專利名稱：基于網(wǎng)絡(luò)處理器的數(shù)據(jù)線路偵測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的寬帶接入技術(shù)，具體涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)處理 器的數(shù)據(jù)線路偵測(cè)方法。
背景技術(shù)：
寬帶接入中客戶端與接入服務(wù)器之間采用協(xié)議完成整個(gè)數(shù)據(jù)通訊過程，
以下結(jié)合PPPOE協(xié)議說明整個(gè)數(shù)據(jù)通訊過程，類似地包括但限制于802. lx 協(xié)議、DHCP協(xié)議、HTTP協(xié)議和WEB+DHCP協(xié)議。
(-)PPPOE協(xié)議通過PPPOE協(xié)議，在一個(gè)共享的以太網(wǎng)上的多個(gè)主機(jī)， 可以通過一個(gè)或多個(gè)簡(jiǎn)單的橋接入設(shè)備，與遠(yuǎn)程接入集中器進(jìn)行多個(gè)PPP 會(huì)話。PPPOE包含發(fā)現(xiàn)和PPP會(huì)話兩個(gè)階段，發(fā)現(xiàn)階段是無狀態(tài)的 Client/Server模式，目的是獲得PPPOE終結(jié)端的以太網(wǎng)MAC地址，并建立 一個(gè)唯一的PPPOE SESSION—ID。發(fā)現(xiàn)階^殳結(jié)束后，就進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)的PPP會(huì) 話階段。PPPOE協(xié)議可詳見RFC2516文獻(xiàn)。
t)PPPOE通信流程，如圖l所示，分為兩個(gè)不同的階段，具體是
①發(fā)現(xiàn)階段，發(fā)現(xiàn)階段有四個(gè)步驟100-103，當(dāng)此階段完成，通信的兩 端都知道PPPOE SESSION_ID和對(duì)端的以太網(wǎng)地址，他們一起唯一定義 PPPOE會(huì)話。這些步驟包括
100)主機(jī)廣播一個(gè)PPPOE發(fā)起分組報(bào)文PPPoE Active Discovery Initiation,簡(jiǎn)稱PADI報(bào)文；
101 ) —個(gè)或多個(gè)接入集中器發(fā)送PPPOE給予分組報(bào)文The PPPoE Active Discovery Offer,簡(jiǎn)稱PADO報(bào)文；
102 )主機(jī)發(fā)送單播會(huì)話請(qǐng)求分組報(bào)文The PPPoE Active Discovery Request,筒稱PADR報(bào)文；
103)選擇的接入集中器發(fā)送一個(gè)確認(rèn)分組報(bào)文The PPPoE Active Discovery Session-confirmation, 簡(jiǎn)稱PADS才艮文。
當(dāng)主機(jī)接收到確認(rèn)分組，它可以開始進(jìn)行PPP會(huì)話階段。當(dāng)接入集中器 發(fā)送出確認(rèn)分組，它可以開始進(jìn)行PPP會(huì)話階段。
PPPOE還有一個(gè)終結(jié)會(huì)話報(bào)文The PPPoE Active Discovery Terminate,， 簡(jiǎn)稱PADT報(bào)文，它可以在會(huì)話建立后的任何時(shí)候發(fā)送，來終止PPPOE會(huì) 話。它可以由主機(jī)或者接入集中器發(fā)送。當(dāng)接收到一個(gè)PADT，不再允許使 用這個(gè)會(huì)話來發(fā)送PPP業(yè)務(wù)。在發(fā)送或接收PADT后，即使正常的PPP終 止分組也不必發(fā)送。PPP對(duì)端應(yīng)該使用PPP協(xié)議自身來終止PPPOE會(huì)話， 但是當(dāng)PPP不能使用時(shí)，可以使用PADT。 PADT和PADI等發(fā)現(xiàn)階段報(bào)文 一樣，ETHER—TYPE都是0x8863 。
②PPP會(huì)話階段， 一旦PPPOE會(huì)話開始，PPP數(shù)據(jù)就可以以任何其它 的PPP封裝形式發(fā)送，即步驟104):進(jìn)入PPP會(huì)話階段，傳輸PPP數(shù)據(jù)。 其中，所有的以太網(wǎng)幀都是單播的，且PPPOE會(huì)話的SESSION一ID—定不 能改變，并且必須是發(fā)現(xiàn)階段分配的值。
完整的PPPOE通信流程還包括步驟105 ):發(fā)送PADT報(bào)文，結(jié)束PPPOE會(huì)話。
