CN105009516B - 用于诊断或测试的透明消息修改 - Google Patents

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Abstract

修改网络消息以使在指定中间节点处在中途执行补充动作。修改以对于使网络消息被生成的源计算实体透明的方式执行。在获得网络消息之际，消息修改组件修改网络消息以使该网络消息通过中间节点被路由，且进一步使得该中间节点执行(诸)补充动作。例如，修改可能使路由组件将网络消息路由至中间节点，且修改也可包括指令，中间节点将所述指令解释为用于执行补充动作的指令。

Description

用于诊断或测试的透明消息修改
背景
许多软件应用依赖于通过网络与其他计算***的协作交互。因特网协议(IP)是这样一种协议，它提供用于对网络中不同节点进行寻址的机制，还提供用于将较大消息分段为可由两个通信网络节点之间的各种中间网络处理的较小片段的机制。符合因特网协议的网络消息通常被称为“IP分组”，IP分组使用协议栈中的IP层处的逻辑被处理。
随着IP分组从源应用被传送至目标应用，IP分组将通常传送通过各个路由器，每个路由器都在协议栈的IP层有其自身的路由逻辑，该路由逻辑允许路由器作出与如何将该IP分组最佳地路由至预期目的地有关的决定。
IP协议还允许分组头部的一部分包括较大数量的任选处理的选集，以应用于该IP分组。这些选项之一是源路由选项，该源路由选项允许源指定要采用的路线的一部分或全部。
概述
根据此处描述的至少一个实施例，描述了网络消息的修改以使在指定中间节点处在途执行补充动作。修改以对于生成网络消息的实体的源计算实体(诸如应用、过程、端口、地址)透明的方式执行。例如，尽管源计算实体发出使沿网络栈进一步向下生成网络消息的指令，但是源计算实体不具有该栈的该较下部分的视图。
在获得网络消息之际，消息修改组件修改网络消息以使该网络消息被路由通过中间节点，且进一步使得该中间节点执行补充动作。例如，修改可能使路由组件将网络消息路由至中间节点，且修改也可能包括中间节点将其解释为用于执行补充动作的指令。补充动作的示例包括至少便于源计算实体的诊断的动作。进一步示例包括测试动作，诸如丢弃或延迟网络消息、或者返回关于网络消息的出错消息。
中间节点可因此通过执行补充动作来对网络消息作出响应。此外，中间节点可以修改网络消息以便在将该网络消息进一步朝向目标进行路由之前将该网络消息返回至其未经修改的状态。因此，从源计算实体和目标计算***的观点来看，从视图中抽象出了曾经有用于执行补充动作的指令的事实。
该概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在被用来帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图简述
为了描述可获得以上记载的及其他好处和特征的方式，将参照附图呈现各个实施例的更具体描述。理解这些附图仅描述样本实施例，因此不应被视为限制本发明的范围，实施例将通过使用附图以附加的具体性和细节来描述和解释，附图中：
图1抽象地图示了其中可采用此处所述的一些实施例的计算***；
图2示出了包括源计算***的网络环境，该源计算***包括使得网络消息被生成以传送至目标计算***的源计算实体；
图3示出消息修改组件以对使网络消息被生成的源计算实体透明的方式便于对网络消息采取补充动作的方法的流程图；
图4示出中间节点将接收自源的网络消息中介至目标的方法的流程图；以及
图5示出参照图2至图4描述的原理被应用于请求路径和回复路径两者的更具体实施例。
详细描述
根据此处描述的实施例，描述了网络消息的修改。修改使网络消息被路由至中间节点，并且被中间节点解释为用于执行补充动作的指令。修改以对于使网络消息被生成的源计算实体透明的方式执行。将参照图1描述计算***的一些介绍性讨论。然后，将参照图2至5描述消息修改的原理。
计算***现在越来越多地采取多种多样的形式。例如，计算***可以是手持式设备、电器、膝上型计算机、台式计算机、大型机、分布式计算***或甚至常规上不被认为是计算***的设备。在本说明书以及权利要求书中，术语“计算***”被广义地定义为包括任何设备或***(或其组合)，该设备或***包含至少一个物理有形的处理器以及其上能具有可由处理器执行的计算机可执行指令的物理有形的存储器。存储器可以采取任何形式，并可以取决于计算***的性质和形式。计算***可以分布在网络环境中，并可包括多个组分计算***。
