础采集器）之后，立即进行数据解析。
以上配置状态数据的采集均通过基础采集器实现。基础采集器可以集成在电子设备上，可以独立设置，对此不进行限定。如图2所示，基础采集器采集spine-leaf（叶脊网络）中基础设施的基本信息，基础设施包括spine设备、leaf设备和其他网络设备等，其中，其他网络设备包括路由器、交换机等。基础信息包括设备信息、接口信息、转发表项、配置信息和策略配置信息等。基础采集器采集到基础信息后，对基础信息进行解析得到配置状态数据，如资产数据、拓扑数据、配置数据、转发表项、流量数据、网络指标、应用指标和日志数据等多类配置状态数据（也就是基础数据），具体可参见上述网络快照包括的内容。
本申请实施例中，第二预设周期小于第一预设周期。电子设备按照第二预设周期采集组网包括的所有网络设备的配置状态数据。这种情况下，当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，电子设备可以直接获取最近一次采集的目标网络设备的配置状态数据作为当前配置状态数据。
在上述步骤S62中，为最大限度地提高网络故障诊断效率，指定控制报文可以为所有已知TCP流的控制报文；为了降低电子设备的负担，指定控制报文也可以为核心TCP流的控制报文。
电子设备每生成一个网络快照，即利用该网络快照模拟转发指定控制报文，并记录模拟转发的结果。该模拟转发的结果指示指定控制报文模拟转发成功或失败。
在上述步骤S63中，当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，电子设备检测目标控制报文与指定控制报文是否匹配；若匹配，则获取最近一次指示指定控制报文模拟转发成功的结果所对应的网络快照，作为目标网络快照。若不匹配，则电子设备可以输出无法确定故障根因的提示，或按照图5所示的方式模拟转发目标控制报文，以确定目标网络快照。
本申请实施例中，两个控制报文匹配可以为两个控制报文的五元组相同，或两个控制报文的目的地址相同，或两个控制报文的目的地址和目的端口相同。具体可以根据需求进行设定。
在一些实施例中，本申请实施例还提供了一种网络故障诊断方法，如图7所示，该方法包括如下步骤：
步骤S71，当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，根据采集的目标业务流的历史状态信息，查找当前时刻之前会话建立正常的历史时刻，历史状态信息指示会话建立正常或异常，若查找到历史时刻，则执行步骤S72；若未查找到历史时刻，则执行步骤S73。
步骤S72，获取历史时刻目标网络设备的配置状态数据，作为目标配置状态数据，执行步骤S75。
步骤S73，获取目标网络快照，目标网络快照为模拟转发用于建立会话的目标控制报文成功的网络快照，一个网络快照包括获取该网络快照时，目标业务流所属组网包括的多个网络设备的配置状态数据，与上述步骤S11相同。
步骤S74，获取目标网络快照中目标网络设备的目标配置状态数据，目标网络设备为导致会话建立异常的网络设备，与上述步骤S12相同。
步骤S75，对比目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得会话建立异常的网络故障根因，当前配置状态数据为当前时刻目标网络设备的配置状态数据，与上述步骤S13相同。
本申请实施例提供的技术方案中，电子设备查找网络异常时刻之前会话建立正常的历史时刻，若能查找到会话建立正常的历史时刻，则获取历史时刻目标网络设备的配置状态数据，作为目标配置状态数据，并与当前配置状态数据对比即可，无需再利用目标网络快照进行模拟转发，节省了计算资源。
在上述步骤S71中，电子设备在最近采集的目标业务流的历史状态信息中查找当前时刻之前会话建立正常的历史时刻。若电子设备查找到该历史时刻，则执行步骤S72，获取该历史时刻目标网络设备的配置状态数据，作为目标配置状态数据；若电子设备未查找到该历史时刻，则执行步骤S73，获取目标网络快照，并获取目标网络快照中目标网络设备的目标配置状态数据。
为了更清楚地说明本申请实施例提供的网络故障诊断方法，以下结合图3和基于规则推理引擎的故障诊断流程，对本申请实施例提供的网络故障诊断方进行详细说明。图3中，ERSPAN采集器采集TCP流，基础采集器采集已纳管的所有网络设备的配置状态数据。本申请实施例中，业务组网部署之后，随即可以启动配置状态数据采集和数字孪生模型构建流程。此时，整个业务组网上的业务正常运行，各个设备运行状态正常。假设某业务出现异常（例如某电商平台首页访问不通等），电子设备可以启动ERSPAN采集器采集TCP流。本申请实施例中，ERSPAN采集器也可以实时采集TCP流，对此不进行限定。
针对网络故障诊断的具体处理流程如图4所示，可以包括如下步骤：
步骤a1、ERSPAN采集器采集异常TCP流并推送给电子设备中的TCP流解析组件，TCP流解析组件解析ERSPAN采集器推送的异常TCP流，以实现对TCP流的清洗和聚合。TCP流解析组件解析得到存在异常TCP流（如建立连接失败，TCP重传等），记录异常时间点t1，并执行步骤步骤a2。
步骤a2、TCP流解析组件查找最新的一条正常的TCP流，如果能找到，则记录正常流时间点t2，并执行步骤a5；否则，执行步骤a3。该正常的TCP流与上述异常TCP流的五元组相同。
