CN1853430A - 用于监控通信的方法和系统以及监控协议 - Google Patents

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Abstract

一种在移动电信系统中通信软件进程期间使用不是与网络接口进行的通信时，用于监控所述软件进程的方法、系统和监控协议。在本发明中，监控数据是在至少一个进程中被捕获的，并且被序列化。然后，所述监控数据被封装在至少一个数据分组中，并且被发送到在所述至少一个进程外的监控端点。监控工具从监控端点捕获该监控数据，并且进一步处理它。

Description

用于监控通信的方法和系统以及监控协议
技术领域
本发明涉及移动通信系统。本发明尤其涉及一种在移动电信系统中通信软件进程期间使用不是与网络接口进行的通信时，用于监控所述软件进程的新的改进方法和系统。此外，还公开了一种监控协议。
背景技术
在现有技术中，监控在不同实体(例如网络单元、计算机单元、软件组件、进程等。)之间的通信消息在跟踪在通信网络单元软件中的错误方面充当了重要的角色。当问题出现在运营的网络环境中时，通过监控的错误跟踪尤其重要。
存在着很多用于监控在进程之间的通信的工具。一般来说，它们是基于捕获通过网络接口发送/接收的数据的构思的。因而，流量监控能够在网络接口级上得以实现。在普遍性和避免应用陷于监控功能方面，这是最合算的方式。对于网络接口级解决方案，提供了强大的和专门的商用监控工具，从而使用网络接口的数据通信能够得以监控。监控例如可以基于特定的IP(因特网协议)地址、端口、协议等等，并将它们作为目标。
然而，在高性能电信应用中，可能多个功能被封装在一个进程中(由于性能的原因)。此外，在一个进程中的多个实体可以互相进行多种通信。为了便于开发和故障检修，还必须能够监控内部进程通信流。
监控例如是错误跟踪和故障检修，通常是基于利用控制台打印输出或文件记录来调试、记录或跟踪来执行监控。在实时执行速度不是基本要求时，这些手段在开发时是适用的。令人遗憾地，在实时执行不能被兼顾到时，这些手段在实际的运营网络环境中是不适用的，或者不适用于故障检修。
利用基于网络接口上的捕获数据的监控工具，不可能监控没有使用不同网络协议之上的传输网络接口的进程。当多个通信方驻留在同一个进程中时，或者更一般地，当通信不利用网络接口(例如，它是基于共享存储器、UNIX套接字、进程的全局存储器等)时，这种监控方案不能予以使用。在这些情况下，在例如对象的进程或实体之间的消息发送根本就不在网络接口级上进行，并且消息监控不能使用传统的方法予以实现。
此外，通过使用传统的软件手段是不可能监控基本上为实时的多个通信对象的实例数据的。在通信对象是状态机对象的情况下，实例数据例如也可以是用于指示数据的状态。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供了一种在移动电信系统中通信期间使用不是与网络接口进行的通信时，用于监控软件进程的方法。所述方法包括如下步骤：捕获至少一个进程中的监控数据，序列化所述监控数据，将所述序列化后的监控数据封装在至少一个数据分组中，以及从所述至少一个进程向在所述至少一个进程外的监控端点，发送包含所述序列化后的监控数据的至少一个封装后的数据分组。
在一个实施例中，所述方法还包含如下步骤：利用监控应用，捕获向所述监控端点发送的所述至少一个封装后的数据分组，以及从所述至少一个封装后的数据分组中解析所述监控数据。
在一个实施例中，所述监控数据与包含进程间通信的通信相关。
在另一个实施例中，所述监控数据与包含进程内通信的通信相关。
在一个实施例中，所述监控数据是下列多种信息中的至少一个：
所述至少一个进程的状态；
向所述至少一个进程发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个进程接收的一个或多个消息；
从所述至少一个进程向预定接收机发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个进程从预定发送机接收的一个或多个消息；以及，
