專利名稱：獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及通信網(wǎng)絡(luò)中獲取傳輸路徑上節(jié) 點傳輸信息的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)通過Ping ( Packet Internet Groper)命令來檢 測網(wǎng)絡(luò)故障。 一般的路由器和三層交換機(jī)上都提供Ping命令。通常講 的Ping命令是通過向網(wǎng)絡(luò)中的目的設(shè)備發(fā)送若干ICMP (Internet Control Message Protocol)回聲請求報文，隨后監(jiān)聽目的設(shè)備返回的 ICMP回聲應(yīng)敘艮文來檢查兩臺設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)是否連通。
在電信領(lǐng)域里，特別是在NGN (Next Generation Network)網(wǎng)絡(luò) 里，某些業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量要求很高，例如，語音業(yè)務(wù)、IPTV業(yè) 務(wù)等。因此，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員在測試過程中所關(guān)注的不僅僅是設(shè)備之間的 路由是否連通，還希望得到盡可能多的其他相關(guān)信息。比如，數(shù)據(jù)報文 從源節(jié)點傳送到目的節(jié)點過程中所經(jīng)歷的幾種不同時延、系統(tǒng)信息和接 口信息等。
數(shù)據(jù)報文從源節(jié)點傳送到目的節(jié)點的過程中，該報文在沿途的每個 節(jié)點都會經(jīng)歷幾種不同類型的時延，包括去程傳送時延、節(jié)點處理時 延、輸出緩沖區(qū)排隊時延、返程傳送時延。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生時延 的示意圖。其中，去程傳送時延指Ping報文從源節(jié)點的發(fā)送接口傳送 至目的節(jié)點的接收接口所需的時間。如果源節(jié)點和目的節(jié)點之間通過網(wǎng) 絡(luò)相連，也包括中間經(jīng)過的所有設(shè)備的各類時延。節(jié)點處理時延指目的 節(jié)點處理Ping報文首部和生成Ping reply報文所需的時間。輸出緩沖 區(qū)排隊時延指Ping reply報文在目的節(jié)點的輸出緩沖器排隊等候所需的 時間。返程傳送時延是指Ping reply報文從目的節(jié)點的發(fā)送接口傳送至源節(jié)點的接收接口所需的時間
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中利用Ping命令檢測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間連通性的實例。 從路由器1向路由器4發(fā)送Ping報文，得到的輸出結(jié)果為Success rate is 100 percent ( 5/5 )， round-trip min/arg/max=32/35/36ms， 表明路 由器1到路由器4之間的路由是連通的，沒有丟包。RTT (Round Trip Time)往返時間最小值是32ms，最大值是36ms，平均值是35ms。但 是，這里得到的RTT包含了所有途經(jīng)設(shè)備的處理時延、排隊時延、鏈 路傳輸時延、目的節(jié)點對Ping命令報文的處理時延、以及生成Ping r印ly報文等時延，只能用于粗略地估計數(shù)據(jù)報文在兩個節(jié)點之間傳送 的往返時間。
可以看出，現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中Ping命令存在以下不足 無法給出數(shù)據(jù)報文從一 臺設(shè)備傳送到另 一 臺設(shè)備所需的單程傳送時 延，更無法給出到達(dá)途經(jīng)每臺中間設(shè)備的單程傳送時間。單程傳送時延 能夠更準(zhǔn)確地體現(xiàn)出設(shè)備間距離、鏈路質(zhì)量等信息，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員想知 道一個數(shù)據(jù)報文從源節(jié)點傳送到目的節(jié)點的單程傳送時延，單靠簡單的 Ping命令是無法實現(xiàn)的，通常需要桂接專業(yè)的測試儀表，增加了測試成 本和復(fù)雜性。
無法給出某臺指定設(shè)備對Ping報文的節(jié)點處理時延、輸出緩沖區(qū) 排隊時延、CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型、最大傳輸單元MTU (Maximum Transmission Unit)等信息。節(jié)點處理時延能反映出一臺 設(shè)備的CPU利用率等情況，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員想了解一條傳輸路徑上每 臺設(shè)備的CPU利用率，往往不可能登錄傳輸路徑上的每臺設(shè)備分別查 看，希望在源節(jié)點敲入一條命令來了解路徑上每臺設(shè)備的節(jié)點處理時 延，從而進(jìn)一步判斷故障是否由于某臺設(shè)備的CPU利用率過高等原因 導(dǎo)致。輸出緩沖區(qū)排隊時延可以反映出一臺設(shè)備的輸出緩沖區(qū)的擁塞情 況，有助于判斷故障是否由于輸出緩沖區(qū)長時間過滿而導(dǎo)致。CPU利 用率和內(nèi)存占用率是進(jìn)行故障定位通常需要用到的信息。接口信息有助
