報文通道的檢測方法及裝置與流程

2023-05-23 03:26:51

本發明涉及網絡技術領域，尤其涉及一種報文通道的檢測方法及裝置。

背景技術：

隨著網絡技術的發展，各種各樣的協議報文也隨著網絡設備功能的日益增強而不斷被應用到網絡環境中，現在的網絡設備進行通訊時，都是通過專門網絡測試儀對各個網絡設備以及無線接入點進行檢測，以檢測出無線網絡中連接的終端和無線信號強度等等，但是當網絡設備中的報文通道出現故障如時延性出現嚴重延遲時，就只能對網絡設備的各項功能一個個測試分析以排查故障，最終才能確定是時延性出現問題，顯然，現有的網絡設備檢測方式，對報文通道的檢測效率較低。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於提出一種報文通道的檢測方法及裝置，旨在解決現在的網絡設備檢測方式，對報文通道的檢測效率較低。

為實現上述目的，本發明提供的一種報文通道的檢測方法，所述報文通道的檢測方法包括：

在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文；

解析出所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的起始時間戳和終止時間戳；

基於所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的起始時間戳和終止時間戳，計算所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的時延；

將計算的所述時延作為所述待檢測報文通道的平均時延。

優選地，所述在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文的步驟之前，所述報文通道的檢測方法包括：

按照預設的報文格式構造所述檢測報文；

根據預設的發送方式將構造的所述檢測報文傳送至所述待檢測報文通道 中，其中，在將所述檢測報文傳送至所述待檢測報文通道的入口時，記錄當前時刻作為所述檢測報文的起始時間戳；

在執行所述在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文的步驟的同時，執行以下步驟：

記錄當前時刻作為所述檢測報文的終止時間戳。

優選地，所述在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文的步驟之後，所述報文通道的檢測方法還包括：

若預設時間間隔內，在所述待檢測報文通道的出口獲取到多個檢測報文，則統計獲取到的檢測報文的個數；

根據統計的個數確定所述預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量。

優選地，當定時執行所述在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文的步驟時，所述根據統計的個數確定所述預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量的步驟之後，所述報文通道的檢測方法還包括：

將所述待檢測報文通道的報文累計量與上一個預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量進行比對；

在所述待檢測報文通道的報文累計量與上一個預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量相等時，對所述待檢測報文通道進行清空復位。

優選地，所述將計算的所述時延作為所述待檢測報文通道的平均時延的步驟之後，所述報文通道的檢測方法還包括：

將所述待檢測報文通道的平均時延與預設時延進行比對；

在所述待檢測報文通道的平均時延高於預設時延時，提高所述待檢測報文通道的優先級。

此外，為實現上述目的，本發明還提出一種報文通道的檢測裝置，所述報文通道的檢測裝置包括：

獲取模塊，用於在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文；

解析模塊，用於解析出所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的起始時間戳和終止時間戳；

計算模塊，用於基於所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的起始時間 戳和終止時間戳，計算所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的時延；

處理模塊，用於將計算的所述時延作為所述待檢測報文通道的平均時延。

優選地，所述報文通道的檢測裝置還包括：

構造模塊，用於按照預設的報文格式構造所述檢測報文；

傳送模塊，用於根據預設的發送方式將構造的所述檢測報文傳送至所述待檢測報文通道中，其中，在將所述檢測報文傳送至所述待檢測報文通道的入口時，記錄當前時刻作為所述檢測報文的起始時間戳；

記錄模塊，用於所述獲取模塊在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文的同時，記錄當前時刻作為所述檢測報文的終止時間戳。

優選地，所述報文通道的檢測裝置還包括：

統計模塊，用於若預設時間間隔內，在所述待檢測報文通道的出口獲取到多個檢測報文，則統計獲取到的檢測報文的個數；

確定模塊，用於根據統計的個數確定所述預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量。

優選地，當所述獲取模塊定時在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文時，所述報文通道的檢測裝置還包括：

第一比對模塊，用於將所述待檢測報文通道的報文累計量與上一個預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量進行比對；

復位模塊，用於在所述待檢測報文通道的報文累計量與上一個預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量相等時，對所述待檢測報文通道進行清空復位。