由所述至少一个进程处理的一个或多个消息。
在一个实施例中，所处理的消息指的是已经被接收并且被处理的消息。而且，所接收的消息指的是还没有被处理的消息。
在一个实施例中，所述捕获步骤包括捕获所述至少一个进程的至少一个对象的监控数据。所述监控数据是下列多种信息中的至少一个：
所述至少一个对象的状态；
所述至少一个对象的实例数据；
向所述至少一个对象发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个对象接收的一个或多个消息；
从所述至少一个对象向预定接收机发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个对象从预定发送机接收的一个或多个消息；以及，
由所述至少一个对象处理的一个或多个消息。
在一个实施例中，所述序列化步骤包括使用定义语言来序列化所述监控数据。例如，所述序列化步骤包括利用定义语言来定义所述监控数据，或者利用根据定义语言而生成的序列化代码来序列化所述监控数据。所述定义语言例如是对象管理组(OMG)接口定义语言。
在一个实施例中，在所述序列化监控数据步骤之后，所述方法还包括根据监控协议编码所述监控数据的步骤。所述监控数据例如可以根据通用对象请求代理间协议来编码。
在一个实施例中，所述根据通用对象请求代理间协议编码监控数据的步骤包括：
重新使用通用对象请求代理间协议分组的通用请求代理间协议请求首标的对象密钥和操作密钥字段，以及用于承载所述监控数据的通用对象请求代理间协议请求数据体。
根据本发明的第二实施例，提供了一种用于承载移动电信系统的进程的监控数据的监控协议，其中监控协议分组至少包括如下字段：
至少包含所用协议的标识符、消息大小、消息标识符、信息大小和信息的字段的监控协议首标；以及包含监控有效载荷数据的监控数据体。
在一个实施例中，所述监控数据体包含作为序列化后的字节流的监控数据。所述序列化后的字节流利用诸如接口定义语言的定义语言而被序列化。
根据本发明的第三个实施例，提供了一种在移动电信系统中通信期间使用不是与网络接口进行的通信时，用于监控软件进程的系统，所述系统包括：
用于捕获至少一个进程中的监控数据的捕获装置；
用于序列化所述监控数据的序列化装置；
用于将所述序列化后的监控数据封装在至少一个数据分组中的封装装置；以及，
用于从所述至少一个进程向在所述至少一个进程外的监控端点，发送包含所述序列化后的监控数据的至少一个封装后的数据分组的发送装置。
在一个实施例中，所述系统还包括：
用于利用监控应用，捕获向所述监控端点发送的所述至少一个封装后的数据分组的捕获装置；以及
用于从所述至少一个封装后的数据分组中解析所述监控数据的解析装置。
在一个实施例中，所述监控数据与包含进程间通信的通信相关。
在另一个实施例中，所述监控数据与包含进程内通信的通信相关。
在一个实施例中，所述监控数据指的是下列多种信息中的至少一个：
所述至少一个进程的状态；
向所述至少一个进程发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个进程接收的一个或多个消息；
从所述至少一个进程向预定接收机发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个进程从预定发送机接收的一个或多个消息；以及，
由所述至少一个进程处理的一个或多个消息。
在一个实施例中，所述捕获装置被配置成捕获所述至少一个进程的至少一个对象的监控数据。
在一个实施例中，所述监控数据指的是下列多种信息中的至少一个：
所述至少一个对象的状态；
所述至少一个对象的实例数据；
向所述至少一个对象发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个对象接收的一个或多个消息；
从所述至少一个对象向预定接收机发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个对象从预定发送机接收的一个或多个消息；以及，
