[发明专利]一种面向IPv6网络的业务流测量方法

说明书

该发明公开了一种面向IPv6网络的业务流测量方法，属于数据流量处理领域。针对现有技术存在的缺点，本发明提出了一种基于采样、插值和优化的面向IPv6网络的业务流测量架构，它能够仅使用低开销对网络业务流量进行高精度的测量。架构首先选取若干个初始测量点，使用traceroute技术来对整个网络的拓扑结构进行测量，得到网络的拓扑后，使用主动测量技术发送探针包进行低精度流量测量，从网络拓扑、链路负载和IPv6网络中流量的全局视图构建流量矩阵，然后使用插值理论将一些数据填充到低精度的测量结果中，考虑到链路负载和流量之间的关系，将高精度的测量问题描述为多约束优化模型，最后通过启发式算法来求解该模型，以对填充的数据进行优化，得到最终的测量结果。

技术领域

本发明属于网络流量工程领域，特别是涉及一种适用于IPv6网络的业务流测量方法。

背景技术

随着互联网及其应用的飞速增长，当前的互联网协议IPv4(Internet Protocolversion 4)地址短缺等缺点已经越来越突出。IPv6(Internet Protocol version 6)作为IETF(The Internet Engineering Task Force)确定的下一代互联网协议。有望解决IPv4地址短缺等问题。我国已经建成了世界上最大规模的IPv6网络。随着网络规模的不断扩大以及语音和视频等实时业务和多媒体应用的普及，特别是IPv6的发展，互联网的控制机制和行为特征越来越复杂，对于IPv6 网络流测量的需求也越来越紧迫。

流量测量使用硬件或软件实时收集有关网络中数据包传输的信息。基于流的测量可以反映网络中流的性质，可用于许多任务，例如QoS(Quality of Service)、路由管理、负载平衡和异常检测。在传统网络中，有许多测量工具支持基于流的测量，例如SFlow和NetFlow。NetFlow需要在交换机中配置收集器、分析器等相关服务，会降低数据包转发性能。SFlow类似于NetFlow，但它需要交换机和路由器中的额外硬件支持，并且这两种方法都属于被动测量。IPv6 网络中，传输延迟对于音视频等实时性较强的任务来说非常重要，精细的测量可以帮助网络以低延迟的方式管理和调度流量，主动测量具有灵活和实时性强的优点，但为了达到更高的精度，主动测量机制需要频繁发送探针包对网络节点的流量进行测量，过多的测量消息会为网络带来额外负担，因此基于主动测量开发一种高精度和低开销的网络的业务流测量架构十分重要。

发明内容

针对现有技术存在的缺点，本发明提出了一种基于采样、插值和优化的面向IPv6网络的业务流测量架构，它能够仅使用低开销对网络业务流量进行较高精度的测量。

该架构的测量流程可以总结为：首先选取若干个初始测量点，使用TraceRoute技术来对整个网络的拓扑结构进行测量，得到网络的拓扑后，使用主动测量技术发送探针包进行低精度流量测量，从网络拓扑、链路负载和IPv6网络中流量的全局视图构建流量矩阵，然后使用插值理论将一些数据填充到低精度的测量结果中，考虑到链路负载和流量之间的关系，将高精度测量问题描述为多约束优化模型，最后通过启发式算法来求解该模型，以对填充的数据进行优化，得到最终的测量结果。

本发明技术方案为一种面向IPv6网络的业务流测量方法，该方法步骤如下：

步骤1：网络拓扑更新；

使用TraceRoute方法对网络的拓扑结构进行测量，更新的拓扑结构保存在数据库中由拓扑状态；

步骤2：进行主动测量，构建流量矩阵；

根据网络节点的统计信息产生初步低精度测量结果，根据低精度的测量值构建流量矩阵；

步骤3：插值和建立优化模型；

使用插值理论对低精度的测量结果进行数据填充，基于填充结果建立优化模型，减小测量结果与实际流量之间的差距；

步骤4：求解优化模型得到测量结果；