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云网络、用于云网络的测量系统、方法、设备及存储介质

文献发布时间:2023-06-19 11:27:38


云网络、用于云网络的测量系统、方法、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及云计算技术领域,尤其涉及一种云网络、用于云网络的测量系统、方法、设备及存储介质。

背景技术

云网络(Cloud Network)是一个融合了物理网络和虚拟网络,虚拟网络中包括多租户网络的复杂网络,它承载了租户应用以及应用之间的连接和通信,租户的应用请求会经过多层网络的处理和传输之后到达目的端。

云网络的网络质量对租户应用有直接的影响。然而,由于云网络的租户、网络拓扑具有灵活多变的特点,现有针对物理网络的质量探测技术并不适用于云网络。在这个情况下,如何简单准确地测量出云网络的网络质量非常关键。

发明内容

本申请的多个方面提供一种云网络、用于云网络的测量系统、方法、设备及存储介质,用以简单、准确地测量云网络的网络质量。

本申请实施例提供一种云网络,包括:物理网络和承载于所述物理网络之上的虚拟网络;所述虚拟网络包括多租户网络,以及负责在所述多租户网络中不同端设备之间进行流量转发和互联的网元设备,所述云网络还包括:调度设备和分析设备;所述调度设备,用于感知目标租户的测量意图,生成与所述测量意图适配的测量规则并下发给源网元设备,所述测量规则包括待测路径上的源端设备和目的端设备,所述源网元设备是所述待测路径上的网元设备;所述源网元设备,用于根据所述测量规则生成测量请求报文,并将所述测量请求报文转发出去,所述测量请求报文用于供所述源网元设备和所述待测路径上收到所述测量请求报文的其它网元设备生成测量记录信息;所述分析设备,用于根据所述源网元设备和其它网元设备生成的测量记录信息进行网络质量分析。

本申请实施例还提供一种用于云网络的测量系统,包括:调度子系统、至少一个测量执行子系统和测量分析子系统;所述调度子系统,用于感知云网络中目标租户的测量意图,生成与所述测量意图适配的测量规则并下发给目标测量执行子系统,所述测量规则包括待测路径上的源端设备和目的端设备;所述目标测量执行子系统与所述待测路径对应;所述目标测量执行子系统,用于根据所述测量规则生成测量请求报文,并将所述测量请求报文注入到所述待测路径上,以使所述待测路径上的至少部分网元设备对所述测量请求报文进行转发并产生测量记录信息;所述测量分析子系统,用于根据所述至少部分网元设备产生的测量记录信息进行网络质量分析。

本申请实施例还提供一种网络质量测量方法,包括:感知云网络中目标租户的测量意图,并生成与所述测量意图适配的测量规则,所述测量规则包括待测路径上的源端设备和目的端设备;根据所述测量规则生成测量请求报文,并将所述测量请求报文注入到所述待测路径上,以使所述待测路径上的至少部分网元设备生成测量记录信息;根据所述至少部分网元设备生成的测量记录信息进行网络质量分析。

本申请实施例还提供一种云计算设备,包括:存储器和处理器;所述存储器,用于存储计算机程序;所述处理器,用于执行所述计算机程序,以用于实现本申请方法实施例中的步骤。

本申请实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,当所述计算机程序被处理器执行时,致使所述处理器能够实现本申请方法实施例中的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,当所述计算机程序/指令被处理器执行时,致使所述处理器能够实现本申请方法实施例中的步骤。

在本申请实施例中,针对云网络,通过感知云网络中租户的测量意图,根据测量意图生成测量规则,基于该测量规则采用旁路注包的方式向待测路径上的网元设备内部注入测量请求报文,借助于测量请求报文在经过不同网元设备时产生的测量记录信息进行网络质量分析,可简单、有效、准确地测量出云网络的网络质量。

进一步,通过对租户测量请求的意图化,可极大地简化测量过程,而且租户对测量过程无感知,无需对复杂测量规则进行管理操作,有利于提高租户体验度;另外,通过旁路注包的方式,无需在租户的网络环境中部署测量服务,有利于降低了对租户网络环境的侵入;同时,由于本申请实施例是主动注包,可避免对租户实际应用流量的依赖,即使在租户没有产生实际应用流量的情况下也可以对网络质量进行测量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1a为本申请示例性实施例提供的一种用于云网络的测量系统的结构示意图;

图1b为本申请示例性实施例提供的向待测路径上注入测量请求报文生成测量记录信息的过程示意图;

图1c为本申请示例性实施例提供的测量分析子系统的内部结构示意图;

图1d为本申请示例性实施例提供的测量分析子系统独立于云网络部署时的使用状态示意图;

图2a为本申请示例性实施例提供的一种云网络的结构示意图;

图2b为本申请示例性实施例提供的另一种云网络的结构示意图;

图3a为本申请示例性实施例提供的一种网络质量测量方法的流程示意图;

图3b为本申请示例性实施例提供的一种测量规则生成方法的流程示意图;

图3c为本申请示例性实施例提供的一种报文传输方法的流程示意图;

图4为本申请示例性实施例提供的一种网络质量测量装置的结构示意图;

图5为本申请示例性实施例提供的一种云计算设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

针对现有无法对云网络的网络质量进行有效测量的技术问题,在本申请一些实施例中,提供一种测量系统,该测量系统可用于对云网络的网络质量进行测量,但并不限于此。该测量系统也可以应用于物理网络,用于针对物理网络进行网络质量的测量。在将该测量系统应用于云网络的情况下,该测量系统可感知云网络中租户的测量意图,根据测量意图生成测量规则,基于该测量规则采用旁路注包的方式向待测路径上的网元设备内部注入测量请求报文,进而借助测量请求报文在经过不同网元设备时产生的测量记录信息进行网络质量分析,可简单、有效、准确地测量出云网络的网络质量。在本申请下面实施例中,重点以将测量系统应用于云网络为例进行说明。

首先,对云网络进行简单介绍:云网络是一种融合了物理网络和虚拟网络,虚拟网络又包括多租户网络的复杂网络,即云网络包括物理网络和虚拟网络。其中,物理网络包括服务器、机柜、路由器、交换机等物理机,以及用于实现这些物理机之间的网络连接的物理连接线,例如同轴线缆、网线、光纤等。虚拟网络承载于物理网络之上,是在物理网络的基础上基于虚拟化技术实现的一种逻辑网络,可将物理网络资源进行虚拟化,使得物理网络资源升级为虚拟化、可动态分配的虚拟化资源。

在本申请实施例中,虚拟网络包括多租户网络,不同租户的网络环境之间相互隔离,每个租户网络包括但不限于:在该云网络中可识别为该租户的一切数据,比如在云网络中为该租户创建的账户与统计信息(Accounting Data),以及在云网络中为该租户设置的各式数据和租户所配置的虚拟化的端设备等各种虚拟化资源。在本申请实施例中,租户网络中的端设备是指可以发起或终结网络流量的虚拟化设备,通常情况下端设备可以为租户提供完全隔离的网络环境,负责承载租户的应用,这些应用会进行网络流量(如各种报文)的收发,在实现形态上可以是但不限于:虚拟机(VM)、容器、弹性实例(ECS)、用于后续网元设备(如虚拟交换机)的配置对象、云数据库等。其中,租户(Tenant)泛指使用云网络或云网络中各种资源的用户。在本实施例中,并不限定租户网络的实现形态,例如可以实现为虚拟专有云(Virtual Private Cloud,VPC),对租户来说,可以在其VPC中部署自己的VM、云数据库等端设备。

除了多租户网络之外,虚拟网络还包括在多租户网络中不同端设备之间实现流量转发和网络互联的网元设备。在本申请实施例中,网元设备主要用于在不同端设备之间进行流量转发,进行报文处理,实现不同端设备之间的网络互联,例如可以是虚拟交换机、虚拟网关等。在一可选实施例中,可以采用叠加(Overlay)技术在虚拟网络中实现Overlay网络,Overlay网络介于物理网络和租户网络之间,上述网元设备可位于Overlay网络中实现。Overlay网络是租户网络与物理网络之间的桥梁,使得租户网络中端设备之间的互联跳出物理网络的束缚,为最终实现网络资源的灵活定义、按需分配、按需调整提供了条件。这样整个云网络可实现为包括物理网络、Overlay网络和多租户网络的三层网络架构,但对云网络架构的划分并不限于此。无论是哪种网络架构,通过将虚拟网络中各种资源的配置信息进行包装最终以配置对象的方式呈现给租户,租户可以根据自身需求对配置对象进行相应配置,从而得到符合自己需求的端设备、子网络等资源。

