一種基于RTT監(jiān)測的鏈路健康檢測系統(tǒng)及方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于RTT監(jiān)測的鏈路健康檢測系統(tǒng)，包括：實時監(jiān)測模塊、計時模塊、基準(zhǔn)文件模塊、異常統(tǒng)計模塊以及自適應(yīng)采樣模塊；其中，實時監(jiān)測模塊負(fù)責(zé)對鏈路上數(shù)據(jù)包往返時間進(jìn)行實時檢測并與基準(zhǔn)文件模塊所提供的基準(zhǔn)值進(jìn)行對比；所述基準(zhǔn)文件模塊提供基準(zhǔn)值，還負(fù)責(zé)對各時段歷史基準(zhǔn)值進(jìn)行加權(quán)更新；所述計時模塊負(fù)責(zé)確定當(dāng)前所處時段；所述異常統(tǒng)計模塊負(fù)責(zé)統(tǒng)計異常次數(shù)；所述自適應(yīng)采樣模塊根據(jù)異常統(tǒng)計模塊所提供的異常計數(shù)值調(diào)整發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)包的間隔。

Link health detection system and method based on RTT monitoring

The invention relates to a link of health monitoring based on RTT detection system, including: real-time monitoring module, timing module, reference file module, anomaly statistics module and adaptive sampling module; wherein, the real-time monitoring module is responsible for link packet round-trip time in real time detection and compared with the reference file module provides the reference value the reference documents; module provides the reference value, is also responsible for each period of historical reference value weighted update; the timing module is responsible for determining the time; the abnormal statistics module is responsible for statistical anomaly frequency; sampling module according to the anomaly statistics module provides the anomaly count to adjust the sending data packets of the monitoring interval adaptive.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于RTT監(jiān)測的鏈路健康檢測系統(tǒng)及方法
本專利技術(shù)涉及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種基于RTT監(jiān)測的鏈路健康檢測系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
許多企業(yè)都意識到單條互聯(lián)網(wǎng)出口鏈路帶來的問題：鏈路一旦中斷，內(nèi)部員工將無法訪問互聯(lián)網(wǎng)，分支機(jī)構(gòu)VPN中斷，網(wǎng)站郵箱均無法對外服務(wù)。因此許多企業(yè)會部署多條運營商鏈路來解決單出口的不可靠。但是多鏈路引入后需要根據(jù)各鏈路的健康狀況來進(jìn)行負(fù)載均衡策略部署。這就需要一種實時鏈路健康檢測方法與系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)延時作為直觀反映網(wǎng)絡(luò)性能好壞的技術(shù)指標(biāo)，受到IETF標(biāo)準(zhǔn)化組織和幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)性能研究機(jī)構(gòu)的重視，紛紛以其作為對網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行全面分析、深入研究的首要指標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)延時小，說明網(wǎng)絡(luò)連接性能好，網(wǎng)絡(luò)路徑上的所有組件處于正常運行狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)延時大，且持續(xù)相當(dāng)一段時間，則暗示該網(wǎng)絡(luò)路徑所經(jīng)過的某些組件發(fā)生了異常行為，導(dǎo)致該連接性能變差，承載的高層業(yè)務(wù)性能也可能受到影響。