[发明专利]基于稳定采样序列的网络路径带宽测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络路径带宽测量方法，确切地说涉及一种基于稳定采样序列，测量结果准确、消耗CPU和内存等资源低的网络路径带宽测量方法。

背景技术

网络运营商需要了解互联网的带宽情况来指导网络运行维护和扩充容量等规划工作；同时，互联网的许多应用也需要了解网络带宽特性来优化其应用的性能。因此，网络路径带宽测量技术对于网络运营商和网络应用有着非常重要的意义，它在网络运营、设备研制和下一代网络新生业务中有着广泛的应用。

人们发明了各种方法对路径带宽进行测量，如VPS，SLOPS，Packet Pair等等。在基于TCP协议的带宽测量中，目前采用的主要是包对(Packet Pair)方法及其变种。

包对的测量方式不需要网络中路由器协作，一般通过受测网络路径两端的两台主机来完成测量任务，其中一台主机A发送测量数据包，另一台主机B接受测量数据包。其基本原理如下：为了测量两点之间如果主机A到主机B之间的路径带宽，先从主机A连续发送两个长度相等(都为L)的报文到主机B，在主机B上记录这两个报文到达的时间差ΔT，则路径带宽PB可以表示为L/ΔT。PB表示了实际路径带宽的一个测量结果(称为采样)，将多个PB采样结果取其均值，就可以获得对主机A到主机B实际路径带宽的最终估计结果。

尽管原理非常简单，但是包对测量有着相当大的技术难度，上述原理是在假定网络中没有背景流量下获得的。但是，网络中总是存在着背景流量，即其他正常业务的数据包。由于背景流量的影响，上述包对测量方法所测得的路径带宽存在着很大的误差，有研究发现多个探测包对得出的测量结果呈现多峰态分布，并指出是背景流量的多模态引起了多峰现象。特别是在网络拥塞程度较高的情况下，不同测量采样之间的差异将会非常明显，导致测量结果无法真实代表网络的真实路径带宽。

为了滤除背景流量对测量结果带来的影响，目前，国内外主要采用两种技术：密度估计技术和基于接收/发送带宽比率的过滤技术。但这两种方法都要求测量主机保存所有的测量采样，然后按照比较复杂的统计算法在所有测量采样中反复进行统计和比较操作，因此必然会大量消耗测量主机的CPU和内存资源，不适合于大规模流量下对多个网络路径的并发实时测量。

公开号为CN154527，申请日为2003年11月19日的中国专利文献公开了一种端到端的网络瓶颈带宽测量方法，该专利文献具体公开了以下技术方案：包括下述步骤：A.初步估算三个测量参数：受测网络路径的环回时延RTT，带宽测量精度范围BIN和一个比真实值偏小的瓶颈带宽左界值；B.发送端发送多组不同包长的测量数据包对，接收端收到测量数据包对后，记录存储测量数据，并发送确认应答；C.接收端分别按不同包长和不同序号把测量数据分组，两两交织进行矩形呈现处理，获得多幅测量样值矩形分布图，然后根据所有分布图中峰的位置分布情况，利用挑峰和滤峰操作找出相对固定的成峰位置，得出瓶颈带宽测量结果值。该专利与现有技术相比，该方法能比较准确地测出路径带宽，但由于找出相对固定的成峰位置采样需要仍然必须保留所有的采样，才能够得到最终的路径带宽值，从而仍然需要占用大量的CPU和内存资源。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于稳定采样序列的网络路径带宽测量方法，与现有的各种测量方法、工具相比，本发明采用稳定序列过滤方法，滤除了大量不稳定的测量采样序列，使剩余的采样具有较高的稳定程度，测量结果能够更加准确地反应网络的真实带宽；同时，本发明滤除了大量不稳定的测量采样序列，只需保留最近的几个采样序列就可以判断下一采样是否是稳定采样，与传统的必须保留所有采样才能够得到最终结果的估计方法相比，大大节省了CPU和内存资源。

本发明采用的技术方案是这样实现的：一种基于稳定采样序列的网络路径带宽测量方法，其步骤如下：

A、选择两台主机，一台为主机A，一台为主机B；

B、选择测量点，在主机A和主机B之间的网络路径上选择一测量点C；

C、传送测量数据包对，主机A向主机B发送请求数据包，主机B发送回应并向A发送数据；