由上述对云网络的介绍可知,对云网络进行网络质量探测不再局限在物理机或物理机之间,而是需要深入到虚拟化的端设备(如虚拟机)内部,而虚拟化的端设备是逻辑节点,其与物理机的部署、拓扑都有较大差异。在云网络中,相比于物理网络的拓扑结构,租户网络的拓扑结构是灵活、多变的,根据租户需求的不同,这些虚拟化的端设备(如虚拟机)可灵活地增加、减少,端设备之间以及端设备与其它网络(例如专有网络)之间的互联关系也可以根据租户的需求灵活改变。如果由租户直接对云网络的网络质量进行探测,租户需要进行复杂的测量工作,包括部署测量服务,管理测量对象以及测量规则等,而且这些工作还需要根据虚拟网络的拓扑变化不断适应性地变化,这对租户来说是较为繁重的工作,网络质量测量难度较大。而本申请实施例提供的测量系统可解决云网络的网络质量测量难的技术问题。

接下来,对本申请实施例提供的测量系统进行介绍:如图1a所示,本申请实施例提供的可用于云网络的测量系统100包括:调度子系统101、至少一个测量执行子系统102和测量分析子系统103。其中,每个测量执行子系统102分别与调度子系统101和测量分析子系统103通信连接。本实施例中,调度子系统101、测量执行子系统102和测量分析子系统103可以采用软件形态实现,在使用测量系统100之前,可以部署调度子系统101、测量执行子系统102和测量分析子系统103各自对应的软件代码。在本实施例中,并不限定调度子系统101、测量执行子系统102和测量分析子系统103的部署位置,可根据应用需求部署在合适的网络位置。

在测量系统应用于云网络的情况下,如图1a所示,调度子系统101一方面用于感知云网络中目标租户的测量意图(measurement intent),生成与测量意图适配的测量规则;另一方面,通过对测量执行子系统102进行调度,将测量规则下发给合适的测量执行子系统102,以使测量执行子系统102根据测量规则执行与网络质量测量相关的操作并产生测量记录信息;进而,由测量分析子系统103根据测量记录信息进行网络质量分析,产生网络质量分析结果。进一步可选地,如图1a所示,网络质量分析结果还可以反馈给调度子系统101,进一步影响测量执行子系统102对目标租户测量意图的感知过程。其中,调度子系统101负责感知目标租户的测量意图并根据测量意图生成与之适配的测量规则,可将目标租户从网络质量测量中解放出来,目标租户无需维护和管理测量规则,有利于提高目标租户对云网络的使用体验。

其中,目标租户是指云网络中的租户,其数量可以是一个或多个,可以是云网络中的全部租户,也可以是云网络中的部分租户,具体可以是网络质量测量需求而定。例如,如果是从云网络提供商的角度出发,需要了解整个云网络的网络质量,则可以将云网络中的全部租户作为目标租户,感知每个租户的测量意图,针对每个租户进行网络质量测量,从而得到整个云网络的网络质量。又例如,如果是从租户的角度出发,只需了解这些租户(这些租户可以是提出网络质量测量要求的租户,或者是VIP租户,或者是网络质量低于设定标准的租户等)自身网络的网络质量,则可以将这些租户作为目标租户,感知这些租户的测量意图,针对这些租户进行网络质量测量,从而满足这些租户的网络质量测量需求。又例如,如果是从区域的角度出发,需要了解云网络覆盖到的某个区域的网络质量,则可以将该区域内的租户作为目标租户,感知这些租户的测量意图,针对这些租户进行网络质量测量,从而得到该区域内的网络质量。又例如,如果从应用类别的角度出发,需要了解某一类应用涉及的网络质量,则可以将部署这类应用的租户作为目标租户,感知这些租户的测量意图,针对这些租户进行网络质量测量,从而得到该类应用对应的网络质量。

在本实施例中,调度子系统101感知目标租户的测量意图;目标租户的测量意图是对目标租户的测量请求的意图化,能够反映出目标租户需要什么样的测量请求,该测量意图可以采用更加切近用户的语言表达或描述方式。可以理解为:该测量意图是以接近用户语言表达或者描述方式对目标租户的测量请求进行的表达。这里的测量请求是指请求测量云网络的网络质量的请求。

在本实施例中,调度子系统101可以采用各种方式来感知目标租户的测量意图,对此不做限定。在一可选实施例中,调度子系统101可以监测目标租户的网络拓扑是否发生变化;在目标租户的网络拓扑未发生变化的情况下,目标租户的测量意图一般不会变化;在目标租户的网络拓扑发生变化的情况下,例如目标租户新购买了一台虚拟机,删除了已有虚拟机或者更改了虚拟机的配置信息等,对网络质量的测量意图通常会发生变化;基于此,调度子系统101可以根据目标租户的网络拓扑变化信息来感知目标租户的测量意图。具体地,调度子系统101可以获取目标租户提交的应用需求变化信息,根据目标租户提交的应用需求变化信息,生成目标租户的网络拓扑变化信息;根据目标租户的网络拓扑变化信息,确定目标租户的测量意图。其中,目标租户的应用需求变化,会直接影响目标租户的网络拓扑。例如,因为下游用户量的增长,目标租户需要增加一台虚拟机,则目标租户的网络拓扑会因为新增一台虚拟机而发生变化,该台虚拟机可能需要与负载均衡器互联,或者该台虚拟机需要接入专线,或者该台虚拟机需要与已有其它虚拟机互联,这会导致目标租户对网络质量的测量意图发生变化。在本实施例中,并不限定调度子系统101获取目标租户提交的应用需求变化信息的实施方式,下面举例说明:

在一可选实施例A1中,调度子系统101可以实现为目标租户与云网络提供商进行交互的门户,目标租户一开始提交的应用需求信息或后续提交的应用需求变化信息都可以通过调度子系统101进行提交,以便于云网络提供商为目标租户提供相应的云计算服务。基于此,调度子系统101可以直接接收目标租户提交的应用需求变化信息。在本实施例中,调度子系统101可以面向目标租户提供web网页、应用页面或命令窗,目标租户在自己使用的终端设备上打开调度子系统101提供的web网页、应用页面或命令窗,通过web网页、应用页面或命令窗向调度子系统101提交应用需求变化信息。

在另一可选实施例A2中,云网络的虚拟网络中还包括网络控制器,该网络控制器是租户与云网络提供商之间进行交互的门户,在实现方式上,网络控制器可以是一些分布式部署的软件,例如可以是API。基于网络控制器,目标租户可以向云网络提供商提交应用需求信息或应用需求变化信息。在本实施例中,网络控制器可以面向目标租户提供web网页、应用页面或命令窗,目标租户在自己使用的终端设备上打开网络控制器提供的web网页、应用页面或命令窗,通过web网页、应用页面或命令窗向网络控制器提交应用需求变化信息。基于此,调度子系统101与云网络中的网络控制器进行通信连接,从网络控制器中获取目标租户提交的应用需求变化信息。

进一步可选地,在实施例A2中,调度子系统101可以旁挂在网络控制器的旁边,通过旁路采集方式将目标租户提交的应用需求变化信息从网络控制器中分流至调度子系统101中。或者,在实施例A2中,网络控制器可以面向调度子系统101提供订阅服务,调度子系统101可以注册为网络控制器的订阅者,用于向网络控制器订阅租户提交的应用需求变化信息,这样,当网络控制器接收到任何租户提交的应用需求变化信息,可以主动将租户提交的应用需求变化信息提供给调度子系统101。

无论采用上述哪种实施例提供的方式,在获取目标租户提交的应用需求变化信息之后,调度子系统101可以根据该应用需求变化信息,结合所维护的云网络的网络拓扑,生成目标租户的网络拓扑变化信息;进而根据该网络拓扑变化信息,确定目标租户的测量意图。例如,在目标租户增加一台虚拟机的情况下,调度子系统101可以在目标租户原有网络拓扑的基础上增加新的虚拟机以及与新虚拟机相关的网络连接,得到目标租户的网络拓扑变化信息;进而,感知目标租户有可能需要对已有虚拟机与该新增虚拟机之间的网络质量进行测量,则测量意图可表示为:测量已有虚拟机Vm1与新增虚拟机Vm2之间的网络质量。又例如,在目标租户根据应用需求为已有虚拟机新配置公网IP地址的情况下,调度子系统101可以在目标租户原有网络拓扑的基础上增加已有虚拟机与公网之间的网络连接,得到目标租户的网络拓扑变化信息;进而,感知目标租户的虚拟机需要访问该公网IP对应的公网,有必要对虚拟机到公网的网络质量进行探测,假设该公网为公网-12345,则测量意图可表示为:测量到公网-12345的网络质量(measure network-12345)。