步骤a3、电子设备按照生成时间从晚到早的顺序，从网络快照序列（也就是数字孪生模型）中读取最新的一个网络快照s。
步骤a4、网络快照s根据读取的异常TCP流的源IP地址和目的IP地址，执行网络模拟转发流程。如果能正常转发，该网络快照s的生成时间就是正常流时间点t2，然后执行步骤a5；如果转发失败，则将该网络快照s从网络快照序列中剔除，重新执行步骤a3。
步骤a5、规则推理引擎根据正常流时间点t2和异常流时间点t1，触发以下基于规则推理引擎的故障诊断流程。
本申请实施例中，TCP流正常或异常均时是通过会话建立正常或异常来体现，如会话建立正常，则TCP流正常；会话建立异常，则TCP流异常。
基于规则推理引擎的故障诊断流程可以包括如下步骤：
步骤b1，从规则知识库中读取相关故障诊断决策树，基于读取的决策树，判断目的IP地址是否存在；若存在，则根据目的IP地址分别匹配t1时间点对应的路由表和t2时间点对应的路由表，根据匹配情况，判断路由表是否发生变化，若没有发生变化，则执行步骤b2；若发生变化，执行步骤b4。t1时间点对应的路由表和t2时间点对应的路由表均为异常流所在网络设备的路由表。
步骤b2，如果原路由走VXLAN隧道转发，则判断VXLAN隧道是否down（宕机）；如果是，则输出根因：VXLAN隧道down，流程结束；如果VXLAN隧道没有down，执行步骤b3。
步骤b3，判断t1时间点的ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）表项是否存在；如果不存在，则输出根因：ARP学习错误，流程结束；否则，输出接口UP无法转发故障根因，流程结束。
步骤b4，获取t1时间点的路由出接口信息；如果不存在，则输出根因：路由缺失，流程结束；否则，执行步骤b5。
步骤b5，获取路由协议类型，如果是预设路由协议类型，则执行步骤b6；如果是静态路由类型，则执行步骤b9；如果是其他协议类型，则输出根因：路由协议未知，流程结束。
其中，预设路由协议可以是BGP、OSPF、IS-IS（Intermediate system tointermediate system，链路状态路由协议）。
步骤b6，判断路由所在网络设备是否存在;如果不存在，则输出根因：疑似设备重启或设备未在位，流程结束；否则，执行步骤b7。
步骤b7，判断是否是预设路由协议会话故障；如果是，则输出根因：预设路由协议会话故障，流程结束；否则，执行步骤b8。
步骤b8，判断是否配置策略路由，将数据包过滤掉了；如果是，则输出根因：配置了策略路由，流程结束；否则，输出根因：路由学习错误，流程结束。
步骤b9，对比t1时间点和t2时间点之间的设备配置，判断静态路由是否被删除，如果是，则输出根因：静态路由被删除，流程结束；否则，执行步骤b10。
步骤b10，判断静态路由对应的出接口是否down或者接口所在板是否重启；如果是，即静态路由对应的出接口down或者接口所在板重启，则输出根因：出接口down或所在板发生重启，流程结束；否则，输出根因：软件故障，流程结束。
本申请实施例提供的技术方案中，在进行基于TCP流的网络故障排障时，采用定时生成数字孪生模型，并结合模拟转发流程向前推演的方式，获取正常流的发生时间，解决了ERSPAN采集器采集的TCP流都是异常流时，正常流发生时间点缺失所导致的无法正常进行网络诊断的问题。此外，基于规则推理引擎进行故障诊断流程，可以很方便地调整规则推理引擎中的诊断逻辑，有利于网络专家诊断经验的不断完善和复用，保证了网络故障诊断的准确性；并且还能在采集到异常流时自动触发网络故障诊断流程，进而施行排障，而无需繁杂的手工操作过程。
与上述网络故障诊断方法相对应，本申请实施例还提供了一种网络故障诊断装置，如图8所示，该装置包括：
第一获取模块81，用于当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，获取目标网络快照，目标网络快照为模拟转发用于建立会话的目标控制报文成功的网络快照，一个网络快照包括获取该网络快照时，目标业务流所属组网包括的多个网络设备的配置状态数据；
第二获取模块82，用于获取目标网络快照中目标网络设备的目标配置状态数据，目标网络设备为导致会话建立异常的网络设备；
获得模块83，用于对比目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得会话建立异常的网络故障根因，当前配置状态数据为当前时刻目标网络设备的配置状态数据。
本申请实施例提供的技术方案中，在检测到业务流对应的会话建立异常时，获取模拟转发业务流对应的会话建立的控制报文成功的网络快照，该网络快照的生成时刻即可以认为是网络正常时刻，进而利用网络正常时刻目标网络设备的配置状态数据，以及网络异常时刻（即会话建立异常时刻）目标网络设备的配置状态数据，可确定网络故障的根因。应用本申请实施例提供的技术方案，即使不能查找正常流获取到网络正常时刻，也可以利用网络快照实现对网络故障根因的确定，解决了网络故障发生时间较早时，无法确定导致网络故障的根因的问题。
在一些实施例中，上述第一获取模块81，具体可以用于：
从网络快照序列中获取时间最近且未被选择过的网络快照，作为候选网络快照，网络快照序列包括多个网络快照；
利用候选网络快照模拟转发目标控制报文；
若模拟转发成功，则确定候选网络快照为目标网络快照；
若模拟转发失败，则重新执行从网络快照序列中获取时间最近且未被选择过的网络快照，作为候选网络快照的步骤。