G)PPPOE的異常中斷過程正常情況下，用戶結(jié)束PPPOE下網(wǎng)，會(huì)主 動(dòng)向?qū)拵Ы尤敕?wù)器Broadband Access Server,簡(jiǎn)稱BAS,發(fā)PADT報(bào)文， BAS收到后，動(dòng)作不同。有的廠商BAS回應(yīng)一個(gè)PADT報(bào)文確認(rèn)PPPOE 終結(jié)，有的廠商BAS不^t動(dòng)作，不回應(yīng)。
在某些異常情況下，網(wǎng)元業(yè)務(wù)中斷，用戶的PPPOE被強(qiáng)行終結(jié)，這種 情況下BAS無法收到用戶上行發(fā)送的PADT報(bào)文。由于在會(huì)話階段BAS會(huì) 定期向用戶主機(jī)發(fā)送Echo—Request報(bào)文，來判斷會(huì)話的狀態(tài)。如果它多次 沒有收到主機(jī)回饋信號(hào)，則認(rèn)為用戶為異常下線，從而要求遠(yuǎn)程驗(yàn)證用戶撥 入服務(wù)器Remote Authentication Dial In User Service,簡(jiǎn)稱RADIUS，終止計(jì) 費(fèi)，釋放IP資源，并下發(fā)PADT報(bào)文，終結(jié)PPPOE會(huì)話。
卿PPPOE斷流檢測(cè)運(yùn)營(yíng)商通常對(duì)掉線率很關(guān)注，統(tǒng)計(jì)掉線率直接的
辦法需要采集RADIUS的信息，但往往一個(gè)城市只有幾臺(tái)RADIUS SERVER,其信息量極大，無法做出實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，所以不可能對(duì)掉線率進(jìn)行實(shí) 時(shí)監(jiān)控。由于以上原因，目前沒有實(shí)際有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控方法，使得在網(wǎng)管正 常的情況下即便大量的網(wǎng)元業(yè)務(wù)中斷，即大量用戶PPPOE斷流，網(wǎng)管上也 不會(huì)有任何告警，造成運(yùn)營(yíng)商無法作出恢復(fù)或任何減輕損失的舉動(dòng)來處理該 惡性故障。
另外，目前設(shè)備商提供了多種遠(yuǎn)端modem環(huán)回測(cè)試技術(shù)供運(yùn)營(yíng)商來進(jìn) 一步定位故障位置，其中ATM環(huán)回偵測(cè)雖然可以確認(rèn)ATM層鏈路是否正 常，但不能確認(rèn)之上的數(shù)據(jù)鏈路是否正常。而digital環(huán)回技術(shù)定位故障位置 時(shí)，會(huì)將所有的數(shù)據(jù)都打環(huán)，導(dǎo)致用戶無法上網(wǎng)。
(E)基于網(wǎng)絡(luò)處理器的數(shù)據(jù)報(bào)文捕獲當(dāng)前各主流網(wǎng)絡(luò)處理器Network Processor,具體可以是定制的ASIC芯片或FPGA芯片，均支持對(duì)于特定數(shù) 據(jù)報(bào)文的捕獲功能，其工作機(jī)制是這樣的程序員可以設(shè)定用于捕獲特定數(shù) 據(jù)報(bào)文的報(bào)文過濾器filter, filter—旦設(shè)置生效并應(yīng)用到端口后，當(dāng)端口接 收到匹配的報(bào)文后，網(wǎng)絡(luò)處理器芯片底層硬件觸發(fā)中斷，然后按照指定的中 斷服務(wù)程序用于報(bào)文捕獲后的數(shù)據(jù)處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種基于網(wǎng)絡(luò)處理器的數(shù)據(jù)線路偵 測(cè)方法，在網(wǎng)元網(wǎng)管正常的情況下，對(duì)用戶的異常下線，做一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控并 向網(wǎng)管發(fā)送告警，供其輸出告警或做統(tǒng)計(jì)信息，填補(bǔ)目前該領(lǐng)域的空白。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題這樣解決，提供一種基于網(wǎng)絡(luò)處理器的數(shù)據(jù)線 路偵測(cè)方法，用戶主機(jī)通過DSLAM設(shè)備連接接入集中器，包括以下步驟
1.1) 確定待偵測(cè)線路對(duì)應(yīng)DSLAM設(shè)備用戶端口 ；
1.2) 網(wǎng)絡(luò)處理器捕獲反映線路質(zhì)量的上下行關(guān)鍵數(shù)據(jù)報(bào)文；
1.3) 網(wǎng)絡(luò)處理器依數(shù)據(jù)正常和異常通訊流程進(jìn)行邏輯判斷；
