CN101764722A - 链路检测方法、装置和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种链路检测方法、装置和***，其中，该方法包括：第一网元以预定时间间隔向第二网元发送请求；第一网元针对每个发送的请求判断是否接收到第二网元发送的响应；第一网元在连续预定数目次判断出没有接收到第二网元发送的响应时，确定第一网元与第二网元之间的通信链路出现故障。借助本发明，能够通过请求和响应的方式实现对网络中通信链路状态的检测，从而能够容易地获知网络的运作情况，有助于网络链路出现异常时进行故障排除，保证业务的正常进行。

Description

链路检测方法、装置和***

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种链路检测方法、装置和***。

背景技术

随着全球移动通讯***(Global System for Mobile Communications，简称为GSM)技术的广泛应用，用户数量和业务数量的持续增多，尤其随着第三、四代移动通讯技术发展数据用户增加日益明显，导致网络及传输资源紧张。

传统的移动蜂窝网络的传输网络一般是基于传统的时分复用(TimeDivision Multiplex，简称为TDM)模式或异步传输模式(Asynchronous TransferMode，简称为ATM)来进行通信的，例如GSM技术、增强型数据速率GSM演进(Enhanced Data Rate for GSM Evolution，简称为EDGE)技术、通用移动通讯***(Universal Mobile Telecommunications System，简称为UMTS)技术。

目前，基于TDM/ATM交换的传统传输网络已经不适应业务的需求，并且，随着全IP(Internet Protocol)时代的到来，业务IP化会驱使无线网络向IP化转型。EDGE业务、第三代移动通信(3^rd Generation，简称为3G)业务、IP多媒体***(IP Multimedia Subsystem，简称为IMS)、固网与移动网的融合(Fixed-mobile Convergence，简称为FMC)等基于IP的业务要求运营商提供的网络具备以下特点：大带宽、适合IP业务承载、高效率和低成本。IP作为一种大带宽、易获得、高效率、低成本、代表未来发展方向的技术，尤其是在长期演进技术(Long Term Evolution，简称为LTE)时代，IP化引领网络转型的潮流已经不可逆转。

一般来说，可以获得的IP网络技术是基于以太网技术的网络，这些网络与诸如同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，简称为SDH)的传统TDM传输网络不同，以太网缺少成熟的操作管理维护(Operation、Administration、Maintenance，简称为OAM)机制。

例如，传统以太网络缺少快速链路检测机制，这样就无法确定网络中不同网络实体之间的链路是否通畅，从而无法获知网络的运作情况，不便于网络故障的排除，并且会对业务造成不良影响。

针对相关技术中由于无法对传统以太网络进行链路检测而导致无法获知网络的运作情况、不便于网络故障的排除、并且会对业务造成不良影响的问题。

发明内容

针对相关技术中由于无法对传统以太网络进行链路检测而导致无法获知网络的运作情况、不便于网络故障的排除、并且会对业务造成不良影响的问题，本发明提出一种链路检测方法，能够以简单的方式检测网络中的链路是否出现故障。

针对相关技术中由于无法对传统以太网络进行链路检测而导致无法获知网络的运作情况、不便于网络故障的排除、并且会对业务造成不良影响的问题，本发明还提出一种链路检测装置，能够以简单的方式检测网络中的链路是否出现故障。

针对相关技术中由于无法对传统以太网络进行链路检测而导致无法获知网络的运作情况、不便于网络故障的排除、并且会对业务造成不良影响的问题，本发明还提出一种链路检测***，能够以简单的方式检测网络中的链路是否出现故障。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种链路检测方法，其特征在于，包括：