優選地，所述報文通道的檢測裝置還包括：

第二比對模塊，用於將所述待檢測報文通道的平均時延與預設時延進行比對；

提高模塊，用於在所述待檢測報文通道的平均時延高於預設時延時，提高所述待檢測報文通道的優先級。

本發明提出的報文通道的檢測方法及裝置，先在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文，然後解析出所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的起始時間戳和終止時間戳，再基於所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的起始時 間戳和終止時間戳，計算所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的時延，最後將計算的所述時延作為所述待檢測報文通道的平均時延，而不是在檢測網絡設備的報文通道時，只能對網絡設備的各項功能一個個測試分析以排查故障，最終才能確定是時延性出現問題，本發明通過對檢測報文進行分析，以確定報文通道的時延，提高了對報文通道檢測的效率。

附圖說明

圖1為本發明報文通道的檢測方法第一實施例的流程示意圖；

圖2為本發明報文通道的檢測方法第二實施例的流程示意圖；

圖3為本發明報文通道的檢測方法第三實施例的流程示意圖；

圖4為本發明報文通道的檢測方法第四實施例的流程示意圖；

圖5為本發明報文通道的檢測裝置第一實施例的功能模塊示意圖；

圖6為本發明報文通道的檢測裝置第二實施例的功能模塊示意圖；

圖7為本發明報文通道的檢測裝置第三實施例的功能模塊示意圖；

圖8為本發明報文通道的檢測裝置第四實施例的功能模塊示意圖。

本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明提供一種報文通道的檢測方法。

參照圖1，圖1為本發明報文通道的檢測方法第一實施例的流程示意圖。

本實施例提出一種報文通道的檢測方法，所述報文通道的檢測方法包括：

步驟s10，在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文；

在本實施例中，所述步驟s10之前，包括步驟：

1、按照預設的報文格式構造所述檢測報文；

在本實施例中，首先按照預先定義的報文格式構造檢測報文，為了降低檢測報文對報文通道產生的負載壓力，所述報文格式優選包括檢測報文的報 文長度、報文類型、報文時戳標記等等。具體地，將所述報文長度設置到小於預設長度，如8個字節；而由於檢測報文的構造要具有唯一性、特殊性，不能與真實的協議報文相混淆，因此通過設定檢測報文的各個欄位域的特徵值與知名協議進行區分，相當於將檢測報文的報文類型設置為不同於協議報文的報文類型。值得注意的是，檢測報文的生存期在報文通道處理流程範圍內，在完成報文通道性能統計處理後，該檢測報文便終結。

具體地，所述檢測報文的報文格式中包括的各個欄位詳解如下：

dstmac(目的地址)—00:d0:d0:ff:ff:ff；

ehertype(乙太網類型)—0x8875與知名ehertype進行區分；

channelno—標記該檢測報文所要檢測的報文通道的通道編號，也稱通道標識；

rxtimestamp—檢測報文接收時的時戳標記；

txtimestamp—檢測報文發送時的時戳標記。

進一步地，所述報文格式還可包括報文通道的通道標識，即構造檢測報文時，還可將報文通道的通道標識作為報文參數進行檢測報文的構造，後續檢測報文構造完成後，可根據檢測報文中包括的報文通道的通道標識，將檢測報文傳送至通道標識對應的報文通道中，而不是隨機發送至報文通道中，提高了報文通道檢測的智能性。

2、根據預設的發送方式將構造的所述檢測報文傳送至所述待檢測報文通道中，其中，在將所述檢測報文傳送至所述待檢測報文通道的入口時，記錄當前時刻作為所述檢測報文的起始時間戳；

在本實施例中，在構造檢測報文完成後，可按照預設發送周期將構造的檢測報文傳送至待檢測報文通道中，也可根據按需方式將檢測報文傳送至待檢測報文通道中，所述發送周期表示間隔多久發送一個檢測報文，具體時間可根據情況進行設置，例如每隔0.1秒發送一個檢測報文，而所述按需方式可以根據用戶配置在指定周期內發送特定數量的檢測報文，本實施例中，所述待檢測報文通道可包括網絡設備中的各個報文通道，也可以是指定的一個或多個報文通道，而根據預設的發送方式將構造的檢測報文傳送至所述待檢測報文通道中時，若構造檢測報文時並沒有根據報文通道的通道標識進行構造，則在發送檢測報文時，循環向網絡設備的各個報文通道進行入口發包，即此 時所述待檢測報文通道是網絡設備中的各個報文通道，此處發包周期要與當前協議規定的最小發包周期相匹配，過小的發包周期會產生比較大的通道負載，影響檢測報文的傳輸時延，過大的發包周期會降低檢測的準確性；若構造檢測報文時是根據報文通道的通道標識進行構造的，則在發送檢測報文時，先識別檢測報文中攜帶的通道標識，並根據預設的發送方式將檢測報文傳送至識別的所述報文通道中，即此時所述待檢測報文通道是指定的報文通道。

