TWAMP报文格式

TWAMP

TWAMP：Two-way Active Measurement Protocol(TWAMP)，双向测量协议，用于对丢包、时延和抖动等进行性能监控。TWAMP是基于TCP连接进行协商和利用UDP报文进行测量。TWAMP的端口号可配置。

TWAMP工作时序图

Server Greeting消息格式

Server Greeting消息格式

 +-------------------------------------------------+
 |                 Unused(12 octets)               |
 +-------------------------------------------------+
 |                 Modes(4 octets)                 |
 +-------------------------------------------------+
 |               Challenge(16 octets)              |
 +-------------------------------------------------+
 |                 Salt(16 octets)                 |
 +-------------------------------------------------+
 |                 Count(4 octets)                 |
 +-------------------------------------------------+
 |                 MBZ(12 octets)                  |
 +-------------------------------------------------+

Server Greeting消息字段解释

字段	长度	描述
Modes	4 bytes	1：不认证 2 ：认证 4：加密 如果值为0，表示服务器不希望和客户端交互，可能会立刻关闭连接。
Challenge	16 bytes	服务器生成的随机数，用于接收者对共享秘钥的处理中。
Salt	16 bytes	用于从共享秘钥中提出秘钥的一个参数。
Count	4 bytes	用于从共享秘钥中提出秘钥的一个参数，2的次幂
MBZ	12 bytes	置0，接收时忽略。

Set-Up-Response消息

Set-Up-Response消息

+-------------------------------------------------+
|                 Modes(4 octets)                 |
+-------------------------------------------------+
|                 keyID(80 octets)                |
+-------------------------------------------------+
|                 Token(64 octets)                |
+-------------------------------------------------+
|               Client-IV(16 octets)              |
+-------------------------------------------------+

Set-Up-Response消息字段解释

字段	长度	描述
Modes	4 bytes	认证模式
KeyID	80 bytes	用于认证或加密模式中。不认证模式中，不使用此字段。
Token	64 bytes	用于认证或加密模式中。不认证模式中，不使用此字段。
Client-IV	16 bytes	用于认证或加密模式中。不认证模式中，不使用此字段。

Server-Start消息

Server-Start消息

0                                     23         31
+-------------------------------------------------+
|                                                 |
|          MBZ(15 octets)             |-----------|
|                                     |  Acccept  |
+-------------------------------------------------+
|                 Server-IV(16 octets)            |
+-------------------------------------------------+
|         Start-Time(Timestamp)(8 octets)         |
+-------------------------------------------------+
|                    MBZ(8 octets)                |
+-------------------------------------------------+

Server-Start消息字段解释

字段	长度	描述
MBZ	15 bytes	置0，接收时忽略。
Accept	1 byte	表示服务器意愿继续交互，0表示服务器接受认证，愿意后续交互。非0表示服务器不接受认证。
Server-IV	16 bytes	Server-IV是服务器随机产生的，Server-IV不用于不认证模式。
Start-Time	8 bytes	时间戳，代表服务器当前操作开始的时间。
MBZ	8 bytes	置0，接收时忽略。

Request TW-Session消息

Request TW-Session消息

0       7             15           23            31
+-------------------------------------------------+
|   1    |MBZ|  IPVN  |Conf-Sender |Conf-Receiver |
+-------------------------------------------------+
|        Number of Schedule Slots(4 octets)       |
+-------------------------------------------------+
|            Number of packets(4 octets)          |
+-------------------------------------------------+
|     Sender Port       |      Receiver Port      |
+-------------------------------------------------+
|            Sender Adderss(4 octets)             |
+-------------------------------------------------+
|     Sender Adderss(cont.) or MBZ(12 octets)      |
+-------------------------------------------------+
|            Receiver Adderss(4 octets)           |
+-------------------------------------------------+
|    Receiver Adderss(cont.) or MBZ(12 octets)    |
+-------------------------------------------------+
|                  SID(16 octets)                 |
+-------------------------------------------------+
|              Padding Length(4 octets)           |
+-------------------------------------------------+
|                 Start Time(8 octets)            |
+-------------------------------------------------+
|                 Timeout(8 octets)               |
+-------------------------------------------------+
|           Type-P Descriptor(4 octets)           |
+-------------------------------------------------+
|                   MBZ(8 octets)                 |
+-------------------------------------------------+
|                   HMAC(16 octets)               |
+-------------------------------------------------+

