CN109039825B - 一种网络数据保护设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络数据保护设备及方法，用于保护网络设备数据。本发明提供的方法包括：存活检测模块：用于检测被保护网络设备网络是否通畅，当所述被保护网络设备网络不通畅，则切换至预设的保护线路；第一异常检测模块：用于定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，接收返回的数据包后，若数据包数量不一致，则切换至保护线路；第二异常检测模块：用于计算所述带有特定标记及时间戳的数据包经过被保护网络设备所产生延迟的时间，当平均延迟时间或最长延迟时间超过预设阈值，则切换至保护线路。在本发明实施例既可以降低硬件检测带来的成本，而且多层级网络状况检测能准确确认网络异常问题，极大保障了网络的可靠性。

Description

一种网络数据保护设备及方法

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种网络数据保护设备及方法。

背景技术

随着信息技术的快速发展，网络接入设备也逐渐增多，出现故障时，常需要对网络设备进行冗余备份来保障网络数据安全。对于某些串联到网络中的设备，往往会使用Bypass方式保护，对于关键位置可以采用上述冗余备份方法，但对于非关键部位，采用上述这种纯硬件的替代设备，保障网络通畅，成本会较高，而且已有的Bypass技术只能检测被保护设备是否存活，难以判断被保护设备是否存在网络异常。

故，有必要提出一种成本较低且可以检测网络异常的设备或方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种网络数据保护设备及方法，能够多层次保护网络设备数据，并降低成本。

结合本发明实施例第一方面，提供了一种网络数据保护设备，包括：

存活检测模块：用于定期向被保护网络设备发送心跳检测报文检测所述被保护网络设备网络是否通畅，当所述被保护网络设备网络不通畅，则切换至预设的保护线路；

第一异常检测模块：用于在检测到所述被保护网络设备网络通畅后，定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，比对所述带有特定标记及时间戳的数据包与返回的数据包数量是否一致，若不一致，则切换至所述预设的保护线路；

第二异常检测模块：用于定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，在接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，计算所述带有特定标记及时间戳的数据包经过所述被保护网络设备所产生延迟的时间，当所述带有特定标记及时间戳的数据包在单位时间内返回的平均延迟时间或最长延迟时间超过预设阈值，则切换至所述预设的保护线路。

结合本发明实施例第二方面，提供了一种网络数据保护方法，包括：

定期向被保护网络设备发送心跳检测报文检测所述被保护网络设备网络是否通畅，当所述被保护网络设备网络不通畅，则切换至预设的保护线路；

在检测到所述被保护网络设备网络通畅后，定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，比对所述带有特定标记及时间戳的数据包与返回的数据包数量是否一致，若不一致，则切换至所述预设的保护线路；

在检测到所述被保护网络设备网络通畅后,定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，在接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，计算所述带有特定标记及时间戳的数据包经过所述被保护网络设备所产生延迟的时间，当所述带有特定标记及时间戳的数据包在单位时间内返回的平均延迟时间或最长延迟时间超过预设阈值，则切换至所述预设的保护线路。

本发明实施例中，分别通过检测所述被保护网络设备是否通畅，以及是否存在异常，以保护被保护网络设备的数据安全，多层级的判断不仅能准确确认网络故障，极大提升了网络的可靠性，而且基于软件层面检测转发数据包，大大降低因通过硬件检测网络问题带来的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的网络数据保护设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的网络数据保护方法的流程示意图；

具体实施方式

本发明实施例提供了一种网络数据保护设备及方法，用于保护inline方式部署的非关键网络设备的网络可靠性。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，本发明实施例提供的网络数据保护设备的结构示意图，包括以下组成：

存活检测模块110：用于定期向被保护网络设备发送心跳检测报文检测所述被保护网络设备网络是否通畅，当所述被保护网络设备网络不通畅，则切换至预设的保护线路；

所述被保护网络设备一般可以是网络数据分析设备等非网关型设备。所述心跳检测报文一般可以是ICMP包(Internet Control Message Protocol，即因特网控制报文协议，用在IP机与路由器之间传递控制消息)、TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)包或UDP(User Datagram Protocol，即用户数据报协议)包或其他特殊的某种数据包。以ICMP包为例，通过发送所述ICMP-request包，接收应答的ICMP-echo(ICMP应声回答),也即常用的ping命令，可以检测网络是否通畅。