于判斷是否由于設(shè)備的接口類型不匹配等問題引起網(wǎng)絡(luò)故障。
當(dāng)檢測兩臺設(shè)備之間的路由不連通時，可以利用TraceRt命令定位
7哪臺設(shè)備出現(xiàn)故障。但是，對于能夠Ping通的情況，進(jìn)一步的故障定 位就比較復(fù)雜，通常需要網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員多年的維護(hù)經(jīng)驗和專業(yè)測試儀表 的幫助。
因此，提供一種簡單有效的方法來得到傳輸路徑上每個節(jié)點的相關(guān) 時延信息、系統(tǒng)信息和接口信息是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的方法和設(shè)備?？梢?簡單有效的得到傳輸路徑上每個節(jié)點的相關(guān)時延信息、系統(tǒng)信息和/或 接口信息，并能夠準(zhǔn)確的定位故障。
根據(jù)本發(fā)明一方面，提出獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的方法，包 括以下步驟同步源節(jié)點和目的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)時間，在所述源節(jié)點向所述 目的節(jié)點發(fā)送的Ping報文的IP首部選項字段中記錄所述報文的發(fā)送時 間戳；在所述Ping報文到達(dá)目的節(jié)點時，記錄至少如下之一的信息 將所述發(fā)送時間戳復(fù)制到Ping reply報文的IP首部選項字段中、記錄 所述目的節(jié)點接收到所述Ping報文的接收時間、生成Ping r印ly報文 的生成時間、發(fā)送所述Ping reply才艮文的發(fā)送時間、生成所述Ping reply時CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型以及MTU,并將包括至 少如下之一的所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、目的節(jié)點接收時間、生成時間、 發(fā)送時間、CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型以及MTU的所述 Ping reply報文傳送給所述源節(jié)點；接收到所述Ping reply報文后，所 述源節(jié)點根據(jù)至少如下之一的所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、目的節(jié)點接收時 間、生成時間以l良送時間計算出時延信息，提取出至少如下之一的信 息，包括所述CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型和MTU。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，還提出獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的設(shè) 備，其中，源節(jié)點包括源節(jié)點包括第一時間同步單元，同步網(wǎng)絡(luò)時 間；第一收發(fā)單元，向目的節(jié)點發(fā)送Ping報文時，在所述Ping報文的 IP首部選項字段中記錄報文的發(fā)送時間戳；接收Ping r印ly報文，所述 Ping reply報文包括至少如下之一的所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、目的節(jié)點接收時間、生成時間、發(fā)送時間、CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類 型和MTU;計算單元，根據(jù)至少如下之一的所迷源節(jié)點發(fā)送時間戳、 目的節(jié)點接收時間、生成時間以及發(fā)送時間計算出時延信息，提取出至 少如下之一的信息，包括所述CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型和 MTU;目的節(jié)點包括第二時間同步單元，同步所述網(wǎng)絡(luò)時間；第二 收發(fā)單元，接收所述Ping報文，并將包括至少如下之一的所述源節(jié)點 發(fā)送時間戳、目的節(jié)點接收時間、生成時間、發(fā)送時間、CPU利用 率、內(nèi)存占用率、接口類型和MTU的Ping reply報文傳送給所述源節(jié) 點；第二記錄單元，在所述Ping reply報文中記錄至少如下之一的信 息，包括將所述發(fā)送時間戳復(fù)制到Ping reply報文的IP首部選項字段 中、記錄所述目的節(jié)點接收到該Ping才艮文的4妾收時間、生成Ping reply 報文的生成時間、發(fā)送Ping reply報文的發(fā)送時間、CPU利用率、內(nèi)存 占用率、接口類型和MTU。
本發(fā)明可以簡單有效的得到傳輸路徑上每個節(jié)點的相關(guān)時延信息、 系統(tǒng)信息和/或接口信息，所述節(jié)點可以是目的節(jié)點，也可以是中間節(jié) 點，從而有利于故障定位。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生時延的示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中利用Ping命令檢測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間連通性的實例。
