本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種網(wǎng)絡(luò)中物理環(huán)路故障診斷方法。

背景技術(shù)：

由于當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴程度越來越高，因此網(wǎng)絡(luò)故障對(duì)人們的生活和工作就帶來了極大的影響。網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的問題多種多樣，故障排查及定位給絡(luò)運(yùn)維人員帶來了很大的困擾，光靠人力來排查這些問題，會(huì)花費(fèi)這些工作者極大的時(shí)間和精力。

物理環(huán)路是一種常見的網(wǎng)絡(luò)問題，是由于施工的疏忽，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置錯(cuò)誤或者連線錯(cuò)誤，產(chǎn)生了鏈路冗余。

物理環(huán)路形成的原因有多種，如在不同交換機(jī)間互連形成物理環(huán)路或在制作網(wǎng)線時(shí)由于接線短路形成物理環(huán)路，還可能是因?yàn)樵谧鲐?fù)載均衡時(shí)，由于配置了一端的交換機(jī)，另一端的交換機(jī)或服務(wù)器沒有配置，形成物理環(huán)路，或者在同一臺(tái)交換機(jī)上，直接將網(wǎng)線連接到同一個(gè)vlan的兩個(gè)端口，形成物理環(huán)路。

目前，物理環(huán)路故障難以定位及排查，給網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員帶來很大的困擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是能快速的檢測(cè)出網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生物理環(huán)路故障，并給出診斷結(jié)果，明確顯示發(fā)生故障的物理設(shè)備。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種網(wǎng)絡(luò)中物理環(huán)路故障診斷方法，包括如下步驟：

步驟一：預(yù)先創(chuàng)建物理環(huán)路檢查表、信息數(shù)組。

所述物理環(huán)路檢查表用于存儲(chǔ)被捕獲數(shù)據(jù)包的關(guān)鍵詞及對(duì)應(yīng)條目信息、根據(jù)關(guān)鍵詞進(jìn)行數(shù)據(jù)包查詢，所述條目信息包括第一次捕獲時(shí)間、捕獲次數(shù)。

所述信息數(shù)組用于按照時(shí)間先后順序存儲(chǔ)與物理環(huán)路檢查表中各個(gè)關(guān)鍵詞一一對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵詞，用于對(duì)物理環(huán)路檢查表中的信息順序進(jìn)行管理。

步驟二：利用網(wǎng)絡(luò)抓包軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)抓包。

步驟三：根據(jù)物理環(huán)路檢查表定義的關(guān)鍵詞獲取被捕獲數(shù)據(jù)包的對(duì)應(yīng)信息，并在物理環(huán)路檢查表中進(jìn)行查找匹配，如果沒有匹配成功，則進(jìn)行步驟四～步驟五，否則跳轉(zhuǎn)到步驟六。

步驟四：判斷物理環(huán)路檢查表的存儲(chǔ)條目是否達(dá)到存儲(chǔ)上限，如未達(dá)到，則直接執(zhí)行步驟五，否則根據(jù)信息數(shù)組中排序最靠前的關(guān)鍵詞查找到物理環(huán)路檢查表中對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵詞及條目，并移除，且信息數(shù)組也刪除掉對(duì)應(yīng)關(guān)鍵詞，然后再執(zhí)行步驟五；

步驟五：被抓取數(shù)據(jù)包的關(guān)鍵詞對(duì)應(yīng)內(nèi)容加入到物理環(huán)路檢查表及信息數(shù)組，條目信息對(duì)應(yīng)內(nèi)容也存儲(chǔ)到物理環(huán)路檢查表，條目信息包括捕獲次數(shù)及第一次捕獲時(shí)間，所述捕獲次數(shù)的值能夠在遞增，取值為該數(shù)據(jù)包被捕獲次數(shù)。

步驟六：根據(jù)被捕獲數(shù)據(jù)包捕獲次數(shù)、捕獲時(shí)間與第一次捕獲時(shí)間的差值進(jìn)行物理環(huán)路故障判斷。

步驟七：重復(fù)進(jìn)行步驟二-步驟六，直到完成預(yù)定的抓包任務(wù)。

進(jìn)一步的，步驟六的具體步驟為：

步驟6.1：用當(dāng)前數(shù)據(jù)包的捕獲時(shí)間減去第一次捕獲時(shí)間，如果差值符合預(yù)定的時(shí)間閾值，則進(jìn)行步驟6.2。

步驟6.2：將捕獲次數(shù)與預(yù)先定義的捕獲次數(shù)閾值相比較，如果大于或者等于捕獲次數(shù)閾值，則進(jìn)行步驟6.3，否則不進(jìn)行。