在感知到目标租户的测量意图之后,调度子系统101可生成与测量意图适配的测量规则,该过程是指对测量意图进行解析,进而得到进行网络质量测量所需的相关信息,并按照测量执行子系统102可识别的信息格式对这些信息进行组织的过程,即最终得到的测量规则。其中,测量规则包括根据网络质量测量需求对云网络进行网络质量测量所需的相关信息,这些信息至少包括能够表示需要对哪些端设备之间的路径进行网络质量的测量的信息,例如可以包括但不限于:源端设备和目的端设备的标识信息,源端设备和目的端设备可以唯一确定一条网络路径,在本申请实施例中,将由源端设备与目的端设备限定的网络路径称为待测量路径。这里的标识信息可以是任何能够唯一标识源端设备或目的端设备的信息,例如可以是IP地址、MAC地址或设备序列号等。其中,源端设备和目的端设备可以是一组或多组,具体视网络质量测量需求而定。进一步可选地,测量规则中还可以包括源端设备和目的端设备之间进行网络通信所采用的通信协议,例如UDP协议、TCP协议等,以便于采用源端设备和目的端设备支持的通信协议对两者之间的路径进行网络质量测量。以测量意图是测量已有虚拟机Vm1与新增虚拟机Vm2之间的网络质量为例,则根据该测量意图生成的测量规则可表示为:源端设备(Src):Vm1,目的端设备(Dst):Vm2,通信协议(protocol):UDP。

在本申请实施例中,并不限定调度子系统101生成测量规则的实施方式。在一可选实施例中,调度子系统101可以根据目标租户的测量意图,结合目标租户的网络配置信息,确定待测路径上的源端设备和目的端设备;进而,根据待测路径上的源端设备和目的端设备,生成测量规则。其中,目标租户的网络配置信息是指目标租户通过租户网络层进行配置的各种信息,例如包括但不限于:路由表项信息、访问控制列表(ACL)信息、网元设备的信息、网络拓扑信息等。进一步,在确定源端设备和目的端设备时,可以从目标租户的测量意图中,解析出待测量的源端设备,例如可以是目标租户新增的虚拟机,或者需要访问的公网或专线等;之后,从整个云网络的拓扑中确定源端设备所在的网络拓扑,根据源端设备所在的网络拓扑,结合目标租户的网络配置信息,获取与源端设备存在访问关系的潜在路径;其中,潜在路径可以是一条或多条;潜在路径一端的端设备为源端设备,并从潜在路径上的另一端设备中,确定与该源端设备对应的目的端设备。在本实施例中,并不限定从潜在路径上的另一端设备中,确定与源端设备对应的目的端设备的实施方式,下面举例说明:

在一可选实施例B1中,可以默认将全部潜在路径上的另一端设备均作为与源端设备对应的目的端设备,也就意味着,所有潜在路径均会被视为待测路径,通过测量至少可以了解到所有潜在路径的网络质量。

在另一可选实施例B2中,可以设定每次测量所允许的最大路径数量,记为N,N是固定值,例如可以是1、2、3或4等整整数值,则在潜在路径为多条的情况下,可以随机从中选择数量不大于N的至少一条潜在路径,将被选中的至少一条潜在路径上的另一端设备作为与源端设备对应的目的端设备,相应地,被选中的至少一条潜在路径会被视为待测路径,通过测量至少可以了解到被选中的至少一条潜在路径的网络质量。

在又一可选实施例B3中,允许目标租户选择所使用的测量方式,用户可选择的测量方式包括但不限于:全覆盖测量方式和选择性测量方式。其中,全覆盖测量方式是指对所有存在的潜在路径均进行测量的方式,选择性测量方式是指有选择性地对部分潜在路径进行测量的方式。在该可选实施例中,目标租户可以选择所使用的测量方式;若目标租户选择全覆盖测量方式,在可以将全部潜在路径上的另一端设备均作为与源端设备对应的目的端设备,即所有潜在路径均会被视为待测路径,通过测量至少可以了解到所有潜在路径的网络质量;若目标租户选择选择性测量方式,则可以从全部潜在路径中选择部分潜在路径,将所选择的部分潜在路径上的另一端设备作为与源端设备对应的目的端设备,即被选择的部分潜在路径会被视为待测路径,通过测量至少可以了解到被选择的部分潜在路径的网络质量。

关于如何从全部潜在路径中选择部分潜在路径,本申请实施例对此不做限定,例如可以随机选择部分潜在路径,或者,根据每次测量所允许的最大路径数量N选择部分潜在路径,或者,也可以允许目标租户设定选择条件,例如可以是另一端设备的类型、区域位置、入网时间等,根据目标租户设定的选择条件从中选择部分潜在路径。

进一步可选地,在实施例B3中,调度子系统101可以向目标租户展示人机交互界面,在该人机交互界面上设置有测量方式选择项,该选择项至少包括全覆盖测量方式和选择性测量方式,以供目标租户进行选择;响应于目标租户对该测量方式选项发起的选择操作,确定目标租户选择使用的测量方式,其中,目标租户选择使用的测量方式或者是全覆盖测量方式,或者是选择性测量方式。除了该实施方式之外,调度子系统101也可以通过云网络中的网络控制器,获取目标租户选择使用的测量方式。具体地,网络控制器可以向目标租户展示人机交互界面,在该人机交互界面上设置有测量方式选择项,该选择项至少包括全覆盖测量方式和选择性测量方式,以供目标租户进行选择;响应于目标租户对该测量方式选项发起的选择操作,确定目标租户选择使用的测量方式,并提供给调度子系统101。在本实施例中,并不对人机交互界面的实现形式进行限定,例如可以是web网页、应用页面或命令窗等。

在得到与测量意图适配的测量规则之后,调度子系统101可以将测量规则下发给测量执行子系统102,由测量执行子系统102根据测量规则执行与网络质量测量相关的操作。在本实施例中,测量执行子系统102可以是一个,也可以是多个。无论测量执行子系统102是一个还是多个,本实施例均不限定测量执行子系统102的部署位置,测量执行子系统102可以部署在一条路径上除端设备之外的任何位置,即在本实施例中,不在租户的端设备中部署测量执行子系统102,这样可以减轻网络质量测量对租户网络环境的侵入,使得租户无需对复杂的测量规则进行管理和维护。

在测量执行子系统102为一个的情况下,无论待测路径是哪条或哪些条,调度子系统101会直接将测量规则下发给该测量执行子系统102,均由该测量执行子系统102针对待测路径执行与网络质量测量相关的操作。在测量执行子系统102为多个情况下,本实施例的调度子系统101还负责对测量执行子系统102进行调度,以便于采用与待测路径适配的测量执行子系统102对其进行网络质量测量。进一步,在测量执行子系统102为多个的情况下,可以采用分布式部署方式对多个测量执行子系统102进行部署,即多个测量执行子系统102会部署在不同的位置,另外,不同测量执行子系统102所占用的物理资源也可以有所不同。鉴于此,调度子系统101在调度测量执行子系统102时,可以优先选择位置上与待测路径更加靠近的测量执行子系统,和/或,选择执行性能更优的测量执行子系统102,和/或,选择负载量更少的测量执行子系统102,等等,对此不做限定。

具体地,调度子系统101可以将上述测量规则下发给目标测量执行子系统,目标测量执行子系统是至少一个测量执行子系统102中被调度到的测量执行子系统,目标测量执行子系统是与待测路径适配或对应的测量执行子系统,例如可以是距离待测路径最近的,或者是部署在待测路径上的,或者是执行性能较佳的。目标测量执行子系统具体用于:在被调度到的时候,根据调度子系统101下发的测量规则,以源端设备的名义生成测量请求报文,并将该测量请求报文注入到待测路径上,以使待测路径上的至少部分网元设备对该测量请求报文进行转发并产生测量记录信息。如图1b所示,目标测量执行子系统将该测量请求报文注入到待测路径上具体是指,将测量请求报文注入到待测路径上的某个网元设备内,以便测量请求报文自该网元设备开始朝向目的端设备不断被转发下去。在本实施例中,将待测路径上被注入测量请求报文的网元设备称为源网元设备,源网元设备可以是待测路径上的任一网元设备,具体可根据测量需求而定。