圖3為本發(fā)明獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的方法流程圖。
圖4為本發(fā)明從源節(jié)點發(fā)出的改進(jìn)后Ping報文的IP首部格式。
圖5為本發(fā)明數(shù)據(jù)報文傳送過程中IP首部選項字段的填充示意
圖6為本發(fā)明獲取傳輸路徑上中間節(jié)點傳輸信息的方法流程圖。 圖7為本發(fā)明獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的設(shè)備。 圖8為本發(fā)明所述設(shè)備中源節(jié)點結(jié)構(gòu)圖。 圖9為本發(fā)明所述設(shè)備中目的節(jié)點結(jié)構(gòu)圖。
圖10為本發(fā)明獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的中間節(jié)點結(jié)構(gòu)圖。
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具體實施例方式
本發(fā)明可以檢測到數(shù)據(jù)報文從源節(jié)點傳送到目的節(jié)點或者傳送到途 經(jīng)每臺中間設(shè)備的時延信息，包括去程傳送時延、節(jié)點處理時延、輸出 緩沖區(qū)排隊時延、返程傳送時延、還可以檢測到相關(guān)的系統(tǒng)信息和接口
信息，包括CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型和最大傳輸單元。 圖3為本發(fā)明獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的方法流程圖。 在步驟301，同步源節(jié)點和目的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)時間，可以通過在源節(jié) 點和目的節(jié)點上運行網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(Network Time Protocol, NTP )來 實現(xiàn)，當(dāng)然，也可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的其他方式來實現(xiàn)， 并在所述源節(jié)點向所述目的節(jié)點發(fā)送的Ping才艮文的IP首部選項字段中 記錄該報文的發(fā)送時間戳。
在步驟302，在所述Ping報文到達(dá)目的節(jié)點時，記錄至少如下之一 的信息將所述發(fā)送時間戳復(fù)制到Ping reply報文的IP首部選項字段 中、記錄所述目的節(jié)點接收到該Ping報文的接收時間、生成Ping reply 報文的生成時間、發(fā)送Ping reply報文的發(fā)送時間、生成Ping reply時 CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型和MTU,并將包括至少如下之一 的所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、目的節(jié)點接收時間、生成時間、發(fā)送時間、 CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型和MTU的Ping reply報文傳送給 所述源節(jié)點。
在步驟303，接收到所述Ping reply報文后，所述源節(jié)點根據(jù)至少 如下之一的所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、目的節(jié)點接收時間、生成時間以及
發(fā)送時間計算出時延信息。所迷時延信息可以包括如下之一去程傳送 時延、節(jié)點處理時延、輸出緩沖區(qū)排隊時延、返程傳送時延。根據(jù)計算 出的時延信息可以對故障進(jìn)行定位。還可以直接提取出至少如下之一 的 系統(tǒng)信息，包括CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型、MTU。
下面給出 一種獲取時延信息的方法實施例，根據(jù)該方法可以作出的 變形或修改，都應(yīng)包括在本權(quán)利要求所覆蓋的保護(hù)范圍內(nèi)。
去程傳送時延-t2-tl。節(jié)點處理時延-t3-t2。 輸出緩沖區(qū)排隊時延="-t3。 返程傳送時延-t5-t4。
其中，tl為源節(jié)點發(fā)送Ping報文的發(fā)送時間戳；t2為目的節(jié)點或 中間節(jié)點接收到Ping報文的接收時間戳；t3為目的節(jié)點生成Ping reply 報文的生成時間戳或者中間節(jié)點生成ICMP超時報文的生成時間戳；t4 為Ping reply報文或者ICMP超時報文的第一個字節(jié)發(fā)送至輸出鏈路的 發(fā)送時間戳；t5為源節(jié)點收到Ping reply報文或者ICMP超時報文的接 收時間戳。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加明確，下面結(jié)合圖2中的 實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)+兌明?，F(xiàn)有4支術(shù)中從Routerl向Router4發(fā)送 Ping報文，從得到的輸出結(jié)果中只能看到發(fā)送了幾個Ping報文、成功 接收了幾個Ping relpy報文以及RTT為多少。如果想得到從源節(jié)點到 目的節(jié)點的詳細(xì)時延信息、系統(tǒng)信息和接口信息，需要發(fā)送本發(fā)明中改 進(jìn)的Ping命令。