Request TW-Session消息字段解释

字段	长度	描述
MBZ	4 bits	置0，接收时忽略。
IPVN	4 bits	发送和接收者的IP版本号，当前有效值为4或6。
Conf-Sender	1 byte	客户端设置为0或1。服务器将所有非0值解析为1。如果值为1，表示要求服务器配置对应的代理。
Conf-Receiver	1 byte	客户端设置为0或1。服务器将所有非0值解析为1。如果值为1，表示要求服务器配置对应的代理。
Number of Schedule Slots	4 bytes	表示在两块HMAC之间的槽位记录数量，发送者用来确认发送测试报文的时间。
Number of Packets	4 bytes	在TWAMP测试会话中发送的主动测量报文的数量。
Sender Port	2 bytes	如果Conf-Receive不置位，发送端口是指发送TWAMP测试报文的UDP端口。
Receiver Port	2 bytes	如果Conf-Receive不置位，接收端口是指接收TWAMP测试报文的UDP端口。
Sender Address	4 bytes	TWAMP测试会话的发送者IP地址。
Receiver Address	4 bytes	TWAMP测试会话的接收者IP地址。
SID	16 bytes	会话ID，只有Conf-Receiver为0才有意义。
Padding Length	4 bytes	普通TWAMP测试报文的Padding字节数。
Start Time	8 bytes	会话发起的时间。格式与TWAMP-Test的时间戳相同。
Timeout	8 bytes	超时或时延阈值，时间戳格式。
Type-P Descriptor	4 bytes	前两比特如果为00，后面6个比特指定了发送的TWAMP测试报文的DSCP值（RFC2474定义的DSCP）。 前两比特如果为01，后面16个比特标识要求的PHB Identification Code (PHB ID)(RFC2836定义的）。
MBZ	8 bytes	置0，接收时忽略。
HMAC	16 bytes	TWAMP使用的HMAC是HMAC-SHA1，128比特，所以HMAC字段为16字节。

Accept-Session消息

Accept-Session消息

0       7             15           23            31
+-------------------------------------------------+
|  Accept |     MBZ       |         Port          |
+-------------------------------------------------+
|                    SID(16 octets)               |
+-------------------------------------------------+
|                   MBZ(12 octets)                |
+-------------------------------------------------+
|                   HMAC(16 octets)               |
+-------------------------------------------------+

Accept-Session消息字段解释

字段	长度	描述
Accept	1 byte	表示服务器意愿继续交互，0表示服务器接受认证，愿意后续交互。非0表示服务器不接受认证。
MBZ	1 byte	置0，接收时忽略。
Port	2 bytes	回应消息中Port的含义取决于请求消息中的Conf-Sender和Conf-Receiver的值。如果两者都置位，则Port字段是不使用的。如果只是Conf-Sender置位，则Port表示接受TWAMP-Test报文的端口。如果只是Conf-Receiver置位，Port表示TWAMP-Test报文发送的端口。
SID	16 bytes	如果只发送了Conf-Sender，回应消息里的SID字段是不使用的。否则，SID唯一标识一个会话。
MBZ	12 bytes	置0，接收时忽略。
HMAC	16 bytes	TWAMP使用的HMAC是HMAC-SHA1，128比特，所以HMAC字段为16字节。

Test-Session消息格式

Start Session消息

0       7                                        31
+-------------------------------------------------+
|   2    |                                        |
|--------|              MBZ(15 octets)            |
|                                                 |
+-------------------------------------------------+
|                   HMAC(16 octets)               |
+-------------------------------------------------+

Start Ack消息

0       7                                        31
+-------------------------------------------------+
|  Accept  |                                      |
|----------|            MBZ(15 octets)            |
|                                                 |
+-------------------------------------------------+
|                   HMAC(16 octets)               |
+-------------------------------------------------+

字段	长度	描述
Accept	1 byte	如果是非0值，Start-Sessions请求将被拒绝。0表示接受。
MBZ	15 bytes	置0，接收时忽略。
HMAC	16 bytes	TWAMP使用的HMAC是HMAC-SHA1，128比特，所以HMAC字段为16字节。

Stop Session消息结构

Stop Session消息结构

0       7             15                         31
+-------------------------------------------------+
|    3    |   Accept   |           MBZ            |
+-------------------------------------------------+
|           Number of Sessions(16 octets)         |
+-------------------------------------------------+
|                   MBZ(8 octets)                 |
+-------------------------------------------------+
|                  HMAC(16 octets)                |
+-------------------------------------------------+