第一网元以预定时间间隔向第二网元发送请求；

所述第一网元针对每个发送的请求判断是否接收到第二网元发送的响应；

所述第一网元在连续预定数目次判断出没有接收到第二网元发送的响应时，确定所述第一网元与所述第二网元之间的通信链路出现故障。

进一步地，上述方法还包括：

所述第一网元判断出接收到所述第二网元发送的响应，并保存所述响应；

所述第一网元在下一次向所述第二网元发送所述请求之前或同时，将保存的所述响应删除。

其中，所述第一网元与所述第二网元之间的链路为有线链路。

优选地，所述请求为地址解析协议请求，所述响应为地址解析协议响应。

其中，所述第一网元为服务器和客户端中的一个，所述第二网元为客户端和服务器中的另一个；或者，

所述第一网元为基站和控制器中的一个，所述第二网元为控制器和基站中的另一个。

一种链路检测装置，位于网络实体中，包括：

定时器，用于进行定时；

发送模块，用于根据所述定时器的定时以预定时间间隔向其他网络实体中的接收方网络实体发送请求；

接收模块，用于接收所述接收方网络实体响应于每个请求返回的响应；

计数器，用于计算未从所述接收方网络实体接收到对应于所述请求的响应的数量；

处理模块，用于在未从所述接收方网络实体接收到对应于连续发送的达到预定数量的请求的响应的情况下，确定所述网络实体与所述接收方网络实体之间的通信链路出现故障。

优选地，所述处理模块还用于在所述接收模块接收到响应之后，将所述计数器的值归零。

进一步地，上述方法还包括：

保存模块，用于在所述接收模块接收到每个响应时，保存所述响应；

则所述处理模块还用于在所述发送模块下一次向所述接收方网络实体发送请求之前或同时，将所述保存模块中保存的所述响应删除。

其中，所述请求为地址解析协议请求，所述响应为地址解析协议响应。

优选地，所述接收模块还用于接收所述其他网络实体中的发送方网络实体向所述网络实体发送的请求，所述发送模块还用于响应接收的来自所述发送方实体的所述请求向所述发送方网络实体返回响应。

其中，所述网络实体为服务器和客户端中的一个，所述接收方网络实体为客户端和服务器中的另一个；或者，

所述网络实体为基站和控制器中的一个，所述接收方网络实体为控制器和基站中的另一个。

一种链路检测***，其特征在于，包括多个网元，所述多个网元中的每个网元用于以预定时间间隔向所述多个网元中部分或全部其他网元发送请求，并响应来自其他网元的请求返回响应；在所述多个网元中作为请求发送方的第一网元针对每个发送的请求判断是否接收到第二网元发送的响应，并在所述第一网元在连续预定数目次判断出没有接收到第二网元发送的响应时，确定所述第一网元与所述第二网元之间的通信链路出现故障。

其中，所述多个网元彼此之间的链路为有线链路。

优选地，所述请求为地址解析协议请求，所述响应为地址解析协议响应。

优选地，所述第一网元为服务器和客户端中的一个，所述第二网元为客户端和服务器中的另一个；或者，

所述第一网元为基站和控制器中的一个，所述第二网元为控制器和基站中的另一个。

借助于本发明的上述技术方案，通过请求和响应的方式实现了对网络中通信链路状态的检测，从而容易地获知网络的运作情况，有助于网络链路出现异常时进行故障排除，保证业务的正常进行；并且，可以采用各种请求/响应机制，同时应用于各种网络进行检测，具有良好的可扩展性和适用性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的链路检测方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的链路检测方法检测到链路正常情况下的处理流程图；

图3是根据本发明实施例的链路检测方法检测到链路异常情况下的处理流程图；

图4是根据本发明实施例的检测方处理机制的处理流程图；

图5是根据本发明实施例的链路检测装置的组成结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行说明。

图1是本发明实施例的链路检测方法的步骤流程图，如图1所示，包括以下处理：

步骤S101，第一网元以预定时间间隔向第二网元发送请求，其中，第一网元与第二网元之间的链路为有线链路。

步骤S102，第一网元针对每个发送的请求判断是否接收到第二网元发送的响应，其中，如果第一网元判断出接收到第二网元发送的响应，会保存该响应，并在下一次向第二网元发送请求之前或同时，将保存的响应删除。

步骤S102，第一网元在连续预定数目次判断出没有接收到第二网元发送的响应时，确定第一网元与第二网元之间的通信链路出现故障，即，在第一网元未从第二网元接收到对应于连续发送的达到预定数量的请求的响应的情况下，确定第一网元与第二网元之间的通信链路出现故障。

第一网元为服务器和客户端中的一个，第二网元为客户端和服务器中的另一个；或者，第一网元为基站和控制器中的一个，第二网元为控制器和基站中的另一个。即，上述第一网元为服务器时，第二网元可以为客户端，或者，上述第一网元为客户端时，第二网元可以为服务器，或者，上述第一网元为基站时，第二网元可以为控制器，或者，上述第一网元为控制器时，第二网元可以为基站。

借助上述处理，能够通过请求和响应的方式实现对网络中通信链路状态的检测，从而能够容易地获知网络的运作情况，有助于网络链路出现异常时进行故障排除，保证业务的正常进行；并且，可以采用各种请求/响应机制，同时应用于各种网络进行检测，具有良好的可扩展性和适用性。

为了更好的对本发明进行说明，下面以第一网元向第二网元发送的请求为地址解析协议(Address Resolution Protocol，简称为ARP)请求，第二网元向第一网元返回的响应为地址解析协议响应为例进行说明，本领域技术人员可知，对于其他请求和响应的实现机制，本发明同样是可以实现的。

