一种改进的网络连通性方案设计

文/徐秀敏 安东升 尹洪苓 徐杨萍 李海涛

1 引言

如图1所示，通常网络业务配置好后，需要确认所配置业务通道的连通性，即确认所配置网络业务的正确性。通常网络部署人员采用在网络两端接PC机互ping的方式，确认所配置网络业务的正确性；该方法需在网络两端有支持的人员，还需要在网络管理服务器处有支持的人员，确认网络的连通性需至少三个人才可以完成；另外网络的两端通常距离非常远，或者网络的某端在偏远的地区，如此开通和确认网络的连通性所耗的成本较大。

2 现有技术分析

随着各行各业业务在网络上的运行，对网络的故障管理、检测等也提出了更高的要求，需要设备能够对一些业务降级或失败等异常网络情进行及时检测、恢复和管理。如图2所示，故障检测功能是指使用CC（Continuity Check）协议来检测一个网络连接的连通性，确定网络端点间的连接状态。如果设备故障或者链路中间配置错误，会导致网络端点无法正常接收和处理远端网络端点发送的CCM。如果超期未收到远端的CCM报文，则认为链路存在故障，并向网络管理系统发送故障告警。现有CCM技术不能真正模拟用户业务的收发，仅可保证网络设备网络口间的连通性。

图1：网络应用业务部署示意

图2：CCM报文收发用于网络连通性检测

3 改进的连通性检测方案

图3：主转发芯片上的模拟方案

图4：在用户接口与主转发芯片间增加模拟发包部件

图5：发包部件与连接部件分离方案

图6：用户设备间连通性检测方案

本文设计了一种网络业务连通性的测试确认方法，网络业务部署完成后，采用该方法即可模拟两端真实业务接入的情况，快速完成所配置业务的连通性的确认。

3.1 主转发芯片上的模拟方案

如图3所示，通过部件1构造用户报文，并接收用户报文，以确认用户网络业务的连通性。部件1 与主转发芯片固定连接，根据用户的网络配置，通过CPU控制部件1生成与用户约定报文格式一致的模拟报文，通过在主转发芯片上创建端口镜像、或ACL规则，将从部件1输入的报文拷贝到用户接口中，再通过主转发芯片的转发流程送到对端设备；对端设备接收到该报文后，通过主转发芯片的处理送到用户接口，在用户接口再通过端口镜像、或ACL规则将报文送到部件1中，部件1接收到了预期的测试报文，则可确认网络已按预期连通。

3.2 接口和主转发芯片间增加专用部件方案

如图4，在用户接口和主转发芯片间增加一专用部件1，该专用部件1常规时将用户接口接入到主转发芯片上的端口；若需开启业务连通性测试，则部件1构造并发出用户约定格式的报文，并直接发送到主转发芯片的相应端口上，以模拟用户报文发送和接收进行实际业务测试。

3.3 发包部件与连接部件分离方案

如图5，将发包部件独立成为部件1，部件2专门负责部件1与用户接口的关系维护，在需进行测试时将用户接口与主转发芯片端口的对应关系，变为部件1接口与主转发芯片端口的对应关系。

4 连通性检测流程设计

如图6所示，网络管理系统首先校验用户侧端口的link状态，若端口为up继续进行后续处理，若端口为down直接上报时延测量失败；网管系统并行进行通信设备间时延、通信设备内部用户侧器件基础时延、用户侧模块时延、用户侧线路时延的测算，获取上上述四类时延后，按公式1进行时延累加，最后得到用户设备间的时延t1。

5 结论

本文在转发设备中增加专用部件，用以模拟用户报文的收发，以方便的验证用户间网络业务的连通性。本文采用专用部件（可由FPGA、转发芯片、或CPU充当）实现报文的构造、发送和接收，将网络划分给客户的接口与专用部件建立逻辑连接，进而实现网络连通性检测。