圖4為本發(fā)明從源節(jié)點發(fā)出的改進(jìn)后Ping報文的IP首部格式。其 中，版本、首部長度、服務(wù)類型等字段的含義與普通的IP數(shù)據(jù)報文一 樣。本發(fā)明所需的信息都記錄在IP數(shù)據(jù)報文首部的選項字段中，這樣 做的好處是盡量減少對現(xiàn)有數(shù)據(jù)報文格式和IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的改動，使本 發(fā)明更易于實現(xiàn)。
本實施例選項字段中代碼字段占一個字節(jié)，指明IP首部選項字段 記錄的是本發(fā)明所需的信息；長度字段占一個字節(jié)，指明IP選項字段 的總長度；時間戳tl為源節(jié)點發(fā)送Ping報文的發(fā)送時間戳；時間戳t2 為目的節(jié)點或中間節(jié)點接收到Ping報文的接收時間戳；CPU利用率和 內(nèi)存占用率為目的節(jié)點生成Ping reply報文或ICMP才艮文時的系統(tǒng)信 息；時間戳t3為目的節(jié)點生成Ping reply報文的生成時間戳或者中間節(jié) 點生成ICMP超時報文的生成時間戳；時間戳t4為Ping reply報文或 者ICMP超時報文的第一個字節(jié)發(fā)送至輸出鏈路的發(fā)送時間戳，時間戳 tl~t4、 CPU利用率和內(nèi)存占用率各占四個字節(jié)；4妾口類型和MTU記錄的是發(fā)送Ping reply報文或ICMP超時報文接口的接口信息，各占四 個字節(jié)。
源節(jié)點Routerl和目的節(jié)點Router4可以通過網(wǎng)絡(luò)相連，也可以由 傳輸鏈路直接相連。其中，源節(jié)點IP地址為10.0.0.1，目的節(jié)點IP地 址為12.0.0.2。在源節(jié)點和目的節(jié)點上運行網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議。從源節(jié)點 Routerl向目的節(jié)點Router4發(fā)送改進(jìn)后的Ping報文，要求顯示該 Ping報文從源節(jié)點Routerl到目的節(jié)點Router4的去程傳送時間、目的 節(jié)點Router4的節(jié)點處理時延、目的節(jié)點Router4的輸出緩沖區(qū)排隊時 延、Ping reply報文從Router4傳送到Routerl的返程傳送時延、目的 節(jié)點的CPU利用率、內(nèi)存占用率、目的節(jié)點發(fā)送Ping reply報文的接 口類型以及最大傳輸單元MTU。
該Ping報文的IP首部的選項字段填充的^C送該Ping報文的時 間戳tl，該Ping報文到達(dá)Router4后，Router4將Ping才艮文選項字段 中記錄的tl復(fù)制到Ping reply的IP首部選項字段中，并在tl后面的4 個字節(jié)中填充收到該Ping才艮文的時間戳為t2， Router4生成Ping reply :報文并放入輸出緩沖區(qū)的時間戳為t3， Ping r印ly報文的第一個字節(jié)發(fā) 送至輸出鏈路的時間戳為t4，源節(jié)點記錄下收到該Ping reply l艮文的時 間戳為t5, t5不需要再寫入IP首部。
當(dāng)源節(jié)點接收到Ping r印ly報文時，取出包含在其IP首部選項字 段的各個時間戳，計算出Ping報文從源節(jié)點到目的節(jié)點所經(jīng)歷的時延 信息
去程傳送時延-t2-tl。
節(jié)點處理時延-t3-t2。 .輸出緩沖區(qū)排隊時延-t4-t3。
返禾呈傳送時延-t5-t4。
當(dāng)從源節(jié)點向目的節(jié)點發(fā)送改進(jìn)后Ping報文時，不僅能夠得到時 延信息，還可以得到目的節(jié)點生成Ping reply報文時CPU利用率、內(nèi) 存占用率、發(fā)送Ping reply報文接口的接口類型和最大傳輸單元。圖5 為本發(fā)明數(shù)據(jù)報文傳送過程中IP首部選項字段的填充示意圖。這樣，當(dāng)源節(jié)點收到Ping reply報文時，不僅能夠得到時延信息，還可以得到 目的節(jié)點的系統(tǒng)信息和相關(guān)接口信息。
利用Ping命令改進(jìn)方法得到從源節(jié)點到目的節(jié)點的時延信息、系 統(tǒng)信息和接口信息，可以更加輕易的判斷出故障點，例如是否目的節(jié)點 CPU利用率過高導(dǎo)致節(jié)點處理Ping報文時間過長；是否目的節(jié)點的輸 出緩沖區(qū)擁塞導(dǎo)致排隊時間過長；是否由于鏈路質(zhì)量問題導(dǎo)致從源節(jié)點 到目的節(jié)點的去程傳送時延過大；還是IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口類型不匹配 等等。
當(dāng)獲得的至目的節(jié)點的時延信息、系統(tǒng)信息和接口信息不足以找出 故障所在，需要通過獲取源節(jié)點到每個中間節(jié)點的詳細(xì)時延信息、系統(tǒng) 信息和接口信息，以更精確的定位故障，本發(fā)明還可以進(jìn)一步提供數(shù)據(jù) 報文在通信路徑上所經(jīng)過的每臺設(shè)備的時延信息和其他信息。圖6為本 發(fā)明獲取傳輸路徑上中間節(jié)點傳輸信息的方法流程圖。
