[发明专利]网络时延组成部分的自动捕获

说明书

技术领域

本公开的发明涉及通信网络时延（delay）/延迟时间（latency）监控的技术领域。

背景技术

网络引入的时延是最重要的网络性能度量之一，因为它们直接影响几种广域网应用，这些应用涵盖从诸如IP电话（VoIP）、交互式网络游戏的实时应用到时间要求严苛的金融应用和定位系统的范围。

因此，监控网络内的数据传输时延的性能必须涉及对如何以及在何处引入这些时延的详细理解。

在传统时分复用（TDM）技术中，网络时延可以根据经过TDM交换机的确定性过渡时间来预测（例如，根据系统时钟过渡的数量）。但是，随着带宽需求的大量增长，TDM正逐步被分组交换网络（PSNs）所取代，分组交换网络（PSNs）中的分组抖动（也称为分组时延变化）（本质上由分组排队引入的随机过程）导致网络节点内的分组驻留时间（此后称为网络节点驻留时间或传输时延）不可预测。

因此，PSN（分组交换网络）操作者比以往更加需要用于监控网络时延（也称为网络延迟时间）的方法，以便能够根据网络时延/延迟时间针对遵守服务等级协议（SLAs）并纠正SLA违规而采取适当措施（例如，网络重设计/重构）。

为了解决这些问题，网络操作者通常依赖各种端到端时间延迟测量工具，诸如：

-在因特网控制报文协议（ICMPv4-RFC792和ICMPv6-RFC4443）上定义的PING命令，该协议允许测量IP网络内的从源端到目的地主机的端到端往返时延。

-由RFC 2679描述的单向时延测量方法。该方法可以根据两端上的网络时延/延迟时间值、所需的测量精确度和时钟准确度来要求时间同步。

-路由跟踪（或TraceRT）命令，其允许沿着从源端主机到目的地主机的网络路径计算出每个网络节点（即每个网络层设备）的地址。路由跟踪也分别返回网络路径内的从源端到每个经过节点的端到端时延。为了在网络协议层支持路由跟踪命令，这些端到端时延在应用层返回。

但是，这些工具返回整个端到端时延而不具有任何的网络节点驻留时间（或延迟时间）的精确度。换句话说，通过使用这些工具，返回的时延值是单个的单一组成部分，已经包括不具有任何精确度的网络节点驻留时间。

网络引入的时延可以大体上分为：

-网络节点驻留时间，包括：

○网络节点处理分组（处理时延）和用于（重新）传输而准备分组所需的时间。处理时延主要是协议栈复杂性和每个节点上的可用计算能力（即可用硬件）以及卡驱动（或接口卡逻辑）的作用；以及

○排队时延，即，处理和/或传输之前，在网络节点的缓冲器内的分组的总等待时间，其可以取决于网络节点的交换（或底层交换）的细节。

-沿着链接网络节点的网段的传输/链接时延：

从第一网络节点的输出端口传输整个分组（从第一比特到最后比特）或更基本地单个比特到第二网络节点的输入端口所需的时间。

因此，知道整个端到端时延的单个值而没有给出其组成部分的任何细节，最新的端到端时延测量工具不允许操作者计算出应采取确切校正措施的网段或网络节点。

因此，主要问题仍是本地测量的网络节点和网段传输时延的收集。

而现有技术的另一个问题是它不允许确定整个端到端时延中的什么部分表示经过网络节点或沿着网段的驻留时间。

进一步的问题是现有方法不允许立刻获取网络节点驻留时间的分布式视图，但是每个网络路径的端到端时延是分别产生的。

本发明的一个可能目标是用有关技术解决上述和其他的问题。

本发明的另一个可能目标是查明分布式网络节点内引入的占主导的时延。

本发明的另一个可能目标是提供网络引入的时延的细粒度组成。

本发明的另一个可能目标是同时测定通信网络内每个节点的延迟时间。

本发明的另一个可能目标是提供允许获取每个网络节点的驻留时间的细粒度分布式视图的方法或系统。

本发明的另一个可能目标是提供允许获取每个时延敏感应用的驻留时间的细粒度分布式视图的方法或系统。

本发明的另一个可能目标是将端到端时延分成沿着IP网络内的从源端到目的地的路径区分节点驻留时间的组成部分。

本发明的另一个可能目标是允许操作者根据网络延迟时间做出SLA违规问题（未遵守承诺服务的质量）的快速和精确的诊断。

本发明的另一个可能目标是提供允许精确地和同时地查找重要（应用）延迟时间的源的网络节点的诊断方法。