由所述至少一个对象处理的一个或多个消息。
在一个实施例中，所述序列化装置被配置成使用诸如接口定义语言的定义语言来序列化所述监控数据。
在一个实施例中，所述系统还包括用于根据监控协议，编码所述监控数据的编码装置。所述编码装置可以被配置成根据通用对象请求代理间协议，编码所述监控数据。所述编码装置可以被配置成通过重新使用通用对象请求代理间协议数据分组的通用请求代理间协议请求首标的对象密钥和操作密钥字段，以及用于承载所述监控数据的通用对象请求代理间协议请求数据体，根据通用对象请求代理间协议来编码所述监控数据。
本发明较之于现有技术方案具有多种优点。本发明实现了实时错误跟踪和故障检修。此外，本发明提供了这样的一种解决方案，即当网络接口没有被用作为传输接口时，利用所述解决方案监控通信是可能的。如果使用特定的库函数实现监控功能，消息发送库将与监控相关的通信从包含监控的进程和对象的应用中封装起来，从而为所述应用的透明消息监控提供了支持。
附图说明
以下附图用于提供对于本发明的进一步理解，并且构成说明书一部分。这些附图示出了本发明的实施例，并且与附图描述一起帮助解释本发明的原理。在附图中：
图1a示意了根据本发明监控不同进程之间的通信；
图1b示意了根据本发明监控一个进程中的不同对象之间的通信；
图2示意了根据本发明在递送监控信息中所使用的通用Inter-ORB协议(GIOP)消息的消息结构；
图3示意了根据本发明在递送监控信息中所使用的监控协议消息的消息结构。
具体实施方式
现在，将详细地参照在附图中示意的实例来描述本发明的实施例。
图1a描述了本发明的一个实施例，在该实施例中，两个进程10、12之间的通信业已被监控。监控数据被发送至监控端点14。监控端点14例如是预定的IP(因特网协议)地址、端口等等。例如，“监控端点”这个术语也可以指文件或共享的存储器分段，其中监控数据被写入所述存储器分段，并且监控工具可以从所述存储器分段中读出所述监控数据。包含进程10、12的应用可以具有多个同时开启的监控端点(参见图1b)；专用的末端为了专用的目的。然后，监控工具16将其自己连接在监控端点14，并且捕获发送给它的数据。监控工具16可以是可从商业渠道购得的监控工具，例如Ethereal，或者有产权的监控工具。Ethereal是一种允许检查来自运营网络或者硬盘上的捕获文件的数据的网络协议分析器。使用Ethereal可以浏览所捕获的数据、查看每个分组的概要和详细信息。
尽管在图1a中没有予以公开，进程10和12可以包括与进程的其它对象进行实际通信的一个或多个对象。
图1a中的进程10和12没有使用用于软件通信的网络接口，而是例如使用共享的存储器、UNIX套接字等。在图1a的一个实施例中，监控消息是使用定义语言，例如公共对象请求代理体系结构(CORBA)的接口定义语言(IDL)定义的。如果使用了定义语言，能够基于该IDL(为该监控工具)生成一个插件。所生成的插件能够解码已编码的监控数据。因而，例如，为了编码一个通用Inter-ORB协议(GIOP)分组，可以使用CORBA IDL编译器所生成的序列化例程。对于其它类型的消息，例如被定义为C++类的消息，应用设计者不得不为消息编写序列化例程。监控数据以解码后的GIOP数据的形式，在用户数据协议(UDP)上之上发送。使用任何其它适当的协议，例如因特网协议(IP)作为底层协议都是可以的。
图1b描述了本发明的实施例，在该实施例中，软件对象之间的通信业已被监控。图1b示意了包含多个软件对象18-38的进程18。每对对象之间的通信业已被监控，并且监控数据被发送到监控端点。在图1b中，与对象28和30之间的通信相关的监控数据被发送到监控端点20。相应地，与对象32和34之间的通信相关的监控数据被发送到监控端点22。此外，与对象36和38之间的通信相关的监控数据被发送到监控端点24。监控端点2024例如是预定的IP(因特网协议)地址、端口等等。然后，监控工具26将其自己连接到监控端点20-24，并且捕获发送给这些监控端点的数据。监控工具26可以是可从商业渠道购得的监控工具，例如Ethereal或者有产权的监控工具。
