[发明专利]实现IPFIX随机采样的方法

说明书

本发明公开了一种实现IPFIX随机采样的方法，包括：配置芯片的随机采样间隔，作为采样窗口大小；在当前采样窗口内，芯片收到首个报文时，触发多项式随机数生成器生成随机数；芯片根据随机数选择所需采样的报文，并将所述采样报文发送至IPFIX引擎；当前采样窗口的最后一个报文到达后，当前采样过程结束，进入下一个采样窗口，其中，所述多项式随机数生成器根据所述采样间隔选择相应位宽的随机多项式并生成随机数。本发明通过多项式随机数实现在指定大小窗口内对报文进行随机采样，从而达到IPFIX采样更符合实际流轮廓和减小流表消耗的目的。

技术领域

本发明涉及计算机网络技术，具体涉及一种实现IPFIX随机采样的方法。

背景技术

IPFIX(IP Flow Information Export，IP流信息输出)是一种基于网络IP流信息的统计技术，它可以对网络中的业务流量情况进行统计和分析。现已广泛地应用于计费、网络规划、网络监控、用户监控及分析等网络管理领域，并以其良好的可扩展性和灵活性，被广大的网络设备厂商所接受。

交换机芯片实现IPFIX(IP Flow Information Export)的基本原理是：通过IPFIXEngine实现IP数据流多方面的统计和监测，其中IPFIX Engine主要包括Key(哈希查找识别出流)和Record(对flow进行相关统计，如报文个数统计)两部分。每有一条新的数据流到达IPFIX Engine就会被学习到芯片内存中，从而占据一定规格的内存容量。

随着网络规模的变大以及IP流量的剧增，交换机中用于实现IPFIX的内存容量变得非常紧缺，于是出现了采样机制。基本的采样机制是固定采样，即每第N个数据包允许采样并送进IPFIX Engine作进一步处理。通过配置N值，能够明显地降低了IPFIX内存的消耗。但由于是每间隔N个包做一次采样，这种周期性采样一定程度上损失了对流量轮廓描述的准确度，这对于流量工程实现是不能接受的。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的主要目的在于，提供一种方法，通过多项式随机数实现在指定大小窗口内对报文进行随机采样，从而达到IPFIX采样更符合实际流轮廓和减小流表消耗的目的。

为实现前述目的，本发明公开了一种实现IPFIX随机采样的方法，具体包括以下步骤：

S1.配置芯片的随机采样间隔，作为采样窗口大小；

S2.在当前采样窗口内，芯片收到首个报文时，触发多项式随机数生成器生成随机数；

S3.芯片根据随机数采样规则选择所需采样的报文，并将所述采样报文发送至IPFIX引擎；

S4.当前采样窗口的最后一个报文到达后，当前采样过程结束，进入下一个采样窗口，返回执行S2步骤；

其中，所述多项式随机数生成器根据所述采样间隔选择相应位宽的随机多项式并生成随机数。

优选地，所述随机数采样规则包括：对收到的报文进行编号或计数，当报文的编号或累加的报文个数等于所述随机数时，对当前报文进行采样。

优选地，所述步骤S3之后，还包括IPFIX引擎将所述采样报文的流描述信息写到内存中。

优选地，随机采样过程中使用全局寄存器标示所述采样过程中的部分状态，所述状态至少包括：

当前报文编号或报文个数，当前采样窗口内生成的随机数，窗口内是否已有报文采样，采样间隔，被采样的报文标记。

优选地，所述采样间隔配置为2的N次幂。

优选地，所述多项式随机数生成器根据采样间隔的二进制位宽选择随机多项式。