如图1所示，在其最基本的配置中，计算***100包括至少一个处理单元102和计算机可读介质104。计算机可读介质104在概念上可被认为包括物理***存储器，其可以是易失性的、非易失性的，或这两者的某种组合。计算机可读介质104还在概念上包括非易失性大容量存储。如果计算***是分布式的，则处理、存储器和/或存储能力也可以是分布式的。
如此处使用的，术语“可执行模块”或“可执行组件”可以指可以在计算***上执行的软件对象、例程或方法。此处所描述的不同组件、模块、引擎，以及服务可以实现为在计算***上执行的对象或进程(例如，作为分开的线程)。在其中实施类型安全性并且其中各进程被分配了它们自己的不同存储器对象的受管环境中执行的情况下，这样的可执行模块可以是受管代码。在可执行模块用本机代码(如C或C++)编写的情况下，这样的可执行模块还可以是非受管代码。
在随后的描述中，参考由一个或多个计算***执行的动作描述了各实施例。如果这样的动作是以软件实现的，则执行动作的相关联计算***的一个或多个处理器响应于已经执行了计算机可执行指令来引导计算***的操作。例如，这样的计算机可执行指令可以在形成计算机程序产品的一个或多个计算机可读介质上实现。这样的操作的示例涉及对数据的操纵。计算机可执行指令(以及***纵的数据)可被存储在计算***100的存储器104中。计算***100还可包含允许计算***100例如通过网络110与其他处理器通信的通信信道108。
在此描述的各实施例可包括或利用专用或通用计算机，该专用或通用计算机包括诸如例如一个或多个处理器和***存储器等计算机硬件，如以下更详细讨论的。本文中描述的各实施例还包括用于承载或存储计算机可执行指令和/或数据结构的物理和其他计算机可读介质。这样的计算机可读介质可以是可由通用或专用计算机***访问的任何可用介质。存储计算机可执行指令的计算机可读介质是物理存储介质。承载计算机可执行指令的计算机可读介质是传输介质。由此，作为示例而非限制，本发明的各实施例可包括至少两种显著不同的计算机可读介质：计算机存储介质和传输介质。
计算机存储介质包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或可用于存储计算机可执行指令或数据结构形式的所需程序代码装置且可由通用或专用计算机访问的任何其他有形存储介质。
“网络”被定义为使得电子数据能够在计算机***和/或模块和/或其它电子设备之间传输的一个或多个数据链路。当信息通过网络或另一个通信连接(硬连线、无线、或者硬连线或无线的组合)传输或提供给计算机时，该计算机将该连接适当地视为传输介质。传输介质可以包括可以用来携带所需要的以计算机可执行的指令或数据结构的形式存在的程序代码装置并可以被通用或专用计算机访问的网络和/或数据链路。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。
此外，在到达各种计算机***组件之后，计算机可执行指令或数据结构形式的程序代码资料可从传输介质自动传输到计算机存储介质(或反之亦然)。例如，通过网络或数据链路接收到的计算机可执行指令或数据结构可被缓存在网络接口控制器(例如，“NIC”)内的RAM中，然后最终被传输到计算机***RAM和/或计算机***处的较不易失性的计算机存储介质。因而，应当理解，计算机存储介质可被包括在还利用(或甚至主要利用)传输介质的计算机***组件中。
计算机可执行指令例如包括，当在处理器处执行时使通用计算机、专用计算机、或专用处理设备执行某一功能或某组功能的指令和数据。计算机可执行指令可以是例如二进制代码、诸如汇编语言之类的中间格式指令、或甚至源代码。尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于上述特征或动作。更具体而言，上述特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而公开的。
本领域的技术人员将理解，本发明可以在具有许多类型的计算机***配置的网络计算环境中实践，这些计算机***配置包括个人计算机、台式计算机、膝上型计算机、消息处理器、手持式设备、多处理器***、基于微处理器的或可编程消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、移动电话、PDA、寻呼机、路由器、交换机等等。本发明也可在其中通过网络链接(或者通过硬连线数据链路、无线数据链路，或者通过硬连线和无线数据链路的组合)的本地和远程计算机***两者都执行任务的分布式***环境中实施。在分布式***环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备二者中。
