摘""要：在主備路由網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，為實時掌握主路由鏈路狀態(tài)和備用路由鏈路狀態(tài)，常規(guī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是利用SNMP協(xié)議、ICMP協(xié)議通過獲取接口狀態(tài)和連通性來實現(xiàn)對雙出口鏈路狀態(tài)的監(jiān)測，但當(dāng)路由器出口接口外接協(xié)議轉(zhuǎn)換器、安全管控設(shè)備時，以上兩種方式將無法準(zhǔn)確監(jiān)測，存在備份鏈路中斷無告警、主備切換無告警的安全隱患。通過分析該類型雙鏈路出口鏈路狀態(tài)監(jiān)測的實際需求，提出了一種實現(xiàn)雙路由出口鏈路狀態(tài)監(jiān)測的技術(shù)方法，并設(shè)計和開發(fā)了符合需求的告警可視化圖例，實現(xiàn)了應(yīng)對各種類型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下雙路由出口鏈路的監(jiān)測。

關(guān)鍵詞：鏈路監(jiān)測""雙路由出口""路徑追蹤""雙鏈路備份

中圖分類號：TM72

Design"and"Implementation"of"Dual"Route"Outbound"Link"State"Monitoring"Technology

ZHAO"Chongqing""JI"Gang""DAI"Zhangkai

China"Xi'an"Satellite"Control"Center，"Xi'an，"Shaanxi"Province，"710043"China

Abstract："In"the"architecture"of"the"primary"and"backup"routing"network，"in"order"to"monitor"the"status"of"the"primary"and"backup"routing"links"in"real"time，"normal"network"management"systems"use"SNMP"and"ICMP"protocols"to"obtain"interface"status"and"connectivity"to"monitor"the"status"of"dual"outbound"links."However，"when"the"router's"outbound"interface"is"connected"to"an"external"protocol"converter"or"security"control"device，"these"two"methods"cannot"be"accurately"monitored，"resulting"in"security"risks"such"as"backup"link"interruption"without"alarms"and"primary/backup"switching"without"alarms."This"article"analyzes"the"actual"requirements"for"monitoring"the"status"of"dual"outbound"links，"proposes"a"technical"method"for"implementing"dual"routing"outbound"link"status"monitoring，"and"designs"and"develops"alarm"visualization"diagrams"that"meet"the"requirements，"achieving"monitoring"of"dual"routing"outbound"links"under"various"types"of"network"architectures.

Keywords："Link"status"monitoring;"Dual"route"outbound;"Route"tracing;"Dual"link"backup

為提高可靠性、節(jié)省投資，在路由出口會使用單路由設(shè)備雙鏈路備份方式保障出口鏈路的可靠性[1]。但該設(shè)置方式在日常運維時，會出現(xiàn)以下兩種隱患：（1）當(dāng)主鏈路中斷系統(tǒng)切換到備用鏈路時，常規(guī)鏈路監(jiān)測軟件無法判斷主備鏈路的狀態(tài)，將不會對故障的主鏈路進(jìn)行提示告警，從而耽誤運維人員搶修的時機(jī)，更有甚者，無法發(fā)現(xiàn)主備切換動作，導(dǎo)致主備切換后，長時間未處置，從而失去雙鏈路互備的能力；（2）當(dāng)主鏈路正常、備份鏈路中斷時，常規(guī)鏈路監(jiān)測軟件同樣無法判斷主備鏈路的實時狀態(tài)，不會提示告警信息，備份鏈路長時間的中斷無告警，同樣會失去雙鏈路互備的設(shè)計要求。還有一種特殊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即由于鏈路帶寬的問題和安全考慮，會在路由器出口接口外接協(xié)議轉(zhuǎn)換器或安全管控設(shè)備，這種架構(gòu)下，常規(guī)網(wǎng)絡(luò)鏈路監(jiān)測軟件將更無法可靠監(jiān)測。

本文針對以上需求，設(shè)計了一種雙路由出口鏈路狀態(tài)監(jiān)測的技術(shù)和方案。

1""鏈路監(jiān)測相關(guān)技術(shù)

1.1""鏈路監(jiān)測技術(shù)（協(xié)議）

TIP/IP協(xié)議提供了很多能夠用于鏈路監(jiān)測的技術(shù)協(xié)議，在實際網(wǎng)絡(luò)運維管理中，能夠使用的關(guān)鍵技術(shù)主要有SNMP協(xié)議[2]、Ping命令、Tracert"（Traceroute）[3]、Nslookup、Pathping等，其原理相似，但功能各有特色。

通過以上幾種技術(shù)原理的比較，可以得出，最適合本次功能需求的關(guān)鍵技術(shù)是使用Tracert命令。

1.2""雙路路徑監(jiān)測的實現(xiàn)原理

使用Tracert命令實現(xiàn)雙路由出口鏈路狀態(tài)和路徑監(jiān)測技術(shù)的實現(xiàn)原理：假設(shè)某網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞抡鎴D如下圖1，出口路由器的主用接口（1.1.7.58）接骨干邊界出口（1.1.7.57），備用接口（192.168.1.1）接備份節(jié)點（192.168.1.2），需求實時監(jiān)測到目標(biāo)路由器（10.1.3.1）節(jié)點的全程路由和鏈路狀態(tài)。使用Tracert命令分別追蹤出口路由器至目標(biāo)地址（例如：10.1.3.1）和備份路由下一跳（192.168.1.2）的地址。