在步驟601,同步源節(jié)點和中間節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)時間，可以通過運行網(wǎng) 絡(luò)時間協(xié)i義NTP來實現(xiàn)。由源節(jié)點向中間節(jié)點發(fā)送包括TTL標(biāo)記的 Ping報文，所述TTL標(biāo)記為常數(shù)，在所述Ping報文的IP首部選項字 段中記錄該報文的發(fā)送時間戳。
在步驟602，在所述Ping報文到達(dá)中間節(jié)點時，對所述TTL標(biāo)記 作等差計算，判斷所述等差計算后的TTL與設(shè)定值是否相同，如果不 相同，執(zhí)行步驟603，否則執(zhí)行步驟604。
在步驟603，認(rèn)為報文未超時，由所述中間節(jié)點發(fā)送到下一個中間 節(jié)點，并跳轉(zhuǎn)到步驟602繼續(xù)執(zhí)行。
在步驟604，認(rèn)為報文超時，丟棄該報文，并向源節(jié)點發(fā)送ICMP 超時報文，在所述超時報文中包括至少如下之一的信息源節(jié)點發(fā)送 Ping報文的發(fā)送時間、中間節(jié)點接收到該Ping報文的接收時間、生成 ICMP超時報文的生成時間、發(fā)送ICMP超時報文的發(fā)送時間、CPU 利用率、內(nèi)存占用率、接口類型和MTU。
在步驟605,接收到所述ICMP超時報文后，所述源節(jié)點根據(jù)至少 如下之一的所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、中間節(jié)點接收時間、生成時間以及
13發(fā)送時間計算出時延信息，還可以提取出至少如下之一的信息，包括
CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型和MTU。
本發(fā)明提供了通信網(wǎng)絡(luò)中Ping命令的改進(jìn)方法，能夠計算出數(shù)據(jù) 報文從源節(jié)點出發(fā)，傳送至目的節(jié)點或者路徑上每個中間節(jié)點的去程傳 送時延、節(jié)點處理時延、輸出緩沖區(qū)排隊時延、返程傳送時延，還可以 進(jìn)一步獲取CPU利用率、內(nèi)存占用率，以及接口類型和/或MTU。無 需掛接專業(yè)的測試儀表，降低了測試成本和測試復(fù)雜度，操作簡單易于 實現(xiàn)，有利于幫助網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員進(jìn)一步定位網(wǎng)絡(luò)故障。
下面仍然結(jié)合圖2中的實例，對本發(fā)明獲取從源節(jié)點到中間節(jié)點的 時延信息進(jìn)行詳細(xì)說明。
源節(jié)點Routerl向目的節(jié)點Router4發(fā)送改進(jìn)后的Ping報文，要 求顯示Ping報文從Routerl到Router4傳送過程中途經(jīng)至每個中間節(jié) 點的去程傳送時間、節(jié)點處理時延、輸出緩沖區(qū)排隊時延、返程傳送時 延、CPU利用率、內(nèi)存占用率、每個中間節(jié)點發(fā)送接口的接口類型和 MTU。源節(jié)點發(fā)送Ping報文，其中源節(jié)點IP地址為10.0.0.1、目的節(jié) 點IP地址為12.0.0.2、 TTL從1開始遞增。
源節(jié)點Routerl發(fā)送TTL為1的Ping報文，中間節(jié)點Router2接 收到該Ping報文，先將TTL減1，此時TTL為O,則丟棄該報文，向 Routerl發(fā)送ICMP超時才艮文。該ICMP超時才艮文的IP首部選項字段 中，包含了前面提到的tl~t4時間戳、CPU利用率、內(nèi)存占用率、以 及Router2發(fā)送ICMP超時報文接口的接口類型和MTU。因此， Routerl接收到該ICMP超時報文后，計算出從Routerl到Router2的 去程傳送時延、節(jié)點處理時延、輸出緩沖區(qū)排隊時延、返程傳送時延， 提取出CPU利用率、內(nèi)存占用率、Router2發(fā)送接口的接口類型和 MTU。
源節(jié)點Routerl發(fā)送TTL為2的Ping報文，中間節(jié)點Router2接 收到此Ping報文，將TTL減1，此時TTL等于1，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)此數(shù)據(jù)報 文至Router3。中間節(jié)點Router3收到此數(shù)據(jù)才艮文后，TTL減1變?yōu)?0，向Routerl發(fā)送ICMP超時才艮文，因此，Routerl獲得途經(jīng)至Router3的時延信息、系統(tǒng)信息和接口信息。
源節(jié)點Routerl發(fā)送TTL為3的Ping報文，經(jīng)過中間節(jié)點 Router2和Router3到達(dá)Router4。對于目的節(jié)點Router4而言，即4吏 接收到TTL為1的數(shù)據(jù)報文，也不會產(chǎn)生ICMP超時報文，因為數(shù)據(jù) 報文已經(jīng)到達(dá)目的地。但是，目的節(jié)點依然會返回Ping reply報文，其 時延信息、系統(tǒng)信息和接口信息寫入該Ping reply報文的IP首部的選 項字段，返回至源節(jié)點。
圖7為本發(fā)明獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的設(shè)備，包括源節(jié)點和 目的節(jié)點。
