一种网络测量方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种网络测量方法及装置，用于解决现有技术中网络测量不能兼顾完全准确性和低资源开销的问题。网络测量方法包括源主机获取待发送流对应的主机索引、第一时间窗口和交换机索引，在第一报文中增加主机索引、交换机索引和第一时间窗口，得到第二报文，通过交换机索引对应的交换机向目的主机发送第二报文，并根据第二报文，更新与主机索引和第一时间窗口对应记录的流值，第一报文为流包括的任意报文。通过在第二报文中增加第一时间窗口，可以实现全网中的实体在更新第二报文所属流的流值时，都基于同一时间窗口，从而可实现网络测量的完全准确性，源主机只需更新流值，从而可实现低资源开销。而可实现低资源开销。而可实现低资源开销。

【技术实现步骤摘要】
一种网络测量方法及装置


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及一种网络测量方法及装置。

技术介绍

[0002]随着数据中心规模的日益庞大，数据中心的设备越来越多，网络链路速率在不断提高，网络流量也在急剧增加。为了及时了解数据中心的性能、是否有异常或是否有故障，通常采用网络测量系统来监控数据中心。网络测量系统需要兼具低资源开销和完全准确性两大特性。低资源开销是指不同的网络实体在中央处理器(central processing unit，CPU)、内存和带宽等资源上存在不同的限制约束，网络测量系统在满足这些约束的条件下，保证网络中的数据包能正常转发。网络实体包括例如主机、交换机等，其中，主机的资源丰富、但网络视野差、报文处理慢；交换机具有高吞吐、低时延，但资源有限。完全准确性是指网络测量系统能跟踪到所有网络实体的所有流量，即不会丢失信息；而且，跟踪的每个流的流键和流值与实际的流键和流值相同，其中，流键可以唯一的标识一条流，流值是对流的测量结果，例如，流的大小、流包括的报文的数量等。通常，低资源开销和完全准确性是互斥的，即实现低资源开销时无法满足完全准确性，实现完全准确性时无法满足低资源开销。
[0003]现有技术中，网络测量系统为了平衡资源开销和完全准确性，可采用如下两种方式对数据中心进行测量。方式一是采用近似算法，近似算法包括Sketch技术、top-k计数和采样算法等。以Sketch技术为例说明，Sketch技术是基于概要(sketch based)测量技术将海量高纬数据的信息映射到较小的线性子空间(通常是二维)，该线性子空间由特定的数据结构组成。即通过设计特定的映射方法与数据结构，使得原来高维空间的运算在较小的线性子空间得到较好的保持。方式二是采用事件匹配，事件匹配是指根据用户预先下发的网络测量任务，从原始流中选择用户需要的流，即针对用户需要的流进行收集、处理和传输，可减小测量流的数量。
[0004]然而，方式一因为采用的是近似算法，仍然无法保证完全准确性，而且，概要测量技术的参数设置较为复杂。方式二只关注网络中的部分流量，具有较低的资源开销，但是可能会丢失流的重要信息，特别是用于网络异常检测时，流的完全准确性尤为重要。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种网络测量方法及装置，用于保证在网络测量过程中，既可以实现低资源开销，又可实现完全准确性。
[0006]第一方面，本申请提供一种网络测量方法，该方法包括源主机获取待发送流对应的主机索引、第一时间窗口和交换机索引，在第一报文中增加主机索引、交换机索引和第一时间窗口，得到第二报文，通过交换机索引对应的交换机向目的主机发送第二报文，并根据第二报文，更新与主机索引和第一时间窗口对应记录的流值，第一报文为流包括的任意报文。
[0007]基于该方案，源主机可以获取发起的每个流的流值和流键，并在第一报文中增加
第一时间窗口，可以保证同一报文在全网(从源主机到交换机再到目的主机)的转发过程中都位于同一个时间窗口，不管交换机或目的主机本地维护的时间窗口是否与该第一时间窗口一致，一个流全部第一报文的在全网的传递过程中，都使用第二报文中的第一时间窗口字段确定需要更新的流值。如此，可以实现流的完全准确性，而且可以充分利用主机和交换机的各自的资源优势。进一步，第二报文中携带有主机索引，主机索引比较小，且交换机接收到的第二报文占用的内存也比较小；而且，交换机中不需要记录流键，只需要更新流值，从而有助于实现低资源开销。
[0008]在一种可能的实现方式中，源主机可以将主机索引、和/或、交换机索引、和/或、第一时间窗口增加于第一报文的以太网包头与网络协议IP包头之间，得到第二报文。如此，主机的网络层和传输层不需要对以太网包头与IP包头之间的内容进行校验，从而可节省校验造成的开销。
[0009]在一种可能的实现方式中，源主机更新与主机索引和第一时间窗口对应记录的流值时，可以通过将主机索引和第一时间窗口对应记录的流值加1；或者，源主机也可以将主机索引和第一时间窗口对应记录的流值加第二报文的大小。