图2示出了包括源计算***201的网络环境200，该源计算***201包括使得网络消息220被生成以传送至目标计算***202的源计算实体211。以对于源计算实体201透明的方式，网络消息220被修改为220’以便通过中间节点203被路由。源计算***201、目标计算***202和中间节点203各自表示以上参照图1描述的计算***的示例。被描述为由这些计算***执行的方法可由例如计算***(例如，计算***100)的一个或多个处理器(诸如(诸)处理器102)来执行，所述计算***执行包含于计算可读介质(诸如计算可读存储介质)上的计算机可执行指令，计算可读介质可以形成计算程序产品的一部分或全部。
源计算实体211使网络消息220通过例如以下方式被生成：发出可由组件212解释的请求以使这类组件212生成网络消息220。举例来说，源计算实体211可能是应用、进程、端口、地址或任何其他计算实体。
尽管源计算实体211使网络消息220经由请求221被生成，但是网络消息220的实际生成由从源计算实体211来看抽象出来的逻辑来执行。这种抽象可由虚线215来表示。虽然网络消息可以是任何种类的网络消息，但是在一个实施例中，网络消息220是因特网协议(IP)分组。
如箭头222所表示的，网络消息220被提供至消息修改组件213。消息修改组件213执行对网络消息220的修改。例如，要执行的修改可以是源计算实体211的身份的函数。例如，消息修改组件213可具有一寄存器入口，其中有与该源计算实体211相关联的一个或多个修改。
图3示出修改组件以对使网络消息被生成的源计算实体透明的方式便于对网络消息采取补充动作的方法300的流程图。方法300在使网络消息被源计算实体生成之际开始(开始事件301)。由于方法300可由图2的消息修改组件213执行，因此现在将频繁参照图2来描述图3的方法300。
消息修改组件检测由特定计算身份使得要生成的网络消息(动作302)，并随后标识要对来自该特定计算实体的网络消息执行的一个或多个补充动作(动作303)。消息修改组件可以是例如具有对网络消息的访问权并且能够以对源计算实体透明的方式修改网络消息的防火墙。
然后，消息修改组件修改该网络消息(动作304)以使该网络消息通过中间节点被路由，且以使中间节点对网络消息执行补充动作。例如，消息修改组件可能修改网络消息以包括用于经由中间节点路由网络消息的指令(动作311)。例如，在图2中，经修改的消息220’包括指令231，指令231使网络消息220’如箭头223所示被路由至中间节点203。消息修改组件也可以修改该消息以包括一指令，该指令可由中间节点解释为使中间节点执行补充动作的指令(动作312)。该指令在图2中表示为指令232，指令232被添加至网络消息220以形成经修改的消息220’。
如果消息修改组件213是防火墙组件，则该防火墙可以在将经修改的网络消息分派至中间节点之前，对经修改的网络消息220’执行其他防火墙功能(动作305)。例如，参照图2，消息修改组件213使用分派组件214以将网络消息分派至中间节点203。
要由中间节点执行的补充动作超出了在没有执行补充动作的指令的情况下、路由节点会响应于接收到未修改形式的网络消息220而执行的动作。现在将连同关于可如何修改IP分组以包括用于经中间节点路由的指令(指令231)以及用于执行补充动作的指令(指令232)的描述来描述这种补充指令的几个示例。在每个示例中，IP分组的修改可通过添加头部的IP选项部分而发生。根据IP协议，这也会包括修改IP头部的长度字段以虑及由***IP选项部分造成的附加头部长度。
在一个实施例中，补充动作可以是诊断动作，该诊断动作使中间节点使用网络消息以至少便于源应用的诊断。例如，中间节点可收集关于网络消息的统计，并且也可能检查网络消息的内容。由此收集的信息(可能与从来自源计算实体的其他网络消息收集的其他信息组合)可被用于确定源计算实体的性能，或以其他方式诊断源计算实体内的当前或正在出现的问题。中间节点203自身可执行该诊断，或者中间节点203可将收集的信息报告给另一计算***，该另一计算***基于在中间节点203处收集的信息来执行诊断。
用于经中间节点路由且用于执行诊断动作的指令可能通过指定添加至IP分组的IP选项字段中的松散源路由选项来执行。例如，选项字段的第一八位位组会包括以下：第一比特中的“1”(即，复制比特)指示选项要应用于与单个消息相对应的全部相关分组；接着是类比特(2个比特)为0，然后是指定3的5个值比特，它标识了松散源路由选项。在该第一八位组之后会是指定符合IP协议的IP选项字段的长度八位位组、指定指针的指针八位位组，指针最初指向会指定中间节点的IP地址的接下来4个八位位组的集合。可以添加附加数据，附加数据会由中间节点解释为用于执行诊断动作的指令。