其中,测量请求报文是指以源端设备的名义发往目的端设备的报文,需要说明的是,该测量请求报文并非由源端设备生成,也并非从源端设备发出,而是由目标测量执行子系统代替源端设备生成并注入到待测路径上的,如图1b所示。在本实施例中,并不对测量请求报文的报文格式进行限定,凡是能够体现“以源端设备的名义发往目的端设备”的报文格式均适用于本申请实施例。下面是本申请实施例给出一种测量请求报文的标准化格式,可以支持各种通信协议,例如可以支持TCP或UDP协议等。如下所述,该测量请求报文至少包括:协议头部和测量头部;其中,协议头部可以是IP头部或UDP头部等,以用于支持不同的通信协议;关于各头部包括的字段信息如下:

IP头部:

dscp :IP优先和服务类型字段的组合,其取值可以是但不限于:63;

sip :源端设备的IP地址;

dip:目端设备的IP地址;

UDP头部:

dport :目的端口,例如可以是5000,但不限于此;

测量头部:

uuid:测量请求报文的唯一ID

tenant-id:源端设备所属租户的ID,该ID可表示租户的虚拟网络拓扑;

sip:源端设备的IP地址;

dip:目的端设备的IP地址;

mea_src_tenant_id:源网元设备所属网络空间的ID,一个租户可以有多个网络空间,不同网络空间可通过网络空间的ID进行区分;

mea src_ip:源网元设备的IP地址和/或承载源网元设备的物理机的IP地址;

timestamp:测量请求报文被源网元设备发送时的时间戳,为视区分,称为第一时间戳;

mea_reply_tenant_id:用于在测量回复报文中承载返回测量回复报文的网元设备所属租户的ID,在测量请求报文中保留用,缺省为0;

mea reply_ip:用于在测量回复报文中承载返回测量回复报文的网元设备的IP地址,在测量请求报文中保留用;

reply-timestamp:用于在测量回复报文中承载返回测量回复报文的时间戳,在测量请求报文中保留用。

基于上述报文格式,目标测量执行子系统在生成测量请求报文时,具体可以根据源端设备和目的端设备的信息,生成协议头部,若是IP头部,则根据源端设备和目的端设备的IP地址生成IP头部;若是UDP头部,则根据源端设备和目的端设备的端口号和协议类型等信息生成UDP头部;进而,根据目标租户的ID(对应tenant-id字段)、源网元设备的详情信息以及发出测量请求报文的第一时间戳(对应timestamp字段),生成测量请求报文的测量头部;根据协议头部和测量头部,生成测量请求报文。其中,源网元设备的详情信息包括但不限于:源网元设备所属网络空间的ID(对应mea_src_tenant_id字段)、源网元设备的IP地址和/或承载源网元设备的物理机的IP地址(对应mea src_ip字段)。其中,对目标测量执行子系统来说,若其并未部署在源网元设备内,则可以将其向源网元设备注入测量请求报文的时间作为第一时间戳;若其部署在源网元设备内,则可以获知源网元设备发出测量请求报文的时间作为第一时间戳。

在此说明,上述源网元设备是指待测路径上测量请求报文被注入到的网元设备。可选地,根据目标测量执行子系统与源网元设备之间的部署关系,目标测量执行子系统向源网元设备注入测量请求报文的方式会有所不同。例如,在一可选实施例中,可以在云网络中各网元设备旁边旁挂测量执行子系统,基于此,目标测量执行子系统生成测量请求报文之后,可以将测量请求报文发送给与其对应的目标测量执行子系统。又例如,在另一可选实施例中,可以直接在云网络中各网元设备中部署测量执行子系统,基于此,目标测量执行子系统向源网元设备注入测量请求报文的过程实际上是部署于源网元设备上的目标测量执行子系统生成测量请求报文的过程,在该情况下,测量请求报文的生成时间与测量请求报文的发送时间基本相同或一致。

在本实施例中,无论测量执行子系统采用何种部署方式,均不对源网元设备做具体限定,源网元设备可以是待测路径上的任一网元设备。在本实施例中,待测路径除了包含源端设备和目的端设备之外,还包括连接于源端设备和目的端设备之间的至少一个网元设备,则目标测量执行子系统可以将测量请求报文发送至待测路径上的任何一个网元设备,即源网元设备,由源网元设备将测量请求报文转发出去,以使测量请求报文继续被待测路径上的其它网元设备进行转发。需要说明的是,测量请求报文具体被注入到哪个网元设备,又被转发至哪个网元设备,可根据网络质量测量需求而定。与源网元设备对应,将测量请求报文最终被转发到的网元设备称为目标网元设备。

在一可选实施例中,如果需要测量局部路径的网络质量,则可以将测量请求报文注入到该局部路径的起始网元设备,由该起始网元设备将测量请求报文转发出去,测量请求报文经后续网元设备继续转发直至该局部路径的结束网元设备为止。在该可选实施例中,上文中的源网元设备即为起始网元设备,相应地,目标网元设备即为结束网元设备。其中,局部路径是指待测路径上的一段路径。其中,目标测量执行子系统可以限定测量请求报文的转发次数,通过转发次数确定该测量请求报文到达结束网元设备之后不会被继续转发。或者,目标测量执行子系统也可以向结束网元设备发送终止指令,以指示结束网元设备不要继续向外转发测量请求报文。

或者,

在另一可选实施例中,目标测量执行子系统可以将测量请求报文发送给待测路径上与源端设备直接连接的第一网元设备,由第一网元设备将测量请求报文转发出去,以使测量请求报文继续在待测路径上被转发直至第二网元设备,第二网元设备是待测路径上与目的端设备直接连接的网元设备。在图1b中,以将测量请求报文注入到第一网元设备,并被逐步转发至第二网元设备为例进行图示。在该可选实施例中,上文中的源网元设备即为第一网元设备,相应地,目标网元设备即为第二网元设备。在该实施例中,待测路径上每个中间的网元设备都会进行测量请求报文的转发,都可以生成相应的测量记录信息,不仅可以测量整个路径的网络质量,还可以对中间经过的各网元设备的网络质量进行测量,具备快速且准确定位网络问题的能力。

进一步可选地,在上述实施例中,第二网元设备收到测量请求报文之后,不再将测量请求报文转发出去,而是在生成测量记录信息之后,将测量请求报文丢弃,这样可以降低测量请求报文对目的端设备的侵入,做到租户对网络测量的无感知。在图1b中,以第二网元设备将测量请求报文丢弃,不再向目的端设备转发为例进行图示。除此之外,如果需要测量第二网元设备到目的端设备之间的网络质量,或者需要测量目的端设备的网络质量,则第二网元设备也可以将测量请求报文转发给目的端设备,目的端设备采用与前面网元设备相同的方式生成测量记录信息。进一步,为了提高租户的体验度,目的端设备是否需要进行网络质量测量,可由目的端设备所属的租户确定,该租户可以选择开启目的端设备的网络质量测量功能,则第二网元设备可以继续将测量请求报文转发至目的端设备;如果该租户并未开启目的端设备的网络质量测量功能,则第二网元设备会直接丢弃测量请求报文,不会继续往外转发。

在本实施例中,在源网元设备将测量请求报文转发出去之后,待测路径上收到测量请求报文的其它网元设备可以向源网元设备返回测量回复报文。在本实施例中,并不限定测量回复报文的报文格式,与测量请求报文类似,本申请实施例提供一种测量回复报文的标准化格式,如下所述,该测量回复报文至少包括:协议头部和测量头部;其中,协议头部可以是IP头部或UDP头部等,以支持不同通信协议,关于各头部包括的字段信息如下:

IP头部:

dscp:IP优先和服务类型字段的组合,其取值可以是但不限于:62

sip :目端设备的IP地址;

dip :源端设备的IP地址;

UDP头部:

dport :目的端口,同测量请求报文,其取值可以直接复制测量请求报文的中UDP头部的取值;

测量头部:

其中,测量回复报文中测量头部与包含的字段信息与测量请求报文中测量头部包含的字段信息相同,可以直接复制测量请求报文中测量头部中的字段取值,但是补充mea_reply_tenant_id 、mea_reply_ip、reply-timestamp这几个专用于测量回复报文的字段值。基于此,可知测量回复报文中测量头部包含的字段信息如下:

uuid:测量回复报文的唯一ID,可以与测量请求报文中的取值相同或者对应;

tenant-id:源端设备所属租户的ID;

sip:源端设备的IP地址;

dip:目的端设备的IP地址;

mea_src_tenant_id:源网元设备所属网络空间的ID;

mea src_ip:源网元设备的IP地址和/或承载源网元设备的物理机的IP地址;

timestamp:测量请求报文被发送时的时间戳,即第一时间戳;

mea_reply_tenant_id:返回测量回复报文的网元设备所属租户的ID;

mea reply_ip :返回测量回复报文的网元设备的IP地址;

reply-timestamp:返回回复测量报文的时间戳。

基于上述测量回复报文的格式,对于需要返回测量回复报文的网元设备来说,可以根据源端设备和目的端设备的信息,生成测量回复报文中的协议头部;根据网元自身所属租户的ID、网元自身的详情信息以及第一时间戳等信息,生成测量回复报文中的测量头部;根据协议头部和测量头部生成测量回复报文。需要说明的是,网元设备在生成测量回复报文时,有些信息可以直接从测量请求报文中拷贝;或者,也可以直接在测量请求报文的基础上对相关信息进行修改,从而得到测量回复报文。对源网元设备来说,除了将测量请求报文转发出去之外,还可以接收其它网元设备返回的测量回复报文。

在本实施例中,测量请求报文的作用是让测量请求报文经过的网元设备或端设备产生测量记录信息。其中,测量记录信息是测量请求报文经过的网元设备或端设备所记录的一些与网络质量测量相关的信息,例如可以是租户的信息、网元设备的信息以及测量请求报文的收发时间等信息。其中,租户的信息可用于分析待测路径涉及了哪些租户,是否跨租户;网元设备的信息可用于分析测量请求报文实际经过了哪些网元设备,进一步结合测量请求报文应该经过的网元设备,可以分析待测路径、租户网络或整个云网络的丢包情况;测量请求报文的收发时间可用于分析网元设备内部的网络延时,租户网络或者整条路径的网络延时,进一步还可以分析租户网络或整个云网络的网络延时等。

在本申请可选实施例中,将测量记录信息分为两种类型,一种是路径记录信息,主要用于记录测量请求报文经过的路径信息;一种是延时记录信息,主要用于记录测量请求报文在转过过程中的传输延时。对于每个发送测量请求报文的网元设备均可以生成路径记录信息;对于延时记录信息可由源网元设备,即上述起始网元设备或第一网元设备负责生成,可根据测量请求报文和测量回复报文相关的信息生成测量请求报文的延时记录信息。在本申请实施例中,并不限定路径记录信息和延时记录信息的信息格式,本实施例给出的一种路径记录信息和延时记录信息的示例性格式如下:

路径记录信息:

Tenant-id:生成该路径记录信息的网元设备所属租户的ID,该租户ID与测量请求报文中的租户ID 可能是不同的;

GEN-IP:生成该路径记录信息的网元设备的IP地址和/或承载该网元设备的物理机的IP地址;其中,网元设备的IP地址与物理机的IP地址可能相同,也可能不相同;

GEN-POINT:保留字段,对此不做限定;

GEN-TS:记录生成路径记录信息的时间戳,为便于区分,称为第二时间戳/或第三时间戳,关于第二时间戳或第三时间戳的解释参见下文;

GEN-DROP-CODE:如果因为丢弃数据包,填写该丢包原因,其中,丢包原因可以是硬件原因、限速原因等;

是否是目标网元设备:是一个布尔型(bool)变量,其取值为是或不是;

下一跳网元IP:下一跳网元设备的IP地址;

测量头部:同测量请求报文中的测量头部,其具体取值可直接复制测量请求报文中测量头部的取值。

需要说明的是,上述路径记录信息包含的各字段可根据应用需求灵活调整,可以增加或减少,并不限于这些字段。基于此,源网元设备(即第一网元设备或起始网元设备)和接收到测量请求报文的其它网元设备可以记录网元自身所属租户的ID、网元自身的详情信息、接收到测量请求报文的第二时间戳、转发测量请求报文的第三时间戳中的至少一种信息,以生成路径记录信息。

在一可选实施例中,收到测量请求报文的其它网元设备可以生成一个路径记录信息,则GEN-TS字段可以包括两个时间戳,即第二时间戳和第三时间戳;第二时间戳表示接收到测量请求报文的时间,第三时间戳表示将测量请求报文转发出去的时间。或者,在另一可选实施例中,收到测量请求报文的其它网元设备可以生成两个路径记录信息,即在接收到测量请求报文时,生成一个路径记录信息,则该路径记录信息中的GEN-TS字段记录第二时间戳;在将测量请求报文转发出去时,再次生成一个路径记录信息,则该路径记录信息中的GEN-TS字段记录第三时间戳。

延时记录信息:

Tenant-id:生成延时记录信息的网元设备(即源网元设备)所属租户的ID,在源网元设备生成延时记录信息的情况下,该租户ID与测量请求报文中的租户ID相同;

GEN-IP:生成延时记录信息的网元设备(即源网元设备)的IP地址和/或承载该网元设备的物理机的IP地址;其中,这两个IP地址可能相同,也可能不相同;

GEN-POINT:保留用字段,对此不做限定;

GEN-TS:记录发送测量请求报文的时间戳,即第一时间戳;

网元IP:产生测量回复报文的网元设备的IP地址;

测量头部:同测量回复报文中的测量头部,其取值可直接复制测量回复报文中测量头部的取值,但是源网元设备收到测量回复报文后会修改测量头部的reply –timesatmp字段,将其改为接收到测量回复请求报文的时间戳,为视区别,称为第四时间戳。

基于上述延时记录信息的格式,源网元设备可以根据发送测量请求报文的第一时间戳和接收到测量回复报文的第四时间戳,生成延时记录信息。其中,源网元设备可以从测量回复报文中读取第一时间戳,将第一时间戳记录到延时记录信息中;另外,记录接收到测量回复报文的时间戳作为第四时间戳,并将第四时间戳记录到延时记录信息中。

上述源网元设备和其它网元设备在生成路径记录信息或延时记录信息之后可上报给测量分析子系统103;在路径记录信息和延时记录信息的基础上,测量分析子系统103可在路径、租户以及云网络中至少一个维度上进行网络质量分析。具体地,测量分析子系统103可以根据收集到的延时记录信息和路径记录信息,分析待测路径的网络延时、待测路径上的丢包率、目标租户的网络延时、目标租户的丢包率、整个云网络的网络延时以及整个云网络的丢包率中的至少一个。

如图1c所示,测量分析子系统103的一种内部实现结构包括:路径分析模块103a、丢包统计模块103b、延时计算模块103c和结果聚合模块103d。

其中,源网元设备或其它网元设备生成的路径记录信息被送入路径分析模块103a,路径分析模块103a根据路径记录信息中测量头部中的报文ID,统计出同一待测路径上的路径记录信息,即包含相同报文ID的路径记录信息即为同一待测路径上的路径记录信息,从路径维度对路径记录信息进行分类,并将分类得到的不同待测路径上的路径记录信息分别提供给丢包统计模块130b。丢包统计模块103b针对每个待测路径上的路径记录信息,结合路径记录信息中的租户ID和网元设备的IP,可以分析出测量请求报文经过了哪些网元设备,进一步结合路径记录信息中的丢包原因还可以分析出哪些网元设备发生了丢包以及丢包原因是什么;进一步根据这些信息,可以从路径维度统计出不同待测路径上的丢包率;更进一步,结合租户ID还可以统计同一租户对应的待测路径,根据同一租户对应的待测路径上的丢包率,从租户维度统计该租户网络的丢包率;更进一步,还可以从云网络维度,根据不同租户网络的丢包率统计出整个云网络的丢包率。丢包统计模块130b将统计出的各维度上的丢包率提供给结果聚合模块103d。

源网元设备生成的延时记录信息被送入延时计算模块103c;延时记录模块103c可以根据延时记录信息中测量头部中的报文ID,统计出同一待测路径上的延时记录信息;进一步,根据延时记录信息中的第一时间戳和第二时间戳,可以测量出源网元设备到不同网元设备之间的网络延时;更进一步,还可以从路径维度,统计出整个待测路径的网络延时;更进一步,还可以从云网络维度,根据不同待测路径的网络延时统计出整个云网络的网络延时。延时计算模块103c将统计出的各维度上的丢包率提供给结果聚合模块103d。

进一步可选地,路径记录信息也可以被送入延时计算模块103c;延时计算模块103c可以结合路径记录信息中的报文ID、网元IP等信息,识别出同一网元设备在接收测量请求报文时和转发测量请求报文时产生的路径记录信息;根据这两个路径记录信息中记录的第二时间戳和第三时间戳,计算出网元设备内部的处理延时,并将网元设备内部的处理延时提供给结果聚合模块103d。

