CN1925435A - 一种获取链路评价参数的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种获取链路评价参数的方法，其核心为：根据BFD(双向转发检测)报文在链路中的传输时间确定该链路的链路评价参数。本发明充分利用了双向转发检测报文，在双向转发检测完成转发路径缺陷检测的同时，获得了双向转发检测报文传输链路的链路评价参数如链路转发时延、抖动等，避免了单独配置后台服务来收集链路转发时延、抖动等链路评价参数的处理过程，从而实现了提高系统资源利用率、减轻系统负担的目的。

Description

一种获取链路评价参数的方法
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种获取链路评价参数的方法。
背景技术
链路转发时延、抖动是评价链路性能的重要参数。
语音业务等对链路转发时延、抖动等链路评价参数比较敏感，通常需要得到一条链路的链路转发时延和抖动，以更好的实现语音业务。
目前，获取链路转发时延和抖动的方法为：
在两端如系统A和系统B中均配置一个后台服务，系统A通过该后台服务不断地发送带有发送时间戳信息的报文，系统B根据报文的接收时间、报文中承载的发送时间戳来确定从系统A到系统B单向链路的转发时延和抖动。当然，系统B也可以通过该后台服务不断地发送带有发送时间戳信息的报文，系统A根据报文的接收时间、报文中承载的发送时间戳来确定从系统B到系统A单向链路的转发时延和抖动。
该方法需要启动后台服务来收集链路转发时延和抖动，后台服务占用了系统资源，而且，该方法中后台服务发送的报文的作用仅在于获取链路转发时延和抖动，该报文的传输占用了系统间的链路传输资源，增加了系统负担。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种获取链路评价参数的方法，通过双向转发检测报文的传输，在实现转发路径缺陷检测的同时，快速、准确的获取链路评价参数，实现了提高系统资源利用率、减轻系统负担的目的。
为达到上述目的，本发明提供的一种获取链路评价参数的方法，包括：
根据双向转发检测报文在链路中的传输时间确定该链路的链路评价参数。
所述链路评价参数包括：链路转发时延和/或抖动。
所述方法包括：
a、将发送时间戳承载于双向转发检测报文中，并发送；
b、根据双向转发检测报文的接收时间、双向转发检测报文中承载的发送时间戳获取双向转发检测报文传输链路的链路评价参数。
所述双向转发检测报文为：回声报文；
且所述步骤a具体包括：
在回声报文中设置有效载荷类型、有效载荷长度和有效载荷数值字段；
将回声报文的发送时间戳承载于有效载荷数值中，并设置有效载荷类型为标识发送时间戳的有效载荷数值字段的第一预定值，同时，设置有效载荷长度。
所述双向转发检测报文为：回声报文，且所述步骤b具体包括：
发送端分别记录各回声报文的接收时间，并获取各回声报文中承载的发送时间戳；
发送端根据各回声报文的接收时间与发送时间戳之差确定各回声报文对应的瞬间转发时延；
发送端将各瞬间转发时延的平均值确定为回声报文传输链路的平均链路转发时延。
所述双向转发检测报文为：回声报文，且所述步骤b具体包括：
发送端分别记录各回声报文的接收时间，并获取各回声报文中承载的发送时间戳；
发送端根据各回声报文的接收时间与发送时间戳之差确定各回声报文对应的瞬间转发时延；
发送端将各相邻回声报文对应的瞬间转发时延的差值的绝对值确定为该链路的瞬间抖动，并将各瞬间抖动的平均值确定为回声报文传输链路的平均抖动。
所述双向转发检测报文为：双向转发检测控制报文；
且所述步骤a具体包括：
在双向转发检测控制报文中增加选项类型、选项长度和选项数值字段；
将双向转发检测控制报文的发送时间承载于选项数值中，并设置选项类型为标识发送时间戳的选项数值字段的第二预定值、双向转发检测控制报文的保留标志R为标识报文包含发送时间戳的选项数值字段的第三预定值，同时，设置选项长度。
双向转发检测报文为：双向转发检测控制报文，且所述步骤b具体包括：
接收端分别记录各双向转发检测控制报文的接收时间，并获取各双向转发检测控制报文中承载的发送时间戳；
接收端分别确定各双向转发检测控制报文的接收时间与发送时间戳的差值的绝对值；
接收端将所述各差值的绝对值和发送端与接收端时间差的差值确定为相应的双向转发检测控制报文对应的瞬间转发时延；
接收端将各双向转发检测控制报文对应的瞬间转发时延的平均值确定为该链路的平均链路转发时延。
双向转发检测报文为：双向转发检测控制报文，且所述步骤b具体包括：
