CN117221194A - 一种链路状态检测及性能测量方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种链路状态检测及性能测量方法、装置、电子设备及存储介质，属于网络通信技术领域。方法包括接收TWAMP测量报文；根据TWAMP测量报文携带的信息判断是否进行链路性能测量，并在进行链路性能测量时测量链路性能，进一步判断链路性能是否超过预设阈值，并在链路性能未超过预设阈值时根据扩展标志字段判断是否使能链路状态检测，并在使能链路状态检测时根据测量报文中BFD信息字段更新BFD状态机，进一步判断BFD状态机的状态是否超时，并根据判断结果，上报链路状态或者编辑并发送TWAMP回复报文。本发明能够通过一种报文同时实现链路性能测量以及链路状态检测，简化测量方案。

Description

一种链路状态检测及性能测量方法、装置、电子设备及存储 介质

技术领域

本发明是关于网络通信技术领域，特别是关于一种链路状态检测及性能测量方法及实现该方法的装置、电子设备和存储介质。

背景技术

目前，在网络通信中需要对链路性能，如链路丢包率、链路时延等，进行测量，以了解网络的运行状态。与此同时，还需要对链路状态进行检测，以了解链路状态，确保业务稳定运行。然而，现有技术中针对链路性能的测量以及链路状态的检测是通过两种独立的技术方案进行的，即针对链路性能测量时，通过在网络设备之间互相发送TWAMP(Two-WayActive Measurement Protocol，双向主动测量协议)报文，以实现网络设备之间的链路性能测量，如测量链路时延和链路丢包率。针对链路状态检测时，通过BFD技术(Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测)实现链路之间的状态检测。由上述可知，针对链路性能的测量以及链路状态的检测，需要同时发送两种固定格式的TWAMP报文和BFD报文，一方面同时发送两种报文分别进行链路性能的测量和链路状态的检测，方案相对复杂，另一方面报文格式固定，某些场景下无法满足测量需求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种链路状态检测及性能测量方法，其能够通过一种报文同时实现链路性能测量以及链路状态检测，简化检测及测量方案，扩大适用范围。

本发明的目的还在于提供一种实现所述链路状态检测及性能测量方法的装置、电子设备和存储介质，能够通过一种报文同时实现链路性能测量以及链路状态检测，简化检测及测量方案，扩大适用范围。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种链路状态检测及性能测量方法，方法包括：

接收TWAMP测量报文，所述TWAMP测量报文包括用于标识是否进行链路状态检测的扩展标志字段和用于记录BFD控制信息的BFD信息字段；

根据TWAMP测量报文携带的信息判断是否进行链路性能测量；

响应于进行链路性能测量，测量链路性能；

判断链路性能是否超过预设阈值；

响应于链路性能未超过预设阈值，根据所述扩展标志字段判断是否使能链路状态检测；

响应于使能链路状态检测，根据所述BFD信息字段更新BFD状态机；

判断BFD状态机的状态是否超时；

响应于判断结果，上报链路状态或者编辑并发送TWAMP回复报文。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述扩展标志字段通过配置TWAMP测量报文的保留字段获得。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述BFD信息字段通过配置TWAMP测量报文的PADDING字段获得。

在本发明的一个或多个实施方式中，根据TWAMP报文携带的信息判断是否进行链路性能测量包括：

通过ACL匹配报文的五元组信息，并在匹配时进行链路性能计算。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述链路性能包括链路时延，所述链路时延通过如下方式进行计算：

通过时间戳偏移量从TWAMP测量报文中获取时间戳；

根据获得的时间戳与本地时间戳进行计算，获得链路时延。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述链路性能包括链路丢包率，所述链路丢包率通过如下方式进行计算：