结果聚合模块103d可以汇总各维度上的丢包率和各维度上的网络延时,按照网络质量测量需求进行网络质量分析,并输出网络质量分析结果。可选地,如图1a所示,网络质量分析结果还可以输出给调度子系统101,以影响调度子系统101意图感知,形成一测量闭环系统,提高网络质量测量效果。

采用本申请实施例的测量系统,通过感知租户的测量意图,基于测量意图进行网络质量测量,可以将租户从网络质量测量中解放出来,相比于租户主动测量网络质量的方案,本申请实施例避免了租户对复杂的测量规则的管理,简化了网络质量测量工作;采用旁路注包的方式,无需在租户的网络环境中部署测量服务,有利于降低了对租户网络环境的侵入;另外,本实施例中的旁路注包方式是主动注包,可避免对租户实际应用流量的依赖,即使在租户没有产生实际应用流量的情况下也可以对网络质量进行测量。再者,本申请实施例给出了标准化的测量请求报文、测量回复报文以及路径记录信息和延时记录信息,基于这些标准化的报文或信息格式可实现一种标准化的网络质量测量协议,这些标准化报文和信息能够不仅可以承载虚拟网元的信息,还可以同时承载物理机和租户的信息,从而实现对物理网络、Overlay网络和租户网络三层网络的网络质量测量,可以支持网络端到端以及中间节点质量测量的全覆盖,具备快速定位网络问题的能力。

在上述实施例中,并不限定测量系统的部署实施方式,在一可选实施例中,测量系统可独立部署在云网络之外,并与云网络中的网元设备进行通信连接,如图1d所示。在另一可选实施例中,测量系统中的各子系统可分布部署在云网络中实现。鉴于此,本申请实施例还提供一种具有网络质量测量功能的云网络,如图2a所示,该云网络200包括:物理网络201,以及部署于物理网络201之间上的虚拟网络202。进一步,如图2a所示,虚拟网络202包括多租户网络2021。在图2a中,以租户1、租户2和租户3的网络为例进行图示,但并不限于此。

其中,物理网络201包括服务器、机柜、路由器、交换机等物理机201a,以及用于实现这些物理机之间的网络连接的物理连接线201b,例如同轴线缆、网线、光纤等。在图2a中,以物理机201a包括物理服务器S1、物理服务器S2、物理服务器S3以及连接于这些物理服务器之间的物理交换机和物理路由器为例进行图示,但本领域技术人员应该理解整个物理网络201包含的网络资源以及网络架构并不局限于此。

在本申请实施例中,采用虚拟化技术对物理网络201中的网络资源进行虚拟化,从而得到承载于物理网络201之上的虚拟网络202。如图2a所示,该虚拟网络202包括多租户网络2021,在图2a中,以租户1、租户2和租户3的网络为例进行图示,但并不限于此。进一步可选地,租户1、租户2和租户3的网络可以实现为各自的VPC,但不限于此。不同租户的网络环境之间相互隔离,每个租户网络包括租户可见的端设备202a,这些端设备202a承载于物理网络201中的物理机201a上,在图2a中,以端设备202a是VM为例进行图示,这些VM位于物理网络201中的物理服务器S1和S2上。进一步,如图2a所示,虚拟网络202中还包括:用于在不同端设备202a之间进行流量转发和网络互联的网元设备202b,网元设备202b可以是虚拟交换机或虚拟网关,在图2a中以网元设备202b是虚拟交换机或虚拟网关为例进行图示,但并不限于此。其中,网元设备202b属于虚拟网络202,但不属于任何租户网络。

在一可选实施例中,如图2b所示,采用Overlay技术在虚拟网络202中实现Overlay网络2022,Overlay网络2022介于物理网络201和多租户网络2021之间,上述网元设备202b可位于Overlay网络2022中实现。Overlay网络2022是多租户网络2021与物理网络201之间的桥梁,使得多租户网络2021中端设备202a之间的互联跳出物理网络的束缚,为最终实现网络资源的灵活定义、按需分配、按需调整提供了条件。这样整个云网络200可实现为包括物理网络201、Overlay网络2022和多租户网络2021的三层网络架构,但对云网络架构的划分并不限于此。

进一步,如图2a或图2b所示,在本实施例的云网络200中,还包括:调度设备203和分析设备204。在本实施例中,并不限定调度设备203和分析设备204在云网络200中的部署位置。在一可选实施例中,调度设备203和分析设备204部署在物理网络201中实现,例如两者部署在物理网络201中同一台物理机201a上实现,或者,两者分别部署在物理网络201中不同物理机201a上实现;其中,可以在物理网络201中新增一台或多台物理机201a,用于部署调度设备203和分析设备204;或者,也可以将调度设备203和分析设备204直接部署到物理网络201中原有的物理机201a上。在另一可选实施例中,调度设备203和分析设备204部署在虚拟网络202中除多租户网络2021之外的其他网络位置上实现,例如两者可以部署在Overlay网络2022中实现。在图2a或图2b中,以调度设备203和分析设备204均部署在物理网络201中物理服务器S3上实现为例进行图示,但并不限于此。另外,虚拟网络202中的各个网元设备202b除了具有流量转发、报文处理以及网络互联等功能之外,还可以配合调度设备203和分析设备204实现网络质量的测量,主要是指进行测量请求报文的注入、转发、测量记录信息的生成和上报等处理,根据网元设备202b在待测路径上的位置不同,个网元设备202b的处理操作会有所差异。本实施例下面将重点对网元设备202b配合调度设备203和分析设备204实现网络质量测量的过程进行详细描述。

在本实施例中,调度设备203感知目标租户的测量意图,生成与测量意图适配的测量规则并下发给源网元设备,所述测量规则包括待测路径上的源端设备和目的端设备,源网元设备是待测路径上的任一网元设备202b。关于调度设备203感知目标租户测量意图和生成测量规则的详细实施方式,可参见前述实施例中调度子系统101感知测量意图和生成测量规则的详细实施方式,在此不再赘述。

在本实施例中,源网元设备负责根据测量规则生成测量请求报文,并将测量请求报文转发出去,所述测量请求报文用于供源网元设备和待测路径上收到测量请求报文的其它网元设备生成测量记录信息。源网元设备可以是待测路径上的任一网元设备,具体可根据测量需求而定。在一可选实施例中,源网元设备是待测路径上与源端设备直接连接的第一网元设备,在该情况下,测量请求报文自第一网元设备开始被转发至目标网元设备。同理,本申请实施例也不对目标网元设备进行限定,可选地,目标网元设备是待测路径上与目的端设备直接连接的第二网元设备。

在一可选实施例中,源网元设备生成测量请求报文的实施方式包括: 根据源端设备和目的端设备的信息,生成测量请求报文中的协议头部;根据目标租户的标识、源网元设备的详情信息以及第一时间戳,生成测量请求报文中的测量头部;根据协议头部和测量头部,生成测量请求报文;其中,第一时间戳表示源网元设备对外发送测量请求报文的时间。

其中,源网元设备或其它网元设备除了生成测量请求报文并将测量请求报文发送出去之外,还会生成测量记录信息。进一步可选地,测量记录信息包括路径记录信息。基于此,源网元设备或其它网元设备生成测量记录信息,包括:记录网元自身所属租户的标识、网元自身的详情信息、接收到测量请求报文的第二时间戳、转发测量请求报文的第三时间戳中的至少一种信息,以生成路径记录信息。其中,路径记录信息被源网元设备或其它网元设备上报给分析设备204。

进一步,其它网元设备在接收到测量请求报文后,还可以生成测量回复报文并返回给源网元设备,在测量回复报文中包括第一时间戳,第一时间戳来自测量请求报文。相应地,源网元设备还用于:根据测量回复报文中携带的第一时间戳和接收到测量回复报文的第四时间戳,生成延时记录信息。其中,延时记录信息被源网元设备上报给分析设备204。

关于生成测量请求报文以及生成路径记录信息和延时记录信息的详细过程,可参见前述实施例的描述,在此不再赘述。

在本实施例中,分析设备204用于根据源网元设备和其它网元设备生成的测量记录信息进行网络质量分析。关于分析设备204根据测量记录信息进行网络质量分析的详细实施方式,可参见前述实施例中测量分析子系统103进行网络质量分析的详细实施方式,在此不再赘述。