圖8為本發(fā)明所述i殳備中源節(jié)點結(jié)構(gòu)圖。源節(jié)點包括第一時間同 步單元、第一收發(fā)單元、計算單元。
第 一 時間同步單元用于同步網(wǎng)絡(luò)時間，可以通過運行網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議 來實現(xiàn)。第一收發(fā)單元向目的節(jié)點發(fā)送Ping報文時，在所述Ping報文 的IP首部選項字段中記錄報文的發(fā)送時間戳。當(dāng)接收到Ping r印ly報 文時，所述Ping reply才艮文包括至少如下之一的所述源節(jié)點發(fā)送時間 戳、目的節(jié)點接收時間、生成時間、發(fā)送時間、CPU利用率、內(nèi)存占 用率、接口類型以及MTU，計算單元根據(jù)至少如下之一的所述源節(jié)點 發(fā)送時間戳、目的節(jié)點接收時間、生成時間以M送時間計算出時延信 息，還可以提取出至少如下之一的信息，包括CPU利用率、內(nèi)存占用 率、接口類型以及MTU。
所述時延信息可以包括如下之一去程傳送時延、節(jié)點處理時延、 輸出緩沖區(qū)排隊時延、返程傳送時延。
所述計算單元計算出時延信息如下
去程傳送時延-t2-tl。
節(jié)點處理時延-t3-t2。
輸出緩沖區(qū)排隊時延=t4-t3 。
返程傳送時延=t5-t4。
所述tl為源節(jié)點發(fā)送Ping報文的發(fā)送時間戳；所述t2為所述目的 節(jié)點或所述中間節(jié)點接收到Ping報文的接收時間戳；所述t3為所述目的節(jié)點生成Ping r印ly ^Jl的生成時間戳或者中間節(jié)點生成ICMP超時 報文的生成時間戳；所述t4為Ping r印ly報文或者ICMP超時報文的 第一個字節(jié)發(fā)送至輸出鏈路的發(fā)送時間戳；所述t5為所述源節(jié)點收到 Ping reply報文或者ICMP超時報文的接收時間戳。
圖9為本發(fā)明所述設(shè)備中目的節(jié)點結(jié)構(gòu)圖。目的節(jié)點包括第二時 間同步單元、第二收發(fā)單元、第二記錄單元。
第二時間同步單元用于同步網(wǎng)絡(luò)時間，可以通過運行網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議 來實現(xiàn)。第二收發(fā)單元接收所述Ping報文，笫二記錄單元記錄至少如 下之一的信息將所述發(fā)送時間戳復(fù)制到Ping r印ly凈艮文的IP首部選 項字段中、記錄所述目的節(jié)點接收到該Ping報文的接收時間、生成 Ping reply報文的生成時間、發(fā)送Ping reply報文的發(fā)送時間、CPU利 用率、內(nèi)存占用率、接口類型以及MTU。第二收發(fā)單元將包括至少如 下之一的所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、目的節(jié)點接收時間、生成時間、發(fā)送 時間、CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型以及MTU的Ping reply報 文傳送給所述源節(jié)點。
圖10為本發(fā)明獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的中間節(jié)點結(jié)構(gòu)圖。 中間節(jié)點還包括第三時間同步單元、第三收發(fā)單元、判斷單元、第三 記錄單元。
第三時間同步單元用于同步網(wǎng)絡(luò)時間，可以通過運行網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議 來實現(xiàn)。第三記錄單元記錄至少如下之一的信息源節(jié)點發(fā)送Ping報 文的發(fā)送時間、中間節(jié)點接收到Ping報文的接收時間、生成ICMP超 時報文的生成時間、發(fā)送ICMP超時報文的發(fā)送時間、CPU利用率、 內(nèi)存占用率、接口類型和MTU。
第三收發(fā)單元接收所述源節(jié)點發(fā)送的包括TTL標(biāo)記的Ping報文， 所述TTL標(biāo)記為常數(shù)，在所述Ping報文的IP首部選項字段中記錄報 文的發(fā)送時間戳。判斷單元對所述TTL標(biāo)記作等差計算，判斷所述等 差計算后的TTL與設(shè)定值是否相同，如果不相同，認(rèn)為報文未超時， 通知所述第三收發(fā)單元將所述Ping ^^文發(fā)送到下一中間節(jié)點；如果相 同，認(rèn)為報文超時，丟棄所述報文，并通知所述第三收發(fā)單元發(fā)送
16ICMP超時報文。若報文未超時，第三收發(fā)單元將所述Ping報文發(fā)送 到下一中間節(jié)點，若報文超時，第三收發(fā)單元向所迷源節(jié)點發(fā)送ICMP 超時報文，在所述超時報文中包括至少如下之一的源節(jié)點發(fā)送Ping報 文的發(fā)送時間、中間節(jié)點接收到Ping報文的接收時間、生成ICMP超 時報文的生成時間、發(fā)送ICMP超時報文的發(fā)送時間、CPU利用率、 內(nèi)存占用率、接口類型和最大傳輸單元。
