[发明专利]一种基于网络延迟对数据网络故障排查的系统

说明书

本发明公开一种基于网络延迟对数据网络故障排查的系统，所述系统包括控制模块、监控模块和数据分析模块；所述控制模块，用于对拓扑结构网络进行探测后向监控模块输出探测数据信息；所述监控模块，用于对接收探测数据信息进行执行操作提取延迟数据的特征信息；所述数据分析模块，通过延迟数据模型对延迟数据的特征信息进行三维度计算和训练输出网络故障数据信息，该系统可以仅通过监控数据中心网络的延迟数据度量快速、精准解决网络故障，提高网络数据处理的能力。

技术领域

本发明属于云计算中数据中心网络的交换机故障定位技术领域，尤其涉及一种基于网络延迟对数据网络故障排查的系统。

背景技术

在现代数据中心网络中，大多数数据中心网络由数千个商用以太网交换机和路由器组成。因此，交换机和路由器故障的定位是数据中心网络提供可靠通信和服务的重要保障。但是由于传统网络中路由信息的不可知性，导致故障交换机和路由器的识别十分困难。在数据中心内的网络拓扑中，经常使用OSPF(Open Shortest Path First)协议作为通信的路由协议；而数据中心间的网络拓扑中，经常使用BGP(Border Gateway Protocol)协议作为路由协议。此外，这两种协议都支持ECMP(Equal Cost Multi Path)协议，而ECMP协议的使用会通过计算TCP/UDP五元组确定数据报文传输的路径，从而导致网络环境更加复杂。因此，由于路由路径的不可知性并且不断的随着时间切换路径，导致网络故障定位十分困难。

目前，已经有很多方法被提出用来进行数据中心交换机或路由器的故障定位，比如Prefix，Pingmesh，NetBouncer等，但是这些方法都存在着或多或少的缺陷。Prefix尝试收集每个交换机的日志文件以定位发生故障的位置。但是这种方式会造成交换机资源的竞争以及增加数据中心额外的网络负载；Pingmesh虽然采用的是非入侵的方式，但是Pingmesh更加关注与数据中心内网络，对数据中心间的网络考虑的并不充分。此外，Pingmesh并没有给出定位的准确性。NetBouncer使用IP-in-IP隧道技术，通过这种入侵的方式，修改传输的数据报文，从而确定路由路径，找出故障的交换机实现定位。

发明内容

本发明提出了基于网络延迟定位网络故障的系统，相比于现有的工作，本发明发现了交换机或路由器故障对网络延迟的影响，通过采用非入侵的方式收集数据中心的通信延迟，以及对延迟数据进行特征提取，并利用机器学习定位故障的交换机。同时，本发明的系统可以运行在数据中心间网络以及数据中心内网络，是一种基于网络延迟对数据网络故障排查的系统。

为克服现有技术的不足，本发明提出的基于网络延迟定位数据中心网络故障的系统，利用主机端收集数据延迟，设计了专用的数据结构，从而实现网络故障定位的机器学习模型。该系统可以仅通过监控数据中心网络的延迟数据度量以及预测发生故障的交换机，提高了模型的实用性。本发明的监控系统由控制器模块，代理模块以及数据分析模块组成。

本发明采用如下技术方案予以实施：

一种基于网络延迟对数据网络故障排查的系统，所述系统包括控制模块、监控模块和数据分析模块；其中：

所述控制模块，用于对拓扑结构网络进行探测后向监控模块输出探测数据信息；

所述监控模块，用于对接收探测数据信息进行执行操作提取延迟数据的特征信息；

所述数据分析模块，通过延迟数据模型对延迟数据的特征信息进行三维度计算和训练输出网络故障数据信息。

进一步，所述控制模块包括拓扑结构网络、探测计划生成器和输出接口；

所述监控模块包括数据接收端口，由各个主机构成的执行服务单元；各个主机之间通过ICMP协议通讯，同时所述的服务单元通过Ping操作的代理，并部署在数据中心网络的每台主机上；