在將構造的檢測報文傳送至所述待檢測報文通道中時，為了報文通道的處理時延做出準確檢測，採用在檢測報文內打時戳的方式，具體的時戳處理要分別放置在所述待檢測報文通道的入口位置和所述待檢測報文通道的出口位置，這樣可以更準確測試評估檢測報文在所述待檢測報文通道內經過的時間，從而測算所述待檢測報文通道當前性能狀況，而時戳處理通過在底層硬體實現，針對檢測報文直接在報文內部指定偏移欄位打上當前時戳。而在將檢測報文傳送至所述待檢測報文通道的入口時，記錄當前時刻作為所述檢測報文的起始時間戳。

在執行所述步驟s10的同時，執行以下步驟：

記錄當前時刻作為所述檢測報文的終止時間戳。

即在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文時，記錄當前時刻作為所述檢測報文的終止時間戳，最終，所述檢測報文就是攜帶進入所述待檢測報文通道的起始時間點和從所述待檢測報文通道出來的終止時間點的檢測報文。

在本實施例中，在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文的方式包括：同時在各個待檢測報文通道的出口獲取一個檢測報文，或同時在各個待檢測報文通道的出口依次獲取多個檢測報文；或者依次在各個待檢測報文通道的出口獲取一個檢測報文，或依次在各個待檢測報文通道的出口依次獲取多個檢測報文。

步驟s20，解析出所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的起始時間戳和終止時間戳；

在本實施例中，在從待檢測報文通道的出口獲取到檢測報文後，進入協議棧中對獲取的檢測報文進行解析，本實施例中的所述待檢測報文通道可以表示為cpu(centralprocessingunit，中央處理器)列隊，也可稱之為通道隊列，而所述協議棧可以表示cpu協議棧，其中，所述cpu協議棧的報文通道 就有48個報文通道，相當於有48個cpu隊列。

在本實施例中，在所述待檢測報文通道中獲取到檢測報文時，即可確定待檢測報文通道的通道標識，即檢測報文中哪一個報文通道中出來，則該報文通道即為待檢測的報文通道，並獲取所述待檢測報文通道的通道標識；或者在所述待檢測報文通道中獲取到檢測報文時，分析檢測報文攜帶的通道標識，以確定待檢測待檢測報文通道。而在獲取到檢測報文之後，對獲取的檢測報文進行解析，以解析出檢測報文的時間戳，所述時間戳即所述檢測報文在對應的報文通道中的起始時間戳和終止時間戳。具體地，是通過dma((directmemoryaccess，直接內存存取)方式把檢測報文從報文通道中提取到cpu協議棧(也可稱之為cpu內存)中以便於進行解析計算，在底層實現上當cpu隊列緩存內有檢測報文，則通過dma將檢測報文從報文通道中複製到cpu內存區域並觸發中斷信號，以便於解析所述檢測報文的起始時間戳和終止時間戳。

步驟s30，基於所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的起始時間戳和終止時間戳，計算所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的時延；

在確定檢測報文的起始時間戳或終止時間戳之後，基於所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的起始時間戳和終止時間戳，即可計算所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的時延，也就是將終止時間戳的時間減去起始時間戳的時間點，即可得到時間差，該時間差即為所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的時延。具體地，在獲取到檢測報文內容後從檢測報文指定位置讀取rxtimestamp和txtimestamp時戳。兩者通過delaytime＝txtimestamp–rxtimestamp公式即可完成時延計算。而報文通道的通道標識則直接通過channelno欄位解析得出。另外，也可以通過底層dma機制攜帶報文通道的通道標識到cpu內存中，以通過軟體模塊讀取。在本實施例僅採用解析報文方式獲取。

步驟s40，將計算的所述時延作為所述待檢測報文通道的平均時延。

在計算檢測報文在所述待檢測報文通道的時延之後，將計算的所述時延作為所述待檢測報文通道的平均時延，具體地，在待檢測報文通道的出口獲取到的檢測報文為一個時，將計算的所述時延作為所述待檢測報文通道的平均時延；而在待檢測報文通道的出口獲取到的檢測報文為多個時，將所述待 檢測報文通道中各個檢測報文的時延進行相加並求平均值，並將所述平均值作為所述待檢測報文通道的平均時延，根據這種方式即可得到各個待檢測報文通道的平均時延。而待檢測報文通道的平均時延的計算方式還可以以不同周期進行計算：例如以周期為5秒、15秒、30秒進行時延均值計算，計算公式如下：avg＝(t1+t2···+tn)/period，其中，tn是一個檢測周期內第n個檢測報文的時延值，根據這種計算方式即可計算各個待檢測報文通道的平均時延。