补充动作也可以是执行测试动作，该测试动作使中间节点至少便于源计算实体211的测试。例如，假定源计算实体211实际是测试中的***，且目标计算***220是在实际部署源计算实体211之后、源计算实体211预期依赖的外部依存关系。测试动作可允许遇到实际的真实世界场景以确定源计算实体211如何响应于这种真实世界场景。例如，测试动作可能包括丢弃网络消息、延迟网络消息或返回出错消息，在网络消息为IP分组的情况下这会是因特网控制消息协议(ICMP)。这会模拟可能由源计算实体211遇到的实际可能的条件。
在IP分组的情况下，这可能再次通过向IP分组的头部添加IP选项部分来执行。第一八位位组包括为复制比特指定“1”的第一比特，意味着IP选项部分被包括在作为同一消息的多个片段的全部分组中。接下来两个比特表示类，并且可以是先前未使用的类(诸如3)，该类被保留供原始IP协议中将来使用。中间节点可被编程以识别值为3的类，意指要执行某一类型的测试动作。例如，IP选项部分中的第一八位位组的最后五个比特可指定与要执行的特定测试动作相对应的值。例如，1可用于延迟要被添加至消息传递中。这5个比特中的2可指定要返回出错消息。这5个比特中的3可指定要丢弃IP分组。
根据特定方案，该方案的确切结构对于此处描述的宽泛原理不重要，也可以提供关于所选择的测试动作的补充数据。例如，在延迟动作的情况下，等待时间量可被指定或者可从传输速度导出。在返回出错消息的情况下，可以指定出错消息的类型。而且，IP选项的其余部分的方案可以被构造以允许指定附加的测试动作。例如，IP分组可以既被延迟一特定量，又返回出错消息。该方案也可允许更复杂的测试工作流，诸如有条件地执行测试动作。
返回图2，一旦中间节点203接收到经修改的网络消息220’，中间节点203就通过执行(诸)补充动作以便于实际环境中源计算实体210的诊断和/或测试来采取动作，在该实际环境中存在以目标计算***220为形式的外部依存关系。图4示出中间节点(诸如中间节点203)将接收自源(诸如源201)的网络消息中介至目标(诸如目标202)的方法400的流程图。
方法400在自源到目标的中途接收经修改的网络消息之际开始(开始动作401)。例如，在图2中，中间节点202接收经修改的网络消息220’，该经修改的网络消息220’包括路由指令231以及补充动作指令232。响应于补充动作指令232，中间节点202执行所指令的补充动作(动作402)，诸如所描述的诊断动作和/或所描述的测试动作。
此外，中间节点202修改网络消息以移除用于对网络消息执行补充动作的指令(动作403)，并且移除用于经中间计算***路由网络消息的指令(动作404)。例如，中间节点203可将网络消息返回至在该网络消息被修改以包括指令231和232之前所存在的其原始形式220。例如，在IP分组的情况下，可以移除IP选项部分，IP头部的长度字段可以被恢复至其原始值，从而反映出缺少IP选项部分。然后，如图2箭头224所示，网络消息220被分派给目标计算***202(动作405)。因此，中间节点203所分派的网络消息可以看上去与组件212所生成的网络消息220相同。因此，源计算实体211和目标计算***202都不会意识到网络消息被路由经过中间节点203或(诸)补充动作被采用。
注意到此处描述的原理可在请求/响应范例中时应用。例如，在图2中，源计算***201可能向目标计算***202发送一请求，该情况下，网络消息是请求或请求的一个片段。因此，网络消息220可以是请求/回复消息序列中的请求的至少一部分。然而，相同原理也可应用于反向路径。在该情况下，网络消息220可以是请求/回复消息序列中的回复的至少一部分。
图5示出参照图2至图4描述的原理被应用于请求路径和回复路径两者的更具体实施例。在请求方向，测试中***501(或被应用诊断的***)表示图2的源计算***201的示例，且外部依存关系计算***502表示图2的目标计算***202的示例。在该请求方向，防火墙511表示了图2的消息修改组件213的示例。而且，请求521及经修改的请求521’表示图2的消息220及经修改的消息220’的示例。中间节点503表示图2的中间节点203的示例。
在响应方向，外部依存关系计算***502表示图2的源计算***201的示例，测试中***501(或被应用诊断的***)表示图2的目标计算***202的示例。在该响应方向，防火墙512表示了图2的消息修改组件213的示例。而且，回复522及经修改的回复522’表示图2的消息220及经修改的消息220’的示例。中间节点504表示图2的中间节点203的示例。
