CN1501622A - Ip设备的网络流量统计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种IP设备的网络流量统计方法，其中用于统计流量的计算机与被统计的IP设备之间通过IP网络连接，其特征在于，按以下步骤实现流量统计：启动需进行流量统计的IP设备接口的出流量统计上报和入流量统计上报功能；根据需要统计的流量信息，配置需进行流量统计的IP设备；所述计算机接收由IP设备发来的原始统计数据，存入数据缓存队列；所述计算机从所述数据缓存队列中读取数据，并按定制的统计策略分别进行统计处理，输出相应的统计结果。利用上述方法，可在不增加网络设备的情况下，根据需要定制统计策略并获得多个IP设备的完善详细的流量统计数据。

Description

IP设备的网络流量统计方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域，更具体地说，涉及一种IP(网际协议)设备的网络流量统计方法

背景技术

随着数据通信网络的发展，基于商业的需要，运营商和网络管理设计人员越来越关注设备的详细通讯状况。数据通信产品基于接口的详细流量信息统计技术应运而生。

在数据通信网络中，随着人类网络信息交流的增加，网络连接复杂性越来越高。小区用户和企业网接入Internet后，通过Internet服务提供商建立跨地区连接的应用正在变得越来越普遍。商业运作中，单纯根据不作服务质量和流量保证的连接进行收费的方式，已不能满足市场需求。在小区接入中个人用户存在长期在线，按流量付费的需求。企业用户为了合理使用网络，监控网络的使用，对于网络使用细节情况越来越关注。运营商要合理调整优化现有网络，对网络进行性能优化，也必须以详细的网络流量信息为基础。

现有路由器、交换机设备流量有以下几种方式获得：

1、如图1所示，其网络管理软件使用snmp(简单网络管理协议)协议，通过IP设备的mib(管理信息数据库)表可取得各接口出入流量的统计数据。目前大多数网管软件均通过此方式提供性能分析数据。

2、如图2所示，在IP设备的接口外挂报文转发统计设备进行流量统计，例如其中的报文转发统计设备可采用Lucent(朗讯公司)的netcounter(网络记录器)设备。

在上述第1种方案中，流量获取方式简单通用，不需要增加设备，但是获得的流量统计数据较粗糙，一般只有每个接口的出流量和与入流量和，无法获得基于源地址/目的地址的流量分析、接口间的流量分析、以及基于应用协议的分析。因此无法用于个人用户的计费，无法实现运营商企业网用户基于源地址/目的地址和应用的性能优化和监视。

在上述第2种方案中增加了一台报文转发统计设备，但只能提供一个接口的详细流量信息，而且，从图2中可以看出，IP设备的接口与IP骨干网之间需经过该报文转发统计设备连接，其流量会受到统计性能的影响，可见增加了报文转发统计设备并不能提供完善的IP设备流量信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种IP设备的网络流量统计方法，可在不增加网络设备的情况下，根据需要定制统计策略，并获得多个IP设备的完善详细的流量统计数据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种IP设备的网络流量统计方法，其中用于统计流量的计算机与被统计的IP设备之间通过IP网络连接，其特征在于，按以下步骤实现流量统计：

(1)、启动需进行流量统计的IP设备接口的出流量统计上报和入流量统计上报功能；

(2)、根据需要统计的流量信息，配置需进行流量统计的IP设备；

(3)、所述计算机接收由IP设备发来的原始统计数据，存入数据缓存队列；

(4)、所述计算机从所述数据缓存队列中读取数据，并按定制的统计策略分别进行统计处理，输出相应的统计结果。

根据本发明所述的方法，所述统计策略包括：按被统计数据的关键字段和值字段要求进行分类的数据聚合方式；统计结果的输出方式，包含文本、数据库及二进制输出方式；以及，统计时间的长度。

根据本发明所述的方法，在所述步骤(4)中，当达到所述统计策略的所述统计时间长度后，按所述统计策略的输出方式输出所述统计时间长度内的统计结果，并保存在计算机硬盘或其它存储介质中。

根据本发明所述的方法，所述被统计的IP设备可以是一个或多个；还可以是将多个IP设备的地址或名称定义为一个整体统计对象的IP设备组。

根据本发明所述的方法，还包括以下在线管理步骤：

所述用于统计流量的计算机实时监听由IP网络发来的控制命令；

所述计算机对收到控制命令进行权限鉴定：

如果权限鉴定通过，则进行控制协议的分析处理，然后判断所收到的是一个配置命令还是查询命令；

如果是配制命令，则在线调整所述统计策略，

如果是查询命令，则直接从所述计算机的硬盘或其它存储介质的统计结果中取出需要查询的数据；

然后，将上述配置命令或查询命令的处理结果按协议封装后，经网络发送到控制命令发出者。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

a、不需要增加设备投资，通过纯软件实现，管理计算机与IP设备之间的网络连接自由、简单，易于设计维护；

b、可同时对多台设备进行管理、流量统计，其统计结果可以作为监控和计费的基础；

c、可支持源地址/目的地址、上下行流量、业务类型、进行小区业务区分计费；

d、基于端口的出入流量和协议类型，能够支持VPN(虚拟私有网络)组网方式下的流量计费。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中使用snmp协议实现流量统计的示意图；