1.4) 網(wǎng)絡(luò)處理器根據(jù)邏輯判斷結(jié)果選擇輸出異常報(bào)警；
1.5) 根據(jù)所述異常報(bào)警進(jìn)一步進(jìn)行分析和處理。 按照本發(fā)明提供的偵測(cè)方法，所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)報(bào)文是PPPOE協(xié)議上下行 PADT包或上行PADI包。
按照本發(fā)明提供的偵測(cè)方法，所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)報(bào)文是802. lx協(xié)議下行 EAPOL-Encapsulated-ASF-Alert包。
按照本發(fā)明提供的偵測(cè)方法，所述數(shù)據(jù)異常通訊流程是指設(shè)備或鏈路故 障所造成的線路通訊結(jié)束；所述數(shù)據(jù)正常通訊流程是指通訊完成所造成的線 路通訊結(jié)束。
按照本發(fā)明提供的偵測(cè)方法，所述邏輯判斷是指區(qū)分所述線路通訊結(jié)束情況。
按照本發(fā)明提供的偵測(cè)方法，所述異常報(bào)警可以是目的地址是網(wǎng)管的包 含斷流信息的數(shù)據(jù)報(bào)文。
按照本發(fā)明提供的偵測(cè)方法，所述異常報(bào)警包含斷流信息，可以直接輸 出給與DSLAM設(shè)備端口連接的PC機(jī)。
按照本發(fā)明提供的偵測(cè)方法，所述斷流告警包括所述用戶端口和發(fā)生狀 況時(shí)間。
按照本發(fā)明提供的偵測(cè)方法，所述網(wǎng)絡(luò)處理器可以是定制的ASIC芯片 或FPGA芯片。
按照本發(fā)明提供的偵測(cè)方法，所述網(wǎng)絡(luò)處理器可以是定制的ASIC芯片 或FPGA芯片。
按照本發(fā)明提供的偵測(cè)方法，所述步驟1.2)、 1.3)和1.4)網(wǎng)絡(luò)處理器對(duì) 應(yīng)于所述用戶端口的捕獲規(guī)則和處理腳本由管理或測(cè)試人員預(yù)先或測(cè)試前 通過DSLAM設(shè)備人機(jī)接口配置。。
本發(fā)明提供的基于網(wǎng)絡(luò)處理器的數(shù)據(jù)線路偵測(cè)方法，利用網(wǎng)絡(luò)處理器捕 獲異常斷流的關(guān)鍵報(bào)文結(jié)合邏輯判斷向網(wǎng)管發(fā)送告警信息，滿足了運(yùn)營(yíng)商急 需DSLAM自動(dòng)線路偵測(cè)的需求，并可在本發(fā)明的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步發(fā)展線 路定位故障技術(shù)提供了契機(jī)，完善modem遠(yuǎn)端環(huán)回檢測(cè)等手段；以便今后 在偵測(cè)出線路故障的情況時(shí)，可以上發(fā)網(wǎng)管告警，并由網(wǎng)管采取檢測(cè)手段進(jìn) 行進(jìn)一步的故障定位工作，以獲取具體的故障位置等相關(guān)信息，因此具有較
高的應(yīng)用前景。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1為寬帶接入PPPOE通信流程示意圖。
圖2為本發(fā)明方法應(yīng)用在DSLAM設(shè)備用戶端口上的處理流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面以PPPOE協(xié)議為例詳細(xì)說明本發(fā)明
首先，說明本發(fā)明的關(guān)鍵根據(jù)BAS服務(wù)器對(duì)PPPOE異常中斷后的處 理流程，利用網(wǎng)絡(luò)處理器的數(shù)據(jù)報(bào)文捕獲功能，在此基礎(chǔ)上做出一系列相應(yīng) 判斷處理，具體如下
1. 首先利用在上文提到的數(shù)據(jù)報(bào)文捕獲機(jī)制，應(yīng)用到有需要的用戶端 口上，對(duì)上行的數(shù)據(jù)流偵測(cè)捕獲PADT包，如果捕獲到PADT包，DSLAM 內(nèi)部全局變量置位，然后上行轉(zhuǎn)發(fā)。
2. 如果捕獲上行PADT包后，在一段時(shí)間后，又捕獲到PADI包，說 明上游BAS如背景技術(shù)三中描述是不回應(yīng)PADT包的類型，先前是正常的 PPPOE終結(jié)，所以將全局變量清零。
3. 同時(shí)對(duì)下行的數(shù)據(jù)流也開始捕獲PADT包，如果捕獲到PADT包， 下行繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。
