[发明专利]对网络进行探测

说明书

呈现了使用利用探测分组对的探测来对网络进行探测的方法，该对包括第一探测分组（L1）和第二探测分组（L2），并且其中L1＞L2。L1探测分组在L2之前被传送并且探测分组在最后链路上被布置为连续的。该方法的使用提供了所探测的路径中的最后链路的容量。该方法可以从网络中的网关运行以探测网络的各方面并且适于探测本地网关背后的家庭网络。还描述了针对该方法的使用。

本发明涉及使用探测分组对来探测网络的方法。本发明还涉及用于网络的网关和被配置为探测远程网络的测试装置。

背景技术

针对容量的网络探测通常使用许多可用的方法之一来执行，与本发明最相关的方法是可变探测大小（VPS）方法和探测空隙模型（PGM）方法。

VPS探测针对可变分组大小测量往返时间（RTT）并且从所测量的不同RTT推得容量。VPS使用IP存活时间参数来测量各个跳。VPS的一个主要缺点在于，其在探测的路径包括多个网络链路或多个开关时不正确地工作。这种情况的一个结果是VPS可能低估路径容量。围绕此的方式是破坏网络并且将VPS探测应用于组成路径的各个链路。这相当地增加将方法有效地应用于网络所需的预备知识以及在各个情况中应用方法的复杂性。然而，如果在网络中包括开关或者其它层-2或层-1设备，则这甚至发生故障。家庭（domestic）网络通常包括这样的设备。

PGM探测使用具有相同大小的2个连续（back-to-back）探测分组。连续发送两个分组意味着在该两个分组之间的发送中不存在任何延迟并且技术人员知晓这意味什么以及如何实现此。当这些分组跨各种网络链路行进到其目的地时，它们将遭受各种的延迟。

网络中的串行延迟是由在其上发送分组的介质的带宽引起的延迟。其为传送分组所需要的时间。对于以传输链路速率C（位/秒）的大小L（位）的分组，串行延迟等于L/C。例如，为了利用10,000,000位/秒的传输速率在链路上发送10,000位的分组，将花费0.001秒或1毫秒来传送该分组。串行延迟依赖于分组大小并且是实际传送分组所花费的时间。

排队延迟是探测分组由于交叉业务量所遭受的延迟。如果跨相同网络链路发送多个数据流，则它们一般进行排队和缓冲并且然后在网络链路上在那时被传送一个分组。这可以意味着探测分组被缓冲某一时间量，等待变成它被传送。该延迟被称为排队延迟。要指出的是，这样的排队延迟可以发生在发送器与接收器之间的路径上的任何设备中，包括发送器本身。由于该延迟依赖于其它数据分组，所以其不依赖于探测分组大小。

传播延迟是分组物理地穿过网络链路所花费的时间并且依赖于用于传输的介质而不依赖于分组大小。例如，在50米以太网线缆（CAT-线缆）上，传播延迟为50m/177,000,000m/s=0.28μs。将1500字节分组（最大正常以太网分组大小）置于1千兆位/秒的网络链路上引起1500*8位/1,000,000,000位/秒=12μs的串行延迟。该示例中的传播延迟仅为串行延迟的2.3%。因而，除非分组行进非常长的距离或者以非常高的网路速度行进，否则传播延迟在执行网络测量时的大多数情况下是可忽略的。

还存在要考虑的处理延迟。为了能够实现测量，探测发送器和探测接收器将时间戳置于用于‘所发送的分组’和用于‘所接收的分组’的探测分组上。然而，将时间戳置于分组上的设备的部分通常处于设备的软件中的某一地方并且不是网络接口卡本身的部分。因而，当发送分组时，存在将时间戳置于分组上的时间与在网络上实际传输分组之间的少量时间。类似地，存在实际接收分组与将时间戳置于其上的时间之间的少量时间，并且该小的差异被称为处理延迟。

要考虑的最后的延迟是探测答复延迟，该延迟由探测分组的接收器引起。其是接收探测并且发出答复所花费的时间。

为了利用PGM确定路径的容量，排队延迟必须为零。假定交叉业务量具有随机特性，则探测测量的足够长的序列将得出其中排队延迟为零的至少一个测量。通过采取许多测量的探测分组的最小延迟来标识测量。如果不可忽略，则PGM探测的传播延迟将相等，这是因为两个探测分组行进在相同链路。此外，由于分组具有相同大小，所以处理延迟、探测答复延迟和串行延迟对于两个分组也将相同。