[0010]在一种可能的实现方式中，更新与主机索引和第一时间窗口对应记录的流值时，源主机可以根据第一时间窗口，确定与第一时间窗口对应的第一记录槽组，第一记录槽组包括多个记录槽；源主机根据主机索引，在第一记录槽组中确定与主机索引对应的第一记录槽；源主机将第一记录槽记录的流值加1，或者，将第一记录槽记录的流值加第二报文的大小。
[0011]在一种可能的实现方式中，源主机获取待发送流对应的主机索引时，可以对流的流键进行哈希运算，根据运算结果确定流键在哈希表中的位置，将确定的位置确定为主机索引。如此，有助于节省流键存储的空间。
[0012]在一种可能的实现方式中，源主机可以将本地时间窗口确定为第一时间窗口。
[0013]在一种可能的实现方式中，源主机还可以接收来自控制器的第三报文，第三报文包括第二时间窗口；若源主机确定第二时间窗口大于本地时间窗口，将本地时间窗口更新为第二时间窗口。
[0014]在一种可能的实现方式中，若源主机确定本地时间窗口进入新的时间窗口，可以将本地时间窗口更新为新的时间窗口，并向控制器发送新的时间窗口。
[0015]通过源主机和控制器交互各自的本地的时间窗口，有助于实现全网中的源主机和控制器之间的时间窗口同步。
[0016]在一种可能的实现方式中，源主机可以确定控制器预先为源主机划分的M个交换机索引，M个交换机索引互不相同，M为大于1的整数；源主机从M个交换机索引中，选择N个交换机索引，将N个交换机索引确定为待发送的流的交换机索引，N为大于1且小于或等于M的整数。
[0017]由于源主机获取该流对应的交换机索引是控制器预先分配的，因此，有助于消除不同源主机的流在交换机转发上发生冲突；而且，控制器预先为源主机划分好交换机索引，源主机不需要每发起一个流都向控制器请求为该发起的流分配交换机索引，从而可节省源主机与控制器之间消息交互的开销。
[0018]第二方面，本申请提供一种网络测量方法，该方法包括交换机接收来自源主机的
第二报文，第二报文包括主机索引、第一时间窗口和交换机索引；交换机与交换机索引对应；交换机向目的主机转发第二报文；交换机根据第二报文，更新与交换机索引和第一时间窗口对应记录的流值。
[0019]在一种可能的实现方式中，交换机更新与交换机索引和第一时间窗口对应记录的流值时，可以将交换机索引和第一时间窗口对应记录的流值加1；或者，交换机也可以将交换机索引和第一时间窗口对应记录的流值加第二报文的大小。
[0020]在一种可能的实现方式中，交换机更新与交换机索引和第一时间窗口对应记录的流值时，可以根据第一时间窗口，确定与第一时间窗口对应的第二记录槽组，第二记录槽组包括多个记录槽；交换机根据交换机索引，在第二记录槽组中确定与交换机索引对应的第二记录槽；交换机将第二记录槽记录的流值加1，或者，将第二记录槽记录的流值加第二报文的大小。
[0021本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网络测量方法，其特征在于，包括：源主机获取待发送流对应的主机索引、第一时间窗口和交换机索引；所述源主机在第一报文中增加所述主机索引、所述交换机索引和所述第一时间窗口，得到第二报文，所述第一报文为所述流包括的任意报文；所述源主机通过所述交换机索引对应的交换机向目的主机发送所述第二报文，并根据所述第二报文，更新与所述主机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源主机在第一报文中增加所述主机索引、所述交换机索引和所述第一时间窗口，得到第二报文，包括：所述源主机将所述主机索引、和/或、所述交换机索引、和/或、所述第一时间窗口增加于所述第一报文的以太网包头与网络协议IP包头之间，得到所述第二报文。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述源主机更新与所述主机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值，包括：所述源主机将所述主机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值加1；或者，所述源主机将所述主机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值加所述第二报文的大小。4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述源主机更新与所述主机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值，包括：所述源主机根据所述第一时间窗口，确定与所述第一时间窗口对应的第一记录槽组，所述第一记录槽组包括多个记录槽；所述源主机根据所述主机索引，在所述第一记录槽组中确定与所述主机索引对应的第一记录槽；所述源主机将所述第一记录槽记录的流值加1，或者，将所述第一记录槽记录的流值加所述第二报文的大小。