图2是现有技术中通过增设报文转发统计设备实现流量统计的示意图；

图3是本发明流量统计方法的网络连接原理示意图；

图4是本发明中网管流量统计的原理框图；

图5是图4中所示数据接收模块的工作流程示意图；

图6是图4中所示数据统计模块的工作流程示意图；

图7是本发明流量统计方法中的完整统计流程示意图；

图8是图4中所示在线管理模块的工作流程示意图。

具体实施方式

本发明流量统计方法的网络连接原理如图3所示，其中用于网络/流量统计记录的计算机与多个IP设备之间通过IP网络连接。

本发明的方法可在现有硬件的基础上，通过纯软件实现。网络中的IP设备可统计自身的详细流量，生成原始统计数据。

一、初始配置

为了实现本发明的方法，需要在计算机中增加NS(Net Stream，网流)设备软件模块，该NS设备软件模块可启动需进行流量统计的IP设备接口的出流量统计上报和入流量统计上报功能；

然后，根据需要统计的流量信息，配置需进行流量统计的IP设备，也就是将用户配置信息发送到指定的IP地址和端口，确定需统计哪些IP设备的数据，从而使IP设备将需要的数据发送到本计算机。上述操作是实现后续步骤的基础。

二、统计流程

本发明中，网管流量统计软件的原理如图4所示，其中包括三个子模块：数据接收模块、数据统计模块以及在线管理模块。数据统计模块输出的统计数据存储在计算机硬盘或其它存储介质中。本发明中的统计策略包括按被统计数据的关键字段和值字段要求进行分类的数据聚合方式；统计结果的输出方式(例如包含文本、数据库及二进制等输出方式)；以及统计时间的长度。

1、数据接收模块的工作流程

从图4和图5中可以看出，计算机通过数据接收模块与多个IP设备连接，同时监听多个端口，接收由多个IP设备发来的原始统计数据，先按所述统计策略中的数据聚合方式对这些原始统计数据进行校验，过滤除不需要的原始数据，然后再存入数据缓存队列。等待数据统计模块取用。

2、数据统计模块的工作流程

如图4和图6所示，计算机的数据统计模块先从上述数据缓存队列中读取原始数据，并对所读取的原始数据进行预处理，例如按发送此原始数据的设备地址，接受此数据的端口号，原始数据记录中的统计类型，分出/入接口统计；数据类型，设备支持的统计数据记录格式；原始数据相关的设备物理信息，如槽位号；以及原始数据产生的时间信息，如设备启动相对时间，UTC时间(从1970年以来的秒数)进行预处理，将原始数据初步分为多种所需类型。

然后，按预先定制的统计策略，对上述预处理后的数据分别进行统计处理，图6中只画出了三种统计策略，实际上可以有多种不同的统计策略，通过定制统计策略，可获得按不同主键值聚合的流量统计结果，可区分流量的源地址/目的地址，还可按源地址/目的地址自治域、按服务类别(TOS)区分、源地址/目的地址IP端口、转发设备的报文出入接口、应用层协议或网络层协议等进行区分。

当对不同统计策略的数据进行统计处理的时间达到预定的统计时间长度后，例如可设定每10分钟为一个时间段，再按定制的输出方式分别以数据文件或数据库数据的方式输出这10分钟内的统计结果，并保存在计算机硬盘或其它存储介质中，这就得到了所需的统计结果，网管性能分析监控软件、计费软件可通过网络文件共享方式使用这些统计结果，并可使用预定义的管理协议，对流量统计软件进行远程在线管理。

3、完整统计流程

本发明流量统计方法中的完整统计流程如图7所示，其过程：数据接收模块接收IP设备传来的原始数据，然后进行数据校验以滤除不需要的原始数据，再将检验后数据存入数据缓存队列；然后由数据统计模块读取缓存队列中的数据并进行数据预处理，再按统计策略进行数据统计，当统计时间长度达到预定的时间后，输出并保存统计结果。

三、在线控制模块工作流程

在线管理模块的工作流程如图8所示，在线管理流程相对于图7中所示统计流程有一定的独立性，其具体流程如下：

实时监听由IP网络发来的控制命令；

收到控制命令后，进行权限鉴定；

如果权限鉴定通过，则进行控制协议的分析处理，然后判断所收到的是一个配置命令还是查询命令；

如果是配制命令，则在线调整数据统计模块和数据接收模块的工作状态，例如调配统计策略；

如果是查询命令，则直接从计算机硬盘或其它存储介质的数据文件或数据库中取出需要查询的数据；

然后，将上述配置命令或查询命令的处理结果按协议封装后，经网络发送到控制命令发出者。

可见，在线管理流程会影响上述第一项中的初始配置，例如影响对IP设备的流量统计配置；另外还可查询上述第二项中所得的统计结果，将统计结果输出到控制命令的发出者，以便针对统计结果做出其它如计费、监控等操作。