因此，通過對網(wǎng)絡(luò)延時進(jìn)行全天候、實時的測量和分析，可以及時了解網(wǎng)絡(luò)的運行情況。但是目前的多數(shù)方法都沒有考慮到一個問題，那就是往返時間(Round-TripTime，RTT)分布具有一定周期性，依賴于每天時間的不同和用戶網(wǎng)絡(luò)行為的不同，正常的RTT曲線應(yīng)該是有一定波動的，而不是一條直線。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服已有的鏈路健康監(jiān)測系統(tǒng)及方法沒有考慮往返時間分布具有周期性的缺陷，從而提供一種基準(zhǔn)值更準(zhǔn)確的鏈路健康監(jiān)測系統(tǒng)及方法。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種基于RTT監(jiān)測的鏈路健康檢測系統(tǒng)，包括：實時監(jiān)測模塊101、計時模塊102、基準(zhǔn)文件模塊103、異常統(tǒng)計模塊104以及自適應(yīng)采樣模塊105；其中，所述實時監(jiān)測模塊101負(fù)責(zé)對鏈路上數(shù)據(jù)包往返時間進(jìn)行實時檢測并與基準(zhǔn)文件模塊103所提供的基準(zhǔn)值進(jìn)行對比；所述基準(zhǔn)文件模塊103提供基準(zhǔn)值，還負(fù)責(zé)對各時段歷史基準(zhǔn)值進(jìn)行加權(quán)更新；所述計時模塊102負(fù)責(zé)確定當(dāng)前所處時段；所述異常統(tǒng)計模塊104負(fù)責(zé)統(tǒng)計異常次數(shù)；所述自適應(yīng)采樣模塊105根據(jù)異常統(tǒng)計模塊104所提供的異常計數(shù)值調(diào)整發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)包的間隔。本專利技術(shù)還提供了基于所述的基于RTT監(jiān)測的鏈路健康檢測系統(tǒng)所實現(xiàn)的鏈路健康檢測方法，包括：步驟1)、系統(tǒng)初始化，并輸入待監(jiān)測鏈路；其中，所述系統(tǒng)初始化包括對系統(tǒng)參數(shù)的初始化以及基準(zhǔn)文件模塊103的初始化；其中，所述系統(tǒng)參數(shù)至少包括異常判定閾值、異常統(tǒng)計閾值、發(fā)送探測數(shù)據(jù)包間隔以及異常計數(shù)值；步驟2)、由計時模塊102獲得當(dāng)前時段，基準(zhǔn)文件模塊103準(zhǔn)備好當(dāng)前時段的歷史基準(zhǔn)值；步驟3)、判斷是否進(jìn)入了一個新的時段，如果進(jìn)入了一個新的時段，執(zhí)行下一步，否則，執(zhí)行步驟5)；步驟4)、對前一時段中記錄的RTT值求均值N，然后加權(quán)更新前一時段的RTT基準(zhǔn)值，然后重新執(zhí)行步驟2)；步驟5)、依然處于當(dāng)前時段，實時監(jiān)測模塊101開始以發(fā)送探測數(shù)據(jù)包間隔大小為T發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)包并記錄獲得的RTT值；步驟6)、實時監(jiān)測模塊101每獲得一次RTT值，都要與基準(zhǔn)文件中當(dāng)前時段的歷史基準(zhǔn)值進(jìn)行對比，判斷兩者之差有沒有超過異常判定閾值，如果超過，則執(zhí)行步驟11)，如果沒有超過，執(zhí)行下一步；步驟7)、判斷異常計數(shù)值是否大于1，如果大于1，執(zhí)行下一步，否則，重新執(zhí)行步驟2)；步驟8)、記錄RTT值，并將異常計數(shù)值減1；步驟9)、判斷異常計數(shù)值是否大于0，如果是，重新執(zhí)行步驟2)，如果不是，執(zhí)行下一步；步驟10)、將發(fā)送探測數(shù)據(jù)包的間隔大小變?yōu)門，然后重新執(zhí)行步驟2)；步驟11)、將異常統(tǒng)計值加1，并丟棄當(dāng)前獲得的RTT值；步驟12)、判斷異常計數(shù)值是否達(dá)到了異常統(tǒng)計閾值，如果是，執(zhí)行下一步，否則，執(zhí)行步驟14)；步驟13)、發(fā)出鏈路異常報警，檢測結(jié)束；步驟14)、判斷異常計數(shù)值是否大于異常統(tǒng)計閾值B的一半，如果是，執(zhí)行下一步，否則，重新執(zhí)行步驟2)；步驟15)、將發(fā)送探測數(shù)據(jù)包的間隔大小由T變?yōu)門/2，然后重新執(zhí)行步驟2)。