在图1b的一个实施例中，监控消息是使用定义语言，例如公共对象请求代理体系结构(CORBA)的接口定义语言(IDL)定义的。如果使用了定义语言，能够基于该IDL(为该监控工具)生成一个插件。所生成的插件能够解码已编码的监控数据。因而，例如，为了编码通用Inter-ORB协议(GIOP)分组，可以使用CORBA IDL编译器所生成的序列化例程。对于其它类型的消息，例如，被定义为C++类的消息，应用设计者不得不为消息编写序列化例程。监控数据以编码后的GIOP数据的形式，在用户数据协议(UDP)之上发送。使用任何其它适当的协议，例如因特网协议(IP)作为底层协议都是可以的。
图1a和1b中所公开的解决方案公开了一种非常有效的方式来监控进程和对象之间的通信。监控信息例如可以涉及向该进程发送的一个或多个消息、利用该进程接收的一个或各个消息、从该进程向预定接收机发送的一个或各个消息、利用该进程从预定发送机接收的一个或多个消息，或由该进程处理过的一个或多个消息。此外，监控信息可以涉及进程的状态。如果监控被应用于对象之间的通信，监控信息例如可以涉及向该对象发送的一个或多个消息、利用对象接收的一个或多个消息、从该对象向预定接收机发送的一个或多个消息、利用该对象从预定发送机接收的一个或多个消息，或已由该对象处理过的一个或多个消息。此外，监控信息可以涉及对象的状态或者该对象的实例数据。实际上，多个进程之间的通信与一个进程的多个对象之间、或者不同进程的多个对象之间的通信一般具有相同的意义。这些进程可以在同一个计算机单元中。或者，它们可以被分布在不同的计算机单元中。
在图1a和1b的一个实施例中，该监控功能是利用专门的库函数而实现的。因而，该系统例如可以包含类属(generic)消息发送接口(例如ReeeiveMessage、SendMessage)，利用这些接口，能够使得对于多种应用来说，向监控信道(端点)发送监控信道以及对该信道进行初始化(开启)是透明的。消息发送库将与监控相关的通信从应用中封装起来，从而为对该应用透明的消息监控提供了支持。在这里，应用例如是包括所监控的进程或对象的应用。
该库函数还能够实现规则的定义，以及实现诸如哪些消息、对象和进程被监控的定义确定。
图2示意了在递送监控信息中使用的GIOP消息的消息结构。基本的通用Inter-ORB协议(GIOP)的消息结构包括GIOP首标、GIOP请求首标和GIOP请求数据体。GIOP请求数据体指的是有效载荷信息，在所述GIOP请求数据体中，监控数据是以序列化后的字节流的形式。
12字节的GIOP首标以下述方式构成：
-Magic：总是包含字符GIOP。这表示该消息是GIOP消息。
-版本：在使用中的GIOP协议版本的主版本号和次版本号，例如：1.1。
-标记：位76543210，在这里，
●位0
-0：该消息的剩余部分采用Big endian编码。
-1：该消息的剩余部分采用Little endia编码。
●位1
-0：消息是分段消息，紧跟着有更多的分段。
-1：消息是完整的消息，或者一系列分段中的最后消息。
●其它的位保留给将来使用。
-消息类型：
●表明紧跟着GIOP首标的消息格式的类型
●0：Request；1：Reply；2：CancelRequest；3：LocateRequest；4：LocateReply；5：CloseConnection；6：MessageError；7：Fragment。
●本发明也使用数值0(Request)。
-消息大小：该消息的剩余部分的大小(12字节GIOP首标除外)。如利用标记字节的0位所指示的，该数值被编码为big endian或littleendian。
GIOP请求首标是可变长度的。在下文中，仅描述与本发明角度相关的GIOP请求首标字段，也就是对象密钥和操作密钥字段：
-对象密钥：在根据本发明的监控目标中，这个字段被用以承载附加的监控信息。该字段的格式能够是，例如：
-XXXX<event>to YYYY at hh:mm:ss，这里，
●XXXX＝消息标识符
●event＝已接收或已处理