步驟6.3：記錄到達(dá)捕獲次數(shù)閾值時(shí)被捕獲數(shù)據(jù)包到達(dá)的物理設(shè)備，及該數(shù)據(jù)包相關(guān)信息。

進(jìn)一步的，步驟六還包括步驟6.4：將被捕獲數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的物理環(huán)路故障信息予以顯示。

進(jìn)一步的，步驟6.4中，物理環(huán)路故障信息包括被捕獲數(shù)據(jù)包到達(dá)的物理設(shè)備的名稱、數(shù)據(jù)包的源ip地址、源物理地址、目標(biāo)ip地址、目標(biāo)物理地址。

進(jìn)一步的，關(guān)鍵詞包括數(shù)據(jù)包的源物理地址、目的物理地址、源ipv4地址、目的ipv4地址，ipid、上層協(xié)議、生存時(shí)間。

進(jìn)一步的，步驟6.1中所述時(shí)間閾值為1ms。

進(jìn)一步的，步驟6.2中所述捕獲次數(shù)閾值為10次。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供了一種可快速察覺物理環(huán)路故障的方法，并且能迅速定位涉及的物理設(shè)備，所有步驟可自動(dòng)完成，且可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果的呈現(xiàn)，無需運(yùn)維人員進(jìn)行人工檢查，效率極高、定位準(zhǔn)確、節(jié)約人力物理，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述方法的時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示為本發(fā)明的流程圖。需要說明的是，圖1中的querykey、ipphysitemmap、ipphysitemrecordinfo、ipphysitemmanager分別為后述的查詢關(guān)鍵詞、物理環(huán)路檢查表、條目信息、信息數(shù)組。

本發(fā)明所述網(wǎng)絡(luò)中物理環(huán)路故障診斷方法包括如下步驟：

步驟一：預(yù)先創(chuàng)建物理環(huán)路檢查表(圖1中)、信息數(shù)組。

下面分別物理環(huán)路檢查表及信息數(shù)組進(jìn)行介紹。

1.物理環(huán)路檢查表。

所述物理環(huán)路檢查表用于存儲(chǔ)被捕獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的關(guān)鍵詞及對(duì)應(yīng)條目信息、根據(jù)關(guān)鍵詞進(jìn)行數(shù)據(jù)包查詢，所述條目信息包括第一次捕獲時(shí)間、捕獲次數(shù)。

該表的關(guān)鍵詞包括以下信息：

源物理地址：srcmac；

目的物理地址：dstmac；

源ipv4地址：srcip；

目的ip地址：dstip；

ip標(biāo)志：ipid；

上層協(xié)議：ipprotocol；

生存時(shí)間：ttl；

前兩點(diǎn)信息來自于數(shù)據(jù)包的物理頭部、后五點(diǎn)信息來自于數(shù)據(jù)包的ipv4頭部。

對(duì)應(yīng)的條目信息包括：

捕獲次數(shù)：capturecount；

第一次捕獲時(shí)間：firstcapturetime。

需要說明的是捕獲次數(shù)是一個(gè)變量，相同數(shù)據(jù)包每被捕獲一次，捕獲次數(shù)就自動(dòng)加1。

物理環(huán)路檢查表有數(shù)據(jù)容納上限，本實(shí)施例設(shè)置上限為10萬條，具體數(shù)值可以根據(jù)使用者檢測(cè)設(shè)備硬件條件來增減；

示例：以std的hash_map來舉例為：

stdext::hash_map<key,ipphysitemrecordinfo>

ipphysitemmap

2.信息數(shù)組

所述信息數(shù)組用于按照時(shí)間先后順序存儲(chǔ)與物理環(huán)路檢查表中各個(gè)關(guān)鍵詞一一對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵詞，用于對(duì)物理環(huán)路檢查表中的信息順序進(jìn)行管理。

信息數(shù)組的條目數(shù)量應(yīng)與物理環(huán)路檢查表?xiàng)l目大小一致，當(dāng)物理環(huán)路檢查表中存入新的關(guān)鍵詞及條目信息時(shí)，信息數(shù)組應(yīng)該也增加相應(yīng)的關(guān)鍵詞，刪除亦然。

創(chuàng)建信息數(shù)組的原因是因?yàn)槲锢憝h(huán)路檢查表是個(gè)無序的表，信息數(shù)組中的關(guān)鍵詞是按照時(shí)間順序排列的，當(dāng)需要對(duì)物理環(huán)路檢查表中的存儲(chǔ)項(xiàng)進(jìn)行移除的時(shí)候，就從信息數(shù)組中取出時(shí)間排序第一的關(guān)鍵詞，并在物理環(huán)路檢查表中查找到對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵詞，將對(duì)應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行移除。