上述通过数据包检测，即通过为所述数据包增加时间戳等特殊标记，根据接收状况判断所述被保护网络设备网络是否通畅。

所述预设的保护线路为一条特定的网络通道，通过所述保护线路，可以传输或转发网络数据，避免因被保护网络故障致使网络数据丢失。通过保护线路不受设备本身故障影响，可独立转发数据包，传输网络数据。

第一异常检测模块120：用于在检测到所述被保护网络设备网络通畅后，定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，比对所述带有特定标记及时间戳的数据包与返回的数据包数量是否一致，若不一致，则切换至所述预设的保护线路；

检测所述被保护网络设备网络通畅后，需要检索被保护网络设备是否存在网络异常，通过发送标记的数据包，根据返回的数据数量，比对数据包数量是否有变化，进而判断在所述被保护网络设备中是否有数据包丢失。

当通过比对标记的数据包数量，确认发生数据包丢失后，切换到所述保护线路，将流经被保护网络设备的数据包通过保护线路转发出去，直至排除被保护网络设备的故障。

第二异常检测模块130：用于定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，在接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，计算所述带有特定标记及时间戳的数据包经过所述被保护网络设备所产生延迟的时间，当所述带有特定标记及时间戳的数据包在单位时间内返回的平均延迟时间或最长延迟时间超过预设阈值，则切换至所述预设的保护线路。

根据数据包中的时间戳可以确定网络延迟时间，由于网络延迟会影响网络的正常使用，通过保护线路转发发生延迟的网络流量，能够避免因被保护网络设备问题引起网络数据的正常传输。

所述网络延迟应尽量考虑网络带宽的影响，在设定延迟的阈值时，所述平均延迟时间与最大延迟时间的阈值应存在差别。

可选的，所述网络数据保护设备包括：

当所述网络数据保护设备发生预定故障时，通过所述预设的保护线路转发流经所述网络数据保护设备的数据包。所述预定故障一般可以是掉电或硬件故障致使网络数据保护设备无法起到保护网络设备作用的硬件故障，如关键硬件损坏等状况。

上述网络数据保护设备发生故障，实现自动转发，是通过其具有“bypass”功能网卡实现。具体的，网卡中存在一个自动开关，发生故障时，自动物理连接保护线路。每次在网络数据保护设备加电后，触发网卡中的一个计数器(每秒自动加1)，网络数据保护设备软件正常工作之后会定期对计数器清零，当网络数据保护设备发生故障，则无法执行清零操作，计数器达到阈值，物理连接接通保护线路。

可选的，所述网络数据保护设备还包括：

当所述网络数据保护设备的数据包处理软件发生故障时，通过所述预设的保护线路转发流经所述网络数据保护设备的数据包。所述数据包处理软件即用于处理网络数据包，包括接收，转发，管理数据包及管理硬件，所述软件发生故障即当前无法通过网络数据保护设备处理通过的数据包。

在所述网络数据保护设备中，数据包处理软件即可以进行软件层面的bypass，使用多组硬件卡实现网络链路的多种连接，当数据包处理软件处理数据包出现故障时，相互独立的硬件卡可以通过软件控制或硬件设置进行连接。

优选的，所述保护线路可以是预设的一条或多条线路，在本发明实施例中所述保护线路可以是相同的一条也可以是不同的多条。

可选的，当监测到所述被保护网络设备恢复正常，切换到通过所述被保护网络设备转发网络数据包。当被保护网络设备发生故障后，数据流被切换到预设的保护线路。当检测到被保护网络设备恢复运行后，会再次向被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，如果检测到数据包的数量无误、平均延迟时间在阈值内，说明被保护网络设备的网络状态处于健康状态，将自动将数据切回到被保护的网络设备中。

上述网络保护设备既可以准确确定被保护网络设备网络状况，通过保护线路保障网络安全，而且针对自身的软硬件故障，也能进行网络数据传输，保障网络通畅，同时基于软件检测被保护网络设备网络状况，对网络故障多层级处理在降低成本的同时，极大保障网络的可靠性。