在一些实施例中，上述网络故障诊断装置还可以包括：
生成模块，用于按照第一预设周期，生成网络快照，网络快照为组网的数字孪生模型；
模拟转发模块，用于利用所生成的网络快照模拟转发指定控制报文，并记录模拟转发的结果；
上述第一获取模块81，具体可以用于：
当目标控制报文与指定控制报文匹配时，获取最近一次指示指定控制报文模拟转发成功的结果所对应的网络快照，作为目标网络快照。
在一些实施例中，上述网络故障诊断装置还可以包括：
采集模块，用于按照第二预设周期，采集组网包括的所有网络设备的配置状态数据；
生成模块，具体可以用于按照第一预设周期，根据最近一次采集的配置状态数据生成网络快照。
在一些实施例中，上述网络故障诊断装置还可以包括：
查找模块，用于根据采集的目标业务流的历史状态信息，查找当前时刻之前会话建立正常的历史时刻，历史状态信息指示会话建立正常或异常；
第三获取模块，用于若查找到历史时刻，则获取历史时刻目标网络设备的配置状态数据，作为目标配置状态数据，执行对比目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得会话建立异常的网络故障根因的步骤。
在一些实施例中，上述获得模块83，具体可以用于：
利用规则推理引擎中的诊断规则，对比目标配置状态数据和当前配置状态数据，得到会话建立异常的网络故障根因。
本申请实施例还提供了一种电子设备，如图9所示，包括处理器91、通信接口92、存储器93和通信总线94，其中，处理器91，通信接口92，存储器93通过通信总线94完成相互间的通信；
存储器93，用于存放计算机程序；
处理器91，用于执行存储器93上所存放的程序时，实现上述任一的网络故障诊断方法。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准（Peripheral ComponentInterconnect，PCI）总线或扩展工业标准结构（Extended Industry StandardArchitecture，EISA）总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM），也可以包括非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、网络处理器（Network Processor，NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital SignalProcessor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）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。
在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一网络故障诊断方法的步骤。
在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一网络故障诊断方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线（DSL））或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质（例如固态硬盘Solid State Disk (SSD)）等。
需要说明的是，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，对于装置、设备及存储介质实施例而言，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。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。
Claims (14)
1.一种网络故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括：
当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，获取目标网络快照，所述目标网络快照为模拟转发用于建立所述会话的目标控制报文成功的网络快照，一个网络快照包括获取该网络快照时，所述目标业务流所属组网包括的多个网络设备的配置状态数据；
获取所述目标网络快照中目标网络设备的目标配置状态数据，所述目标网络设备为导致所述会话建立异常的网络设备；
对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得所述会话建立异常的网络故障根因，所述当前配置状态数据为当前时刻所述目标网络设备的配置状态数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标网络快照的步骤，包括：
从网络快照序列中获取时间最近且未被选择过的网络快照，作为候选网络快照，所述网络快照序列包括多个网络快照；
利用所述候选网络快照模拟转发所述目标控制报文；
若模拟转发成功，则确定所述候选网络快照为目标网络快照；
若模拟转发失败，则重新执行所述从网络快照序列中获取时间最近且未被选择过的网络快照，作为候选网络快照的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
