[發明專利]面向Overlay網絡的帶內網絡遙測方法、系統及相關裝置

有效

• 申請號: 202011520674.6
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112866075B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 潘恬;張妍;鄭龑;汪碩;黃韜;劉韻潔
• 申請（專利權）人: 網絡通信與安全紫金山實驗室;北京郵電大學
• 主分類號: H04L12/46
• 分類號: H04L12/46;H04L43/08;H04L41/0677;H04L69/06;H04L69/22
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 徐曉鷺

1.面向Overlay網絡的帶內網絡遙測方法，其特征在于，所述遙測方法包括以下步驟：

步驟一，源端設備節點向終端設備節點發送數據包，所述數據包中包含了源端設備節點和終端設備節點的IP和MAC地址信息；

步驟二，源端設備節點連接的VTEP節點收到所述數據包，在VXLAN報頭和原始數據報文之間加入INT報頭，構成INT探測數據包；

步驟三，鏈路中的交換節點根據封裝后INT報頭信息，對所述INT探測數據包進行處理，插入包含設備內部狀態信息的INT元數據，探測數據包經過Overlay網絡對應的Underlay網絡，從源端設備節點連接的VTEP節點傳輸到達終端設備節點連接的VTEP節點；

步驟四，終端設備節點連接的VTEP節點接收到探測數據包后，交換節點匹配INTHeader插入最后一個INT元數據，將INT Header拆除，同時提取全部遙測信息上傳到控制器；終端設備節點收到數據包，傳輸完成。

2.根據權利要求1所述的面向Overlay網絡的帶內網絡遙測方法，其特征在于，所述步驟二中，源端設備節點連接的VTEP節點將該數據包添加VXLAN首部、外部UDP首部、外部IP首部、外部Ether首部，在VXLAN報頭和原始數據報文之間加入INT報頭，構成INT探測數據包，發送給終端設備節點連接的VTEP節點。

3.根據權利要求1所述的面向Overlay網絡的帶內網絡遙測方法，其特征在于，所述步驟二完成時，源端設備節點連接的VTEP節點即為帶內網絡遙測系統的第一個交換節點，INT方法通過在該節點上設置的采樣方式匹配并鏡像出該報文，根據遙測任務的需要將INT頭部所指定的遙測信息封裝成元數據INT Meta_1插入到INT Header之后；所述鏈路中的交換節點根據封裝后INT報頭信息，對探測數據包進行如下處理：探測數據包轉發到交換機Switch1時，所述交換機Switch1匹配INT Header后插入元數據INT Meta_2；探測數據包轉發到交換機Switch2時，設備匹配INT Header后插入元數據INT Meta_3。

4.面向Overlay網絡的帶內網絡遙測系統，其特征在于，所述遙測系統包括：

信息采集模塊，所述信息采集模塊部署于終端設備，其向數據層發送INT探測數據包，通過所述INT探測數據包在轉發的過程中收集內置交換機信息，并對消息監聽模塊傳送的數據進行解析；

控制模塊，所述控制模塊部署于控制器，其用于實現交換機配置、流表下發、采集監測周期設置控制功能，并且所述控制模塊在控制層維護一個數據庫用于存儲數據層獲取的網絡監測信息；

數據平面，即所述遙測系統的數據層，所述數據平面用于處理和轉發交換機各不同端口上各種類型的數據；在所述數據平面，基于P4語言自定義交換機對數據包的處理流程，使數據層交換機能夠支持VXLAN和INT功能，INT探測數據包在被轉發的過程中收集交換節點的內部狀態信息；

消息監聽模塊，所述消息監聽模塊用于維護控制層和數據層之間的通信連接。

5.根據權利要求4所述的面向Overlay網絡的帶內網絡遙測系統，其特征在于，所述信息采集模塊對接收的數據包進行解析，獲取排隊時延、傳輸路徑信息；并且根據傳輸路徑，實現Overlay網絡和Underlay網絡的映射，獲取底層鏈路路徑信息。

6.根據權利要求4所述的面向Overlay網絡的帶內網絡遙測系統，其特征在于，所述控制模塊啟動一個進程，每當抓取到INT探測數據包之后，從中提取出源端和終端設備節點的ID作為Key，解析后遙測信息作為Value，將Key-Value鍵值對存儲到數據庫INT_INFO中的數據表之中；所述遙測信息由探測數據包中的INT元數據解析或計算得到，控制器通過查詢Overlay網絡兩端的IP Pair獲取端到端的鏈路逐跳質量信息。

7.根據權利要求4所述的面向Overlay網絡的帶內網絡遙測系統，其特征在于，所述INT探測數據包在被轉發的過程中收集內置交換機信息，所述交換機信息包括交換機ID、出入端口ID、出入口時間戳、出入隊列時間戳、隊列深度。