通过序列号偏移量从TWAMP报文中获取序列号；

根据获得的序列号与本地序列号进行计算，获得链路丢包率。

在本发明的一个或多个实施方式中，判断是否使能链路状态检测包括：

判断扩展标志字段的值是否为第一预设值；

响应于为第一预设阈值，确定使能链路状态检测。

在本发明的一个或多个实施方式中，根据所述BFD信息字段更新BFD状态机包括：

获取所述BFD信息字段所记录的发送端本地BFD状态；

根据所述发送端本地BFD状态切换当前BFD状态。

在本发明的一个或多个实施方式中，判断BFD状态机的状态是否超时包括：

判断BFD状态机的状态持续时长是否超过预设阈值；

响应于超过预设阈值，确定BFD状态机的状态超时，响应于未超过预设阈值，确定BFD状态机的状态未超时。

本发明的实施例还提供了一种链路状态检测及性能测量装置，装置包括：

报文接收模块，用于接收TWAMP测量报文，该TWAMP测量报文包括用于标识是否进行链路状态检测的扩展标志字段和用于标识BFD控制信息的BFD信息字段；

第一判断模块，用于根据TWAMP测量报文携带的信息判断是否进行链路性能测量；

性能测量模块，用于在第一判断模块判断需要进行链路性能测量时测量链路性能；

第二判断模块，用于判断链路性能是否超过预设阈值；

第三判断模块，用于在第二判断模块判断链路性能未超过预设阈值时判断是否使能链路状态检测；

状态更新模块，用于在第三判断模块判断使能链路状态检测时根据根据所述BFD信息字段更新BFD状态机；

第四判断模块，用于判断BFD状态机的状态是否超时；

处理模块，用于根据第四判断模块的判断结果上报链路状态或者编辑并发送TWAMP回复报文。

本发明的实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理器并且存储用于由所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序由所述至少一个处理器执行时，使得所述电子设备上述所述的方法。

本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被机器执行时实现上述所述的方法。

与现有技术相比，本发明能够通过一种报文同时实现链路性能测量以及链路状态检测，实现了一种协议报文完成多种状态测量和监控的功能，降低了协议报文的开销和复杂度，具有更强的灵活性。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的链路状态检测及性能测量方法流程图；

图2是根据本发明一实施方式的报文处理流程图；

图3是根据本发明一实施方式的网络设备结构示意图；

图4是根据本发明一实施方式的TWAMP报文格式示意图；

图5是根据本发明一实施方式的链路状态检测及性能测量装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图2所示，根据本发明优选实施方式的一种链路状态检测及性能测量方法，能够通过一种报文同时实现链路性能测量以及链路状态检测，实现了一种协议报文完成多种状态测量和监控的功能，简化测量及检测方案，降低了协议报文的开销和复杂度，具有更强的灵活性。适用范围更广。

具体地，如图1所示，链路状态检测及性能测量方法包括如下步骤：

S1，接收TWAMP测量报文，该TWAMP测量报文包括用于标识是否进行链路状态检测的扩展标志字段和用于标识BFD控制信息的BFD信息字段；

具体地，如图3所示，为网络设备的一种结构示意图，包括用于对报文进行处理的ACL引擎、TWAMP引擎和BFD引擎。网络设备在进行链路性能测量时，如进行链路时延和/或链路丢包率测量，可通过TWAMP报文进行链路性能测量。TWAMP报文包括TWAMP测量报文和TWAMP回复报文，TWAMP测量报文由发送端(Sender)向接收端(Reflect)发送，TWAMP回复报文由接收端向发送端发送。这里的TWAMP是用于IP链路的性能测量技术，能够在正反两个方向进行双向的性能统计，可统计网络双向延迟、抖动和丢包率。

为了能够实现链路状态检测及链路性能测量，如图4所示，本发明针对TWAMP报文进行改进，使TWAMP报文配置有扩展标志字段和BFD信息字段，其中，扩展标志字段字段用于标识是否进行链路状态检测，BFD信息字段用于携带BFD控制信息，这里的BFD控制信息包括但不限于本地BFD状态。在具体实施时，在TWAMP报文的保留字段(Reserved)中选取一定数量的比特位形成扩展标志字段，以选择1位比特位作为扩展标志字段。同时，通过配置TWAMP报文的Padding(填充)字段，以使其携带BFD控制信息，形成BFD信息字段。

S2，根据TWAMP测量报文携带的信息判断是否进行链路性能测量；

S3，响应于进行链路性能测量，测量链路性能；

具体地，当接收到TWAMP测量报文后，根据TWAMP测量报文携带五元组信息确定是否进行链路性能测量，五元组信息包括源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和传输层协议。

在具体实施时，如图4所示，通过ACL(访问控制列表)引擎对TWAMP测量报文的五元组信息进行匹配，根据匹配结果确定是否进行链路性能测量。当匹配五元组信息的结果是匹配时，确定进行链路性能测量。当匹配五元组信息的结果不匹配时，确定不进行链路性能测量，可将TWAMP测量报文进行丢弃处理。

当确定进行链路性能测量时，进一步测量链路性能。这里的链路性能测量包括但不限于计算链路时延、链路丢包率。本实施例中，以测量链路时延、链路丢包率为例，具体说明如何计算链路时延和链路丢包率。

如图4所示，对于链路时延而言，当通过ACL匹配TWAMP测量报文时，针对匹配出的TWAMP测量报文将其对应的时间戳偏移量传输至TWAMP引擎中。TWAMP引擎利用时间戳偏移量从TWAMP测量报文中获取相应的时间戳，并将获取到的时间戳与本地时间戳进行计算(通常求差处理)，获得链路时延。

