【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及网络通信，具体是涉及反映网络各节点的性能和状态的一种基于遥测元数据重组的全网遥测方法。
技术介绍
1、随着网络规模不断扩大，传统的网络测量已无法满足数据中心等大规模网络的需求。新兴的带内网络遥测(in-band network telemetry,int)技术，利用可编程交换机提取设备实时状态，获取细粒度的网络性能数据，例如逐跳时延，队列占用等。int将可编程交换机(网络节点)分为三类角色：int源节点，int传输节点和int末端节点。作为遥测路径上的第一个节点，int源节点在数据包中插入遥测命令并将自身状态作为遥测元数据插入数据包，然后随包转发到下一跳网络节点。int传输节点是路径中间的网络节点，根据遥测命令提取自身网络状态形成遥测元数据，也插入数据包并随包转发。int末端节点则是遥测路径上的最终节点，分离原始数据包和int遥测头部，前者发送至目的地，后者则生成int遥测报告发送给int收集器。现有的研究对遥测报告的分析和处理都是基于数据包的，即针对一个数据包收集的所有遥测元数据形成一个int遥测报告。这些细粒度的int遥测报告有助于网络快速检测和定位故障，缓解网络拥塞。
2、但传统int只定义如何获取遥测元数据，而收集哪个网络节点的数据则是根据网络流量和路由决定的。数据流量多的网络节点收集大量的int数据，而流量少的边缘网络节点收集到的int数据则不足。但网络管理往往需要根据网络状况的全局视图(global view)做出最优决策。在特定网络范围内，全网遥测设计覆盖所有节点的遥测路径以全面收集int
3、当前全网遥测的研究工作普遍关注如何编排遥测路径获取所有网络节点的int数据。如int-path方法(pan t,song e,bian z,et al.int-path:towards optimal pathplanning for in-band network-wide telemetry:proc of ieee conference oncomputer communications,2019[c].)利用欧拉算法生成覆盖网络中所有节点且不重复的遥测路径，不仅能够实现全网遥测，并且尽可能减小开销。
4、随后的int-react(yuan q,li f,pan t,et al.int-react:an o(e)path plannerfor resilient network-wide telemetry over megascale networks:proc of the 30thieee international conference on network protocols,2022[c].2022)、int-probe(pan t,lin x,song h,et al.int-probe:lightweight in-band network-widetelemetry with stationary probes.:proc ofieee 41st international conferenceon distributed computing systems,2021[c].2021//)和int-segment方法(yuan q,lif,pan t,et al.int-segment:mtu-adaptive single-path in-band network-widetelemetry:proc of ieee 30th international conference on network protocols,2022[c].2022)都是利用图论方法求解能够覆盖全网，且开销较低的遥测路径。netview方法(lin y,zhou y,liu z,et al.netview:towards on-demand network-wide telemetryin the data center.[j].journal of computer networks,2020.)还可以根据遥测需求制定覆盖所有网络节点的遥测路径。dypro方法(dallanora l m,castro ag,filho r i td,et al.dypro:dynamic probing planning for in-band network telemetry:proc of2022ieee symposium on computers and communications,2022[c].2022)也能根据遥测需求的变化，及时地更新启发式算法的目标公式，求解最优遥测路径，实现灵活的网络遥测。这些方法大部分只关注如何收集所有网络节点的遥测元数据，很少关注收集的遥测元数据是否准确及时。仅有int-path和int-react方法在考虑多条路径编排时，提出应该尽量平衡遥测路径的长度，使得不同路径上的int遥测报告尽可能同时到达int收集器。但它们依然没有考虑收集遥测元数据的时间差异对性能分析准确性的不利影响。