當(dāng)兩條鏈路正常情況下，監(jiān)測出口路由器到目標(biāo)路由器（10.1.3.1）的路由路徑下一跳地址應(yīng)該為1.1.7.57，如圖2所示。

因仿真測試環(huán)境無外連橋接設(shè)備，當(dāng)備份鏈路中斷時備份接口（192.168.1.2）會顯示Down，因此按ping下一個接口1.1.8.58來體現(xiàn)到備份節(jié)點的測試。那么到備份節(jié)點的路由路徑下一跳地址應(yīng)該為1.1.8.58（如圖3所示）。

當(dāng)主用鏈路中斷時，監(jiān)測出口路由器到目標(biāo)路由器（10.1.3.1）的路由路徑下一跳地址變?yōu)?92.168.1.2，而不是正常狀態(tài)下的1.1.8.57。與正常情況下下一跳地址進(jìn)行比對后，發(fā)出中斷告警并記錄日志，如圖4所示。

當(dāng)主用鏈路正常、備用鏈路中斷時，監(jiān)測出口路由器到目標(biāo)路由器（10.1.3.1）的路由路徑下一跳地址為1.1.7.57未改變（如圖2所示），但到備份節(jié)點（1.1.8.58）的路由路徑出口下一跳地址變?yōu)?.1.7.57（如圖5所示）；與正常情況下下一跳地址（如圖3所示）進(jìn)行比對，說明到備份鏈路的路徑?jīng)]有直接從出口路由器直達(dá)備用節(jié)點，而是從出口路由器經(jīng)由骨干邊界出口再到備用節(jié)點（1.1.8.58）。因此，判斷出口路由器至備份節(jié)點路由器之間鏈路存在中斷（如圖5所示）。

1.3""TTS語音合成引擎技術(shù)

TTS是Text"To"Speech的縮寫，即“從文本到語音”。它是把文字智能地轉(zhuǎn)化為自然語音流。本程序的語音告警部分，就是利用Windows7系統(tǒng)自帶的TTS語音識別功能，將告警文本實時轉(zhuǎn)化成wav模式的語音文件，調(diào)用系統(tǒng)播放程序播放出來，從而實現(xiàn)精確告警功能。

2""雙路由鏈路監(jiān)測的實現(xiàn)

該功能開發(fā)語言選擇C#+"Vis.js在Windows7環(huán)境下開發(fā)，其中，C#編程實現(xiàn)后臺Tracert路徑追蹤以及主備路由狀態(tài)的邏輯判斷，visjs庫用于監(jiān)測結(jié)果的可視化展現(xiàn)[4]。

2.1""軟件設(shè)計開發(fā)

2.1.1""數(shù)據(jù)庫設(shè)計

使用SQL"2008數(shù)據(jù)庫來存儲配置參數(shù)和實時信息，主要包括2個表：路由監(jiān)測配置表RoutePathMonitorConfig和實時路徑信息表RoutePath。路由監(jiān)測配置表RoutePathMonitorConfig的表結(jié)構(gòu)見圖6，實例數(shù)據(jù)見圖7。

實時路徑信息表RoutePath主要包括路徑追蹤目的地址、實時路徑、路徑描述、監(jiān)測的時間。路由監(jiān)測配置表RoutePathMonitorConfig的表結(jié)構(gòu)見圖8。

2.1.2""程序開發(fā)

正常時能夠監(jiān)測主路由至目標(biāo)節(jié)點的全程路由狀態(tài)，及備份路由出口的實時狀態(tài)；當(dāng)主路由出口正常，備份路由出口鏈路方向出現(xiàn)故障時，能夠語音、圖形告警提醒；當(dāng)主路由出口故障，備份路由出口鏈路切入時，能夠語音、圖形告警提醒；所有異常狀態(tài)的日志信息均有實時記錄，以便故障溯源。程序開發(fā)的執(zhí)行邏輯流程圖[5]如圖9所示。

2.2"功能測試

使用eNSP軟件搭建了仿真網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。正常鏈路情況下，此時鏈路監(jiān)測程序的可視化結(jié)果如圖10所示。

當(dāng)主用路由鏈路中斷時，鏈路監(jiān)測程序的可視化結(jié)果如圖11所示。

備用鏈路中斷時，此時鏈路監(jiān)測程序的可視化結(jié)果如圖12所示。

3""結(jié)語

雙路由出口鏈路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的設(shè)計和實現(xiàn)，解決了雙出口路由下的雙鏈路實時監(jiān)測、告警、記錄、可視化的難題，同時支持多路由出口形態(tài)監(jiān)測，提高了鏈路搶修的及時性和網(wǎng)管人員的運維能力，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)鏈路的保障效力。下一步，將融合SNMP、Ping等多種協(xié)議，打造更加完善和全面的路由監(jiān)測手段。

參考文獻(xiàn)

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