當(dāng)然，物理環(huán)路檢查表也可以為有序的表，但是性能不如無序表。

步驟二：利用網(wǎng)絡(luò)抓包軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)抓包。

網(wǎng)絡(luò)抓包軟件采用的是現(xiàn)有的、成熟的網(wǎng)絡(luò)抓包工具，本發(fā)明并不限定使用某種或者某個(gè)公司的網(wǎng)絡(luò)抓包工具，只要能實(shí)現(xiàn)抓包即可。

步驟三：根據(jù)物理環(huán)路檢查表定義的關(guān)鍵詞獲取被捕獲數(shù)據(jù)包的對(duì)應(yīng)信息，并在物理環(huán)路檢查表中進(jìn)行查找匹配，如果沒有匹配成功，則進(jìn)行步驟四，否則直接跳轉(zhuǎn)到步驟六。

被捕獲數(shù)據(jù)包的對(duì)應(yīng)信息構(gòu)成了查詢關(guān)鍵詞。

步驟四：判斷物理環(huán)路檢查表的存儲(chǔ)條目是否達(dá)到存儲(chǔ)上限，如未達(dá)到，則直接執(zhí)行步驟五，否則根據(jù)信息數(shù)組中排序最靠前的關(guān)鍵詞查找到物理環(huán)路檢查表中對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵詞及條目，并移除，且信息數(shù)組也刪除掉對(duì)應(yīng)關(guān)鍵詞，然后再執(zhí)行步驟五；

步驟五：被抓取數(shù)據(jù)包的關(guān)鍵詞對(duì)應(yīng)內(nèi)容加入到物理環(huán)路檢查表及信息數(shù)組，條目信息對(duì)應(yīng)內(nèi)容也存儲(chǔ)到物理環(huán)路檢查表。如前所述，條目信息包括捕獲次數(shù)及第一次捕獲時(shí)間，所述捕獲次數(shù)的值能夠在遞增，取值為該數(shù)據(jù)包被捕獲次數(shù)。

在此需要說明的是，被捕獲數(shù)據(jù)包相關(guān)信息第一次被存儲(chǔ)到物理環(huán)路檢查表及信息數(shù)組時(shí)就被記錄了第一次捕獲時(shí)間，捕獲次數(shù)的值初始化為1，以后再被捕獲時(shí)，第一次捕獲時(shí)間不變，捕獲次數(shù)的值自增。

步驟六：根據(jù)被捕獲數(shù)據(jù)包捕獲次數(shù)、捕獲時(shí)間與第一次捕獲時(shí)間的差值進(jìn)行物理環(huán)路故障判斷。

具體步驟為：

步驟6.1：用當(dāng)前數(shù)據(jù)包的捕獲時(shí)間減去第一次捕獲時(shí)間，如果差值符合預(yù)定的時(shí)間閾值，則進(jìn)行步驟6.2。

時(shí)間閾值可以自定，本實(shí)施例為1ms。

步驟6.2：將捕獲次數(shù)與預(yù)先定義的捕獲次數(shù)閾值相比較，如果大于或者等于捕獲次數(shù)閾值，則進(jìn)行步驟6.3，否則不進(jìn)行。

捕獲次數(shù)閾值可以自定，本實(shí)施例為10次。

步驟6.3：記錄到達(dá)捕獲次數(shù)閾值時(shí)被捕獲數(shù)據(jù)包到達(dá)的物理設(shè)備，及該數(shù)據(jù)包相關(guān)信息。

上述的相關(guān)信息一般就是被捕獲數(shù)據(jù)包到達(dá)的物理設(shè)備的名稱、數(shù)據(jù)包的源ip地址、源物理地址、目標(biāo)ip地址、目標(biāo)物理地址、數(shù)據(jù)包數(shù)(被診斷為物理環(huán)路故障時(shí)指該數(shù)據(jù)包總抓取次數(shù))、采樣時(shí)間(距離第一次被抓取時(shí)的時(shí)間間隔)。

優(yōu)選的，還包括步驟6.4：將被捕獲數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的物理環(huán)路故障信息予以顯示。

物理環(huán)路故障信息包括被捕獲數(shù)據(jù)包到達(dá)的物理設(shè)備的名稱、數(shù)據(jù)包的源ip地址、源物理地址、目標(biāo)ip地址、目標(biāo)物理地址、故障嚴(yán)重程度(可以用不同顏色表示不同嚴(yán)重程度)、故障類型、故障層別(如，數(shù)據(jù)鏈路層)、事件描述(如，物理環(huán)路)。

步驟七：重復(fù)進(jìn)行步驟二-步驟六，直到完成預(yù)定的抓包任務(wù)。