本发明实施例中从网络是否通畅、丢包率、延迟三个层面检测数据链路的健康状态，一旦发现网络状态低于设定阈值，就切换链路，从而极大的保障了数据链路的传输稳定性。

实施例二：

上面主要描述了一种网络数据保护设备，下面将对一种网络数据保护方法的装置进行详细描述。

图2示出了本发明实施例提供的网络数据保护方法的结构示意图。

S201、定期向被保护网络设备发送心跳检测报文检测所述被保护网络设备网络是否通畅，当所述被保护网络设备网络不通畅，则切换至预设的保护线路；

S202、在检测到所述被保护网络设备网络通畅后，定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，比对所述带有特定标记及时间戳的数据包与返回的数据包数量是否一致，若不一致，则切换至所述预设的保护线路；

S203、在检测到所述被保护网络设备网络通畅后,定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，在接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，计算所述带有特定标记及时间戳的数据包经过所述被保护网络设备所产生延迟的时间，当所述带有特定标记及时间戳的数据包在单位时间内返回的平均延迟时间或最长延迟时间超过预设阈值，则切换至所述预设的保护线路。

可选的，当监测到所述被保护网络设备恢复正常，切换到通过所述被保护网络设备转发网络数据包。当被保护网络设备发生故障后，数据流被切换到预设的保护线路。当检测到被保护网络设备恢复运行后，会再次向被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，如果检测到数据包的数量无误、平均延迟时间在阈值内，说明被保护网络设备的网络状态处于健康状态，将自动将数据切回到被保护的网络设备中。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各实施例的模块、单元和/或方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种网络数据保护设备，其特征在于，包括：

存活检测模块：用于定期向被保护网络设备发送心跳检测报文检测所述被保护网络设备网络是否通畅，当所述被保护网络设备网络不通畅，则切换至预设的保护线路；

所述心跳检测报文是ICMP包、TCP包或UDP包；

所述预设的保护线路为一条特定的网络通道，通过所述保护线路，可以传输或转发网络数据；

第一异常检测模块：用于在检测到所述被保护网络设备网络通畅后，定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，比对所述带有特定标记及时间戳的数据包与返回的数据包数量是否一致，若不一致，则切换至所述预设的保护线路；

第二异常检测模块：用于定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，在接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，计算所述带有特定标记及时间戳的数据包经过所述被保护网络设备所产生延迟的时间，当所述带有特定标记及时间戳的数据包在单位时间内返回的平均延迟时间或最长延迟时间超过预设阈值，则切换至所述预设的保护线路；

当所述网络数据保护设备的数据包处理软件发生故障时，通过所述预设的保护线路转发流经所述被保护网络设备的数据包；

所述数据包处理软件即可进行软件层面的bypass，使用多组硬件卡实现网络链路的多种连接，当数据包处理软件处理数据包出现故障时，相互独立的硬件卡可以通过软件控制或硬件设置进行连接。

2.根据权利要求 1 所述的设备，其特征在于，所述网络数据保护设备还包括：

当所述网络数据保护设备发生预定故障时，通过所述预设的保护线路转发流经所述被保护网络设备的数据包。

3.根据权利要求 1 所述的设备，其特征在于，所述网络数据保护设备还包括：当监测到所述被保护网络设备恢复正常，切换到通过所述被保护网络设备转发网络数据包。

4.一种网络数据保护方法，其特征在于，包括：

定期向被保护网络设备发送心跳检测报文检测所述被保护网络设备网络是否通畅，当所述被保护网络设备网络不通畅，则切换至预设的保护线路；

所述心跳检测报文是ICMP包、TCP包或UDP包；

所述预设的保护线路为一条特定的网络通道，通过所述保护线路，可以传输或转发网络数据；

在检测到所述被保护网络设备网络通畅后，定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，比对所述带有特定标记及时间戳的数据包与返回的数据包数量是否一致，若不一致，则切换至所述预设的保护线路；

在检测到所述被保护网络设备网络通畅后,定期向所述被保护网络设备发送带有特定标记及时间戳的数据包，在接收到所述被保护网络设备返回的数据包后，计算所述带有特定标记及时间戳的数据包经过所述被保护网络设备所产生延迟的时间，当所述带有特定标记及时间戳的数据包在单位时间内返回的平均延迟时间或最长延迟时间超过预设阈值，则切换至所述预设的保护线路；

当所述网络数据保护设备的数据包处理软件发生故障时，通过所述预设的保护线路转发流经所述被保护网络设备的数据包；

所述数据包处理软件即可进行软件层面的bypass，使用多组硬件卡实现网络链路的多种连接，当数据包处理软件处理数据包出现故障时，相互独立的硬件卡可以通过软件控制或硬件设置进行连接。

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