接收端分别记录各双向转发检测控制报文的接收时间，并获取各双向转发检测控制报文中承载的发送时间戳；
接收端分别确定各双向转发检测控制报文的接收时间与发送时间戳的差值的绝对值；
接收端将所述各差值的绝对值和发送端与接收端时间差的差值确定为相应的双向转发检测控制报文对应的瞬间转发时延；
接收端将各相邻双向转发检测控制报文对应的瞬间转发时延的差值的绝对值确定为该链路的瞬间抖动，并将各瞬间抖动的平均值确定为该链路的平均抖动。
所述步骤b还包括：
发送端/接收端上报所述链路的平均链路转发时延/平均抖动；和/或
发送端/接收端上报所述链路的瞬间转发时延/瞬间抖动中的最大值。
通过上述技术方案的描述可知，本发明充分利用了BFD(双向转发检测)报文，在BFD完成转发路径缺陷检测的同时，获得了BFD报文传输链路的链路评价参数如链路转发时延、抖动等，避免了单独配置后台服务来收集链路转发时延、抖动等链路评价参数的处理过程；在两端系统的BFD均支持ECHO(回声)功能时，本发明可利用ECHO报文获取两端系统往返链路的链路转发时延、抖动等；本发明也可以利用BFD控制报文获得两端系统单向链路的链路转发时延、抖动等；从而通过本发明提供的技术方案实现了提高系统资源利用率、减轻系统负担的目的。
附图说明
图1是本发明的获取链路评价参数的方法流程图一；
图2是本发明的获取链路评价参数的方法流程图二。
具体实施方式
BFD(双向转发检测)是一种快速检测一对转发引擎之间的转发路径是否可用的检测机制，BFD能够在两个相邻系统之间提供一种低开销、短检测周期的故障检测机制，BFD能够检测接口、数据链路以及转发引擎自身的故障。BFD通过BFD报文传输实现转发路径检测。如果能够利用BFD报文来获取BFD报文传输链路的链路评价参数，如链路转发时延、抖动等，则能够在转发路径缺陷检测的过程中获取链路转发时延、抖动等，从而，避免了单独配置后台服务来收集链路转发时延、抖动等链路评价参数的处理过程，有利于系统资源利用率的提高，有利于系统负担的减轻。
因此，本发明的核心是：根据BFD报文在链路中的传输时间确定该链路的链路评价参数。
下面基于本发明的核心思想对本发明提供的技术方案做进一步的描述。
本发明充分利用BFD报文，在BFD报文完成转发路径缺陷检测的同时，通过获取BFD报文在链路中的传输时间，即BFD报文的发送时间和BFD报文的接收时间，即可快速、准确的获得该链路的链路评价参数，这里的链路评价参数可以为链路转发时延，可以为抖动，也可以为链路转发时延和抖动等。
获得BFD报文的发送时间的方法有多种，如发送端记录存储各BFD报文的发送时间，再如在BFD报文中加盖发送时间戳等。
下面以两种具体的实现方法为例对本发明的获取链路评价参数的方法进行详细说明。
方法一、在BFD支持ECHO(回声)功能的情况下，利用ECHO报文来获得系统A-系统B-系统A的链路转发时延和抖动的方法如附图1所示。
图1中，在步骤1-1、发送端即系统A在发送ECHO报文前，将ECHO报文的发送时间戳承载于ECHO报文中。由于ECHO报文的格式只有发送端关心，所以，在ECHO报文中承载发送时间戳对BFD协议和BFD会话的对端系统即系统B都是不可见的，ECHO报文中的字段内容只要发送端理解即可。
ECHO报文可以通过扩展新的字段来承载发送时间戳，在ECHO报文中扩展字段可以表示为如下形式：
Payload Type
Payload Length
Payload Value：{
TimeNow(high 32bits)
TimeNow(low 32bits)
}
Payload Type字段中承载第一预定值，第一预定值在发送端唯一，表示其后Payload Value中承载的是发送时间戳。Payload Length用于表示Payload Value、Payload Length和Payload Value占用的长度。
当然，ECHO报文也可以通过其它形式来承载发送时间戳，如利用ECHO报文中已有的字段来承载发送时间戳。
到步骤1-2、ECHO报文经过BFD会话的对端系统即系统B返回至发送端，发送端记录其接收该ECHO报文的接收时间，并根据第一预定值的Payload Type和其后的Payload Length从Payload Value中获得该ECHO报文的发送时间戳。
到步骤1-3、发送端计算出该ECHO报文的接收时间与发送时间戳的时间差，这个时间差就是该ECHO报文对应的该链路的瞬间转发时延。
发送端重复上述步骤1-1、1-2、1-3，持续发送ECHO报文，以获得各ECHO报文对应的该链路的瞬间转发时延。