●YYYY＝接收机标识符
-XXXX sent from ZZZZ to YYYY，这里，
●XXXX＝消息标识符
●YYYY＝接收机标识符
●ZZZZ＝发送机标识符
-或者，对于实例数据：XXXX athh:mm:ss的实例数据，这里，
●XXXX＝实例数据所有者的标识符
-操作密钥：在监控中，这个字段被用以在监控工具中选择正确的插件。
图3示意了根据本发明而不是GIOP的、能够在递送监控信息中使用的监控协议消息的消息结构实例。该消息结构包括监控协议首标和监控数据体。监控数据体指的是有效载荷信息，在所述监控数据体中，监控数据是以序列化后的字节流的形式。
n字节的监控协议首标以下述方式构成：
-Magic：该协议的标识符，长度：n字节。
-消息大小：消息的总大小。长度：4字节。
-消息ID：所监控消息的4至8字节标识符。这个字段被用以在监控工具中选择正确的插件。
-信息大小：后面的自由形式信息文本的长度。
-信息：自由形式信息文本。在根据本发明的监控目标中，这个字段被用以承载附加的监控信息。这个字段的格式例如可以是：XXXX<event>to YYYY athh:mm:ss，在这里，
●XXXX＝消息标识符
●Event＝已发送或已接收
●YYYY＝接收机标识符，例如进程标识符。
如果GIOP被用以承载监控数据，这里所描述的监控协议更加有效。
对本领域的技术人员而言显而易见的是，随着技术的进步，本发明的基本构思能够以不同的方式予以实现。因而，本发明和它的实施例不局限于在上面所描述的实例，相反，它们能够在权利要求的范围内变化。

Claims (28)

1、一种在移动电信系统中通信软件进程期间使用不是与网络接口进行的通信时，用于监控所述软件进程的方法，所述方法包括如下步骤：
捕获至少一个进程中的监控数据；
序列化所述监控数据；
将所述序列化后的监控数据封装在至少一个数据分组中；以及，
从所述至少一个进程向在所述至少一个进程外的监控端点，发送包含所述序列化后的监控数据的至少一个封装后的数据分组。
2、根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：
利用监控应用，捕获向所述监控端点发送的所述至少一个封装后的数据分组；以及，
从所述至少一个封装后的数据分组中解析所述监控数据。
3、根据权利要求1所述的方法，包括监控与包含进程间通信的通信相关的数据。
4、根据权利要求1所述的方法，包括监控与包含进程内通信的通信相关的数据。
5、根据权利要求1所述的方法，其中所述捕获步骤包括通过引用下列多种信息中的至少一个来捕获所述监控数据：
所述至少一个进程的状态；
向所述至少一个进程发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个进程接收的一个或多个消息；
从所述至少一个进程向预定接收机发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个进程从预定发送机接收的一个或多个消息；以及，
由所述至少一个进程处理的一个或多个消息。
6、根据权利要求1所述的方法，其中所述捕获步骤包括捕获所述至少一个进程的至少一个对象的监控数据。
7、根据权利要求6所述的方法，其中所述捕获步骤包括通过引用下列多种信息中的至少一个来捕获所述监控数据：
所述至少一个对象的状态；
所述至少一个对象的实例数据；
向所述至少一个对象发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个对象接收的一个或多个消息；
从所述至少一个对象向预定接收机发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个对象从预定发送机接收的一个或多个消息；以及，
由所述至少一个对象处理的一个或多个消息。
8、根据权利要求1所述的方法，其中所述序列化步骤包括使用定义语言来序列化所述监控数据。
9、根据权利要求8所述的方法，其中所述序列化步骤包括使用包含接口定义语言的定义语言进行序列化。