上述技術(shù)方案中，初始化異常判定閾值時為其賦值100ms，初始化異常統(tǒng)計閾值時為其賦值5，初始化發(fā)送探測數(shù)據(jù)包間隔時為其賦值10s，初始化異常計數(shù)值時為其賦值0。上述技術(shù)方案中，在步驟4)中，加權(quán)更新前一時段的RTT基準(zhǔn)值的更新公式為：NEW＝C1×H+C2×N；其中，H為前一時段RTT的歷史基準(zhǔn)值，N為前一時段實時監(jiān)測RTT值的均值，NEW為更新后前一時段RTT基準(zhǔn)值，C1為與歷史基準(zhǔn)值有關(guān)的加權(quán)更新時的權(quán)值，C2為與實時基準(zhǔn)值有關(guān)的加權(quán)更新的權(quán)值，C1+C2＝1，且C2的值大于C1的值。上述技術(shù)方案中，C1＝0.3，C2＝0.7。本專利技術(shù)的優(yōu)點在于：1、本專利技術(shù)將RTT的波動性納入考慮，為鏈路檢測提供了更加準(zhǔn)確的基準(zhǔn)值。2、本專利技術(shù)在更新基準(zhǔn)值時采取加權(quán)更新的方法，可以利用賦予歷史值一定的權(quán)值來平滑掉一些可能由于某一特殊事件引起的RTT變化過大，同時也能利用為新測得的值賦予較大的權(quán)值來保留RTT的總體變化趨勢。3、本專利技術(shù)中的異常統(tǒng)計模塊可以有效的消除一些由于鏈路延時抖動所造成的誤報警。4、本專利技術(shù)中的自適應(yīng)采樣模塊能夠有效的降低功耗。5、本專利技術(shù)的方法在實時監(jiān)測時只引入減法運算，在更新基準(zhǔn)時，也只需要簡單的加法和乘法運算，整體的運算復(fù)雜度比較低，不會為整個系統(tǒng)增加過多的負(fù)擔(dān)，有利于工程實現(xiàn)。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的鏈路健康檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)的鏈路健康檢測方法的流程圖。具體實施方式現(xiàn)結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本專利技術(shù)的鏈路健康檢測系統(tǒng)包括：實時監(jiān)測模塊101、計時模塊102、基準(zhǔn)文件模塊103、異常統(tǒng)計模塊104以及自適應(yīng)采樣模塊105；其中，所述的實時監(jiān)測模塊101負(fù)責(zé)對鏈路上數(shù)據(jù)包往返時間進(jìn)行實時檢測并與基準(zhǔn)文件模塊103所提供的基準(zhǔn)值進(jìn)行對比；所述基準(zhǔn)文件模塊103除了提供基準(zhǔn)值外，還負(fù)責(zé)對各時段歷史基準(zhǔn)值進(jìn)行加權(quán)更新；所述計時模塊102負(fù)責(zé)確定當(dāng)前所處時段；所述異常統(tǒng)計模塊104負(fù)責(zé)統(tǒng)計異常次數(shù)；所述自適應(yīng)采樣模塊105根據(jù)異常統(tǒng)計模塊104所提供的異常計數(shù)值調(diào)整發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)包的間隔。參考圖2，基于本專利技術(shù)的鏈路健康檢測系統(tǒng)所實現(xiàn)的檢測方法包括：步驟201、系統(tǒng)初始化，并輸入待監(jiān)測鏈路；其中，系統(tǒng)初始化包括：初始化異常判定閾值A(chǔ)、異常統(tǒng)計閾值B、發(fā)送探測數(shù)據(jù)包間隔T在內(nèi)的參數(shù)，如在一個實施例中，初始化時為這些參數(shù)分別賦值為A＝100ms、B＝5、T＝10s，在其他實施例中，也可根據(jù)實際需要為這些參數(shù)賦予其他的值；初始化異常計數(shù)值為0；初始化基準(zhǔn)文件模塊103，讀入歷史基準(zhǔn)文件。步驟202、由計時模塊102獲得當(dāng)前時段，基準(zhǔn)文件模塊103準(zhǔn)備好當(dāng)前時段的歷史基準(zhǔn)值。步驟203、判斷是否進(jìn)入了一個新的時段，如果進(jìn)入了一個新的時段，執(zhí)行下一步，否則，執(zhí)行步驟205。