在本实施例的云网络中,增设调度设备和分析设备,并对虚拟网络中的网元设备进行功能拓展,使得该云网络可以通过感知租户的测量意图,基于测量意图进行网络质量测量,一方面可以将租户从网络质量测量中解放出来,简化网络质量测量工作;另一方面,采用旁路注包的方式,无需在租户的网络环境中部署测量服务,有利于降低了对租户网络环境的侵入;另外,采用主动注包方式,可避免对租户实际应用流量的依赖,即使在租户没有产生实际应用流量的情况下也可以对网络质量进行测量。再者,结合本申请实施例给出的标准化的报文格式和信息格式,云网络中的报文和信息能够同时承载虚拟网元、物理机和租户的信息,可以实现对物理网络、Overlay网络和租户网络三层网络的网络质量测量,可以支持网络端到端以及中间节点质量全覆盖,具备快速定位网络问题的能力。

在此说明,本实施例的云网络支持多租户,对租户数量不做限定,且支持租户部署多种应用;另外,本实施例也不限定云网络的链路长度,可根据应用需求灵活部署、调整,而且本实施例的云网络具有易于部署的优点,可以根据应用需求灵活、广泛部署。

进一步,本申请实施例还提供一种网络质量测量方法,该方法适用于上述实施例提供的测量系统或云网络,但并不限于此。如图3a所示,该方法包括:

31a、感知云网络中目标租户的测量意图,并生成与该测量意图适配的测量规则,该测量规则包括待测路径上的源端设备和目的端设备。

32a、根据上述测量规则生成测量请求报文,并将测量请求报文注入到待测路径上,以使待测路径上的至少部分网元设备生成测量记录信息。

33a、根据上述至少部分网元设备生成的测量记录信息进行网络质量分析。

在一可选实施例中,上述感知云网络中目标租户的测量意图,包括:根据目标租户提交的应用需求变化信息,生成目标租户的网络拓扑变化信息;根据网络拓扑变化信息,确定目标租户的测量意图。

在一可选实施例中,上述生成与测量意图适配的测量规则,包括:根据目标租户的测量意图和目标租户的网络配置信息,确定待测路径上的源端设备和目的端设;根据待测路径上的源端设备和目的端设备,生成测量规则。

在一可选实施例中,上述根据目标租户的测量意图和目标租户的网络配置信息,确定待测路径上的源端设备和目的端设,包括:从目标租户的测量意图中,解析出待测量的源端设备;根据源端设备所在的网络拓扑,结合目标租户的网络配置信息,获取与源端设备存在访问关系的潜在路径;从潜在路径上的另一端设备中,确定与源端设备对应的目的端设备。

在一可选实施例中,上述从潜在路径上的另一端设备中,确定与源端设备对应的目的端设备,包括:若目标租户选择全覆盖测量方式,则将全部潜在路径上的另一端设备均作为与源端设备对应的目的端设备;若目标租户选择选择性测量方式,则从全部潜在路径中选择部分潜在路径,将部分潜在路径上的另一端设备作为与源端设备对应的目的端设备。

进一步可选地,本实施例的方法还包括:向目标租户展示人机交互界面,人机交互界面上设置有测量方式选项,以供目标租户选择;响应于目标租户针对测量方式选项发起的选择操作,确定目标租户选择的测量方式,目标租户选择的测量方式为全覆盖测量方式或选择性测量方式。

在一可选实施例中,上述根据测量规则生成测量请求报文,包括:根据源端设备和目的端设备的信息,生成测量请求报文中的协议头部;根据目标租户的标识、第一网元设备的详情信息以及第一时间戳,生成测量请求报文中的测量头部;根据协议头部和测量头部,生成测量请求报文;其中,第一时间戳表示发出测量请求报文的时间。

在一可选实施例中,上述将测量请求报文注入到待测路径上,以使待测路径上的至少部分网元设备生成测量记录信息,包括:将测量请求报文发送给待测路径上的源网元设备,自源网元设备开始向待测路径上的其它网元设备转发测量请求报文,以使源网元设备和其它网元设备生成测量记录信息。

其中,根据方法执行主体与源网元设备的部署关系,向源网元设备注入测量请求报文的方式会有所不同。在一可选实施例中,可以在云网络中各网元设备旁边旁挂测量执行子系统,由测量执行子系统生成测量请求报文并注入到与其存在旁挂关系的网元设备中;基于此,向源网元设备注入测量请求报文具体是指与源网元设备存在旁挂关系的测量执行子系统在生成测量报文之后,将测量请求报文发送给源网元设备的过程。在另一可选实施例中,可以对云网络中各网元设备进行功能拓展,让各网元设备具有根据测量规则生成测量请求报文的功能;基于此,向源网元设备注入测量请求报文具体是指源网元设备基于拓展的报文生成功能生成测量请求报文的过程。

在一可选实施例中,源网元设备或其它网元设备生成测量记录信息,包括:记录网元自身所属租户的标识、网元自身的详情信息、接收到所述测量请求报文的第二时间戳、转发所述测量请求报文的第三时间戳中的至少一种信息,以生成路径记录信息。

在一可选实施例中,源网元设备生成测量记录信息还包括:接收其它网元设备发送的测量回复报文,所述测量回复报文包括所述第一时间戳;根据所述测量回复报文中的第一时间戳和接收到测量回复报文的第四时间戳,生成延时记录信息。

在一可选实施例中,上述根据至少部分网元设备生成的测量记录信息进行网络质量分析,包括:根据上述延时记录信息和路径记录信息,在待测路径、目标租户以及云网络中的至少一个维度上分析网络延时和丢包率。

除了图3a所示网络质量测量方法之外,本申请实施例还提供一种测量规则生成方法,该方法是从调度子系统或调度设备的角度进行的描述,如图3b所示,该方法包括:

31b、感知云网络中目标租户的测量意图;

32b、生成与测量意图适配的测量规则,所述测量规则包括待测路径上的源端设备和目的端设备;

33b、将测量规则下发给待测路径上的源网元设备,以使所述源网元设备生成测量请求报文并转发出去,所述测量请求报文用于供源网元设备和待测路径上收到测量请求报文的其它网元设备生成测量记录信息以进行网络质量分析。

可选地,源网元设备可以是待测路径上的任一网元设备,例如可以是待测路径上与源端设备直接连接的第一网元设备。

进一步,本申请实施例还提供一种报文传输方法,该方法主要是从云网络中网元设备的角度进行的描述,如图3c所示,该方法包括:

31c、源网元设备接收测量规则,所述测量规则包括待测路径上的源端设备和目的端设备,源网元设备是待测路径上的网元设备;

32c、根据测量规则生成测量请求报文,并将测量请求报文转发出去,所述测量请求报文用于供源网元设备和待测路径上收到所述测量请求报文的其它网元设备生成测量记录信息以进行网络质量分析。

在本实施例中,并不限定测量规则的来源和生成方式,可选地,该测量规则可以采用上述实施例中的方式生成。

关于上述方法实施例中各步骤的详细描述和解释,可参见前述系统实施例,在此不再赘述。

需要说明的是,上述实施例所提供方法的各步骤的执行主体均可以是同一设备,或者,该方法也由不同设备作为执行主体。比如,步骤31a至步骤33a的执行主体可以为设备A;又比如,步骤31a执行主体可以为设备A,步骤32a的执行主体可以为设备B;等等。

另外,在上述实施例及附图中的描述的一些流程中,包含了按照特定顺序出现的多个操作,但是应该清楚了解,这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行,操作的序号如31a、32a等,仅仅是用于区分开各个不同的操作,序号本身不代表任何的执行顺序。另外,这些流程可以包括更多或更少的操作,并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是,本文中的“第一”、“第二”等描述,是用于区分不同的消息、设备、模块等,不代表先后顺序,也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

图4为本申请示例性实施例提供的一种网络质量测量装置的结构示意图。如图4所示,该装置包括:意图感知模块41、规则生成模块42、报文生成模块43、报文注入模块44和质量分析模块45。

意图感知模块41,用于感知云网络中目标租户的测量意图。规则生成模块42,用于生成与意图感知模块41感知到的测量意图适配的测量规则,所述测量规则包括待测路径上的源端设备和目的端设备。报文生成模块43,用于根据规则生成模块42所生成的测量规则生成测量请求报文。报文注入模块44,用于将报文生成模块43生成的测量请求报文注入待测路径上,以使待测路径上的至少部分网元设备生成测量记录信息。质量分析模块45,用于根据至少部分网元设备生成的测量记录信息进行网络质量分析。

在一可选实施例中,意图感知模块41具体用于:根据目标租户提交的应用需求变化信息,生成所述目标租户的网络拓扑变化信息;根据所述网络拓扑变化信息,确定所述目标租户的测量意图。