传统IP网络中，网元间通过ARP请求(该请求中携带有目的IP地址)和ARP响应(该响应中携带有介质访问控制(Media Access Control，简称为MAC)地址)，即，传统的ARP协议是通过目标IP查询目标MAC地址(L2 MAC地址)的协议。本发明实施例中，将ARP协议应用到链路检测机制中，进行L2链路检测，例如，以太网组网情况下，L2的链路检测机制。

图2是根据本发明实施例的链路检测方法检测到链路正常情况下的处理流程图。如图2所示，包括以下处理：

步骤S201，被测方(即，上文所述的第二网元)向检测方(即，上文所述的第一网元)发起建链请求，可选地，在该步骤中，也可是以是检测方向被测方发起建链请求。

步骤S202，检测方向被测方返回建链成功消息，此时，检测方与被测方之间的链路建立成功。

步骤S203，检测方向被测方发送ARP请求，该ARP请求中携带有被测方的IP地址。

步骤S204，被测方向检测方返回ARP响应，其中，该ARP响应中携带有被测方的MAC地址，检测方接收到该ARP响应后，在检测方本地会保存有被测方的IP地址与被测方的MAC地址相对应的一个条目，检测方收到上述ARP响应，会将该条目删除。

步骤S205，检测方向被测方发送ARP请求，该ARP请求中携带有被测方的IP地址。

步骤S206，被测方向检测方返回ARP响应，其中，该ARP响应中携带有被测方的MAC地址，检测方接收到该ARP响应后，在检测方本地会保存有被测方的IP地址与被测方的MAC地址相对应的一个条目，检测方收到上述ARP响应，会将该条目删除。

如图2所示，如果检测方和被测方的链路一直保持正常连接状态，则在检测方和被测方之间会存在如步骤S203和步骤S204、或步骤S205和步骤S206之间的消息交互，这里不再赘述。

图3是根据本发明实施例的链路检测方法检测到链路异常情况下的处理流程图，即，检测方检测到其与被测方之间的L2链路出现故障，这里假设检测方连续三次没有接收到ARP响应时，表示检测失败。如图3所示，具体包括以下处理：

步骤S301，被测方(即，上文所述的第二网元)向检测方(即，上文所述的第一网元)发起建链请求，可选地，在该步骤中，也可是以是检测方向被测方发起建链请求。

步骤S302，检测方向被测方返回建链成功消息，此时，检测方与被测方之间的链路建立成功。

步骤S303，检测方向被测方发送ARP请求，该ARP请求中携带有被测方的IP地址。

步骤S304，被测方向检测方返回ARP响应，其中，该ARP请求中携带有被测方的MAC地址，但该ARP响应丢失，并未被检测方收到。

步骤S305，检测方继续向被测方发送ARP请求，该ARP请求中携带有被测方的IP地址。

步骤S306，被测方向检测方返回ARP响应，其中，该ARP请求中携带有被测方的MAC地址，但该ARP响应丢失，并未被检测方收到。

步骤S307，检测方向被测方发送ARP请求，其中，该ARP请求中携带有被测方的IP地址。

步骤S308，被测方向检测方返回ARP响应，该ARP请求中携带有被测方的MAC地址，但该ARP响应丢失，并未被检测方收到。

步骤S309，检测方检测到其连续发送了三个ARP请求均没有收到来自被检测方的响应，确定检测方与被测方之间的L2链路故障。

在具体实现过程中，检测方为了确定发送ARP请求的时机、以及确定链路故障时所参照的未接收到ARP响应的数量，可以在检测方中设置定时器和计数器，其中，定时器用于计时，使得检测方能够每间隔预定时间段就向被测方发送ARP请求，计数器用于统计连续未收到ARP响应的数量，控制故障判断的尺度。下面结合图4对本发明实施例中检测方的处理机制进行说明，如图4所示，包括以下步骤：

步骤S401，检测方设置ARP定时器TimerARPDetect和ARP检测失败计数器CounterARPDetectFail，其中，该定时器的预设时间段要小于常规ARP的老化定时器，被测方上电后向检测方建链；检测方收到被测方的建链请求后，响应被测方请求并建链成功，被测方和检测方通讯正常，检测方启动ARP定时器TimerARPDetect，并将ARP检测失败计数器CounterARPDetectFail清零。

步骤S402，检测方检测到ARP检测定时器TimerARPDetect超时，则向被测方发送APR请求，该请求中携带有被测方的IP地址。

步骤S403，检测方检测其本地是否接收到响应于步骤S402中的APR请求的APR响应，即，检测方检测其本地是否保存有被测方的IP地址与被测方的MAC地址相对应的一个条目，如果判断结果为是，则进入步骤S404，否则进入到步骤S405。