当发送端需要获得该链路的链路转发时延和抖动时，如发送端根据预定时间间隔获取在预定时间间隔内的链路转发时延和抖动时，到步骤1-4、发送端根据预定时间间隔内的各瞬间转发时延获得该链路的链路转发时延和抖动。
发送端可以通过预定时间间隔内的各瞬间转发时延的平均值来确定该链路的平均转发时延，将平均转发时延确定为该链路的链路转发时延。发送端通过各瞬间转发时延获得该链路的抖动的过程为：获得发送时间相邻的ECHO报文对应的瞬间转发时延的差值的绝对值，将这个差值的绝对值确定为该链路的瞬间抖动，当获得了该链路的各瞬间抖动后，各瞬间抖动的平均值即为该链路的平均抖动，将平均抖动确定为该链路的链路转发时延。
在该步骤中，还可以从预定时间间隔内的各瞬间转发时延中选取最大的瞬间转发时延，在各瞬间抖动中选取最大的瞬间抖动。
到步骤1-5，发送端将其获得的系统A-系统B-系统A的链路平均转发时延和平均抖动、最大数据转发时延、最大瞬间抖动上报至控制层面。
方法二、在BFD不支持ECHO功能的情况下，利用BFD控制报文获得发送端即系统A到接收端即系统B的链路转发时延和抖动的方法如附图2所示。
图2中，步骤2-1、发送端即系统A在发送BFD控制报文前，将发送时间戳承载于BFD控制报文中。由于BFD控制报文是一端发送另一端接收的情况，即发送端发出的BFD控制报文不会再回到发送端，而是由另一端接收端接收，所以，在BFD控制报文中承载发送时间戳对协议和BFD会话的接收端网络设备是可见的，BFD控制报文的格式发送端和接收端都需要关心。
BFD控制报文可以通过扩展新的字段来承载发送时间戳，扩展后的BFD控制报文的报文格式如表1所示。
表1
  0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   0   1
  Vers   Diag   Sta   P   F   C   A   D   R   Deect Mult   Length
  My Discriminator
  Your Discriminator
  Desired Min TX Interval
  Required Min RX Interval
  Required Min Echo RX Interval
  以下可选
  Auth Type   Auth Len   Authentication Data
  Option Type   Option Length   Option Value
表1中，选项类型Option Type、选项长度Option Length和选项数值OptionValue为本发明在BFD控制报文中扩展的字段，选项类型用于标识其后的选项数值中承载的是发送时间戳，即当选项类型为第一预定值如0x01时，表示其后的选项数值中承载的是发送时间戳。选项长度用于标识选项类型、选项长度和选项数值的长度。
由于选项类型、选项长度和选项数值均为可选项，所以，需要利用BFD控制报文中原有的保留标志R来标识该BFD控制报文中是否包含有发送时间戳，当保留标志R为第三预定值如保留标志R为1时，表示该BFD控制报文中包含有发送时间戳，否则，表示该BFD控制报文中不包含发送时间戳。
发送端根据扩展的BFD控制报文的报文格式，将BFD控制报文的发送时间承载于选项数值中，并相应设置选项类型为第二预定值、保留标志R为第三预定值，同时，根据选项数值、选项类型、选项长度占用的字节设置选项长度中的内容。在进行上述设置后，发送端将BFD控制报文发送到系统A至系统B的链路中，并传输至接收端。
当然，BFD控制报文也可以通过其它形式来承载发送时间戳，如利用BFD控制报文中已有的字段来承载发送时间戳等。
到步骤2-2、接收端即系统B接收BFD控制报文，记录该BFD控制报文的接收时间，并当BFD控制报文中保留标志R为第三预定值时，根据第二预定值的选项类型和选项长度从选项数值中获取发送时间戳。接收端根据接收时间、发送时间戳获得该BFD控制报文对应的系统A至系统B链路的瞬间转发时延。
设定接收端接收到BFD控制报文的时刻为T2、发送时间戳为T1、且系统A与系统B的时间差为ΔT，则该BFD控制报文对应的链路瞬间转发时延Tdelay为：
Tdelay＝|T2-T1|-ΔT
这个瞬间转发时延为从发送端到接收端的单向链路的瞬间转发时延。
上述ΔT的获取方法不在本发明的范围内，如可以通过NTP(网络时间协议)同步系统时钟的方法使ΔT的数值为0。
到步骤2-3、将本次瞬间转发时延和上次瞬间转发时延求差值的绝对值，这个差值的绝对值就是系统A到系统B链路的瞬间抖动，这个值和ΔT无关。
