[发明专利]一种基于交换机硬件时间戳的实时监控方法和系统

说明书

本发明提供了一种基于交换机硬件时间戳的实时监控方法及系统，包括：步骤S1：选择并确定网络链路上监控节点；步骤S2：将选择的监控节点的网络数据包接入监控交换机；步骤S3：监控交换机对网络数据包进行硬件时间戳标记并汇总输出转发；步骤S4：监控分析系统的上传模块实时读取并解析监控交换机输出的数据包；步骤S5：监控分析系统的分析模块对读取的数据包进行分析，得到网络链路上全部应用系统的时延和流量情况；步骤S6：监控分析系统的展示模块将分析得到的网络链路上全部应用系统的时延和流量情况进行实时展示。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体地，涉及一种基于交换机硬件时间戳的实时监控方法和系统。

背景技术

在证券和期货量化交易市场，交易柜台系统和行情解码系统的处理时延已经达到微秒us甚至纳秒ns级别，现有的分析工具常基于服务器操作系统自带软件时间戳(微秒us到毫秒ms级别，抖动大)进行标记，且均为事后数据分析，已经无法精准和及时地监测出交易柜台系统和行情解码系统在网络层面的真实处理时延。

本发明利用自带晶振的FPGA可编程交换机(以下通称监控交换机)，将需监控的网络链路上数据包镜像至此监控交换机，由监控交换机添加硬件时间戳标记字段(皮秒ps级别)后实时送至监控分析系统，监控分析系统根据特定的模型和算法分析数据包后以可视化的方式将网络链路上全部应用系统的时延和流量情况实时展现给用户。

专利文献CN112601133A(申请号：202011439860.7)公开了一种基于网卡硬件时间戳的IP码流分析方法。它具体包括如下步骤：(1)设置接收媒体流udp地址以及计算间隔；(2)初始化虚拟缓冲区VB，开始接收媒体流数据；(3)解析数据包PCR，根据PCR计算流媒体码率，开始DF计算过程；(4)收到数据包，获取硬件时间戳，计算VB(i,pre)和VB(i,post)，判断是否到设定的计算间隔，如果没有到则继续步骤(4)；否则计算DF。该专利基于网卡硬件时间戳，能够同时分析的IP码流数量有限；分析的IP码流仅为为UDP媒体流，不适用于证券期货行业交易及行情数据流。

专利文献CN109656574A(申请号：201811423638.0)公开了一种交易时延度量方法、装置、计算机设备及存储介质，其中所述方法包括若接收到时延监控插件安装请求，控制交易系统中的至少一个功能服务器安装时延监控插件；当交易系统接收到交易请求时，通过控制所述时延监控插件调用预设抓包工具以获取相应的功能服务器所接收到的网络数据包以及发送出去的网络数据包；通过控制所有的时延监控插件解析所获取的网络数据包，以生成相应的时间戳；将获取的每个网络数据包的时间戳存储在预设配置文件中；根据预设规则调用配置文件的时间戳以计算得到相应的交易时延数据。该专利基于在应用系统上安装时延监控插件的方式，对应用系统本身有变动和影响，且分析的时延数据为应用软件内部处理时延，并非应用系统在网络层面真实处理时延；基于在应用系统上安装时延监控插件的方式，时间戳仍然采用的是软件操作系统本身的，精度不高且系统时间抖动大；该专利仅限于事后分析，无法实现实时监控分析的功能；该专利仅限于分析应用系统时延，无法分析链路中网络设备转发时延。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于交换机硬件时间戳的实时监控方法及系统。

根据本发明提供的一种基于交换机硬件时间戳的实时监控方法，包括：

步骤S1：选择并确定网络链路上监控节点；

步骤S2：将选择的监控节点的网络数据包接入监控交换机；

步骤S3：监控交换机对网络数据包进行硬件时间戳标记并汇总输出转发；

步骤S4：监控分析系统的上传模块实时读取并解析监控交换机输出的网络数据包；

步骤S5：监控分析系统的分析模块对读取的数据包进行分析，得到网络链路上全部应用系统的时延和流量情况；