步骤S404，检测方清除步骤S403中的APR响应，即，清除步骤SS403中保存的被测方的IP地址与被测方的MAC地址相对应的条目；清除ARP检测失败计数器CounterARPDetectFail，即，将ARP检测失败计数器CounterARPDetectFail归零，并进入到步骤S402。

步骤S405，检测方将ARP检测失败计数器CounterARPDetectFail的计数增加1，并进入到步骤S406。

步骤S406，检测ARP检测失败计数器CounterARPDetectFail中的计数值是否超过预先设置的阈值，如果判断结果为是，则进入到步骤S407，否则进入到步骤S402。

步骤S407，检测方确定与被测方之间的L2链路故障，并上报告警，以进行后续处理。

考虑到在TCP/IP协议栈里，ARP协议工作在L3和L2之间，能够提供网络地址到物理地址的转换，通常是指IP地址到MAC地址的转换，借助图2至图4所示的处理，通过引入ARP链路检测定时器和ARP链路检测失败计数器，能够基于ARP机制进行链路检测，采用MAC地址获取功能实现端到端的链路检测，并通过检测方定时主动发送ARP请求以及检查是否正常收到被测方的ARP响应来达到L2链路是否正常的目的，能够有效获知网络中链路的状态，便于准确定位故障、保证业务进行，并且对网络设备改进较小，成本较低，实现机制简单有效，能够有效提升网络对链路的OAM能力，并且可以适用于蜂窝网络IP化后控制器和基站之间的L2的链路检测，局域网互联时或客户端和服务器间的L2链路检测，同时也适用于具有类似检测场景的其它网络。

图5是根据本发明实施例的链路检测装置的组成结构图，该装置可以位于网络实体中，如图5所示，该链路检测装置包括：

定时器51，用于进行定时；

发送模块52，用于根据定时器51的定时以预定时间间隔向其他网络实体中的接收方网络实体发送请求；

接收模块53，用于接收接收方网络实体响应于每个请求返回的响应；

计数器54，用于计算未从接收方网络实体接收到响应的数量；

处理模块55，用于在连续预定数目次没有接收到接收方网络实体发送的响应时，确定网络实体与接收方网络实体之间的通信链路出现故障；优选地，该处理模块55还用于在接收模块接收到响应之后，将计数器的值归零。

保存模块56，用于在接收模块53接收到每个响应时，保存响应，则处理模块55还用于在发送模块52下一次向接收方网络实体发送请求之前或同时，将保存模块56中保存的响应删除。

其中，接收模块52还用于接收其他网络实体中的发送方网络实体向网络实体发送的请求，发送模块53还用于响应于接收的来自发送方实体的请求向发送方网络实体返回响应。

其中，上述请求可以为地址解析协议请求，上述响应可以为地址解析协议响应。

其中，网络实体为服务器和客户端中的一个，接收方网络实体为客户端和服务器中的另一个；或者，网络实体为基站和控制器中的一个，接收方网络实体为控制器和基站中的另一个。

根据本发明实施例，提供一种链路检测***，该链路检测***包括多个网元，多个网元中的每个网元用于以预定时间间隔向多个网元中部分或全部其他网元发送请求，并响应于来自其他网元的请求返回响应；在多个网元中作为请求发送方的第一网元针对每个发送的请求判断是否接收到第二网元发送的响应，并在第一网元在连续预定数目次判断出没有接收到第二网元发送的响应时，确定第一网元与第二网元之间的通信链路出现故障。

其中，上述请求可以为地址解析协议请求，上述响应可以为地址解析协议响应。

其中，第一网元可以为服务器和客户端中的一个，第二网元可以为客户端和服务器中的另一个；或者，第一网元可以为基站和控制器中的一个，第二网元可以为控制器和基站中的另一个。

借助上述***和装置，能够通过请求和响应的方式实现对网络中通信链路状态的检测，从而能够容易地获知网络的运作情况，有助于网络链路出现异常时进行故障排除，保证业务的正常进行；并且，可以采用各种请求/响应机制，同时应用于各种网络进行检测，具有良好的可扩展性和适用性。