综上所述，本发明的方法在不增加网络设备的情况下，根据需要定制统计策略，可获得多个IP设备的完善详细的流量统计数据。本发明中所涉及的网管流量统计软件与以之为基础的网管性能分析监控软件和计费软件相互独立，可根据需要安装在一台或多台计算机上。根据IP设备的自身特性，本发明的流量统计方法可区分上行/下行流量，并可同时统计；还可同时支持网络上多设备的分组统计；另外，本发明中，还可扩展的以下22种数据聚合方式：

(1)、源节点方式，以源IP地址为关键字聚合；

(2)、目的节点方式，以目的IP地址为关键字聚合；

(3)、主机节点方式，以源、目的IP地址为关键字聚合；

(4)、源端口方式，以源端口号为关键字聚合；

(5)、目的端口方式，以目的端口号为关键字聚合；

(6)、协议方式，以协议名称为关键字聚合；

(7)、详细目的节点方式，以目的IP地址、源端口号、目的端口号以及协议名称为关键字聚合；

(8)、详细主机节点方式，以源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号以及协议名称为关键字聚合；

(9)、详细接口方式，以源IP地址、目的IP地址、输入接口索引、输出接口索引以及下一跳IP地址五个关键字聚合；

(10)、话单服务方式，以源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、协议类型以及服务类型六个关键字聚合；

(11)、自治域聚合方式，以源自治域号和目的自治域号为关键字聚合；

(12)、网络矩阵方式，以输入接口索引、输出接口索引、源IP子网、目的IP子网、源IP地址的子网掩码以及目的IP地址的子网掩码六个关键字聚合；

(13)、详细源节点方式，以源IP地址、源端口号、目的端口号以及协议名称四个关键字聚合；

(14)、详细自治系统矩阵方式，以源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、协议名称、输入接口索引、输出接口索引以及源自治系统号和目的自治系统号九个关键字聚合；

(15)、简单自治系统聚合方式，以接口SNMP索引、输出接口索引、源自治系统号和目的自治系统号四个关键字聚合；

(16)、简单协议端口聚合方式，以源端口号、目的端口号、协议名称聚合；

(17)、简单源前缀聚合方式，以输入接口索引、源自治系统号、源IP子网和源IP地址的子网掩码四个关键字聚合；

(18)、目的前缀聚合方式，以输出接口SNMP索引、目的自治系统号、目的IP子网和目的IP地址的子网掩码四个关键字聚合；

(19)、前缀聚合方式，以输入接口索引、输出接口索引、源自治系统号、目的自治系统号、源IP子网、目的IP子网、源IP地址的子网掩码和目的IP地址的子网掩码八个关键字聚合；

(20)、自治系统主机矩阵方式，以源IP地址、目的IP地址、源自治系统号和目的自治系统号四个关键字聚合；

(21)、主机接口矩阵方式，以源IP地址、目的IP地址、协议名称、输入接口索引和输出接口索引聚合；

(22)、详细话单方式，以源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、协议名称、服务类型、输入接口索引和输出接口索引八个关键字聚合。

Claims (8)

1、一种IP设备的网络流量统计方法，其中用于统计流量的计算机与被统计的IP设备之间通过IP网络连接，其特征在于，按以下步骤实现流量统计：

(1)、启动需进行流量统计的IP设备接口的出流量统计上报和入流量统计上报功能；

(2)、根据需要统计的流量信息，配置需进行流量统计的IP设备；

(3)、所述计算机接收由IP设备发来的原始统计数据，存入数据缓存队列；

(4)、所述计算机从所述数据缓存队列中读取数据，并按定制的统计策略分别进行统计处理，输出相应的统计结果。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述统计策略包括：按被统计数据的关键字段和值字段要求进行分类的数据聚合方式；统计结果的输出方式，包含文本、数据库及二进制输出方式；以及，统计时间的长度。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述计算机接收到由IP设备发来的原始统计数据后，先按所述统计策略中的数据聚合方式对这些原始统计数据进行校验，过滤除不需要的原始数据，然后再存入数据缓存队列。

4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，所述计算机从所述数据缓存队列中读取数据后，先按所述统计策略中的数据聚合方式对所读取的数据进行分类预处理，然后再进行统计处理。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，计算机按，对所述预处理后的数据分别进行统计处理，当达到所述统计策略的所述统计时间长度后，按所述统计策略的输出方式输出所述统计时间长度内的统计结果，并保存在计算机硬盘或其它存储介质中。

6、根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述被统计的IP设备可以是一个或多个。

7、根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述IP设备可以是将多个IP设备的地址或名称定义为一个整体统计对象的IP设备组。

8、根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，还包括以下在线管理步骤：

所述用于统计流量的计算机实时监听由IP网络发来的控制命令；

所述计算机对收到控制命令进行权限鉴定：

如果权限鉴定通过，则进行控制协议的分析处理，然后判断所收到的是一个配置命令还是查询命令；

如果是配制命令，则在线调整所述统计策略，

如果是查询命令，则直接从所述计算机的硬盘或其它存储介质的统计结果中取出需要查询的数据；

然后，将上述配置命令或查询命令的处理结果按协议封装后，经网络发送到控制命令发出者。

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