5、现有的全网遥测方法在数据包转发路径的各网络节点收集带内网络遥测int数据，并处理每个数据包的遥测元数据形成int遥测报告，以此提供全网视图。然而，网络拥塞和过长路径等诸多因素会增加数据包延迟，导致所收集的遥测元数据存在时间差。例如，当网络出现拥塞，拥塞的网络节点对数据包的处理时间变长，该节点前后遥测元数据收集时间相差很大。当遥测路径很长时，数据包在源节点和末端节点的遥测元数据收集时间相差也很大，一些遥测元数据在到达int收集器时已失去新鲜度。基于数据包来处理和分析int遥测报告容易导致不准确的性能分析结果，因为混合使用新旧遥测元数据无法呈现指定时间内网络的实际状况，影响全网遥测的准确性和时效性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术存在的上述问题，为了提高全网遥测的准确性和及时性,提供可以更准确反映网络各节点的性能和状态，提高全网遥测的分析准确性的一种基于遥测元数据重组(telemetry metadata recombination,tmr)的全网遥测方法，其性能不会随着遥测路径长度的增加而降低，可准确、及时地识别网络拥塞。
2、本专利技术所述一种基于遥测元数据重组的全网遥测方法，包括以下步骤：
3、1)全网遥测收集特定范围内所有网络节点的遥测元数据，int收集器将多个连续数据包的int遥测报告构建一个数据集，每条报告包含当前数据包在各网络节点收集的遥测元数据；
4、2)时间同步：将int遥测报告中各网络节点收集遥测元数据的时间，以源节点时钟为标准进行同步；
5、3)遥测元数据重组tmr算法：根据各网络节点收集遥测元数据的时间和地点(网络节点编号)，以时间方差最小为目标设计贪心算法，将遥测元数据收集时间相近的重组在一起，形成覆盖所有网络节点的tmr遥测报告；
6、4)经tmr算法处理获得的一系列tmr遥测报告存入结本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于遥测元数据重组的全网遥测方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种基于遥测元数据重组的全网遥测方法，其特征在于在步骤1)中，所述全网遥测收集特定范围内所有网络节点的遥测元数据的具体过程为：在N个节点的遥测路径上，主机A连续发送M个数据包，每个数据包经过第j个网络节点Rj时收集其网络状态数据，将Rj遥测元数据插入元数据堆栈中，j＝1，…，N；接着由INT末端节点生成一个INT遥测报告发给INT收集器，每个遥测报告中包含R1至RN的遥测元数据；剥离原始数据包发送给主机B，完成网络传输任务。
3.如权利要求1所述一种基于遥测元数据重组的全网遥测方法，其特征在于在步骤2)中，所述收集遥测元数据的时间即遥测元数据的收集时间定义为数据包离开网络节点的时间；INT虽然能直接获取遥测元数据的进入和离开网络节点的时间，但这些节点都有各自的时钟，而全网时钟同步的开销巨大；因此忽略数据包传播时延或将其估算为常数，以源节点的时钟作为标准y1＝EgressTime1，将第j个网络节点收集遥测元数据的时间表示为数据包在前一个网络节点的收集时间加上该节点的处理
4.如权利要求1所述一种基于遥测元数据重组的全网遥测方法，其特征在于在步骤3)中，所述遥测元数据重组TMR算法，根据INT遥测报告数据集W中各元素的收集时间进行重组，以时间方差最小为目标设计贪心算法，形成覆盖所有网络节点的TMR遥测报告数据集Z；具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于遥测元数据重组的全网遥测方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种基于遥测元数据重组的全网遥测方法，其特征在于在步骤1)中，所述全网遥测收集特定范围内所有网络节点的遥测元数据的具体过程为：在n个节点的遥测路径上，主机a连续发送m个数据包，每个数据包经过第j个网络节点rj时收集其网络状态数据，将rj遥测元数据插入元数据堆栈中，j＝1，…，n；接着由int末端节点生成一个int遥测报告发给int收集器，每个遥测报告中包含r1至rn的遥测元数据；剥离原始数据包发送给主机b，完成网络传输任务。
3.如权利要求1所述一种基于遥测元数据重组的全网遥测方法，其特征在于在步骤2)中，所述收集遥测元数据的时间即遥测元数据的收集时间定义为数据包离开网络节点的时间；int虽然能直接获取遥测元数据的进入和离开网络节点的时间，但...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢怡，黄文菊，陈晓筹，郑少杰，朱业宇，卢晓莉，杨奕锦，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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