此外，上述***和装置同样能够实现图1至4所示的处理，从而借助现有的ARP机制实现链路检测，其具体过程之前已经描述，这里不再重复。

因此，通过对网元引入ARP链路检测定时器和ARP链路检测失败计数器，能够基于ARP机制进行链路检测，采用MAC地址获取功能实现端到端的链路检测，并通过检测方定时主动发送ARP请求以及检查是否正常收到被测方的ARP响应来达到L2链路是否正常的目的，能够有效获知网络中链路的状态，便于准确定位故障、保证业务进行，并且对网络设备改进较小，成本较低，实现机制简单有效，能够有效提升网络对链路的OAM能力，并且可以适用于蜂窝网络IP化后控制器和基站之间的L2的链路检测，局域网互联时或客户端和服务器间的L2链路检测，同时也适用于具有类似检测场景的其它网络。

应当注意，本文中提到的第一网元和第二网元仅仅是相对的概念，第二网元同样可以作为第一网元对其他网元进行检测，并且，网元之间可以进行相互检测。此外，上文中提到的发送方网络实体和接收方网络实体同样是指网络中的网元，接收方同样可以向其他网络实体发送请求，以检测其与其他网络实体之间的通信链路状态。

通过本发明的上述技术方案，上述处理，能够基于已有的传统ARP机制，通过增加定时器及计数器来实现网络中通信链路的检测，能够有效获知链路的状态，便于准确定位故障、保证业务进行；并且对网络设备改进较小，成本较低，实现机制简单有效，能够有效提升网络对链路的OAM能力；并且可以适用于多种网络，具有良好的可扩展性和适用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种链路检测方法，其特征在于，包括：

第一网元以预定时间间隔向第二网元发送请求；

所述第一网元针对每个发送的请求判断是否接收到第二网元发送的响应；

所述第一网元在连续预定数目次判断出没有接收到第二网元发送的响应时，确定所述第一网元与所述第二网元之间的通信链路出现故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一网元判断出接收到所述第二网元发送的响应，并保存所述响应；

所述第一网元在下一次向所述第二网元发送所述请求之前或同时，将保存的所述响应删除。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一网元与所述第二网元之间的链路为有线链路。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述请求为地址解析协议请求，所述响应为地址解析协议响应。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述第一网元为服务器和客户端中的一个，所述第二网元为客户端和服务器中的另一个；或者，

所述第一网元为基站和控制器中的一个，所述第二网元为控制器和基站中的另一个。

6.一种链路检测装置，位于网络实体中，其特征在于，包括：

定时器，用于进行定时；

发送模块，用于根据所述定时器的定时以预定时间间隔向其他网络实体中的接收方网络实体发送请求；

接收模块，用于接收所述接收方网络实体响应于每个请求返回的响应；

计数器，用于计算未从所述接收方网络实体接收到响应的数量；

处理模块，用于在连续预定数目次没有接收到所述接收方网络实体发送的响应时，确定所述网络实体与所述接收方网络实体之间的通信链路出现故障。

7.根据权利要求6所述的链路检测装置，其特征在于，所述处理模块还用于在所述接收模块接收到响应之后，将所述计数器的值归零。

8.根据权利要求6所述的链路检测装置，其特征在于，还包括：

保存模块，用于在所述接收模块接收到每个响应时，保存所述响应；

则所述处理模块还用于在所述发送模块下一次向所述接收方网络实体发送请求之前或同时，将所述保存模块中保存的所述响应删除。

9.根据权利要求6所述的链路检测装置，其特征在于，所述接收模块还用于接收所述其他网络实体中的发送方网络实体向所述网络实体发送的请求，所述发送模块还用于响应于接收的来自所述发送方实体的所述请求向所述发送方网络实体返回响应。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的链路检测装置，其特征在于，所述请求为地址解析协议请求，所述响应为地址解析协议响应。

11.根据权利要求6至9中任一项所述的链路检测装置，其特征在于，

所述网络实体为服务器和客户端中的一个，所述接收方网络实体为客户端和服务器中的另一个；或者，

所述网络实体为基站和控制器中的一个，所述接收方网络实体为控制器和基站中的另一个。

12.一种链路检测***，其特征在于，包括多个网元，所述多个网元中的每个网元用于以预定时间间隔向所述多个网元中部分或全部其他网元发送请求，并响应于来自其他网元的请求返回响应；在所述多个网元中作为请求发送方的第一网元针对每个发送的请求判断是否接收到第二网元发送的响应，并在所述第一网元在连续预定数目次判断出没有接收到第二网元发送的响应时，确定所述第一网元与所述第二网元之间的通信链路出现故障。

13.根据权利要求12所述的***，其特征在于，所述请求为地址解析协议请求，所述响应为地址解析协议响应。

14.根据权利要求12或13所述的***，其特征在于，

所述第一网元为服务器和客户端中的一个，所述第二网元为客户端和服务器中的另一个；或者，

所述第一网元为基站和控制器中的一个，所述第二网元为控制器和基站中的另一个。

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