4. 如果捕獲到下行的PADT包，通過查詢?nèi)肿兞渴欠裰?來判斷之 前是否捕獲到了上行的PADT包，如果有上行PADT包，說明上游BAS是 回應(yīng)PADT包的類型，可認(rèn)為用戶是正常下網(wǎng)，將全局變量置O,如果沒有 則認(rèn)為是異常斷流。
5. 確認(rèn)是異常斷流后，向大網(wǎng)管發(fā)送告警，供大網(wǎng)管記錄統(tǒng)計(jì)。
第二步，本發(fā)明通過DSLAM捕獲PPPOE的PADT包，進(jìn)行邏輯判斷 后，來滿足實(shí)時(shí)監(jiān)控需求。(-)本發(fā)明方法應(yīng)用在DSLAM設(shè)備用戶端口上，
分為正常和異常情況，具體是
1. 正常情況下，用戶結(jié)束PPPOE下網(wǎng)，會(huì)主動(dòng)向BAS上行發(fā)PADT 報(bào)文，這種情況下DSLAM首先在用戶口抓到了上行的PADT報(bào)文，置位該 端口對(duì)應(yīng)的全局變量表示收到上行的PADT報(bào)文，然后將其上行轉(zhuǎn)發(fā)。
2. BAS收到后，下行回復(fù)一個(gè)PADT報(bào)文確認(rèn)PPPOE終結(jié)，DSLAM 抓到后，查詢?nèi)肿兞肯惹岸丝谑欠袷盏缴闲械腜ADT報(bào)文，發(fā)現(xiàn)收到過， 說明是用戶正常的終結(jié)PPPOE,轉(zhuǎn)發(fā)下行的PADT報(bào)文，將對(duì)應(yīng)全局變量 清零，終結(jié)PPPOE。
3. 如果BAS是收到PADT報(bào)文后，不回復(fù)的類型，在用戶的下次 PPPOE上網(wǎng)時(shí)，DSLAM抓到用戶撥號(hào)的PADI報(bào)文，查詢?nèi)肿兞渴欠?置位，如有即將對(duì)應(yīng)全局變量清零，上行轉(zhuǎn)發(fā)PADI報(bào)文。
4. 在某些異常情況下，網(wǎng)元業(yè)務(wù)中斷，用戶的PPPOE被強(qiáng)行終結(jié)，鏈 路中斷，BAS就無法收到用戶上行發(fā)送的PADT報(bào)文。如上文在背景技術(shù) 三，PPPOE的異常中斷過程中描述，在會(huì)話階段BAS會(huì)定期向用戶主機(jī)發(fā) 送Echo—Request報(bào)文，來判斷會(huì)話的狀態(tài)。如果它多次沒有收到主機(jī)回饋 信號(hào)，則認(rèn)為用戶為異常下線，會(huì)主動(dòng)下發(fā)PADT報(bào)文，終結(jié)PPPOE會(huì)話。 這時(shí)DSLAM抓到了下行的PADT報(bào)文，查詢?nèi)肿兞肯惹岸丝谑欠袷盏缴?行的PADT報(bào)文，發(fā)現(xiàn)沒有收到過，說明是異常的PPPOE終結(jié)。
5. 將端口信息發(fā)送給網(wǎng)管告警，供網(wǎng)管統(tǒng)計(jì)分析。
(二)本發(fā)明方法應(yīng)用在DSLAM設(shè)備用戶端口上的處理流程，具體如圖2 所示，包括步驟
200 )DSLAM設(shè)備開啟綁定在端口上的過濾器filter對(duì)PPPOE的上下行 0x8863報(bào)文持續(xù)進(jìn)行抓包；根據(jù)抓包的具體情況選擇進(jìn)入步驟210)、步驟 220)或步驟230);
210) 抓到上行PADI報(bào)文；
211) 檢查全局變量是否置位，如果置位就清零；
212) 將上行PADI報(bào)文繼續(xù)向上轉(zhuǎn)發(fā)；轉(zhuǎn)入結(jié)束步驟END); 220 )抓到上行PADT l艮文；
221 )置位全局變量(即設(shè)為1,該全局變量原為0);
222)將上行PADT報(bào)文繼續(xù)向上轉(zhuǎn)發(fā)；轉(zhuǎn)入結(jié)束步驟END);
230) 抓到下行PADT報(bào)文；
231) 判斷全局變量是否為1 是，進(jìn)入步驟231 l);否，進(jìn)入步驟2312); 2311 )說明是正常終結(jié)，將下行PADT報(bào)文繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，將全局變量清零; 2312)說明是異常終結(jié)，轉(zhuǎn)發(fā)下行PAI)T報(bào)文，并向大網(wǎng)管告警。 END)結(jié)束此次腳本處理，返回步驟200)繼續(xù)進(jìn)行抓包。
權(quán)利要求
