[发明专利]基于端口镜像技术的网络流量监控、储存及回放的方法

说明书

本发明公开了基于端口镜像技术的网络流量监控、储存及回放的方法，包括S1、流量接收单元选型；S2、网络设计以及连接；S3、端口镜像功能配置；S4、流量接收单元工作；S5、数据流的保存；S6、分析、重放功能的实现；将网络交换机领域常用的端口镜像技术通过技术手段移植到Linux系统上进行使用，并且使用在无人驾驶的场景中。外置了专用的流量接收单元，避免了对车载计算单元造成系统环境或者性能的影响。流量重放可以原样复原抓包的情景以进行故障定位和性能分析等。避免了在应用收集的日志等诊断信息无法定位问题的时候，需要多次测试进行故障复现的情况。

技术领域

本发明涉及自动驾驶领域，尤其是基于端口镜像技术的网络流量监控、储存及回放的方法

背景技术

现在无人汽车的的传感器数据汇总、储存以及回放的形式往往是采用以下的两种形式：

形式一：通过ROS(Robot Operating System:机器人操作系统)录制rosbag(rosbag也叫bag，是ROS中用于存储消息数据的文件格式)，或者通过其他工具来收集和储存来自各类传感器的数据。

该技术方案仅在应用层进行特定数据的收集及储存，可能会遗漏的一些重要的信息。后期进行故障诊断时只能通过对应的应用程序对数据进行分析或者重放，无法完全真实的还原出当时的系统及数据的状态。

形式二：在网络交换机的领域会使用端口镜像技术，将一个或者多个端口的流量复制一份转发到特定的镜像端口，用来进行网络分析。

该技术方案是在交换机上进行端口镜像的配置，不清楚是否有用在无人驾驶场景下的方案。该方案是在交换机的角度进行全局的流量的收集，储存或者分析，如果车载计算单元同时接入多个交换机的情况下，也需要在多个交换机上进行相关配置并接入流量接收单元。另外仅有较为高端的全网管型交换机才会支持端口镜像的功能，无人驾驶车辆上较少会使用这种交换机。

综上，现有的解决方案并不能有效解决数据收集、存储或是分析的问题，在后期先故障时，也无法有效的对事故发生时的情况进行分析或是回放。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供了基于端口镜像技术的网络流量监控、储存及回放的方法。

基于端口镜像技术的网络流量监控、储存及回放的方法，车载计算单元会配置多个网络端口，通过以太网连接各类传感器，包括但不限于激光雷达，毫米波雷达，相机。也会有一个网络端口用于连接4G和5G CPE用于访问互联网和云端服务器，另外再使用一个网络端口连接流量接收单元。在车载计算单元所有网络端口上进行端口镜像的配置，这些端口的流量都会复制一份发到镜像端口，即连接了流量接收单元的网络端口。流量接收单元在接收流量后可以进行实时的分析，储存，如果有需要流量接收单元可以对车载计算单元或者其他设备进行流量重放。

常见名称解释：

车载计算单元:无人驾驶汽车上具有计算处理能力的车载终端。可以是工控机(Industrial Personal Computer，IPC，即工业控制计算机)，也可以是其他x86或者arm架构的计算设备，具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机主板，CPU，GPU，硬盘，内存，各类外设及端口，并具有操作系统，控制网络和协议等。一般安装的为各类Linux操作系统。

流量接收单元：类似于车载计算单元，也是x86或者arm架构的计算机，具有计算机主板，CPU，内存，硬盘和至少一个网络端口用于接收来自于车载计算单元的网络流量，需要安装Linux操作系统。

各类传感器：包括但不限于各类雷达，相机等通过网络向车载计算单元发送数据的各种传感器。

CPE:(Customer Premise Equipment)直译为客户前置设备，实际是一种接收4G或者5G的移动信号并以无线WiFi信号或者有线网络的方式转发出来的移动信号接入设备。