在一可选实施例中,规则生成模块42具体用于:根据目标租户的测量意图和目标租户的网络配置信息,确定待测路径上的源端设备和目的端设;根据待测路径上的源端设备和目的端设备,生成测量规则。

进一步可选地,规则生成模块42在确定待测路径上的源端设备和目的端设备时,具体用于:从目标租户的测量意图中,解析出待测量的源端设备;根据源端设备所在的网络拓扑,结合目标租户的网络配置信息,获取与源端设备存在访问关系的潜在路径;从潜在路径上的另一端设备中,确定与源端设备对应的目的端设备。

更进一步,规则生成模块42在确定与源端设备对应的目的端设备时,具体用于:若目标租户选择全覆盖测量方式,则将全部潜在路径上的另一端设备均作为与源端设备对应的目的端设备;若目标租户选择选择性测量方式,则从全部潜在路径中选择部分潜在路径,将所述部分潜在路径上的另一端设备作为与源端设备对应的目的端设备。

在一可选实施例中,如图4所示,该装置还包括:配置模块46,用于向目标租户展示人机交互界面,所述人机交互界面上设置有测量方式选项,以供所述目标租户选择;响应于目标租户针对测量方式选项发起的选择操作,确定所述目标租户选择的测量方式,所述目标租户选择的测量方式为全覆盖测量方式或选择性测量方式。

在一可选实施例中,报文注入模块44具体用于:将测量请求报文发送给待测路径上的源网元设备,自源网元设备开始向待测路径上的其它网元设备转发测量请求报文,以使源网元设备和其它网元设备生成测量记录信息。

在一可选实施例中,报文生成模块43具体用于:根据所述源端设备和目的端设备的信息,生成所述测量请求报文中的协议头部;根据所述目标租户的标识、源网元设备的详情信息以及第一时间戳,生成所述测量请求报文中的测量头部;根据所述协议头部和测量头部,生成所述测量请求报文,所述第一时间戳表示发出所述测量请求报文的时间。

在此说明,本实施例的网络质量测量装置可以分布部署在云网络中实现,具体地,意图感知模块41、规则生成模块42和质量分析模块45可以独立部署在云网络中,而报文生成模块43和报文注入模块44可以部署在云网络中的网元设备中实现。进一步可选地,在报文生成模块43和报文注入模块44部署在网元设备中实现的情况下,报文生成模块43和报文注入模块44可以实现为一个模块。

在报文生成模块43和报文注入模块44部署在源网元设备中实现的情况下,报文生成模块43或报文注入模块44还用于生成测量记录信息。具体地,报文生成模块43或报文注入模块44记录网元自身所属租户的标识、网元自身的详情信息、接收到所述测量请求报文的第二时间戳、转发测量请求报文的第三时间戳中的至少一种信息,以生成路径记录信息。

进一步可选地,报文生成模块43或报文注入模块44还可以接收其它网元设备发送的测量回复报文,所述测量回复报文包括所述第一时间戳;根据测量回复报文中的第一时间戳和接收到测量回复报文的第四时间戳,生成延时记录信息。

在一可选实施例中,质量分析模块45具体用于:根据上述延时记录信息和路径记录信息,在待测路径、目标租户以及云网络中的至少一个维度上分析网络延时和丢包率。

以上描述了网络质量测量装置的内部功能和结构,如图5所示,实际中,该网络测量测量装置可实现为云计算设备,包括:存储器51、处理器52以及通信组件53。

存储器51,用于存储计算机程序,并可被配置为存储其它各种数据以支持在云计算设备上的操作。这些数据的示例包括用于在云计算设备上操作的任何应用程序或方法的指令,消息,图片,视频等。

处理器52,与存储器51耦合,用于执行存储器51中的计算机程序,以用于:感知云网络中目标租户的测量意图,并生成与所述测量意图适配的测量规则,所述测量规则包括待测路径上的源端设备和目的端设备;根据测量规则生成测量请求报文,并将测量请求报文注入到所述待测路径上,以使待测路径上的至少部分网元设备生成测量记录信息;根据至少部分网元设备生成的测量记录信息进行网络质量分析。

在一可选实施例中,处理器52在感知测量意图时,具体用于:根据目标租户提交的应用需求变化信息,生成所述目标租户的网络拓扑变化信息;根据所述网络拓扑变化信息,确定所述目标租户的测量意图。

在一可选实施例中,处理器52在生成测量规则时,具体用于:根据目标租户的测量意图和目标租户的网络配置信息,确定待测路径上的源端设备和目的端设;根据待测路径上的源端设备和目的端设备,生成测量规则。

进一步可选地,处理器52在确定待测路径上的源端设备和目的端设备时,具体用于:从目标租户的测量意图中,解析出待测量的源端设备;根据源端设备所在的网络拓扑,结合目标租户的网络配置信息,获取与源端设备存在访问关系的潜在路径;从潜在路径上的另一端设备中,确定与源端设备对应的目的端设备。

更进一步,处理器52在确定与源端设备对应的目的端设备时,具体用于:若目标租户选择全覆盖测量方式,则将全部潜在路径上的另一端设备均作为与源端设备对应的目的端设备;若目标租户选择选择性测量方式,则从全部潜在路径中选择部分潜在路径,将所述部分潜在路径上的另一端设备作为与源端设备对应的目的端设备。

在一可选实施例中,处理器52还用于:向目标租户展示人机交互界面,所述人机交互界面上设置有测量方式选项,以供所述目标租户选择;响应于目标租户针对测量方式选项发起的选择操作,确定所述目标租户选择的测量方式,所述目标租户选择的测量方式为全覆盖测量方式或选择性测量方式。

在一可选实施例中,处理器52在将测量请求报文注入待测路径上时,具体用于:将测量请求报文发送给待测路径上的源网元设备,自源网元设备开始向待测路径上的其它网元设备转发测量请求报文,以使源网元设备和其它网元设备生成测量记录信息。

在一可选实施例中,处理器52在生成测量请求报文时,具体用于:根据所述源端设备和目的端设备的信息,生成测量请求报文中的协议头部;根据所述目标租户的标识、源网元设备的详情信息以及第一时间戳,生成所述测量请求报文中的测量头部;根据所述协议头部和测量头部,生成所述测量请求报文,所述第一时间戳表示发出所述测量请求报文的时间。

在此说明,本实施例的云计算设备可以分布部署在云网络中实现,具体地,关于测试报文生成和注入功能可部署在云网络中的网元设备中实现。基于此,处理器52还用于生成测量记录信息。处理器52具体用于:记录其所在网元自身所属租户的标识、网元自身的详情信息、接收到所述测量请求报文的第二时间戳、转发测量请求报文的第三时间戳中的至少一种信息,以生成路径记录信息。

进一步可选地,针对源网元设备,处理器52还用于:接收其它网元设备发送的测量回复报文,所述测量回复报文包括所述第一时间戳;根据测量回复报文中的第一时间戳和接收到测量回复报文的第四时间戳,生成延时记录信息。

在一可选实施例中,处理器52在进行网络质量分析时,具体用于:根据上述延时记录信息和路径记录信息,在待测路径、目标租户以及云网络中的至少一个维度上分析网络延时和丢包率。

进一步,如图5所示,云计算设备还包括:电源组件54等其它组件。图5中仅示意性给出部分组件,并不意味着云计算设备只包括图5所示组件。

相应地,本申请实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,当计算机程序被处理器执行时,致使处理器能够实现上述方法实施例中的各步骤。

相应地,本申请实施例还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,当所述计算机程序/指令被处理器执行时,致使处理器能够实现上述方法实施例中的各步骤。

上述实施例中的存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。

上述实施例中的通信组件被配置为便于通信组件所在设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。通信组件所在设备可以接入基于通信标准的无线网络,如WiFi,2G、3G、4G/LTE、5G等移动通信网络,或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信组件经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中,所述通信组件还包括近场通信(NFC)模块,以促进短程通信。例如,在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术,红外数据协会(IrDA)技术,超宽带(UWB)技术,蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

上述实施例中的电源组件,为电源组件所在设备的各种组件提供电力。电源组件可以包括电源管理系统,一个或多个电源,及其他与为电源组件所在设备生成、管理和分配电力相关联的组件。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器 (RAM) 和/或非易失性内存等形式,如只读存储器 (ROM) 或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media),如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

相关技术
  • 云网络、用于云网络的测量系统、方法、设备及存储介质
  • 云分发网络缓存内容校验方法、装置、网络、存储介质及计算设备
技术分类

06120112935562