1、一種基于網(wǎng)絡(luò)處理器的數(shù)據(jù)線路偵測(cè)方法，用戶主機(jī)(1)通過DSLAM設(shè)備連接接入集中器(2)，其特征在于，包括以下步驟1.1)確定待偵測(cè)線路對(duì)應(yīng)DSLAM設(shè)備用戶端口；1.2)網(wǎng)絡(luò)處理器捕獲反映線路質(zhì)量的上下行關(guān)鍵數(shù)據(jù)報(bào)文；1.3)網(wǎng)絡(luò)處理器依數(shù)據(jù)正常和異常通訊流程進(jìn)行邏輯判斷；1.4)網(wǎng)絡(luò)處理器根據(jù)邏輯判斷結(jié)果選擇輸出異常報(bào)警；1.5)根據(jù)所述異常報(bào)警進(jìn)一步進(jìn)行分析和處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述偵測(cè)方法，其特征在于，所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)報(bào)文 是PPPOE協(xié)議上下行PADT包或上行PADI包。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述偵測(cè)方法，其特征在于，所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)報(bào)文 是802. lx協(xié)議下行EAPOL-Encapsulated-ASF-Alert包。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述偵測(cè)方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)異常通訊 流程是指設(shè)備或鏈路故障所造成的線路通訊結(jié)束；所述數(shù)據(jù)正常通訊流程是 指通訊完成所造成的線路通訊結(jié)束。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述偵測(cè)方法，其特征在于，所述邏輯判斷 是指區(qū)分所述線路通訊結(jié)束情況。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述偵測(cè)方法，其特征在于，所述異常報(bào)警可以 是目的地址是網(wǎng)管的包含斷流信息的數(shù)據(jù)報(bào)文。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述偵測(cè)方法，其特征在于，所述異常報(bào)警包含 斷流信息，可以直接輸出給與DSLAM設(shè)備端口連接的PC機(jī)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述偵測(cè)方法，其特征在于，所述斷流告警 包括所述用戶端口和發(fā)生狀況時(shí)間。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述偵測(cè)方法，其特征在于，所迷網(wǎng)絡(luò)處理器可 以是定制的ASIC芯片或FPGA芯片。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述偵測(cè)方法，其特征在于，所述步驟1.2)、 1.3) 和1.4)網(wǎng)絡(luò)處理器對(duì)應(yīng)于所述用戶端口的捕獲規(guī)則和處理腳本由管理或測(cè) 試人員預(yù)先或測(cè)試前通過DSLAM設(shè)備人機(jī)接口配置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)處理器的數(shù)據(jù)線路偵測(cè)方法，用戶主機(jī)(1)通過DSLAM設(shè)備連接接入集中器(2)，包括確定待偵測(cè)線路對(duì)應(yīng)用戶端口；捕獲反映質(zhì)量的關(guān)鍵數(shù)據(jù)報(bào)文；邏輯判斷；選擇輸出異常報(bào)警；分析和處理。這種方法利用網(wǎng)絡(luò)處理器捕獲關(guān)鍵報(bào)文進(jìn)行邏輯判斷，能夠自動(dòng)偵測(cè)線路斷流，并可進(jìn)一步發(fā)展現(xiàn)有線路定位故障技術(shù)，完善modem遠(yuǎn)端環(huán)回檢測(cè)等手段；以便在偵測(cè)出線路故障的情況時(shí)，可以上發(fā)網(wǎng)管告警，并由網(wǎng)管采取可能的檢測(cè)手段進(jìn)行進(jìn)一步的故障定位工作，以獲取具體的故障位置等相關(guān)信息，因此具有很高的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H04L12/26GK101192998SQ200610144829
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日
發(fā)明者楠 吳, 李宗明, 熊文杰, 邢思遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司