[发明专利]一种端到端可用带宽测量方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及带宽测量技术，尤其涉及一种端到端可用带宽测量方法及系统。

背景技术

端到端带宽的基本度量参数包括：瓶颈带宽和可用带宽；其中，瓶颈带宽，是指瓶颈链路的链路带宽，这里，链路带宽指连接两个节点的链路能够达到的最大数据发送速率，由链路的物理性质决定，而瓶颈链路指路径中链路带宽最小的链路；可用带宽指路径上各链路带宽的未消耗部分中的最小值，代表了端到端的有效带宽。上述参数间的关系如图1所示，其中，源端和目的端之间的路径由三条链路L1、L2及L3组成，每条链路的宽度相当于该条链路的链路带宽Ci，阴影部分表示已消耗的链路带宽，剩下的为未消耗部分，表示为Ai，A3是路径中各链路带宽的未消耗部分中的最小值，即为端到端的可用带宽。

目前，常用的可用带宽的测量方法有基于探测间隔模型(PGM，Probe Gap Model)和基于探测发送速率模型(PRM，Probe Rate Model)两种；其中，基于PGM的测量方法具体为：源端发送一些探测包，分析源端发送这些探测包的时间和目的端接收这些探测包的时间间隔的变化，根据变化趋势得到可用带宽的估计值，即基于时间戳测量可用带宽；基于PRM的测量方法的原理为：源端以小于或等于可用带宽的发送速率周期性发送探测包队列，目的端接收到探测包的时延是一个常值，而源端将发送速率增大到大于可用带宽，则目的端接收到探测包的时延中即包含了因排队产生的延时，即时延增大了，这样，通过动态调整发送速率，找到使得时延保持常值的临界发送速率，即可得到可用带宽。

可见，上述两种测量方法，均需通过测量时间来估计可用带宽，对时间精度要求较高，尤其基于PGM的测量方法，涉及发送和接收数据包的时间间隔，对时间精度要求极高，使得测量流程复杂，实施代价也较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种端到端可用带宽测量方法及系统，能够根据丢包率测量可用带宽。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种端到端可用带宽测量方法，该方法包括：

确定源端到目的端的临界丢包率；

源端根据前一次的丢包率和发送速率，确定本次发送速率，并以确定的发送速率发送数据包队列；

源端判断本次发送数据包队列的丢包率与所述临界丢包率的差是否不大于预先设定的阈值，如果是，则本次发送速率即为源端到目的端的可用带宽；如果不是，则源端将本次发送数据包队列的丢包率作为前一次的丢包率、将本次发送速率作为前一次的发送速率，再次执行所述确定本次发送速率、发送该数据包队列、判断操作。

进一步地，所述源端判断本次发送数据包队列的丢包率与所述临界丢包率的差是否不大于预先设定的阈值前，该方法进一步包括：

目的端接收数据包，并在接收时长等于设定的时长时，根据接收到的数据包数目计算丢包率并发送至源端；其中，所述设定的时长根据所述数据包队列包含数据包的数目、发送数据包的间隔时间、以及源端和目的端所处的网络环境设定。

进一步地，所述确定源端到目的端的临界丢包率具体为：

源端向目的端ping包，将返回数据包的数目与ping出数据包的数目的比值作为所述临界丢包率。

进一步地，确定初次发送数据包队列的发送速率时，所述确定本次发送速率为：源端将预先设定的初始发送速率作为本次发送速率；其中，已知源端到目的端的瓶颈带宽时，将瓶颈带宽作为初始发送速率。

进一步地，确定除初次发送数据包队列以外其余各次的发送速率时，所述确定本次发送速率具体为：确定前一次的丢包率是否大于所述临界丢包率，如果是，则将前一次的发送速率降低后作为本次发送速率；如果不是，则将前一次的发送速率提高后作为本次发送速率；其中，降低或提高的幅度采用线性调整算法、或指数倍调整算法确定。

进一步地，所述预先设定的阈值根据期望的测量精度设定，期望测量结果的测量精度越高，相应设定的阈值越小。

本发明还公开一种端到端可用带宽测量系统，该系统包括：源端和目的端；其中，

源端，用于协同目的端确定自身到目的端的临界丢包率；根据前一次的丢包率和发送速率，确定本次发送速率，并以确定的发送速率发送数据包队列；并判断本次发送数据包队列的丢包率与所述临界丢包率的差是否不大于预先设定的阈值，在判断结果为不大于时，确定本次发送速率即为源端到目的端的可用带宽，在判断结果为大于时，将本次发送数据包队列的丢包率作为前一次的丢包率，再次执行所述确定本次发送速率、发送该数据包队列、判断操作；

目的端，用于协同源端确定源端到自身的临界丢包率。