網絡質量分析NQA（Network Quality Analysis）是一種實時的網絡性能探測和統計技術，可以對響應時間、網絡抖動、丟包率等網絡指標進行統計。NQA能夠實時監視網絡服務質量，在網絡發生故障時進行有效的故障診斷和定位。

(資料圖)

1. 為什么需要NQA

隨著運營商增值業務的開展，用戶和運營商對QoS（Quality of Service）的相關要求越來越高，特別是在傳統的IP網絡承載語音和視頻業務后，運營商與客戶之間簽訂SLA（Service Level Agreement）成為普遍現象。

為了讓用戶看到承諾的帶寬是否達到需求，運營商需要提供相關的時延、抖動、丟包率等相關的統計參數，以及時了解網絡的性能狀況。傳統的網絡性能分析方法（如Ping、Tracert等）已經不能滿足用戶對業務多樣性和監測實時性的要求。

NQA可以實現對網絡運行狀況的準確測試，輸出統計信息。NQA可以監測網絡上運行的多種協議的性能，使運營商能夠實時采集到各種網絡運行指標，例如：HTTP的總時延、TCP連接時延、DNS解析時延、文件傳輸速率、FTP連接時延、DNS解析錯誤率等。通過對這些指標進行控制，運營商可以為用戶提供不同等級的網絡服務。同時，NQA也是網絡故障診斷和定位的有效工具。

2. NQA工作原理

NQA客戶端和服務器 NQA測試中，把測試兩端稱為客戶端和服務器端（或者稱為源端和目的端），NQA的測試是由客戶端（源端）發起?？蛻舳烁鶕y試例的測試類型，構造符合相應協議的報文并打上時間戳，再發送至服務器端。

NQA服務器負責處理NQA客戶端發來的測試報文，通過偵聽指定IP地址和端口號的報文對客戶端發起的測試進行響應?？蛻舳烁鶕l送和接收報文來計算各項性能指標，如連通性、時延、丟包率等。

3.NQA測試例處理機制ICMP測試

ICMP測試是通過發送ICMP報文來判斷目的地的可達性、計算網絡響應時間及丟包率。

源端向目的端發送構造的ICMP Echo Request報文。目的端收到報文后，直接回應ICMP Echo Reply報文給源端。

源端收到報文后，通過計算源端接收時間和源端發送時間之差，計算出源端到目的端的通信時間，從而清晰的反映出網絡性能及網絡暢通情況。

Trace測試

Trace測試用于檢測源端到目的端的轉發路徑，并沿該路徑記錄源設備到中間各個設備的時延等信息。

Trace測試的過程如下：

客戶端向目的端發送構造的UDP報文，報文中的TTL為1。第一跳收到該報文后，判斷TTL后丟棄該報文，返回一份ICMP超時報文?？蛻舳耸盏皆揑CMP超時報文后，記錄下第一跳設備的IP地址，并重新構造一份UDP報文，報文中的TTL為2。第二跳收到該報文后，判斷TTL后丟棄該報文，返回一份ICMP超時報文。以此類推，最終報文到達最后一跳設備，返回一份ICMP端口不可達報文給客戶端?？蛻舳耸盏矫刻祷氐腎CMP報文后，統計并打印出從客戶端到目的端的轉發路徑和該路徑上各設備的信息，從而清晰的反映出網絡狀況。

TCP測試

TCP測試用于檢測客戶端與TCP Server之間經過三次握手建立TCP連接的速度。

客戶端通過接收TCP SYN ACK報文和發送TCP SYN報文、ACK報文的時間的差，計算出與TCP Server之間三次握手建立TCP連接的時間，從而清晰地反映出網絡中TCP協議的性能狀況。

UDP測試

網絡中的很多業務都是由UDP協議來承載的，一旦業務質量下降后，沒有辦法檢測是業務本身的問題，還是UDP承載的性能問題。NQA的UDP測試可以用于檢測UDP承載的性能問題。

源端向目的端發送構造的UDP報文，目的端回應報文給源端。源端收到數據包后通過計算源端接收報文的時間和源端發送報文的時間的差，計算出源端與目的端之間通信的時間。從而清晰的反映出網絡UDP協議的性能狀況。

DNS測試

DNS測試以UDP報文為承載，通過模擬DNS Client向指定的DNS服務器發送域名解析請求，根據域名解析是否成功及域名解析需要的時間，來判斷DNS服務器是否可用，及域名解析速度。