如图4所示，对于链路丢包率而言，当通过ACL匹配TWAMP测量报文时，针对匹配出的TWAMP测量报文将其对应的序列号偏移量传输至TWAMP引擎中。TWAMP引擎利用序列号偏移量从TWAMP测量报文中获取相应的序列号，并将获取到的序列号与本地序列号进行计算，获得链路丢包率。

这里的时间戳偏移量和序列号偏移量是可配置的。

S4，判断链路性能是否超过预设阈值；

具体地，当对链路性能进行测量后，进一步将测量结果与预设阈值进行比较，以根据比较结果执行相应的操作。如当链路时延和/或者链路丢包率大于预设阈值时，此时通过中断将链路时延和/或者链路丢包率信息上报至CPU。当链路时延和/或者链路丢包率小于预设阈值时，则执行下一步操作。

S5，响应于链路性能未超过预设阈值，则判断是否使能链路状态检测；

具体地，当计算出的链路性能未超过预设阈值时，进一步判断是否进行链路状态检测，以检测当前链路状态。在具体实施时，可通过TWAMP报文中的扩展标志字段的值进行判断，以确定是否进行链路状态检测。当扩展标志字段的值为第一预设值(如第一预设值为1)时，确定执行链路状态检测。当扩展标志字段的值为第二预设值(如第二预设值为0)时，确定不执行链路状态检测。

S6，响应于使能链路状态检测，则根据TWAMP测量报文携带的BFD控制信息进行BFD状态机更新，即通过BFD信息字段进行BFD状态机更新；

具体地，当通过TWAMP测量报文中的扩展标志字段的值确定执行链路状态检测时，则进一步根据TWAMP测量报文携带的BFD控制信息进行BFD状态机更新。如TWAMP测量报文中BFD控制信息记录的是发送端的本地BFD状态为Down状态，此时，接收端将本地BFD状态切换为Init状态。

S7，判断BFD状态机的状态是否超时；

S8，响应于判断结果，上报链路状态或者编辑并发送TWAMP回复报文。

具体地，当通过TWAMP测量报文携带的BFD控制信息进行BFD状态机更新后，进一步判断当前BFD状态机的状态是否超时，即预设时间内BFD状态机的状态是否发生改变。当预设时间内BFD状态机未发生改变时，即预设时间内未收到TWAMP测量报文时，表示链路存在故障，此时可通过中断上报链路状态。

当判断当前BFD状态机的状态未超时时，即预设时间内BFD状态机的状态发生了改变，表明在预设时间内接收到了TWAMP测量报文，此时链路不存在故障。当确定链路不存在故障时，进一步编辑并发送TWAMP回复报文，如将当前BFD状态机的状态编辑至TWAMP回复报文中并发送至发送端。

本发明通过在TWAMP报文中配置扩展标志字段和BFD信息字段，使得仅需通过一种报文便可同时实现链路状态检测和链路性能的测量，也就是说，本发明能够实现一种协议报文完成多种状态测量和监控的功能，降低了协议报文的开销和复杂度，具有更强的灵活性。

如图5所示，为本发明所揭示的一种链路状态检测及性能测量装置，能够实现上述所述的链路状态检测及性能测量方法，能够通过一种报文同时实现链路性能测量以及链路状态检测，简化测量方案，扩大适用范围。

具体地，链路状态检测及性能测量装置包括报文接收模块、第一判断模块、性能测量模块、第二判断模块、第三判断模块、状态更新模块、第四判断模块和报文处理模块。其中，报文接收模块用于接收TWAMP测量报文，该TWAMP测量报文包括用于标识是否进行链路状态检测的扩展标志字段和用于标识BFD控制信息的BFD信息字段；第一判断模块用于根据TWAMP测量报文携带的信息判断是否进行链路性能测量；性能测量模块用于在第一判断模块判断需要进行链路性能测量时测量链路性能；第二判断模块用于判断链路性能是否超过预设阈值；第三判断模块用于在第二判断模块判断链路性能未超过预设阈值时判断是否使能链路状态检测；状态更新模块用于在第三判断模块判断使能链路状态检测时根据TWAMP测量报文携带的BFD控制信息进行BFD状态机更新；第四判断模块用于断BFD状态机的状态是否超时；处理模块用于根据第四判断模块的判断结果上报链路状态或者发送TWAMP回复报文，即当第四判断模块判断状态超时时上报链路状态，当第四判断模块判断状态未超时，编辑并发送TWAMP回复报文。