重复上述步骤2-1、2-2、2-3，即发送端持续发送BFD控制报文，以使接收端获得系统A-系统B链路的多个瞬间转发时延和瞬间抖动。
当接收端需要上报系统A-系统B的链路转发时延和抖动时，如发送端根据预定时间间隔需要上报在预定时间间隔内的链路转发时延和抖动时，到步骤2-4、接收端计算各瞬间转发时延的平均值和各瞬间抖动的平均值，将这两个平均值作为该链路的链路转发时延和抖动上报至控制层面。接收端还可以将各瞬间转发时延中的最大值和各瞬间抖动中的最大值上报至控制层面。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (10)

1、一种获取链路评价参数的方法，其特征在于，包括：
根据双向转发检测报文在链路中的传输时间确定该链路的链路评价参数。
2、如权利要求1所述的一种获取链路评价参数的方法，其特征在于，所述链路评价参数包括：链路转发时延和/或抖动。
3、如权利要求1所述的一种获取链路评价参数的方法，其特征在于，所述方法包括：
a、将发送时间戳承载于双向转发检测报文中，并发送；
b、根据双向转发检测报文的接收时间、双向转发检测报文中承载的发送时间戳获取双向转发检测报文传输链路的链路评价参数。
4、如权利要求3所述的一种获取链路评价参数的方法，其特征在于，所述双向转发检测报文为：回声报文；
且所述步骤a具体包括：
在回声报文中设置有效载荷类型、有效载荷长度和有效载荷数值字段；
将回声报文的发送时间戳承载于有效载荷数值中，并设置有效载荷类型为标识发送时间戳的有效载荷数值字段的第一预定值，同时，设置有效载荷长度。
5、如权利要求3所述的一种获取链路评价参数的方法，其特征在于，所述双向转发检测报文为：回声报文，且所述步骤b具体包括：
发送端分别记录各回声报文的接收时间，并获取各回声报文中承载的发送时间戳；
发送端根据各回声报文的接收时间与发送时间戳之差确定各回声报文对应的瞬间转发时延；
发送端将各瞬间转发时延的平均值确定为回声报文传输链路的平均链路转发时延。
6、如权利要求3所述的一种获取链路评价参数的方法，其特征在于，所述双向转发检测报文为：回声报文，且所述步骤b具体包括：
发送端分别记录各回声报文的接收时间，并获取各回声报文中承载的发送时间戳；
发送端根据各回声报文的接收时间与发送时间戳之差确定各回声报文对应的瞬间转发时延；
发送端将各相邻回声报文对应的瞬间转发时延的差值的绝对值确定为该链路的瞬间抖动，并将各瞬间抖动的平均值确定为回声报文传输链路的平均抖动。
7、如权利要求3所述的一种获取链路评价参数的方法，其特征在于，所述双向转发检测报文为：双向转发检测控制报文；
且所述步骤a具体包括：
在双向转发检测控制报文中增加选项类型、选项长度和选项数值字段；
将双向转发检测控制报文的发送时间承载于选项数值中，并设置选项类型为标识发送时间戳的选项数值字段的第二预定值、双向转发检测控制报文的保留标志R为标识报文包含发送时间戳的选项数值字段的第三预定值，同时，设置选项长度。
8、如权利要求3所述的一种获取链路评价参数的方法，其特征在于，所述双向转发检测报文为：双向转发检测控制报文，且所述步骤b具体包括：
接收端分别记录各双向转发检测控制报文的接收时间，并获取各双向转发检测控制报文中承载的发送时间戳；
接收端分别确定各双向转发检测控制报文的接收时间与发送时间戳的差值的绝对值；
接收端将所述各差值的绝对值和发送端与接收端时间差的差值确定为相应的双向转发检测控制报文对应的瞬间转发时延；
接收端将各双向转发检测控制报文对应的瞬间转发时延的平均值确定为该链路的平均链路转发时延。
9、如权利要求3所述的一种获取链路评价参数的方法，其特征在于，所述双向转发检测报文为：双向转发检测控制报文，且所述步骤b具体包括：
接收端分别记录各双向转发检测控制报文的接收时间，并获取各双向转发检测控制报文中承载的发送时间戳；
接收端分别确定各双向转发检测控制报文的接收时间与发送时间戳的差值的绝对值；
接收端将所述各差值的绝对值和发送端与接收端时间差的差值确定为相应的双向转发检测控制报文对应的瞬间转发时延；
接收端将各相邻双向转发检测控制报文对应的瞬间转发时延的差值的绝对值确定为该链路的瞬间抖动，并将各瞬间抖动的平均值确定为该链路的平均抖动。
10、如权利要求5、6、8或9所述的一种获取链路评价参数的方法，其特征在于，所述步骤b还包括：
发送端/接收端上报所述链路的平均链路转发时延/平均抖动；和/或
发送端/接收端上报所述链路的瞬间转发时延/瞬间抖动中的最大值。
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