[发明专利]使用基准包探测来测量网络性能

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量通信网络性能的方法和设备。

背景技术

可以使用包括对网络的主动探测的方法(例如插入仅用于该测量方法的目的的专用探测包)来进行对网络特性的测量。美国专利6,868,094中公开了一个例子，其中示出了一种IP性能监控方法。在该美国专利中，从发送方通过网络向接收方发送了包含发送时间戳的定时探测数据包。在接收方处将接收时间戳写入到该探测包中。由接收方对该探测包进行回应，并且探测包发送方基于发送戳及接收戳来进行分析。另一个例子是爱立信AB开发的进行可用带宽估计的BART方法。BART的各个方面已经在多个会议上发布过，诸如：

[1]S.Ekelin和M.Nilsson的“Continuous monitoring of availablebandwidth over a network path”，2^nd Swedish National Computer NetworkingWorkshop，Karlstad，瑞典，2004年11月23-24日。

[2]S.Ekelin，M.Nilsson，E.Hartikainen，A.Johnsson，J-E.B.Melander以及M.的“Real-time measurement of end-to-endavailable bandwidth using Kalman filtering”，in Proc.10^th IEEE/IFIPNetwork Operations and Management Symposium，2006.

[3]E.Hartikainen和S.Ekelin的“Tuning the Temporal Characteristicsof a Kalman-Filter Method for End-to-End Bandwidth Estimation”，in Proc.4^th IEEE/IFIP Workshop on End-to-End Monitoring Techniques and Services，2006.

[4]E.Hartikainen和S.Ekelin的“Enhanced Network-State Estimationusing Change Detection”，in Proc.1^st IEEE LCN Workshop on NetworkMeasurements，2006.

在主动探测方法中，每个探测包在从发送节点发送时都获得一时间戳。当到达接收节点时，它又被加上时间戳，并且这些时间戳被带入算法中，以便计算特性量度的估计值。在对可用带宽进行估计时，该算法还需要探测包的大小。

探测包通常是成对发送或者按包串来发送。串中的包数可依据探测方法而不同。然而，串必须由至少两个包来构成。BART实质上是一种包对方法，并且在使用长度N＞2的探测包串的情况下，该串实质上可以被看作N-1个探测包对的序列，其中所有内部的包都兼作一对包的第一包以及另一对包的第二包。

通过探测算法来选择发送探测包之间的时间间隔，以实现网络路径上的特定探测负载。这个时间间隔与探测包的大小有关；给定包大小的包之间的较小时间间隔将提供较高的探测负载。

使用包对(或者包串)而不是发送孤立的探测包的一个原因是需要消除对发送方与接收方之间的同步要求。

在基本版本的BART中，假设没有从接收方到发送方的反馈。可以认为算法程序在接收方处运行，于是在接收方处必须可访问所需全部输入。

可按照不同方式来应用探测。一种可能性是端到端探测，即从一个发送主机到一个接收主机的探测。另一种情况是边到边探测，即从一个收集节点(aggregating node)到另一个收集节点的探测。

一个问题是：由于探测包通常不携带任何有效载荷，所以主动探测会增加网络上的流量负载。如果对基于探测的测量方法的使用开始增长，则其可能导致非常大量的额外网络流量。

发明内容

本发明涉及由测量网络特性过程中的探测所导致的通信网络上的流量负载不利增加的问题。