各模块如何实现相应功能，具体详见上述，在此不再一一赘述。

本发明一实施例所揭示的电子设备，电子设备可以包括但不限于：交换机、路由器、个人计算机、服务器计算机、工作站、桌面型计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、移动电子设备、智能电话、平板计算机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持装置、消息收发设备、可佩戴电子设备、消费电子设备等等。该电子设备可实现上述所述的一种链路状态检测及性能测量方法，能够通过一种报文同时实现链路性能测量以及链路状态检测，简化测量方案，扩大适用范围。具体地，电子设备包括至少一个存储器、至少一个处理器以及计算机程序，至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理器，其中，计算机程序存储于存储器中并可在处理器中运行，如该计算机程序为报文统计程序等。实施时，处理器执行该计算机程序时可实现上述方法中的各个步骤，如根据TWAMP测量报文携带的信息判断是否进行链路性能测量的步骤等等。

这里的计算机程序可被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器中，并由所述存储器执行，以完成本发明。其中，一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该计算机程序指令段用于描述计算机程序在所述电子设备中的执行过程。

需要说明的是，这里的电子设备包括并不限于上述所述的存储器、处理器和计算机程序，也可包括其它，如用于输入指令的输入设备(如键盘等)、用于显示协商结果的显示屏、通信接口等等，这些部件通过总线进行相互间的通信。

本发明还揭示了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可实现上述一种链路状态检测及性能测量方法，能够通过一种报文同时实现链路性能测量以及链路状态检测，简化测量方案，扩大适用范围。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、可执行文件或某些中间形式等，所述计算机可读介质可以包括能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)等等。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (12)

1.一种链路状态检测及性能测量方法，其特征在于，方法包括：

接收TWAMP测量报文，所述TWAMP测量报文包括用于标识是否进行链路状态检测的扩展标志字段和用于记录BFD控制信息的BFD信息字段；

根据TWAMP测量报文携带的信息判断是否进行链路性能测量；

响应于进行链路性能测量，测量链路性能；

判断链路性能是否超过预设阈值；

响应于链路性能未超过预设阈值，根据所述扩展标志字段判断是否使能链路状态检测；

响应于使能链路状态检测，根据所述BFD信息字段更新BFD状态机；

判断BFD状态机的状态是否超时；

响应于判断结果，上报链路状态或者编辑并发送TWAMP回复报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩展标志字段通过配置TWAMP测量报文的保留字段获得。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BFD信息字段通过配置TWAMP测量报文的PADDING字段获得。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据TWAMP报文携带的信息判断是否进行链路性能测量包括：

通过ACL匹配TWAMP测量报文的五元组信息，并在匹配时进行链路性能测量。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路性能包括链路时延，所述链路时延通过如下方式进行计算：

通过时间戳偏移量从TWAMP测量报文中获取时间戳；

根据获得的时间戳与本地时间戳进行计算，获得链路时延。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路性能包括链路丢包率，所述链路丢包率通过如下方式进行计算：

通过序列号偏移量从TWAMP报文中获取序列号；

根据获得的序列号与本地序列号进行计算，获得链路丢包率。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，判断是否使能链路状态检测包括：

判断扩展标志字段的值是否为第一预设值；

响应于为第一预设阈值，确定使能链路状态检测。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述BFD信息字段更新BFD状态机包括：

获取所述BFD信息字段所记录的发送端本地BFD状态；

根据所述发送端本地BFD状态切换当前BFD状态。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，判断BFD状态机的状态是否超时包括：

判断BFD状态机的状态持续时长是否超过预设阈值；

响应于超过预设阈值，确定BFD状态机的状态超时，响应于未超过预设阈值，确定BFD状态机的状态未超时。

10.一种链路状态检测及性能测量装置，其特征在于，装置包括：

报文接收模块，用于接收TWAMP测量报文，该TWAMP测量报文包括用于标识是否进行链路状态检测的扩展标志字段和用于标识BFD控制信息的BFD信息字段；

第一判断模块，用于根据TWAMP测量报文携带的信息判断是否进行链路性能测量；

性能测量模块，用于在第一判断模块判断需要进行链路性能测量时测量链路性能；

第二判断模块，用于判断链路性能是否超过预设阈值；

第三判断模块，用于在第二判断模块判断链路性能未超过预设阈值时判断是否使能链路状态检测；

状态更新模块，用于在第三判断模块判断使能链路状态检测时根据根据所述BFD信息字段更新BFD状态机；

第四判断模块，用于判断BFD状态机的状态是否超时；

处理模块，用于根据第四判断模块的判断结果上报链路状态或者编辑并发送TWAMP回复报文。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理器并且存储用于由所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序由所述至少一个处理器执行时，使得所述电子设备执行权利要求1至9任一项所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被机器执行时实现权利要求1至9任一项所述的方法。