Stop Session消息字段解释

字段	长度	描述
Accept	1 byte	如果是非0值，表示故障，0表示正常。
MBZ	2 bytes	置0，接收时忽略。
Number of Sessions	4 bytes	表示Control-Client即将停止的会话的数量。
MBZ	8 bytes	置0，接收时忽略。
HMAC	16 bytes	TWAMP使用的HMAC是HMAC-SHA1，128比特，所以HMAC字段为16字节。

TWAMP测量报文的格式

非认证模式消息格式

0       7               15                       31
+-------------------------------------------------+
|                   Sequence Number               |
+-------------------------------------------------+
|                      Timestamp                  |
+-------------------------------------------------+
|      Error Estimate    |                        |
|------------------------|                        |
|                                                 |
|            Packet Padding(variable)             |
+-------------------------------------------------+

认证和加密模式消息格式

0       7               15                       31
+-------------------------------------------------+
|                   Sequence Number               |
+-------------------------------------------------+
|                      Timestamp                  |
+-------------------------------------------------+
|      Error Estimate    |           MBZ          |
+-------------------------------------------------+
|                 Receive Timestamp               |
+-------------------------------------------------+
|              Sender Sequence Number             |
+-------------------------------------------------+
|                 Sender Timestamp                |
+-------------------------------------------------+
| Sender Error Estimate  |          MBZ           |
+-------------------------------------------------+
|       Sender TTL       |                        |
|------------------------|                        |
|                   HMAC                          |
+-------------------------------------------------+
|            Packet Padding(variable)             |
+-------------------------------------------------+

字段	长度	描述
Sequence Number	4 bytes	根据传输顺序生成的报文序列号。从0开始并逐包增加，每个报文分配一个序号。Session-Reflector生成的报文序列号与到达的报文的序列号无关。
MBZ	2 bytes	必须填为0，客户端忽略此字段。
Timestamp	4 bytes	时间戳字段表示Session-Reflector反射的检测报文所打上的传输时间戳。其定义和格式请参见OWAMP标准[RFC4656]的第4.1.2章节。 时间戳的格式与OWAMP [RFC4656]标准定义的时间戳格式相同，如下： 0 31 +-------------------------------------------------+ | Integer part of seconds | +-------------------------------------------------+ | Fractional part of seconds | +-------------------------------------------------+ 与RFC1305标准定义的时间戳格式相同，前32比特表示从1900年1月1日0时至今的秒数的整数部分，后32比特表示小数部分。
Error Estimate	2 bytes	错误检测字段表示Session-Reflector反射的错误检测，其定义和格式请参见OWAMP标准[RFC4656]的第4.1.2章节。 错误检测字段指定了错误的检测和同步。其格式如下： 0 7 15 +-------------------------------------------------+ | S | Z | Scale | Multiplier | +-------------------------------------------------+ S：如果产生时间戳的设备的时钟与使用外部源的UTC同步，则S位置1。例如，如果使用GPS硬件，此比特必须置位，表示需要时钟源的当前位置和时间，或者使用了NTP，此比特也必须置位，表示与外部时钟源同步。如果没有外部时钟源同步需求，则此比特置0。 Z：与MBZ字段相同，必须置0，接收端忽略此字段。 Scale和 Multiplier字段都是无符号整数，Error Estimate = Multiplier2^(-32)2^Scale，单位是秒。Multiplier字段不能为0，如果为0，表示为错误报文必须被丢弃。
Sender Timestamp	4 bytes	从Session-Sender的检测报文的对应字段里复制过来。
Sender Error Estimate	2 bytes	从Session-Sender的检测报文的对应字段里复制过来。
Sender TTL	2 bytes	Session-Sender发送的检测报文的Sender TTL设置为255。Session-Reflector发送的检测报文里的Sender TTL设置为IP报文头的TTL值。
Receive Timestamp	4 bytes	表示Session-Reflector接收到检测报文的时间。
Sender Sequence Number	4 bytes	发送序列号是从Session-Sender发送的报文的序列号复制的。
HMAC	variable	TWAMP测量报文的HMAC字段包含了AES（Advanced Encryption Standard）加密的字段，所以在认证模式下，HMAC包含了第1个块（16字节）。在加密模式下，HMAC包含了前6个块（96字节）。TWAMP测量报文中，HMAC字段不能被加密。
Packet Padding	variable	TWAMP测量报文的报文填充字段。该字段不能被加密。 TWAMP测量报文的数据段在非认证模式时最小长度为41字节，认证模式或加密模式下最小长度为104字节。

参考标准

标准	描述
RFC 5357	Two-Way Active Measurement Protocol
RFC 4656	A One-way Active Measurement Protocol (OWAMP)