最后需要說明的是，本發(fā)明的實施方式和實施例僅用于說明本發(fā) 明，不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制，凡根據(jù)本發(fā)明所作的相應(yīng)修改和變 形，都應(yīng)覆蓋在本權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的方法，包括以下步驟同步源節(jié)點和目的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)時間，在所述源節(jié)點向所述目的節(jié)點發(fā)送的Ping報文的IP首部選項字段中記錄所述報文的發(fā)送時間戳；在所述Ping報文到達(dá)目的節(jié)點時，記錄至少如下之一的信息將所述發(fā)送時間戳復(fù)制到Ping reply報文的IP首部選項字段中、記錄所述目的節(jié)點接收到所述Ping報文的接收時間、生成Ping reply報文的生成時間、發(fā)送所述Ping reply報文的發(fā)送時間、生成所述Ping reply時CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型以及最大傳輸單元，并將包括至少如下之一的所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、目的節(jié)點接收時間、生成時間、發(fā)送時間、CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型以及最大傳輸單元的所述Ping reply報文傳送給所述源節(jié)點；接收到所述Ping reply報文后，所述源節(jié)點根據(jù)至少如下之一的所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、目的節(jié)點接收時間、生成時間以及發(fā)送時間計算出時延信息，提取出至少如下之一的信息，包括所述CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型以及最大傳輸單元。
2. 如權(quán)利要求1所述獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的方法，還包 括以下步驟同步所述源節(jié)點和中間節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)時間，由所述源節(jié)點向所述中間 節(jié)點發(fā)送包括TTL標(biāo)記的Ping報文，所述TTL標(biāo)記為常數(shù)，在所述 Ping報文的IP首部選項字段中記錄報文的發(fā)送時間戳；在所述Ping報文到達(dá)中間節(jié)點時，對所述TTL標(biāo)記作等差計算， 判斷所述等差計算后的TTL與設(shè)定值是否相同，如果不相同，認(rèn)為報 文未超時，由所述中間節(jié)點發(fā)送到下一個中間節(jié)點，并繼續(xù)執(zhí)行本步 驟，否則執(zhí)行下一步；認(rèn)為報文超時，丟棄所述報文，并向所述源節(jié)點發(fā)送ICMP超時報 文，在所述超時報文中包括至少如下之一的信息源節(jié)點發(fā)送Ping報 文的發(fā)送時間、中間節(jié)點接收到Ping報文的接收時間、生成ICMP超時報文的生成時間、發(fā)送ICMP超時報文的發(fā)送時間、CPU利用率、 內(nèi)存占用率、接口類型以及最大傳輸單元；接收到所述ICMP超時報文后，所述源節(jié)點根據(jù)至少如下之一的所 述源節(jié)點發(fā)送時間戳、中間節(jié)點接收時間、生成時間以及發(fā)送時間計算 出時延信息，提取出至少如下之一的信息，包括所述CPU利用率、內(nèi) 存占用率、接口類型以及最大傳輸單元。
3. 如權(quán)利要求1或2所述獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的方法， 其中，所述時延信息包括如下之一去程傳送時延、節(jié)點處理時延、輸 出緩沖區(qū)排隊時延、返程傳送時延。
4. 如權(quán)利要求3所述獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的方法，其 中，計算出時延信息如下去程傳送時延-t2-tl; 節(jié)點處理時延-t3-t2; 輸出緩沖區(qū)排隊時延=t4-t3; 返程傳送時延=t5誦t4;所述tl為源節(jié)點發(fā)送Ping報文的發(fā)送時間戳；所述t2為所述目的 節(jié)點或所述中間節(jié)點接收到Ping報文的接收時間戳；所述t3為所述目 的節(jié)點生成Ping reply報文的生成時間戳或者中間節(jié)點生成ICMP超時 報文的生成時間戳；所述t4為Ping reply報文或者ICMP超時報文的 第一個字節(jié)發(fā)送至輸出鏈路的發(fā)送時間戳；所述t5為所述源節(jié)點收到 Ping reply報文或者ICMP超時報文的接收時間戳。
5. 獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的設(shè)備，其中 源節(jié)點包括第一時間同步單元，同步網(wǎng)絡(luò)時間；第一收發(fā)單元，向目的節(jié)點發(fā)送Ping報文時，在所述Ping報文 的IP首部選項字段中記錄報文的發(fā)送時間戳；接收Ping reply報文， 所述Ping reply報文包括至少如下之一的所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、目的 節(jié)點接收時間、生成時間、發(fā)送時間、CPU利用率、內(nèi)存占用率、接 口類型以及最大傳輸單元；計算單元，根據(jù)至少如下之一的所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、目的節(jié) 