因此，此处描述的原理提供了一种机制，该机制用于对网络消息透明地执行补充动作，而引起该网络消息的源计算实体或目标计算实体没有意识到补充动作被执行。在已经部署了源计算实体之后的诊断环境中，或者在源计算实体在开发中且具有外部依存关系的测试环境中，这尤其有用。
此处描述的原理可被部署在云计算环境中。例如，参照图2，源计算***201和目标计算***202的每一个自身可以是云计算环境，或可能整个环境200可以是云计算环境。
在该说明书和下面的权利要求书中，“云计算”被定义为用于允许对可配置计算资源(例如，网络、服务器、存储、应用和服务)的共享池的按需网络访问的模型。“云计算”的定义不限于可从这样的模型(在被合适地部署时)中获得的任何其他多个优点。
例如，云计算当前被用于市场，以便提供对可配置计算资源的共享池的普遍存在且方便的按需访问。此外，可配置计算资源的共享池可经由虚拟化而被快速地供应，并可利用低管理努力或服务提供商干预来发布，并随后因此被缩放。
云计算模型可由各种特性组成，诸如按需自服务、广泛网络访问、资源池、快速灵活性、测定的服务等。云计算模型还可形成各种服务模型，诸如例如软件即服务(“SaaS”)、平台即服务(“PaaS”)以及基础结构即服务(“IaaS”)。云计算模型还可以使用不同的部署模型来部署，诸如私有云、社区云、公共云和混合云等。在该描述和权利要求书中，“云计算环境”是其中采用了云计算的环境。
本发明可具体化为其它具体形式而不背离其精神或本质特征。所描述的实施例在所有方面都应被认为仅是说明性而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求书而非前述描述指示。在权利要求书的等价物的含义和范围内的所有变化应被包含在其范围内。

Claims (10)

1.一种供消息修改组件以对源计算实体透明的方式便于对网络消息采取补充动作的方法，所述源计算实体使所述网络消息被生成，所述方法包括：
所述消息修改组件从包括源计算实体的源获取网络消息的动作，其中所述网络消息对于使所述网络消息被生成的源计算实体是透明的；以及
所述消息修改组件修改所述网络消息以使所述网络消息通过中间节点被路由、并且使所述中间节点对所述网络消息执行补充动作的动作，所述补充动作超出了在没有所述修改时路由节点会对所述网络消息执行的动作，并且所述修改是所述源计算实体的身份的函数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消息修改组件包括防火墙组件。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络消息是因特网协议分组。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，修改所述消息的动作包括***IP头部的IP选项的动作。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述补充动作包括诊断动作，所述诊断动作使所述中间节点使用所述网络消息来至少便于所述源计算实体的诊断。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述补充动作包括测试动作，所述测试动作使所述中间节点至少便于所述源计算实体的测试。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述测试动作包括丢弃所述网络消息、延迟所述网络消息或向所述源返回出错消息的动作。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络消息是请求/回复消息序列中的请求的至少一部分。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络消息是请求/回复消息序列中的回复的至少一部分。
10.一种用于中介接收自源且被定向至目的地的网络消息的方法，所述方法包括：
在从源到目标的中途接收网络消息的动作，所述网络消息包括用于经中间计算***路由所述网络消息的指令、以及还包括使所述中间计算***执行补充动作的指令；
响应于使所述中间计算***执行所述补充动作的指令，执行所述补充动作的动作；以及
修改所述网络消息以移除用于对所述网络消息执行所述补充动作的指令、以及移除用于经所述中间计算***路由所述网络消息的指令的动作，其中所移除的指令是所述源的身份的函数。
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