5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述源主机获取待发送流的主机索引，包括：所述源主机对所述流的流键进行哈希运算，根据运算结果确定所述流键在哈希表中的位置，将所述位置确定为所述主机索引。6.一种网络测量方法，其特征在于，包括：交换机接收来自源主机的第二报文，所述第二报文包括主机索引、第一时间窗口和交换机索引，所述交换机与所述交换机索引对应；所述交换机向目的主机转发所述第二报文；所述交换机根据所述第二报文，更新与所述交换机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述交换机更新与所述交换机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值，包括：所述交换机将所述交换机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值加1；或者，所述交换机将所述交换机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值加所述第二报文的大小。8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述交换机更新与所述交换机索引和所
述第一时间窗口对应记录的流值，包括：所述交换机根据所述第一时间窗口，确定与所述第一时间窗口对应的第二记录槽组，所述第二记录槽组包括多个记录槽；所述交换机根据所述交换机索引，在所述第二记录槽组中确定与所述交换机索引对应的第二记录槽；所述交换机将所述第二记录槽记录的流值加1，或者，将所述第二记录槽记录的流值加所述第二报文的大小。9.一种网络测量方法，其特征在于，包括：目的主机接收交换机转发的来自源主机的第二报文，所述第二报文包括主机索引、第一时间窗口和交换机索引，所述交换机与所述交换机索引对应；所述目的主机根据所述第二报文，更新与所述主机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述目的主机更新与所述主机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值，包括：所述目的主机将所述主机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值加1；或者，所述目的主机将所述主机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值加所述第二报文的大小。11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述目的主机更新与所述主机索引和所述第一时间窗口对应记录的流值，包括：所述目的主机根据所述第一时间窗口，确定与所述第一时间窗口对应的第三记录槽组，所述第三记录槽组包括多个记录槽；所述目的主机根据所述主机索引，在所述第三记录槽组中确定与所述主机索引对应的第三记录槽；所述目的主机将所述第三记录槽记录的流值加1，或者，将所述第三记录槽记录的流值加所述第二报文的大小。12.一种网络测量方法，其特征在于，包括：在第一时间窗口结束，控制器针对要测量的流从源主机获取与主机索引和所述第一时间窗口对应记录的第一流值，以及从目的主机获取与所述主机索引和所述第一时间窗口对应记录的第二流值；所述流由所述源主机发送到所述目的主机，所述主机索引是根据所述流确定的；所述控制器确定所述第一流值和所述第二流值不一致时，确定所述流发生丢包。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述控制器针对要测量的从源主机获取与主机索引和所述第一时间窗口对应记录的第一流值，包括：所述控制器确定所述源主机中与所述第一时间窗口对应的第一记录槽组；所述控制器在所述第一记录槽组中确定与所述主机索引对应的第一记录槽，并确定所述第一记录槽中记录的所述第一流值；所述控制器从目的主机获取与主机索引和所述第一时间窗口对应记录的第二流值，包括：所述控制器确定所述目的主机中与所述第一时间窗口对应的第三记录槽组；
所述控制器在所述第三记录槽组中确定与所述主机索引对应的第三记录槽，并确定所述第三记录槽中记录的所述第二流值。14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述控制器确定交换机中与所述第一时间窗口对应的第二记录槽组；所述交换机用于将来自所述源主机的所述流转发至所述目的主机；所述控制器在所述第二记录槽组中确定与所述交换机的交换机索引对应的N个第二记录槽，并确定所述N个第二记录槽中分别记录的第三流值，所述N为大于1的整数；所述控制器根据所述第一流值、所述第二流值和所述N个第三流值，确定所述流在所述交换机的丢包...

【专利技术属性】
技术研发人员：许延伟，黄群，孙海锋，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：