10、根据权利要求1所述的方法，其中在所述序列化监控数据步骤之后，所述方法还包括根据监控协议编码所述监控数据的步骤。
11、根据权利要求10所述的方法，所述编码步骤包括根据通用对象请求代理间协议编码所述监控数据。
12、根据权利要求11所述的方法，其中所述根据通用对象请求代理间协议编码监控数据的步骤包括：
重新使用通用对象请求代理间协议数据分组的通用请求代理间协议请求首标的对象密钥和操作密钥字段，以及用于承载所述监控数据的通用对象请求代理间协议请求数据体。
13、一种用于承载移动电信系统的进程的监控数据的监控协议，其中监控协议分组至少包括如下字段：
至少包含所用协议的标识符、消息大小、消息标识符、信息大小和信息的字段的监控协议首标；以及
包含监控有效载荷数据的监控数据体。
14、根据权利要求13所述的监控协议，其中所述监控数据体包含作为序列化后的字节流的监控数据。
15、根据权利要求14所述的监控协议，其中所述序列化后的字节流利用定义语言而被序列化。
16、根据权利要求15所述的监控协议，其中所述定义语言包括接口定义语言。
17、一种在移动电信系统中通信软件进程期间使用不是与网络接口进行的通信时，用于监控软件进程的系统，所述系统包括：
用于捕获至少一个进程中的监控数据的捕获装置；
用于序列化所述监控数据的序列化装置；
用于将所述序列化后的监控数据封装在至少一个数据分组中的封装装置；以及，
用于从所述至少一个进程向在所述至少一个进程外的监控端点，发送包含所述序列化后的监控数据的至少一个封装后的数据分组的发送装置。
18、根据权利要求17所述的系统，还包括：
用于利用监控应用，捕获向所述监控端点发送的所述至少一个封装后的数据分组的捕获装置；以及
用于从所述至少一个封装后的数据分组中解析所述监控数据的解析装置。
19、根据权利要求17所述的系统，其中所述监控数据与包含进程间通信的通信相关。
20、根据权利要求17所述的系统，其中所述监控数据与包含进程内通信的通信相关。
21、根据权利要求17所述的系统，其中所述监控数据指的是下列多种信息中的至少一个：
所述至少一个进程的状态；
向所述至少一个进程发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个进程接收的一个或多个消息；
从所述至少一个进程向预定接收机发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个进程从预定发送机接收的一个或多个消息；以及，
由所述至少一个进程处理的一个或多个消息。
22、根据权利要求17所述的系统，其中所述捕获装置被配置成捕获所述至少一个进程的至少一个对象的监控数据。
23、根据权利要求22所述的系统，其中所述监控数据指的是下列多种信息中的至少一个：
所述至少一个对象的状态；
所述至少一个对象的实例数据；
向所述至少一个对象发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个对象接收的一个或多个消息；
从所述至少一个对象向预定接收机发送的一个或多个消息；
利用所述至少一个对象从预定发送机接收的一个或多个消息；以及，
由所述至少一个对象处理的一个或多个消息。
24、根据权利要求17所述的系统，其中所述序列化装置被配置成使用定义语言来序列化所述监控数据。
25、根据权利要求24所述的系统，其中所述定义语言包括接口定义语言。
26、根据权利要求17所述的系统，其中所述系统还包括：
用于根据监控协议，编码所述监控数据的编码装置。
27、根据权利要求26所述的系统，其中所述编码装置被配置成根据通用对象请求代理间协议，编码所述监控数据。
28、根据权利要求27所述的系统，其中所述编码装置被配置成通过重新使用通用对象请求代理间协议数据分组的通用请求代理间协议请求首标的对象密钥和操作密钥字段，以及用于承载所述监控数据的通用对象请求代理间协议请求数据体，根据通用对象请求代理间协议来编码所述监控数据。
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