步驟204、對前一時段中記錄的RTT值求均值N，然后加權(quán)更新前一時段的RTT基準(zhǔn)值，更新公式為：NEW＝C1×H+C2×N，其中，H為前一時段RTT的歷史基準(zhǔn)值，N為前一時段實時監(jiān)測RTT值的均值，NEW為更新后前一時段RTT基準(zhǔn)值，C1為與歷史基準(zhǔn)值有關(guān)的加權(quán)更新時的權(quán)值，C2為與實時基準(zhǔn)值有關(guān)的加權(quán)更新的權(quán)值，C1+C2＝1，為了更好地反映變化趨勢，通常為C2賦予較大的值，為C1賦予較小的值，如C1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于RTT監(jiān)測的鏈路健康檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：實時監(jiān)測模塊(101)、計時模塊(102)、基準(zhǔn)文件模塊(103)、異常統(tǒng)計模塊(104)以及自適應(yīng)采樣模塊(105)；其中，所述實時監(jiān)測模塊(101)負(fù)責(zé)對鏈路上數(shù)據(jù)包往返時間進(jìn)行實時檢測并與基準(zhǔn)文件模塊(103)所提供的基準(zhǔn)值進(jìn)行對比；所述基準(zhǔn)文件模塊(103)提供基準(zhǔn)值，還負(fù)責(zé)對各時段歷史基準(zhǔn)值進(jìn)行加權(quán)更新；所述計時模塊(102)負(fù)責(zé)確定當(dāng)前所處時段；所述異常統(tǒng)計模塊(104)負(fù)責(zé)統(tǒng)計異常次數(shù)；所述自適應(yīng)采樣模塊(105)根據(jù)異常統(tǒng)計模塊(104)所提供的異常計數(shù)值調(diào)整發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)包的間隔。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于RTT監(jiān)測的鏈路健康檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：實時監(jiān)測模塊(101)、計時模塊(102)、基準(zhǔn)文件模塊(103)、異常統(tǒng)計模塊(104)以及自適應(yīng)采樣模塊(105)；其中，所述實時監(jiān)測模塊(101)負(fù)責(zé)對鏈路上數(shù)據(jù)包往返時間進(jìn)行實時檢測并與基準(zhǔn)文件模塊(103)所提供的基準(zhǔn)值進(jìn)行對比；所述基準(zhǔn)文件模塊(103)提供基準(zhǔn)值，還負(fù)責(zé)對各時段歷史基準(zhǔn)值進(jìn)行加權(quán)更新；所述計時模塊(102)負(fù)責(zé)確定當(dāng)前所處時段；所述異常統(tǒng)計模塊(104)負(fù)責(zé)統(tǒng)計異常次數(shù)；所述自適應(yīng)采樣模塊(105)根據(jù)異常統(tǒng)計模塊(104)所提供的異常計數(shù)值調(diào)整發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)包的間隔。2.基于權(quán)利要求1所述的基于RTT監(jiān)測的鏈路健康檢測系統(tǒng)所實現(xiàn)的鏈路健康檢測方法，包括：步驟1)、系統(tǒng)初始化，并輸入待監(jiān)測鏈路；其中，所述系統(tǒng)初始化包括對系統(tǒng)參數(shù)的初始化以及基準(zhǔn)文件模塊(103)的初始化；其中，所述系統(tǒng)參數(shù)至少包括異常判定閾值、異常統(tǒng)計閾值、發(fā)送探測數(shù)據(jù)包間隔以及異常計數(shù)值；步驟2)、由計時模塊(102)獲得當(dāng)前時段，基準(zhǔn)文件模塊(103)準(zhǔn)備好當(dāng)前時段的歷史基準(zhǔn)值；步驟3)、判斷是否進(jìn)入了一個新的時段，如果進(jìn)入了一個新的時段，執(zhí)行下一步，否則，執(zhí)行步驟5)；步驟4)、對前一時段中記錄的RTT值求均值N，然后加權(quán)更新前一時段的RTT基準(zhǔn)值，然后重新執(zhí)行步驟2)；步驟5)、依然處于當(dāng)前時段，實時監(jiān)測模塊(101)開始以發(fā)送探測數(shù)據(jù)包間隔大小為T發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)包并記錄獲得的RTT值；步驟6)、實時監(jiān)測模塊(101)每獲得一次RTT值，都要與基準(zhǔn)文件中當(dāng)前時段的歷史基準(zhǔn)值進(jìn)行對比，判斷兩者之...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉曉舟，賈正義，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院聲學(xué)研究所，北京中科智網(wǎng)科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11