點接收時間、生成時間以及發(fā)送時間計算出時延信息，提取出至少如下之一的信息，包括所述CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型以及最大傳輸單元；目的節(jié)點包括 第二時間同步單元，同步所述網(wǎng)絡(luò)時間；笫二收發(fā)單元，接收所述Ping報文，并將包括至少如下之一的 所述源節(jié)點發(fā)送時間戳、目的節(jié)點接收時間、生成時間、發(fā)送時間、 CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型以及最大傳輸單元的Ping reply報 文傳送給所述源節(jié)點；笫二記錄單元，在所述Ping reply報文中記錄至少如下之一的信 息，包括將所述發(fā)送時間戳復(fù)制到Ping r印ly報文的IP首部選項字段 中，記錄所述目的節(jié)點接收到該Ping報文的接收時間、生成Ping reply 報文的生成時間、發(fā)送Ping reply報文的發(fā)送時間、CPU利用率、內(nèi)存 占用率、接口類型以及最大傳輸單元。
6. 如權(quán)利要求5所迷獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的設(shè)備，還包 括中間節(jié)點，所述中間節(jié)點包括笫三時間同步單元，同步所述網(wǎng)絡(luò)時間；第三收發(fā)單元，接收所述源節(jié)點發(fā)送的包括TTL標(biāo)記的Ping報 文，所述TTL標(biāo)記為常數(shù)，在所述Ping報文的IP首部選項字段中記 錄報文的發(fā)送時間戳；若報文未超時，將所述Ping報文發(fā)送到下一中 間節(jié)點，若報文超時，向所述源節(jié)點發(fā)送ICMP超時報文，在所述超時 報文中包括至少如下之一的信息源節(jié)點發(fā)送Ping報文的發(fā)送時間、 中間節(jié)點接收到Ping報文的接收時間、生成ICMP超時報文的生成時 間、發(fā)送ICMP超時^^文的發(fā)送時間、CPU利用率、內(nèi)存占用率、接 口類型以及最大傳輸單元；判斷單元，對所述TTL標(biāo)記作等差計算，判斷所述等差計算后的 TTL與設(shè)定值是否相同，如果不相同，認(rèn)為報文未超時，通知所述第三 收發(fā)單元將所述Ping報文發(fā)送到下一中間節(jié)點；如果相同，認(rèn)為報文超時，丟棄所述報文，并通知所述第三M單元發(fā)送ICMP超時報文；第三記錄單元，記錄至少如下之一的信息源節(jié)點發(fā)送Ping報文 的發(fā)送時間、中間節(jié)點接收到Ping報文的接收時間、生成ICMP超時 報文的生成時間、發(fā)送ICMP超時報文的發(fā)送時間、CPU利用率、內(nèi) 存占用率、接口類型以及最大傳輸單元。
7. 如權(quán)利要求5或6所述獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的設(shè)備， 其中，所述時延信息包括如下之一去程傳送時延、節(jié)點處理時延、輸 出緩沖區(qū)排隊時延、返程傳送時延。
8. 如權(quán)利要求7所述獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的設(shè)備，其 中，所述計算單元計算出時延信息如下去程傳送時延-t2-tl; 節(jié)點處理時延-t3-t2; 輸出緩沖區(qū)排隊時延=t4-t3; 返程傳送時延=t5畫t4;所述tl為源節(jié)點發(fā)送Ping報文的發(fā)送時間戳；所述t2為所述目的 節(jié)點或所述中間節(jié)點接收到Ping報文的接收時間戳；所述t3為所述目 的節(jié)點生成Ping reply報文的生成時間戳或者中間節(jié)點生成ICMP超時 報文的生成時間戳；所述t4為Ping reply報文或者ICMP超時報文的 第一個字節(jié)發(fā)送至輸出鏈路的發(fā)送時間戳；所述t5為所述源節(jié)點收到 Ping reply報文或者ICMP超時報文的接收時間戳。
全文摘要
本發(fā)明提出一種獲取傳輸路徑上節(jié)點傳輸信息的方法和設(shè)備。包括同步源節(jié)點和目的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)時間，當(dāng)源節(jié)點向目的節(jié)點發(fā)送Ping報文時，在Ping報文的IP首部選項字段中記錄報文的發(fā)送時間；在Ping報文到達(dá)目的節(jié)點時，記錄至少如下之一的信息將發(fā)送時間復(fù)制到Ping reply報文的IP首部選項字段，記錄目的節(jié)點接收到Ping報文的時間、生成Ping reply報文的時間、發(fā)送Ping reply報文的時間、生成Ping reply時CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型和MTU，并將上述至少之一信息傳送給源節(jié)點；根據(jù)源節(jié)點發(fā)送時間、目的節(jié)點接收時間、生成時間和發(fā)送時間計算時延信息，提取CPU利用率、內(nèi)存占用率、接口類型和MTU。本發(fā)明簡單有效的得到傳輸路徑上每個節(jié)點的相關(guān)時延信息、系統(tǒng)信息和接口信息。
文檔編號H04L12/56GK101510849SQ20091011981
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者徐博文, 樊勇兵 申請人:中國電信股份有限公司