本發(fā)明提供用于分析通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信量的機(jī)制。機(jī)制采樣通過該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的正常端口的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)分組。至少通過配置該網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備以實(shí)施該網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的該正常端口至指定鏡像端口的端口鏡像來執(zhí)行該采樣。機(jī)制將憑借該端口鏡像而復(fù)制到該鏡像端口的已采樣數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到收集器計(jì)算設(shè)備。機(jī)制通過該收集器計(jì)算設(shè)備處理該已采樣數(shù)據(jù)分組以分析通過該網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的該正常端口的該數(shù)據(jù)流。機(jī)制通過該收集器計(jì)算設(shè)備執(zhí)行基于該分析的結(jié)果的操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請一般地涉及一種改進(jìn)的數(shù)據(jù)處理裝置及方法，并且更具體而言，涉及用于使用端口鏡像來獲得網(wǎng)絡(luò)流的低延時(shí)和高容量采樣的機(jī)制。

背景技術(shù)

為了測量數(shù)據(jù)流特性的目的而從網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)獲得信息，已設(shè)計(jì)出通常可被分類成以計(jì)數(shù)器為基礎(chǔ)的技術(shù)/協(xié)議和以采樣為基礎(chǔ)的技術(shù)/協(xié)議的各種技術(shù)和協(xié)議。關(guān)于以計(jì)數(shù)器為基礎(chǔ)的技術(shù)，交換機(jī)的每一端口可具有與其相關(guān)聯(lián)的一個或多個計(jì)數(shù)器，該一個或多個計(jì)數(shù)器測量自重新啟動該交換機(jī)或重置該計(jì)數(shù)器以來發(fā)送及丟棄的字節(jié)、分組等的數(shù)目。雖然這些端口計(jì)數(shù)器維持在交換機(jī)的專用集成電路(ASIC)上，且因此以高速運(yùn)行，但這些端口計(jì)數(shù)器必須將計(jì)數(shù)器值數(shù)據(jù)提供到交換機(jī)的通用處理器以供處理，此處理通常是大約每秒進(jìn)行一次。此外，該技術(shù)監(jiān)視交換機(jī)上的固定數(shù)目的端口，并且因此在所提供信息的粒度方面受到限制。

另一以計(jì)數(shù)器為基礎(chǔ)的技術(shù)是由思科系統(tǒng)(Cisco Systems)所開發(fā)的NetFlow網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供。NetFlow協(xié)議使用通常由包含源地址、目的地地址、源端口、目的地端口和協(xié)議的5元組(tuple)指定的當(dāng)前數(shù)據(jù)流的高速緩存來收集IP和其他通信量信息。也就是說，當(dāng)從特定數(shù)據(jù)流接收到數(shù)據(jù)分組時(shí)，執(zhí)行高速緩存結(jié)構(gòu)中的查找以確定是否存在用于該特定數(shù)據(jù)流的條目(也就是說，數(shù)據(jù)分組經(jīng)由源設(shè)備與目的地設(shè)備之間的已建立連接的流動)，并且如果存在該條目，則更新該條目中的一個或多個計(jì)數(shù)器值以反映數(shù)據(jù)分組的存在。如果不存在條目，則在該高速緩存中建立新條目且相應(yīng)地遞增計(jì)數(shù)器值。當(dāng)高速緩存變得滿載時(shí)，將高速緩存中的條目收回(evict)至收集器以供存儲和/或處理。替代地，可使用最多大約每30秒收回高速緩存條目的以計(jì)時(shí)器為基礎(chǔ)的收回。因?yàn)镹etFlow協(xié)議是以高速緩存為基礎(chǔ)，所以不存在可與端口計(jì)數(shù)器相反地被監(jiān)視的固定數(shù)目的數(shù)據(jù)流。

又一以計(jì)數(shù)器為基礎(chǔ)的技術(shù)是在OpenFlow協(xié)議流計(jì)數(shù)器中提供。OpenFlow為由開放網(wǎng)絡(luò)基金會(Open Networking Foundation,ONF)公布的協(xié)議規(guī)格，ONF為致力于軟件定義網(wǎng)絡(luò)功能(SDN)的促進(jìn)及采用并且管理OpenFlow標(biāo)準(zhǔn)的用戶主導(dǎo)型組織。OpenFlow允許通過在編程交換機(jī)的一個或多個控制器上執(zhí)行的軟件而運(yùn)用轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則來確定通過交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)分組的路徑。控制與轉(zhuǎn)發(fā)的分離允許比通常使用存取控制列表(accesscontrol list,ACL)及路由協(xié)議而可行的通信量管理更復(fù)雜的通信量管理。OpenFlow流計(jì)數(shù)器給出以用戶指定粒度(例如，每5元組數(shù)據(jù)流規(guī)格、每源ID等等)而發(fā)送的字節(jié)/分組。這些流計(jì)數(shù)器通常可被讀取為不快于大約每秒一次。

關(guān)于采樣技術(shù)，sFlow為由sFlow.org協(xié)會公布的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。sFlow標(biāo)準(zhǔn)提供用于監(jiān)視高速交換式網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。就sFlow標(biāo)準(zhǔn)而言，執(zhí)行統(tǒng)計(jì)采樣，其中采樣每N中的1個分組且將分組轉(zhuǎn)發(fā)到收集器，該收集器可分析樣本且提供關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)的信息，其包括數(shù)據(jù)流的列表、數(shù)據(jù)流正采取的路徑、數(shù)據(jù)流的長度等等。然而，因?yàn)橥ǔ１仨殞颖巨D(zhuǎn)發(fā)到交換機(jī)的控制CPU，所以sFlow技術(shù)限于相對小數(shù)目的樣本，例如，大約每秒300個樣本。此外，采樣速率必須被先驗(yàn)地設(shè)定，且緩慢地變更。因此，采樣速率被強(qiáng)制設(shè)定至極低速率，以便適應(yīng)高負(fù)載，例如，采樣大約每400,000中的1個分組以在64端口的10Gbps交換機(jī)上以列速率處理最小型(例如，64字節(jié))分組，同時(shí)使樣本的數(shù)目保持小于每秒300個。

發(fā)明內(nèi)容