為更好理解本方案，舉例應用場景如下：

首先，構造檢測報文，檢測報文的格式為：

dstmac：

data:0x00d0d0ffffff

mask:0xffffffffffff

ethertype:

data:0x8875

mask:0xffff

channelno:

data:xx

mask:0xff

檢測報文構造完成後，指定action動作如下:

copytocpu

cosqcpunew

drop

其中，copytocpu動作負責把檢測報文複製到cpu埠即報文通道的入口；cosqcpunew動作用於指定檢測報文需要進入的cpu埠隊列即報文通道隊列的通道編號；drop動作表示丟棄檢測報文，該動作是在報文通道檢測完成後。

本發明提出的報文通道的檢測方法，先在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文，然後解析出所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的起始時間戳和終止時間戳，再基於所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的起始時間戳和終止時間戳，計算所述檢測報文在所述待檢測報文通道中的時延，最後將計 算的所述時延作為所述待檢測報文通道的平均時延，而不是在檢測網絡設備的報文通道時，只能對網絡設備的各項功能一個個測試分析以排查故障，最終才能確定是時延性出現問題，本發明通過對檢測報文進行分析，以確定報文通道的時延，提高了對報文通道檢測的效率。

進一步地，為了提高報文通道的檢測靈活性，基於第一實施例提出本發明報文通道的檢測方法的第二實施例，在本實施例，參照圖2，所述步驟s10之後，所述報文通道的檢測方法還包括：

步驟s50，若預設時間間隔內，在所述待檢測報文通道的出口獲取到多個檢測報文，則統計獲取到的檢測報文的個數；

步驟s60，根據統計的個數確定所述預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量。

在本實施例中，若預設時間間隔內，在所述待檢測報文通道的出口獲取到多個檢測報文，則統計獲取到的檢測報文的個數，然後根據統計的個數即可確定所述預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量。其中，所述預設時間間隔根據具體時間進行設置，可以設置為30秒、1分鐘、10分鐘或30分鐘等等，最終，將所述待檢測報文通道的報文累計量作為所述待檢測報文通道的檢測結果。具體地，計算方式如下：avg＝count/period，其中，count是一個統計周期內待檢測報文通道傳輸的檢測報文的累加個數。

進一步地，還可按照周期性統計所述待檢測報文通道的檢測報文個數，即每隔預設時間間隔統計待檢測報文通道的檢測報文。

在本實施例中，不僅僅採用時延作為報文通道的檢測結果，還將累計量作為報文通道的檢測結果，提高了報文通道檢測的靈活性。

進一步地，為了提高報文通道的檢測靈活性，基於第二實施例提出本發明報文通道的檢測方法的第三實施例，在本實施例，參照圖3，當定時執行所述在待檢測報文通道的出口獲取檢測報文的步驟時，所述步驟s60之後，所述報文通道的檢測方法還包括：

步驟s70，將所述待檢測報文通道的報文累計量與上一個預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量進行比對；

步驟s80，在所述待檢測報文通道的報文累計量與上一個預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量相等時，對所述待檢測報文通道進行清空復位。

在本實施例中，在確定所述待檢測報文通道的累計量後，將所述待檢測報文通道的報文累計量與上一個預設時間間隔內所述待檢測報文通道的報文累計量進行比對，若比對結果相同，說明本次預設時間間隔內檢測報文在所述待檢測通道中沒有傳送成功，即可表示所述待檢測報文通道已經完全阻塞了，才導致檢測報文發送失敗，此時，對所述待檢測報文通道進行清空復位，相當於通過復位相關的底層模塊來解決問題。

具體地，在構造報文的發送方式不同時，待檢測報文通道累計量的檢測方式也包括以下兩種情況：

1)對於周期性發送檢測報文的情況下，則定時讀取待檢測報文通道中檢測報文的數量，並將本次讀取的檢測報文的數量與所述待檢測報文通道上次讀取的檢測報文的數量進行比較，以判斷所述待檢測報文通道是否處於有效工作狀態；如果統計計數有累加變化則說明所述待檢測報文通道工作正常，無需進行自恢復處理，值得注意的是，在上述的定時處理中，定時周期要大於檢測報文的發送周期，這樣才能保證在正常情況下獲取檢測報文統計的數值是累加計數後；如果統計計數沒有變化，說明所述待檢測報文通道處於失效狀態，即所述待檢測報文通道阻塞了，則此時對所述待檢測報文通道進行清空復位以恢復所述待檢測報文通道。