按照第一预设周期，生成网络快照，所述网络快照为所述组网的数字孪生模型；
利用所生成的网络快照模拟转发指定控制报文，并记录模拟转发的结果；
所述获取目标网络快照的步骤，包括：
当所述目标控制报文与所述指定控制报文匹配时，获取最近一次指示所述指定控制报文模拟转发成功的结果所对应的网络快照，作为目标网络快照。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
按照第二预设周期，采集所述组网包括的所有网络设备的配置状态数据；
所述按照第一预设周期，生成网络快照的步骤，包括：
按照第一预设周期，根据最近一次采集的配置状态数据生成网络快照。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据采集的所述目标业务流的历史状态信息，查找所述当前时刻之前所述会话建立正常的历史时刻，所述历史状态信息指示所述会话建立正常或异常；
若查找到所述历史时刻，则获取所述历史时刻所述目标网络设备的配置状态数据，作为目标配置状态数据，执行所述对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得所述会话建立异常的网络故障根因的步骤；
若未查找到所述历史时刻，则执行所述获取目标网络快照的步骤。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得所述会话建立异常的网络故障根因的步骤，包括：
利用规则推理引擎中的诊断规则，对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，得到所述会话建立异常的网络故障根因。
7.一种网络故障诊断装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于当检测到目标业务流对应的会话建立异常时，获取目标网络快照，所述目标网络快照为模拟转发用于建立所述会话的目标控制报文成功的网络快照，一个网络快照包括获取该网络快照时，所述目标业务流所属组网包括的多个网络设备的配置状态数据；
第二获取模块，用于获取所述目标网络快照中目标网络设备的目标配置状态数据，所述目标网络设备为导致所述会话建立异常的网络设备；
获得模块，用于对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得所述会话建立异常的网络故障根因，所述当前配置状态数据为当前时刻所述目标网络设备的配置状态数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块，具体用于：
从网络快照序列中获取时间最近且未被选择过的网络快照，作为候选网络快照，所述网络快照序列包括多个网络快照；
利用所述候选网络快照模拟转发所述目标控制报文；
若模拟转发成功，则确定所述候选网络快照为目标网络快照；
若模拟转发失败，则重新执行所述从网络快照序列中获取时间最近且未被选择过的网络快照，作为候选网络快照的步骤。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
生成模块，用于按照第一预设周期，生成网络快照，所述网络快照为所述组网的数字孪生模型；
模拟转发模块，用于利用所生成的网络快照模拟转发指定控制报文，并记录模拟转发的结果；
所述第一获取模块，具体用于：
当所述目标控制报文与所述指定控制报文匹配时，获取最近一次指示所述指定控制报文模拟转发成功的结果所对应的网络快照，作为目标网络快照。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
采集模块，用于按照第二预设周期，采集所述组网包括的所有网络设备的配置状态数据；
所述生成模块，具体用于：
按照第一预设周期，根据最近一次采集的配置状态数据生成网络快照。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
查找模块，用于根据采集的所述目标业务流的历史状态信息，查找所述当前时刻之前所述会话建立正常的历史时刻，所述历史状态信息指示所述会话建立正常或异常；
第三获取模块，用于若查找到所述历史时刻，则获取所述历史时刻所述目标网络设备的配置状态数据，作为目标配置状态数据，执行所述对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，获得所述会话建立异常的网络故障根因的步骤。
12.根据权利要求7-11任一项所述的装置，其特征在于，所述获得模块，具体用于：
利用规则推理引擎中的诊断规则，对比所述目标配置状态数据和当前配置状态数据，得到所述会话建立异常的网络故障根因。
13.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。
14.一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内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。
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