FTP測試

FTP測試以TCP報文為承載，用于檢測是否可以與指定的FTP服務器建立連接，以及從FTP服務器下載指定文件或向FTP服務器上載指定文件的速度。

HTTP測試

HTTP測試主要是測試客戶端是否可以與指定的HTTP服務器建立連接，從而判斷該設備是否提供了HTTP服務以及建立連接的時間。

SNMP測試

SNMP測試主要用于檢測主機與SNMP Agent之間SNMP協議的連通性以及通信速度，以UDP報文為承載。

源端向SNMP Agent發送構造的請求報文，SNMP Agent回應報文給源端。源端收到數據包后通過計算源端接收報文的時間和源端發送報文的時間的差，計算出源端與SNMP Agent之間通信的時間。從而清晰的反映出網絡SNMP協議的性能狀況。

LSP Ping測試

LSP Ping測試用于檢測兩種類型（LDP, TE）的LSP路徑是否可達。

源端首先構造MPLS Echo Request報文，在IP頭填入127.0.0.0/8網段的地址作為IP的目的地，根據配置對端LSR ID查找相應的LSP，按指定的LSP進行MPLS域內的轉發。目的端偵聽3503端口發送MPLS Echo Reply響應報文。

源端通過接收到的響應報文，統計出測試結果，通過計算源端接收時間和源端發送時間之差，計算出源端到目的端的通信時間，從而清晰地反應出MPLS網絡鏈路暢通情況。

LSP Trace測試

LSP Trace測試用于檢測兩種類型（LDP，TE）的LSP轉發路徑，并沿該路徑收集各設備的有關的統計信息。

源端首先構造UDP的MPLS Echo Request報文，在IP頭填入127.0.0.0/8網段的地址作為IP的目的地，查找相應的LSP。MPLS Echo Request報文應該包含有Downstream MapPing TLV（用來攜帶LSP在當前節點的下游信息，主要包括下一跳地址、出標簽等）。

第一次發送的MPLS Echo Request報文的TTL為1。報文按指定的LSP進行MPLS域內的轉發，TTL超時返回MPLS Echo Reply消息。源端繼續以TTL遞增的方式發送MPLS Echo Request報文，如此重復，直到整條LSP上的所有LSR都應答后，LSP Trace測試過程完成。

源端收到每跳LSR的應答消息后，統計出從源端到目的端的LSP轉發路徑和該路徑上各設備的有關信息。從而清晰的反映出從源端到目的端的LSP轉發路徑。

PWE3 Ping測試

PWE3（Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge） Ping測試例用于檢測基于MPLS轉發的PW路徑是否可達。

源端發送MPLS Echo Request報文并經過PW轉發。報文到達遠端PE后，返回MPLS Echo Reply報文。源端通過接收到的響應報文，統計出測試結果，通過計算源端接收時間和源端發送時間之差，計算出源端到目的端的通信時間，從而清晰的反應出此條PW通路暢通情況。

PWE3 Trace測試

PWE3 Trace測試用于檢測基于MPLS的PW轉發路徑，并沿該路徑收集各設備的有關的統計信息。

PWE3 Trace是源端通過連續發送TTL值從1到某個值的MPLS Echo Request報文，這樣路徑上的每個節點在TTL超時后，都返回一個MPLS Echo Reply報文。源端就可以收集PW上每個節點的信息，從而清晰的反映出從源端到目的端的PW轉發路徑，以及該路徑上各設備的有關的統計信息。

4. NQA典型應用靜態路由與NQA聯動

靜態路由本身并沒有檢測機制，如果非本機直連鏈路發生了故障，靜態路由不會自動從IP路由表中自動刪除，需要管理員介入，這就無法保證及時進行鏈路切換，可能造成較長時間的業務中斷。

基于以上原因，需要有一種有效的方案來檢測靜態路由所在的鏈路。對于靜態路由而言，現有的靜態路由與BFD聯動特性，由于受到互通設備兩端都必須支持BFD的限制，在某些應用場景無法實施。而靜態路由與NQA聯動則只要求互通設備的其中一端支持NQA即可。

靜態路由與NQA聯動組網

利用NQA測試例來檢測靜態路由所在鏈路的狀態，根據NQA的檢測結果，決定靜態路由是否活躍，達到避免通信的中斷或服務質量降低的目的。

以上圖為例，RouterA至RouterD有主、備兩條鏈路，RouterA作為NQA客戶端來檢測至RouterD的鏈路狀態：

如果NQA測試例檢測到主鏈路故障，RouterA將這條靜態路由設置為“非激活”狀態；如果NQA測試例檢測到主鏈路恢復正常，RouterA將這條靜態路由設置為“激活”狀態。

關鍵詞： 靜態路由 統計信息 域名解析 時間之差