2)對於按需發送檢測報文的情況，如果前後兩次讀取檢測報文的累加計數無變化，需要進一步區分當前網絡設備是處於空閒狀態還是出現報文通道故障到檢測報文失效，在按需檢測狀況下，觸發檢測報文的發送，並在發送完成後重新讀取報文統計計數；如果全局統計計數有累加變化，說明所述待檢測報文通道工作正常，無需自恢復處理；如果按需檢測狀況下，通過報文通道的統計計數判斷出產生故障，同樣對所述待檢測報文通道進行清空復位以恢復所述待檢測報文通道。

在本實施例中，若檢測報文發送周期是1秒，那麼在故障檢測自恢復決策處理中，3秒內若無法收到檢測報文或者檢測報文計數累加統計不變，則認為所述待檢測報文通道產生故障，可對所述待檢測報文通道進行清空復位， 以保障所述待檢測報文通道不產生長時間的檢測報文丟失情況；或者是通過切換報文通道並採用復位底層硬體模塊方式來恢復原有報文通道。

進一步地，為了提高報文通道的檢測靈活性，基於第一、第二或第三實施例提出本發明報文通道的檢測方法的第四實施例，參照圖4，在本實施例，所述步驟s40之後，所述報文通道的檢測方法還包括：

步驟s90，將所述待檢測報文通道的平均時延與預設時延進行比對；

步驟s100，在所述待檢測報文通道的平均時延高於預設時延時，提高所述待檢測報文通道的優先級。

在本實施例中，首先獲取所述待檢測報文通道的平均時延；然後將所述平均時延與預設時延進行比較；如果當前能夠滿足協議要求，即所述待檢測報文通道的所述平均時延低於或等於預設時延時，說明報文通道傳輸的報文速度較快，達到要求了，不會出現較大的延遲，此時不做處理；如果所述待檢測報文通道的所述平均時延高於預設時延，說明報文通道的時延性較大，可能是通道的報文傳輸速度較慢，不符合要求，則此時提高所述待檢測報文通道的優先級，以增強所述報文通道的性能，以便於下次傳輸協議報文時該報文通道的時延性會降低。

進一步地，還可以根據不同的策略需求查找更優報文通道，具體地，可以是在協議提取階段指定需要變更的報文通道，以完成報文通道的自適應優化，以便於所述報文通道所在的網絡設備傳輸協議報文時，先採用所述網絡設備中優先級高的報文通道作為協議報文待傳送的報文通道。

進一步地，本實施例中採用平均時延與協議要求最高時延門限即預設時延進行比較。如果當前報文通道的平均時延>協議要求時延最高時延門限，則在當前調度節點內較高優先級報文通道開始查找，如果找到高優先報文通道時延性能協議要求時延最高時延門限，則在當前調度節點內較高優先級報文通道開始查找，如果找到高優先報文通道時延性能<協議要求時延最高門限，進一步讀取當前報文通道的檢測報文累計量和待優選報文通道的檢測報文累計量，按累計量比例估算待選擇報文通道的預測時延性能。如果此預測時延性能大於當前傳輸協議要求時延，則遞次查找更高優先級報文通道直至最高優先級報文通道。如果最高級優先級報文通道依舊無法滿足，則不做自適應優化動作。

在本實施例中，由於應用場景是網絡設備擁有多個報文通道，並且各個報文通道根據檢測報文進行自適應檢測與處理的過程，並且到cpu協議棧的報文通道有48個cpu隊列，因此，隊列調度採用4級調度方式進行調度。

在本發明中，實現了報文通道的自適應檢測和自適應決策處理，提高了檢測報文在網絡設備中的處理效能和檢測報文處理通道的冗餘保護，提高了網絡健壯性和容錯能力。特別是在大業務量、複雜網絡場景下，有效地解決了網絡協議報文在設備內部的優化處理，保障了網絡的正常運行。

需要說明的是，在本文中，術語「包括」、「包含」或者其任何其它變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者系統不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其它要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者系統所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者系統中還存在另外的相同要素。

上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。

通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到上述實施例方法可藉助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現，當然也可以通過硬體，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質(如rom/ram、磁碟、光碟)中，包括若干指令用以使得一臺終端設備(可以是手機，計算機，伺服器，空調器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。

以上僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。